Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Телескоп



План:


Введення

Телескопи
Шведська сонячний телескоп з апертурою 1 м.

Телескоп (від др.-греч. τῆλε - Далеко + σκοπέω - Дивлюся) - прилад, призначений для спостереження небесних тіл [1].

Зокрема, під телескопом розуміється оптична телескопічна система, застосовувана не обов'язково для астрономічних цілей.

Існують телескопи для всіх діапазонів електромагнітного спектра: оптичні телескопи, радіотелескопи, рентгенівські телескопи, гамма-телескопи. Крім того, детектори нейтрино часто називають нейтрино телескопами. Також, телескопами можуть називати детектори гравітаційних хвиль.

Оптичні телескопічні системи використовують в астрономії (для спостереження за небесними світилами [1]), в оптиці для різних допоміжних цілей: наприклад, для зміни расходимости лазерного випромінювання [2]. Також, телескоп може використовуватися в якості зорової труби, для вирішення завдань спостереження за віддаленими об'єктами [3]. Найперші креслення найпростішого лінзового телескопа були виявлені в записах Леонардо Да Вінчі. Побудував телескоп в 1608 Ханс Ліпперсхей. Також створення телескопа приписується його сучасникові Захарія Янсен.


1. Історія

Роком винаходу телескопа, а вірніше зорової труби, вважають 1608, коли голландський очковий майстер Іоанн Ліпперсгей продемонстрував свій винахід в Гаазі. Проте у видачі патенту йому було відмовлено, в силу того що й інші майстри, як Захарій Янсен з Мідделбург і Якоб Метіус з Алкмара, вже володіли примірниками підзорних труб, а останній невдовзі після Ліпперсгея подав у Генеральні штати (голландська парламент) запит на патент. Пізніша дослідження показало, що, ймовірно, підзорні труби були відомі раніше, ще в 1605 році [4]. В "Додатках в Вітелло", опублікованих в 1604 р. Кеплер розглянув хід променів в оптичній системі, що з двоопуклою і двояковогнутой лінз. Найперші креслення найпростішого лінзового телескопа (причому як однолінзового, так і двохлінзові) були виявлені ще в записах Леонардо Да Вінчі датуються 1509-м роком. Збереглася його запис: "Зроби скла, щоб дивитися на повний Місяць" ("Атлантичний кодекс").

Першим, хто направив зорову трубу в небо, перетворивши її в телескоп, і отримав нові наукові дані став Галілей. В 1609 він створив свою першу зорову трубу з триразовим збільшенням. У тому ж році він побудував телескоп з восьмиразовим збільшенням довжиною близько півметра. Пізніше їм був створений телескоп, який давав 32-кратне збільшення: довжина телескопа була близько метра, а діаметр об'єктива - 4,5 см. Це був дуже недосконалий інструмент, який володів усіма можливими абераціями, тим не менш, з його допомогою Галілей зробив ряд відкриттів.

Назва "телескоп" запропонував у 1611 грецький математик Джованні Демізіані для одного з інструментів Галілея, показаному на банкеті в Академії деї Лінчеї. Сам Галілей використовував для своїх телескопів термін лат. perspicillum [5].


2. Оптичні телескопи

Телескоп являє собою трубу (суцільну, каркасну або ферму), встановлену на монтуванні, забезпеченою осями для наведення на об'єкт спостереження і стеження за ним. Візуальний телескоп має об'єктив і окуляр. Задня фокальна площина об'єктиву поєднана з передньою фокальній площиною окуляра [6]. У фокальну площину об'єктива замість окуляра може поміщатися фотоплівка або матричний приймач випромінювання. У такому випадку об'єктив телескопа, з точки зору оптики, є фотооб'єктивом [7]. Телескоп фокусується за допомогою фокусера (фокусировочного пристрою).

За своєю оптичною схемою більшість телескопів діляться на:

Крім того, для спостережень Сонця професійні астрономи використовують спеціальні сонячні телескопи, що відрізняються конструктивно від традиційних зоряних телескопів.


