Teleskooppityypit. Tähtitieteelliset instrumentit ja havainnot niillä
Tällä hetkellä kauppojen hyllyiltä löytyy erilaisia kaukoputkia. Nykyaikaiset valmistajat pitävät huolta asiakkaistaan ja yrittävät parantaa jokaista mallia poistamalla vähitellen kunkin ja niiden puutteet.
Yleensä tällaiset laitteet on edelleen järjestetty yhden samanlaisen kaavion mukaan. Mikä on kaukoputken yleinen järjestely? Tästä lisää myöhemmin.
Putki
Laitteen pääosa on putki. Siihen asetetaan linssi, johon valonsäteet putoavat edelleen. Linssejä tulee eri tyyppejä kerralla. Näitä ovat heijastimet, katadioptriset linssit ja refraktorit. Jokaisella tyypillä on hyvät ja huonot puolensa, joita käyttäjät tutkivat ennen ostamista ja tekevät valinnan niihin luottaen.
Jokaisen teleskoopin pääkomponentit: putki ja okulaari
Laitteessa on putken lisäksi etsin. Voimme sanoa, että tämä on miniatyyri silmälasi, joka liitetään pääputkeen. Tässä tapauksessa havaitaan 6-10-kertainen kasvu. Tämä laitteen osa on välttämätön alustavaa kohdentamista varten.
Okulaari
Toinen tärkeä osa kaukoputkea on okulaari. Käyttäjä havaitsee tämän työkalun vaihdettavan osan kautta. Mitä lyhyempi tämä osa, sitä suurempi suurennus voi olla, mutta sitä pienempi kuvakulma. Tästä syystä on parasta ostaa useita erilaisia okulaareja laitteen kanssa kerralla. Esimerkiksi kiinteällä ja muuttuvalla tarkennuksella.
Asennus, suodattimet ja muut yksityiskohdat
Asennusta on myös useita erilaisia. Pääsääntöisesti teleskooppi on asennettu jalustalle, jossa on kaksi pyörivää akselia. Ja kaukoputkessa on myös muita "kiinnikkeitä", jotka ovat mainitsemisen arvoisia. Ensinnäkin nämä ovat suodattimia. Tähtitieteilijät tarvitsevat niitä moniin eri tarkoituksiin. Mutta aloittelijoille ei ole välttämätöntä ostaa niitä.
Totta, jos käyttäjä aikoo ihailla kuuta, tarvitset erityisen kuunsuodattimen, joka suojaa silmiäsi liian kirkkaalta kuvalta. On myös erityisiä suodattimia, jotka pystyvät poistamaan kaupunkivalojen häiritsevän valon, mutta ne ovat melko kalliita. Kohteiden tarkastelemiseksi oikeassa asennossa ovat hyödyllisiä myös diagonaalipeilit, jotka pystyvät tyypistä riippuen ohjaamaan säteitä 45 tai 90 astetta.
Teleskoopin rakenne
1900-luvulla tähtitiede otti monia askeleita universumimme tutkimuksessa, mutta nämä askeleet eivät olisi olleet mahdollisia ilman sellaisia kehittyneitä välineitä kuin kaukoputket, joilla on yli sadan vuoden historia. Teleskoopin kehitys tapahtui useissa vaiheissa, ja juuri niistä yritän kertoa.
Muinaisista ajoista lähtien ihmiskunta on vetänyt puoleensa, mitä siellä on, taivaalla, Maan tuolla puolen ja mitä ihmissilmä ei näe. Antiikin suurimmat tiedemiehet, kuten Leonardo da Vinci, Galileo Galilei, yrittivät luoda laitteen, jonka avulla voit katsoa avaruuden syvyyksiin ja nostaa universumin mysteerin verhoa. Sen jälkeen tähtitieteen ja astrofysiikan alalla on tehty monia löytöjä. Kaikki tietävät, mikä kaukoputki on, mutta kaikki eivät tiedä kuinka kauan sitten ja kuka ensimmäisen kaukoputken keksi ja miten se järjestettiin.
Teleskooppi - väline, joka on suunniteltu tarkkailemaan taivaankappaleita.
Erityisesti teleskooppi ymmärretään optiseksi teleskooppijärjestelmäksi, jota ei välttämättä käytetä tähtitieteellisiin tarkoituksiin.
Kaikille sähkömagneettisen spektrin alueille on olemassa teleskooppeja:
b optiset teleskoopit
b radioteleskoopit
b röntgenteleskoopit
gammasäteilyteleskoopit
Optiset teleskoopit
Teleskooppi on putki (kiinteä, runko tai ristikko), joka on asennettu telineeseen, joka on varustettu akseleilla osoittamaan tarkkailukohdetta ja seuraamaan sitä. Näkökaukoputkessa on linssi ja okulaari. Objektiivin takapolttotaso on kohdistettu okulaarin etupolttotason kanssa. Objektiivin polttotasoon voidaan sijoittaa okulaarin sijasta valokuvafilmi tai matriisisäteilyn tunnistin. Tässä tapauksessa teleskoopin linssi on optiikan näkökulmasta valokuvauslinssi. Teleskooppi tarkennetaan käyttämällä tarkennuslaitetta (tarkennettu laite). kaukoputken avaruusastronomia
Optisen suunnittelunsa mukaan useimmat teleskoopit on jaettu:
ü Linssi (refraktorit tai diopterit) - linssiä tai linssijärjestelmää käytetään linssinä.
b Peili (heijastimet tai katoptri) - objektiivina käytetään koveraa peiliä.
b Peililinssiteleskoopit (katadioptriset) - objektiivina käytetään pallomaista peiliä ja linssi, linssijärjestelmä tai meniski kompensoi poikkeamia.
