أنواع التلسكوبات. الأدوات والملاحظات الفلكية معهم

حاليًا ، يمكن العثور على مجموعة متنوعة من التلسكوبات على أرفف المتاجر. يهتم المصنعون الحديثون بعملائهم ويحاولون تحسين كل نموذج ، والقضاء تدريجياً على أوجه القصور في كل منهم.

بشكل عام ، لا تزال هذه الأجهزة مرتبة وفقًا لمخطط واحد مشابه. ما هو الترتيب العام للتلسكوب؟ المزيد عن هذا لاحقًا.

يضخ

الجزء الرئيسي من الجهاز هو الأنبوب. يتم وضع عدسة فيه ، حيث تسقط أشعة الضوء أكثر. تأتي العدسات بأنواع مختلفة في وقت واحد. هذه هي العدسات الانعكاسية الانكسارية العاكسات والمنكسرات. كل نوع له إيجابيات وسلبيات ، والتي يدرسها المستخدمون قبل الشراء والاعتماد عليها ، واختيار.

المكونات الرئيسية لكل تلسكوب: أنبوب وعينة

بالإضافة إلى الأنبوب ، تحتوي الأداة أيضًا على مكتشف. يمكننا القول أن هذا هو منظار مصغر يتصل بالأنبوب الرئيسي. في هذه الحالة ، لوحظ زيادة من 6 إلى 10 مرات. هذا الجزء من الجهاز ضروري للتصويب الأولي على موضوع الملاحظة.

العدسة

جزء مهم آخر من أي تلسكوب هو العدسة. يلاحظ المستخدم من خلال هذا الجزء القابل للتبديل من الأداة. كلما كان هذا الجزء أقصر ، يمكن أن يكون التكبير أكبر ، ولكن زاوية الرؤية أصغر. ولهذا السبب ، من الأفضل شراء عدة عدسات مختلفة مع الجهاز في وقت واحد. على سبيل المثال ، مع التركيز الثابت والمتغير.

التركيب والفلاتر وتفاصيل أخرى

يأتي التركيب أيضًا في عدة أنواع. كقاعدة عامة ، يتم تثبيت التلسكوب على حامل ثلاثي القوائم ، يحتوي على محورين دوارين. وهناك أيضًا "حوامل" إضافية على التلسكوب تستحق الذكر. بادئ ذي بدء ، هذه فلاتر. يحتاجها علماء الفلك لمجموعة متنوعة من الأغراض. لكن بالنسبة للمبتدئين ، ليس من الضروري شرائها.

صحيح ، إذا كان المستخدم يخطط للاستمتاع بالقمر ، فستحتاج إلى مرشح قمري خاص يحمي عينيك من صورة ساطعة للغاية. هناك أيضًا مرشحات خاصة قادرة على التخلص من الضوء المتداخل لأضواء المدينة ، لكنها باهظة الثمن. من أجل عرض الأشياء في الموضع الصحيح ، تعد المرايا القطرية مفيدة أيضًا ، والتي ، حسب النوع ، قادرة على تحويل الأشعة بمقدار 45 أو 90 درجة.

هيكل التلسكوب

في القرن العشرين ، اتخذ علم الفلك العديد من الخطوات في دراسة كوننا ، لكن هذه الخطوات لم تكن لتتحقق بدون استخدام مثل هذه الأدوات المتطورة مثل التلسكوبات ، التي لها تاريخ يزيد عن مائة عام. حدث تطور التلسكوب على عدة مراحل ، وسأحاول أن أخبرهم عنهم.

منذ العصور القديمة ، تم جذب البشرية لمعرفة ما هو موجود في السماء وما وراء الأرض وغير مرئي للعين البشرية. حاول أعظم علماء العصور القديمة ، مثل ليوناردو دافنشي ، جاليليو جاليلي ، إنشاء جهاز يسمح لك بالنظر في أعماق الفضاء ورفع حجاب لغز الكون. منذ ذلك الحين ، كان هناك العديد من الاكتشافات في مجال علم الفلك والفيزياء الفلكية. يعلم الجميع ما هو التلسكوب ، لكن لا يعرف الجميع منذ متى ومن اخترع التلسكوب الأول وكيف تم ترتيبه.

التلسكوب - أداة مصممة لمراقبة الأجرام السماوية.

على وجه الخصوص ، يُفهم التلسكوب على أنه نظام تلسكوبي بصري لا يستخدم بالضرورة للأغراض الفلكية.

توجد تلسكوبات لجميع نطاقات الطيف الكهرومغناطيسي:

ب تلسكوبات بصرية

ب التلسكوبات الراديوية

ب تلسكوبات الأشعة السينية

تلسكوبات أشعة جاما

التلسكوبات البصرية

التلسكوب عبارة عن أنبوب (صلب أو إطار أو تروس) مركب على حامل مزود بمحاور للإشارة إلى هدف المراقبة وتتبعه. التلسكوب البصري له عدسة وعينية. يتم محاذاة المستوى البؤري الخلفي للهدف مع المستوى البؤري الأمامي للعدسة. بدلاً من العدسة ، يمكن وضع فيلم فوتوغرافي أو كاشف إشعاع مصفوفة في المستوى البؤري للهدف. في هذه الحالة ، عدسة التلسكوب ، من وجهة نظر البصريات ، هي عدسة تصوير فوتوغرافي. يركز التلسكوب باستخدام جهاز تركيز (جهاز مركّز). تلسكوب فلك الفضاء

وفقًا لتصميمها البصري ، تنقسم معظم التلسكوبات إلى:

ü العدسة (المنكسرات أو الديوبتر) - يتم استخدام نظام العدسة أو العدسة كعدسة.

ب مرآة (عاكسات أو كاتوبتريك) - تستخدم مرآة مقعرة كعدسة.

