Телескоп галилея

Содержание

Как выбрать телескоп для любителей астрономии

Выбор телескопа для любителей астрономии основывается на том, что же вы хотите наблюдать. В принципе, выше описаны виды и характеристики приборов. Вам просто нужно выбрать какой больше нравится. Лучше, на мой взгляд остановиться на линзовом, либо комбинированном виде. Но выбирать, разумеется, вам.

Астрономы

По данным интернета, лучшие любительские телескопы представлены фирмами: Celestron, Bresser и Veber. Так же для домашнего использования отлично подойдут телескопы Sky-Watcher.

Создание и разработка телескопа, на самом деле, позволили сделать огромный шаг в исследовании космоса. Вероятно, всё, что мы знаем сформировалось с помощью этого прибора. Хотя, конечно, не стоит приуменьшать саму деятельность учёных. Сегодня мы рассмотрели некоторые типы телескопов и их характеристики. Однозначно, виден прогресс технологий. И как результат, мы узнали множество интересного о космических объектах и самом космосе. Кроме того, мы можем любоваться прекрасным небом и знакомиться с ним благодаря этому чудесному изобретению.

Примечания [ править ]

  1. ^ Холл, А. Руперт (1992). Исаак Ньютон: авантюрист в мыслях . Издательство Кембриджского университета . п. 67. ISBN 9780521566698.
  2. ^ Ингаллс, Альберт Г. , изд. (1935). Изготовление любительских телескопов (4-е изд.). Munn and Co., Inc.
  3. ^ Фред Уотсон (2007). Звездочет: Жизнь и времена телескопа . Аллен и Анвин. п. 108. ISBN 978-1-74176-392-8.
  4. Проект Галилео> Наука> Цукки, Никколо
  5. ^ Дерек Гьертсен (1986). Справочник Ньютона . Рутледж и Кеган Пол. п. 562. ISBN. 978-0-7102-0279-6.
  6. ^ Майкл Уайт (1999). Исаак Ньютон: Последний чародей . Основные книги. п. 169. ISBN. 978-0-7382-0143-6.
  7. ^ Майкл Уайт (1999). Исаак Ньютон: Последний чародей . Основные книги. п. 170. ISBN 978-0-7382-0143-6.
  8. ^ Ньютон считал, что для исправления аберрации мало что можно сделать, кроме как сделать линзы с диафрагмой f / 50 или более «.Объектив любого телескопа не может собрать все лучи, исходящие из одной точки объекта, чтобы заставить их собраться в его фокусе в меньшем пространстве, чем в круглом пространстве, диаметр которого составляет 50-ю часть диаметра его отверстия »
  9. ^ Стивен Паркинсон (1870). Трактат по оптике . Макмиллан. п. 112 .
  10. Перейти ↑ Raymond N. Wilson (2007). Отражающая оптика телескопа I: основная теория конструкции и ее историческое развитие . Springer Science & Business Media. п. 9. ISBN 978-3-540-40106-3.
  11. ^ telescope-optics.net Отражающие телескопы: ньютоновские, двух- и трехзеркальные системы
  12. ^ amazing-space.stsci.edu — Отражатель Хэдли
  13. Полный Астроном-любитель — Отражатель Джона Хэдли
  14. ^ Расин, Рене (2004). «Исторический рост апертуры телескопа» . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 116 (815): 77–83. Bibcode2004PASP..116 … 77R . DOI10.1086 / 380955 .
  15. ^ Sacek, Владимир (2006-07-14). «8.1.1. Ньютоновские внеосевые аберрации» . Проверено 29 сентября 2009 . внеосевые характеристики параболоидального зеркала так быстро падают с увеличением относительной апертуры выше ~ / 6
  16. ^ Knisely, Дэвид (2004). «Корректор комы Tele Vue Paracor для ньютонианцев» . Обзор телескопа пасмурных ночей . Проверено 29 ноября 2010 года .
  17. ^ Alex Гебра (2010). Физика метрологии: Все об инструментах: от колес до атомных часов . Springer Science & Business Media. С. 258–259. ISBN 978-3-211-78381-8.
  18. ^ Энтони Кук (2009). Найдите время для звезд: приспособление астрономии к своей деловой жизни . Springer Science & Business Media. п. 14. ISBN 978-0-387-89341-9.
  19. ^ 10.1.2. Примеры субапертурных корректоров: системы с одним зеркалом — Jones-Bird
  20. ^ ТЕЛЕСКОПЫ — ОБЗОР И ТИПЫ ТЕЛЕСКОПОВ, КАТАДИОПТИЧЕСКИЙ НЬЮТОНИАН