Teleskooppi on tähtitieteellinen optinen instrumentti, joka on suunniteltu tarkkailemaan taivaankappaleita.
Teleskoopissa on okulaari, linssi tai pääpeili ja telineeseen kiinnitettävä erityinen putki, joka puolestaan sisältää akseleita, joiden ansiosta havainnointikohteeseen osoittaminen tapahtuu.
Vuonna 1609 Galileo Galilei kokosi ihmiskunnan historian ensimmäisen optisen kaukoputken. (Lue siitä verkkosivustoltamme: Kuka loi ensimmäisen kaukoputken?).
Nykyaikaisia teleskooppeja on useita tyyppejä.
Heijastimet (peili)teleskoopit
Jos annamme heille yksinkertaisimman kuvauksen, nämä ovat laitteita, joissa on erityinen kovera peili, joka kerää valoa ja tarkentaa sen. Tällaisten teleskooppien etuja ovat valmistuksen helppous, laadukas optiikka. Suurin haittapuoli on hieman enemmän hoitoa ja huoltoa kuin muiden tyyppisten kaukoputkien.
No, nyt tarkemmin heijastinteleskoopeista.
Heijastin on kaukoputki, jossa on peililinssi, joka muodostaa kuvan heijastamalla valoa peilipinnalta. Heijastimia käytetään pääasiassa taivaskuvaukseen, valosähköisiin ja spektritutkimuksiin, ja niitä käytetään harvemmin visuaalisiin havaintoihin.
Heijastimilla on joitain etuja refraktoriin (linssiteleskooppeihin) verrattuna, koska niissä ei ole kromaattista aberraatiota (kuvien väritystä); pääpeili on helpompi tehdä objektiivia suuremmaksi. Jos peili ei ole pallomainen, vaan parabolinen, niin pallomainen muoto voidaan pienentää nollaan. poikkeama(kuvan reunojen tai keskikohdan hämärtyminen). Peilien valmistus on helpompaa ja halvempaa kuin linssiobjektiivit, mikä mahdollistaa objektiivin halkaisijan ja siten kaukoputken erotuskyvyn kasvattamisen. Amatööritähtitieteilijät voivat luoda valmiista peilisarjasta kotitekoisen "newtonilaisen" heijastimen. Etuna, jonka ansiosta järjestelmä on saavuttanut suosiota amatöörien keskuudessa, on peilien valmistuksen helppous (pienien suhteellisten aukkojen tapauksessa pääpeili on pallo; litteä peili voi olla pieni).
Newtonin heijastin
Se keksittiin vuonna 1662. Hänen teleskooppinsa oli ensimmäinen peiliteleskooppi. Heijastimissa suurta peiliä kutsutaan ensisijaiseksi peiliksi. Valokuvalevyt voidaan sijoittaa pääpeilin tasoon taivaankappaleiden kuvaamiseksi.
Newtonin järjestelmässä linssi on kovera parabolinen peili, josta heijastuneet säteet ohjataan pienen litteän peilin avulla putken sivulla olevaan okulaariin.
Kuva: Eri suunnista tulevien signaalien heijastus.
Gregory-järjestelmän heijastin
Koveran parabolisen pääpeilin säteet suunnataan pieneen koveraan elliptiseen peiliin, joka heijastaa ne pääpeilin keskireikään sijoitettuun okulaariin. Koska elliptinen peili sijaitsee pääpeilin fokuksen takana, kuva on pystysuorassa, kun taas Newtonin järjestelmässä se on käännetty. Toisen peilin läsnäolo lisää polttoväliä ja mahdollistaa siten suuren suurennuksen.
Cassegrain heijastin
Tässä toissijainen peili on hyperbolinen. Se on asennettu pääpeilin fokuksen eteen ja sen avulla voit lyhentää heijastinputkea. Pääpeili on parabolinen, tässä ei ole pallopoikkeamaa, mutta siellä on kooma (pisteen kuva on epäsymmetrisen sirontapisteen muodossa) - tämä rajoittaa heijastimen näkökenttää.
Lomonosov-Herschel-järjestelmän heijastin
Tässä, toisin kuin Newtonin heijastimessa, pääpeili on kallistettu niin, että kuva tarkentuu lähelle kaukoputken sisääntuloaukkoa, johon okulaari on sijoitettu. Tämä järjestelmä mahdollisti välipeilien ja valohäviöiden poissulkemisen niissä.
Ritchey-Chrétien heijastin
Tämä järjestelmä on paranneltu versio Cassegrain-järjestelmästä. Pääpeili on kovera hyperbolinen ja apupeili on kupera hyperbolinen. Okulaari on asennettu hyperbolisen peilin keskireikään.
Viime aikoina tätä järjestelmää on käytetty laajalti.
On muitakin refleksijärjestelmiä: Schwarzschild, Maksutov ja Schmidt (peililinssijärjestelmät), Mersen, Nessmit.
Heijastimien puute
Niiden putket ovat avoimia ilmavirroille, jotka pilaavat peilien pinnan. Lämpötilan vaihteluista ja mekaanisista kuormituksista peilien muoto muuttuu hieman, minkä seurauksena näkyvyys huononee.