ب تلسكوبات ذات عدسة عاكسة (انعكاسي انكساري) - تستخدم مرآة كروية كهدف ، وتعمل العدسة أو نظام العدسة أو الغضروف المفصلي على تعويض الانحرافات.

التلسكوب هو أداة بصرية فلكية مصممة لمراقبة الأجرام السماوية.
يحتوي التلسكوب على عدسة عينية أو عدسة أو مرآة رئيسية وأنبوب خاص متصل بالحامل ، والذي بدوره يحتوي على محاور ، يتم من خلالها الإشارة إلى هدف المراقبة.

في عام 1609 ، قام جاليليو جاليلي بتجميع أول تلسكوب بصري في تاريخ البشرية. (اقرأ عنها على موقعنا: من الذي أنشأ أول تلسكوب؟).
تأتي التلسكوبات الحديثة في عدة أنواع.

تلسكوبات عاكسة (مرآة)

إذا قدمنا ​​لهم أبسط وصف ، فهذه هي الأجهزة التي تحتوي على مرآة مقعرة خاصة تجمع الضوء وتركزه. تشمل مزايا هذه التلسكوبات سهولة التصنيع وجودة البصريات. العيب الرئيسي هو المزيد من العناية والصيانة مقارنة بأنواع التلسكوبات الأخرى.
حسنًا ، الآن بمزيد من التفاصيل حول التلسكوبات العاكسة.
العاكس هو تلسكوب مع عدسة مرآة تشكل صورة عن طريق عكس الضوء من سطح معكوس. تُستخدم العواكس بشكل أساسي في تصوير السماء ، والدراسات الكهروضوئية والطيفية ، كما يتم استخدامها بشكل أقل في عمليات المراقبة المرئية.
للعاكسات بعض المزايا على المنكسرات (تلسكوبات العدسة) ، لأن ليس لديهم انحراف لوني (تلوين الصور) ؛ المرآة الرئيسية أسهل في جعلها أكبر من هدف العدسة. إذا لم تكن المرآة كروية ، لكنها قطعية ، فيمكن تقليل الشكل الكروي إلى الصفر. انحراف(تشويش الحواف أو منتصف الصورة). يعتبر تصنيع المرايا أسهل وأرخص من أهداف العدسة ، مما يجعل من الممكن زيادة قطر الهدف ، وبالتالي قدرة التلسكوب التحليلية. من مجموعة المرايا الجاهزة ، يمكن لعلماء الفلك الهواة صنع عاكس "نيوتوني" محلي الصنع. الميزة التي اكتسب النظام بسببها شعبية بين الهواة هي سهولة تصنيع المرايا (المرآة الرئيسية في حالة الفتحات الصغيرة النسبية هي كرة ؛ يمكن أن تكون المرآة المسطحة صغيرة).

عاكس نيوتن

تم اختراعه عام 1662. كان تلسكوبه أول تلسكوب مرآة. في العاكسات ، تسمى المرآة الكبيرة المرآة الرئيسية. يمكن وضع لوحات التصوير في مستوى المرآة الرئيسية لتصوير الأجرام السماوية.
في نظام نيوتن ، العدسة عبارة عن مرآة مقعرة على شكل قطع مكافئ ، يتم توجيه الأشعة المنعكسة منها بواسطة مرآة صغيرة مسطحة إلى عدسة تقع على جانب الأنبوب.
الصورة: انعكاس الإشارات القادمة من اتجاهات مختلفة.

نظام عاكس غريغوري

يتم توجيه الأشعة من المرآة المكافئة المقعرة الرئيسية إلى مرآة صغيرة مقعرة بيضاوية الشكل ، والتي تعكسها في صورة عينية موضوعة في الفتحة المركزية للمرآة الرئيسية. نظرًا لأن المرآة الإهليلجية تقع خلف بؤرة المرآة الرئيسية ، فإن الصورة مستقيمة ، بينما في النظام النيوتوني مقلوبة. يزيد وجود المرآة الثانية من البعد البؤري وبالتالي يتيح تكبيرًا كبيرًا.

عاكس كاسيجرين

هنا المرآة الثانوية زائدية. يتم تثبيته أمام بؤرة المرآة الرئيسية ويسمح لك بجعل أنبوب العاكس أقصر. المرآة الرئيسية هي قطع مكافئ ، ولا يوجد انحراف كروي هنا ، ولكن هناك غيبوبة (تأخذ صورة نقطة شكل بقعة تشتت غير متماثلة) - وهذا يحد من مجال رؤية العاكس.

عاكس نظام Lomonosov-Herschel

هنا ، على عكس العاكس النيوتوني ، تميل المرآة الرئيسية بحيث يتم تركيز الصورة بالقرب من فتحة مدخل التلسكوب ، حيث يتم وضع العدسة. جعل هذا النظام من الممكن استبعاد المرايا الوسيطة وفقدان الضوء فيها.

عاكس ريتشي كريتيان

هذا النظام هو نسخة محسنة من نظام Cassegrain. المرآة الرئيسية هي مرآة مقعرة زائدية ، والمرآة المساعدة هي مرآة محدبة زائدية. العدسة مثبتة في الفتحة المركزية للمرآة الزائدية.
في الآونة الأخيرة ، تم استخدام هذا النظام على نطاق واسع.
هناك أنظمة انعكاسية أخرى: Schwarzschild و Maksutov و Schmidt (أنظمة عدسات المرآة) ، Mersen ، Nessmit.

عدم وجود عاكسات

أنابيبها مفتوحة لتيارات الهواء التي تفسد سطح المرايا. من تقلبات درجات الحرارة والأحمال الميكانيكية ، يتغير شكل المرايا قليلاً ، وبسبب هذا ، تزداد الرؤية سوءًا.
يقع أحد أكبر العواكس في مرصد Mount Palomar الفلكي في الولايات المتحدة. يبلغ قطر مرآتها 5 أمتار ، ويقع أكبر عاكس فلكي في العالم (6 أمتار) في المرصد الفيزيائي الفلكي الخاص في شمال القوقاز.

