انواع تلسکوپ. دایره المعارف مدرسه تلسکوپ بازتابی نیوتن

ما کمی ریشه‌های تلسکوپ را کاوش کردیم، و همچنین نگاهی دقیق‌تر به تلسکوپ شکستی، از جمله نمونه‌ای از چند مدل، انداختیم. بیایید یک قدم به جلو برداریم و در مورد تلسکوپ های بازتابی صحبت کنیم.

تفاوت اصلی بازتابنده و تلسکوپ شکستی در این است که در بازتابنده، عدسی نیست، بلکه آینه است که وظیفه جمع آوری نور و بزرگنمایی تصویر را بر عهده دارد.

یک آینه سهموی (بیشتر، اما گاهی اوقات کروی) در پایین لوله تلسکوپ قرار دارد. نور را جمع‌آوری می‌کند و تصویر حاصل را روی یک آینه کوچک کمکی (ثانویه) متمرکز می‌کند، که قبلاً تصویر را به داخل چشمی هدایت می‌کند. در این حالت، ناظر از کنار تلسکوپ و حتی از سمتی که مستقیماً به سمت آسمان است نگاه می کند. چنین وسیله ای ممکن است عده ای را گیج کند و در ابتدا فردی که به استفاده از رفرکتور عادت دارد باید کمی با کنترل ها مبارزه کند.

اولین بازتابنده در سال 1667 توسط سر آیزاک نیوتن اختراع شد که ظاهراً از انحرافات رنگی ذاتی در همه انکسارها خسته شده بود. با این حال، به جای افکت کروماتیک معمول، نیوتن ویژگی های تصویر دیگری را دریافت کرد که امروزه اکثر بازتابنده ها را همراهی می کنند.

به طور دقیق تر، بازتابنده نیوتنی (این نام هنوز برای تلسکوپ هایی از این نوع استفاده می شود) دارای انحرافات خاص خود است. بیشتر دوستداران نجوم از به اصطلاح "کما" شکایت دارند. این اثر این احساس را ایجاد می‌کند که مرکز تصویر و لبه‌های آن از یکدیگر جدا شده‌اند - یعنی ستارگان در مرکز همانطور که انتظار می‌رود، نقطه‌ها و در لبه‌ها شبیه دنباله‌دار به نظر می‌رسند: لکه‌دار، «پشیده و دم‌دار. ”

در اصل، اگر درگیر عکاسی نجومی نیستید، این ویژگی بازتابنده‌ها به‌خصوص شما را آزار نمی‌دهد: از این گذشته، جسم مورد نظر معمولاً در مرکز تصویر قرار دارد و برای مشاهده‌گر قابل مشاهده است و بنابراین از این مشکل رنج نمی‌برد. اثر کما و اگر عکاسی هستید که رویای شروع عکاسی از آسمان پرستاره را دارید، بهتر است از قبل به جستجوی اصلاحگرهای ویژه ای که این انحراف خاص را تصحیح می کنند، دقت کنید.

کما تنها نقطه ضعف بازتابنده ها نیست. اینها همچنین عبارتند از:

• نیاز به تنظیم دوره ای موقعیت آینه - این فرآیند "تنظیم" نامیده می شود.
• حساسیت دستگاه به تغییرات دما - نمی توانید در زمستان تلسکوپ را از خانه به خیابان ببرید و بلافاصله مشاهدات را شروع کنید، در غیر این صورت تصویر تا حد زیادی شما را ناامید می کند.
• ابعاد مناسب - این شرایط تا حدودی اشتیاق سفر با تلسکوپ در کوله پشتی را مهار می کند.
• حساسیت به آب و هوای بد - باد شدید می تواند باعث لرزش تصویر شود.
• محافظت کم در برابر گرد و غبار و سایر آلاینده ها - در واقع، دسترسی مستقیم به آینه مرکزی اجازه می دهد تا خاک تقریباً بدون مانع وارد شود و سطح آینه باید با دقت شسته شود، در غیر این صورت احتمال آسیب رساندن به آن وجود دارد.
• خطر برخورد با اپتیک های با کیفیت پایین در بازتابنده های ارزان قیمت.

با این حال، تمام این معایب نمی توانند به طور کامل بر مزایای قابل توجه غلبه کنند:

1. قیمت. این البته مثبت ترین ویژگی بازتابنده است. از نظر طراحی ساده است و آینه به پردازش کمتری نسبت به هر یک از لنزهای شکست نیاز دارد، که البته نمی تواند بر هزینه بازتابنده تأثیر بگذارد - و علاوه بر این، برای خریدار بهتر است. در واقع، با همان قیمت می توانید یک انکسارگر و یک بازتابنده را پیدا کنید که از نظر دیافراگم به طور قابل توجهی با هم تفاوت دارند (باز هم بازتابنده برنده می شود). اجازه دهید یادآوری کنم: دیافراگم قطر لنز اصلی (برای یک رفرکتور) یا آینه اصلی (برای یک بازتابنده) است. و همانطور که قبلا ذکر شد، دیافراگم بزرگتر همیشه بهتر است. از این گذشته، وضوح، کنتراست و حداکثر قدر ستاره قابل تشخیص به این ویژگی بستگی دارد. و به بیان ساده تر، هرچه دیافراگم بزرگتر باشد، کیفیت تصویر بهتر است.
2. رفلکتور را می توان بر روی سبک ترین نوع پایه نصب کرد که در واقع می توانید آن را خودتان بسازید: پایه دابسونین از نظر اندازه جمع و جورترین است و علاوه بر آن از چوب، نئوپان یا تخته سه لا ساخته شده است. واضح است که در رده وزنی این مواد بهتر از فلز عمل می کنند.
3. عملکرد عالی (به عنوان یک قاعده) از نظر نسبت دیافراگم - این نوع تلسکوپ، به ویژه در ترکیب با یک پایه استوایی، در عکاسی نجومی بسیار خوب است.
4. اگر اپتیک از کیفیت بالایی برخوردار باشد ، تصویر در قسمت مرکزی آن عملاً عاری از هرگونه انحراف خواهد بود - و حتی یک انکسارگر نمی تواند از چنین شاخصی ببالد.
5. برای رصد اجرام اعماق فضا عالی است.

با این حال، بیایید به چند مدل مناسب نگاه کنیم.

برای مثال، بیایید تلسکوپ Celestron PowerSeeker 127 EQ (7500 روبل) را در نظر بگیریم.

یک مدل کاملا مقرون به صرفه با دیافراگم عالی 127 میلی متر. اگر 7500 روبل بگیرید. (هزینه تخمینی) برای "نوار" پولی بالایی برای خرید یک تلسکوپ، می توانید یک نسوز با قطر عدسی حداکثر 70 میلی متر پیدا کنید. و همانطور که بیش از یک بار گفته شد، هرچه دیافراگم بزرگتر باشد، بهتر است.

این کیت شامل دو چشمی قابل تعویض 20 و 4 میلی متری و همچنین یک لنز سه تایی بارلو است. در مجموع، اگر به مشخصات ارائه شده با تلسکوپ نگاه کنید، این اپتیک باید تا 750 برابر افزایش دهد! با این حال، در عمل، شما به راحتی می توانید محاسبه کنید که دستگاه تا چه حد محدودیت های بزرگنمایی را به شما می دهد. شما فقط باید مقدار دیافراگم (بر حسب میلی متر) را در 1.4 ضرب کنید - رقم حاصل دقیقاً نسبتی خواهد بود که پس از آن بعید است تلسکوپ تصویری فوق العاده واضح ایجاد کند. با این حال، اگر همان مقدار دیافراگم را در 2 ضرب کنید، به محدودیت کیفی مطلق بزرگنمایی دستگاه خود پی خواهید برد. اگر در مورد این مدل سلسترون صحبت کنیم، 127 x 1.4 = 177.8 برابر، 127 x 2 = 254 بار. مجموع - 254 بار از نظر بزرگنمایی "سقف" خواهد بود.

حداکثر قدر ستاره ای اجرام قابل تشخیص +13 متر است.

یک بازتابنده با پایه استوایی برای رصد اجرام آسمانی بسیار خوب است، اما عملا برای اجرام زمینی اصلاً خوب نیست. مدل سلسترون دارای یک پایه استوایی با مکانیسم های حرکتی ظریف و دایره های مختصات است که همه اینها به یک مبتدی کمک می کند تا در ابتدا با کار دشوار اشاره و مشاهده کنار بیاید.

وزن تلسکوپ 7.7 کیلوگرم و طول لوله 508 میلی متر است. بسیار فشرده تر از یک انکسار با دیافراگم یکسان - طولانی تر خواهد بود بیش از یک مترو نشانگر وزن فراتر از علامت 30 کیلوگرم شیرجه خواهد زد. بهترین گزینه برای پیاده روی نیست، اینطور است؟

نماینده معمولی بازتابنده ها، عالی برای مشاهده اجرام اعماق فضا.

حالا بیایید در مورد تلسکوپ های آینه ای (کاتادیوپتری) صحبت کنیم. گاهی اوقات آنها را نوع ترکیبی نیز می نامند.

