Kanta mata dalam teleskop kepler ialah kanta menumpu. teleskop kepler

Rasa ingin tahu dan keinginan untuk membuat penemuan baru saintis hebat G. Galileo memberikan dunia ciptaan yang indah, tanpanya mustahil untuk membayangkan astronomi moden - ini teleskop. Meneruskan penyelidikan saintis Belanda, pencipta Itali mencapai peningkatan ketara dalam skala teleskop dalam masa yang sangat singkat - ini berlaku hanya dalam beberapa minggu.

Skop pengesan Galileo menyerupai sampel moden hanya dari jauh - ia adalah batang utama yang mudah, di hujungnya profesor meletakkan kanta biconvex dan biconcave.

Satu ciri penting dan perbezaan utama antara ciptaan Galileo dan skop pengesanan yang sedia ada sebelum ini ialah kualiti imej yang baik yang diperoleh kerana pengisaran kanta optik berkualiti tinggi - profesor secara peribadi menangani semua proses, tidak mempercayai kerja halus kepada sesiapa. Ketekunan dan kesungguhan saintis itu membuahkan hasil, walaupun banyak kerja yang teliti perlu dilakukan untuk mencapai hasil yang baik - daripada 300 kanta, hanya beberapa pilihan yang mempunyai sifat dan kualiti yang diperlukan.

Sampel yang bertahan hingga ke hari ini dikagumi oleh ramai pakar - walaupun mengikut piawaian moden, kualiti optik adalah sangat baik, dan ini mengambil kira fakta bahawa kanta telah wujud selama beberapa abad.

Walaupun prasangka yang berlaku semasa Zaman Pertengahan dan kecenderungan untuk mempertimbangkan idea-idea progresif "kemampuan syaitan", skop pengesanan mendapat populariti yang sewajarnya di seluruh Eropah.

Ciptaan yang lebih baik memungkinkan untuk memperoleh peningkatan tiga puluh lima kali ganda, tidak dapat difikirkan untuk seumur hidup Galileo. Dengan bantuan teleskopnya, Galileo membuat banyak penemuan astronomi, yang memungkinkan untuk membuka jalan untuk sains moden dan membangkitkan semangat dan dahaga untuk penyelidikan dalam banyak minda yang ingin tahu dan ingin tahu.

Sistem optik yang dicipta oleh Galileo mempunyai beberapa kelemahan - khususnya, ia tertakluk kepada penyimpangan kromatik, tetapi penambahbaikan seterusnya yang dibuat oleh saintis memungkinkan untuk meminimumkan kesan ini. Perlu diingat bahawa semasa pembinaan Balai Cerap Paris yang terkenal, teleskop yang dilengkapi dengan sistem optik Galileo telah digunakan.

Kaca mata atau kaca mata Galileo mempunyai sudut tontonan yang kecil - ini boleh dianggap sebagai kelemahan utamanya. Sistem optik yang serupa kini digunakan dalam teropong teater, yang sebenarnya, dua skop tompok bersambung bersama.

Teropong teater moden dengan sistem fokus dalaman berpusat biasanya menawarkan pembesaran 2.5-4x, yang mencukupi untuk memerhati bukan sahaja persembahan teater, tetapi juga acara sukan dan konsert, sesuai untuk perjalanan bersiar-siar yang dikaitkan dengan persiaran terperinci.

Saiz kecil dan reka bentuk elegan teropong teater moden menjadikannya bukan sahaja alat optik yang mudah, tetapi juga aksesori asli.

Skop spotting ialah alat optik yang direka untuk melihat objek yang sangat jauh dengan mata. Seperti mikroskop, ia terdiri daripada objektif dan kanta mata; kedua-duanya adalah sistem optik yang lebih atau kurang kompleks, walaupun tidak sekompleks dalam kes mikroskop; walau bagaimanapun, kami akan mewakilinya secara skematik dengan kanta nipis. Dalam teleskop, kanta dan kanta mata disusun supaya fokus belakang kanta hampir bertepatan dengan fokus hadapan kanta mata (Rajah 253). Kanta menghasilkan imej songsang terkurang sebenar bagi objek yang jauh tak terhingga dalam satah fokus belakangnya; imej ini dilihat melalui kanta mata, seperti melalui kaca pembesar. Jika fokus hadapan kanta mata bertepatan dengan fokus belakang objektif, maka apabila melihat objek yang jauh, pancaran sinar selari muncul dari kanta mata, yang sesuai untuk memerhati dengan mata biasa dalam keadaan tenang (tanpa penginapan) ( rujuk § 114). Tetapi jika penglihatan pemerhati agak berbeza daripada biasa, maka kanta mata digerakkan, menetapkannya "mengikut mata." Dengan menggerakkan kanta mata, teleskop juga "ditunjuk" apabila melihat objek yang terletak pada pelbagai jarak yang tidak terlalu jauh dari pemerhati.

nasi. 253. Lokasi kanta dan kanta mata dalam teleskop: fokus belakang. Objektif bertepatan dengan fokus hadapan kanta mata

Objektif teleskop mestilah sentiasa sistem penumpuan, manakala kanta mata boleh sama ada sistem menumpu atau mencapah. Skop tompok dengan kanta mata pengumpul (positif) dipanggil tiub Kepler (Rajah 254, a), tiub dengan kanta mata mencapah (negatif) dipanggil tiub Galilean (Rajah 254, b). Objektif teleskop 1 memberikan imej songsang sebenar bagi objek jauh dalam satah fokusnya. Pancaran sinar yang mencapah dari satu titik jatuh pada kanta mata 2; memandangkan sinar ini datang dari satu titik dalam satah fokus kanta mata, rasuk muncul daripadanya selari dengan paksi optik sekunder kanta mata pada sudut kepada paksi utama. Sekali di mata, sinar ini menumpu pada retinanya dan memberikan imej sebenar sumbernya.

nasi. 254. Aliran sinar dalam teleskop: a) Tiub Kepler; b) Paip Galileo

nasi. 255. Laluan sinar dalam teropong medan prisma (a) dan rupanya (b). Perubahan arah anak panah menunjukkan "pembalikan" imej selepas sinaran melalui sebahagian daripada sistem

(Dalam kes tiub Galilea (b), mata tidak ditunjukkan supaya tidak mengacaukan gambar.) Sudut - sudut yang dihasilkan oleh sinaran pada kanta dengan paksi.

Tiub Galileo, sering digunakan dalam teropong teater biasa, memberikan imej langsung objek, tiub Kepler - terbalik. Akibatnya, jika tiub Kepler berfungsi untuk pemerhatian darat, maka ia dilengkapi dengan sistem pusingan (kanta tambahan atau sistem prisma), akibatnya imej menjadi lurus. Contoh peranti sedemikian ialah teropong prisma (Gamb. 255). Kelebihan tiub Kepler ialah ia mempunyai imej perantaraan sebenar, dalam satah yang mana skala pengukur, plat fotografi untuk mengambil gambar, dan lain-lain boleh diletakkan. Akibatnya, dalam astronomi dan dalam semua kes yang berkaitan dengan pengukuran , tiub Kepler digunakan.

Kerja kursus

disiplin: Optik gunaan

Mengenai topik: Pengiraan tiub Kepler

pengenalan

Sistem optik teleskopik

1 Penyimpangan sistem optik

2 Penyimpangan sfera

3 Penyimpangan kromatik

4 Penyimpangan komatik (koma)

5 Astigmatisme

6 Kelengkungan medan imej

7 herotan (herotan)

Pengiraan dimensi sistem optik

Kesimpulan

kesusasteraan

Aplikasi

pengenalan

Teleskop ialah alat optik astronomi yang direka untuk memerhati jasad angkasa. Teleskop digunakan dengan penggunaan pelbagai penerima sinaran untuk pemerhatian visual, fotografi, spektrum, fotoelektrik badan angkasa.

Teleskop visual mempunyai kanta dan kanta mata dan merupakan sistem optik teleskopik yang dipanggil: ia menukar pancaran sinar selari yang memasuki kanta menjadi pancaran selari meninggalkan kanta mata. Dalam sistem sedemikian, fokus belakang objektif bertepatan dengan fokus hadapan kanta mata. Ciri optik utamanya ialah: pembesaran ketara Г, medan pandangan sudut 2W, keluar diameter murid D", resolusi dan kuasa penembusan.