Yksi suurimmista heijastimista sijaitsee Mount Palomar Astronomical Observatoryssa Yhdysvalloissa. Sen peilin halkaisija on 5 m. Maailman suurin tähtitieteellinen heijastin (6 m) sijaitsee Special Astrophysical Observatoriossa Pohjois-Kaukasiassa.
Refractor-teleskooppi (linssiteleskooppi)
Refractors- Nämä ovat teleskooppeja, joissa on objektiivi, joka muodostaa kuvan kohteista valonsäteiden taittuessa.
Tämä on klassinen pitkä putki, jonka kaikki tuntevat kaukoputken muodossa, jossa on suuri linssi (objektiivi) toisessa päässä ja okulaari toisessa. Refraktoreita käytetään visuaalisiin, valokuvallisiin, spektraalisiin ja muihin havaintoihin.
Refraktorit rakennetaan yleensä Kepler-järjestelmän mukaan. Näiden kaukoputkien näkökulma on pieni, enintään 2º. Linssi on yleensä kaksilinsinen.
Pienten refraktorilinssien linssit liimataan yleensä häikäisyn ja valohäviön vähentämiseksi. Linssien pinnoille tehdään erikoiskäsittely (optinen pinnoite), jonka seurauksena lasiin muodostuu ohut läpinäkyvä kalvo, joka vähentää merkittävästi heijastuksen aiheuttamaa valohäviötä.
Yerkes Astronomical Observatoryssa Yhdysvalloissa sijaitsevan maailman suurimman refraktorin linssin halkaisija on 1,02 m. Pulkovon observatorioon asennetaan refraktori, jonka linssin halkaisija on 0,65 m.
Peililinssiset teleskoopit
Peililinssillä varustettu teleskooppi on suunniteltu kuvaamaan suuria alueita taivaasta. Sen keksi vuonna 1929 saksalainen optikko B. Schmidt. Tärkeimmät yksityiskohdat tässä ovat pallomainen peili ja peilin kaarevuuden keskelle asennettu Schmidt-korjauslevy. Tästä korjauslevyn asennosta johtuen kaikki sen läpi kulkevat säteet eri puolilta taivasta ovat yhtä suuret suhteessa peiliin, minkä seurauksena kaukoputkessa ei ole optisten järjestelmien poikkeamia. Peilin pallopoikkeamaa korjataan korjauslevyllä, jonka keskiosa toimii heikkona positiivisena linssinä ja ulompi osa heikkona negatiivilinssina. Polttopinta, jolle taivaan osan kuva muodostuu, on pallon muotoinen, jonka kaarevuussäde on yhtä suuri kuin polttoväli. Polttopinta voidaan tasoittaa Piazzi Smith -objektiivilla.
haittapuoli peililinssiset teleskoopit ovat merkittävä putken pituus, kaksi kertaa teleskoopin polttoväli. Tämän puutteen poistamiseksi on ehdotettu useita muutoksia, mukaan lukien toisen (lisä) kuperan peilin käyttö, korjauslevyn tuominen lähemmäksi pääpeiliä jne.
Suurimmat Schmidt-teleskoopit on asennettu Tautenburgin tähtitieteelliseen observatorioon DDR:ssä (D = 1,37 m, A = 1:3), Mount Palomarin tähtitieteelliseen observatorioon Yhdysvalloissa (D = 1,22 m, A = 1:2,5) ja Byurakaniin. Armenian SSR:n tiedeakatemian astrofyysinen observatorio (D = 1,00 m, A = 1:2, 1:3).
radioteleskoopit
Niitä käytetään radioalueen avaruusobjektien tutkimiseen. Radioteleskooppien pääelementit ovat vastaanottoantenni ja radiometri- herkkä radiovastaanotin ja vastaanottolaitteet. Koska radioalue on paljon laajempi kuin optinen kantama, radiosäteilyn havaitsemiseen käytetään erilaisia radioteleskooppeja kantamasta riippuen.
Kun se yhdistetään yhdeksi useiden yksittäisten kaukoputkien verkkoon, jotka sijaitsevat eri puolilla maapalloa, puhutaan erittäin pitkästä perusviivan radiointerferometriasta (VLBI). Esimerkki tällaisesta verkosta on amerikkalainen VLBA (Very Long Baseline Array) -järjestelmä. Vuosina 1997–2003 toimi VLBA-teleskooppiverkkoon kuuluva japanilainen kiertävä radioteleskooppi HALCA (Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy), mikä paransi merkittävästi koko verkon resoluutiota.
Venäläistä kiertävää radioteleskooppia Radioastron on tarkoitus käyttää yhtenä jättimäisen interferometrin elementtinä.
Avaruusteleskoopit (astronomiset satelliitit)
Ne on suunniteltu suorittamaan tähtitieteellisiä havaintoja avaruudesta. Tämäntyyppisen observatorion tarve johtui siitä, että maapallon ilmakehä viivästyttää avaruusobjektien gamma-, röntgen- ja ultraviolettisäteilyä sekä suurinta osaa infrapunasäteilystä.
Avaruusteleskoopit on varustettu säteilyn keräämis- ja fokusointilaitteilla sekä tiedonmuunto- ja siirtojärjestelmillä, suuntausjärjestelmällä ja joskus propulsiojärjestelmillä.
Röntgenteleskoopit
Suunniteltu tarkkailemaan kaukaisia kohteita röntgenspektrissä. Tällaisten kaukoputkien käyttöä varten ne on yleensä nostettava röntgensäteitä läpäisemättömän Maan ilmakehän yläpuolelle. Siksi kaukoputket sijoitetaan korkean korkeuden raketteihin tai keinotekoisiin maasatelliitteihin.