اگر در یک شکست عدسی مبتنی بر استفاده از یک لنز است، در یک بازتابنده - بر روی یک آینه، پس کاتادیوپتری ها از هر دو لنز و اپتیک آینه در دستگاه خود استفاده می کنند. ساخت چنین لنزهایی دشوارتر است، بنابراین قیمت آنها به طور طبیعی بالاتر از هزینه یک بازتابنده با دیافراگم یکسان خواهد بود. دومین ویژگی ناخوشایند این نوع این است که به دلیل طراحی آن، یک دستگاه عدسی آینه ای نمی تواند تصویر واضحی را به عنوان مثال یک انکسار در اختیار مشاهده گر قرار دهد.

یکی دیگر از نکات منفی این است که تلسکوپ‌های آینه‌ای با طراحی نوری اشمیت-کاسگرین، متأسفانه، عاری از انحراف کماتیک نیستند. اما ماکسوتوف - کاسگرین می تواند بدون این "تداخلات" به تصویری ببالد.

در میان چیزهای دیگر، کاتادیوپتری ها بیشترین حساسیت را نسبت به تغییرات دارند رژیم دما- حتی بازتابنده های بیشتری.

با این حال، جنبه های مثبت عدسی های آینه ای گاهی اوقات نقش تعیین کننده ای برای بسیاری از علاقه مندان به نجوم بازی می کند.

اول از همه، اینها البته اندازه هستند. به عنوان مثال، یک رفرکتور با دیافراگم 90 میلی متر حداقل 95 سانتی متر طول خواهد داشت (و به احتمال زیاد حدود یک متر). و دیافراگم Maksutov-Cassegrain که از نظر اندازه مشابه است، 28 سانتی متر طول دارد. تفاوت قابل توجهی است، اینطور نیست؟ بر این اساس، کاتادیوپتری ها نیز وزن کمتری نسبت به سایر گونه ها دارند.

خوب، یک نکته به همان اندازه مهم، انحرافات، یا بهتر است بگوییم، فقدان تقریباً کامل آنها است. اگر اپتیک از کیفیت بالایی برخوردار باشد و سازنده هیچ "اشتباه" جدی در ساخت تلسکوپ مرتکب نشده باشد، در این صورت تصویر خالی از تمام آن "بی نظمی ها" خواهد بود که مطمئناً حداقل تا حدودی با هر دو انکسار و نیز همراه است. بازتابنده ها

به عنوان مثال، Celestron NexStar 90 SLT (16300 روبل) را در نظر بگیرید.

همانطور که از نام آن پیداست، دیافراگم در اینجا 90 میلی متر است. این یکی از نمایندگان سری Maksut - Cassegrain است، یعنی تصویری که با کمک آن به دست می آید عملاً عاری از انحرافات معمول خواهد بود.

این مجموعه شامل دو چشمی قابل تعویض برای 25 میلی متر (50x) و 9 میلی متر (139x) است که حداکثر قدر اشیاء مشاهده شده 12.3 متر است.

نصب آزیموت با هدایت کامپیوتری - سیستم مشابهی معمولا GoTo نامیده می شود. این دستگاه در حال حاضر دارای پایگاه داده ای از 4000 شی است. کنترل ها ساده هستند: شما یک شی را از پایگاه داده انتخاب می کنید و تلسکوپ به طور خودکار منطقه ای از آسمان را که نیاز دارید هدف می گیرد. انتخاب یک شی با استفاده از کنترل از راه دور انجام می شود که امکان به روز رسانی از طریق اینترنت (البته هنگام اتصال به رایانه) را دارد. امکانات چنین کنترلی فقط به انتخاب یک شی محدود نمی شود: GoTo به شما امکان می دهد بر اساس مختصات پیمایش کنید، دریافت کنید. اطلاعات مختصردر مورد هر شی ؛ می تواند در صورت درخواست مختصات نقطه ای را که در آن اشاره شده است ارائه دهد این لحظه. تنها چیزی که می تواند برای مبتدیان در نجوم مشکل ایجاد کند این است که قبل از استفاده از تلسکوپ، باید تلسکوپ را به سمت منطقه هدایت کنید، یعنی مکان و زمان رصد را وارد کنید و همچنین تلسکوپ را به سمت چند ستاره شناخته شده بگیرید. به کاربر. در اصل، یک سیستم راحت است که اغلب در وقت ناظر صرفه جویی می کند.

سه پایه فولادی برای حداکثر پایداری، پایه دم کبوتر - دستگاه با حرکت سریع و آسان نصب می شود. وزن این تلسکوپ تنها 5.4 کیلوگرم است.

یک گزینه عالی حتی برای مبتدیان در نجوم. قابلیت های کاتادیوپتریک، راحتی GoTo، به علاوه حداکثر فشردگی - و اکنون ابزار یک ستاره شناس واقعی در دسترس است (البته اگر قیمت شما را منصرف نکند).

یافتن تلسکوپ جهانی کامل غیرممکن است. هر نوع دارای نقاط قوت و ضعف خاص خود است. با این حال، اگر دقیقاً بدانید چه چیزی در آسمان بیشتر به شما علاقه دارد، می توانید دستگاهی را انتخاب کنید که قابلیت های آن را به حداکثر برساند.

یک انکسار با دیافراگم 70-90 میلی متر برای یک کودک به عنوان اولین تلسکوپ مناسب است (به ویژه در شرایط شهری): او می تواند سطح ماه، سیارات منظومه شمسی و خورشید را با جزئیات بررسی کند. . تنها نکته: شما مطلقا نمی توانید خورشید را از طریق تلسکوپ بدون فیلترهای خاص مشاهده کنید - به سادگی دید خود را از دست خواهید داد، زیرا در این حالت تلسکوپ مانند یک ذره بین معمولی عمل می کند. به یاد داشته باشید که اگر یک تکه کاغذ را از طریق ذره بین به آن بتابانید چه اتفاقی می افتد: به سرعت روشن می شود. حالا تصور کنید که به جای تکه کاغذ چشم شما قرار دارد و بلافاصله دیگر نمی خواهید با خورشید آزمایش کنید.

برای مشاهدات با کیفیت بالا از اجرام فضایی دور (سحابی ها، خوشه های ستاره ای کروی، و غیره) به دور از روشنایی شهر، یک بازتابنده با دیافراگم حدود 114-150 میلی متر مناسب است. البته، هر چه این رقم بالاتر باشد، بهتر است - به پول آنجا نگاه کنید.

خوب، اگر زیاد سفر می کنید و در عین حال می خواهید همیشه یک تلسکوپ همراه خود داشته باشید، پس بهترین انتخابمدلی از Maksutov - Cassegrain یا دستگاه دیگری از سری لنزهای آینه وجود خواهد داشت: آنها جمع و جور هستند و حمل آن آسان تر خواهد بود.

در صورتی که خودتان هنوز تصمیم نگرفته اید که دقیقاً چه چیزی را می خواهید مطالعه کنید، یک رفرکتور بگیرید. برای اولین بار، برای درک اینکه آیا اصلاً به چنین فعالیتی علاقه دارید یا خیر، کافی است. اگر دیافراگم در حدود 70-90 میلی متر باشد بهتر است: بعید است که اندازه های کوچکتر لذت واقعی را ارائه دهند.

و ابعاد را فراموش نکنید: بسیاری از تلسکوپ ها برای حمل با دست بسیار ناخوشایند هستند و افراد بدون وسیله حمل و نقل نیز باید به این موضوع فکر کنند.

ستاره شناسان آماتور عمدتاً از دو نوع تلسکوپ سنتی هنگام رصد استفاده می کنند. اینها تلسکوپ هستند - انکسارها، که در آن از عدسی ها و تلسکوپ ها برای ساخت تصویر استفاده می شود - بازتابنده ها، جایی که یک آینه برای این اهداف خدمت می کند.
گاهی اوقات از آنها برای ساختن یک تصویر استفاده می کنند سیستم های کاتادیوپتریکه ترکیبی از چندین عدسی و آینه هستند ( تلسکوپ عدسی آینه ای).

وقتی به رصد آسمان پرستاره فکر می کنیم، چیزی شبیه به این را تصور می کنیم. فوراً به شما خواهم گفت که واقعیت با عکاسی متفاوت است.

بخش اصلی هر تلسکوپی که تصویر را تولید می کند است لنز. از ویژگی های آن - دیافراگم هاد، فاصله کانونی /و رابطه کانونی f/D - به محدوده مشاهداتی که یک تلسکوپ معین اجازه می دهد بستگی دارد.

البته تلسکوپ هایی با دیافراگم باز (قطر عدسی بزرگ) ترجیح داده می شوند زیرا سطح جمع آوری نور بزرگی دارند، وضوح بالایی دارند و بزرگنمایی قابل توجهی ارائه می دهند. با این حال، تلسکوپ های با دیافراگم بزرگ، صرف نظر از نوع آنها، گران تر و حجیم تر هستند.

جمع آوری و قدرت تفکیک تلسکوپ ها

مهمترین ویژگی تلسکوپ و دوربین دوچشمی این است دیافراگم(د)- قطر لنز.