Pembesaran ketara sistem optik ialah nisbah sudut di mana imej yang diberikan oleh sistem optik peranti diperhatikan kepada saiz sudut objek apabila dilihat secara langsung oleh mata. Pembesaran ketara sistem teleskopik:

G \u003d f "tentang / f" ok \u003d D / D",

dengan f "ob dan f" ok ialah panjang fokus kanta dan kanta mata,

D - diameter salur masuk,

D" - murid keluar. Oleh itu, dengan menambah panjang fokus objektif atau mengurangkan panjang fokus kanta mata, pembesaran besar boleh dicapai. Walau bagaimanapun, semakin besar pembesaran teleskop, semakin kecil medan pandangannya dan lebih besar herotan imej objek kerana ketidaksempurnaan optik sistem.

Murid keluar adalah bahagian terkecil dari pancaran cahaya yang meninggalkan teleskop. Semasa pemerhatian, murid mata diselaraskan dengan murid keluar sistem; oleh itu, ia tidak boleh lebih besar daripada anak mata pemerhati. Jika tidak, sebahagian cahaya yang dikumpul oleh kanta tidak akan masuk ke mata dan akan hilang. Biasanya, diameter anak mata pintu masuk (bingkai kanta) jauh lebih besar daripada anak mata, dan titik sumber cahaya, khususnya bintang, kelihatan lebih terang apabila dilihat melalui teleskop. Kecerahan ketara mereka adalah berkadar dengan segi empat sama diameter murid pintu masuk teleskop. Bintang samar yang tidak dapat dilihat dengan mata kasar boleh dilihat dengan jelas dalam teleskop dengan murid pintu masuk yang besar. Bilangan bintang yang boleh dilihat melalui teleskop adalah lebih besar daripada yang diperhatikan secara langsung oleh mata.

teleskop penyimpangan optik astronomi

1. Sistem optik teleskopik

1 Penyimpangan sistem optik

Penyimpangan sistem optik (lat. - sisihan) - herotan, ralat imej yang disebabkan oleh ketidaksempurnaan sistem optik. Penyimpangan, pada tahap yang berbeza-beza, tertakluk kepada mana-mana kanta, walaupun yang paling mahal. Adalah dipercayai bahawa semakin besar julat jarak fokus kanta, semakin tinggi tahap penyimpangannya.

Jenis penyimpangan yang paling biasa adalah di bawah.

2 Penyimpangan sfera

Kebanyakan kanta dibina menggunakan kanta dengan permukaan sfera. Kanta sedemikian mudah untuk dihasilkan, tetapi bentuk sfera kanta tidak sesuai untuk menghasilkan imej yang tajam. Kesan penyimpangan sfera ditunjukkan dalam pelembutan kontras dan perincian kabur, yang dipanggil "sabun".

Bagaimana ini berlaku? Sinar cahaya selari yang melalui kanta sfera dibiaskan, sinar yang melalui tepi kanta bergabung pada titik fokus yang lebih dekat dengan kanta daripada sinar cahaya yang melalui pusat kanta. Dengan kata lain, tepi kanta mempunyai jarak fokus yang lebih pendek daripada bahagian tengah. Imej di bawah dengan jelas menunjukkan bagaimana pancaran cahaya melalui kanta sfera dan disebabkan penyimpangan sfera yang muncul.

Sinar cahaya yang melalui kanta berhampiran paksi optik (lebih dekat ke pusat) difokuskan di kawasan B, lebih jauh dari kanta. Sinar cahaya yang melalui zon tepi kanta difokuskan di kawasan A, lebih dekat dengan kanta.

3 Penyimpangan kromatik

Penyimpangan kromatik (CA) ialah fenomena yang disebabkan oleh penyebaran cahaya yang melalui kanta, i.e. memecahkan pancaran cahaya kepada komponennya. Sinar dengan panjang gelombang yang berbeza (warna yang berbeza) dibiaskan pada sudut yang berbeza, jadi pelangi terbentuk daripada rasuk putih.

Penyimpangan kromatik membawa kepada penurunan kejelasan imej dan penampilan warna "pinggir", terutamanya pada objek yang berbeza.

Untuk memerangi penyimpangan kromatik, kanta apokromatik khas yang diperbuat daripada kaca penyebaran rendah digunakan, yang tidak menguraikan sinar cahaya menjadi gelombang.

1.4 Penyimpangan komatik (koma)

Penyimpangan koma atau koma ialah fenomena yang dilihat di pinggir imej yang dicipta oleh kanta yang diperbetulkan untuk penyimpangan sfera dan menyebabkan sinar cahaya memasuki tepi kanta pada sudut tertentu untuk menumpu kepada komet dan bukannya titik yang dikehendaki. Oleh itu namanya.

Bentuk komet berorientasikan jejari, dengan ekornya menghala sama ada ke arah atau jauh dari pusat imej. Kekaburan yang terhasil pada tepi imej dipanggil suar koma. Koma, yang boleh berlaku walaupun dalam kanta yang menghasilkan semula titik secara tepat sebagai titik pada paksi optik, disebabkan oleh perbezaan pembiasan antara sinar cahaya dari titik yang terletak di luar paksi optik dan melalui tepi kanta, dan sinar cahaya utama dari titik yang sama melalui pusat kanta.

Koma meningkat apabila sudut pancaran utama meningkat dan membawa kepada penurunan kontras di tepi imej. Tahap peningkatan tertentu boleh dicapai dengan menghentikan kanta. Koma juga boleh menyebabkan kawasan kabur pada imej meledak, menghasilkan kesan yang tidak menyenangkan.

Penghapusan kedua-dua penyimpangan sfera dan koma untuk objek yang terletak pada jarak penangkapan tertentu dipanggil aplanatisme, dan kanta yang diperbetulkan dengan cara ini dipanggil aplanatisme.

5 Astigmatisme

Dengan lensa diperbetulkan untuk penyimpangan sfera dan komatik, titik objek pada paksi optik akan dihasilkan semula dengan tepat sebagai titik dalam imej, tetapi titik objek di luar paksi optik tidak akan muncul sebagai titik dalam imej, sebaliknya sebagai bayang atau garis. Penyimpangan jenis ini dipanggil astigmatisme.

Anda boleh melihat fenomena ini di tepi imej jika anda mengalihkan sedikit fokus kanta ke kedudukan di mana titik objek digambarkan secara tajam sebagai garis yang berorientasikan arah jejari dari tengah imej, dan sekali lagi mengalihkan fokus ke kedudukan lain di mana titik objek digambarkan secara tajam sebagai garis yang berorientasikan ke arah bulatan sepusat. (Jarak antara dua kedudukan fokus ini dipanggil perbezaan astigmatik.)

Dengan kata lain, sinar cahaya dalam satah meridional dan sinar cahaya dalam satah sagital berada dalam kedudukan yang berbeza, jadi kedua-dua kumpulan sinar ini tidak bersambung pada titik yang sama. Apabila kanta ditetapkan pada kedudukan fokus optimum untuk satah meridional, sinaran cahaya dalam satah sagital diselaraskan ke arah bulatan sepusat (kedudukan ini dipanggil fokus meridional).

Begitu juga, apabila kanta ditetapkan pada kedudukan fokus optimum untuk satah sagital, sinaran cahaya dalam satah meridional membentuk garis berorientasikan arah jejari (kedudukan ini dipanggil fokus sagital).

Dengan herotan jenis ini, objek dalam imej kelihatan melengkung, kabur di tempat-tempat, garis lurus kelihatan melengkung, dan gelap mungkin. Sekiranya kanta mengalami astigmatisme, maka ia dibenarkan untuk alat ganti, kerana fenomena ini tidak dapat disembuhkan.

6 Kelengkungan medan imej

Dengan jenis penyimpangan ini, satah imej menjadi melengkung, jadi jika pusat imej berada dalam fokus, maka tepi imej tidak fokus, dan sebaliknya, jika tepi berada dalam fokus, maka pusat keluar. tumpuan.

1.7 Herotan (herotan)

Penyimpangan jenis ini menunjukkan dirinya dalam herotan garis lurus. Jika garis lurus adalah cekung, herotan dipanggil kusyen, jika cembung - berbentuk tong. Kanta zum biasanya menghasilkan herotan tong pada sudut lebar (zum minimum) dan herotan kusyen pin pada telefoto (zum maksimum).