Вариация

Джонс-Берд

Рефлекторный телескоп Jones-Bird (иногда называемый Bird-Jones) представляет собой зеркально-линзовую ( катадиоптрическую ) вариацию традиционной ньютоновской конструкции, продаваемой на рынке любительских телескопов. В конструкции используется сферическое главное зеркало вместо параболического, при этом сферические аберрации корректируются линзой обычно устанавливаемой внутри фокусирующей трубки или перед вторичным зеркалом. Эта конструкция уменьшает размер и стоимость телескопа за счет более короткой общей длины трубки телескопа (с корректором, увеличивающим фокусное расстояние в схеме « телефото ») в сочетании с менее дорогим сферическим зеркалом. Было отмечено, что коммерчески выпускаемые версии этой конструкции имеют оптические недостатки из-за сложности изготовления корректора субапертуры правильной формы в телескопе, предназначенном для недорогого сегмента рынка телескопов.

Телескоп Галилея

Изобретение быстро распространилось среди тех, кому оно было более всего нужно, то есть, среди европейских военачальников. Об одном из таких телескопов, который использовал французский король Генрих IV, стало известно Галилео Галилею (1564 — 1642).

Оптическая схема телескопа Кеплера

Демонстрация телескопа дожу и сенату Венеции произошла 21 августа 1609 года в самом высоком месте Венеции, на колокольне Святого Марка, которая к тому же была точно ориентирована на четыре стороны света. Демонстрация Галилея в Венеции произвела не меньшее впечатление, чем демонстрация Липперсхея в Гааге. Дож и сенаторы увидели, что окрестные города, отстоявшие от Венеции на 35 – 40 миль приблизились, а на ближнем острове Мурано стало возможно рассмотреть даже отдельных людей, которые выходили из церкви и садились в гондолы. В Андриатическом море в телескоп можно было увидеть галеры, которым до Венеции оставалось ещё два часа ходу. Это было волшебно, это было необходимо. Богатейшая Венеция наградила Галилея за его изобретение без скупердяйства. Его назначили профессором университета в Падуе с пожизненной пенсией 1000 флоринов в год.

Однако Галилей был учёным. Поэтому он сделал то, что никому ещё не приходило в голову. Он направил телескоп на небо, и с его помощью смог разглядеть приблизившуюся поверхность Луны с кратерами, пятна на Солнце, спутники Марса и Юпитера и даже «уши» у Сатурна. Это было кольцо Сатурна, которое ещё никто не видел, но увеличения телескопа Галилея не хватило, чтобы разглядеть это кольцо. Однако и без того телескоп, направленный на небо принёс множество открытий.

Кстати, наблюдения за небом с помощью нового инструмента, телескопа, окончательно убедили Галилея в верности геоцентрической системы Коперника. С этой еретической идеи у него начались проблемы со святой инквизицией, которые завершились домашним арестом, продолжавшемся до смерти учёного в 1642 году.

История

Реплика второго телескопа-рефлектора Ньютона, который он подарил Королевскому обществу в 1672 году.

Большой телескоп Бирра, Левиафан из Парсонстауна. Современные остатки зеркала и несущей конструкции.