دیافراگم ابعاد سطح جمع آوری را تعیین می کند که مساحت آن متناسب با مربع قطر است. هر چه سطح جمع‌آوری دستگاه بزرگ‌تر باشد، جسم ضعیف‌تری که اجازه مشاهده می‌دهد. بنابراین، حداکثر قدر ستاره ای یک جسم که می توان از طریق یک تلسکوپ معین مشاهده کرد، به مربع قطر عدسی بستگی دارد.

بعد مشخصه مهمتلسکوپ - وضوح، یعنی توانایی تشخیص کوچکترین تشکیلات روی قرص سیارات یا ستاره های دوتایی.

اگر قطر عدسی بر حسب میلیمتر اندازه گیری شود، وضوح آن که بر حسب ثانیه قوسی بیان می شود، با مقدار 138/D تعیین می شود.

برای لنزهای فوکوس بلند با نسبت کانونی بیشتر از f/12*، وضوح کمی بالاتر است و با فرمول 116/D تعیین می‌شود.

وضوح کمی کمتر بازتابنده ها و تلسکوپ های کاتادیوپتری در مقایسه با تلسکوپ های شکستی با قطر عدسی یکسان تا حدی به دلیل غربالگری قسمت مرکزی پرتو نوری است که از عدسی عبور می کند. کیفیت تصویر، به ویژه با تلسکوپ های بازتابی، می تواند به شدت تحت تأثیر جریان هوا در لوله تلسکوپ قرار گیرد.

تلسکوپ های شکست

عدسی یک تلسکوپ شکستی یک سیستم آکروماتیک است که از چندین عدسی به هم چسبانده شده است که پرتوهای با طول موج های مختلف را در یک کانون جمع آوری می کند.

به طور معمول، نسبت کانونی رفرکتورهای آماتور کمتر از f/10 یا f/12 است، زیرا لنزهای آکروماتیک پرتاب کوتاه‌تر بسیار گران هستند. بنابراین، رفرکتورها برای مشاهداتی که به نسبت کانونی بزرگ، بزرگنمایی نسبتاً زیاد و میدان دید محدود نیاز دارند، بهترین استفاده را دارند.

برای رصدهای جدی، استفاده از تلسکوپ هایی با دیافراگم حداقل 75 میلی متر ضروری است.

البته، انجام مشاهدات در تلسکوپ هایی با دیافراگم کوچکتر امکان پذیر است، اما باید به خاطر داشت، به ویژه برای مبتدیان، که چنین مشاهداتی با مشکلات زیادی همراه است. به همین دلیل، مشاهدات با دوربین های دوچشمی خوب ممکن است سازنده تر از تلسکوپ با دیافراگم کوچک باشد.

بر خلاف انواع دیگر تلسکوپ ها، به دلیل غربالگری جزئی پرتو نور توسط آینه های میانی، هیچ تلفاتی در انکسارها وجود ندارد، با این حال، در طول مشاهدات، به عنوان یک قاعده، از عدسی هایی با قطر کمتر از 100 میلی متر استفاده می شود.

نسوزهای بزرگ با دیافراگم بیش از 150 میلی متر کمتر رایج هستند، زیرا بسیار گران و حجیم هستند.

تلسکوپ های بازتابی

اکثر تلسکوپ های بازتابی آماتور دارای نسبت کانونی f/6 - f/8 هستند. در مقایسه با رفرکتورها، برای مشاهداتی که به میدان دید وسیع‌تر و بزرگنمایی کمتری نیاز دارند، راحت‌تر هستند.

تلسکوپ های بازتابی انواع مختلفی دارند. در تمرین مشاهدات آماتور، بیشتر از دو نوع بازتابنده استفاده می شود: سیستم های نیوتنو سیستم کاسه گرین.

در تلسکوپ نیوتنی، آینه ثانویه مسطح است، بنابراین فاصله کانونی و نسبت کانونی عدسی ثابت است. در تلسکوپ کاسگرین، آینه ثانویه محدب است که به طور قابل توجهی فاصله کانونی کلی تلسکوپ را افزایش می دهد و در نتیجه نسبت کانونی موثر آن را تغییر می دهد. به همین دلیل از بازتابنده‌های کاسگرین برای رصدهای مشابهی مانند تلسکوپ‌های شکستی استفاده می‌شود.

بزرگترین مزیت رفلکتورها قیمت پایین آنهاست. برای همان دیافراگم، آنها به طور قابل توجهی ارزان تر از هر نوع تلسکوپ دیگری هستند. علاوه بر این، آینه لازم برای عدسی بازتابنده را می توان به تنهایی ساخت یا در موارد شدید، به سادگی خریداری کرد و لوله چنین تلسکوپ را می توان به راحتی در خانه جمع کرد.

تقریباً تمام تلسکوپ های آماتور با سطح جمع آوری بزرگ (قطر عدسی بیش از 200 میلی متر) بازتابنده هستند. حداقل قطر عدسی بازتابنده ها که معمولاً برای مشاهدات عمومی استفاده می شود حدود 150 میلی متر است. هزینه چنین بازتابنده ای بیش از یک نسوز با عدسی با قطر 75 میلی متر نیست. از آنجایی که یک بازتابنده سطح جمع آوری بزرگی دارد، اجسام کم نورتر را می توان از طریق آن مشاهده کرد، اما به اندازه یک انکسار فشرده نیست.

بازتابنده‌های کوچک‌تر با نسبت‌های کانونی کوچک، موقعیت متوسطی را در ویژگی‌های خود بین دوربین‌های دوچشمی و بازتابنده‌های معمولی اشغال می‌کنند. علاوه بر این، آنها کاملا جمع و جور هستند.

با این حال، رفلکتورها معایبی نیز دارند. مهمترین آنها نیاز به به روز رسانی پوشش های بازتابنده و تنظیم عناصر نوری در زمان به زمان است. در غیاب شیشه های نوری گران قیمت که لوله بازتابنده را به صورت هرمتیک آب بندی می کند، لازم است هر آینه تلسکوپ را با درپوش یا پوششی بپوشانیم تا از نفوذ گرد و غبار جلوگیری شود.

هنگام رصد، چشمی در تلسکوپ نیوتنی ممکن است در موقعیت نامناسبی قرار گیرد. برای جلوگیری از این امر باید امکان چرخش لوله تلسکوپ فراهم شود.

اگر لوله بازتابنده به طور هرمتیک با یک پنجره نوری مهر و موم نشده باشد، هوای سرد بیرون که به داخل آن نفوذ می کند، جریان های هوا را در آنجا ایجاد می کند که تصویر را خراب می کند. یک راه بسیار مؤثر برای مبارزه با این مضرات می تواند استفاده از لوله های عایق حرارتی بزرگ باشد، اما اغلب از "لوله های" ساختار اسکلتی برای این منظور استفاده می شود.

متأسفانه، در مورد دوم، مشکلات دیگری مربوط به جریان هوای گرم از خود ناظر به وجود می آید (پس سعی کنید هنگام مشاهده لباس عایق بیشتری بپوشید!). علاوه بر این، این مقدار شبنم روی عناصر نوری را افزایش می دهد. از همین رو پراهمیتطراحی صحیح رصدخانه را به دست می آورد.

سیستم تلسکوپ کاتادیوپتری ( تلسکوپ عدسی آینه ای)

در میان تلسکوپ های کاتادیوپتری، تلسکوپ ها بیشترین کاربرد را دارند. سیستم ماکسوتوفو سیستم اشمیت - کاسگرین.

در یک فاصله کانونی معین، آنها برای مشاهدات قابل حمل‌تر و راحت‌تر هستند، به ویژه هنگامی که با دستگاه‌های مختلفی که ردیابی حرکت پیچیده اجرام آسمانی را فراهم می‌کنند ترکیب شوند. به طور طبیعی، چنین تلسکوپ هایی بسیار گرانتر از هر دو انکسارگر و بازتابنده هم اندازه هستند.

تلسکوپ‌های کاتادیوپتری دارای نسبت‌های کانونی بزرگی هستند: f/10، f/12 و حتی f/15، بنابراین می‌توان از آن‌ها برای انجام کارهای مشابهی مانند رفرکتورها و بازتابنده‌های کاسگرین استفاده کرد.

نحوه تست تلسکوپ قبل از خرید

تعدادی از مطالعات کیفیت اپتیک تلسکوپ را می توان به طور مستقل انجام داد، اما باید به خاطر داشت که سیستم های اپتیکی ایده آل وجود ندارند. هر سیستم نوری تصاویر را تحریف می کند، به چنین اعوجاج هایی گفته می شود انحرافات.

هنگام ساخت یک تلسکوپ، سعی می شود انحرافات به حداقل برسد. الزامات خاص برای بزرگی انحرافات مجاز بستگی به ماهیت تحقیقی دارد که تلسکوپ برای آن در نظر گرفته شده است. به عنوان مثال، هنگام مطالعه سیارات و عکاسی از اجرام آسمانی، الزامات برای بزرگی انحرافات مجاز بیشتر از رصدها است.