تلسكوب الانكسار (تلسكوب العدسة)

المنكسرون- هذه تلسكوبات لها هدف عدسة يشكل صورة للأشياء عن طريق انكسار أشعة الضوء.
هذا أنبوب طويل كلاسيكي معروف للجميع على شكل تلسكوب مع عدسة كبيرة (موضوعية) في أحد طرفيه وعينية في الطرف الآخر. تستخدم الكواسر في الملاحظات البصرية والتصويرية والطيفية وغيرها.
عادة ما يتم بناء الكاسرات وفقًا لنظام كبلر. الرؤية الزاوية لهذه التلسكوبات صغيرة ، لا تتجاوز 2º. العدسة عادة ما تكون ثنائية العدسة.
عادة ما يتم لصق العدسات الموجودة في العدسات العاكسة الصغيرة لتقليل الوهج وفقدان الضوء. تخضع أسطح العدسات لمعاملة خاصة (طلاء بصري) ، ونتيجة لذلك يتم تشكيل فيلم رقيق وشفاف على الزجاج ، مما يقلل بشكل كبير من فقدان الضوء بسبب الانعكاس.
أكبر منكسر في العالم في مرصد يركيس الفلكي في الولايات المتحدة يبلغ قطر العدسة 1.02 متر. تم تركيب منكسر بقطر عدسة يبلغ 0.65 متر في مرصد بولكوفو.

تلسكوبات ذات عدسة عاكسة

تم تصميم تلسكوب ذو عدسة مرآة لتصوير مناطق واسعة من السماء. تم اختراعه في عام 1929 من قبل طبيب العيون الألماني ب. شميت. التفاصيل الرئيسية هنا هي مرآة كروية ولوحة تصحيح شميدت مثبتة في وسط انحناء المرآة. بسبب هذا الوضع من لوحة التصحيح ، فإن جميع حزم الأشعة التي تمر عبرها من أجزاء مختلفة من السماء متساوية بالنسبة إلى المرآة ، ونتيجة لذلك يكون التلسكوب خاليًا من انحرافات الأنظمة البصرية. يتم تصحيح الانحراف الكروي للمرآة بواسطة لوحة تصحيح ، يعمل الجزء المركزي منها كعدسة موجبة ضعيفة والجزء الخارجي كعدسة سلبية ضعيفة. السطح البؤري ، الذي تتشكل عليه صورة جزء من السماء ، له شكل كرة ، نصف قطر انحناءها يساوي الطول البؤري. يمكن تسوية السطح البؤري باستخدام عدسة Piazzi Smith.

عيبالتلسكوبات ذات العدسة المرآة هي طول كبير للأنبوب ، ضعف الطول البؤري للتلسكوب. للقضاء على هذا القصور ، تم اقتراح عدد من التعديلات ، بما في ذلك استخدام مرآة محدبة ثانية (إضافية) ، مما يجعل لوحة التصحيح أقرب إلى المرآة الرئيسية ، إلخ.
تم تثبيت أكبر تلسكوبات شميت في مرصد Tautenburg الفلكي في جمهورية ألمانيا الديمقراطية (D = 1.37m ، A = 1: 3) ، ومرصد Mount Palomar الفلكي في الولايات المتحدة الأمريكية (D = 1.22 m ، A = 1: 2.5) وفي بيوراكان المرصد الفيزيائي الفلكي التابع لأكاديمية العلوم في جمهورية أرمينيا الاشتراكية السوفياتية (D = 1.00 م ، أ = 1: 2 ، 1: 3).

التلسكوبات الراديوية

يتم استخدامها لدراسة الأجسام الفضائية في نطاق الراديو. العناصر الرئيسية للتلسكوبات الراديوية هي هوائي الاستقبال ومقياس الإشعاع- أجهزة استقبال الراديو وأجهزة الاستقبال الحساسة. نظرًا لأن نطاق الراديو أوسع بكثير من النطاق البصري ، يتم استخدام تصميمات مختلفة للتلسكوبات الراديوية للكشف عن البث اللاسلكي ، اعتمادًا على النطاق.
عندما يتم دمجها في شبكة واحدة من عدة تلسكوبات فردية موجودة في أجزاء مختلفة من الكرة الأرضية ، يتحدث المرء عن قياس التداخل الراديوي الأساسي الطويل جدًا (VLBI). مثال على هذه الشبكة هو نظام VLBA الأمريكي (مصفوفة خط أساس طويل جدًا). من عام 1997 إلى عام 2003 ، تم تشغيل التلسكوب الراديوي الياباني HALCA (مختبر متقدم للغاية للاتصالات وعلم الفلك) ، المتضمن في شبكة تلسكوبات VLBA ، مما أدى إلى تحسين دقة الشبكة بأكملها بشكل كبير.
من المقرر استخدام التلسكوب الراديوي الروسي الذي يدور في المدار كأحد عناصر مقياس التداخل العملاق.

التلسكوبات الفضائية (الأقمار الصناعية الفلكية)

وهي مصممة لإجراء ملاحظات فلكية من الفضاء. نشأت الحاجة إلى هذا النوع من المرصد بسبب حقيقة أن الغلاف الجوي للأرض يؤخر أشعة جاما والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية للأجسام الفضائية ، وكذلك معظم الأشعة تحت الحمراء.
التلسكوبات الفضائية مجهزة بأجهزة لتجميع الإشعاع وتركيزه ، بالإضافة إلى أنظمة تحويل ونقل البيانات ، ونظام توجيه ، وأحيانًا أنظمة الدفع.