2. Pengiraan dimensi sistem optik

Data awal:

Untuk menentukan jarak fokus kanta dan kanta mata, kami menyelesaikan sistem berikut:

f'ob + f'ok = L;

f' ob / f' ok =|Г|;

f'ob + f'ok = 255;

f'ob / f'ok =12.

f'ob +f'ob /12=255;

f' ob = 235.3846 mm;

f' ok \u003d 19.6154 mm;

Diameter murid pintu masuk dikira dengan formula D \u003d D'G

D dalam \u003d 2.5 * 12 \u003d 30 mm;

Medan pandangan linear kanta mata didapati dengan formula:

; y' = 235.3846*1.5o; y'=6.163781 mm;

Medan sudut pandangan kanta mata didapati dengan formula:

Pengiraan sistem prisma

D 1 -muka masukan bagi prisma pertama;

D 1 \u003d (D dalam + 2y ') / 2;

D 1 \u003d 21.163781 mm;

Panjang sinar prisma pertama =*2=21.163781*2=42.327562;

D 2 - muka masukan prisma kedua (penerbitan formula dalam Lampiran 3);

D 2 \u003d D dalam * ((D dalam -2y ’) / L) * (f ’ ob / 2+);

D 2 \u003d 18.91 mm;

Panjang sinar prisma kedua =*2=18.91*2=37.82;

Apabila mengira sistem optik, jarak antara prisma dipilih dalam julat 0.5-2 mm;

Untuk mengira sistem prismatik, adalah perlu untuk membawanya ke udara.

Mari kita kurangkan panjang laluan sinar prisma ke udara:

l 01 - panjang prisma pertama dikurangkan kepada udara

n=1.5688 (indeks biasan kaca BK10)

l 01 \u003d l 1 / n \u003d 26.981 mm

l 02 \u003d l 2 / n \u003d 24.108 mm

Penentuan jumlah pergerakan kanta mata untuk memastikan pemfokusan dalam ± 5 dioptri

pertama anda perlu mengira harga satu diopter f ’ ok 2 / 1000 \u003d 0.384764 (harga satu diopter.)

Menggerakkan kanta mata untuk mencapai fokus yang diingini: mm

Memeriksa keperluan untuk menggunakan salutan reflektif pada muka reflektif:

(sudut sisihan yang dibenarkan bagi sisihan dari rasuk paksi, apabila keadaan jumlah pantulan dalaman tidak dilanggar lagi)

(menghadkan sudut tuju sinar pada muka masukan prisma, di mana tidak perlu menggunakan salutan reflektif) . Oleh itu: salutan reflektif tidak diperlukan.

Pengiraan kanta mata:

Oleh kerana 2ω’ = 34.9, jenis kanta mata yang diperlukan adalah simetri.

f’ ok =19.6154 mm (panjang fokus dikira);

K p \u003d S ’ F / f ’ ok \u003d 0.75 (faktor penukaran)

S ’ F \u003d K p * f ’ ok

S ’ F =0.75* f’ ok (nilai jarak fokus belakang)

Penyingkiran murid keluar ditentukan oleh formula: S’ p = S’ F + z’ p

z’ p ditemui oleh formula Newton: z’ p = -f’ ok 2 / z p di mana z p ialah jarak dari fokus hadapan kanta mata ke diafragma apertur. Dalam skop pengesanan dengan sistem menyelubungi prisma, diafragma apertur biasanya ialah tong kanta. Sebagai anggaran pertama, kita boleh mengambil z p sama dengan panjang fokus kanta dengan tanda tolak, oleh itu:

z p = -235.3846 mm

Penyingkiran murid keluar adalah sama dengan:

S’ p = 14.71155+1.634618=16.346168 mm

Pengiraan penyimpangan komponen sistem optik.

Pengiraan penyimpangan termasuk pengiraan penyimpangan kanta mata dan prisma untuk tiga panjang gelombang.

Pengiraan penyelewengan kanta mata:

Pengiraan penyimpangan kanta mata dijalankan dalam laluan terbalik sinar, menggunakan pakej perisian ROSA.

δy' ok \u003d 0.0243

Pengiraan penyimpangan sistem prisma:

Penyimpangan prisma pemantulan dikira menggunakan formula untuk penyimpangan tertib ketiga bagi plat selari satah yang setara. Untuk kaca BK10 (n=1.5688).

Penyimpangan sfera membujur:

δS ' pr \u003d (0.5 * d * (n 2 -1) * sin 2 b) / n 3

b’=arctg(D/2*f’ ob)=3.64627 o

d=2D 1 +2D 2 =80.15 mm

dS' pr \u003d 0.061337586

Kromatisme kedudukan:

(S' f - S' c) pr \u003d 0.33054442

Koma Meridian:

δy "= 3d (n 2 -1) * sin 2 b '* tgω 1 / 2n 3

δy" = -0.001606181

Pengiraan penyimpangan kanta:

Aberasi sfera membujur δS’ sf:

δS’ sf \u003d - (δS ’ pr + δS ’ ok) \u003d -0.013231586

Kromatisme kedudukan:

(S’ f - S’ c) putaran \u003d δS’ xp = - ((S’ f - S’ c) pr + (S’ f - S’ c) ok) \u003d -0.42673442

Koma Meridian:

δy’ hingga = δy’ ok - δy’ pr

δy’ kepada =0.00115+0.001606181=0.002756181

Definisi elemen struktur kanta.

Penyimpangan sistem optik nipis ditentukan oleh tiga parameter utama P, W, C. Anggaran formula prof. G.G. Slyusareva menyambungkan parameter utama P dan W:

P = P 0 +0.85(W-W 0)

Pengiraan kanta terpaku dua kanta dikurangkan kepada mencari gabungan cermin mata tertentu dengan nilai yang diberikan P 0 dan C.

Pengiraan kanta dua kanta mengikut kaedah prof. G.G. Slyusareva:

) Berdasarkan nilai penyimpangan kanta δS’ xp, δS’ sf, δy’ k. yang diperoleh daripada syarat untuk mengimbangi penyimpangan sistem prisma dan kanta mata, jumlah penyimpangan didapati:

S I xp = δS’ xp = -0.42673442

S I \u003d 2 * δS 'sf / (tgb ') 2

S I =6.516521291

S II \u003d 2 * δy hingga '/(tgb') 2 *tgω

SII =172.7915624

) Berdasarkan jumlah, parameter sistem didapati:

S I xp / f 'ob

S II / f'ob

) P 0 dikira:

P 0 = P-0.85(W-W 0)

) Menurut graf-nomogram, garisan itu melintasi sel ke-20. Mari lihat gabungan cermin mata K8F1 dan KF4TF12:

) Daripada jadual adalah nilai P 0 ,φ k dan Q 0 sepadan dengan nilai yang ditentukan untuk K8F1 (tidak sesuai)

φk = 2.1845528

untuk KF4TF12 (sesuai)

) Selepas mencari P 0 ,φ k, dan Q 0, Q dikira dengan formula:

) Selepas mencari Q, nilai a 2 dan 3 daripada sinar sifar pertama ditentukan (a 1 \u003d 0, kerana objek berada pada infiniti, dan 4 \u003d 1 - dari keadaan normalisasi):

) Nilai a i menentukan jejari kelengkungan kanta nipis:

Kanta Nipis Radius:

) Selepas mengira jejari kanta nipis, ketebalan kanta dipilih daripada pertimbangan reka bentuk berikut. Ketebalan di sepanjang paksi kanta positif d1 ialah jumlah nilai mutlak anak panah L1, L2 dan ketebalan di sepanjang tepi, yang mestilah sekurang-kurangnya 0.05D.

h=D dalam /2

L \u003d h 2 / (2 * r 0)

L 1 \u003d 0.58818 2 \u003d -1.326112

d 1 \u003d L 1 -L 2 + 0.05D

) Mengikut ketebalan yang diperoleh, hitung ketinggian:

h 1 \u003d f kira-kira \u003d 235.3846

h 2 \u003d h 1 -a 2 *d 1

h 2 \u003d 233.9506

h 3 \u003d h 2 -a 3 * d 2

) Jejari kelengkungan kanta dengan ketebalan terhingga:

r 1 \u003d r 011 \u003d 191.268

r 2 \u003d r 02 * (h 1 / j 2)

r 2 \u003d -84.317178

r 3 \u003d r 03 * (h 3 / j 1)

Kawalan keputusan dijalankan dengan pengiraan pada komputer menggunakan program "ROSA":

perbandingan penyimpangan kanta

Penyimpangan yang diperoleh dan dikira adalah hampir dalam nilainya.

penjajaran penyelewengan teleskop

Susun atur terdiri dalam menentukan jarak ke sistem prisma dari objektif dan kanta mata. Jarak antara objektif dan kanta mata ditakrifkan sebagai (S’ F ’ ob + S’ F ’ ok + Δ). Jarak ini ialah jumlah jarak antara kanta dan prisma pertama, sama dengan separuh panjang fokus kanta, laluan rasuk dalam prisma pertama, jarak antara prisma, laluan rasuk dalam prisma kedua, jarak dari permukaan terakhir prisma kedua ke satah fokus dan jarak dari satah ini ke kanta mata.