Kuvassa: X-ray Telescope - Position Sensitive (ART-P). Se luotiin Neuvostoliiton tiedeakatemian avaruustutkimuslaitoksen korkean energian astrofysiikan osastolla (Moskova).
Teleskooppi on väline, jota käytetään kaukaisten kohteiden tarkkailuun. Kreikasta käännettynä "teleskooppi" tarkoittaa "kaukana" ja "tarkkailla".
Mihin teleskooppi on tarkoitettu?
Joku luulee, että kaukoputki suurentaa esineitä, ja joku uskoo, että se tuo ne lähemmäksi. Molemmat ovat väärässä. Teleskoopin päätehtävänä on saada tietoa havaitusta kohteesta keräämällä sähkömagneettista säteilyä.
Sähkömagneettinen säteily ei ole vain näkyvää valoa. Sähkömagneettisia aaltoja ovat myös radioaallot, terahertsi- ja infrapunasäteily, ultravioletti-, röntgen- ja gammasäteily. Teleskoopit on suunniteltu kaikille sähkömagneettisen spektrin alueille.
optinen kaukoputki
Teleskoopin päätehtävänä on lisätä näkökulmaa eli näkyvää kulmikas koko etäinen kohde.
Kulmamitta on kulma niiden linjojen välillä, jotka yhdistävät tarkastelun kohteen diametraalisesti vastakkaiset pisteet ja tarkkailijan silmät. Mitä kauempana kohde on, sitä pienempi kuvakulma on.
Yhdistäkäämme henkisesti kaksi vastakkaista pistettä torninosturin puomista silmällämme suorilla viivoilla. Tuloksena oleva kulma on näkökulma tai kulmakoko. Tehdään sama koe naapuripihalla seisovan nosturin kanssa. Kulmakoko on tässä tapauksessa paljon pienempi kuin edellisessä. Kaikki esineet näyttävät meille suurilta tai pieniltä niiden kulmamitoista riippuen. Ja mitä kauempana esine sijaitsee, sitä pienempi sen kulmakoko on.
Optinen teleskooppi on järjestelmä, joka muuttaa yhdensuuntaisen valonsäteen optisen akselin kaltevuuskulmaa. Tällaista optista järjestelmää kutsutaan afocal. Sen erikoisuus on siinä, että valonsäteet tulevat siihen rinnakkaisessa säteessä ja poistuvat samassa yhdensuuntaisessa säteessä, mutta eri kulmissa, jotka poikkeavat katselukulmista paljaalla silmällä.
Afocal-järjestelmä koostuu objektiivista ja okulaarista. Linssi suunnataan havaittavaan kohteeseen ja okulaari käännetään tarkkailijan silmään. Ne on sijoitettu siten, että okulaarin etutarkennus osuu objektiivin takatarkennukseen.
Optinen teleskooppi kerää ja fokusoi sähkömagneettista säteilyä näkyvässä spektrissä. Jos sen suunnittelussa käytetään vain linssejä, tällaista teleskooppia kutsutaan refraktori tai diopteriteleskooppi. Jos vain peilit, niin sitä kutsutaan heijastin tai katapris-teleskooppi. On olemassa sekatyyppisiä optisia teleskooppeja, jotka sisältävät sekä linssit että peilit. Niitä kutsutaan peili-linssi tai katadioptria.
Purjehduslaivaston aikoina käytetty "klassinen" silmälasi koostui linssistä ja okulaarista. Linssi oli positiivinen suppeneva linssi, joka tuotti todellisen kuvan kohteesta. Tarkkailija katseli suurennettua kuvaa okulaarin - negatiivisen hajoavan linssin - läpi.
Yksinkertaisimman optisen teleskoopin piirustukset loi Leonardo da Vinci vuonna 1509. Hollantilaista optikkoa pidetään kaukoputken kirjoittajana. John Lippershey joka esitteli keksintönsä Haagissa vuonna 1608.
Galileo Galilei muutti teleskoopin kaukoputkeksi vuonna 1609. Hänen luomassaan laitteessa oli linssi ja okulaari, ja se antoi kolminkertaisen lisäyksen. Galileo loi myöhemmin kaukoputken 8-kertaisella suurennuksella. Mutta hänen mallinsa olivat erittäin suuria. Joten 32x suurennuksella varustetun kaukoputken linssin halkaisija oli 4,5 m, ja itse kaukoputken pituus oli noin metri.
Kreikkalainen matemaatikko ehdotti nimeä "teleskooppi" Galileon instrumenteille Giovanni Demisiani vuonna 1611
Galileo lähetti ensimmäisenä kaukoputken taivaalle ja näki täpliä Auringossa, vuoria ja kraattereita Kuussa, tutki Linnunradan tähtiä.
Galileon putki on esimerkki yksinkertaisimmasta refraktoriteleskoopista. Linssi on suppeneva linssi. Polttotasossa (suorassa optiseen akseliin nähden ja polttopisteen läpi) saadaan kyseessä olevasta kohteesta pelkistetty kuva. Okulaari, joka on hajoava linssi, mahdollistaa kuvan näkemisen suurennettuna. Galileon putki antaa pienen suurennuksen kaukaisesta kohteesta. Sitä ei käytetä nykyaikaisissa teleskoopeissa, mutta samanlaista järjestelmää käytetään teatterikiikareissa.
