Reflektorinių teleskopų savybės

Įprasta vadinti atšvaitą bet koks įrenginys, kurio pagrindinė funkcija yra atspindėti... Taigi, naudojant šį optinį reiškinį, buvo sukurtas reflektorinis teleskopas. Vietoj lęšio įrenginio objektyve yra įgaubtas veidrodis, kuris atspindi ir nukreipia šviesos spindulius į okuliarą, kad būtų galima peržiūrėti ar fotografuoti vaizdą. Panagrinėkime pagrindines skiriamąsias reflektoriaus teleskopo savybes.

Reflektorinis teleskopas nuo kitų refraktorinių teleskopų skiriasi tuo, kad jame vietoj lęšių sistemos sumontuotas įgaubtas veidrodis iš metalo ar stiklo. Tokie prietaisai dažnai vadinami būtent taip – ​​„veidrodiniu“ teleskopu.

Atskirti refleksinį teleskopą nuo ugniai atsparaus gana lengva net neturint astronomijos patirties. Antrosios schema yra gana paprasta. Tai vamzdelis, kurio skersmuo priklauso nuo objektyvo lęšio, esančio gale, nukreipto į stebimą objektą, skersmens. Kitame vamzdelio gale yra okuliaras - mažesnio skersmens lęšis, per kurį atliekamas stebėjimas. Tokio prietaiso vamzdžio ilgį lemia objektyvo židinio nuotolis ir medžiagos, iš kurios jis gali būti pagamintas, stiprumas.

Teleskopas su įgaubtu veidrodžiu atrodo kitaip, nes turi visiškai skirtingą veikimo principą ir struktūrą. Vamzdžio gale, nukreiptame į dangų, toks prietaisas apskritai gali nieko neturėti, nes veidrodis pritvirtintas kitame gale.Tačiau okuliaras, kaip taisyklė, yra šone, vamzdžio viršuje. Spindulių kelią, priešingai nei refraktorius, vienu ar kitu laipsniu blokuoja prizmė arba plokščias veidrodis, esantis išilgai vamzdžio centrinės ašies, kuriame surenkama šviesa, kad ji atsispindėtų okuliare. Atšvaito konstrukcija nereikalauja privalomo vamzdžio naudojimo, todėl neturi tų apribojimų, kurie atsiranda refraktoriams.... Visi šiuolaikiniai dideli teleskopai, įskaitant kosminius, išdėstyti pagal tokią schemą: vamzdis juose pakeičiamas lengva tinklelio konstrukcija, kurios paskirtis – laikyti visus optinės sistemos elementus.

Astronomai mėgėjai sėkmingai naudojo abiejų tipų teleskopus, ir jie abu turi savo privalumų ir trūkumų, kuriuos vienu atveju sukelia pro objektyvą einančio šviesos srauto lūžimas, kitu – jo atspindys nuo paviršiaus, kuris gali turėti skirtingą. išlinkimai. Stebėjimams, susijusiems su įrenginio kelione ir judėjimu, geriau naudoti refraktorių, jo konstrukcija yra tvirtesnė. Atšvaito transportavimas yra nepageidautinas, nes tai gali sukelti konstrukcinių elementų pasislinkimą centrinės linijos atžvilgiu, o po to reikės pakoreguoti jų padėtį varžtais - išlyginti. Tokį teleskopą galima įdėti į mėgėjų observatoriją.

Įgaubto veidrodžio kaip lęšio naudojimas yra mokslinių tyrimų, kuriais siekiama sumažinti lęšių sukeliamus iškraipymus (chromatines ir sferines aberacijas), rezultatas. Šios krypties tyrimai buvo atliekami daugelyje Europos šalių, juose ypač sekėsi anglų mokslininkams. 1663 metais Jamesas Gregory pirmasis pasiūlė vietoj refrakcijos lęšio naudoti atspindintį įgaubtą veidrodį (matyt, jis išrado pirmąjį reflektorinį teleskopą), 1673 metais aprašytą optinio įrenginio sistemą įkūnijo garsusis Robertas Hukas.

Tačiau didysis Izaokas Niutonas pirmą kartą sukūrė veikiantį teleskopą su veidrodiniu lęšiu 1668 m.

Atšvaitų kelias nebuvo lengvas, tuo pačiu tobulinami objektyvo įtaisai davė aiškesnį ir ryškesnį vaizdą. Prie jų vystymosi svariai prisidėjo žemyninės Europos mokslininkai (vokiečiai, prancūzai, italai). Atrodė, kad atšvaitas liks eksperimentinio įrenginio lygyje.

Paieškos vyko dangos tobulinimo ir veidrodžių gamybos kryptimi. Vėliau, siekiant sumažinti iškraipymus, Niutono pasiūlytoje sistemoje ne kartą buvo įdiegtos įvairios naujovės, dėl kurių atsirado iš esmės skirtingos reflektorių teleskopų schemos, tarp jų ir hibridinės versijos, kai viename gaminyje buvo naudojami lęšiai ir veidrodžiai. Naujų medžiagų ir technologijų atsiradimas leido sukurti vis tobulesnes sistemas, o tai, kad teleskopo konstrukcijoje nereikėjo didelių gabaritų vamzdžio, leido padidinti jo efektyvumą.

Visi atšvaitai turi vieną bendrą bruožą – įgaubto veidrodžio naudojimas kaip objektyvas... Bet tolimesnę veidrodžio surinktų spindulių eigą buvo siūloma įvairiais būdais nukreipti į okuliarą.

Atšvaitų sistema, kurią sukūrė Isaac Newton, yra laikoma klasikine. Pagrindinis veidrodis neturi skylių ir yra gana lengvas gaminti. Plokščias veidrodis, esantis šalia jo židinio, atspindi šviesos srautą statmenai centrinei linijai. Okuliaras yra šone.