تلسكوبات الأشعة السينية

مصممة لرصد الأجسام البعيدة في طيف الأشعة السينية. لتشغيل مثل هذه التلسكوبات ، عادة ما يكون من الضروري رفعها فوق الغلاف الجوي للأرض ، وهو معتم بالنسبة للأشعة السينية. لذلك ، توضع التلسكوبات على صواريخ عالية الارتفاع أو على أقمار صناعية أرضية.

في الصورة: تلسكوب الأشعة السينية - الموضع الحساس (ART-P). تم إنشاؤه في قسم الفيزياء الفلكية للطاقة العالية في معهد أبحاث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (موسكو).

التلسكوب هو أداة تستخدم لرصد الأشياء البعيدة. ترجمت كلمة تلسكوب من اليونانية ، وتعني "بعيدًا" و "مراقبة".

ما هو التلسكوب؟

يعتقد شخص ما أن التلسكوب يوسع الأشياء ، ويعتقد شخص ما أنه يقربهم. كلاهما على خطأ. تتمثل المهمة الرئيسية للتلسكوب في الحصول على معلومات حول الكائن المرصود من خلال جمع الإشعاع الكهرومغناطيسي.

الإشعاع الكهرومغناطيسي ليس فقط ضوء مرئي. تشمل الموجات الكهرومغناطيسية أيضًا موجات الراديو ، والتيراهيرتز والأشعة تحت الحمراء ، والأشعة فوق البنفسجية ، والأشعة السينية ، وأشعة جاما. تم تصميم التلسكوبات لجميع نطاقات الطيف الكهرومغناطيسي.

تلسكوب بصري

تتمثل المهمة الرئيسية للتلسكوب في زيادة زاوية الرؤية أو الرؤية الحجم الزاويكائن بعيد.

البعد الزاوي هو الزاوية بين الخطوط التي تربط بين النقاط المقابلة تمامًا للجسم المرصود وعين المراقب. كلما كان الكائن المرصود بعيدًا ، كلما كانت زاوية الرؤية أصغر.

دعونا نربط عقليًا نقطتين متقابلتين من ذراع الرافعة البرجية بأعيننا بخطوط مستقيمة. ستكون الزاوية الناتجة هي زاوية الرؤية أو الحجم الزاوي. لنقم بنفس التجربة مع رافعة واقفة في ساحة مجاورة. سيكون الحجم الزاوي في هذه الحالة أصغر بكثير مما كان عليه في السابق. كل الأشياء تبدو لنا كبيرة أو صغيرة حسب أبعادها الزاويّة. وكلما زاد موقع الجسم ، كان حجمه الزاوي أصغر.

التلسكوب البصري هو نظام يغير زاوية ميل المحور البصري لحزمة متوازية من الضوء. يسمى هذا النظام البصري أفوكال. تكمن خصوصيته في حقيقة أن أشعة الضوء تدخله في شعاع متوازي ، وتخرج في نفس الحزمة المتوازية ، ولكن بزوايا مختلفة ، تختلف عن زوايا الرؤية بالعين المجردة.

يتكون النظام البؤري من هدف وعينية. يتم توجيه العدسة نحو الشيء المرصود ، ويتم توجيه العدسة إلى عين المراقب. يتم وضعهم بحيث يتزامن التركيز الأمامي للعدسة مع التركيز الخلفي للهدف.

يقوم التلسكوب البصري بجمع وتركيز الإشعاع الكهرومغناطيسي في الطيف المرئي. إذا تم استخدام العدسات فقط في تصميمها ، فإن هذا التلسكوب يسمى المنكسر ، أو تلسكوب ديوبتر. إذا كانت المرايا فقط ، فسيتم استدعاؤها العاكس ، أو تلسكوب كاتابريك. هناك تلسكوبات بصرية من نوع مختلط ، والتي تشمل كلاً من العدسات والمرايا. يطلق عليهم عدسة مرآة ، أو انعكاسي انكساري.

يتكون زجاج المنظار "الكلاسيكي" ، الذي كان يستخدم في أيام أسطول الإبحار ، من عدسة وعدسة. كانت العدسة عبارة عن عدسة موجبة متقاربة تنتج صورة حقيقية للكائن. تم عرض الصورة المكبرة من قبل المراقب من خلال العدسة - عدسة متباينة سلبية.

رسم رسومات أبسط تلسكوب بصري ليوناردو دافنشي في عام 1509. يعتبر أخصائي البصريات الهولندي مؤلف التلسكوب. جون ليبرشيالذي أظهر اختراعه في لاهاي عام 1608.

قام جاليليو جاليلي بتحويل التلسكوب إلى تلسكوب في عام 1609. الجهاز الذي ابتكره كان يحتوي على عدسة وعدسة وأعطى زيادة بمقدار 3 أضعاف. أنشأ جاليليو لاحقًا تلسكوبًا بتكبير 8x. لكن تصميماته كانت كبيرة جدًا. لذلك ، كان قطر عدسة التلسكوب بتكبير 32x 4.5 متر ، وكان طول التلسكوب نفسه حوالي متر.

اقترح عالم الرياضيات اليوناني اسم "تلسكوب" لأدوات جاليليو جيوفاني ديميسيانيفي عام 1611

كان جاليليو هو أول من أرسل تلسكوبًا إلى السماء ورأى بقعًا على الشمس وجبالًا وحفرًا على القمر ، وفحص النجوم في مجرة ​​درب التبانة.

أنبوب جاليليو هو مثال لأبسط تلسكوب عاكس. العدسة هي عدسة متقاربة. في المستوى البؤري (عمودي على المحور البصري ويمر عبر البؤرة) ، يتم الحصول على صورة مصغرة للكائن المعني. تتيح العدسة ، وهي عدسة متباينة ، رؤية صورة مكبرة. يعطي أنبوب جاليليو تكبيرًا طفيفًا لجسم بعيد. لا يتم استخدامه في التلسكوبات الحديثة ، ولكن يتم استخدام مخطط مماثل في مناظير المسرح.