Идея о том, что изогнутые зеркала ведут себя как линзы, восходит, по крайней мере, к трактату Альхазена по оптике 11-го века, работам, которые были широко распространены в латинских переводах в ранней современной Европе . Вскоре после изобретения преломляющего телескопа , Galileo , Джованни Франческо Sagredo и других, чему их знанием принципов изогнутых зеркал, обсудила идею строительства телескопа с помощью зеркала в качестве формирующего изображения цели. Были сообщения, что болонский Чезаре Караваджи построил его около 1626 года, а итальянский профессор Никколо Цукки в более поздней работе писал, что он экспериментировал с вогнутым бронзовым зеркалом в 1616 году, но сказал, что это не дало удовлетворительного изображения. Потенциальные преимущества использования параболических зеркал , в первую очередь уменьшение сферической аберрации без хроматической аберрации , привели ко многим предложенным конструкциям отражающих телескопов. Наиболее примечательным из них был Джеймс Грегори , который опубликовал новаторский проект «отражающего» телескопа в 1663 году. Пройдет десять лет (1673 г.), прежде чем ученый-экспериментатор Роберт Гук смог построить этот тип телескопа, который стал известен как Григорианский телескоп .

Исааку Ньютону приписывают создание первого телескопа-рефлектора в 1668 году. В нем использовалось металлическое главное зеркало со сферической шлифовкой и маленькое диагональное зеркало в оптической конфигурации, которая стала известна как ньютоновский телескоп .

Несмотря на теоретические преимущества конструкции отражателя, сложность конструкции и плохие характеристики металлических зеркал, используемых в то время, означало, что им потребовалось более 100 лет, чтобы они стали популярными. Многие достижения в области отражающих телескопов включают совершенство изготовления параболических зеркал в 18 веке, стеклянные зеркала с серебряным покрытием в 19 веке, долговечные алюминиевые покрытия в 20 веке, сегментированные зеркала для увеличения диаметра и активную оптику для компенсации для гравитационной деформации. Нововведением середины 20-го века были катадиоптические телескопы, такие как камера Шмидта , в которых в качестве основных оптических элементов используются как сферическое зеркало, так и линза (называемая пластиной корректора), в основном используемые для получения изображений в широком поле без сферической аберрации.

В конце 20-го века была разработана адаптивная оптика и удачная визуализация для преодоления проблем со зрением , а отражающие телескопы повсеместно используются в космических телескопах и многих типах устройств формирования изображений космических аппаратов.

Телескоп Галилея

Примерно в те же годы итальянец Галилео занимался шлифовкой линз. В 1609 году он представил обществу новую разработку – телескоп с трехкратным увеличением. Телескоп Галилея имел более высокое качество изображения, чем трубы Липперсхея. Именно детище итальянского ученого получило название «телескоп».

В семнадцатом веке телескопы изготавливались голландскими учеными, но они имели низкое качество изображения. И только Галилею удалось разработать такую методику шлифовки линз, которая позволила увеличить четко объекты. Он смог получить двадцатикратное увеличение, что было в те времена настоящим прорывом в науке. Исходя из этого невозможно сказать, кто изобрел телескоп: если по официальной версии, то именно Галилео представил миру устройство, которое он назвал телескопом, а если смотреть по версии разработки оптического прибора для увеличения объектов, то первым был Липперсхей.

Избранные телескопы с апертурой 90 см (35,4 дюйма) и меньше

Некоторые известные телескопы 20-го века, известные в регионе, космические телескопы или другие важные объекты. (100 см = 1 метр)

