Kepler teleskopundaki mercek, yakınsak bir mercektir. kepler teleskopu
Büyük bilim adamı G. Galileo'nun yeni keşifler yapma merakı ve arzusu, dünyaya modern astronomiyi hayal etmenin imkansız olduğu harika bir icat verdi - bu teleskop. Hollandalı bilim adamlarının araştırmalarına devam eden İtalyan mucit, çok kısa sürede teleskopun ölçeğinde önemli bir artış elde etti - bu sadece birkaç hafta içinde oldu.
Galileo'nun tespit dürbünü modern örneklere yalnızca uzaktan benziyordu - profesörün uçlarına bikonveks ve bikonkav lensler yerleştirdiği basit bir kurşun çubuktu.
Galileo'nun yaratılışı ile daha önce var olan tespit kapsamları arasındaki önemli bir özellik ve temel fark, optik lenslerin yüksek kaliteli öğütülmesi nedeniyle elde edilen iyi görüntü kalitesiydi - profesör tüm süreçlerle kişisel olarak ilgilendi, hassas işlere kimseye güvenmedi. Bilim insanının titizliği ve kararlılığı meyve verdi, ancak iyi bir sonuç elde etmek için çok fazla özenli çalışma yapılması gerekmesine rağmen - 300 lensten sadece birkaç seçenek gerekli özelliklere ve kaliteye sahipti.
Günümüze kadar ulaşan örnekler birçok uzman tarafından beğenilmektedir - modern standartlara göre bile, optiklerin kalitesi mükemmeldir ve bu, lenslerin birkaç yüzyıldır var olduğu gerçeğini hesaba katmaktadır.
Orta Çağ boyunca hüküm süren önyargılara ve ilerici fikirleri "şeytanın entrikaları" olarak görme eğilimine rağmen, tespit kapsamı Avrupa'da haklı bir popülerlik kazandı.
Geliştirilmiş bir buluş, Galileo'nun ömrü boyunca düşünülemeyecek olan otuz beş katlık bir artış elde etmeyi mümkün kıldı. Galileo, teleskopunun yardımıyla, modern bilimin yolunu açmayı mümkün kılan ve birçok meraklı ve meraklı zihinde araştırma için coşku ve susuzluk uyandıran birçok astronomik keşif yaptı.
Galileo tarafından icat edilen optik sistemin bir takım dezavantajları vardı - özellikle renk sapmalarına maruz kaldı, ancak bilim adamları tarafından yapılan sonraki iyileştirmeler bu etkiyi en aza indirmeyi mümkün kıldı. Ünlü Paris Gözlemevi'nin inşası sırasında Galileo'nun optik sistemi ile donatılmış teleskopların kullanıldığını belirtmekte fayda var.
Galileo'nun dürbünü veya dürbünü küçük bir görüş açısına sahiptir - bu onun ana dezavantajı olarak kabul edilebilir. Benzer bir optik sistem, aslında birbirine bağlı iki tespit dürbünü olan tiyatro dürbünlerinde şu anda kullanılmaktadır.
Merkezi bir dahili odaklama sistemine sahip modern tiyatro dürbünleri genellikle sadece tiyatro performanslarını değil, aynı zamanda detaylı gezilerle ilgili gezi gezileri için uygun spor ve konser etkinliklerini de gözlemlemek için yeterli olan 2.5-4x büyütme sunar.
Modern tiyatro dürbünlerinin küçük boyutu ve zarif tasarımı, onları yalnızca kullanışlı bir optik alet değil, aynı zamanda orijinal bir aksesuar haline getirir.
Tespit dürbünü, çok uzaktaki nesneleri gözle görmek için tasarlanmış optik bir alettir. Mikroskop gibi, bir objektif ve bir göz merceğinden oluşur; her ikisi de az çok karmaşık optik sistemlerdir, ancak mikroskop durumundaki kadar karmaşık değildir; ancak bunları ince merceklerle şematik olarak göstereceğiz. Teleskoplarda, mercek ve göz merceği, merceğin arka odağı neredeyse göz merceğinin ön odağı ile çakışacak şekilde düzenlenmiştir (Şekil 253). Mercek, arka odak düzleminde sonsuz uzaklıkta bulunan bir nesnenin gerçek indirgenmiş ters görüntüsünü üretir; bu görüntü, bir büyüteç aracılığıyla olduğu gibi, göz merceğinden izlenir. Merceğin ön odağı hedefin arka odağı ile çakışıyorsa, uzak bir nesneyi görüntülerken, normal bir gözle sakin bir durumda (konaklama olmadan) gözlemlemek için uygun olan mercekten paralel ışın demetleri ortaya çıkar ( bkz. § 114). Ancak gözlemcinin görüşü normalden biraz farklıysa, mercek hareket ettirilerek "gözlere göre" ayarlanır. Göz merceğini hareket ettirerek, teleskop, gözlemciden çok uzak olmayan çeşitli mesafelerde bulunan nesneleri görüntülerken de "sivri" olur.
Pirinç. 253. Mercek ve göz merceğinin teleskoptaki konumu: arka odak. Objektif, göz merceğinin ön odağı ile çakışıyor
Teleskop hedefi her zaman yakınsak bir sistem olmalıdır, göz merceği yakınsayan veya uzaklaşan bir sistem olabilir. Toplayıcı (pozitif) bir mercek içeren bir lekelenme kapsamına Kepler tüpü (Şekil 254, a) denir, uzaklaşan (negatif) bir göz merceğine sahip bir tüpe Galile tüpü denir (Şekil 254, b). Teleskop hedefi 1, odak düzleminde uzaktaki bir nesnenin gerçek bir ters görüntüsünü verir. Bir noktadan ayrılan bir ışın demeti göz merceği 2'ye düşer; bu ışınlar göz merceğinin odak düzlemindeki bir noktadan geldiği için, ondan merceğin ikincil optik eksenine paralel ve ana eksene açılı bir ışın çıkar. Göze girdikten sonra bu ışınlar retinada birleşir ve kaynağın gerçek bir görüntüsünü verir.
Pirinç. 254. Teleskoptaki ışınların seyri: a) Kepler tüpü; b) Galileo'nun borusu
Pirinç. 255. Prizma alan dürbünlerindeki ışınların yolu (a) ve görünüşü (b). Ok yönündeki değişiklik, ışınlar sistemin bir kısmından geçtikten sonra görüntünün "tersine döndüğünü" gösterir.
(Galile tüpü (b) durumunda, resmi karıştırmamak için göz gösterilmemiştir.) Açı - merceğe gelen ışınların eksenle yaptığı açı.
Genellikle sıradan tiyatro dürbünlerinde kullanılan Galileo'nun tüpü, nesnenin doğrudan bir görüntüsünü verir, Kepler'in tüpü - ters çevrilmiş. Sonuç olarak, Kepler tüpü karasal gözlemlere hizmet edecekse, görüntünün düz hale geldiği bir döndürme sistemi (ek bir mercek veya bir prizma sistemi) ile donatılmıştır. Böyle bir cihazın bir örneği, prizma dürbünleridir (Şek. 255). Kepler tüpünün avantajı, düzleminde bir ölçüm ölçeği, fotoğraf çekmek için bir fotoğraf plakası vb. , Kepler tüpü kullanılır.
ders çalışması
disiplin: Uygulamalı optik
Konuyla ilgili: Kepler tüpünün hesaplanması
giriiş
Teleskopik optik sistemler
1 Optik sistemlerin sapmaları
2 Küresel sapma
3 Kromatik sapma
4 Komatik sapma (koma)
5 Astigmat
6 Görüntü alanı eğriliği
7 Bozulma (bozulma)
Optik sistemin boyutsal hesabı
Çözüm
Edebiyat
Uygulamalar
giriiş
Teleskoplar, gök cisimlerini gözlemlemek için tasarlanmış astronomik optik aletlerdir. Teleskoplar, gök cisimlerinin görsel, fotoğrafik, spektral, fotoelektrik gözlemleri için çeşitli radyasyon alıcılarının kullanımı ile kullanılmaktadır.
Görsel teleskopların bir merceğe ve bir göz merceğine sahiptir ve sözde teleskopik optik sistemdir: merceğe giren paralel bir ışın demetini, mercekten çıkan paralel bir demete dönüştürürler. Böyle bir sistemde objektifin arka odağı ile göz merceğinin ön odağı çakışır. Ana optik özellikleri şunlardır: görünür büyütme Г, açısal görüş alanı 2W, çıkış göz bebeği çapı D", çözünürlük ve nüfuz etme gücü.