انحراف رنگیمشخصه یک درجه یا دیگری برای انکسارها و تلسکوپ های برخی دیگر، در رنگ آمیزی تصویر اجرام آسمانی بیان می شود. به ویژه در مرزهای تیز بین مناطق روشن و تاریک، مانند اندام ماه و غیره قابل توجه است. تلسکوپ های بازتابی این نوع انحراف را ایجاد نمی کنند.

دسترسی اعوجاج(تحریف در تصویر موقعیت های نسبی ستارگان) را می توان با مشاهده تصویر یک خط مستقیم یا آجرکاری مستطیل شکل در دیوار خانه بررسی کرد.

بررسی کنید که چگونه تلسکوپ شما تصویری از یک منبع نقطه ای تولید می کند. در صورت امکان بهتر است این کار را در شب و با بررسی تصویر ستاره ها انجام دهید. چنین بررسی هایی را می توان در طول روز با مشاهده "ستاره های مصنوعی" (نور خورشید منعکس شده از یک بالن دور) یا هر منبع نقطه ای نور دیگری انجام داد.

بله، اگرچه این به نظر بی اهمیت به نظر می رسد، اما یادآوری این نکته مفید است که تلسکوپ ابزار دقیق و بسیار حساسی است. قبل از خرید آن را با دقت بررسی کنید

در یک تلسکوپ خوب، تصویر ستاره دقیقاً در فوکوس است و شکل یک دیسک پراش کاملاً گرد دارد. این تصاویر باید شکل یک دایره کامل را داشته باشند، نه تنها در فوکوس، بلکه خارج از فوکوس. طویل شدن آنها نشان دهنده حضور است آستیگماتیسمیا تغییر شکل عناصر نوری تلسکوپ، که ممکن است به دلیل نصب نامناسب رخ دهد.

انحنای میدان با عدم فوکوس تصویر یک ستاره در حالی که از مرکز به سمت لبه میدان دید تلسکوپ حرکت می کند، نشان داده می شود. انحنای میدان در بیشتر تلسکوپ ها ذاتی است، اما این نقص عمدتاً بر مشاهدات عکاسی تأثیر می گذارد. انحراف دیگر، کما، خود را در کشیده شدن تصویر یک ستاره (به شکل ستاره دنباله دار) در لبه میدان دید نشان می دهد. کما در بیشتر تلسکوپ ها نیز وجود دارد، اما در بازتابنده ها بیشتر از انکسارها قابل توجه است.

بررسی اجزای مکانیکی تلسکوپ ها و نصب آنها عمدتاً ماهیت کلی دارد. برای عملکرد خوب، دستیابی به استحکام ساختاری خود لوله تلسکوپ و پایه آن ضروری است. این به بهترین وجه با نصب محکم محورهای تلسکوپ حاصل می شود - هر کدام روی دو تکیه گاه با فاصله کافی ثابت می شوند.

چرخش حول محورها باید صاف باشد و در تاسیسات استوایی هر دو محور باید مجهز به پیچ قفل شوند. همه درایوها، قاب های فوکوس چشمی و سایر مکانیسم های تنظیم تلسکوپ باید بدون عکس العمل کار کنند.

قطعات اصلی در تلسکوپ عبارتند از:لنز و چشمی عدسی به سمت جسمی که می‌خواهند مشاهده کنند اشاره می‌کند و چشم به چشمی نگاه می‌شود.

سه نوع اصلی از سیستم‌های نوری تلسکوپ وجود دارد - انکسارگر (با عدسی عدسی)، بازتابنده (با عدسی آینه‌ای) و تلسکوپ عدسی آینه‌ای.

تلسکوپ شکستدارای یک عدسی در جلوی لوله به عنوان یک لنز. هر چه قطر عدسی بزرگتر باشد، هر چه جسم آسمانی در میدان دید پرنورتر ظاهر شود، جسم کم نورتر از طریق این تلسکوپ دیده می شود. به طور معمول، یک عدسی شکست یک عدسی نیست، بلکه سیستمی از لنزها است. آنها از انواع شیشه ساخته می شوند و با چسب مخصوص به هم چسبانده می شوند. این کار به منظور کاهش اعوجاج در تصویر انجام می شود. به این اعوجاج ها انحرافات می گویند. هر عدسی دارای انحراف است.اصلی ترین آنها ابیراهی کروی و انحراف رنگی هستند.

انحراف کروی زمانی است که لبه های عدسی پرتوهای نور را بیشتر از وسط منحرف می کنند. به عبارت دیگر، پرتوهای نوری که از عدسی عبور می کنند در یک مکان همگرا نمی شوند. و برای ما بسیار مهم است که پرتوها در یک نقطه همگرا شوند. پس از همه، وضوح تصویر به این بستگی دارد. اما این خیلی بد نیست. می دانید که نور سفید ترکیبی است - شامل پرتوهای تمام رنگ های رنگین کمان است. این را می توان به راحتی با استفاده از یک منشور شیشه ای تأیید کرد. بیایید یک پرتو باریک از نور سفید را به سمت آن هدایت کنیم. خواهیم دید که پرتو سفید اولاً به چندین پرتو رنگی تجزیه می شود و ثانیاً منکسر می شود ، یعنی. تغییر جهت خواهد داد. اما مهمترین چیز این است که اشعه ها رنگ متفاوتانکسار متفاوت - قرمزها کمتر انحراف دارند و آبی بیشتر. عدسی نیز نوعی منشور است. و پرتوهای رنگ های مختلف را به طور نابرابر متمرکز می کند - رنگ های آبی در نقطه ای نزدیک تر به لنز جمع می شوند و قرمزها - دورتر از آن.

تصویر تولید شده توسط لنز همیشه کمی رنگی در اطراف لبه ها با حاشیه رنگین کمان است. اینگونه است که انحراف رنگی خود را نشان می دهد.

برای کاهش انحراف کروی و رنگی، ستاره شناسان قرون وسطایی ایده ساخت عدسی هایی با فواصل کانونی بسیار طولانی را مطرح کردند. فاصله کانونیفاصله از مرکز عدسی است تمرکز، یعنی نقطه ای که پرتوهای منکسر نور در آن تلاقی می کنند (در واقع تصویر کوچکی از یک جسم در فوکوس به دست می آید). هدف این لنز جمع آوری نور بیشتر از یک جرم آسمانی و ایجاد تصویری کوچک و واضح از این جسم در فوکوس است.

ستاره شناس لهستانیXVIIقرن، یان هولیوس تلسکوپ هایی به طول 50 متر ساخت. برای چی؟ به طوری که انحرافات آنقدر تأثیر نگذارند، یعنی. برای به دست آوردن واضح ترین و بی رنگ ترین تصویر از یک جرم آسمانی. البته کار با چنین نسوز بسیار ناخوشایند بود. بنابراین، هولیوس، با وجود اینکه او یک ستاره شناس سخت کوش بود، نتوانست چیز زیادی کشف کند.

متعاقباً، بینایی‌شناسان ایده ساخت عدسی را نه از یک، بلکه از دو عدسی به ذهن آوردند. همچنین نوع شیشه و انحنای سطوح آنها به گونه ای انتخاب شد که انحرافات یک عدسی سرکوب و انحراف عدسی دیگر جبران شود.

اینگونه بود که یک عدسی پیچیده ظاهر شد. انکسارها بلافاصله از نظر اندازه کاهش یافتند. اگر بتوان لنزهای باکیفیت را کوتاهتر کرد، چرا یک تلسکوپ بلند بسازیم؟ به همین دلیل است که تلسکوپ های کودکان چنین تصاویر ضعیفی دارند - زیرا آنها فقط از یک عدسی به عنوان شیئی استفاده می کنند. و شما حداقل به دو مورد نیاز دارید. قیمت یک لنز کمتر از دو لنز است، به همین دلیل است که تلسکوپ های کودکان بسیار ارزان هستند. اما با این حال، مهم نیست که چه نوع شیشه نوری برای لنزها انتخاب شده است، نمی توان به طور کامل از انحراف رنگی جلوگیری کرد. به همین دلیل است که انکسارها همیشه یک هاله آبی کوچک در اطراف تصویر دارند. با این حال، به طور کلی، انکسارها واضح ترین تصاویر را در بین تلسکوپ های سایر سیستم ها ارائه می دهند.

اگر قصد مشاهده جزئیات اجرام آسمانی - کوه ها و دهانه های روی ماه، نوارها و لکه قرمز بزرگ روی مشتری، حلقه های زحل، ستاره های دوگانه، خوشه های ستاره ای کروی و غیره را دارید، باید یک انکسارگر را انتخاب کنید. اجرام کم رنگ و تار - سحابی ها، کهکشان ها، دنباله دارها - باید در آنها رصد شوند تلسکوپ بازتابی.