Имя Диафрагма м Апер. в Зеркало / тип Национальность / Спонсоры Сайт Построен / Б / У
Ультрафиолетовый телескоп Хопкинса 90 см 35,4 дюйма Одиночный УФ Соединенные Штаты Америки СТС , околоземная орбита 1990, 1995
Медон Великий рефрактор 83 см 32,67 « рефрактор (визуальный) Франция Медон, Франция 1891 г.
Отражатель 83 см, Тулузская обсерватория 83 см 32,67 « отражатель-стекло Франция Тулуза, Франция 1875 г.
Focault 80 см, Марсельская обсерватория 80 см 31,5 « отражатель-стекло Focault Марсель, Франция 1862-1965 гг.
Astron 80 см 31,5 дюйма Одиночный УФ CCCP + Франция Околоземная орбита 1983–1989
Потсдам Великий рефрактор (двойной рефрактор) 80 см 31,5 дюйма Дублет Германия Потсдам, Германия 1899 г.
Ruisinger 76,2 см 30 ″ Одноньютоновский США (ASKC) Луисбург , Канзас — Пауэлл Обс. 1985 г.
Гринвичский 28-дюймовый рефрактор Королевская обсерватория, Гринвич 71 см 28 ″ Дублет британская империя Гринвич , Англия Херстмонсо , Англия 1893 г.
Медон Великий рефрактор 62 см рефрактор (фотографический синий) Франция Медон, Франция 1891 г.
Инфракрасная космическая обсерватория 60 см 23,5 дюйма ИК (2,4-240 мкм ) Европейское космическое агентство Околоземная орбита ( GEO ) 1995–1998
IRAS 57 см 22,44 ″ ПДУ ИК США + Великобритания + Нидерланды Околоземная орбита 1983 г.
Монс телескоп 50 см 19,7 дюйма Одинокий Бельгия Обсерватория Тейде , Тенерифе (Испания) 1972 г.
Голландский открытый телескоп (DOT) 45 см 17,7 дюйма Солнечная Дания ORM , Канарские острова 1997 г.
Explorer 57 (IUE) 45 см 17,7 дюйма Одиночный УФ США + Великобритания + страны ЕКА Околоземная орбита ( GEO ) 1978–1996
УФ телескоп Глазар 40 см 15,75 ″ Одиночный УФ CCCP Квант-1 ( Мир ), околоземная орбита 1987–2001
Глазар 2 УФ телескоп 40 см 15,75 ″ Одиночный УФ CCCP + Швейцария Кристалл ( Мир ), околоземная орбита 1990–2001
Mars Global Surveyor —MOC 35 см 13,8 дюйма R / C Соединенные Штаты Америки Орбита Марса 1996–2006
12-дюймовый рефрактор Zeiss обсерватории Гриффита 30,5 см 12 « Ахромат Соединенные Штаты Америки Лос-Анджелес, США 1931 г.
XMM-Newton —УФ-камера 30 см 11,9 дюйма Одиночный УФ Страны ЕКА Околоземная орбита 1998 г.
СЛЕД 30 см 11,9 дюйма Одноместный EUV / UV / Vis НАСА Околоземная орбита 1998–2010 гг.
Hipparcos 29 см 11,4 дюйма Шмидт Европейское космическое агентство Околоземная орбита ( GTO ) 1989–1993
Астрономический спутник Нидерландов 22 см 8,7 дюйма Одиночный УФ Нидерланды и США Орбита Земли 1974–1976
Galileo — твердотельный имидж-сканер 17,65 см 6,95 дюйма Отражатель Соединенные Штаты Америки Юпитер 1989–2003
Вояджер — 1 / , МКС-NAC 17,6 см 6,92 дюйма Катадиоптрический Соединенные Штаты Америки Космос 1977 г.
Spacelab IRT 15,2 см 6 ″ ИК (1,7–118 мкм) ЕКА + НАСА СТС , околоземная орбита 1985 г.
Маринер 10 — ТВ Фото. (x2) 15 см 5,9 дюйма Отражатель Соединенные Штаты Америки Космос 1973–1975
Deep Space 1 —MICAS 10 см 3,94 ″ Одинокий Соединенные Штаты Америки Солнечная орбита 1998–2001
Камера / спектрограф в дальнем ультрафиолете 7,62 см 3 ″ Шмидт УФ Соединенные Штаты Америки Лунная поверхность 1972 г.
Вояджер — 1 / , МКС-КИ 6 см 2.36 ″ Линза Соединенные Штаты Америки Космос 1977 г.