692+81.15+41.381+14.777=255

Kesimpulan

Untuk kanta astronomi, resolusi ditentukan oleh jarak sudut terkecil antara dua bintang yang boleh dilihat secara berasingan dalam teleskop. Secara teorinya, kuasa penyelesaian teleskop visual (dalam saat arka) untuk sinaran kuning-hijau yang mata paling sensitif boleh dianggarkan dengan ungkapan 120/D, dengan D ialah diameter murid pintu masuk teleskop, dinyatakan dalam milimeter.

Kuasa penembusan teleskop ialah magnitud bintang yang mengehadkan bintang yang boleh diperhatikan dengan teleskop ini di bawah keadaan atmosfera yang baik. Kualiti imej yang buruk, disebabkan oleh kegelisahan, penyerapan dan penyerakan sinar oleh atmosfera bumi, mengurangkan magnitud maksimum bintang yang benar-benar diperhatikan, mengurangkan kepekatan tenaga cahaya pada retina, plat fotografi atau penerima sinaran lain dalam teleskop. Jumlah cahaya yang dikumpul oleh murid pintu masuk teleskop berkembang mengikut perkadaran dengan luasnya; pada masa yang sama, kuasa penembusan teleskop juga meningkat. Untuk teleskop dengan diameter objektif D milimeter, kuasa penembusan, yang dinyatakan dalam magnitud bintang untuk pemerhatian visual, ditentukan oleh formula:

mvis=2.0+5 lgD.

Bergantung kepada sistem optik, teleskop dibahagikan kepada kanta (pembias), cermin (pemantul) dan teleskop kanta cermin. Jika sistem kanta teleskopik mempunyai objektif positif (mengumpul) dan kanta mata negatif (meresap), maka ia dipanggil sistem Galilean. Sistem kanta teleskopik Kepler mempunyai objektif positif dan kanta mata positif.

Sistem Galileo memberikan imej maya langsung, mempunyai medan pandangan yang kecil dan kilauan kecil (diameter murid keluar besar). Kesederhanaan reka bentuk, panjang pendek sistem dan kemungkinan mendapatkan imej langsung adalah kelebihan utamanya. Tetapi bidang pandangan sistem ini agak kecil, dan ketiadaan imej sebenar objek antara kanta dan kanta mata tidak membenarkan penggunaan reticle. Oleh itu, sistem Galilea tidak boleh digunakan untuk pengukuran dalam satah fokus. Pada masa ini, ia digunakan terutamanya dalam teropong teater, di mana pembesaran tinggi dan bidang pandangan tidak diperlukan.

Sistem Kepler memberikan imej sebenar dan terbalik bagi sesuatu objek. Walau bagaimanapun, apabila memerhati jasad angkasa, keadaan terakhir tidak begitu penting, dan oleh itu sistem Kepler adalah yang paling biasa dalam teleskop. Panjang tiub teleskop dalam kes ini adalah sama dengan jumlah panjang fokus objektif dan kanta mata:

L \u003d f "ob + f" lebih kurang.

Sistem Kepler boleh dilengkapi dengan reticle dalam bentuk plat selari satah dengan skala dan rambut silang. Sistem ini digunakan secara meluas dalam kombinasi dengan sistem prisma yang membolehkan pengimejan terus kanta. Sistem Keplerian digunakan terutamanya untuk teleskop visual.

Sebagai tambahan kepada mata, yang merupakan penerima sinaran dalam teleskop visual, imej objek angkasa boleh dirakam pada emulsi fotografi (teleskop sedemikian dipanggil astrograf); fotomultiplier dan penukar elektron-optik memungkinkan untuk menguatkan banyak kali isyarat cahaya yang lemah dari bintang yang jauh pada jarak yang jauh; imej boleh ditayangkan ke tiub teleskop televisyen. Imej objek juga boleh dihantar ke astrospektrograf atau astrofotometer.

Untuk menghalakan tiub teleskop ke objek angkasa yang dikehendaki, pelekap teleskop (tripod) digunakan. Ia memberikan keupayaan untuk memutar paip di sekeliling dua paksi yang saling berserenjang. Pangkalan lekap membawa paksi, yang mana paksi kedua boleh berputar dengan tiub teleskop berputar di sekelilingnya. Bergantung pada orientasi paksi di ruang angkasa, pelekap dibahagikan kepada beberapa jenis.

Dalam lekapan altazimut (atau mendatar), satu paksi adalah menegak (paksi azimut), dan satu lagi (paksi jarak zenit) adalah mendatar. Kelemahan utama pelekap altazimuth ialah keperluan untuk memutarkan teleskop mengelilingi dua paksi untuk mengesan objek cakerawala yang bergerak disebabkan oleh putaran harian yang jelas bagi sfera cakerawala. Lekapan Altazimuth dibekalkan dengan banyak instrumen astrometri: instrumen universal, transit dan bulatan meridian.

Hampir semua teleskop besar moden mempunyai lekapan khatulistiwa (atau paralaktik), di mana paksi utama - kutub atau setiap jam - diarahkan ke kutub cakerawala, dan yang kedua - paksi deklinasi - berserenjang dengannya dan terletak pada satah khatulistiwa. Kelebihan pelekap paralaks ialah untuk menjejaki pergerakan harian bintang, ia cukup untuk memutarkan teleskop di sekitar hanya satu paksi kutub.

kesusasteraan

1. Teknologi digital. / Ed. E.V. Evreinova. - M.: Radio dan komunikasi, 2010. - 464 p.

Kagan B.M. Optik. - M.: Enerngoatomizdat, 2009. - 592 p.

Skvortsov G.I. Kejuruteraan Komputer. - MTUCI M. 2007 - 40 p.

Lampiran 1

Panjang fokus 19.615 mm

Bukaan relatif 1:8

Sudut pandangan

Gerakkan kanta mata dengan 1 diopter. 0.4mm

Elemen struktur

19.615; =14.755;

Rasuk paksi

Rasuk utama

Bahagian meridian bagi rasuk serong

Kanta boleh tukar ganti untuk kamera dengan kanta Vario Sonnar

Daripada pengenalan, saya cadangkan untuk melihat hasil pemburuan rama-rama ais menggunakan photogun di atas. Pistol itu ialah kamera Casio QV4000 dengan lampiran optik jenis tiub Kepler, terdiri daripada kanta Helios-44 sebagai kanta mata dan kanta Pentacon 2.8 / 135.

Secara amnya dipercayai bahawa peranti dengan kanta tetap mempunyai keupayaan yang jauh lebih rendah daripada peranti dengan kanta boleh tukar ganti. Secara umum, ini sememangnya benar, bagaimanapun, sistem klasik dengan optik boleh tukar ganti jauh daripada ideal seperti yang kelihatan pada pandangan pertama. Dan dengan sedikit nasib, ia berlaku bahawa penggantian separa optik (lampiran optik) tidak kurang berkesan daripada menggantikan optik sepenuhnya. By the way, pendekatan ini sangat popular dengan kamera filem. Penukaran optik yang lebih kurang tanpa rasa sakit dengan jarak fokus sewenang-wenang hanya boleh dilakukan untuk peranti pencari jarak dengan pengatup tirai fokus, tetapi dalam kes ini kita hanya mempunyai idea yang sangat anggaran tentang perkara yang sebenarnya dilihat oleh peranti itu. Masalah ini diselesaikan dalam peranti cermin, yang membolehkan anda melihat pada kaca beku imej yang dibentuk oleh kanta yang sedang dimasukkan ke dalam kamera. Di sini ternyata, nampaknya, situasi yang ideal, tetapi hanya untuk kanta telefoto. Sebaik sahaja kami mula menggunakan kanta sudut lebar dengan kamera SLR, ternyata setiap kanta ini mempunyai kanta tambahan, yang peranannya adalah untuk memberi peluang untuk meletakkan cermin di antara kanta dan filem. Malah, adalah mungkin untuk membuat kamera di mana elemen yang bertanggungjawab untuk kemungkinan meletakkan cermin tidak boleh diganti, dan hanya komponen hadapan kanta akan berubah. Pendekatan yang serupa dari segi ideologi digunakan dalam pemidang tilik refleks kamera filem. Oleh kerana laluan rasuk adalah selari antara lampiran teleskopik dan objektif utama, kubus prisma pemisah rasuk atau plat lut sinar boleh diletakkan di antaranya pada sudut 45 darjah. Salah satu daripada dua jenis kanta zum utama, kanta zum, juga menggabungkan kanta panjang fokus tetap dan sistem fokal. Menukar panjang fokus dalam kanta zum dilakukan dengan menukar pembesaran lampiran focal, dicapai dengan menggerakkan komponennya.