Optik sistemin görünür büyütmesi, cihazın optik sistemi tarafından verilen görüntünün gözlenme açısının, doğrudan gözle bakıldığında cismin açısal boyutuna oranıdır. Teleskopik sistemin görünür büyütmesi:
G \u003d f "hakkında / f" tamam \u003d D / D",
burada f "ob ve f" ok, merceğin ve göz merceğinin odak uzunluklarıdır,
D - giriş çapı,
D" - çıkış öğrencisi. Böylece, objektifin odak uzunluğunu artırarak veya göz merceğinin odak uzunluğunu azaltarak, büyük büyütmeler elde edilebilir. Ancak, teleskopun büyütmesi ne kadar büyük olursa, görüş alanı o kadar küçük olur ve sistemin optiğinin kusurlu olması nedeniyle nesne görüntülerinin bozulması daha büyük.
Çıkış gözbebeği, teleskoptan çıkan ışık huzmesinin en küçük bölümüdür. Gözlemler sırasında gözbebeği, sistemin çıkış gözbebeği ile hizalanır; bu nedenle, gözlemcinin gözünün göz bebeğinden daha büyük olmamalıdır. Aksi takdirde merceğin topladığı ışığın bir kısmı göze girmez ve kaybolur. Tipik olarak, giriş gözbebeğinin (mercek çerçevesi) çapı göz bebeğinden çok daha büyüktür ve nokta ışık kaynakları, özellikle yıldızlar, bir teleskopla bakıldığında çok daha parlak görünür. Görünür parlaklıkları, teleskopun giriş gözbebeği çapının karesiyle orantılıdır. Çıplak gözle görülemeyen sönük yıldızlar, büyük bir giriş gözbebeği olan bir teleskopta açıkça görülebilir. Bir teleskopla görülebilen yıldızların sayısı, doğrudan gözle gözlemlenenden çok daha fazladır.
teleskop optik sapma astronomik
1. Teleskopik optik sistemler
1 Optik sistemlerin sapmaları
Optik sistemlerin sapmaları (enlem - sapma) - optik sistemin kusurundan kaynaklanan bozulmalar, görüntü hataları. Sapmalar, değişen derecelerde, en pahalı olanlar dahil olmak üzere herhangi bir lense tabidir. Lensin odak uzaklığı aralığı ne kadar büyük olursa, sapma seviyesinin o kadar yüksek olduğuna inanılmaktadır.
En yaygın sapma türleri aşağıdadır.
2 Küresel sapma
Çoğu lens, küresel yüzeylere sahip lensler kullanılarak yapılmıştır. Bu tür lenslerin üretimi kolaydır, ancak lenslerin küresel şekli keskin bir görüntü elde etmek için ideal değildir. Küresel sapmanın etkisi, "sabun" olarak adlandırılan kontrastın yumuşaması ve ayrıntıların bulanıklaşmasında kendini gösterir.
Bu nasıl olur? Küresel bir mercekten geçen paralel ışık ışınları kırılır, merceğin kenarından geçen ışınlar, merceğin merkezinden geçen ışık ışınlarından merceğe daha yakın bir odak noktasında birleşir. Başka bir deyişle, merceğin kenarları merkezden daha kısa bir odak uzaklığına sahiptir. Aşağıdaki görüntü, bir ışık demetinin küresel bir mercekten nasıl geçtiğini ve hangi küresel sapmaların ortaya çıktığını açıkça göstermektedir.
Optik eksene yakın (merkeze daha yakın) mercekten geçen ışık ışınları, mercekten daha uzaktaki B bölgesinde odaklanır. Merceğin kenar bölgelerinden geçen ışık ışınları merceğe daha yakın olan A alanına odaklanır.
3 Kromatik sapma
Kromatik sapma (CA), mercekten geçen ışığın dağılmasının neden olduğu bir olgudur, yani. bir ışık huzmesini bileşenlerine ayırma. Farklı dalga boylarına (farklı renklere) sahip ışınlar farklı açılarda kırılır, bu nedenle beyaz bir ışından bir gökkuşağı oluşur.
Renk sapmaları, özellikle zıt nesnelerde görüntü netliğinde azalmaya ve renk "saçaklarının" ortaya çıkmasına neden olur.
Kromatik sapmalarla mücadele etmek için, ışık ışınlarını dalgalara ayırmayan, düşük dağılımlı camdan yapılmış özel apokromatik lensler kullanılır.
1.4 Komik sapma (koma)
Koma veya koma sapma, bir görüntünün çevresinde görülen ve küresel sapma için düzeltilmiş bir lens tarafından oluşturulan ve lensin kenarına belirli bir açıyla giren ışık ışınlarının istenen nokta yerine bir kuyruklu yıldızda birleşmesine neden olan bir olgudur. Bu nedenle adı.
Kuyruklu yıldızın şekli, kuyruğu görüntünün merkezine doğru veya uzağa bakacak şekilde radyal olarak yönlendirilir. Bir görüntünün kenarlarında ortaya çıkan bulanıklaşmaya koma parlaması denir. Noktayı optik eksen üzerinde bir nokta olarak doğru bir şekilde çoğaltan merceklerde bile oluşabilen koma, optik eksenin dışında bulunan ve merceğin kenarlarından geçen ışık ışınlarının kırılmasındaki farktan ve ışık ışınlarının kırılmasından kaynaklanır. merceğin merkezinden geçen aynı noktadan gelen ana ışık ışını.
Uzun huzmenin açısı arttıkça koma artar ve görüntünün kenarlarında kontrastın azalmasına neden olur. Lensi durdurarak belirli bir dereceye kadar iyileşme sağlanabilir. Koma ayrıca görüntünün bulanık bölgelerinin patlamasına neden olarak hoş olmayan bir etki yaratabilir.
Belirli bir atış mesafesinde bulunan bir nesne için hem küresel aberasyonun hem de komanın ortadan kaldırılmasına aplanatism, bu şekilde düzeltilen bir lense aplanatizm denir.
5 Astigmatizma
Küresel ve komatik sapma için düzeltilmiş bir mercekle, optik eksen üzerindeki bir nesne noktası görüntüde bir nokta olarak doğru bir şekilde yeniden oluşturulacaktır, ancak optik eksenin dışındaki bir nesne noktası görüntüde bir nokta olarak değil, bir nokta olarak görünecektir. gölge veya çizgi. Bu tür sapmalara astigmatizma denir.
Objektifin odağını, nesne noktasının görüntünün merkezinden radyal yönde yönlendirilmiş bir çizgi olarak keskin bir şekilde tasvir edildiği bir konuma hafifçe kaydırırsanız ve bu fenomeni görüntünün kenarlarında gözlemleyebilirsiniz. nesne noktasının eşmerkezli daire yönünde yönlendirilmiş bir çizgi olarak keskin bir şekilde tasvir edildiği başka bir konuma odaklanın. (Bu iki odak pozisyonu arasındaki mesafeye astigmat farkı denir.)
Yani meridyen düzlemindeki ışık ışınları ile sagital düzlemdeki ışık ışınları farklı konumlardadır, dolayısıyla bu iki ışın grubu aynı noktada birleşmez. Mercek meridyen düzlemi için en uygun odak konumuna ayarlandığında, sagital düzlemdeki ışık ışınları eşmerkezli daire yönünde hizalanır (bu konuma meridyen odak denir).
Benzer şekilde, lens sagital düzlem için en uygun odak konumuna ayarlandığında, meridyen düzlemindeki ışık ışınları radyal yönde yönlendirilmiş bir çizgi oluşturur (bu konuma sagital odak denir).
Bu tür bozulma ile görüntüdeki nesneler kavisli, yer yer bulanık, düz çizgiler kavisli görünür ve karartma mümkündür. Lens astigmatizmden muzdaripse, bu fenomen iyileştirilemediğinden yedek parça kullanımına izin verilir.
6 Görüntü alanı eğriliği
Bu tür sapma ile görüntü düzlemi kavisli hale gelir, bu nedenle görüntünün merkezi odaktaysa görüntünün kenarları odak dışındadır ve bunun tersi, kenarlar odaktaysa merkez dışarıdadır. odak noktası.
1.7 Bozulma (bozulma)
Bu tür sapma, düz çizgilerin bozulmasında kendini gösterir. Düz çizgiler içbükey ise, dışbükey - namlu şeklinde ise bozulmaya iğne yastığı denir. Yakınlaştırma lensleri tipik olarak geniş açıda (minimum yakınlaştırma) namlu distorsiyonu ve telefotoda (maksimum yakınlaştırma) iğne yastığı distorsiyonu üretir.