في عام 1611 عالم ألماني يوهانس كبلرجاء بتصميم أفضل. بدلاً من العدسة المتباينة ، وضع عدسة متقاربة في العدسة العينية. خرجت الصورة معكوسة. تسبب هذا في إزعاج لرصد الأجسام الأرضية ، ولكن بالنسبة للأجسام الفضائية ، كان ذلك مقبولًا تمامًا. في مثل هذا التلسكوب ، كانت هناك صورة وسيطة خلف بؤرة العدسة ، ويمكن بناء مقياس قياس أو لوحة فوتوغرافية فيه. وجد هذا النوع من التلسكوبات على الفور تطبيقه في علم الفلك.

في التلسكوبات العاكسةبدلاً من العدسة ، تعمل المرآة المقعرة كعنصر تجميع ، حيث يتم محاذاة المستوى البؤري الخلفي مع المستوى البؤري الأمامي للعدسة.

اخترع إسحاق نيوتن التلسكوب المرآة في عام 1667. وفي تصميمه ، تجمع المرآة الرئيسية أشعة ضوئية متوازية. حتى لا يمنع المراقب التدفق الضوئي ، توضع مرآة مسطحة في مسار الأشعة المنعكسة ، مما يحرفها عن المحور البصري. يتم عرض الصورة من خلال العدسة.

بدلاً من العدسة ، يمكنك وضع فيلم أو مصفوفة حساسة للضوء ، والتي تحول الصورة المعروضة عليها إلى إشارة كهربائية تناظرية أو إلى بيانات رقمية.

في تلسكوبات ذات عدسة عاكسةالعدسة عبارة عن مرآة كروية ، ويعوض نظام العدسة الانحرافات - أخطاء الصورة الناتجة عن انحراف شعاع الضوء عن الاتجاه المثالي. توجد في أي نظام بصري حقيقي. نتيجة للانحرافات ، تصبح صورة النقطة غير واضحة وتصبح مشوشة.

يستخدم علماء الفلك التلسكوبات البصرية لمراقبة الأجرام السماوية.

لكن الكون لا يرسل إلى الأرض الضوء فقط. تأتي إلينا موجات الراديو والأشعة السينية وأشعة جاما من الفضاء.

تلسكوب راديو

تم تصميم هذا التلسكوب لاستقبال الموجات الراديوية المنبعثة من الأجرام السماوية في النظام الشمسي ، المجرة و Megagalaxy ، لتحديد هيكلها المكاني ، والإحداثيات ، وكثافة الإشعاع ، والطيف. عناصره الرئيسية هي هوائي استقبال وجهاز استقبال حساس للغاية - مقياس إشعاع.

الهوائي قادر على استقبال موجات المليمتر والسنتيمتر والديسيمتر والمتر. في أغلب الأحيان ، يكون هذا هو عاكس مرآة مكافئ ، في بؤرته هو المشع. هذا جهاز يتم فيه جمع انبعاث لاسلكي موجه بواسطة مرآة. علاوة على ذلك ، ينتقل هذا الإشعاع إلى مدخلات مقياس الإشعاع ، حيث يتم تضخيمه وتحويله إلى شكل مناسب للتسجيل. يمكن أن تكون هذه إشارة تمثيلية يتم تسجيلها بواسطة مسجل ، أو إشارة رقمية يتم تسجيلها على قرص ثابت.

لبناء صورة للجسم المرصود ، يقيس التلسكوب الراديوي طاقة الإشعاع (السطوع) في كل نقطة من نقاطه.

التلسكوبات الفضائية

ينقل الغلاف الجوي للأرض الإشعاع الضوئي والأشعة تحت الحمراء والإشعاع الراديوي. والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية تتأخر بسبب الغلاف الجوي. لذلك ، لا يمكن ملاحظتها إلا من الفضاء ، مثبتة على أقمار صناعية أرضية أو صواريخ فضائية أو محطات مدارية.

تلسكوبات الأشعة السينية مصممة لرصد الأجسام في طيف الأشعة السينية ، بحيث يتم تثبيتها على أقمار صناعية أرضية أو صواريخ فضائية ، لأن الغلاف الجوي للأرض لا ينقل مثل هذه الأشعة.

تنبعث الأشعة السينية من النجوم ومجموعات المجرات والثقوب السوداء.

يتم تنفيذ وظيفة العدسة في تلسكوب الأشعة السينية بواسطة مرآة الأشعة السينية. نظرًا لأن الأشعة السينية تمر تقريبًا بالكامل عبر المادة أو تمتصها ، فلا يمكن استخدام المرايا العادية في تلسكوبات الأشعة السينية. لذلك ، لتركيز الحزم ، غالبًا ما تستخدم مرايا الرعي أو السقوط المائل المصنوعة من المعادن.

بالإضافة إلى تلسكوبات الأشعة السينية ، التلسكوبات فوق البنفسجية تعمل في ضوء الأشعة فوق البنفسجية.

تلسكوبات أشعة جاما

لا يتم وضع جميع تلسكوبات أشعة جاما على أجسام فضائية. هناك تلسكوبات أرضية تدرس أشعة جاما الكونية ذات الطاقة فوق العالية. ولكن كيف يمكن تثبيت أشعة جاما على سطح الأرض إذا امتصها الغلاف الجوي؟ اتضح أن فوتونات أشعة جاما الكونية ذات الطاقة الفائقة ، بعد دخولها الغلاف الجوي ، "تزيل" إلكترونات ثانوية سريعة من الذرات ، والتي تعد مصادر للفوتونات. ينشأ ، وهو ثابت بواسطة تلسكوب موجود على الأرض.