Malangnya, serba boleh jarang membawa kepada hasil yang baik. Pembetulan penyimpangan yang lebih kurang berjaya dicapai hanya dengan memilih semua elemen optik sistem. Saya mengesyorkan agar semua orang membaca terjemahan artikel "" oleh Erwin Puts. Saya menulis semua ini hanya untuk menekankan bahawa, pada dasarnya, kanta kamera SLR tidak bermakna lebih baik daripada kanta terbina dalam dengan lampiran optik. Masalahnya ialah pereka bentuk lampiran optik hanya boleh bergantung pada elemen mereka sendiri dan tidak boleh mengganggu reka bentuk kanta. Oleh itu, kejayaan operasi kanta dengan lampiran adalah kurang biasa daripada kanta berfungsi dengan baik yang direka sepenuhnya oleh seorang pereka, walaupun ia mempunyai jarak kerja belakang yang dilanjutkan. Gabungan elemen optik siap yang menambah kepada penyimpangan yang boleh diterima jarang berlaku, tetapi ia berlaku. Biasanya, lampiran afocal ialah skop pengesanan Galilea. Walau bagaimanapun, mereka juga boleh dibina mengikut skema optik tiub Kepler.

Susun atur optik tiub Kepler.

Dalam kes ini, kita akan mempunyai imej terbalik, baik, ya, jurugambar tidak asing dengan ini. Sesetengah peranti digital mempunyai keupayaan untuk membalikkan imej pada skrin. Saya ingin mempunyai peluang sedemikian untuk semua kamera digital, kerana nampaknya membazir untuk memagar sistem optik untuk memutar imej dalam kamera digital. Walau bagaimanapun, sistem cermin termudah yang dipasang pada sudut 45 darjah ke skrin boleh dibina dalam beberapa minit.

Jadi, saya berjaya menemui gabungan elemen optik standard yang boleh digunakan bersama-sama dengan lensa kamera digital yang paling biasa hari ini dengan jarak fokus 7-21 mm. Sony memanggil lensa ini Vario Sonnar, lensa serupa dalam reka bentuk dipasang dalam kamera Canon (G1, G2), Casio (QV3000, QV3500, QV4000), Epson PC 3000Z, Toshiba PDR-M70, Sony (S70, S75, S85). Tiub Kepler yang saya dapat menunjukkan hasil yang baik dan membolehkan anda menggunakan pelbagai kanta yang boleh ditukar ganti dalam reka bentuk anda. Sistem ini direka bentuk untuk berfungsi apabila kanta standard ditetapkan kepada panjang fokus maksimum 21 mm, dan kanta Jupiter-3 atau Helios-44 dipasang padanya sebagai kanta mata teleskop, kemudian belos sambungan dan kanta sewenang-wenangnya dengan jarak fokus lebih daripada 50 mm dipasang.

Skim optik kanta yang digunakan sebagai kanta mata sistem teleskopik.

Nasib baik ialah jika anda meletakkan kanta Musytari-3 dengan murid masuk ke kanta radas, dan murid keluar ke belos, maka penyimpangan di tepi bingkai ternyata sangat sederhana. Jika kita menggunakan kanta Pentacon 135 sebagai kanta dan kanta Jupiter 3 sebagai kanta mata, maka dengan mata, tidak kira bagaimana kita memusingkan kanta mata, gambar sebenarnya tidak berubah, kita mempunyai tiub dengan pembesaran 2.5x. Jika bukannya mata kita menggunakan kanta radas, maka gambar berubah secara dramatik, dan penggunaan kanta Musytari-3, diputar oleh murid masuk ke lensa kamera, adalah lebih baik.

Casio QV3000 + Jupiter-3 + Pentacon 135

Jika anda menggunakan Jupiter-3 sebagai kanta mata, dan Helios-44 sebagai kanta, atau membentuk sistem dua kanta Helios-44, maka jarak fokus sistem yang terhasil sebenarnya tidak berubah, bagaimanapun, menggunakan regangan bulu, kami boleh menembak dari hampir semua jarak.

Digambarkan ialah foto setem pos yang diambil oleh sistem yang terdiri daripada kamera Casio QV4000 dan dua kanta Helios-44. Bukaan lensa kamera 1:8. Saiz imej dalam bingkai ialah 31 mm. Serpihan yang sepadan dengan bahagian tengah dan sudut bingkai ditunjukkan. Di bahagian paling tepi, kualiti imej merosot secara mendadak dalam resolusi dan pencahayaan jatuh. Apabila menggunakan skema sedemikian, masuk akal untuk menggunakan sebahagian daripada imej yang menduduki kira-kira 3/4 kawasan bingkai. Daripada 4 megapiksel kami menghasilkan 3, dan daripada 3 megapiksel kami menghasilkan 2.3 - dan semuanya sangat hebat

Jika kita menggunakan kanta fokus panjang, maka pembesaran sistem akan sama dengan nisbah panjang fokus kanta mata dan kanta, dan memandangkan panjang fokus Musytari-3 ialah 50 mm, kita boleh dengan mudah mencipta muncung dengan peningkatan 3 kali ganda dalam jarak fokus. Kesulitan sistem sedemikian ialah vignetting sudut bingkai. Memandangkan margin medan agak kecil, sebarang apertur kanta tiub membawa kepada fakta bahawa kita melihat imej yang tertera dalam bulatan yang terletak di tengah bingkai. Lebih-lebih lagi, ini adalah baik di tengah-tengah bingkai, tetapi ia mungkin ternyata tidak berada di tengah sama ada, yang bermaksud bahawa sistem tidak mempunyai ketegaran mekanikal yang mencukupi, dan di bawah beratnya sendiri kanta telah beralih dari optik paksi. Vignetting bingkai menjadi kurang ketara apabila kanta untuk kamera format sederhana dan pembesar digunakan. Keputusan terbaik dalam parameter ini ditunjukkan oleh sistem kanta Ortagoz f=135 mm dari kamera.
Kanta mata - Musytari-3, kanta - Ortagoz f=135 mm,

Walau bagaimanapun, dalam kes ini, keperluan untuk penjajaran sistem adalah sangat, sangat ketat. Peralihan sistem yang sedikit akan membawa kepada vignetting salah satu sudut. Untuk menyemak sejauh mana sistem anda sejajar, anda boleh menutup apertur kanta Ortagoz dan melihat sejauh mana bulatan yang dihasilkan berpusat. Tangkapan sentiasa dilakukan dengan apertur kanta dan kanta mata terbuka sepenuhnya, dan apertur dikawal oleh apertur lensa terbina dalam kamera. Dalam kebanyakan kes, pemfokusan dilakukan dengan menukar panjang belos. Jika kanta yang digunakan dalam sistem teleskopik mempunyai pergerakan mereka sendiri, maka pemfokusan yang tepat dicapai dengan memutarnya. Dan akhirnya, pemfokusan tambahan boleh dilakukan dengan menggerakkan lensa kamera. Dan dalam cahaya yang baik, malah sistem autofokus berfungsi. Panjang fokus sistem yang dihasilkan terlalu besar untuk fotografi potret, tetapi serpihan tangkapan muka agak sesuai untuk menilai kualiti.

Adalah mustahil untuk menilai kerja kanta tanpa memberi tumpuan kepada infiniti, dan walaupun cuaca jelas tidak menyumbang kepada gambar sedemikian, saya membawanya juga.

Anda boleh meletakkan kanta dengan jarak fokus yang lebih pendek daripada kanta mata, dan itulah yang berlaku. Walau bagaimanapun, ini lebih kepada rasa ingin tahu daripada kaedah aplikasi praktikal.