2. Optik sistemin boyutsal hesabı
İlk veri:
Mercek ve göz merceğinin odak uzunluklarını belirlemek için aşağıdaki sistemi çözüyoruz:
f'ob + f'ok = L;
f' ob / f' tamam =|Г|;
f'ob + f'ok = 255;
f'ob / f'ok =12.
f'ob +f'ob /12=255;
f' ob = 235.3846 mm;
f' tamam \u003d 19,6154 mm;
Giriş öğrencisinin çapı, D \u003d D'G formülü ile hesaplanır.
D \u003d 2,5 * 12 \u003d 30 mm;
Merceğin doğrusal görüş alanı şu formülle bulunur:
; y' = 235.3846*1.5o; y'=6.163781 mm;
Merceğin açısal görüş alanı şu formülle bulunur:
Prizma sistemi hesaplaması
D 1 -birinci prizmanın giriş yüzü;
D 1 \u003d (D + 2y ') / 2;
D 1 \u003d 21.163781 mm;
Birinci prizmanın ışın uzunluğu =*2=21.163781*2=42.327562;
D 2 - ikinci prizmanın giriş yüzü (Ek 3'teki formülün türetilmesi);
D 2 \u003d D * ((-2y 'de D) / L) * (f ' ob / 2+);
D 2 \u003d 18,91 mm;
İkinci prizmanın ışınlarının uzunluğu =*2=18.91*2=37.82;
Optik sistem hesaplanırken prizmalar arasındaki mesafe 0,5-2 mm aralığında seçilir;
Prizmatik sistemi hesaplamak için havaya getirmek gerekir.
Prizmaların ışınlarının havaya giden yol uzunluğunu azaltalım:
l 01 - havaya indirgenmiş ilk prizmanın uzunluğu
n=1.5688 (cam kırılma indisi BK10)
l 01 \u003d l 1 / n \u003d 26.981 mm
l 02 \u003d l 2 / n \u003d 24.108 mm
± 5 diyoptri içinde odaklanmayı sağlamak için oküler hareket miktarının belirlenmesi
önce bir diyoptrinin fiyatını hesaplamanız gerekir f 'ok 2 / 1000 \u003d 0.384764 (bir diyoptrinin fiyatı.)
İstenen odağı elde etmek için göz merceğini hareket ettirmek: 
mm
Yansıtıcı yüzlere yansıtıcı bir kaplama uygulama ihtiyacının kontrol edilmesi:
(toplam iç yansıma koşulu henüz ihlal edilmediğinde, eksenel ışından izin verilen sapma sapma açısı)
(yansıtıcı bir kaplamanın uygulanmasına gerek olmayan prizmanın giriş yüzündeki ışınların geliş açısını sınırlama) . Bu nedenle: yansıtıcı bir kaplama gerekli değildir.
Mercek hesaplama:
2ω' = 34.9 olduğundan, gerekli mercek tipi simetriktir.
f' ok =19,6154 mm (hesaplanan odak uzaklığı);
K p \u003d S ' F / f ' ok \u003d 0.75 (dönüşüm faktörü)
S ' F \u003d K p * f' tamam
S ' F =0.75* f' ok (arka odak uzaklığı değeri)
Çıkış öğrencisinin çıkarılması şu formülle belirlenir: S' p = S' F + z' p
z' p, Newton'un formülüyle bulunur: z' p = -f' ok 2 / z p burada z p, göz merceğinin ön odağından diyafram diyaframına olan mesafedir. Prizma zarflama sistemine sahip tespit dürbünlerinde, açıklık diyaframı genellikle lens namlusudur. İlk yaklaşım olarak, eksi işaretli merceğin odak uzunluğuna eşit z p alabiliriz, bu nedenle:
zp = -235.3846 mm
Çıkış öğrencisinin çıkarılması şuna eşittir:
S'p = 14.71155+1.634618=16.346168 mm Optik sistem bileşenlerinin sapma hesabı. Sapma hesaplaması, üç dalga boyu için mercek ve prizma sapmalarının hesaplanmasını içerir. Mercek sapma hesaplaması: Mercek sapmalarının hesaplanması, ROSA yazılım paketi kullanılarak ışınların ters yönünde gerçekleştirilir. ey' tamam \u003d 0.0243 Prizma sisteminin sapmalarının hesaplanması: Yansıtıcı prizmaların sapmaları, eşdeğer bir düzlem-paralel plakanın üçüncü derece sapmaları için formüller kullanılarak hesaplanır. BK10 cam için (n=1.5688). Boyuna küresel sapma: δS ' pr \u003d (0,5 * d * (n 2 -1) * günah 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 Konum kromatizması: (S' f - S' c) pr \u003d 0.33054442 Meridyen koması: δy "= 3d (n 2 -1) * günah 2 b '* tgω 1 / 2n 3 δy" = -0.001606181 Lens sapma hesaplaması: Boyuna küresel sapma δS' sf: δS’ sf \u003d - (δS ' pr + δS ' tamam) \u003d -0.013231586 Konum kromatizması: (S’ f - S’ c) rev \u003d δS’ xp = - ((S’ f - S’ c) pr + (S’ f - S’ c) tamam) \u003d -0.42673442 Meridyen koması: δy' için = δy' tamam - δy' pr δy' ila =0.00115+0.001606181=0.002756181 Lensin yapısal elemanlarının tanımı. İnce bir optik sistemin sapmaları üç ana parametre P, W, C tarafından belirlenir. Yaklaşık formül Prof. G.G. Slyusareva, P ve W ana parametrelerini birbirine bağlar: P = P 0 +0.85(W-W 0) İki lensli yapıştırılmış bir lensin hesaplanması, verilen P 0 ve C değerlerine sahip belirli bir gözlük kombinasyonunu bulmaya indirgenir. Prof yöntemine göre iki lensli bir merceğin hesaplanması. İYİ OYUN. Slyusareva: ) Prizma sistemi ve göz merceğinin sapmalarını telafi etme koşullarından elde edilen δS’ xp, δS’ sf, δy’ k. mercek sapmalarının değerlerine dayanarak, sapma toplamları bulunur: S I xp = δS' xp = -0,42673442 S I \u003d 2 * δS 'sf / (tgb ') 2 S ben =6.516521291 S II \u003d 2 * δy - '/(tgb') 2 *tgω SII =172.7915624 ) Toplamlara dayanarak, sistem parametreleri bulunur: S ben xp / f 'ob S II / f'ob ) P 0 hesaplanır: P 0 = P-0.85(W-W 0) ) Graf-nomograma göre, çizgi 20. hücreyi geçiyor. K8F1 ve KF4TF12 gözlük kombinasyonlarını kontrol edelim: ) Tablodan K8F1 için belirtilen değere karşılık gelen P 0 ,φ k ve Q 0 değerleridir (uygun değildir) φk = 2.1845528 KF4TF12 için (uygun) ) P 0 ,φ k ve Q 0 bulunduktan sonra Q aşağıdaki formülle hesaplanır: ) Q'yu bulduktan sonra, ilk sıfır ışının a 2 ve 3 değerleri belirlenir (nesne sonsuzda olduğu için a 1 \u003d 0 ve normalizasyon koşulundan 4 \u003d 1 -): ) a i değerleri, ince lenslerin eğrilik yarıçaplarını belirler: Yarıçap İnce lensler: ) İnce bir merceğin yarıçaplarını hesapladıktan sonra, mercek kalınlıkları aşağıdaki tasarım değerlendirmelerinden seçilir. Pozitif lens d1 ekseni boyunca kalınlık, L1, L2 oklarının mutlak değerlerinin ve en az 0,05D olması gereken kenar boyunca kalınlığın toplamıdır. h=D'de /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 ) Elde edilen kalınlıklara göre yükseklikleri hesaplayın: h 1 \u003d f yaklaşık \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 ) Sonlu kalınlıklara sahip mercek eğrilik yarıçapları: r 1 \u003d r 011 \u003d 191.268 r 2 \u003d r 02 * (s 1 / s 2) r 2 \u003d -84.317178 r 3 \u003d r 03 * (s 3 / s 1) Sonuçların kontrolü, "ROSA" programı kullanılarak bir bilgisayarda hesaplanarak gerçekleştirilir: lens sapma karşılaştırması
Elde edilen ve hesaplanan sapmalar değerlerine yakındır. teleskop sapma hizalaması
Düzen, prizma sistemine objektiften ve göz merceğinden olan mesafenin belirlenmesinden oluşur. Objektif ile göz merceği arasındaki mesafe (S' F ' ob + S' F ' ok + Δ) olarak tanımlanır. Bu uzaklık, merceğin odak uzunluğunun yarısına eşit, birinci prizma ile mercek arasındaki uzaklığın, birinci prizmadaki ışın yolunun, prizmalar arasındaki mesafenin, ikinci prizmadaki ışın yolunun, uzaklığın toplamıdır. ikinci prizmanın son yüzeyinden odak düzlemine ve bu düzlemden göz merceğine olan mesafe. 692+81.15+41.381+14.777=255
Çözüm Astronomik lensler için çözünürlük, bir teleskopta ayrı ayrı görülebilen iki yıldız arasındaki en küçük açısal mesafe ile belirlenir. Teorik olarak, görsel bir teleskopun (yay saniyesi olarak) gözün en duyarlı olduğu sarı-yeşil ışınları çözme gücü 120/D ifadesi ile tahmin edilebilir, burada D teleskopun giriş gözbebeğinin çapıdır, milimetre cinsinden ifade edilir. Bir teleskopun nüfuz etme gücü, bu teleskopla iyi atmosferik koşullar altında gözlemlenebilen bir yıldızın sınırlayıcı yıldız büyüklüğüdür. Işınların yer atmosferi tarafından soğurulması ve saçılmasından kaynaklanan düşük görüntü kalitesi, gerçekte gözlemlenen yıldızların maksimum büyüklüğünü azaltarak retina, fotoğraf plakası veya teleskoptaki diğer radyasyon alıcıları üzerindeki ışık enerjisi konsantrasyonunu azaltır. Bir teleskopun giriş gözbebeği tarafından toplanan ışık miktarı, alanıyla orantılı olarak büyür; aynı zamanda teleskopun delme gücü de artar. Objektif çapı D milimetre olan bir teleskop için, görsel gözlemler için yıldız büyüklükleriyle ifade edilen nüfuz etme gücü, aşağıdaki formülle belirlenir: mvis=2.0+5 lgD. Optik sisteme bağlı olarak, teleskoplar mercek (reflektörler), ayna (yansıtıcılar) ve ayna mercekli teleskoplar olarak ikiye ayrılır. Bir teleskopik mercek sisteminin pozitif (toplayıcı) bir amacı ve negatif (yayıcı) bir oküler varsa, buna Galile sistemi denir. Kepler teleskopik lens sistemi, pozitif bir objektife ve pozitif bir göz merceğine sahiptir. Galileo'nun sistemi doğrudan sanal bir görüntü verir, küçük bir görüş alanına ve küçük bir parlaklığa sahiptir (büyük çıkış göz bebeği çapı). Tasarımın basitliği, sistemin kısa uzunluğu ve doğrudan görüntü elde etme imkanı başlıca avantajlarıdır. Ancak bu sistemin görüş alanı nispeten küçüktür ve lens ile göz merceği arasında nesnenin gerçek bir görüntüsünün olmaması, retikül kullanımına izin vermez. Bu nedenle Galile sistemi odak düzlemindeki ölçümler için kullanılamaz. Şu anda, esas olarak, yüksek büyütme ve görüş alanının gerekli olmadığı tiyatro dürbünlerinde kullanılmaktadır. Kepler sistemi, bir nesnenin gerçek ve ters çevrilmiş bir görüntüsünü verir. Bununla birlikte, gök cisimlerini gözlemlerken, ikinci durum o kadar önemli değildir ve bu nedenle Kepler sistemi teleskoplarda en yaygın olanıdır. Bu durumda teleskop tüpünün uzunluğu, objektifin ve göz merceğinin odak uzunluklarının toplamına eşittir: L \u003d f "ob + f" yakl. Kepler sistemi, ölçekli ve çapraz kıllara sahip düzlem paralel bir plaka şeklinde bir retikül ile donatılabilir. Bu sistem, lenslerin doğrudan görüntülenmesine izin veren bir prizma sistemi ile birlikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Keplerian sistemleri esas olarak görsel teleskoplar için kullanılır. Görsel teleskoplarda radyasyon alıcısı olan göze ek olarak, gök cisimlerinin görüntüleri fotoğraf emülsiyonuna kaydedilebilir (bu tür teleskoplara astrograf denir); bir fotoçoğaltıcı ve bir elektron-optik dönüştürücü, çok uzaklardaki yıldızlardan gelen zayıf bir ışık sinyalini birçok kez yükseltmeyi mümkün kılar; görüntüler bir televizyon teleskop tüpüne yansıtılabilir. Bir nesnenin görüntüsü ayrıca bir astrospektrografa veya bir astrofotometreye gönderilebilir. Teleskop tüpünü istenen gök cismine yönlendirmek için bir teleskop yuvası (tripod) kullanılır. Boruyu birbirine dik iki eksen etrafında döndürme yeteneği sağlar. Montajın tabanı, etrafında dönen teleskop tüp ile ikinci eksenin dönebileceği bir eksen taşır. Eksenlerin uzaydaki yönüne bağlı olarak, yuvalar birkaç türe ayrılır. Altazimut (veya yatay) montajlarda, bir eksen dikey (azimut ekseni) ve diğeri (zenit mesafe ekseni) yataydır. Bir altazimut montajının ana dezavantajı, gök küresinin görünür günlük dönüşü nedeniyle hareket eden bir gök nesnesini izlemek için teleskopu iki eksen etrafında döndürme ihtiyacıdır. Altazimut yuvaları birçok astrometrik aletle birlikte verilir: evrensel aletler, transit ve meridyen çemberleri. Hemen hemen tüm modern büyük teleskoplar, ana eksenin - kutupsal veya saatlik - gök kutbuna yönlendirildiği ve ikincisi - sapma ekseninin - ona dik olduğu ve düzlemde uzandığı ekvatoral (veya paralaktik) bir montaja sahiptir. ekvator. Paralaks montajının avantajı, bir yıldızın günlük hareketini izlemek için teleskopu sadece bir kutup ekseni etrafında döndürmenin yeterli olmasıdır. Edebiyat 1. Dijital teknoloji. / Ed. E.V. Evreinova. - M.: Radyo ve iletişim, 2010. - 464 s. Kağan B.M. Optik. - E.: Enerngoatomizdat, 2009. - 592 s. Skvortsov G.I. Bilgisayar Mühendisliği. - MTUCİ M. 2007 - 40 s. Ek 1 Odak uzaklığı 19.615 mm Göreceli diyafram 1:8 Bakış açısı Merceği 1 diyoptri ile hareket ettirin. 0,4 mm Yapısal elemanlar
19.615; =14.755;
eksenel ışın
∆ C ∆ F S´ F -S´ C Uzun far
Eğik bir kirişin meridyen bölümü
ω 1 \u003d -1 0 30 ' ω 1 = -1 0 10'30”
Vario Sonnar lensli kameralar için değiştirilebilir lensler 
Bir giriş yerine, yukarıdaki fotoğraf tabancasını kullanarak buz kelebekleri avlamanın sonuçlarına bakmayı öneriyorum. Silah, mercek olarak Helios-44 lens ve Pentacon 2.8 / 135 lensten oluşan Kepler tüp tipi optik bağlantıya sahip bir Casio QV4000 kameradır. 
Genel olarak, sabit lensli cihazların, değiştirilebilir lensli cihazlardan önemli ölçüde daha az kapasiteye sahip olduğuna inanılmaktadır. Genel olarak, bu kesinlikle doğrudur, ancak değiştirilebilir optiklere sahip klasik sistemler ilk bakışta göründüğü kadar ideal olmaktan uzaktır. Ve biraz şansla, optiğin kısmen değiştirilmesinin (optik ataşmanlar) optiği tamamen değiştirmekten daha az etkili olmadığı görülür. Bu arada, bu yaklaşım film kameralarında çok popüler. Rastgele bir odak uzaklığına sahip az çok ağrısız değişen optikler yalnızca odak perdesi deklanşörlü telemetre cihazları için mümkündür, ancak bu durumda cihazın gerçekte ne gördüğü hakkında yalnızca çok yaklaşık bir fikre sahibiz. Bu sorun, buzlu camda tam olarak kameraya takılı olan merceğin oluşturduğu görüntüyü görmenizi sağlayan aynalı cihazlarda çözülür. Burada ideal bir durum gibi görünüyor, ancak sadece telefoto lensler için. Geniş açılı lensleri SLR fotoğraf makinelerinde kullanmaya başlar başlamaz, bu lenslerin her birinin, rolü lens ile film arasına bir ayna yerleştirme fırsatı sağlamak olan ek lensleri olduğu hemen ortaya çıkıyor. Aslında, ayna yerleştirme olasılığından sorumlu elemanın değiştirilemeyeceği ve sadece merceğin ön bileşenlerinin değişeceği bir kamera yapmak mümkün olabilirdi. Film kameralarının refleks vizörlerinde ideolojik olarak benzer bir yaklaşım kullanılır. Kirişlerin yolu, teleskopik ataşman ile ana amaç arasında paralel olduğundan, aralarına 45 derecelik bir açıyla bir ışın ayırıcı prizma-küp veya yarı saydam bir plaka yerleştirilebilir. İki ana zum merceği türünden biri olan zum merceği, aynı zamanda sabit odak uzaklıklı bir merceği ve bir odaksız sistemi birleştirir. Yakınlaştırma lenslerinde odak uzunluğunun değiştirilmesi, bileşenlerini hareket ettirerek elde edilen afokal ekin büyütmesini değiştirerek gerçekleştirilir.
Ne yazık ki, çok yönlülük nadiren iyi sonuçlara yol açar. Sapmaların az çok başarılı bir şekilde düzeltilmesi, yalnızca sistemin tüm optik elemanlarının seçilmesiyle sağlanır. Herkesin Erwin Puts'un "" makalesinin çevirisini okumasını tavsiye ederim. Bütün bunları sadece prensipte bir SLR fotoğraf makinesinin lenslerinin optik bağlantılı yerleşik lenslerden hiçbir şekilde daha iyi olmadığını vurgulamak için yazdım. Sorun şu ki, optik bağlantıların tasarımcısı yalnızca kendi elemanlarına güvenebilir ve merceğin tasarımına müdahale edemez. Bu nedenle, bir eki olan bir merceğin başarılı bir şekilde çalışması, genişletilmiş bir arka çalışma mesafesine sahip olsa bile, tamamen tek bir tasarımcı tarafından tasarlanan iyi işleyen bir mercekten çok daha az yaygındır. Kabul edilebilir sapmalara neden olan bitmiş optik elemanların bir kombinasyonu nadirdir, ancak olur. Tipik olarak, afokal ekler, Galilean bir lekelenme kapsamıdır. Bununla birlikte, Kepler tüpünün optik şemasına göre de inşa edilebilirler.
Kepler tüpünün optik düzeni.
Bu durumda, ters çevrilmiş bir görüntümüz olacak, evet, fotoğrafçılar buna yabancı değil. Bazı dijital cihazların ekrandaki görüntüyü çevirme özelliği vardır. Dijital kameralarda görüntüyü döndürmek için optik sistemi çitle çevirmek israf gibi göründüğü için tüm dijital kameralar için böyle bir fırsata sahip olmak istiyorum. Ancak ekrana 45 derecelik bir açıyla takılan bir aynanın en basit sistemi birkaç dakika içinde kurulabilir.
Böylece, bugün 7-21 mm odak uzaklığına sahip en yaygın dijital kamera lensiyle birlikte kullanılabilecek standart optik elemanların bir kombinasyonunu bulmayı başardım. Sony bu lensi Vario Sonnar olarak adlandırıyor, tasarımda benzer lensler Canon (G1, G2), Casio (QV3000, QV3500, QV4000), Epson PC 3000Z, Toshiba PDR-M70, Sony (S70, S75, S85) kameralarda kurulu. Aldığım Kepler tüpü iyi sonuçlar veriyor ve tasarımınızda çeşitli değiştirilebilir lensler kullanmanıza izin veriyor. Sistem, standart lens maksimum 21 mm odak uzaklığına ayarlandığında ve teleskopun göz merceği olarak ona bir Jüpiter-3 veya Helios-44 lens takıldığında, ardından uzatma körüğü ve isteğe bağlı bir lens ile çalışmak üzere tasarlanmıştır. 50 mm'den daha büyük bir odak uzaklığı kurulur.
Teleskopik sistemin göz merceği olarak kullanılan merceklerin optik şemaları.
Şans eseri, Jüpiter-3 lensini giriş göz bebeği aparatın merceğine ve çıkış gözbebeği körük ile birlikte yerleştirirseniz, çerçevenin kenarlarındaki sapmalar çok ılımlı olur. Mercek olarak Pentacon 135 lens ve mercek olarak Jüpiter 3 lens kullanırsak, o zaman gözle, merceği nasıl çevirirsek çevirelim, resim aslında değişmiyor, 2.5x büyütmeli bir tüpümüz var. Göz yerine aparatın merceğini kullanırsak, resim çarpıcı biçimde değişir ve giriş öğrencisi tarafından kamera merceğine çevrilen Jüpiter-3 merceğinin kullanılması tercih edilir. 
Casio QV3000 + Jüpiter-3 + Pentacon 135
Jüpiter-3'ü mercek olarak ve Helios-44'ü mercek olarak kullanırsanız veya iki Helios-44 mercekten oluşan bir sistem oluşturursanız, ortaya çıkan sistemin odak uzaklığı aslında değişmez, ancak kürk gerdirme kullanarak, biz neredeyse her mesafeden ateş edebilir.
Resimde Casio QV4000 kamera ve iki Helios-44 lensten oluşan bir sistem tarafından çekilmiş bir posta pulunun fotoğrafı. Kamera lensi açıklığı 1:8. Çerçevedeki görüntünün boyutu 31 mm'dir. Çerçevenin merkezine ve köşesine karşılık gelen parçalar gösterilir. En uçta, görüntü kalitesi çözünürlükte keskin bir şekilde bozulur ve aydınlatma düşer. Böyle bir şema kullanırken, görüntünün çerçeve alanının yaklaşık 3/4'ünü kaplayan bir bölümünü kullanmak mantıklıdır. 4 megapikselden 3, 3 megapikselden 2,3 yapıyoruz - ve her şey çok güzel 
Uzun odaklı mercekler kullanırsak, sistemin büyütmesi okülerin ve merceğin odak uzunluklarının oranına eşit olacaktır ve Jüpiter-3'ün odak uzaklığının 50 mm olduğu düşünülürse, kolayca bir tane oluşturabiliriz. odak uzunluğunda 3 kat artış ile nozul. Böyle bir sistemin rahatsızlığı, çerçevenin köşelerinin vinyetlenmesidir. Alan marjı oldukça küçük olduğu için, tüp merceğin herhangi bir açıklığı, çerçevenin merkezinde bulunan bir daire içine alınmış bir görüntü görmemize yol açar. Ayrıca, bu çerçevenin merkezinde iyidir, ancak merkezde de olmadığı ortaya çıkabilir, bu da sistemin yeterli mekanik sertliğe sahip olmadığı ve kendi ağırlığı altında lensin optikten kaydığı anlamına gelebilir. eksen. Orta format kameralar ve büyütücüler için lensler kullanıldığında çerçeve vinyet etkisi daha az fark edilir hale gelir. Bu parametrede en iyi sonuçlar kameradan Ortagöz f=135 mm lens sistemi ile gösterilmiştir. 
Mercek - Jüpiter-3, lens - Ortagöz f=135 mm,
Ancak, bu durumda, sistemin hizalanması için gereksinimler çok, çok katıdır. Sistemin en ufak bir kayması, köşelerden birinin vinyetlenmesine yol açacaktır. Sisteminizin ne kadar iyi hizalandığını kontrol etmek için Ortagöz lensinin diyaframını kapatabilir ve ortaya çıkan dairenin ne kadar merkezli olduğunu görebilirsiniz. Çekim her zaman merceğin ve göz merceğinin açıklığı tamamen açıkken yapılır ve açıklık, kameranın yerleşik merceğinin açıklığı tarafından kontrol edilir. Çoğu durumda, odaklama körüğün uzunluğu değiştirilerek yapılır. Teleskopik sistemde kullanılan lenslerin kendi hareketleri varsa, döndürülerek hassas odaklama sağlanır. Son olarak, kamera merceğini hareket ettirerek ek odaklama yapılabilir. Ve iyi ışıkta, otomatik odaklama sistemi bile çalışır. Ortaya çıkan sistemin odak uzaklığı portre fotoğrafçılığı için çok büyük, ancak bir yüz çekimi parçası kaliteyi değerlendirmek için oldukça uygun. 
Sonsuzluğa odaklanmadan merceğin çalışmasını değerlendirmek mümkün değil ve havanın bu tür resimlere açıkça katkısı olmasa da onları da getiriyorum.
Mercekten daha kısa odak uzaklığına sahip bir lens koyabilirsiniz ve olan budur. Ancak bu, pratik bir uygulama yönteminden çok bir meraktır.
Belirli kurulum uygulaması hakkında birkaç kelime
Optik elemanların kameraya bağlanmasına ilişkin yukarıdaki yöntemler, bir eylem kılavuzu değil, yansıma için bilgilerdir. Casio QV4000 ve QV3500 kameralarla çalışırken, 58 mm dişli yerel LU-35A adaptör halkasının kullanılması ve ardından diğer tüm optik elemanların buna eklenmesi önerilir. Casio QV 3000 ile çalışırken Casio QV-3000 Kamera İyileştirme makalesinde açıklanan 46 mm dişli bağlantı tasarımını kullandım. Helios-44 lensi takmak için kuyruk kısmına 49 mm dişli ışık filtreleri için boş bir çerçeve yerleştirildi ve M42 dişli bir somunla bastırıldı. Adaptör uzatma halkasının bir kısmını keserek somunu aldım. Daha sonra, M49'dan M59 dişlerine kadar bir Jolos adaptör sarma halkası kullandım. Öte yandan, lense M49 × 0.75-M42 × 1 makro fotoğrafçılık için bir sarma halkası, ardından yine kesilmiş bir uzatma halkasından yapılmış bir M42 manşon ve ardından M42 dişli standart körük ve lensler vidalandı. M42 dişli çok sayıda adaptör halkası vardır. B veya C montajı için adaptör halkaları veya M39 dişi için bir adaptör halkası kullandım. Jupiter-3 lensini oküler olarak takmak için filtre için dişe M40.5 dişten M49 mm'ye kadar adaptör büyütme halkası vidalanmış, ardından M49'dan M58'e kadar Jolos sarma halkası kullanılmış ve daha sonra bu sistem kullanılmıştır. cihaza takılır. Lensin diğer tarafında, M39 dişli bir bağlantı vidalandı, ardından M39'dan M42'ye bir adaptör halkası ve ardından benzer şekilde Helios-44 lensli sisteme vidalandı.
Ortaya çıkan optik sistemlerin test sonuçları ayrı bir dosyaya yerleştirilir. Çerçevenin köşesinde merkezde bulunan, test edilmiş optik sistemlerin fotoğraflarını ve dünyanın anlık görüntülerini içerir. Burada test edilen tasarımlar için sadece çerçevenin ortasındaki ve köşesindeki maksimum çözünürlük değerlerinin nihai tablosunu veriyorum. Çözünürlük kontur/piksel olarak ifade edilir. Siyah beyaz çizgiler - 2 vuruş.
Çözüm
Şema herhangi bir mesafeden çalışmak için uygundur, ancak sistemdeki körüklerin varlığı yakındaki nesnelere odaklanmayı kolaylaştırdığından, sonuçlar özellikle makro fotoğrafçılık için etkileyicidir. Bazı kombinasyonlarda Jüpiter-3 daha yüksek çözünürlük, ancak Helios-44'ten daha büyük olmasına rağmen, vinyet etkisi onu değiştirilebilir bir lens sistemi için kalıcı bir göz merceği olarak daha az çekici kılar.
Kameralar için her türlü halka ve aksesuar üreten firmaların M42 dişli bağlantı ve adaptör halkaları M42 dişliden filtre dişlisine, M42 dişli iç ve filtre için harici olan bir bağlantı üretmelerini diliyorum.
Bir optik fabrika, dijital kameralar ve rastgele lenslerle kullanım için özel bir teleskopik sistem mercek yaparsa, böyle bir ürüne biraz talep olacağına inanıyorum. Doğal olarak, böyle bir optik tasarım, kameraya takmak için bir adaptör halkası ve mevcut lensler için bir diş veya yuva ile donatılmalıdır.
Aslında hepsi bu. Yaptığımı gösterdim ve bu kalitenin size uygun olup olmadığını siz kendiniz değerlendirin. Ve Ötesi. Başarılı bir kombinasyon olduğu için, muhtemelen başkaları da var. Bak, şanslı olabilirsin.
16.12.2009 21:55 | V.G. Surdin, N.L. Vasilyeva
Bu günlerde, insanlığa Evrenin kapısını açan en basit ve en verimli bilimsel araç olan optik teleskopun yaratılmasının 400. yılını kutluyoruz. İlk teleskopları yaratma onuru haklı olarak Galileo'ya aittir.
Bildiğiniz gibi Galileo Galilei, 1609'un ortalarında Hollanda'da navigasyon ihtiyaçları için bir teleskop icat edildiğini öğrendikten sonra merceklerle denemelere başladı. 1608 yılında, muhtemelen bağımsız olarak Hollandalı gözlükçüler Hans Lippershey, Jacob Metius ve Zacharias Jansen tarafından yapılmıştır. Galileo sadece altı ayda bu icadı önemli ölçüde geliştirmeyi, prensibine dayanan güçlü bir astronomik alet yaratmayı ve bir dizi şaşırtıcı keşifler yapmayı başardı.
Galileo'nun teleskopu geliştirmedeki başarısı tesadüfi olarak kabul edilemez. İtalyan cam ustaları o zamana kadar çoktan meşhur olmuştu: 13. yüzyılda. gözlüğü icat ettiler. Ve teorik optiğin en iyi olduğu yer İtalya'ydı. Leonardo da Vinci'nin çalışmaları sayesinde geometrinin bir bölümünden pratik bir bilime dönüştü. 15. yüzyılın sonunda “Ayı büyük görmek için gözlerinize gözlük yapın” diye yazmıştı. Belki de bunun doğrudan bir kanıtı olmamasına rağmen, Leonardo teleskopik bir sistem uygulamayı başardı.
Optik üzerine orijinal araştırmalar 16. yüzyılın ortalarında yapıldı. İtalyan Francesco Mavrolik (1494-1575). Yurttaşı Giovanni Battista de la Porta (1535-1615) optiğe iki muhteşem eser ayırdı: "Doğal Sihir" ve "Kırılma Üzerine". İkincisi, teleskopun optik şemasını bile veriyor ve küçük nesneleri çok uzakta görebildiğini iddia ediyor. 1609'da teleskopun icadında önceliği savunmaya çalışır, ancak bunun için gerçek kanıtlar yeterli değildi. Her ne olursa olsun, Galileo'nun bu alandaki çalışması iyi hazırlanmış bir zeminde başladı. Ancak Galileo'nun öncüllerine haraç ödeyerek, komik bir oyuncaktan uygulanabilir bir astronomik alet yapanın o olduğunu hatırlayalım.
Galileo deneylerine objektif olarak pozitif bir merceğin ve göz merceği olarak negatif bir merceğin basit bir kombinasyonuyla başladı ve üç kat büyütme sağladı. Şimdi bu tasarıma tiyatro dürbünleri deniyor. Bu gözlüklerden sonra en popüler optik cihazdır. Elbette modern tiyatro dürbünlerinde objektif ve göz merceği olarak yüksek kaliteli kaplamalı lensler, hatta bazen birkaç camdan oluşan karmaşık lensler kullanılır. Geniş bir görüş alanı ve mükemmel görüntü kalitesi sağlarlar. Galileo hem objektif hem de mercek için basit lensler kullandı. Teleskopları en güçlü kromatik ve küresel sapmalardan muzdaripti, yani. çeşitli renklerde kenarlarda bulanık ve odak dışı bir görüntü verdi.
Ancak Galileo, Hollandalı ustalar gibi "tiyatro dürbünlerinde" durmadı, ancak lenslerle deneylere devam etti ve Ocak 1610'a kadar 20 ila 33 kat büyütmeli birkaç araç yarattı. Olağanüstü keşiflerini onların yardımıyla yaptı: Jüpiter'in uydularını, Ay'daki dağları ve kraterleri, Samanyolu'ndaki sayısız yıldızı vb. keşfetti. Daha 1610 Mart ayının ortalarında Venedik'te Latince, 550 kopya. Galileo'nun çalışması, teleskopik astronominin bu ilk keşiflerinin anlatıldığı "Yıldızlı Haberci" yayınlandı. Eylül 1610'da, bilim adamı Venüs'ün evrelerini keşfeder ve Kasım ayında, keşfinin gerçek anlamını anlamamasına rağmen, Satürn'ün yakınında bir halkanın belirtilerini keşfeder (“En yüksek gezegeni üçlü olarak gözlemledim” diye yazar. anagram, keşif önceliğini güvence altına almaya çalışıyor). Belki de sonraki yüzyılların tek bir teleskopu bilime Galileo'nun ilk teleskopu kadar katkıda bulunmadı.