В конце 20-го века разрабатывались предварительные проекты Чрезвычайно большого телескопа 21-го века, а также многих меньших телескопов, таких как Большой бинокулярный телескоп.

История появления рефлектора Ньютона

Как следует из названия, телескоп такой конструкции впервые создал знаменитый английский ученый Исаак Ньютон, известный своими работами в сфере математики, физики, астрономии, и в других науках. Создал, но не изобрел. Идея такой конструкции принадлежит шотландскому ученому – математику и астроному Джеймсу Грегори, предложившему её в 1663 году, однако не воплотил её в реальный телескоп.


Ньютон создал первый телескоп по такой схеме в 1668 году, но он был неудачным. Вторая модель оказалась лучше и давала отличное изображение с 40-кратным увеличением.

Это был большой прорыв в астрономии, особенно если учесть, что в то время пользовались рефракторами – линзовыми телескопами примитивной конструкции, а то и вовсе подзорными трубами. Конечно, такие инструменты не давали качественного изображения, да и увеличение у них было маленькое, хотя и с ними было совершено немало открытий.

Как бы то ни было, в 1671-1672 годах Ньютон продемонстрировал свой телескоп перед самим королём и в Королевском обществе, что вызвало немало восторгов. Ньютон стал знаменит и его сделали членом Королевского общества. Впоследствии телескоп-рефлектор стал основным астрономическим инструментом и позволил совершить многие важнейшие открытия.

Современная модель рефлектора Ньютона

С тех пор мало что изменилось, хотя появилось много других конструкций телескопов, в том числе и рефлекторов. Однако рефлектор Ньютона, как самый простой и одновременно эффективный инструмент, пользуется заслуженной любовью астрономов-любителей по всему миру, причём многие конструировали свой первый рефлектор Ньютона своими руками.

Светофильтры

Светофильтры используются для разных целей и в самом начале занятий астрономией не стоит ими заморачиваться.
Но, если вы покупаете сразу телескоп с большой апертурой и собираетесь смотреть на Луну,
то понадобится лунный фильтр, который затемняет слишком яркое изображение, защищая глаза, при этом он не меняет цвет изображения.

Есть например довольно дорогие фильтры, которые снижают засветку неба, не пропуская определённые длины волн от уличных фонарей.
Это может быть полезно, поскольку засветка неба фонарями очень мешает,
хотя с точки зрения профессионала получится не совсем «настоящее» изображение.
С другой стороны, далеко не кадый способен увидеть эту разницу. Да и потом — лучше увидеть объект немного изменённым, чем вообще никак.
Из-за этой самой засветки многие жители крупных городов часто никогда не видели Млечный Путь.
Что уж говорить о туманностях и галактиках…

Приведённый справа фильтр Moon & SkyGlow стоит всего около 400 рублей.
Он срезает значительную часть спектра от ртутных и натриевых уличных фонарей.
Возможно он и не сравнится с дорогими противофонарными фильтрами за несколько тысяч, но своих денег безусловно стоит.

Линза Барлоу 2х, с многослойным покрытием.

Развитие идеи

Телескоп Галилея — это рефрактор — тип оптических телескопов, работающих за счёт рефракции — преломления световых лучей в системе линз. В 1611 г. Кеплер предложил заменить рассеивающую линзу в окуляре телескопа собирающей — она превращала расходящийся пучок лучей (после их фокусировки объективом (F) в параллельный. Такая схема расширила поле зрения телескопа, т. е. позволила охватить взором больший кусок неба, но давала перевёрнутое изображение. Астрономы, пользующиеся рефракторами Кеплера, привыкли наблюдать «перевёрнутый мир».

Телескоп-рефлектор Ньютона 1668 г.