Vuonna 1611 saksalainen tiedemies Johannes Kepler keksi paremman suunnittelun. Hajaantuvan linssin sijaan hän asetti okulaariin suppenevan linssin. Kuva tuli ylösalaisin. Tämä aiheutti hankaluuksia maanpäällisten kohteiden tarkkailuun, mutta avaruusobjekteille se oli varsin hyväksyttävää. Tällaisessa kaukoputkessa linssin tarkennuksen takana oli välikuva, johon voitiin rakentaa mitta-asteikko tai valokuvalevy. Tämäntyyppinen teleskooppi löysi heti sovelluksensa tähtitiedessä.
AT heijastavat teleskoopit Linssin sijaan keräilyelementtinä toimii kovera peili, jonka takapolttotaso on linjassa okulaarin etupolttotason kanssa.
Peiliteleskoopin keksi Isaac Newton vuonna 1667. Sen suunnittelussa pääpeili kerää rinnakkaisia valonsäteitä. Jotta tarkkailija ei estä valovirtaa, heijastuneiden säteiden reitille asetetaan litteä peili, joka poikkeuttaa ne optisesta akselista. Kuvaa katsotaan okulaarin läpi.
Okulaarin sijaan voit sijoittaa filmin tai valoherkän matriisin, joka muuntaa sille projisoidun kuvan analogiseksi sähkösignaaliksi tai digitaaliseksi dataksi.
AT peililinssiset teleskoopit linssi on pallomainen peili, ja linssijärjestelmä kompensoi poikkeamat - kuvavirheet, jotka johtuvat valonsäteen poikkeamasta ihanteellisesta suunnasta. Niitä on missä tahansa todellisessa optisessa järjestelmässä. Aberraatioiden seurauksena pisteen kuva on epäselvä ja sumea.
Tähtitieteilijät käyttävät optisia teleskooppeja tarkkailemaan taivaankappaleita.
Mutta universumi ei lähetä Maahan vain valoa. Radioaallot, röntgensäteet ja gammasäteet tulevat meille avaruudesta.
Radioteleskooppi
Tämä kaukoputki on suunniteltu vastaanottamaan aurinkokunnan, galaksin ja megagalaksin taivaankappaleiden lähettämiä radioaaltoja, jotta voidaan määrittää niiden spatiaalinen rakenne, koordinaatit, säteilyn intensiteetti ja spektri. Sen pääelementit ovat vastaanottoantenni ja erittäin herkkä vastaanotin - radiometri.
Antenni pystyy vastaanottamaan millimetri-, sentti-, desimetri- ja metriaaltoja. Useimmiten tämä on parabolinen peiliheijastin, jonka keskiössä on säteilytin. Tämä on laite, johon kerätään peilin ohjaama radiosäteily. Lisäksi tämä säteily välitetään radiometrin tuloon, jossa se vahvistetaan ja muunnetaan rekisteröintiä varten sopivaan muotoon. Tämä voi olla analoginen signaali, joka on tallennettu tallentimella, tai digitaalinen signaali, joka on tallennettu kiintolevylle.
Kuvan muodostamiseksi havaitusta kohteesta radioteleskooppi mittaa säteilyenergiaa (kirkkautta) sen kussakin pisteessä.
avaruusteleskoopit
Maan ilmakehä välittää optista säteilyä, infrapuna- ja radiosäteilyä. Ja ultravioletti- ja röntgensäteilyä viivästyy ilmakehä. Siksi niitä voidaan tarkkailla vain avaruudesta, asennettuna keinotekoisille maasatelliiteille, avaruusraketeille tai kiertorata-asemille.
Röntgenteleskoopit suunniteltu tarkkailemaan kohteita röntgenspektrissä, joten ne asennetaan keinotekoisiin maasatelliitteihin tai avaruusraketteihin, koska maan ilmakehä ei lähetä tällaisia säteitä.
Röntgensäteitä lähettävät tähdet, galaksiklusterit ja mustat aukot.
Röntgenteleskoopin linssin tehtävänä on röntgenpeili. Koska röntgensäteet kulkevat lähes kokonaan materiaalin läpi tai absorboituvat siihen, tavallisia peilejä ei voida käyttää röntgenteleskoopeissa. Siksi palkkien fokusoimiseen käytetään useimmiten metalleista valmistettuja vino- tai vinotulopeilejä.
Röntgenteleskooppien lisäksi ultraviolettiteleskoopit toimivat ultraviolettivalossa.
Gamma-teleskoopit
Kaikkia gammasädeteleskooppeja ei ole sijoitettu avaruuskohteisiin. On olemassa maanpäällisiä teleskooppeja, jotka tutkivat ultrasuurienergistä kosmista gammasäteilyä. Mutta kuinka kiinnittää gammasäteily Maan pinnalle, jos ilmakehä absorboi sen? Osoittautuu, että ultrasuurienergiset kosmiset gammasäteilyfotonit ilmakehään päässeet "poistavat" atomeista toissijaisia nopeita elektroneja, jotka ovat fotonien lähteitä. Nousee, joka kiinnitetään maan päällä sijaitsevalla kaukoputkella.
Teleskoopin periaate ei ole suurentaa esineitä, vaan kerätä valoa. Mitä suurempi päävaloa keräävä elementti - linssi tai peili, sitä enemmän valoa siihen tulee. On tärkeää, että kerätyn valon kokonaismäärä määrittää viime kädessä näkyvän yksityiskohdan - olipa kyseessä sitten kaukainen maisema tai Saturnuksen renkaat. Vaikka kaukoputken suurennus tai teho on myös tärkeä, se ei ole kriittinen yksityiskohtien tason saavuttamiseksi.