Niutono teleskopo schema yra pati paprasčiausia ir plačiai naudojama tarp astronomų mėgėjų, kurie patys kuria stebėjimo įrangą. O mėgėjų astronomijai skirtą įrangą gaminančios įmonės tokius įrenginius gamina dideliais kiekiais.

1663 m. pasiūlyta veidrodinio teleskopo schema pasirodė labai sėkminga, nes suteikia tiesioginį vaizdą ir gali būti naudojamas ne tik astronominiams stebėjimams, bet ir antžeminėmis sąlygomis. Įgaubto veidrodžio centre padaroma skylė, nuo jos atsispindinčią šviesą į skylę nukreipia antras, taip pat įgaubtas veidrodis, okuliaras dedamas išilgai teleskopo vidurio linijos, kaip refraktorius ar įprastas teleskopas.

Schema, kurią 1770-aisiais sukūrė ir įgyvendino Laurentas Cassegrainas, primena Gregory schemą. Įgaubto veidrodžio centrinėje dalyje taip pat yra skylė. Prietaisai skiriasi antrojo veidrodžio forma – nagrinėjamoje sistemoje jis yra išgaubtas. Pagal šią schemą pagaminti teleskopai, kurių charakteristikos panašios į Gregory prietaisų charakteristikas, yra daug trumpesni. Sovietų astronomo Dmitrijaus Maksutovo patobulinta Cassegrain sistema dabar naudojama visame pasaulyje mėgėjiškiems atšvaitams kurti.

Kita Cassegrain teleskopo modifikacija buvo Ritchie-Chretien sistema, sukurta 1920 m. Dėl kitokios formos veidrodžių buvo galima išgauti didesnį matymo lauką, kuris pasirodė patogus judančius objektus (asteroidus, kometas, planetas) stebėti. Taip pat šioje sistemoje buvo galima sumažinti kai kuriuos iškraipymus.

Keletą kartų buvo bandoma naudoti įgaubtą veidrodį be atšvaito, blokuojančio šviesos srautą. XVII amžiaus 70-ųjų pradžioje Williamas Herschelis sukūrė tokį reflektorinį teleskopą, kurio okuliaras niekaip neužstojo pagrindinio veidrodžio. Tai leido žymiai padidinti prietaiso galią, tačiau sukėlė stiprius iškraipymus komos pavidalu. 1760-aisiais panašų dizainą sukūrė ir įgyvendino M. V. Lomonosovas. Šiuo metu prietaisai su tokia optine schema naudojami specialiems stebėjimams, mėgėjų astronomijoje jie nėra plačiai naudojami dėl įrenginio ir reguliavimo sudėtingumo.

Dietrich Korsch sistema buvo sukurta aštuntajame dešimtmetyje. Jis išsiskiria tuo, kad yra ne du, o trys veidrodžiai, kurie leidžia ištaisyti daugumą iškraipymų.

Šios sistemos įrenginiai plačiai naudojami įvairių optinių prietaisų gamybai – nuo ​​žiūronų ir monokuliarų iki mėgėjiškų teleskopų. Pagrindinis jų privalumas – žymiai sumažintas įrenginio ilgis išlaikant židinio nuotolį. Veidrodžiai yra išdėstyti kampu optinės ašies atžvilgiu, vienas kito neužblokuojant.

Išplito Cassegrain sistema, kurią XX amžiaus pradžioje patobulino Bernhardas Schmidtas. Tai hibridinė schema, kurioje, be įgaubto veidrodžio, naudojamas objektyvas.

XX amžiuje reflektorių teleskopai tvirtai išstūmė refraktorius iš visų svarbių astronominių observatorijų. Tobulėjant gamybos technologijoms, pradėjo augti ir teleskopuose montuojamų veidrodžių skersmuo.

1917 metais didžiausiu pasaulyje atšvaitu tapo observatorija JAV (Vašingtono valstijoje), jos veidrodis siekė 100 colių skersmens (2,5 metro). Po Antrojo pasaulinio karo buvo pagamintas prietaisas su 5 metrų veidrodžiu, taip pat sumontuotas Kalifornijoje.

Didžiausias azimuto teleskopas Senajame pasaulyje išlieka Didysis azimuto teleskopas, sukurtas SSRS praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio viduryje, sumontuotas Karačajaus-Čerkeso Respublikoje, didelio aukščio observatorijoje.

Didžiausias pasaulyje modernus teleskopas su tvirtu veidrodžiu sumontuotas Arizonos valstijoje, JAV. Tai didelis žiūronas teleskopas. Jame sumontuoti du identiški 8,4 metro skersmens veidrodžiai. Prietaisas buvo pagamintas 2005 m.

Didžiausi šiandien yra įrenginiai su surenkamais segmentiniais veidrodžiais: Didysis Kanarų teleskopas, Didysis Pietų Afrikos teleskopas ir Hobby-Eberley teleskopas (JAV).

Naudoti veidrodinį teleskopą nėra taip sunku. Tačiau, skirtingai nei refraktorius, su tokiu įrenginiu reikia elgtis labai atsargiai. Kadangi atšvaito vamzdis visada atviras, į jį gali patekti dulkės. Nusistodamas ant veidrodžio paviršiaus, jis labai pastebimai sumažina jo atspindėjimą.

Atšvaito perkėlimas taip pat yra problemiškas, nes konstrukciniai elementai linkę judėti veikiami vibracijos. Paprastai manipuliacijos su veidrodiniais teleskopais baigiasi sunkiai reguliavimu (išlygiavimu). Teleskopą galima reguliuoti reguliavimo varžtais, kurių sukimosi metu veidrodis pasislenka, be atitinkamos patirties to greitai padaryti neįmanoma.