Рефракторы, по-разному преломляя лучи разных цветов, дают цветовые искажения — хроматическую аберрацию. В 1668 г. И. Ньютон сделал телескоп нового типа — рефлектор, в котором пучок света собирает система зеркал и нет хроматической аберрации.

Поделиться ссылкой

Характеристики телескопов

Многие покупают оптические аппараты для наблюдений за космическими телами

При выборе устройства важно знать не только то, что такое телескоп, но и то, какими характеристиками он обладает

  1. Увеличение. Фокусное расстояние окуляра и объекта – это кратность увеличения телескопа. Если фокусное расстояние объектива два метра, а у окуляра — пять сантиметров, то такое устройство будет обладать сорокакратным увеличением. Если окуляр заменить, то увеличение будет другим.
  2. Разрешение. Как известно, свету свойственны преломление и дифракция. В идеале любое изображение звезды выглядит как диск с несколькими концентрическими кольцами, называемыми дифракционными. Размеры дисков ограничены только возможностями телескопа.

Угол зрения

Удалённые предметы или предметы близкие, но слишком мелкие мы видим плохо или не видим совсем, потому что угол зрения от них слишком мал. Угол зрения — это угол преломления хрусталиком глаза световых лучей от предмета. Лучи, отражённые от предмета, проходят через хрусталик нашего глаза и проецируются на сетчатке в перевёрнутом виде. Но мозг снова переворачивает изображение, и мы видим мир правильно.

Орбитальный (космический) телескоп Хаббл — один из крупнейших современных у телескопов, который позволяет увидеть даже малую вспышку света с расстояния 400 000 км. Этот прибор может увидеть с Земли включённую на Луне лампочку.

Принцип работы и назначение телескопа

В телескопе-рефракторе в качестве объектива используется большая линза, собирающая и фокусирующая свет, а изображение рассматривается с помощью окуляра, состоящего из одной или нескольких линз. Основной проблемой при конструировании телескопов-рефракторов является хроматическая аберрация (цветная кайма вокруг изображения, создаваемого простой линзой вследствие того, что свет различных длин волн фокусируется на разных расстояниях).

Первый телескоп-рефлектор изобрел Ньютон по своей схеме, называемой системой Ньютона.

Наряду с оптическими телескопами имеются телескопы, собирающие электромагнитное излучение в других диапазонах. Например, широко распространены различные типы радиотелескопов (с параболическим зеркалом; неподвижные и полноповоротные; типа РАТАН-600; синфазные; радиоинтерферометры). Имеются также телескопы для регистрации рентгеновского и гамма-излучения. Поскольку последнее поглощается земной атмосферой, рентгеновские телескопы обычно устанавливаются на спутниках или воздушных зондах. Гамма-астрономия использует телескопы, располагаемые на спутниках.

Механика

Монтировка

Основная статья: Монтировка телескопа

Монтировка — это поворотная опора, которая позволяет наводить телескоп на нужный объект, а при длительном наблюдении или фотографировании — компенсировать суточное вращение Земли. Состоит из двух взаимно перпендикулярных осей для наводки телескопа на объект наблюдения, может содержать приводы и системы отсчёта углов поворота. Устанавливается монтировка на какое-либо основание: колонну, треногу или фундамент. Основная задача монтировки — обеспечение выхода трубы телескопа в указанное место и плавность ведения объекта наблюдений.

Основные факторы, влияющие на качество решения задачи, следующие:

  • Сложность закона изменения атмосферной рефракции
  • Дифференциальная рефракция
  • Технологическая точность изготовления привода
  • Точность подшипников
  • Деформация монтировки

Экваториальная монтировка и её разновидности

Экваториальная монтировка — это монтировка, одна из осей вращения которой направлена на полюс мира. Соответственно, перпендикулярная ей плоскость параллельна плоскости экватора. Является классической монтировкой телескопов.