در یک بازتابنده، نور نه توسط یک عدسی، بلکه توسط یک آینه مقعر با یک انحنای خاص جمع آوری می شود. ساختن آینه راحت تر از عدسی است زیرا فقط باید یک سطح را سمباده بزنید. علاوه بر این، عدسی ها به شیشه های با کیفیت بالا نیاز دارند، اما هر شیشه ای برای آینه مناسب است. بنابراین، بازتابنده ها معمولاً ارزان تر از رفرکتورهایی با قطر عدسی یکسان هستند. بسیاری از علاقه مندان به نجوم، خود بازتاب دهنده های خوبی می سازند. مزیت اصلی بازتابنده این است که آینه انحراف رنگی ایجاد نمی کند.اولین بازتابنده در تاریخ توسط اسحاق نیوتن در سال 2018 ساخته شدهجدهمقرن. این دانشمند انگلیسی اولین کسی بود که متوجه شد یک آینه مقعر به طور یکسان پرتوهای همه رنگ ها را منعکس می کند و می تواند تصویری بدون رنگ ایجاد کند. نیوتن سیستم نوری تلسکوپ را توسعه داد که معمولاً نیوتنی نامیده می شود. بازتابنده های سیستم نیوتنی امروزه به صورت صنعتی در بسیاری از کشورهای جهان ساخته می شوند.

بزرگترین بازتابنده سیستم نیوتنی درهجدهمقرن توسط ستاره شناس انگلیسی ویلیام هرشل ساخته شد. قطر آینه مقعر 122 سانتی متر و طول لوله تلسکوپ 12 متر بود. البته تلسکوپ دست و پا چلفتی است، اما با این حال دیگر انکسارگر 50 متری هولیوس نیست. هرشل با تلسکوپ خود اکتشافات قابل توجه بسیاری انجام داد. یکی از مهمترین آنها کشف سیاره اورانوس است.

بیایید به مسیر پرتوها در سیستم رفرکتور و بازتابنده نگاه کنیم.

در رفرکتور، نور از یک عدسی عبور می کند و مستقیماً وارد چشمی و سپس به چشم ناظر می شود. در یک بازتابنده، نور از یک آینه مقعر منعکس می شود و قبل از ورود به چشمی و چشمی، ابتدا به یک آینه تخت که در بالای لوله نصب شده است هدایت می شود. بنابراین، بازتابنده دارای دو آینه است - یکی مقعر (اصلی)، دیگری مسطح (مورب). کار آینه اصلی مانند لنز لنز است - جمع آوری نور و ایجاد یک تصویر کوچک و واضح در فوکوس.

یک آینه مسطح (مورب) توسط مهاربندهای مخصوص (معمولاً 4 عدد از آنها وجود دارد) در قسمت جلوی لوله پشتیبانی می شود. حال تصور کنید: نور وارد لوله تلسکوپ می شود، بخشی از نور توسط یک آینه تخت و علائم کشش مسدود می شود. در نتیجه، نور کمتری نسبت به آینه مقعر اصلی به آن می رسد. به این حالت محافظ مرکزی می گویند. محافظ مرکزی منجر به از دست دادن وضوح تصویر می شود.

بالاخره بیایید با هم ملاقات کنیم تلسکوپ های عدسی آینه ای. آنها عناصر هر دو یک شکست و یک بازتابنده را ترکیب می کنند. هم یک آینه مقعر و هم یک عدسی در جلوی لوله وجود دارد. به طور معمول، پشت این لنز روکش نقره ای است. این دایره نقره ای نقش یک آینه اضافی را بازی می کند. مسیر پرتوهای نور در تلسکوپ های عدسی آینه ای پیچیده تر است. نور از عدسی جلو می گذرد، سپس به آینه مقعر برخورد می کند، از آن منعکس می شود، به عدسی جلو باز می گردد، از دایره نقره ای منعکس می شود، به آینه مقعر برمی گردد و از سوراخ آن آینه عبور می کند. و تنها پس از آن نور وارد چشمی و چشم ناظر می شود. شار نور داخل لوله سه بار تغییر جهت می دهد. به همین دلیل است که تلسکوپ های عدسی آینه ای بسیار فشرده هستند. اگر فضای کمی در بالکن خود دارید، باید چنین تلسکوپی را انتخاب کنید.

چندین سیستم نوری از تلسکوپ های عدسی آینه ای وجود دارد. به عنوان مثال، یک تلسکوپ از سیستم Maksutov، Schmidt، Cassegrain، Klevtsov. هر یک از این اپتیک ها به روش خود معایب اصلی تلسکوپ عدسی آینه ای را حل می کند. این کاستی ها چیست؟ اولا، سطوح نوری زیادی وجود دارد. بیایید بشماریم: حداقل 6 مورد، و در هر یک از آنها بخشی از نور از بین می رود (برای اطلاع شما، 4 مورد از آنها در رفرکتور و بازتابنده وجود دارد). که درنور زیادی در داخل چنین تلسکوپی از بین می رود. اگر یک انکسار قادر به انتقال 92 درصد نوری باشد که از یک جرم آسمانی وارد آن می شود، آنگاه تنها 55 درصد از نور از یک تلسکوپ عدسی آینه ای عبور می کند. به عبارت دیگر، اجرام در چنین تلسکوپی در مقایسه با انکسارگر با قطر عدسی یکسان، تیره تر به نظر می رسند. بنابراین، تلسکوپ های عدسی آینه ای بهترین استفاده را برای اجرام روشن - ماه و سیارات دارند. اما، با در نظر گرفتن محافظ مرکزی به دلیل آینه روی لنز جلو، باید اعتراف کنیم که وضوح تصویر نیز نسبت به یک رفرکتور کمتر است. ثانیاًهم عدسی و هم آینه مقعر انحرافات خاص خود را ایجاد می کنند. بنابراین، یک تلسکوپ آینه ای با کیفیت بالا بسیار گران است.

بزرگنمایی تلسکوپبرای پیدا کردن بزرگنمایی یک تلسکوپ، باید فاصله کانونی عدسی را بر فاصله کانونی چشمی تقسیم کنید. به عنوان مثال، یک لنز دارای فاصله کانونی 1 متر (1000 میلی متر) است، در حالی که ما سه چشمی با فواصل کانونی 5 سانتی متر (50 میلی متر)، 2 سانتی متر (20 میلی متر) و 1 سانتی متر (10 میلی متر) در اختیار داریم. با تغییر این چشمی ها سه بزرگنمایی دریافت می کنیم:

لطفا توجه داشته باشید که اگر فاصله کانونی لنز را بر حسب میلی متر در نظر بگیریم، فاصله کانونی چشمی نیز بر حسب میلی متر است.

به نظر می‌رسد که اگر چشمی‌هایی با فوکوس کوتاه فزاینده بگیرید، می‌توانید بزرگنمایی‌های بیشتری دریافت کنید. به عنوان مثال، یک چشمی با فاصله کانونی 1 میلی متر بزرگنمایی 1000 برابر را با لنز ما ارائه می دهد. با این حال، ساخت چنین چشمی با دقت بالا بسیار دشوار است و نیازی به آن نیست. برای مشاهدات زمینی به دلیل تداخل جوی نمی توان از بزرگنمایی بیش از 500 برابر استفاده کرد. حتی اگر بزرگنمایی را روی 500x تنظیم کنید، جریان های جوی آنقدر تصویر را خراب می کنند که چیز جدیدی روی آن دیده نمی شود. به عنوان یک قاعده، مشاهدات با حداکثر بزرگنمایی 200-300 برابر انجام می شود.

با وجود استفاده از بزرگنمایی بالا، ستاره‌ها هنوز مانند نقطه‌هایی در تلسکوپ به نظر می‌رسند . دلیل آن فاصله عظیم ستارگان از زمین است. با این حال، یک تلسکوپ به شما اجازه می دهد تا ستاره هایی را ببینید که با چشم قابل مشاهده نیستند، زیرا ... نور بیشتری نسبت به چشم انسان جمع آوری می کند. ستارگان در تلسکوپ درخشان‌تر به نظر می‌رسند، سایه‌های آنها بهتر مشخص می‌شود و سوسو زدن ناشی از جو زمین بیشتر محسوس است.

حداکثر و حداقل بزرگنمایی مفید تلسکوپ.یکی از اهداف تلسکوپ جمع آوری نور بیشتر از یک جرم آسمانی است. هر چه نور بیشتری از عدسی تلسکوپ عبور کند، جسم در میدان دید روشن‌تر ظاهر می‌شود. این امر به ویژه هنگام مشاهده اجرام سحابی - سحابی ها، کهکشان ها، دنباله دارها مهم است. در این صورت لازم است تمام نور جمع آوری شده وارد چشم ناظر شود.

حداکثر قطر مردمک چشم انسان 6 میلی متر است. اگر پرتو نوری که از چشمی خارج می شود (به اصطلاح مردمک خروجی ) پهن تر از 6 میلی متر خواهد بود، به این معنی که مقداری از نور وارد چشم نمی شود. بنابراین، شما باید از چشمی استفاده کنید که یک مردمک خروجی کمتر از 6 میلی متر را فراهم کند. در این حالت تلسکوپ حداقل بزرگنمایی مفید را ارائه می دهد. به این صورت محاسبه می شود: قطر لنز (بر حسب میلی متر) بر 6 میلی متر تقسیم می شود.به عنوان مثال، اگر قطر لنز 120 میلی متر باشد، حداقل بزرگنمایی قابل استفاده 20 برابر خواهد بود. استفاده از بزرگنمایی حتی کمتر در این تلسکوپ غیر منطقی است، زیرا مردمک خروجی بزرگتر از 6 میلی متر خواهد بود.