Beberapa perkataan mengenai pelaksanaan pemasangan khusus

Kaedah di atas untuk melampirkan elemen optik pada kamera bukanlah panduan untuk bertindak, tetapi maklumat untuk refleksi. Apabila bekerja dengan kamera Casio QV4000 dan QV3500, adalah dicadangkan untuk menggunakan cincin penyesuai LU-35A asli dengan benang 58 mm dan kemudian pasangkan semua elemen optik lain padanya. Apabila bekerja dengan Casio QV 3000, saya menggunakan reka bentuk lampiran berulir 46 mm yang diterangkan dalam artikel Penapisan Kamera Casio QV-3000. Untuk memasang kanta Helios-44, bingkai kosong untuk penapis cahaya dengan benang 49 mm diletakkan pada bahagian ekornya dan ditekan dengan nat dengan benang M42. Saya mendapat kacang dengan menggergaji sebahagian daripada gelang sambungan penyesuai. Seterusnya, saya menggunakan cincin pembalut penyesuai Jolos dari benang M49 hingga M59. Sebaliknya, cincin pembalut untuk fotografi makro M49 × 0.75-M42 × 1 telah diskrukan pada kanta, kemudian lengan M42, juga diperbuat daripada cincin sambungan gergaji, dan kemudian belos dan kanta standard dengan benang M42. Terdapat banyak gelang penyesuai dengan benang M42. Saya menggunakan gelang penyesuai untuk pelekap B atau C, atau gelang penyesuai untuk benang M39. Untuk memasang kanta Jupiter-3 sebagai kanta mata, cincin pembesar penyesuai dari benang M40.5 ke M49 mm telah diskrukan ke dalam benang untuk penapis, kemudian cincin pembalut Jolos dari M49 ke M58 digunakan, dan kemudian sistem ini digunakan. dilampirkan pada peranti. Di sisi lain lensa, gandingan dengan benang M39 telah diskrukan, kemudian gelang penyesuai dari M39 ke M42, dan kemudian sama dengan sistem dengan lensa Helios-44.

Keputusan ujian sistem optik yang terhasil diletakkan dalam fail berasingan. Ia mengandungi gambar sistem optik yang diuji dan syot kilat dunia, terletak di tengah di sudut bingkai. Di sini saya hanya memberikan jadual akhir nilai resolusi maksimum di tengah dan di sudut bingkai untuk reka bentuk yang diuji. Resolusi dinyatakan dalam lejang/piksel. Garis hitam dan putih - 2 sebatan.

Kesimpulan

Skim ini sesuai untuk bekerja di mana-mana jarak, tetapi hasilnya sangat mengagumkan untuk fotografi makro, kerana kehadiran belos dalam sistem memudahkan untuk memfokus pada objek berdekatan. Walaupun dalam beberapa kombinasi Jupiter-3 memberikan resolusi yang lebih tinggi, tetapi lebih besar daripada Helios-44, vignetting menjadikannya kurang menarik sebagai kanta mata kekal untuk sistem kanta boleh tukar ganti.

Saya ingin mengucapkan selamat kepada syarikat yang menghasilkan semua jenis cincin dan aksesori untuk kamera untuk menghasilkan gandingan dengan benang M42 dan gelang penyesuai daripada benang M42 ke benang penapis, dengan benang M42 dalaman dan luaran untuk penapis.

Saya percaya bahawa jika sesetengah kilang optik membuat kanta mata khusus bagi sistem teleskopik untuk digunakan dengan kamera digital dan kanta sewenang-wenangnya, maka produk sedemikian akan mendapat permintaan tertentu. Sememangnya, reka bentuk optik sedemikian mesti dilengkapi dengan cincin penyesuai untuk dipasang pada kamera dan benang atau pelekap untuk kanta sedia ada,

Itu, sebenarnya, itu sahaja. Saya menunjukkan apa yang saya lakukan, dan anda sendiri menilai sama ada kualiti ini sesuai dengan anda atau tidak. Dan seterusnya. Oleh kerana terdapat satu kombinasi yang berjaya, maka, mungkin, terdapat yang lain. Lihat, anda mungkin bertuah.

Hari ini kita meraikan ulang tahun ke-400 penciptaan teleskop optik - instrumen saintifik paling mudah dan paling berkesan yang membuka pintu kepada Alam Semesta untuk manusia. Penghormatan mencipta teleskop pertama adalah hak milik Galileo.

Seperti yang anda ketahui, Galileo Galilei mula bereksperimen dengan kanta pada pertengahan tahun 1609, selepas dia mengetahui bahawa teleskop telah dicipta di Belanda untuk keperluan navigasi. Ia dibuat pada tahun 1608, mungkin secara bebas oleh pakar optik Belanda Hans Lippershey, Jacob Metius dan Zacharias Jansen. Dalam masa enam bulan sahaja, Galileo berjaya menambah baik ciptaan ini dengan ketara, mencipta instrumen astronomi yang berkuasa berdasarkan prinsipnya, dan membuat beberapa penemuan yang menakjubkan.

Kejayaan Galileo dalam meningkatkan teleskop tidak boleh dianggap tidak sengaja. Pakar kaca Itali telah pun menjadi terkenal pada masa itu: pada abad ke-13. mereka mencipta cermin mata. Dan ia adalah di Itali bahawa optik teori adalah yang terbaik. Melalui karya Leonardo da Vinci, ia bertukar daripada bahagian geometri kepada sains praktikal. "Buat cermin mata untuk mata anda melihat bulan besar," tulisnya pada akhir abad ke-15. Mungkin, walaupun tidak ada bukti langsung untuk ini, Leonardo berjaya melaksanakan sistem teleskopik.

Penyelidikan asal mengenai optik telah dijalankan pada pertengahan abad ke-16. Itali Francesco Mavrolik (1494-1575). Rakan senegaranya Giovanni Battista de la Porta (1535-1615) menumpukan dua karya hebat untuk optik: "Sihir Semulajadi" dan "On Refraction". Dalam yang terakhir, dia juga memberikan skema optik teleskop dan mendakwa bahawa dia dapat melihat objek kecil pada jarak yang jauh. Pada tahun 1609, dia cuba mempertahankan keutamaan dalam penciptaan teleskop, tetapi bukti sebenar untuk ini tidak mencukupi. Walau apa pun, kerja Galileo di kawasan ini bermula di atas tanah yang disediakan dengan baik. Tetapi, memberi penghormatan kepada pendahulu Galileo, mari kita ingat bahawa dialah yang membuat alat astronomi yang boleh digunakan daripada mainan lucu.

Galileo memulakan eksperimennya dengan gabungan mudah kanta positif sebagai objektif dan kanta negatif sebagai kanta mata, memberikan pembesaran tiga kali ganda. Kini reka bentuk ini dipanggil teropong teater. Ini adalah peranti optik yang paling popular selepas cermin mata. Sudah tentu, dalam teropong teater moden, kanta bersalut berkualiti tinggi, kadang kala kompleks, terdiri daripada beberapa cermin mata, digunakan sebagai objektif dan kanta mata. Mereka memberikan bidang pandangan yang luas dan kualiti imej yang sangat baik. Galileo menggunakan kanta ringkas untuk kedua-dua objektif dan kanta mata. Teleskopnya mengalami penyimpangan kromatik dan sfera yang paling kuat, i.e. memberikan imej yang kabur di bahagian tepi dan tidak fokus dalam pelbagai warna.

Walau bagaimanapun, Galileo tidak berhenti, seperti sarjana Belanda, di "teropong teater", tetapi meneruskan eksperimen dengan kanta dan menjelang Januari 1610 telah mencipta beberapa instrumen dengan pembesaran dari 20 hingga 33 kali. Dengan bantuan mereka, dia membuat penemuan yang luar biasa: dia menemui satelit Musytari, gunung dan kawah di Bulan, berjuta-juta bintang di Bima Sakti, dll. Sudah pada pertengahan Mac 1610 di Venice dalam bahasa Latin, 550 salinan Karya Galileo telah diterbitkan " The Starry Messenger, di mana penemuan pertama astronomi teleskopik ini diterangkan. Pada September 1610, saintis menemui fasa Zuhrah, dan pada bulan November dia menemui tanda-tanda cincin berhampiran Zuhal, walaupun dia tidak menyedari makna sebenar penemuannya ("Saya memerhati planet tertinggi dalam tiga kali ganda, " dia menulis dalam anagram, cuba mendapatkan keutamaan penemuan). Mungkin tidak ada satu teleskop pada abad-abad berikutnya yang memberikan sumbangan kepada sains seperti teleskop pertama Galileo.