Немецкая монтировка

Один из концов полярной оси несёт на себе корпус оси склонений. Эта монтировка несимметрична, поэтому требует противовеса.

Английская монтировка

Полярная ось имеет опоры под обоими концами, а в её середине находится подшипник оси склонений. Английская монтировка бывает несимметричная и симметричная.

Американская монтировка

Один конец полярной оси заканчивается вилкой, несущей ось склонений.

Достоинства и недостатки

Основное достоинство монтировки — простота сопровождения звёзд. Вместе с этим возникает ряд трудностей, которые при увеличении массы телескопа становятся существенными:

  • Деформации монтировки различны в зависимости от положения телескопа.
  • При изменении положения телескопа изменяется и нагрузка на подшипники
  • Сложность при синхронизации с куполом монтировки

Альт-азимутальная монтировка

Альт-азимутальная монтировка — монтировка, имеющая вертикальную и горизонтальную оси вращения, позволяющие поворачивать телескоп по высоте («альт»

от англ. altitude) и азимуту и направлять его в нужную точку небесной сферы.

В начале была подзорная труба

Телескоп родился в начале 17-го века, и родился он в Нидерландах. Именно в этой стране тогда находились лучшие мастерские по шлифовке стекла и производству линз, главным образом для очков.  Не удивительно, что один из таких мастеров-шлифовщиков поставил как-то две линзы одну за другой. Результат был удивителен: дальние предметы «приблизились» настолько, что можно было разглядеть их во всех подробностях.

Оптическая схема телескопа Галилея

В 1608 году производитель очков Ханс Липперсхей (Hans Lippershey; 1570 – 1619) запатентовал прибор, который позволял рассматривать удалённые предметы. Прибор этот назвали «телескоп», что в переводе с латинского означало «дальнозор». В начале октября 1608 года Липперсхей прибыл в Гаагу ко двору принца Морица Оранского. Здесь он продемонстрировал своё изобретение, зрительную трубу, через которую принц и его приближённые смогли, находясь на высокой башне в Гааге, прочесть показания часов, которые находились на другой башне, находившейся в городе Делфте, на расстоянии 15 километров

Эффектная демонстрация показала королю и его военачальникам важность изобретения Липперсхея. В результате он получил и патент, и деньги на доработку изобретения и изготовление первого десятка «телескопов»

Следует сказать, что Липперсхея попросили сделать не подзорную трубу, куда следовало смотреть прищурившись, а бинокль, то есть две соосные подзорные трубы.

Как работает телескоп

Система линз в зрительной трубе или оптическом телескопе изменяет направление световых лучей, показывая нам предмет под большим углом зрения. Изображение на сетчатке увеличивается, и мы видим подробности строения предмета. Когда говорят, что телескоп увеличивает в 10 раз, это значит, что он показывает предметы под углом зрения в 10 раз большим, чем невооружённый глаз.

Телескоп Галилея — это труба, в которую с двух сторон вставлены линзы. Обращённая к глазу линза — это окуляр, а линза, обращённая к объекту наблюдения, — объектив. Объектив — собирающая линза, увеличивающая угол зрения. Окуляр телескопа — рассеивающая линза, превращающая сходящиеся лучи, идущие от объектива, снова в параллельные, но на меньшей площади. Рассеивающая линза не даёт перевернуть изображение, и в телескопе Галилея мир виден правильно.

Телескоп собирает широкий параллельный световой пучок в узкий параллельный пучок, усиливая «плотность» светового потока и делая видимым, например, свет далёких звёзд, неразличимый невооружённым глазом.

Схема устройства телескопа Галилея

Самый мощный телескоп

Самый мощный телескоп в мире еще только будет построен, а называется он телескоп «Уэбба». Строиться он для того, чтобы самый известный телескоп во всем мире – «Хаббл» (о нем расскажу немного позже и подробнее).