لا يتمثل مبدأ التلسكوب في تكبير الأشياء ، بل في جمع الضوء. كلما زاد حجم عنصر تجميع الضوء الرئيسي - عدسة أو مرآة ، زاد الضوء الذي يدخلها. من المهم أن يكون المقدار الإجمالي للضوء الذي تم جمعه هو الذي يحدد في النهاية مستوى التفاصيل المرئية - سواء كانت منظرًا طبيعيًا بعيدًا أو حلقات زحل. في حين أن تكبير أو قوة التلسكوب مهم أيضًا ، إلا أنه ليس مهمًا لتحقيق مستوى التفاصيل.

تتغير التلسكوبات وتتحسن باستمرار ، لكن مبدأ التشغيل يظل كما هو.

يقوم التلسكوب بجمع الضوء وتركيزه

كلما كانت العدسة المحدبة أو المرآة المقعرة أكبر ، زاد دخول الضوء إليها. وكلما دخل المزيد من الضوء ، كلما سمحت لك برؤية الأشياء البعيدة. للعين البشرية عدستها المحدبة (العدسة البلورية) ، لكن هذه العدسة صغيرة جدًا ، لذا فهي تجمع قدرًا كبيرًا من الضوء. يتيح لك التلسكوب الرؤية بدقة أكبر لأن مرآته قادرة على جمع ضوء أكثر من العين البشرية.

يقوم التلسكوب بتركيز أشعة الضوء وإنشاء صورة

من أجل إنشاء صورة واضحة ، تجمع عدسات ومرايا التلسكوب الأشعة الملتقطة في نقطة واحدة - في التركيز البؤري. إذا لم يتم جمع الضوء في نقطة واحدة ، فستكون الصورة ضبابية.

أنواع التلسكوبات

يمكن تقسيم التلسكوبات وفقًا للطريقة التي تعمل بها مع الضوء إلى تلسكوبات "عدسة" و "مرآة" و "تلسكوبات ذات عدسات مرآة" مجتمعة.

المنكسرات هي تلسكوبات انكسارية. يتم جمع الضوء في مثل هذا التلسكوب باستخدام عدسة ثنائية الوجه (في الواقع ، إنها عدسة التلسكوب). من بين أدوات الهواة ، عادةً ما تكون الألوان الأكثر شيوعًا ثنائية العدسة ، ولكن هناك أيضًا أدوات أكثر تعقيدًا. يتكون المنكسر اللوني من عدستين - واحدة متقاربة وأخرى متباعدة ، مما يسمح لك بالتعويض عن الانحرافات الكروية واللونية - بعبارة أخرى ، التشوهات في تدفق الضوء عند المرور عبر العدسة.

القليل من التاريخ:

استخدم منكسر جاليليو (اخترع عام 1609) عدستين لجمع أكبر قدر ممكن من ضوء النجوم. ودع العين البشرية تراه. الضوء الذي يمر عبر مرآة كروية يشكل صورة. عدسة جاليليو الكروية تجعل الصورة مشوشة. بالإضافة إلى ذلك ، تحلل مثل هذه العدسة الضوء إلى مكونات لونية ، والتي تتشكل بسببها منطقة ملونة ضبابية حول الكائن المضيء. لذلك ، يقوم المحدب الكروي بتجميع ضوء النجوم ، وتقوم العدسة المقعرة التي تتبعه بإعادة أشعة الضوء المجمعة إلى أشعة متوازية ، مما يسمح لك باستعادة الوضوح والوضوح للصورة المرصودة.

منكسر كيبلر (1611)

تعمل أي عدسة كروية على كسر أشعة الضوء وإلغاء تركيزها وتشويش الصورة. تتميز عدسة Keppler الكروية بانحناء أقل وطول بؤري أطول من عدسة Galilean. لذلك ، فإن نقاط تركيز الأشعة التي تمر عبر هذه العدسة تكون أقرب إلى بعضها البعض ، مما يقلل من تشوه الصورة ولكن لا يزيله تمامًا. في الواقع ، لم يصنع كيبلر مثل هذا التلسكوب ، لكن التحسينات التي اقترحها كان لها تأثير قوي على التطوير الإضافي للكسارات.

المنكسر اللوني

يعتمد المنكسر اللوني على تلسكوب Keppler ، ولكن بدلاً من عدسة كروية واحدة ، فإنه يستخدم عدستين بانحناءات مختلفة. يتركز الضوء الذي يمر عبر هاتين العدستين في نقطة واحدة ، أي تتجنب هذه الطريقة كلاً من الانحراف اللوني والكروي.

• تلسكوب ستورمان F70076
  منكسر بسيط وخفيف الوزن للمبتدئين مع عدسة موضوعية 50 مم. التكبير - 18 * ، 27 * ، 60 * ، 90 *. يكتمل بعدستين - 6 مم و 20 مم. يمكن استخدامه كأنبوب لأنه لا يقلب الصورة. على قوس السمت.
• > تلسكوب كونوس KJ-7
  تلسكوب عاكس بؤرة طويلة 60 مم على جبل ألماني (استوائي). الحد الأقصى للتكبير هو 120x. مناسب للأطفال وعلماء الفلك المبتدئين.
• تلسكوب MEADE NGC 70 / 700mm AZ
  منكسر كلاسيكي بقطر 70 مم وبتكبير مفيد يصل إلى 250 *. يأتي بثلاث عدسات ومنشور وجبل. يسمح لك بمراقبة جميع كواكب النظام الشمسي تقريبًا والنجوم الباهتة حتى 11.3 درجة.
• تلسكوب Synta Skywatcher 607AZ2
  منكسر كلاسيكي على حامل السمت AZ-2 على حامل ثلاثي الأرجل من الألومنيوم وإمكانية توجيه الأبعاد الدقيقة للتلسكوب في الارتفاع. القطر الموضوعي 60 مم ، الحد الأقصى للتكبير 120x ، قوة الاختراق 11 (المقدار). الوزن 5 كجم.
• تلسكوب Synta Skywatcher 1025AZ3
  منكسر خفيف الوزن مزود بتركيب السمت البديل AZ-3 على حامل ثلاثي القوائم من الألومنيوم مع تلسكوب دقيق الأبعاد يشير إلى كلا المحورين. يمكن استخدامها كعدسة تليفوتوغرافي لمعظم كاميرات SLR لالتقاط الأهداف البعيدة. القطر الموضوعي 100 مم ، البعد البؤري 500 مم ، قوة الاختراق 12 (المقادير). الوزن 14 كيلو.