الگو را به خاطر بسپار: هرچه بزرگنمایی تلسکوپ کمتر باشد، مردمک خروجی بزرگتر است (و بالعکس).

حداقل بزرگنمایی مفید تلسکوپ نیز نامیده می شود تجهیز، زیرا مردمک خروجی چشمی با حداکثر قطر مردمک انسان - 6 میلی متر منطبق است.

برای یافتن حداکثر بزرگنمایی قابل استفاده یک تلسکوپ،شما باید قطر لنز (به میلی متر) را در 1.5 ضرب کنید. اگر قطر لنز 120 میلی متر باشد، حداکثر بزرگنمایی مفید 180 برابر می شود. شما می توانید با این تلسکوپ بزرگنمایی بالاتری دریافت کنید، اما بی فایده خواهد بود، زیرا جزئیات جدید به دلیل ظاهر شدن الگوهای پراش آشکار نخواهد شد. هنگام مشاهده ستاره های دوتایی، گاهی اوقات از بزرگنمایی عددی برابر با دو برابر قطر عدسی (بر حسب میلی متر) استفاده می شود.

بنابراین، در یک تلسکوپ با قطر شی 120 میلی متر، استفاده از بزرگنمایی از 20 تا 180 برابر منطقی است.

به اصطلاح وجود دارد بزرگنمایی نافذاعتقاد بر این است که هنگام استفاده از آن، بهترین نفوذ به دست می آید - کم نورترین ستاره های قابل دسترسی به یک تلسکوپ مشخص قابل مشاهده می شوند. از بزرگنمایی نافذ برای رصد خوشه های ستاره ای و ماهواره های سیاره ای استفاده می شود. برای پیدا کردن آن، باید قطر لنز (به میلی متر) را بر 0.7 تقسیم کنید.

در تلسکوپ ها همراه با چشمی به اصطلاح لنز بارلو، که یک عدسی واگرا است. اگر یک لنز بارلو دو برابر (2x) باشد، به نظر می رسد که فاصله کانونی لنز را 2 برابر افزایش می دهد (عدسی بارلو 3 برابر - 3 برابر). به عنوان مثال، اگر فاصله کانونی لنز 1000 میلی متر باشد، با استفاده از یک لنز بارلو 2 برابر و یک چشمی با فاصله کانونی 10 میلی متر، بزرگنمایی 200 برابر خواهیم داشت. بنابراین، لنز بارلو برای افزایش بزرگنمایی عمل می کند. البته این لنز انحرافات خاص خود را در تصویر کلی وارد می کند، بنابراین هنگام شناسایی جزئیات کوچک در ماه، خورشید و سیارات، بهتر است این لنز را کنار بگذارید.

جزئیات بیشتر را ببینید

تلسکوپ مجهز به عکاسی از اجرام آسمانی نامیده می شود اختر نگار. به جای چشمی، از گیرنده تشعشع استفاده می کند (قبلاً یک صفحه عکاسی، فیلم عکاسی بود، امروز دستگاه های متصل به شارژ هستند). عنصر حساس به نور گیرنده تابش در نقطه کانونی لنز قرار دارد، به طوری که یک تصویر کوچک از جسم گرفته می شود. امروزه مطمئناً از اختر نگار در ترکیب با رایانه استفاده می شود.

تلسکوپ یک ابزار نوری نجومی است که برای رصد اجرام آسمانی طراحی شده است.
این تلسکوپ دارای یک چشمی، یک عدسی یا یک آینه اصلی و یک لوله مخصوص است که به پایه متصل است، که به نوبه خود شامل محورهایی است که جسم رصدی از طریق آنها نشانه می رود.

در سال 1609، گالیله گالیله اولین تلسکوپ نوری در تاریخ بشر را مونتاژ کرد. (در این مورد در وب سایت ما بخوانید: چه کسی اولین تلسکوپ را ایجاد کرد؟).
تلسکوپ های مدرن انواع مختلفی دارند.

تلسکوپ های بازتابی (آینه ای).

اگر ساده ترین توصیف را به آنها بدهیم، اینها وسایلی هستند که دارای یک آینه مقعر خاص هستند که نور را جمع آوری کرده و آن را متمرکز می کند. از مزایای چنین تلسکوپ هایی می توان به سادگی ساخت، کیفیت خوباپتیک عیب اصلی آن این است که نسبت به سایر انواع تلسکوپ نیاز به مراقبت و نگهداری کمی دارد.
خوب، اکنون با جزئیات بیشتر در مورد تلسکوپ های بازتابنده.
بازتابنده تلسکوپی با عدسی آینه ای است که با بازتاب نور از سطح آینه تصویری را تشکیل می دهد. بازتابنده ها عمدتاً برای عکاسی از آسمان، مطالعات فوتوالکتریک و طیفی استفاده می شوند و کمتر برای مشاهدات بصری استفاده می شوند.
بازتابنده ها نسبت به انکسارها (تلسکوپی با هدف عدسی) مزایایی دارند، زیرا هیچ انحراف رنگی (رنگی تصویر) وجود ندارد. ساخت آینه اصلی راحت تر است اندازه های بزرگتراز یک لنز لنز اگر آینه دارای شکل کروی نیست، بلکه سهمی باشد، می توان شکل کروی را به صفر رساند. انحراف(تار شدن لبه ها یا وسط تصویر). ساخت آینه راحت تر و ارزان تر از عدسی است که باعث می شود قطر عدسی و در نتیجه وضوح تلسکوپ افزایش یابد. از مجموعه ای از آینه های آماده، ستاره شناسان آماتور می توانند یک بازتابنده خانگی "نیوتنی" ایجاد کنند. مزیتی که به دلیل آن سیستم در بین آماتورها گسترده شده است، سهولت ساخت آینه است (آینه اصلی در مورد سوراخ های نسبی کوچک یک کره است؛ یک آینه تخت می تواند اندازه کوچکی داشته باشد).

بازتابنده سیستم نیوتنی

در سال 1662 اختراع شد. تلسکوپ او اولین تلسکوپ بازتابی بود. در بازتابنده ها، آینه بزرگ را آینه اولیه می نامند. برای عکاسی از اجرام سماوی می توان صفحات عکاسی را در صفحه آینه اصلی قرار داد.
در سیستم نیوتن، عدسی یک آینه سهموی مقعر است که از آن پرتوهای منعکس شده توسط یک آینه تخت کوچک به چشمی واقع در کنار لوله هدایت می شود.
تصویر: انعکاس سیگنال هایی که از جهات مختلف می آیند.

بازتابنده سیستم گرگوری

پرتوهای آینه سهموی مقعر اصلی به یک آینه بیضوی مقعر کوچک هدایت می شوند که آنها را به چشمی که در سوراخ مرکزی آینه اصلی قرار دارد منعکس می کند. از آنجایی که آینه بیضوی پشت کانون آینه اصلی قرار دارد، تصویر قائم است، در حالی که در سیستم نیوتنی معکوس است. وجود آینه دوم فاصله کانونی را افزایش می دهد و در نتیجه امکان بزرگنمایی بیشتر را فراهم می کند.

بازتابنده کاسگرین

در اینجا آینه ثانویه هذلولی است. در جلوی کانون آینه اصلی نصب می شود و به شما امکان می دهد لوله بازتابنده را کوتاهتر کنید. آینه اصلی سهموی است، هیچ انحراف کروی وجود ندارد، اما کما وجود دارد (تصویر نقطه به شکل یک نقطه پراکنده نامتقارن است) - این میدان دید بازتابنده را محدود می کند.

منعکس کننده سیستم لومونوسوف-هرشل

در اینجا، بر خلاف بازتابنده نیوتنی، آینه اصلی به گونه ای کج شده است که تصویر در نزدیکی سوراخ ورودی تلسکوپ، جایی که چشمی قرار می گیرد، متمرکز می شود. این سیستم امکان حذف آینه های میانی و تلفات نور در آنها را فراهم می کرد.

بازتابنده ریچی-کرتین

این سیستم یک نسخه بهبود یافته از سیستم Cassegrain است. آینه اصلی هذلولی مقعر و آینه کمکی هذلولی محدب است. چشمی در سوراخ مرکزی آینه هایپربولیک نصب می شود.
که در اخیرااین سیستم به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است.
سیستم های رفلکس دیگری نیز وجود دارد: شوارتزشیلد، ماکسوتوف و اشمیت (سیستم های عدسی آینه ای)، مرسن، نسمیت.

عدم وجود بازتابنده

لوله های آنها در برابر جریان هوا که سطح آینه ها را خراب می کند باز است. به دلیل نوسانات دما و بارهای مکانیکی، شکل آینه ها کمی تغییر می کند و به همین دلیل دید بدتر می شود.
یکی از بزرگترین بازتابنده ها در رصدخانه نجومی کوه پالومار در ایالات متحده واقع شده است. آینه آن دارای قطر 5 متر است.