2.1. Характеристики оптичних телескопів

Оптичний телескоп - це афокальні система ( оптична сила дорівнює нулю [6]), що складається з об'єктива і окуляра. Телескоп збільшує видимий кутовий розмір і видиму яскравість спостережуваних об'єктів [3]. Основними параметрами, які визначають інші характеристики телескопа, є: діаметр об'єктиву ( апертура) і фокусна відстань об'єктива.

r = \ frac {140} {D} ,

де r - Кутове дозвіл в кутових секундах, а D - Діаметр об'єктиву в міліметрах.

\ Gamma = \ frac {F} {f} ,

де F і f - Фокусні відстані об'єктиву і окуляра.

У разі використання обертаючої системи або лінзи Барлоу це збільшення має бути помножена на їх кратність.

  • Максимальне оптичне збільшення телескопа визначається подвоєним значенням діаметра його об'єктива, вираженого в міліметрах, збільшення виражається в Крат (N x - Ен крат),
\ Gamma = \ {2} {D} .
  • Діаметр поля зору телескопа S (Size of visible sky field-розмір видимого поля неба). Дослідним шляхом встановлено, що діаметр поля зору телескопа, виражений в хвилинах дуги, залежить від застосованого збільшення,
S = \ frac {2000} {\ Gamma} .
  • Відносне отвір телескопа A - Це відношення діаметра об'єктива телескопа D до його фокусної відстані F , Де D і F виражаються в міліметрах,
A = \ frac {D} {F} = \ frac {1} {\ forall} = {\ forall} ^ {-1} .
  • Світлосила телескопа {\ Forall} ,
{\ Forall} = \ frac {F} {D} = \ frac {1} {A} = {A} ^ {-1} .

Відносне отвір телескопа A і світлосила {\ Forall} є важливою характеристикою об'єктива телескопа. Це зворотні один одному величини. Чим більше світлосила - менше відносний отвір, тим яскравіше формує зображення у фокальній площині об'єктив телескопа. Але при цьому виходить менше збільшення, яке дає даний об'єктив.

~ M = 5,5 + 2,5 \ lg D + 2,5 \ lg {\ Gamma} . [8]

Так само в літературі зустрічається інша, спрощена формула:

~ M = 2,1 + 5 \ lg D .

Проникна сила рефлекторів на 1-2 m вище, ніж у рефракторів. Проникна сила телескопа сильно залежить від якості оптики, яскравості неба, прозорості атмосфери та її спокою. Рівень і тип оптичних спотворень ( аберацій) залежить від конструкції телескопа, та фізичних властивостей його оптичних компонентів - лінз, дзеркал, призм і скляних коректорів.

  • Лінійні розміри діаметрів дисків Сонця і Місяця в фокальній площині об'єктива телескопа обчислюються за формулою
l = {F} ~ \ frac {30} {} 3440 ,

де l - Діаметр диска Сонця у фокусі в міліметрах, а F - Фокусна відстань об'єктиву в міліметрах.

  • Масштаб фотонегативів (або ПЗЗ)
u = \ frac {3440} {F} ,

де u - Масштаб в кутових хвилинах на міліметр ('/ мм), а F - Фокусна відстань об'єктиву в міліметрах. Якщо відомі лінійні розміри ПЗС матриці, її дозвіл і розмір її пікселів, то тоді звідси можна обчислити дозвіл цифрового знімка в кутових хвилинах на піксель.


3. Радіотелескопи

Радіотелескопи Very Large Array в штаті Нью-Мексико, США.
22-метровий телескоп ПРАО РТ-22, що працює в сантиметровому діапазоні

Для дослідження космічних об'єктів в радіодіапазоні застосовують радіотелескопи. Основними елементами радіотелескопів є приймаюча антена і радіометр - чутливий радіоприймач, перебудовується по частоті, і приймаюча апаратура. Оскільки радіодіапазон набагато ширше оптичного, для реєстрації радіовипромінювання використовують різні конструкції радіотелескопів, залежно від діапазону. В довгохвильовій області ( метровий діапазон; десятки і сотні мегагерц) використовують телескопи складені з великої кількості (десятків, сотень або, навіть, тисяч) елементарних приймачів, зазвичай диполів. Для більш коротких хвиль (дециметровий і сантиметровий діапазон; десятки гігагерц) використовують напів-або повноповоротні параболічні антени. Крім того, для збільшення роздільної здатності телескопів, їх об'єднують у інтерферометри. При об'єднанні кількох одиночних телескопів, розташованих у різних частинах земної кулі, в єдину мережу, говорять про радіоінтерферометрії з наддовгих базою (РНДБ). Прикладом такої мережі може служити американська система VLBA ( англ. Very Long Baseline Array ). З 1997 по 2003 рік функціонував японський орбітальний радіотелескоп HALCA ( англ. Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy ), Включений в мережу телескопів VLBA, що дозволило істотно поліпшити роздільну здатність всієї мережі. Російський орбітальний радіотелескоп Радіоастрон також планується використовувати в якості одного з елементів гігантського інтерферометра.


