Інструменти Народної обсерваторії в Белграді. На передньому плані рефрактор Zeiss-110/2000

Рефрактор - оптичний телескоп, в якому для збирання світла використовується система лінз, звана об'єктивом. Робота таких телескопів обумовлена ​​явищем рефракції (заломлення).


1. Історія винаходу

Перший телескоп-рефрактор був сконструйований в 1609 Галілеєм. Галілей, грунтуючись на чутках про винахід голландцями зорової труби, розгадав її пристрій і виготовив зразок, який вперше використав для астрономічних спостережень. Перший телескоп Галілея мав апертуру 4 сантиметри, фокусна відстань близько 50 сантиметрів і ступінь збільшення 3x. Другий телескоп мав апертуру 4,5 сантиметра, фокусна відстань 125 сантиметрів, ступінь збільшення 34х. Всі телескопи Галілея були дуже недосконалі, але незважаючи на це, протягом двох перших років спостережень йому вдалося виявити чотири супутники планети Юпітер, фази Венери, плями на Сонце, гори на поверхні Місяця (додатково була виміряна їх висота), наявність у диска Сатурна придатків у двох протилежних точках (природу цього явища Галілей розгадати не зміг).


2. Пристрій

Телескоп-рефрактор містить два основних вузла: лінзовий об'єктив і окуляр. Об'єктив створює дійсне зменшене зворотне зображення нескінченно віддаленого предмета в фокальній площині. Це зображення розглядається в окуляр як в лупу. У силу того, що кожна окремо взята лінза володіє різними абераціями (хроматичної, сферичної і інш.), зазвичай використовуються складні ахроматичні і апохроматичні об'єктиви. Такі об'єктиви являють собою опуклі і увігнуті лінзи, складені і склеєні з тим, щоб мінімізувати аберації.


2.1. Телескоп Галілея

Схема рефрактора Галілея

Телескоп Галілея мав в якості об'єктива одну збирає лінзу, а окуляром служила розсіююча лінза. Така оптична схема дає неперевернутое (земне) зображення. Головними недоліками галілеївських телескопа є дуже мале поле зору і сильна хроматична аберація. Така система все ще використовується в театральних біноклях, і іноді в саморобних аматорських телескопах. [1]


2.2. Телескоп Кеплера

Схема рефрактора Кеплера
Телескоп Кеплера

Йоганн Кеплер у 1611 р. удосконалив телескоп, замінивши рассеивающую лінзу в окулярі збирає. Це дозволило збільшити поле зору і винос зіниці, однак система Кеплера дає перевернене зображення. Перевагою труби Кеплера є також і те, що в ній є дійсне проміжне зображення, в площину якого можна помістити вимірювальну шкалу. По суті, всі наступні телескопи-рефрактори є трубами Кеплера. До недоліків системи відноситься сильна хроматична аберація, яку до створення ахроматичного об'єктиву усували шляхом зменшення відносного отвору телескопа.


2.3. Ахромат

Телескоп-рефрактор з ахроматичним об'єктивом, як правило - двохлінзових (дублет). Найбільш широко поширений в минулому і в даний час тип телескопів-рефракторів. Роботи зі створення ахроматичного об'єктиву почалися орієнтовно в 1730 - х рр. (британські оптики George Bass, Chester Moore Hall). Патент на ахроматичний об'єктив - дублет з лінзами з крона і Флінта був виданий британському королівському оптику Джону Доллонд (John Dolland) в 1758 р. З цього часу почалося виробництво ахроматичних рефракторів. Існує декілька різновидів ахроматичних об'єктивів, що застосовуються в телескопах-рефракторах, зокрема, дублети Літтрова, Кларка, Фраунгофера (останній знайшов найбільше застосування.)


2.4. Апохроматах

Апохроматичні рефрактор

Телескоп-рефрактор з апохроматичних об'єктивом, оптичні аберації якого, в першу чергу хроматична, виправлені значно краще, ніж в ахроматамі. Як правило (хоча і не у всіх випадках), в об'єктиві використовуються елементи зі скла з наднизькою дисперсією або флюорит. Об'єктив - двох-або трьохлінзові. У порівнянні з ахроматамі апохроматах можуть мати велику світлосилу і значно перевершують ахромати за якістю зображення. Першим апохроматах (апохроматичних триплет Доллонд) був телескоп c діаметром об'єктива 9.53 см і фокальним ставленням f/11, створений Пітером Доллонд (сином Джона Доллонд) у Великобританії в 1763 р. Поширення апохроматичних рефракторів в астрономічній оптиці можна віднести до 2й половині 20-го століття , довгий час їх розповсюдження стримувала висока вартість флюоритові оптики або спеціальних стекол. З 1990-х років, завдяки широкому впровадженню в оптичній промисловості стекол з наднизькою дисперсією, за своїми характеристиками близьких до флюориту, апохроматичні рефрактори стали значно більш доступні і популярні, в тому числі і в аматорській астрономії.


3. Сучасні рефрактори

Найбільший рефрактор світу належить Йеркской обсерваторії ( США) і має діаметр об'єктива 102 см. Більш великі рефрактори не використовуються. Це пов'язано з тим, що якісні більші лінзи дороги у виробництві і вкрай важкі, що веде до деформації та погіршення якості зображення. Великі телескопи зазвичай є рефлекторами.

3.1. Найбільші рефрактори

Місцезнаходження та апертура найвідоміших телескопів-рефракторів
Обсерваторія Місцезнаходження Діаметр, дюйм / см Рік споруди - демонтажу Примітки
Йеркской обсерваторії Вільямс Бей, Вісконсін 40/102 1897 Рефрактор Кларка
Обсерваторія Ліка гора Гамільтон, Каліфорнія 36/91 1888
Паризька Обсерваторія Медон, Франція 33/83 1893 Подвійний, візуальний об'єктив 83 см, фотографічний - 62 см.
Астрофізична обсерваторія Потсдам, Німеччина 32/81 1899 Подвійний, візуальний 50 см, фотографічний 80 см.
Обсерваторія Ніцци Франція 30/76 1880
Пулковська обсерваторія Санкт-Петербург 30/76 1885-1941
Аллегенская обсерваторія Піттсбург, Пенсільванія 30/76 1917 Рефрактор Thaw
Гринвіцька обсерваторія Грінвіч, Великобританія 28/71 1893
Гринвіцька обсерваторія Грінвіч, Великобританія 28/71 1897 Подвійний, візуальний 71 см, фотографічний 66
Обсерваторія Архенхольда Берлін, Німеччина 27/70 1896 Найдовший сучасний рефрактор

4. Галерея


Примітки

  1. Телескоп Галілея - www.astronet.ru/db/msg/1237382, Астронет.