العاكسهو أي تلسكوب يتكون هدفه فقط من المرايا. العاكسات تعكس التلسكوبات ، والصورة في مثل هذه التلسكوبات موجودة على الجانب الآخر من النظام البصري عنها في المنكسرات.

القليل من التاريخ

تلسكوب غريغوري العاكس (1663)

قدم جيمس جريجوري تقنية جديدة تمامًا لبناء التلسكوب من خلال اختراع التلسكوب بمرآة أولية مكافئة. الصورة التي يمكن ملاحظتها في مثل هذا التلسكوب خالية من كل من الانحرافات الكروية واللونية.

عاكس نيوتن (1668)

استخدم نيوتن مرآة أساسية معدنية لتجميع الضوء ومرآة المتابعين لتوجيه أشعة الضوء نحو العدسة. وبالتالي ، كان من الممكن التعامل مع الانحراف اللوني - فبعد كل شيء ، يتم استخدام المرايا في هذا التلسكوب بدلاً من العدسات. لكن الصورة لا تزال ضبابية بسبب الانحناء الكروي للمرآة.

حتى الآن ، غالبًا ما يُطلق على التلسكوب المصنوع وفقًا لمخطط نيوتن اسم عاكس. لسوء الحظ ، فهي ليست خالية من الانحرافات أيضًا. بعيدًا قليلاً عن المحور ، بدأت بالفعل الغيبوبة (non-isoplanatism) في الظهور - وهو انحراف مرتبط بالزيادة غير المتكافئة في مناطق الفتحة الحلقيّة المختلفة. تتسبب الغيبوبة في أن تبدو البقعة المنتشرة وكأنها إسقاط لمخروط - الجزء الأكثر حدة والألمع باتجاه مركز مجال الرؤية ، منفرجًا ومستديرًا بعيدًا عن المركز. يتناسب حجم بقعة التشتت مع المسافة من مركز مجال الرؤية ويتناسب مع مربع قطر الفتحة. لذلك ، يكون مظهر الغيبوبة قويًا بشكل خاص في ما يسمى نيوتن "السريع" (الفتحة العالية) على حافة مجال الرؤية.

تحظى التلسكوبات النيوتونية بشعبية كبيرة اليوم: فهي بسيطة جدًا ورخيصة التصنيع ، مما يعني أن متوسط ​​مستوى السعر بالنسبة لها أقل بكثير من المنكسرات المقابلة. لكن التصميم نفسه يفرض بعض القيود على مثل هذا التلسكوب: تشوهات الأشعة التي تمر عبر مرآة قطرية تزيد بشكل ملحوظ من دقة مثل هذا التلسكوب ، ومع زيادة قطر الهدف ، يزداد طول الأنبوب بشكل متناسب. نتيجة لذلك ، يصبح التلسكوب كبيرًا جدًا ، ويصبح مجال الرؤية باستخدام أنبوب طويل أصغر. في الواقع ، لا يتم إنتاج العاكسات التي يزيد قطرها عن 15 سم تقريبًا ، لأن. ستكون عيوب هذه الأجهزة أكثر من مزايا.

• تلسكوب Synta Skywatcher 1309EQ2
  عاكس مع عدسة موضوعية 130 مم مثبتة على قاعدة استوائية. أقصى تكبير 260. انسايت 13.3
• تليسكوب ستورمان F800203M
  عاكس مع عدسة موضوعية 200 مم مثبتة على قاعدة استوائية. مزودة بعدستين ، مرشح القمر ، حامل ثلاثي القوائم ومنظار الرؤية.
• Telescope Meade Newton 6 LXD-75 f / 5 مع جهاز تحكم عن بعد EC
  عاكس نيوتوني كلاسيكي بقطر عدسة 150 مم وتكبير مفيد يصل إلى 400x تلسكوب لعشاق علم الفلك الذين يقدرون قطر الضوء الكبير وفتحة العدسة الكبيرة. يسمح الحامل الذي يتم تشغيله إلكترونيًا مع التتبع بالساعة بالتصوير الفلكي بالتعرض الطويل.

عدسة المرآةتستخدم التلسكوبات (الانعكاسية الانكسارية) كلاً من العدسات والمرايا ، حيث يحقق تصميمها البصري جودة صورة عالية الدقة ممتازة ، بينما يتكون الهيكل بأكمله من أنابيب بصرية محمولة قصيرة جدًا.

معلمات التلسكوب

القطر والتكبير

عند اختيار التلسكوب ، من المهم أن تكون على دراية بقطر العدسة الموضوعية ، والدقة ، والتكبير ، وجودة البناء والمكونات.

كمية الضوء التي يجمعها التلسكوب تعتمد بشكل مباشر على قطر الدائرة(د) مرآة أو عدسة أساسية. كمية الضوء التي تمر عبر العدسة تتناسب مع مساحتها.

بالإضافة إلى القطر ، تعتبر خاصية العدسة قيمة مهمة التجويف النسبي(أ) ، مساوية لنسبة القطر إلى البعد البؤري (وتسمى أيضًا نسبة الفتحة).

التركيز النسبييسمى مقلوب الفتحة النسبية.