4. Космічні телескопи

The Einstein Observatory, рентгенівський телескоп спочатку названий HEAO B (High Energy Astrophysical Observatory B) - Обсерваторія Ейнштейна
Космічний телескоп Хаббл, вид з космічного шаттла Діскавері під час другої місії з обслуговування телескопа (STS-82).

Земна атмосфера добре пропускає випромінювання в оптичному (0,3-0,6 мкм), ближньому інфрачервоному (0,6 - 2 мкм) і радіодіапазоні (1 мм - 30 м). Вже в ближньому ультрафіолетовому діапазоні із зменшенням довжини хвилі прозорість атмосфери сильно погіршується, внаслідок чого спостереження в ультрафіолетовому, рентгенівському і гамма діапазонах стають можливими тільки з космосу. Винятком є ​​реєстрація гамма-випромінювання надвисоких енергій, для якого підходять методи астрофізики космічних променів : високоенергійні гамма-фотони в атмосфері породжують вторинні електрони, які реєструються наземними установками по черенковського світіння. Прикладом такої системи може служити телескоп CACTUS.

В інфрачервоному діапазоні також сильно поглинання в атмосфері, однак, в області 2-8 мкм є деяка кількість вікон прозорості (як і в міліметровому діапазоні), в яких можна проводити спостереження. Крім того, оскільки більша частина ліній поглинання в інфрачервоному діапазоні належить молекулам води, інфрачервоні спостереження можна проводити в сухих районах Землі (зрозуміло, на тих довжинах хвиль, де утворюються вікна прозорості у зв'язку з відсутністю води). Прикладом такого розміщення телескопа може служити англ. South Pole Telescope , Встановлений на південному географічному полюсі, що працює в субміліметровому діапазоні.

У деяких випадках вдається вирішити проблему атмосфери підйомом телескопів або детекторів в повітря на літаках або стратосферних балонах. Але, найбільші результати досягаються з винесенням телескопів в космос. Космічна астрономія - єдиний спосіб отримати інформацію про всесвіт в короткохвильовому і, здебільшого, в інфрачервоному діапазоні; спосіб сильно поліпшити роздільну здатність радіоінтерферометрів. Оптичні спостереження з космосу не настільки привабливі в світлі сучасного розвитку адаптивної оптики, що дозволяє сильно знизити вплив атмосфери на якість зображення, а також дорожнечу виведення на орбіту телескопа з дзеркалом, яке можна порівняти за розмірами з великими наземними телескопами.


5. Найбільші оптичні телескопи

5.1. Телескопи-рефрактор

Обсерваторія Місцезнаходження Діаметр, дюйм / см Рік споруди - демонтажу Примітки
Йеркской обсерваторія 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
Аллегенская обсерваторія Піттсбург, Пенсільванія 30/76 1917 Рефрактор Thaw
Грінвічська обсерваторія Грінвіч, Британія 28/71 1893
Грінвічська обсерваторія Грінвіч, Британія 28/71 1897 Подвійний, візуальний 71 см, фотографічний 66
Обсерваторія Архенхольда Берлін, Німеччина 27/70 1896 Найдовший сучасний рефрактор

5.2. Сонячні телескопи

Обсерваторія Місцезнаходження Діаметр, м Рік споруди
Кітт-Пік Тусон, Арізона 1,60 1962
Сакраменто-Пік Санспот, Нью-Мексико 1,50 1969
Кримська астрофізична обсерваторія Крим, Україна 1,00 1975
Шведська сонячний телескоп Пальма, Канари 1,00 2002
Кітт-Пік, 2 штуки в загальному корпусі з 1,6 метра Тусон, Арізона 0,9 1962
Тейде Тенеріфе, Канари 0,9 2001
Кітт-Пік Тусон, Арізона 0,7 1973
Інститут фізики Сонця, Німеччина Тенеріфе, Канари 0,7 1988
Мітак Токіо, Японія 0,66 1920