Bununla birlikte, gözlük camlarından teleskoplar monte etmeye çalışan astronomi meraklıları, Galileo'nun el yapımı teleskopundan "gözlem yetenekleri" açısından açıkça daha düşük olan tasarımlarının düşük yeteneklerine genellikle şaşırırlar. Genellikle modern "Celile", Venüs'ün evrelerinden bahsetmeden, Jüpiter'in uydularını bile tespit edemez.
Floransa'da, Bilim Tarihi Müzesi (ünlü Uffizi Resim Galerisi'nin yanında) Galileo tarafından inşa edilen ilk teleskoplardan ikisini barındırıyor. Üçüncü teleskobun kırık bir merceği de var. Bu lens Galileo tarafından 1609-1610 yıllarında birçok gözlem için kullanılmıştır. tarafından Büyük Dük Ferdinand II'ye takdim edildi. Lens daha sonra yanlışlıkla kırıldı. Galileo'nun (1642) ölümünden sonra bu lens Medici Prensi Leopold tarafından muhafaza edilmiş ve ölümünden sonra (1675) Uffizi Galerisi'ndeki Medici koleksiyonuna eklenmiştir. 1793'te koleksiyon Bilim Tarihi Müzesi'ne devredildi.
Oymacı Vittorio Krosten tarafından Galile lensi için yapılmış dekoratif figürlü fildişi çerçeve çok ilginç. Zengin ve tuhaf çiçek süslemeleri, bilimsel araçların görüntüleri ile serpiştirilmiştir; birkaç Latince yazıt, desene organik olarak dahil edilmiştir. En üstte, "MEDICEA SIDERA" ("Medici Yıldızları") yazısıyla şimdi kaybolan bir şerit vardı. Kompozisyonun orta kısmı, "CLARA DEUM SOBOLES MAGNUM IOVIS INCREMENTUM" ("Muhteşem [genç] tanrılar nesli, Jüpiter'in büyük yavruları") metniyle çevrili 4 uydusunun yörüngeleriyle Jüpiter'in görüntüsü ile taçlandırılmıştır. . Sol ve sağ - Güneş ve Ay'ın alegorik yüzleri. Merceğin etrafına çelengi saran şerit üzerindeki yazı şöyledir: "HIC ET PRIMUS RETEXIT MACULAS PHEBI ET IOVIS ASTRA" ("Hem Phoebus'un (yani Güneş'in) lekelerini hem de Jüpiter'in yıldızlarını keşfeden ilk kişiydi"). Aşağıdaki kartuda: "COELUM LINCEAE GALILEI MENTI APERTUM VITREA PRIMA HAC MOLE NON DUM VISA OSTENDIT SYDERA MEDICEA IURE AB INVENTORE DICTA SAPIENS NEMPE DOMINATUR ET ASTRIS" şimdiye kadar görünmez, haklı olarak kaşifler için Medici olarak da adlandırılan kurallar yıldızlar.
Sergiyle ilgili bilgiler, Bilim Tarihi Müzesi'nin web sitesinde mevcuttur: 100101 numaralı bağlantı; referans numarası 404001.
20. yüzyılın başında, Galileo'nun Floransa Müzesi'nde saklanan teleskopları incelenmiştir (tabloya bakınız). Onlarla astronomik gözlemler bile yapıldı.
Galile teleskoplarının ilk objektiflerinin ve göz merceklerinin optik özellikleri (boyutlar mm olarak)
İlk tüpün 20" çözünürlüğe ve 15" görüş alanına sahip olduğu ortaya çıktı. Ve ikincisi sırasıyla 10 "ve 15". Birinci tüpteki artış 14 kat, ikinci tüpteki artış ise 20 kat olmuştur. Üçüncü tüpün kırılan merceği, ilk iki tüpten gelen okülerlerle 18 ve 35 kat büyütme verecektir. Peki, Galileo şaşırtıcı keşiflerini bu kadar kusurlu aletlerle yapmış olabilir mi?
tarihsel deney
İngiliz Stephen Ringwood'un sorduğu soru buydu ve cevabı bulmak için en iyi Galile teleskopunun tam bir kopyasını yarattı (Ringwood S. D. A Galilean teleskopu // The Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, 1994, cilt 35, 1, s. 43-50) . Ekim 1992'de Steve Ringwood, Galileo'nun üçüncü teleskopunun tasarımını yeniden yarattı ve onunla bir yıl boyunca her türlü gözlemi yaptı. Teleskopunun merceği 58 mm çapa ve 1650 mm odak uzaklığına sahipti. Galileo gibi, Ringwood da penetrasyon gücünde nispeten küçük bir kayıpla daha iyi görüntü kalitesi elde etmek için lensini D = 38 mm açıklık çapına indirdi. Mercek, odak uzaklığı -50 mm olan ve 33 kat büyütme sağlayan negatif bir mercekti. Teleskopun bu tasarımında mercek, objektifin odak düzleminin önüne yerleştirildiğinden, tüpün toplam uzunluğu 1440 mm idi.
Ringwood, Galileo teleskopunun en büyük dezavantajını, küçük görüş alanı olarak görüyor - sadece 10 "veya ay diskinin üçte biri. Ayrıca, görüş alanının kenarında, görüntü kalitesi çok düşük. Basit bir Lensin çözünürlüğünün kırınım sınırını tanımlayan Rayleigh kriteri, 3.5-4.0" de kaliteli görüntüler beklenir. Ancak, renk sapması onu 10-20" ye indirdi. Teleskobun delme gücü, basit bir formülle (2 + 5 lg) hesaplandı. D), +9.9 m civarında bekleniyordu. Ancak gerçekte +8 m'den daha sönük yıldızları tespit etmek mümkün değildi.
Ay'ı gözlemlerken, teleskop iyi performans gösterdi. Galileo'nun ilk ay haritalarında çizdiğinden daha fazla ayrıntı görmeyi başardı. "Belki de Galileo önemsiz bir ressamdı, yoksa ay yüzeyinin ayrıntılarıyla pek ilgilenmiyor muydu?" Ringwood'un harikaları. Ya da belki Galileo'nun teleskop yapma ve onlarla gözlem yapma deneyimi hala yeterince büyük değildi? Bunun sebebinin bu olduğunu düşünüyoruz. Galileo'nun kendi elleriyle parlattığı gözlüklerin kalitesi, modern lenslerle rekabet edemezdi. Ve elbette, Galileo bir teleskopla bakmayı hemen öğrenmedi: görsel gözlemler önemli bir deneyim gerektirir.
Bu arada, neden ilk tespit dürbünlerinin yaratıcıları - Hollandalılar - astronomik keşifler yapmadılar? Tiyatro dürbünü (2,5-3,5 kat büyütme) ve dürbün (7-8 kat büyütme) ile gözlemler yaptıktan sonra, yetenekleri arasında bir uçurum olduğunu fark edeceksiniz. Modern yüksek kaliteli 3x dürbünler (tek gözle bakıldığında!), en büyük ay kraterlerini neredeyse hiç fark etmemeyi mümkün kılar; Aynı büyütmeye sahip, ancak daha düşük kaliteli bir Hollanda borusunun bunu bile yapamadığı açıktır. Galileo'nun ilk teleskoplarıyla yaklaşık olarak aynı yetenekleri veren alan dürbünleri, birçok krater ile Ay'ı tüm görkemiyle bize gösteriyor. Hollanda borusunu geliştiren, birkaç kat daha yüksek büyütme elde eden Galileo, “keşif eşiğini” aştı. O zamandan beri, deneysel bilimde bu ilke başarısız olmadı: cihazın önde gelen parametresini birkaç kez iyileştirmeyi başarırsanız, kesinlikle bir keşif yapacaksınız.
Galileo'nun açık ara en dikkat çekici keşfi, Jüpiter'in dört uydusunun ve gezegenin kendisinin diskinin keşfiydi. Beklentilerin aksine, teleskopun düşük kalitesi, Jüpiter uydu sisteminin gözlemlerini büyük ölçüde engellemedi. Ringwood, dört uyduyu da açıkça gördü ve Galileo gibi, her gece gezegene göre hareketlerini not edebildi. Doğru, gezegenin ve uydunun görüntüsünü aynı anda iyi bir şekilde odaklamak her zaman mümkün değildi: merceğin renk sapması çok rahatsız ediciydi.