الإذن- هي القدرة على عرض التفاصيل - أي. كلما زادت الدقة ، كانت الصورة أفضل. التلسكوب عالي الدقة قادر على فصل جسمين قريبين من مسافة بعيدة ، في حين أن التلسكوب منخفض الدقة لن يرى سوى جسم واحد مختلط من الاثنين. النجوم هي مصادر نقطة للضوء ، لذلك يصعب ملاحظتها ، ويمكن رؤية صورة حيود النجم فقط في التلسكوب كقرص مع حلقة من الضوء حوله. من الناحية الرسمية ، فإن الدقة القصوى للتلسكوب المرئي هي الحد الأدنى للفجوة الزاوية بين زوج من النجوم من نفس السطوع ، عندما لا يزالان مرئيين عند التكبير الكافي وغياب التداخل من الغلاف الجوي بشكل منفصل. هذه القيمة للأجهزة الجيدة تساوي تقريبًا 120 / D ثانية قوسية ، حيث D هي فتحة التلسكوب (القطر) بالمليمتر.

تكبيريجب أن يقع التلسكوب في النطاق من D / 7 إلى 1.5D ، حيث D هو قطر الفتحة لهدف التلسكوب. أي بالنسبة للأنبوب الذي يبلغ قطره 100 مم ، يجب اختيار العدسات بحيث توفر تكبيرًا من 15 × إلى 150 ×.

مع تكبير مساوٍ عدديًا لقطر العدسة ، معبراً عنه بالمليمترات ، تظهر العلامات الأولى لنمط الانعراج ، وستؤدي الزيادة الإضافية في التكبير إلى تدهور جودة الصورة فقط ، مما يمنع تمييز التفاصيل الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك ، يجدر بنا أن نتذكر اهتزاز التلسكوب واضطراب الغلاف الجوي وما إلى ذلك. لذلك ، عند مراقبة القمر والكواكب ، عادةً لا يتم استخدام التكبيرات التي تتجاوز 1.4D - 1.7D. على أي حال ، يجب "سحب" الأداة الجيدة حتى 1.5D دون تدهور كبير في جودة الصورة. تعمل الكواسر على أفضل وجه ، ولم يعد بإمكان العاكسات ذات الحجب المركزي أن تعمل بثقة في مثل هذه التكبيرات ، لذلك لا يُنصح باستخدامها لمراقبة القمر والكواكب.

يتم تحديد الحد الأعلى للتكبير المنطقي تجريبياً ويرتبط بتأثير ظاهرة الانعراج (مع زيادة التكبير ، يتناقص حجم بؤبؤ الخروج من التلسكوب - فتحة خروجها). اتضح أن أعلى دقة يتم تحقيقها مع التلاميذ الخارجيين أقل من 0.7 مم ، وأن الزيادة الإضافية في التكبير لا تؤدي إلى زيادة في عدد التفاصيل. على العكس من ذلك ، فإن الصورة الفضفاضة والضبابية والقاتمة تخلق الوهم بتفاصيل أقل. تبدو عمليات التكبير الكبيرة التي تبلغ 1.5 دي أكثر راحة ، خاصة للأشخاص الذين يعانون من إعاقات بصرية وفقط للأجسام المتناقضة الساطعة.

يتم تحديد الحد الأدنى للنطاق المعقول من التكبير من خلال حقيقة أن نسبة قطر العدسة إلى قطر بؤبؤ العين الخارج (أي قطر شعاع الضوء الخارج من العدسة) يساوي نسبة أطوالها البؤرية ، بمعنى آخر. زيادة. إذا تجاوز قطر الشعاع الخارج من العدسة قطر بؤبؤ العين ، فسيتم قطع بعض الأشعة ، وسوف ترى عين المراقب ضوءًا أقل - وجزءًا أصغر من الصورة.

وبالتالي ، تظهر السلسلة التالية من التكبيرات الموصى بها 2D ، 1.4D ، 1D ، 0.7D ، D / 7. يُعد التكبير بمقدار D / 2..D / 3 مفيدًا في مراقبة التجمعات ذات الحجم العادي والأجسام الغامضة المعتمة.

يتصاعد

جبل تلسكوب- جزء التلسكوب المثبت عليه الأنبوب البصري. يسمح لك بتوجيهه إلى منطقة السماء المرصودة ، ويضمن ثبات التثبيت في موضع العمل ، وراحة إجراء أنواع مختلفة من الملاحظات. يتكون الحامل من قاعدة (أو عمود) ، ومحورين متعامدين بشكل متبادل لتدوير أنبوب التلسكوب ، ومحرك ونظام لقياس زوايا الدوران.

في جبل استوائييتم توجيه المحور الأول إلى القطب السماوي ويسمى المحور القطبي (أو كل ساعة) ، والثاني يقع في مستوى خط الاستواء ويسمى محور الانحراف ؛ أنبوب تلسكوب متصل به. عندما يدور التلسكوب حول المحور الأول ، تتغير زاوية ساعته بانحراف ثابت ؛ عند الدوران حول المحور الثاني ، يتغير الانحراف بزاوية ساعة ثابتة. إذا تم تركيب التلسكوب على مثل هذا الحامل ، فإن تتبع جسم سماوي يتحرك بسبب الدوران النهاري الظاهري للسماء يتم عن طريق تدوير التلسكوب بسرعة ثابتة حول محور قطبي واحد.

في جبل السمتيالمحور الأول عمودي ، والثاني ، الذي يحمل الأنبوب ، يقع في مستوى الأفق. يستخدم المحور الأول لتدوير التلسكوب في السمت ، والثاني - في الارتفاع (مسافة ذروة). عند مراقبة النجوم بواسطة تلسكوب مركب على جبل سمت ، يجب تدويره بشكل مستمر وبدرجة عالية من الدقة حول محورين في وقت واحد ، وبسرعة تختلف وفقًا لقانون معقد.

الصور المستخدمة من www.amazing-space.stsci.edu