Walau bagaimanapun, pencinta astronomi yang cuba memasang teleskop daripada cermin mata sering terkejut dengan keupayaan rendah reka bentuk mereka, yang jelas lebih rendah dari segi "keupayaan pemerhatian" daripada teleskop kraftangan Galileo. Selalunya "Galilee" moden tidak dapat mengesan walaupun satelit Musytari, apatah lagi fasa Zuhrah.

Di Florence, Muzium Sejarah Sains (bersebelahan dengan Galeri Gambar Uffizi yang terkenal) menempatkan dua teleskop pertama yang dibina oleh Galileo. Terdapat juga lensa teleskop ketiga yang rosak. Kanta ini digunakan oleh Galileo untuk banyak pemerhatian pada tahun 1609-1610. dan telah disampaikan olehnya kepada Grand Duke Ferdinand II. Kanta itu kemudiannya rosak secara tidak sengaja. Selepas kematian Galileo (1642), kanta ini disimpan oleh Putera Leopold the Medici, dan selepas kematiannya (1675) ia telah ditambahkan ke koleksi Medici di Galeri Uffizi. Pada tahun 1793 koleksi itu dipindahkan ke Muzium Sejarah Sains.

Sangat menarik ialah bingkai gading berbentuk hiasan yang dibuat untuk kanta Galilea oleh pengukir Vittorio Krosten. Hiasan bunga yang kaya dan pelik diselitkan dengan imej alat saintifik; beberapa inskripsi Latin digabungkan secara organik ke dalam corak. Di bahagian atas dahulu terdapat reben, kini hilang, dengan tulisan "MEDICEA SIDERA" ("Bintang Medici"). Bahagian tengah komposisi dinobatkan oleh imej Musytari dengan orbit 4 satelitnya, dikelilingi oleh teks "CLARA DEUM SOBOLES MAGNUM IOVIS INCREMENTUM" ("Generasi tuhan [muda] yang mulia, keturunan Musytari yang hebat") . Kiri dan kanan - wajah kiasan Matahari dan Bulan. Inskripsi pada reben yang menjalin karangan bunga di sekeliling kanta berbunyi: "HIC ET PRIMUS RETEXIT MACULAS PHEBI ET IOVIS ASTRA" ("Beliau adalah orang pertama yang menemui kedua-dua tompok Phoebus (iaitu Matahari) dan bintang Musytari"). Pada cartouche di bawah teks: "COELUM LINCEAE GALILEI MENTI APERTUM VITREA PRIMA HAC MOLE NON DUM VISA OSTENDIT SYDERA MEDICEA IURE AB INVENTORE DICTA SAPIENS NEMPE DOMINATUR ET ASTRIS" sehingga kini tidak kelihatan, betul-betul dipanggil Medicean oleh penemu mereka yang bijak. bintang.

Maklumat mengenai pameran boleh didapati di laman web Muzium Sejarah Sains: pautan No. 100101; no rujukan 404001.

Pada awal abad ke-20, teleskop Galileo yang disimpan di Muzium Florentine telah dikaji (lihat jadual). Pemerhatian astronomi juga dibuat dengan mereka.

Ciri optik objektif pertama dan kanta mata teleskop Galilea (dimensi dalam mm)

Ternyata tiub pertama mempunyai resolusi 20" dan medan pandangan 15". Dan yang kedua, masing-masing, 10 "dan 15". Peningkatan dalam tiub pertama ialah 14 kali ganda, dan yang kedua 20 kali ganda. Kanta pecahan tiub ketiga dengan kanta mata daripada dua tiub pertama akan memberikan pembesaran sebanyak 18 dan 35 kali ganda. Jadi, bolehkah Galileo membuat penemuan hebatnya dengan alat yang tidak sempurna itu?

eksperimen sejarah

Soalan inilah yang ditanya oleh orang Inggeris Stephen Ringwood dan, untuk mengetahui jawapannya, dia mencipta salinan tepat teleskop Galilea terbaik (Ringwood S. D. A teleskop Galilea // The Quarterly Journal of Royal Astronomical Society, 1994, vol 35, 1, ms 43-50). Pada Oktober 1992, Steve Ringwood mencipta semula reka bentuk teleskop ketiga Galileo dan membuat pelbagai pemerhatian dengannya selama setahun. Kanta teleskopnya mempunyai diameter 58 mm dan panjang fokus 1650 mm. Seperti Galileo, Ringwood menghentikan lensanya hingga ke diameter apertur D = 38 mm untuk mendapatkan kualiti imej yang lebih baik dengan kehilangan kuasa penembusan yang agak kecil. Kanta mata ialah kanta negatif dengan panjang fokus -50 mm, memberikan pembesaran sebanyak 33 kali. Oleh kerana dalam reka bentuk teleskop ini, kanta mata diletakkan di hadapan satah fokus objektif, jumlah panjang tiub ialah 1440 mm.

Ringwood menganggap kelemahan terbesar teleskop Galileo ialah bidang pandangannya yang kecil - hanya 10 ", atau satu pertiga daripada cakera bulan. Lebih-lebih lagi, di pinggir medan pandangan, kualiti imej adalah sangat rendah. Menggunakan yang mudah Kriteria Rayleigh yang menerangkan had pembelauan resolusi kanta, seseorang akan mengharapkan imej berkualiti dalam 3.5-4.0". Walau bagaimanapun, penyimpangan kromatik mengurangkannya kepada 10-20". Kuasa penembusan teleskop, dianggarkan dengan formula mudah (2 + 5lg D), dijangka sekitar +9.9 m . Walau bagaimanapun, pada hakikatnya, tidak mungkin untuk mengesan bintang lebih samar daripada +8 m.

Apabila memerhati bulan, teleskop menunjukkan prestasi yang baik. Ia berjaya melihat lebih banyak butiran daripada yang dilukis oleh Galileo pada peta lunar pertamanya. "Mungkin Galileo seorang pelukis yang tidak penting, atau adakah dia tidak begitu berminat dengan butiran permukaan bulan?" Ringwood tertanya-tanya. Atau mungkin pengalaman Galileo dalam membuat teleskop dan memerhati dengannya masih belum cukup hebat? Kami fikir ini adalah sebabnya. Kualiti cermin mata, digilap oleh tangan Galileo sendiri, tidak dapat bersaing dengan kanta moden. Dan, tentu saja, Galileo tidak segera belajar melihat melalui teleskop: pemerhatian visual memerlukan pengalaman yang cukup.

Ngomong-ngomong, mengapa pencipta skop pengesanan pertama - Belanda - tidak membuat penemuan astronomi? Setelah mengambil pemerhatian dengan teropong teater (2.5-3.5 kali pembesaran) dan dengan kaca mata lapangan (7-8 kali pembesaran), anda akan melihat bahawa terdapat jurang antara keupayaan mereka. Teropong 3x berkualiti tinggi moden membolehkan (apabila memerhati dengan sebelah mata!) hampir tidak dapat melihat kawah bulan terbesar; adalah jelas bahawa paip Belanda dengan pembesaran yang sama, tetapi kualiti yang lebih rendah, tidak dapat melakukan ini. Teropong lapangan, yang memberikan lebih kurang keupayaan yang sama seperti teleskop pertama Galileo, menunjukkan kepada kita Bulan dalam segala kemuliaannya, dengan banyak kawah. Setelah memperbaiki paip Belanda, setelah mencapai pembesaran beberapa kali lebih tinggi, Galileo melangkah ke "ambang penemuan". Sejak itu, dalam sains eksperimen, prinsip ini tidak gagal: jika anda berjaya meningkatkan parameter utama peranti beberapa kali, anda pasti akan membuat penemuan.

Setakat ini penemuan Galileo yang paling luar biasa ialah penemuan empat satelit Musytari dan cakera planet itu sendiri. Bertentangan dengan jangkaan, kualiti rendah teleskop tidak banyak mengganggu pemerhatian sistem satelit Musytari. Ringwood jelas melihat keempat-empat satelit dan dapat, seperti Galileo, mencatat pergerakan mereka berbanding planet ini setiap malam. Benar, tidak selalu mungkin untuk memfokuskan imej planet dan satelit dengan baik pada masa yang sama: penyimpangan kromatik kanta sangat mengganggu.