Ancak Jüpiter'in kendisine gelince, Galileo gibi Ringwood da gezegenin diskinde herhangi bir ayrıntı tespit edemedi. Jüpiter'i ekvator boyunca geçen zayıf kontrastlı enlem bantları, sapma sonucu tamamen yıkandı.
Ringwood Satürn'ü gözlemlerken çok ilginç bir sonuç elde etti. Galileo gibi, 33 kat büyütmede, gezegenin kenarlarında, büyük İtalyan'ın elbette bir yüzük olarak yorumlayamayacağı yalnızca zayıf şişlikler (Galileo'nun yazdığı gibi “gizemli uzantılar”) gördü. Bununla birlikte, Ringwood tarafından yapılan diğer deneyler, diğer yüksek büyütmeli göz mercekleri kullanıldığında, halkanın daha net özelliklerinin hala ayırt edilebildiğini gösterdi. Galileo bunu zamanında yapmış olsaydı, Satürn'ün halkalarının keşfi neredeyse yarım yüzyıl önce gerçekleşecek ve Huygens'e (1656) ait olmayacaktı.
Bununla birlikte, Venüs'ün gözlemleri, Galileo'nun hızla yetenekli bir astronom olduğunu kanıtladı. Açısal boyutu çok küçük olduğu için Venüs'ün evrelerinin en büyük uzamada görünmediği ortaya çıktı. Ve ancak Venüs Dünya'ya yaklaştığında ve 0.25 evresinde açısal çapı 45 "'ye ulaştığında, hilal şekli fark edilir hale geldi. O zaman, Güneş'e olan açısal mesafesi artık o kadar büyük değildi ve gözlemleri zordu.
Ringwood'un tarihsel araştırmasındaki en ilginç şey belki de Galileo'nun Güneş gözlemleriyle ilgili eski bir yanlış anlamanın teşhir edilmesiydi. Şimdiye kadar, güneşi bir Galile teleskobunda görüntüsünü ekrana yansıtarak gözlemlemenin imkansız olduğu genel olarak kabul edildi, çünkü okülerin negatif merceği nesnenin gerçek bir görüntüsünü oluşturamaz. Sadece biraz sonra icat edilen iki pozitif mercekten oluşan Kepler sisteminin teleskopu bunu mümkün kıldı. Merceğin arkasına yerleştirilen bir ekranda Güneş'i ilk gözlemleyenin Alman astronom Christoph Scheiner (1575-1650) olduğuna inanılıyordu. Aynı anda ve Kepler'den bağımsız olarak 1613'te benzer bir tasarıma sahip bir teleskop yarattı. Galileo Güneş'i nasıl gözlemledi? Ne de olsa güneş lekelerini keşfeden oydu. Uzun bir süre Galileo'nun gün ışığını göz merceğinden göz merceğinden izlediği, bulutları ışık filtreleri olarak kullandığı veya ufkun yukarısındaki siste Güneş'i izlediğine dair bir inanç vardı. Galileo'nun yaşlılıkta görme kaybının kısmen Güneş'le ilgili gözlemlerinden kaynaklandığına inanılıyordu.
Ancak Ringwood, Galileo'nun teleskobunun bile güneş lekelerinin çok net bir şekilde görülebildiği, güneş görüntüsünün ekranda oldukça iyi bir projeksiyonunu üretebildiğini keşfetti. Daha sonra, Galileo'nun mektuplarından birinde, Ringwood Güneş'in görüntüsünü ekrana yansıtarak gözlemlerinin ayrıntılı bir tanımını keşfetti. Bu durumun daha önce not edilmemesi garip.
Sanırım her astronomi amatörü birkaç akşam için "Galileo olma" zevkinden kendini mahrum etmeyecektir. Bunu yapmak için, sadece bir Galile teleskopu yapmanız ve büyük İtalyan'ın keşiflerini tekrarlamaya çalışmanız gerekiyor. Çocukken, bu notun yazarlarından biri gözlük camlarından Kepler tüpleri yaptı. Ve zaten yetişkinlikte, Galileo'nun teleskopuna benzer bir alete karşı koyamadı ve inşa edemedi. Kullanılan lens 43 mm çapında ve +2 diyoptri gücünde bir bağlantı lensiydi ve eski bir tiyatro dürbününden yaklaşık -45 mm odak uzaklığına sahip bir göz merceği alındı. Teleskopun sadece 11 kat büyütme ile çok güçlü olmadığı ortaya çıktı, ancak aynı zamanda yaklaşık 50 "çapında küçük bir görüş alanına sahipti ve görüntü kalitesi eşit değildi, kenarlara doğru önemli ölçüde kötüleşiyordu. Ancak, Objektif 22 mm'lik bir çapa açıldığında görüntüler çok daha iyi hale geldi ve hatta daha da iyi - 11 mm'ye kadar Görüntülerin parlaklığı elbette azaldı, ancak Ay'ın gözlemleri bundan bile faydalandı.
Beklendiği gibi, beyaz bir ekrana yansıtılan Güneş'i izlerken, bu teleskop gerçekten de güneş diskinin bir görüntüsünü üretti. Negatif mercek, merceğin eşdeğer odak uzunluğunu birkaç kez artırdı (telefoto prensibi). Galileo'nun teleskopunu hangi sehpaya monte ettiğine dair bir bilgi bulunmadığından, yazar boruyu elinde tutarken gözlemlemiş ve elleri için bir ağaç gövdesi, bir çit veya açık bir pencere çerçevesi kullanmıştır. 11x'te bu yeterliydi, ancak 30x'te, açıkçası Galileo'nun sorunları olabilir.
İlk teleskopu yeniden yaratmaya yönelik tarihsel deneyin başarılı olduğunu varsayabiliriz. Artık Galileo'nun teleskobunun modern astronomi açısından oldukça uygunsuz ve kötü bir araç olduğunu biliyoruz. Her bakımdan, mevcut amatör enstrümanlardan bile daha düşüktü. Tek bir avantajı vardı - o ilkti ve yaratıcısı Galileo, enstrümanından mümkün olan her şeyi "sıkıştırdı". Bunun için Galileo'yu ve ilk teleskopunu onurlandırıyoruz.
Galileo ol
Bu yıl 2009, teleskopun doğumunun 400. yıldönümü onuruna Uluslararası Astronomi Yılı ilan edildi. Bilgisayar ağında, mevcut olanlara ek olarak, astronomik nesnelerin şaşırtıcı resimleriyle birçok yeni harika site ortaya çıktı.
Ancak İnternet siteleri ne kadar ilginç bilgilerle dolu olursa olsun, MGA'nın asıl amacı herkese gerçek Evreni göstermekti. Bu nedenle, öncelikli projeler arasında herkesin erişebileceği ucuz teleskopların üretimi vardı. En büyük olanı, son derece profesyonel gökbilimciler-optikler tarafından tasarlanan küçük bir refrakter olan "galileoskop" idi. Bu, Galileo'nun teleskopunun tam bir kopyası değil, modern reenkarnasyonudur. "Galileoskop", 50 mm çapında ve 500 mm odak uzaklığına sahip iki lensli cam akromatik bir merceğe sahiptir. 4 lensli plastik mercek 25x büyütme sağlar ve 2x Barlow bunu 50x'e çıkarır. Teleskobun görüş alanı 1,5 o (veya Barlow lensi ile 0,75 o). Böyle bir araçla Galileo'nun tüm keşiflerini kolayca "tekrarlayabilirsiniz".
Ancak Galileo'nun kendisi böyle bir teleskopla onları çok daha büyük yapardı. Aracın 15-20 dolarlık fiyat etiketi, aracı gerçekten halka erişilebilir kılıyor. İlginç bir şekilde, standart bir pozitif göz merceğiyle (bir Barlow merceğiyle bile), "galileoskop" aslında bir Kepler tüpüdür, ancak tek başına bir Barlow merceği ile bir göz merceği olarak kullanıldığında, adının hakkını vererek 17x Galile tüpü haline gelir. Büyük İtalyan'ın keşiflerini böyle (orijinal!) bir konfigürasyonda tekrarlamak kolay bir iş değil.
Bu, astronomide okullar ve yeni başlayanlar için uygun, çok kullanışlı ve oldukça kitlesel bir araçtır. Fiyatı, benzer yeteneklere sahip önceki teleskoplardan önemli ölçüde daha düşüktür. Okullarımız için bu tür enstrümanları satın almak çok arzu edilir.