تلسکوپ شکستی (لنز تلسکوپ)

انکسارها- اینها تلسکوپ هایی هستند که دارای یک عدسی هستند که با شکست پرتوهای نور، تصویری از اجسام را تشکیل می دهند.
این تلسکوپ بلند کلاسیک شناخته شده به شکل یک شیشه جاسوسی با یک عدسی بزرگ (شیعی) در یک سر و یک چشمی در سمت دیگر است. رفرکتورها برای مشاهدات بصری، عکاسی، طیفی و غیره استفاده می شوند.
رفرکتورها معمولاً بر اساس سیستم کپلر ساخته می شوند. دید زاویه ای این تلسکوپ ها کوچک است و از 2 درجه تجاوز نمی کند. عدسی معمولا دو عدسی است.
عدسی ها در لنزهای کوچک شکست معمولاً برای کاهش شعله ور شدن و از دست دادن نور به هم متصل می شوند. سطوح لنزها تحت درمان ویژه (پوشش اپتیک) قرار می گیرند، در نتیجه یک فیلم شفاف نازک روی شیشه تشکیل می شود که به طور قابل توجهی از دست دادن نور در اثر انعکاس را کاهش می دهد.
بزرگترین انکسارگر جهان در رصدخانه نجوم یرکس در آمریکا دارای عدسی با قطر 1.02 متر است.

تلسکوپ های عدسی آینه ای

تلسکوپ عدسی آینه ای برای عکاسی از مناطق بزرگ آسمان طراحی شده است. در سال 1929 توسط بینایی‌شناس آلمانی B. اشمیت. قطعات اصلی در اینجا یک آینه کروی و یک صفحه اصلاح اشمیت است که در مرکز انحنای آینه نصب شده است. به لطف این موقعیت صفحه اصلاح، تمام پرتوهای پرتوهایی که از نقاط مختلف آسمان از آن عبور می کنند نسبت به آینه برابر هستند، در نتیجه تلسکوپ از انحرافات سیستم های نوری پاک می شود. انحراف کروی آینه توسط یک صفحه اصلاح اصلاح می شود. قسمت مرکزیکه به عنوان یک عدسی مثبت ضعیف عمل می کند و یک عدسی خارجی به عنوان یک عدسی منفی ضعیف عمل می کند. سطح کانونی که تصویر آسمان روی آن تشکیل شده است به شکل کره ای است که شعاع انحنای آن برابر با فاصله کانونی است. سطح کانونی را می توان با استفاده از لنز Piazzi-Smith به یک سطح صاف تبدیل کرد.

عیبتلسکوپ های آینه ای دارای طول لوله قابل توجهی هستند که دو برابر فاصله کانونی تلسکوپ است. برای رفع این اشکال، تعدادی اصلاحات از جمله استفاده از آینه محدب دوم (اضافی)، نزدیک کردن صفحه اصلاح به آینه اصلی و غیره پیشنهاد شده است.
بزرگترین تلسکوپ های اشمیت در رصدخانه نجومی تاوتنبورگ در جمهوری دموکراتیک آلمان (D= 1.37 متر، A = 1:3)، رصدخانه نجومی کوه پالومار در ایالات متحده آمریکا (D = 1.22 متر، A = 1:2.5) و در Byurakan نصب شده اند. رصدخانه اخترفیزیکی آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی ارمنستان (D = 1.00 متر، A = 1:2، 1:3).

تلسکوپ های رادیویی

آنها برای مطالعه اجرام فضایی در محدوده رادیویی استفاده می شوند. عناصر اصلی تلسکوپ های رادیویی عبارتند از آنتن گیرنده و رادیومتر- گیرنده و تجهیزات گیرنده رادیویی حساس از آنجایی که برد رادیویی بسیار گسترده تر از محدوده نوری است، طرح های مختلفی از تلسکوپ های رادیویی بسته به برد، برای ضبط انتشار رادیویی استفاده می شود.
هنگام ترکیب چندین تلسکوپ منفرد واقع در قسمت های مختلف در یک شبکه واحد کره زمین، آنها در مورد تداخل سنجی رادیویی پایه بسیار طولانی (VLBI) صحبت می کنند. نمونه ای از چنین شبکه ای سیستم VLBA آمریکایی (آرایه خط پایه بسیار طولانی) است. از سال 1997 تا 2003، تلسکوپ رادیویی مداری ژاپنی HALCA (آزمایشگاه بسیار پیشرفته برای ارتباطات و نجوم) که در شبکه تلسکوپ VLBA گنجانده شده بود، کار کرد که وضوح کل شبکه را به طور قابل توجهی بهبود بخشید.
تلسکوپ رادیویی مداری روسی Radioastron قرار است به عنوان یکی از عناصر تداخل سنج غول پیکر استفاده شود.

تلسکوپ های فضایی (ماهواره های نجومی)

آنها برای انجام مشاهدات نجومی از فضا طراحی شده اند. نیاز به این نوع رصدخانه ها به دلیل تاخیر در اتمسفر زمین گاما، اشعه ایکس و اشعه ماوراء بنفشاشیاء فضایی، و همچنین بیشتر مادون قرمز.
تلسکوپ‌های فضایی مجهز به دستگاه‌هایی برای جمع‌آوری و متمرکز کردن تشعشعات و همچنین سیستم‌های تبدیل و انتقال داده‌ها، سیستم جهت‌یابی و گاهی اوقات سیستم‌های محرکه هستند.

تلسکوپ های اشعه ایکس

برای مشاهده اجسام دور در طیف اشعه ایکس طراحی شده است. برای به کار انداختن چنین تلسکوپ‌هایی معمولاً باید آنها را بالاتر از جو زمین قرار داد که در برابر اشعه ایکس مات است. بنابراین، تلسکوپ ها بر روی موشک های ارتفاع بالا یا بر روی ماهواره های مصنوعی زمین قرار می گیرند.

در تصویر: تلسکوپ اشعه ایکس - حساس به موقعیت (ART-P). در بخش اخترفیزیک انرژی بالا موسسه ایجاد شد تحقیقات فضاییآکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی (مسکو).

> انواع تلسکوپ

همه تلسکوپ های نوریآنها بر اساس نوع عنصر جمع‌آوری نور به آینه، عدسی و ترکیبی دسته‌بندی می‌شوند. هر نوع تلسکوپ دارای مزایا و معایب خاص خود است، بنابراین، هنگام انتخاب اپتیک، باید عوامل زیر را در نظر بگیرید: شرایط و اهداف رصد، الزامات وزن و تحرک، قیمت، سطح انحراف. بیایید محبوب ترین انواع تلسکوپ ها را مشخص کنیم.

انکسارها (تلسکوپ های عدسی)

انکسارهااینها اولین تلسکوپ هایی هستند که توسط انسان اختراع شد. در چنین تلسکوپی، یک عدسی دو محدب که به عنوان یک شیء عمل می کند، وظیفه جمع آوری نور را بر عهده دارد. عملکرد آن بر اساس ویژگی اصلی لنزهای محدب - شکست پرتوهای نور و جمع آوری آنها در فوکوس است. از این رو نام - انکسارها (از لاتین شکست - به شکست).

در سال 1609 ایجاد شد. از دو عدسی برای جمع آوری حداکثر نور ستاره استفاده کرد. اولین عدسی که به عنوان یک شیئی عمل می کرد، محدب بود و برای جمع آوری و تمرکز نور در فاصله معینی کار می کرد. عدسی دوم که نقش چشمی را بازی می کند مقعر بود و برای تبدیل پرتو نور همگرا به یک پرتو موازی استفاده می شد. با استفاده از سیستم گالیله می توان تصویری مستقیم و غیر وارونه به دست آورد که کیفیت آن تا حد زیادی تحت تأثیر انحراف رنگی است. اثر انحراف رنگی را می توان به صورت رنگ آمیزی کاذب جزئیات و لبه های یک جسم مشاهده کرد.

رفرکتور کپلر سیستم پیشرفته تری است که در سال 1611 ساخته شد. در اینجا از یک عدسی محدب به عنوان چشمی استفاده شد که در آن فوکوس جلویی با فوکوس عقب عدسی شیئی ترکیب شد. در نتیجه تصویر نهایی وارونه بود که برای تحقیقات نجومی مهم نیست. مزیت اصلی سیستم جدید قابلیت نصب شبکه اندازه گیری در داخل لوله در نقطه کانونی است.

این طرح همچنین با انحراف رنگی مشخص می شد، اما این اثر را می توان با افزایش فاصله کانونی خنثی کرد. به همین دلیل است که تلسکوپ های آن زمان دارای فاصله کانونی عظیم با لوله ای با اندازه مناسب بودند که در انجام تحقیقات نجومی مشکلات جدی ایجاد می کرد.

که در اوایل XVIIIقرن ظاهر شد، که هنوز هم محبوب است. لنز این دستگاه از دو عدسی ساخته شده از انواع شیشه ساخته شده است. یک عدسی همگرا است، دومی واگرا است. این ساختار می تواند به طور قابل توجهی ابیراهی کروماتیک و کروی را کاهش دهد. و بدنه تلسکوپ بسیار فشرده باقی می ماند. امروزه انکسارهای آپوکروماتیک ساخته شده اند که در آنها تأثیر انحراف رنگی به حداقل ممکن کاهش می یابد.

مزایای رفرکتورها:

• طراحی ساده، سهولت عملیات، قابلیت اطمینان؛
• تثبیت حرارتی سریع؛
• بدون نیاز به خدمات حرفه ای؛
• ایده آل برای کاوش سیارات، ماه، ستاره های دوگانه.
• ارائه رنگ عالی در نسخه آپوکروماتیک، خوب در نسخه آکروماتیک.
• سیستم بدون محافظ مرکزی از آینه مورب یا ثانویه. از این رو کنتراست بالای تصویر.
• بدون جریان هوا در لوله، محافظت از اپتیک از خاک و گرد و غبار.
• طراحی لنز یک تکه که نیازی به تنظیمات توسط ستاره شناس ندارد.

معایب رفرکتورها:

• قیمت بالا؛
• وزن و ابعاد بزرگ؛
• قطر دیافراگم عملی کوچک؛
• محدودیت در مطالعه اجسام کم نور و کوچک در فضای عمیق

نام تلسکوپ های آینه ای - بازتابنده هااز کلمه لاتین reflectio - انعکاس دادن می آید. این دستگاه یک تلسکوپ با عدسی است که به عنوان یک آینه مقعر عمل می کند. وظیفه آن جمع آوری نور ستاره در یک نقطه است. با قرار دادن چشمی در این نقطه می توانید تصویر را مشاهده کنید.

یکی از اولین بازتابنده ها ( تلسکوپ گریگوری) در سال 1663 اختراع شد. این تلسکوپ با آینه سهموی کاملاً عاری از انحرافات کروماتیک و کروی بود. نور جمع آوری شده توسط آینه از یک آینه بیضی شکل کوچک منعکس می شد که در جلوی آینه اصلی ثابت بود و در آن سوراخ کوچکی برای خروجی پرتو نور وجود داشت.

نیوتن از تلسکوپ های شکستی کاملاً ناامید شده بود، بنابراین یکی از پیشرفت های اصلی او یک تلسکوپ بازتابی بود که بر اساس یک آینه اولیه فلزی ایجاد شد. نور با طول موج های مختلف را به طور مساوی منعکس می کرد و شکل کروی آینه باعث می شد دستگاه حتی برای تولید خود نیز در دسترس تر باشد.

در سال 1672، اخترشناس لورن کاسگرین طرحی را برای تلسکوپی پیشنهاد کرد که شبیه بازتابنده معروف گرگوری بود. اما مدل بهبودیافته چندین تفاوت جدی داشت که اصلی ترین آنها یک آینه ثانویه هذلولی محدب بود که تلسکوپ را فشرده تر کرد و محافظ مرکزی را به حداقل رساند. با این حال، بازتابنده سنتی Cassegrain برای تولید انبوه از فناوری پایین برخوردار بود. آینه هایی با سطوح پیچیده و انحراف اغما اصلاح نشده دلیل اصلی این عدم محبوبیت است. با این حال، تغییرات این تلسکوپ امروزه در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال، تلسکوپ ریچی-کرتین و بسیاری از ابزارهای نوری مبتنی بر سیستم اشمیت کاسگرین و ماکسوتوف کاسگرین.

امروزه نام "بازتابنده" معمولاً به عنوان یک تلسکوپ نیوتنی شناخته می شود. ویژگی های اصلی آن یک انحراف کروی کوچک، عدم وجود هر گونه کروماتیسم، و همچنین غیر همسطح پلاناتیسم است - تظاهرات کما نزدیک به محور، که با نابرابری مناطق حلقوی منفرد دیافراگم همراه است. به همین دلیل، ستاره در تلسکوپ شبیه یک دایره نیست، بلکه شبیه نوعی برآمدگی یک مخروط است. در همان زمان، قسمت گرد بلانت آن از مرکز به پهلو چرخانده می شود و قسمت تیز برعکس به سمت مرکز چرخانده می شود. برای اصلاح افکت کما از اصلاح کننده های لنز استفاده می شود که باید جلوی دوربین یا چشمی ثابت شوند.

"نیوتن ها" اغلب بر روی یک مانت دابسونی اجرا می شوند که از نظر اندازه عملی و فشرده است. این باعث می شود تلسکوپ علیرغم اندازه دیافراگم، دستگاهی بسیار قابل حمل باشد.

مزایای بازتابنده:

قیمت قابل قبول؛

• تحرک و فشردگی؛
• راندمان بالا هنگام مشاهده اجرام کم نور در اعماق فضا: سحابی ها، کهکشان ها، خوشه های ستاره ای.

حداکثر روشنایی و وضوح تصاویر با حداقل اعوجاج.

انحراف رنگی به صفر کاهش می یابد.

معایب رفلکتورها:

• کشش آینه ثانویه، محافظ مرکزی. از این رو کنتراست پایین تصویر.
• تثبیت حرارتی یک آینه شیشه ای بزرگ زمان زیادی می برد.
• لوله باز بدون محافظت در برابر گرما و گرد و غبار. از این رو کیفیت تصویر پایین است.
• هماهنگی و تراز منظم مورد نیاز است و ممکن است در حین استفاده یا حمل و نقل از بین برود.

تلسکوپ های کاتادیوپتری از هر دو آینه و عدسی برای تصحیح انحراف و ساخت تصویر استفاده می کنند. امروزه دو نوع از این تلسکوپ ها بیشترین تقاضا را دارند: اشمیت-کاسگرین و ماکسوتوف-کاسگرین.

طراحی ابزار اشمیت کاسگرین(SHK) از آینه های اولیه و ثانویه کروی تشکیل شده است. در این حالت، انحراف کروی توسط صفحه اشمیت با دیافراگم کامل که در ورودی لوله نصب می شود، اصلاح می شود. با این حال، برخی از انحرافات باقیمانده در اینجا به شکل کما و انحنای میدان باقی می مانند. تصحیح آنها با استفاده از تصحیح کننده های لنز، که به ویژه در عکاسی نجومی مرتبط هستند، امکان پذیر است.

مزایای اصلی دستگاه های این نوع مربوط به حداقل وزن و لوله کوتاه در عین حفظ قطر دیافراگم و فاصله کانونی چشمگیر است. در عین حال، این مدل ها با کشش پایه آینه ثانویه مشخص نمی شوند و طراحی خاص لوله از نفوذ هوا و گرد و غبار به داخل جلوگیری می کند.

توسعه سیستم ماکسوتوف-کاسگرین(MK) متعلق به مهندس نوری شوروی D. Maksutov است. طراحی چنین تلسکوپی مجهز به آینه های کروی است و یک تصحیح کننده لنز با دیافراگم کامل، که نقش آن یک عدسی محدب مقعر - یک منیسک است، مسئول اصلاح انحرافات است. به همین دلیل است که چنین تجهیزات نوری اغلب بازتابنده منیسک نامیده می شود.

از مزایای MC می توان به امکان تصحیح تقریباً هر انحراف با انتخاب پارامترهای اصلی اشاره کرد. تنها استثنا انحراف کروی مرتبه بالاتر است. همه اینها باعث محبوبیت این طرح در بین تولید کنندگان و علاقه مندان به نجوم می شود.

در واقع، همه چیزهای دیگر برابر هستند، سیستم MK تصاویر بهتر و واضح‌تری نسبت به طرح ShK ارائه می‌دهد. با این حال، تلسکوپ‌های بزرگتر MK دارای دوره تثبیت حرارتی طولانی‌تری هستند، زیرا یک مینیسک ضخیم دما را بسیار کندتر از دست می‌دهد. علاوه بر این، MKها نسبت به صلبیت پایه اصلاح کننده حساس تر هستند، بنابراین طراحی تلسکوپ سنگین تر است. این امر با محبوبیت بالای سیستم های MK با دیافراگم های کوچک و متوسط ​​و سیستم های ShK با دیافراگم های متوسط ​​و بزرگ همراه است.

علاوه بر این، سیستم های کاتادیوپتری Maksutov-Newton و Schmidt-Newton توسعه یافته اند که طراحی آنها به طور خاص برای اصلاح انحرافات ایجاد شده است. آنها ابعاد نیوتنی را حفظ کردند، اما وزن آنها به طور قابل توجهی افزایش یافت. این به ویژه برای اصلاح کننده های منیسک صادق است.

مزایای

• تطبیق پذیری. قابل استفاده برای مشاهدات زمینی و فضایی
• افزایش سطح تصحیح انحراف؛
• محافظت در برابر گرد و غبار و جریان گرما؛
• ابعاد فشرده؛
• قیمت قابل قبول.

ایراداتتلسکوپ های کاتادیوپتری:

• دوره طولانی تثبیت حرارتی، که به ویژه برای تلسکوپ های دارای اصلاح کننده منیسک اهمیت دارد.
• پیچیدگی طراحی، که باعث ایجاد مشکلات در هنگام نصب و خود تنظیم می شود.