5.3. Камери Шмідта

Обсерваторія Місцезнаходження Діаметр корекційної пластини - дзеркала, м Рік споруди
Обсерваторія Карла Шварцшильда Таутенбурге, Німеччина 1,3-2,0 1960
Паломарськая обсерваторія гора Паломар, Каліфорнія 1,2-1,8 1948
Англо-австралійська обсерваторія Сайдинг-Спрінг, Австралія 1,2-1,8 1973
Токійська астрономічна обсерваторія Токіо, Японія 1,1-1,5 1975
Європейська південна обсерваторія Ла-Силья, Чилі 1,1-1,5 1971

5.4. Телескопи-рефлектори

Назва Місцезнаходження Діаметр дзеркала, м Рік споруди
Гігантський південно-африканський телескоп, SALT Сазерленд, ПАР 11 2005
Gran Telescopio Canarias Ла-Пальма, Канари 10,4 2002
Телескопи Кек Мауна-Кеа, Гаваї 9,82 2 1993, 1996
Телескоп Хобі-Еберлі, HET Джефф-Девіс, Техас 9,2 1997
Великий бінокулярний телескоп, LBT гора Грехем (англ.), Арізона 8,4 2 2004
Very Large Telescope, ESO VLT Серро Параналь, Чилі 8,2 4 1998, 2001
Subaru Telescope Мауна-Кеа, Гаваї 8,2 1999
Gemini North Telescope, GNT Мауна-Кеа, Гаваї 8,1 2000
Gemini South Telescope, GST Серро Пашон, Чилі 8,1 2001
Мультізеркальний телескоп (англ.), MMT гора Хопкінс (англ.), Арізона 6,5 2000
Magellan Telescope Лас Кампанас, Чилі 6,5 2 2002
Великий телескоп азимутальний, БТА гора Пастухова, Росія 6,0 1975
Large Zenith Telescope, LZT Мейпл Рідж, Канада 6,0 2001
GEHale 200-inch Telescope, MMT гора Паломар, Каліфорнія 5,08 1948

6. Відомі виробники аматорських телескопів

Примітки

  1. 1 2 БСЕ. Стаття "Телескоп (астрономіч.)" - slovari.yandex.ru / Телескоп / БСЕ / Телескоп (астрономіч.) /
  2. Пахомов І. І., Рожков О. В. Оптико-електронні квантові прилади - 1-е изд. - М .: Радіо і зв'язок, 1982. - С. 184. - 456 с.
  3. 1 2 Ландсберг Г. С. Оптика - 6-е изд. - М .: Физматлит, 2003. - С. 303. - 848 с. - ISBN 5-9221-0314-8.
  4. В. А. Гуріков. Історія створення телескопа. Історико-астрономічні дослідження, XV - naturalhistory.narod.ru/Hronolog/Instrum/Teleskop_1.htm / / Відп. ред. Л. Є. Майстрів - М., Наука, 1980.
  5. С. І. Вавилов. Галілей в історії оптики - ufn.ru/ufn64/ufn64_8/Russian/r648b.pdf / / УФН. - 1964. - Т. 64. - № 8. - С. 583-615.
  6. 1 2 Панов В. А. Довідник конструктора оптико-механічних приладів - 1-е изд. - Л. : Машинобудування, 1991. - С. 81.
  7. Туригін І. А. Прикладна оптика - 1-е изд. - М .: Машинобудування, 1966.
  8. Астронет> проникна сила телескопа - www.astronet.ru/db/msg/1188556

Література

  • Чикин А. А. "Відбивні телескопи" - naturalhistory.narod.ru / Person / Modern / Chikin / Ref_ogl.htm, Петроград, 1915.
  • Дагаєв М. М., Чаругін В. М. "Астрофізики: книга для читання з астрономії", видавництво "Освіта", 1988.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Хаббл (телескоп)
Телескоп (журнал)
Рентгенівський телескоп
Телескоп Комптон
MAGIC (телескоп)
БТА (телескоп)
Зенітний телескоп
Телескоп (сузір'я)
ANS (телескоп)
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru