Wszystko o teleskopach refrakcyjnych

Jakie skojarzenia ma większość ludzi ze słowem „teleskop”? Najprawdopodobniej wyobrażają sobie refraktor soczewkowy - długą tubę i soczewkę. Dlatego dzisiaj zajmiemy się bardziej szczegółowo tego typu technologią optyczną.

Najpierw trochę teorii. Zadaniem lunety jest maksymalizacja i wyraźna wizualizacja obiektu obserwacji. Wszystkie urządzenia są podzielone na reflektory i refraktory. Najprostszą techniką jest refraktor. Ich zasada działania opiera się na załamaniu światła w momencie przechodzenia promieni przez soczewkę.

Najprostsze modele zawierają parę soczewek. Jedna z nich działa jak soczewka, która odpowiada za załamanie drogi promieni i ich późniejsze utrwalenie w jednym punkcie. Drugi to nic innego jak zwykły okular, który pozwala na oglądanie powstałego obrazu.

W ten sposób soczewka urządzenia teleskopowego daje znacznie zmniejszoną wizualizację obiektu w oddali. Stamtąd obraz trafia do okularu, który działa jak szkło powiększające. W niektórych modelach okular nie jest ustawiony wzdłuż osi tubusu, ale jest montowany prostopadle. W tym przypadku obraz z soczewki trafia do okularu przez soczewkę refrakcyjną.

Musisz zrozumieć różnicę między refraktorem a teleskopem zwierciadlanym. Głównym elementem odbłyśnika jest lustro wklęsłe. Łączy wszystkie wiązki w jedną wiązkę, a następnie za pomocą systemu dodatkowych luster i pryzmatów przekierowuje ją na okular. Wiele modeli tutaj oferuje również prostopadły okular wyposażony w soczewkę refrakcyjną.

Takie modele nie wymagają dodatkowej konfiguracji. Wszystko, czego wymaga się od użytkownika, to skupienie się. Jednocześnie apertura optyczna jest ograniczona, co utrudnia obserwację słabo świecących ciał niebieskich. Księżyc, pary gwiazd i planety najlepiej jest oglądać przez refraktor w pogodną noc.

Za zaletom materiałów ogniotrwałych przypisuje się szereg czynników.

• Możliwość przenoszenia lwią część zebranych promieni świetlnych do okularu. To korzystnie wypada w porównaniu z odbłyśnikami lustrzanymi.

• Przy tej samej średnicy soczewki obraz w refraktorach jest wyraźniejszy i jaśniejszy niż w reflektorach. Wynika to z wyższej przepuszczalności światła.

• Refraktory nie zapewniają lustra wtórnego, ukrywa część użytecznej przestrzeni soczewki... Ponadto droga promieni świetlnych skierowana jest bezpośrednio do okularu. Nie odbija się wielokrotnie od luster, dzięki czemu klarowność i kontrast obrazu nie ulega pogorszeniu.

• Wszystkie części są mocno osadzone, więc soczewki nie wymagają regulacji. Etui jest szczelnie zamknięte - zapewnia to skuteczną ochronę przed kurzem. Reflektory są pozbawione takiej przewagi.

Jednocześnie refraktory mają swoje wady.

Przede wszystkim jest to tak zwany chromatyzm - aberracja chromatyczna, czyli zniekształcenie. Efekt objawia się pojawieniem się kolorowej poświaty wokół danego obiektu. Im jaśniej świeci ciało niebieskie, tym wyższy będzie ten blask. Ponadto chromatyzm wzrasta wprost proporcjonalnie do średnicy obiektywu, a także zwiększa się wraz ze zmniejszaniem ogniskowej.

Zjawisko to doprowadziło do tego, że duże powiększenie nie jest dostępne w niedrogich modelach refraktorów. Pierwsi astronomowie próbowali zwalczyć aberrację chromatyczną, tworząc teleskopy, w których ogniskowa wynosiła kilka metrów.

Refraktory charakteryzują się ograniczoną aperturą. Dlatego zaleca się zakup modelu, którego średnica zaczyna się od 120 mm lub więcej. Jednak począwszy od tego progu, koszt optyki gwałtownie skacze. A jeśli apertura jest mała, obiekty w głębokiej przestrzeni będą wyglądać na nudne. Dlatego zakres refraktorów ogranicza się do jasnych obiektów, takich jak księżyc.

Pierwszy model teleskopowego refraktora został stworzony w 1609 roku przez słynnego naukowca Galileo. Słynny astronom dowiedział się o stworzeniu teleskopu przez Holendrów, potrafił obliczyć tajemnicę jego urządzenia i na jego podstawie wymyślił pierwszy model teleskopu, którym ludzie zaczęli poznawać ciała niebieskie. Przysłona tego urządzenia wynosiła 4 cm, współczynnik powiększenia 3, a ogniskowa około 50 cm.

Oczywiście tego modelu nie można nazwać idealnym. Pod względem parametrów technicznych daleko mu do współczesnej optyki. Ale mimo to w pierwszych dwóch latach obserwacji nieba Galileusz był w stanie znaleźć plamy na Słońcu, góry na Księżycu, a także 4 satelity Jowisza. Zobaczył także kilka „wyrostków” planety Saturn. To prawda, że ​​naukowiec nie był w stanie ustalić natury tak niesamowitego zjawiska - później udowodniono, że są to pierścienie otaczające planetę.

Od 4 stuleci teleskopy refraktorowe są wielokrotnie ulepszane i modernizowane. Nowoczesne urządzenia bardzo różnią się od pierwszych modeli. Zapoznajmy się z najsłynniejszymi wersjami.

Konstrukcja teleskopu Galileo opierała się na wykorzystaniu dwóch soczewek. Dyfuzor pełnił rolę okularu, zbierający służył jako obiektyw. Taka struktura umożliwiła uzyskanie odwróconego pionowego obrazu. Zostało to jednak poważnie zniekształcone. Dziś taki model nie jest poszukiwany, chociaż można go znaleźć w lornetkach teatralnych.

W 1611 Johannes Kepler nieco ulepszył wynalazek Galileusza. W tym celu zmienił soczewkę dyfuzyjną w okularze na zbierającą - w ten sposób pole widzenia zostało zwiększone, ale obraz był przesyłany do góry nogami. Do zalet refraktora Keplera należy obecność obrazu pośredniego, jego płaszczyzna umożliwiła umieszczenie skali pomiarowej w urządzeniu.

W swej istocie wszystkie nowoczesne modele teleskopów zbudowane są na rurze typu Kepler. Do ich wad należy jedynie efekt aberracji chromatycznej, którą od wielu lat starają się zniwelować zmniejszając aperturę względną rury.

Sytuacja zmieniła się w 1758 roku, kiedy w Anglii powstały refraktory-achromaty.... Za podstawę przyjęto schemat Galileo, ale soczewki zostały wymienione - konstrukcja optyki achromatycznej zapewnia specjalną sparowaną soczewkę o różnych parametrach refrakcji. Umożliwiło to w dużej mierze wyeliminowanie aberracji chromatycznej.

Najnowocześniejsze instrumenty to teleskopy apochromatyczne.... Są znacznie droższe od achromatów, więc nikt ich nie używał aż do XX wieku. Zapewniają wysoką jakość obrazu, efekt ten uzyskuje się dzięki zastosowaniu specjalnych, drogich materiałów. Udoskonalone techniki zminimalizowały achromatyzm. Tylko wprawne oko osoby, która często obserwuje przestrzeń, dostrzeże cienką krawędź - i to tylko w niesprzyjających warunkach obserwacji.

Przyjrzyjmy się bardziej szczegółowo charakterystyce najpopularniejszych modeli teleskopów refrakcyjnych.

Teleskop ten będzie doskonałym prezentem dla osób stawiających pierwsze kroki w astronomii.... Zapewnia nieodwrócony obraz i montuje się na łatwym w użyciu montażu azymutalnym. Model nadaje się do eksploracji planet Układu Słonecznego, badania kraterów księżycowych i poznawania ziemskich krajobrazów. Pozwala zobaczyć głęboką przestrzeń, ale obraz jest mniej szczegółowy.

Kolejny model dla dzieci lub początkujących astronomów, optymalny do pierwszego kontaktu z ciałami niebieskimi. Teleskop jest łatwy w montażu, zawiera wszystkie podstawowe akcesoria do sterowania refraktorem, a nawet dzieci mogą nauczyć się obsługi. Potężna optyka pozwala na obserwację planet, Księżyca i obiektów naziemnych.

Soczewki są podświetlane, wykonane ze szkła. Dzięki temu obraz nawet przy dużym powiększeniu jest kontrastowy i wyraźny. Do badania obiektów kosmicznych wykorzystuje się szukacz optyczny z pięciokrotnym przybliżeniem. Ten refraktor odwraca obraz do góry nogami. Dlatego w zestawie dodatkowo znajduje się ukośne lusterko elektryczne, które pozwala na korekcję zniekształceń obrazu.

Montaż azymutalny jest łatwy w obsłudze i umożliwia jak najszybsze skierowanie refraktora na badany obiekt. Osprzęt optyczny zamocowany jest na metalowym statywie z regulowanymi nogami, dzięki czemu obserwator o dowolnym wzroście może samodzielnie dopasować teleskop. Oprócz statywu dołączony jest blok na akcesoria, w którym zmieści się kompas, mapa rozgwieżdżonego nieba, a także dodatkowe okulary i inne przedmioty niezbędne do pracy.

Łatwy w użyciu teleskop, który może być używany jak zwykła luneta obserwacyjna. Pozwala dobrze widzieć Księżyc i obiekty naziemne. Zaletą modelu jest duża ilość oklein i innych akcesoriów, dzięki czemu nie ma potrzeby ich dokupowania.

Bardzo popularny jest model PolarStar II 700/80AZ.

Rekordzistą wymiarów wśród wszystkich teleskopów refrakcyjnych jest model zmontowany w Paryżu w 1900 roku na Wystawę Światową... Średnica jego obiektywu wynosiła 1,25 m, a długość samej tubusu przekraczała 60 m. Jednak ze względu na duży ciężar i kolosalne wymiary przyrząd optyczny został ustalony poziomo i statycznie – nie pozwalało to na obserwację, więc po 9 lat produkt został zdemontowany.

Największym współczesnym teleskopem jest model znajdujący się w Obserwatorium Yerkes w Chicago. Wielkość soczewki obiektywu odpowiada 1,1 m, technika ta pozwala badać nawet obiekty Układu Słonecznego, które są bardzo odległe od Ziemi. Refraktor został wyprodukowany w 1897 roku, w tym samym czasie otwarto Obserwatorium Yerkesa.

Duże teleskopy ogniotrwałe znajdują się również w: Potsdam Astrophysical Institute, Lick, Pulkovo, Greenwich Observatories, a także w Nicei, Archenhold i Allegheny. Teleskop Jamesa Clarka Maxwella, znajdujący się na Hawajach w USA na wysokości 4200 m, jest dobrze znany.