Teleskoopit muuttuvat ja paranevat jatkuvasti, mutta toimintaperiaate pysyy samana.
Teleskooppi kerää ja keskittää valoa
Mitä suurempi kupera linssi tai kovera peili on, sitä enemmän valoa siihen pääsee. Ja mitä enemmän valoa tulee sisään, sitä kauempana olevat kohteet sen avulla voit nähdä. Ihmissilmässä on oma kupera linssi (kiteinen linssi), mutta tämä linssi on hyvin pieni, joten se kerää melko vähän valoa. Teleskoopin avulla voit nähdä tarkemmin, koska sen peili pystyy keräämään enemmän valoa kuin ihmissilmä.
Teleskooppi tarkentaa valonsäteet ja luo kuvan
Selkeän kuvan luomiseksi kaukoputken linssit ja peilit keräävät siepatut säteet yhteen pisteeseen - tarkennukseen. Jos valoa ei kerätä yhdessä kohdassa, kuva on epäselvä.
Teleskooppityypit
Teleskoopit voidaan jakaa sen mukaan, miten ne toimivat valon kanssa "linssi", "peili" ja yhdistetty - peililinssiteleskoopit.
Refraktorit ovat taittoteleskooppeja. Tällaisen kaukoputken valo kerätään kaksoiskuperalla linssillä (itse asiassa se on kaukoputken linssi). Amatöörisoittimissa yleisimmät akromaatit ovat yleensä kaksilinsisiä, mutta on myös monimutkaisempia. Akromaattinen refraktori koostuu kahdesta linssistä - suppenevasta ja hajaantuvasta, jonka avulla voit kompensoida pallomaisia ja kromaattisia poikkeavuuksia - toisin sanoen vääristymiä valon virtauksessa, kun se kulkee linssin läpi.
Hieman historiaa:
Galileon refraktori (keksittiin vuonna 1609) käytti kahta linssiä kerätäkseen mahdollisimman paljon tähtivaloa. ja anna ihmissilmän nähdä se. Pyöreän peilin läpi kulkeva valo muodostaa kuvan. Galileon pallomainen linssi tekee kuvasta sumean. Lisäksi tällainen linssi hajottaa valon värikomponenteiksi, minkä seurauksena valaisevan kohteen ympärille muodostuu epäselvä värillinen alue. Siksi pallomainen kupera kerää tähtien valoa, ja sitä seuraava kovera linssi muuttaa kerätyt valonsäteet takaisin rinnakkaisiksi, jolloin voit palauttaa tarkasteltavan kuvan kirkkauden ja kirkkauden.
Kepler refraktori (1611)
Mikä tahansa pallomainen linssi taittaa valonsäteet, defokusoi niitä ja sumentaa kuvaa. Pallomaisella Keppler-objektiivilla on vähemmän kaarevuutta ja pidempi polttoväli kuin Galilean linssillä. Siksi tällaisen linssin läpi kulkevien säteiden tarkennuspisteet ovat lähempänä toisiaan, mikä vähentää, mutta ei täysin poista kuvan vääristymistä. Itse asiassa Keppler ei itse luonut tällaista teleskooppia, mutta hänen ehdottamansa parannukset vaikuttivat voimakkaasti refraktorien jatkokehitykseen.
Akromaattinen refraktori
Akromaattinen refraktori perustuu Keppler-teleskooppiin, mutta yhden pallomaisen linssin sijaan se käyttää kahta eri kaarevuutta omaavaa linssiä. Näiden kahden linssin läpi kulkeva valo fokusoituu yhteen pisteeseen, ts. Tällä menetelmällä vältetään sekä kromaattinen että pallopoikkeama.
- Teleskooppi Sturman F70076
Yksinkertainen ja kevyt refraktori aloittelijoille 50 mm objektiivilinssillä. Suurennus - 18*,27*,60*,90*. Se on täydennetty kahdella okulaarilla - 6 mm ja 20 mm. Voidaan käyttää putkena, koska se ei käännä kuvaa. Atsimuuttisulussa. - >Kaukoputki Konus KJ-7
60 mm pitkätarkentava refraktoriteleskooppi saksalaiselle (ekvatoriaaliselle) telineelle. Suurin suurennus on 120x. Sopii lapsille ja aloitteleville tähtitieteilijöille. - Teleskooppi MEADE NGC 70/700mm AZ
Klassinen refraktori, jonka halkaisija on 70 mm ja maksimi hyötysuurennus jopa 250*. Mukana kolme okulaaria, prisma ja teline. Voit tarkkailla lähes kaikkia aurinkokunnan planeettoja ja himmeitä tähtiä magnitudiin 11,3 asti. - Teleskooppi Synta Skywatcher 607AZ2
Klassinen refraktori atsimuuttikiinnikkeessä AZ-2 alumiinijalustalla ja mahdollisuus mikroulotteiseen kaukoputken osoittamiseen korkeuteen. Objektiivin halkaisija 60 mm, suurin suurennus 120x, läpäisykyky 11 (magnitudit). Paino 5 kg. - Teleskooppi Synta Skywatcher 1025AZ3
Kevyt refraktori, jossa on AZ-3 alt-atsimuuttikiinnitys alumiinijalustalle, jossa mikroulotteinen teleskooppi osoittaa molemmille akseleille. Voidaan käyttää useimpien SLR-kameroiden teleobjektiivina kaukaisten kohteiden kuvaamiseen. Objektiivin halkaisija 100 mm, polttoväli 500 mm, läpäisykyky 12 (magnitudit). Paino 14 kg.
Heijastin on mikä tahansa kaukoputki, jonka objektiivi koostuu vain peileistä. Heijastimet ovat heijastavia teleskooppeja, ja kuva näissä kaukoputkissa on optisen järjestelmän toisella puolella kuin refraktorissa.
Hieman historiaa
Gregoryn heijastava kaukoputki (1663)
James Gregory esitteli täysin uuden teknologian kaukoputken rakentamiseen keksimällä kaukoputken, jossa on parabolinen ensisijainen peili. Tällaisessa kaukoputkessa havaittava kuva on vapaa sekä pallomaisista että kromaattisista poikkeavuuksista.
Newtonin heijastin (1668)
Newton käytti metallista pääpeiliä valon keräämiseen ja seuraajapeiliä valonsäteiden suuntaamiseen okulaariin. Siten oli mahdollista selviytyä kromaattisesta poikkeamasta - loppujen lopuksi tässä kaukoputkessa käytetään peilejä linssien sijasta. Mutta kuva osoittautui silti epäselväksi peilin pallomaisen kaarevuuden vuoksi.
Tähän asti Newtonin kaavan mukaan valmistettua kaukoputkea kutsutaan usein heijastimeksi. Valitettavasti se ei myöskään ole vapaa poikkeavuuksista. Hieman poispäin akselista alkaa jo ilmaantua kooma (ei-isoplanatismi) - poikkeama, joka liittyy eri rengasmaisten aukkoalueiden epätasaiseen kasvuun. Kooma saa hajapisteen näyttämään kartion projektiolta - terävin ja kirkkain kohta kohti näkökentän keskustaa, tylppä ja pyöristetty poispäin keskustasta. Sirontapisteen koko on verrannollinen etäisyyteen näkökentän keskipisteestä ja verrannollinen aukon halkaisijan neliöön. Siksi kooman ilmentymä on erityisen voimakas niin sanotuissa "nopeissa" (korkean aukon) Newtoneissa näkökentän reunalla.
Newtonin kaukoputket ovat nykyään erittäin suosittuja: ne ovat erittäin yksinkertaisia ja halpoja valmistaa, mikä tarkoittaa, että niiden keskimääräinen hintataso on paljon alhaisempi kuin vastaavien refraktorien. Mutta itse suunnittelu asettaa joitain rajoituksia tällaiselle kaukoputkelle: diagonaalipeilin läpi kulkevien säteiden vääristyminen huonontaa merkittävästi tällaisen kaukoputken resoluutiota, ja objektiivin halkaisijan kasvaessa putken pituus kasvaa suhteellisesti. Tämän seurauksena kaukoputkesta tulee liian suuri ja näkökenttä pitkällä putkella pienenee. Itse asiassa heijastimia, joiden halkaisija on yli 15 cm, ei käytännössä valmisteta, koska. Tällaisten laitteiden haitat ovat enemmän kuin etuja.
- Teleskooppi Synta Skywatcher 1309EQ2
Heijastin 130 mm objektiivilla ekvatoriaalisessa kiinnikkeessä. Max suurennus 260. Havainto 13.3 - Teleskooppi F800203M STURMAN
Heijastin 200 mm objektiivilla ekvatoriaalisessa kiinnikkeessä. Mukana kaksi okulaaria, kuusuodatin, jalusta ja etsimet. - Teleskooppi Meade Newton 6 LXD-75 f/5 EC-kaukosäätimellä
Klassinen newtonilainen heijastin, jonka linssin halkaisija on 150 mm ja hyödyllinen suurennus jopa 400x. Teleskooppi tähtitieteen harrastajille, jotka arvostavat suurta valon halkaisijaa ja suurta aukkoa. Elektronisesti ohjattu teline, jossa on tuntikohtainen seuranta, mahdollistaa pitkän valotuksen astrovalokuvauksen.
Peilin linssi(katadioptriset) teleskoopit käyttävät sekä linssejä että peilejä, jolloin niiden optisella suunnittelulla saavutetaan erinomainen korkearesoluutioinen kuvanlaatu, kun taas koko rakenne koostuu erittäin lyhyistä kannettavista optisista putkista.
Teleskoopin parametrit
Halkaisija ja suurennus
Teleskooppia valittaessa on tärkeää huomioida objektiivin linssin halkaisija, resoluutio, suurennus sekä rakenteen ja komponenttien laatu.
Teleskoopin keräämän valon määrä riippuu suoraan halkaisija(D) ensisijainen peili tai linssi. Linssin läpi kulkevan valon määrä on verrannollinen sen pinta-alaan.
Halkaisijan lisäksi linssin ominaisuus on tärkeä arvo suhteellinen poraus(A), joka on yhtä suuri kuin halkaisijan suhde polttoväliin (tätä kutsutaan myös aukkosuhteeksi).
Suhteellinen fokus jota kutsutaan suhteellisen aukon käänteiseksi.
Lupa- on kyky näyttää yksityiskohtia - esim. mitä korkeampi resoluutio, sitä parempi kuva. Korkearesoluutioinen teleskooppi pystyy erottamaan kaksi kaukana olevaa lähellä olevaa kohdetta, kun taas matalaresoluutioinen kaukoputki näkee vain yhden, sekoitettuna kahdesta esineestä. Tähdet ovat pistevalon lähteitä, joten niitä on vaikea havaita, ja vain tähden diffraktiokuva voidaan nähdä kaukoputkessa levynä, jonka ympärillä on valorengas. Virallisesti visuaalisen teleskoopin maksimiresoluutio on pienin kulmaväli saman kirkkauden tähtiparin välillä, kun ne ovat vielä näkyvissä riittävällä suurennuksella ja ilman häiriötä ilmakehästä erikseen. Tämä arvo hyville instrumenteille on suunnilleen yhtä suuri kuin 120/D kaarisekuntia, missä D on kaukoputken aukko (halkaisija) millimetreinä.
Suurennokset kaukoputken pitäisi olla alueella D / 7 - 1,5 D, jossa D on kaukoputken objektiivin aukon halkaisija. Eli halkaisijaltaan 100 mm:n putkelle okulaarit on valittava siten, että ne tarjoavat suurennoksen 15x - 150x.
Kun suurennus on numeerisesti yhtä suuri kuin linssin halkaisija millimetreinä ilmaistuna, ensimmäiset merkit diffraktiokuviosta ilmaantuvat, ja suurennuksen lisääminen vain huonontaa kuvan laatua, mikä estää hienojen yksityiskohtien erottamisen. Lisäksi kannattaa muistaa kaukoputken tärinä, ilmakehän turbulenssi jne. Siksi Kuuta ja planeettoja havainnoitaessa ei yleensä käytetä suurennusta, joka ylittää 1,4D - 1,7D. Joka tapauksessa hyvän instrumentin tulisi "vetää" jopa 1,5D ilman merkittävää kuvanlaadun heikkenemistä. Refraktorit tekevät tämän parhaiten, eivätkä heijastimet keskussuojaineen voi enää toimia luotettavasti sellaisilla suurennuksilla, joten niitä ei kannata käyttää Kuun ja planeettojen tarkkailuun.
Rationaalisten suurennusten yläraja määritetään empiirisesti ja liittyy diffraktioilmiöiden vaikutukseen (suurennuksen kasvaessa kaukoputken ulostulopupillin koko pienenee - sen ulostuloaukko). Kävi ilmi, että korkein resoluutio saavutetaan alle 0,7 mm:n ulostulopupillilla, eikä suurennus edelleen lisää yksityiskohtien määrää. Päinvastoin, löysä, samea ja hämärä kuva luo illuusion vähentyneistä yksityiskohdista. Suuret 1,5D:n suurennokset ovat mukavampia etenkin näkövammaisille ja vain kirkkaille kontrastisille kohteille.
Kohtuullisen suurennusalueen alaraja määräytyy sen perusteella, että linssin halkaisijan suhde ulostulopupillin halkaisijaan (eli okulaarista tulevan valonsäteen halkaisija) on yhtä suuri kuin niiden polttovälien suhde. eli lisääntyä. Jos okulaarista poistuvan säteen halkaisija ylittää havainnoijan pupillin halkaisijan, osa säteistä katkeaa ja tarkkailijan silmä näkee vähemmän valoa - ja pienemmän osan kuvasta.
Siten seuraavat suositeltujen suurennusten sarjat 2D, 1.4D, 1D, 0.7D, D/7 muodostuvat. Suurennus D/2...D/3 on hyödyllinen tavallisten kokoisten klustereiden ja himmeiden sumuisten kohteiden havainnointiin.
kiinnikkeet
Teleskooppikiinnike- kaukoputken osa, johon sen optinen putki on kiinnitetty. Mahdollistaa sen ohjaamisen taivaan tarkastetulle alueelle, varmistaa sen asennuksen vakauden työasennossa, erilaisten havaintojen suorittamisen mukavuuden. Teline koostuu alustasta (tai pylväästä), kahdesta keskenään kohtisuorasta akselista teleskooppiputken kääntämiseksi, käyttölaitteesta ja kiertokulmien mittausjärjestelmästä.
AT päiväntasaajan vuori ensimmäinen akseli on suunnattu maailman napaan ja sitä kutsutaan napa- (tai tunnin) akseliksi, ja toinen sijaitsee päiväntasaajan tasolla ja sitä kutsutaan deklinaatioakseliksi; siihen on kiinnitetty teleskooppiputki. Kun kaukoputkea käännetään 1. akselin ympäri, sen tuntikulma muuttuu jatkuvalla deklinaatiolla; 2. akselin ympäri käännettäessä deklinaatio muuttuu vakiotuntikulmassa. Jos kaukoputki on asennettu tällaiselle telineelle, taivaan näennäisen vuorokauden pyörimisen vuoksi liikkuvan taivaankappaleen seuranta suoritetaan pyörittämällä teleskooppia vakionopeudella yhden napa-akselin ympäri.
AT atsimuuttaalinen teline ensimmäinen akseli on pystysuora, ja toinen, joka kantaa putkea, on horisonttitasossa. Ensimmäistä akselia käytetään kääntämään teleskooppia atsimuutissa, toista - korkeudessa (zeniittietäisyys). Kun tähtiä tarkkaillaan atsimuuttitelineen kaukoputkella, sitä on pyöritettävä jatkuvasti ja suurella tarkkuudella kahden akselin ympäri samanaikaisesti ja nopeuksilla, jotka vaihtelevat monimutkaisen lain mukaan.
Käytetyt kuvat osoitteesta www.amazing-space.stsci.edu