Funktioner hos reflektorteleskop

Det är vanligt att kalla en reflektor vilken enhet som helst vars huvudfunktion är att reflektera... Således skapades ett reflektorteleskop med detta optiska fenomen. I stället för en lins finns en konkav spegel i enhetens objektiv, som reflekterar och riktar ljusstrålar in i okularet för att se eller fotografera en bild. Låt oss överväga de viktigaste utmärkande egenskaperna hos ett reflektorteleskop.

Ett reflektorteleskop skiljer sig från en annan typ av refraktorteleskop genom att en konkav spegel av metall eller glas installeras i det istället för ett linssystem. Sådana enheter kallas ofta just det - "spegel" teleskop.

Det är ganska lätt att skilja ett reflexteleskop från ett eldfast, även utan erfarenhet inom astronomi. Schemat för den andra är ganska enkelt. Detta är ett rör, vars diameter beror på diametern på objektivlinsen som är placerad i den ände som är vänd mot det observerade objektet. I den andra änden av röret finns ett okular - en lins med mindre diameter, genom vilken observation utförs. Längden på röret hos en sådan anordning bestäms av linsens brännvidd och styrkan hos materialet från vilket det kan tillverkas.

Ett teleskop med en konkav spegel ser annorlunda ut, eftersom det har en helt annan princip för funktion och struktur. I änden av röret som är vänd mot himlen kanske en sådan anordning i allmänhet inte har någonting, eftersom spegeln är fixerad i den andra änden.Men okularet är som regel på sidan på toppen av röret. Strålarnas väg, i motsats till refraktorn, är i en eller annan grad blockerad av ett prisma eller en platt spegel placerad längs rörets centrala axel, i vilken ljus samlas för att reflekteras in i okularet. Reflektorns struktur kräver inte den obligatoriska användningen av ett rör och är därför fri från de restriktioner som uppstår i refraktorer.... Alla moderna stora teleskop, inklusive rymdteleskop, är arrangerade enligt följande schema: röret i dem ersätts av en lätt nätstruktur, vars syfte är att hålla alla element i det optiska systemet.

Amatörastronomer har framgångsrikt använt båda typerna av teleskop, och de har båda sina fördelar och nackdelar, orsakade i ett fall av brytningen av ljusflödet som passerar genom linsen, i det andra - av dess reflektion från ytan, som kan ha olika krökningar. För observationer relaterade till resor och rörelse av enheten är det bättre att använda en refraktor, dess design är starkare. Transport av reflektorn är oönskad, eftersom det kan orsaka förskjutning av strukturella element i förhållande till mittlinjen, varefter det kommer att vara nödvändigt att justera deras position med skruvar - inriktning. Ett sådant teleskop kan placeras i ett amatörobservatorium.

Användningen av en konkav spegel som lins är resultatet av vetenskaplig forskning som syftar till att minska förvrängning orsakad av linser (kromatiska och sfäriska aberrationer). Forskning i denna riktning utfördes i många europeiska länder, engelska forskare var särskilt framgångsrika i dem. År 1663 var James Gregory den första som föreslog att använda en reflekterande konkav spegel istället för en refraktiv lins (uppenbarligen uppfann han det första reflektorteleskopet), 1673 förkroppsligade den berömda Robert Hooke det beskrivna systemet för en optisk anordning.

Men den store Isaac Newton skapade först ett fungerande teleskop med en spegellins 1668.

Reflektorernas väg var inte lätt; linsanordningar, som samtidigt förbättrades, gav en klarare och ljusare bild. Forskare från det kontinentala Europa (tyskarna, fransmännen, italienarna) gav ett betydande bidrag till deras utveckling. Det verkade som att reflektorn skulle förbli på nivån för en experimentell enhet.

Sökandet gick i riktning mot att förbättra beläggningen och tillverkningen av speglar. Därefter, för att minska förvrängningar, introducerades olika innovationer upprepade gånger i systemet som Newton föreslagit, vilket ledde till uppkomsten av fundamentalt olika system av reflektorteleskop, inklusive hybridversioner, när linser och speglar användes i en produkt. Framväxten av nya material och teknologier gjorde det möjligt att skapa fler och mer perfekta system, och frånvaron av behovet av ett skrymmande rör i utformningen av teleskopet gjorde det möjligt att multiplicera dess effektivitet.

Alla reflektorer har en sak gemensamt - användningen av en konkav spegel som lins... Men det vidare förloppet av strålarna som samlats in av spegeln föreslogs riktas in i okularet på olika sätt.

Reflektorsystemet, utvecklat av Isaac Newton, anses vara klassiskt. Huvudspegeln har inga hål och är relativt lätt att tillverka. En platt spegel placerad nära dess fokus reflekterar ljusflödet vinkelrätt mot mittlinjen. Okularet sitter på sidan.

Schemat för Newtons teleskop är det enklaste i utförande och används ofta bland amatörastronomer som tillverkar sin egen observationsutrustning. Och företag som producerar utrustning för amatörastronomi producerar sådana enheter i stora mängder.

Schemat för ett spegelteleskop som föreslogs 1663 visade sig vara mycket framgångsrikt, sedan ger en direkt bild och kan användas inte bara för astronomiska observationer, utan även under markförhållanden. Ett hål görs i mitten av den konkava spegeln, ljuset som reflekteras från den riktas in i hålet av en andra, även konkav spegel, okularet placeras längs teleskopets mittlinje, som en refraktor eller ett konventionellt teleskop.

Schemat, utvecklat och implementerat av Laurent Cassegrain på 1770-talet, liknar Gregorys schema. Den konkava spegeln har även ett hål i den centrala delen. Enheterna skiljer sig åt i formen på den andra spegeln - i det aktuella systemet är den konvex. Teleskop byggda enligt detta schema, med egenskaper som liknar de hos Gregorys enheter, är mycket kortare. Cassegrain-systemet, förbättrat av den sovjetiske astronomen Dmitry Maksutov, används nu över hela världen för att skapa amatörreflektorer.

En annan modifiering av Cassegrain-teleskopet var Ritchie-Chretien-systemet som utvecklades på 1920-talet. Tack vare speglarnas olika form var det möjligt att få ett större synfält, vilket visade sig vara praktiskt för att observera rörliga föremål (asteroider, kometer, planeter). Och även i detta system var det möjligt att minska vissa snedvridningar.

Flera försök har gjorts att använda en konkav spegel utan att en reflektor blockerar ljusflödet. I början av 70-talet av 1600-talet designade William Herschel ett sådant reflektorteleskop, vars okular inte hindrade huvudspegeln på något sätt. Detta gjorde det möjligt att avsevärt öka enhetens kraft, men gav upphov till starka förvrängningar i form av koma. På 1760-talet utvecklades och implementerades en liknande design av M.V. Lomonosov. För närvarande används enheter med ett sådant optiskt schema för speciella observationer; de används inte i stor utsträckning inom amatörastronomi, på grund av enhetens komplexitet och justering.

Dietrich Korsch-systemet utvecklades på 1970-talet. Det kännetecknas av närvaron av inte två, utan tre speglar, vilket gör att du kan korrigera de flesta av snedvridningarna.

Enheterna i detta system används ofta för tillverkning av olika optiska enheter - från kikare och monokulära till amatörteleskop. Deras främsta fördel är en betydande minskning av enhetens längd samtidigt som brännvidden bibehålls. Speglarna är placerade i en vinkel mot den optiska axeln utan att blockera varandra.

Cassegrain-systemet, förbättrat i början av 1900-talet av Bernhard Schmidt, fick stor spridning. Detta är ett hybridschema där, förutom en konkav spegel, ett objektivobjektiv används.

Under 1900-talet har reflektorteleskop bestämt tagit bort refraktorer från alla viktiga astronomiska observatorier. Tillsammans med utvecklingen av tillverkningsteknik började diametern på speglarna installerade i teleskop att växa.

1917 blev världens största reflektor observatorium i USA (Washington-staten), dess spegel nådde 100 tum i diameter (2,5 meter). Efter andra världskriget tillverkades en enhet med en 5-metersspegel, även den installerad i Kalifornien.

Det största azimutteleskopet i den gamla världen är fortfarande det stora azimutteleskopet, skapat i Sovjetunionen i mitten av 70-talet av förra seklet, monterat i Karachay-Cherkess Republic vid ett observatorium på hög höjd.

Världens största moderna teleskop med solid spegel är installerat i delstaten Arizona, USA. Detta är ett stort kikarteleskop. Den är utrustad med två identiska speglar med en diameter på 8,4 meter. Apparaten byggdes 2005.

De största idag är enheter med prefabricerade segmentspeglar: Large Canary Telescope, Large South African Telescope och Hobby-Eberley Telescope (USA).

Att använda ett spegelteleskop är inte så svårt. Men till skillnad från en refraktor kräver en sådan anordning mycket noggrann hantering. Eftersom reflektorröret alltid är öppet kan damm tränga in i det. Genom att lägga sig på spegelns yta minskar den mycket märkbart dess reflektionsförmåga.

Att flytta reflektorn är också problematiskt, eftersom strukturella element tenderar att röra sig under påverkan av vibrationer. Vanligtvis slutar manipulationer med spegelteleskop i mödosam justering (inriktning). Teleskopet kan justeras med hjälp av justerskruvarna, vars varv gör att spegeln förskjuts, det är omöjligt att göra detta snabbt utan lämplig erfarenhet.