Tetapi bagi Musytari sendiri, Ringwood, seperti Galileo, tidak dapat mengesan sebarang butiran pada cakera planet itu. Jalur latitudin yang berbeza dengan lemah melintasi Musytari di sepanjang khatulistiwa telah dihanyutkan sepenuhnya akibat penyimpangan.

Keputusan yang sangat menarik diperolehi oleh Ringwood ketika memerhati Zuhal. Seperti Galileo, pada pembesaran sebanyak 33 kali, dia hanya melihat bengkak yang lemah ("lampiran misteri," seperti yang ditulis Galileo) di sisi planet, yang tentu saja tidak dapat ditafsirkan oleh orang Itali yang hebat sebagai cincin. Walau bagaimanapun, eksperimen lanjut oleh Ringwood menunjukkan bahawa apabila menggunakan kanta mata pembesaran tinggi yang lain, ciri cincin yang lebih jelas masih boleh dilihat. Jika Galileo telah melakukan ini dalam masa yang ditetapkan, penemuan cincin Zuhal akan berlaku hampir setengah abad lebih awal dan tidak akan menjadi milik Huygens (1656).

Walau bagaimanapun, pemerhatian Venus membuktikan bahawa Galileo dengan cepat menjadi ahli astronomi yang mahir. Ternyata fasa Venus tidak dapat dilihat pada pemanjangan terbesar, kerana saiz sudutnya terlalu kecil. Dan hanya apabila Zuhrah menghampiri Bumi dan dalam fasa 0.25 diameter sudutnya mencapai 45 ", bentuk bulan sabitnya menjadi ketara. Pada masa itu, jarak sudutnya dari Matahari tidak lagi begitu besar, dan pemerhatian adalah sukar.

Perkara yang paling aneh dalam penyelidikan sejarah Ringwood, mungkin, adalah pendedahan salah faham lama tentang pemerhatian Galileo terhadap Matahari. Sehingga kini, secara umum diterima bahawa adalah mustahil untuk memerhati Matahari dalam teleskop Galilea dengan menayangkan imejnya ke skrin, kerana kanta negatif kanta mata tidak dapat membina imej sebenar objek. Hanya teleskop sistem Kepler dua kanta positif, dicipta sedikit kemudian, menjadikannya mungkin. Adalah dipercayai bahawa orang pertama yang memerhati Matahari pada skrin yang diletakkan di belakang kanta mata ialah ahli astronomi Jerman Christoph Scheiner (1575-1650). Dia secara serentak dan bebas daripada Kepler mencipta pada 1613 teleskop dengan reka bentuk yang serupa. Bagaimanakah Galileo memerhati Matahari? Lagipun, dialah yang menemui tompok matahari. Untuk masa yang lama terdapat kepercayaan bahawa Galileo memerhatikan cahaya siang dengan matanya melalui kanta mata, menggunakan awan sebagai penapis cahaya atau memerhati Matahari dalam kabus rendah di atas ufuk. Adalah dipercayai bahawa kehilangan penglihatan Galileo pada usia tua sebahagiannya diprovokasi oleh pemerhatiannya terhadap Matahari.

Walau bagaimanapun, Ringwood mendapati bahawa teleskop Galileo boleh menghasilkan unjuran imej suria yang agak baik pada skrin, dengan tompok matahari boleh dilihat dengan jelas. Kemudian, dalam salah satu surat Galileo, Ringwood menemui penerangan terperinci tentang pemerhatian Matahari dengan menayangkan imejnya pada skrin. Adalah aneh bahawa keadaan ini tidak diperhatikan lebih awal.

Saya fikir bahawa setiap amatur astronomi tidak akan menafikan dirinya keseronokan "menjadi Galileo" untuk beberapa malam. Untuk melakukan ini, anda hanya perlu membuat teleskop Galilea dan cuba mengulangi penemuan orang Itali yang hebat. Semasa kecil, salah seorang penulis nota ini membuat tiub Keplerian daripada cermin mata. Dan sudah dewasa dia tidak dapat menahan dan membina alat yang serupa dengan teleskop Galileo. Kanta yang digunakan ialah kanta lampiran berdiameter 43 mm dengan kuasa +2 dioptri, dan kanta mata dengan jarak fokus kira-kira -45 mm diambil daripada teropong teater lama. Teleskop itu ternyata tidak begitu berkuasa, dengan pembesaran hanya 11 kali, tetapi ia juga mempunyai bidang pandangan yang kecil, kira-kira 50 "diameter, dan kualiti imej tidak sekata, merosot dengan ketara ke arah tepi. Walau bagaimanapun, imej menjadi lebih baik apabila kanta dibuka pada diameter 22 mm, dan lebih baik - sehingga 11 mm Kecerahan imej, sudah tentu, menurun, tetapi pemerhatian Bulan juga mendapat manfaat daripada ini.

Seperti yang dijangka, apabila melihat Matahari ditayangkan ke skrin putih, teleskop ini sememangnya menghasilkan imej cakera solar. Kanta mata negatif meningkatkan panjang fokus setara kanta beberapa kali (prinsip telefoto). Oleh kerana tiada maklumat mengenai tripod Galileo yang memasang teleskopnya, penulis memerhati sambil memegang paip di tangannya, dan menggunakan batang pokok, pagar atau bingkai tingkap terbuka sebagai sokongan untuk tangannya. Pada 11x ini sudah memadai, tetapi pada 30x, jelas sekali, Galileo mungkin menghadapi masalah.

Kita boleh mengandaikan bahawa percubaan sejarah untuk mencipta semula teleskop pertama adalah satu kejayaan. Sekarang kita tahu bahawa teleskop Galileo adalah alat yang agak menyusahkan dan buruk dari sudut pandangan astronomi moden. Dalam semua aspek, ia adalah lebih rendah daripada instrumen amatur semasa. Dia hanya mempunyai satu kelebihan - dia yang pertama, dan penciptanya Galileo "memarah" segala yang mungkin dari instrumennya. Untuk ini kami menghormati Galileo dan teleskop pertamanya.

Jadilah Galileo

Tahun ini 2009 telah diisytiharkan sebagai Tahun Astronomi Antarabangsa sempena ulang tahun ke-400 kelahiran teleskop. Dalam rangkaian komputer, sebagai tambahan kepada yang sedia ada, banyak tapak baru yang indah telah muncul dengan gambar objek astronomi yang menakjubkan.

Tetapi tidak kira betapa penuhnya laman Internet maklumat yang menarik, matlamat utama MGA adalah untuk menunjukkan kepada semua orang tentang Alam Semesta yang sebenar. Oleh itu, antara projek keutamaan adalah pengeluaran teleskop murah yang tersedia untuk sesiapa sahaja. Yang paling besar ialah "galileoscope" - refraktor kecil yang direka oleh ahli astronomi-optik yang sangat profesional. Ini bukan salinan tepat teleskop Galileo, sebaliknya penjelmaan semula modennya. "galileoscope" mempunyai kanta akromatik kaca dua kanta dengan diameter 50 mm dan panjang fokus 500 mm. Kanta mata plastik 4 kanta memberikan pembesaran 25x dan Barlow 2x membawanya sehingga 50x. Medan pandangan teleskop ialah 1.5 o (atau 0.75 o dengan kanta Barlow). Dengan alat sedemikian, anda boleh dengan mudah "mengulang" semua penemuan Galileo.

Walau bagaimanapun, Galileo sendiri dengan teleskop sedemikian akan menjadikannya lebih besar. Tanda harga alat $15-20 menjadikannya benar-benar boleh diakses oleh orang ramai. Anehnya, dengan kanta mata positif standard (walaupun dengan kanta Barlow), "galileoscope" sebenarnya adalah tiub Kepler, tetapi apabila digunakan sebagai kanta mata dengan kanta Barlow sahaja, ia sesuai dengan namanya, menjadi tiub Galilean 17x. Untuk mengulangi penemuan orang Itali yang hebat dalam konfigurasi (asal!) sedemikian bukanlah satu tugas yang mudah.

Ini adalah alat yang sangat mudah dan agak jisim, sesuai untuk sekolah dan pemula dalam astronomi. Harganya jauh lebih rendah daripada teleskop sebelumnya dengan keupayaan serupa. Adalah sangat wajar untuk membeli instrumen sedemikian untuk sekolah kita.