Мощный гигант будет иметь зеркало d6,5 метров, и чтобы вы понимали, то на «Хаббл» оно всего 2,5 м. Пока он находится в активной разработке, ученые тестируют и испытают аппарат, как только могут, чтобы он стал достойной заменой предыдущему, ну и чтобы оправдать бюджет (6.8$ млрд.), который был вложен в него.

Кстати, у вас есть возможность посмотреть на «Уэбба» не заходя в лабораторию, так как в 2013 году в Остине, Техас на Международный женский день был презентован макет в полный размер телескопа Джеймса Уэбба.

У истоков астрономии

410 лет назад, в 1609 году, итальянец Галилео Галилей, впервые наблюдая через телескоп небесные тела, смог разглядеть кратеры на Луне, отдельные звезды Млечного Пути и спутники Юпитера. Свои наблюдения Галилей описал в книге «Звездный вестник», которая произвела фурор в научной среде. Этот момент считается одним из поворотных в становлении астрономии как науки о Вселенной.


Галилео Галилей демонстрирует свой телескоп в Венеции. Фреска Джузеппе Бертини

Первые зрительные трубы, изучая которые Галилей собрал свой телескоп, были изготовлены в 1607 году в Голландии. Но до этого еще в 1509 году Леонардо да Винчи в своих записях сделал чертежи простейшего линзового телескопа и предлагал смотреть через него на Луну. 

Устройство первых телескопов было достаточно простым. В трубе на расстоянии располагались две линзы: объектив − выпуклая линза с фокусным расстоянием в 10, 20 или 30 дюймов и окуляр – вогнутая рассеивающая линза. Недостатками такого устройства являлись малое поле зрения и слабая яркость картинки.

В 1611 году немецкий ученый Иоганн Кеплер предлагает свою конструкцию телескопа – с двумя собирающими линзами. Эта схема давала перевернутое изображение, но зато оно было более ярким, и при этом значительно расширялось поле зрения. Первый телескоп по схеме Кеплера был сделан в 1613 году ученым-иезуитом Кристофом Шейнером. Он же впервые использовал для наведения телескопа две взаимно перпендикулярные оси, одна из которых стоит под прямым углом к плоскости экватора, что помогало компенсировать вращение Земли при наблюдениях.
 

Телескоп Галилео Галилея

Первый настоящий телескоп был изготовлен в 1609 году итальянским математиком и астрономом Галилео Галилеем. Это была труба со вставленными внутрь оптическими очковыми линзами, комбинация которых давала увеличение до 30 раз.

Телескоп Галилея дал возможность совершенно нового подхода к изучению астрономических объектов. С его помощью гениальный итальянец открыл кратеры и горы Луны, кольцо Сатурна, а также открыл и описал четыре самых крупных спутника Юпитера и многие другие астрономические объекты.

С точки зрения современной науки телескоп Галилея – это простейший оптический прибор, какими в наше время пользуются только начинающие астрономы-любители. Однако на то время это был единственный действительно работоспособный телескоп, который позволял изучать небесные тела в недоступных человеческому глазу подробностях.
Неудивительно, что XVII столетие стало веком великих астрономических открытий, задавших науке о звездах то направление, по которому она движется вплоть до сегодняшнего дня.

1. История изобретения

Первый телескоп-рефрактор был сконструирован в 1609 году Галилеем. Галилей, основываясь на слухах об изобретении голландцами зрительной трубы, разгадал её устройство и изготовил образец, который впервые использовал для астрономических наблюдений. Первый телескоп Галилея имел апертуру 4 сантиметра, фокусное расстояние около 50 сантиметров и степень увеличения 3x. Второй телескоп имел апертуру 4,5 сантиметра, фокусное расстояние 125 сантиметров, степень увеличения 34х. Все телескопы Галилея были весьма несовершенны, но несмотря на это, в течение двух первых лет наблюдений ему удалось обнаружить четыре спутника планеты Юпитер, фазы Венеры, пятна на Солнце, горы на поверхности Луны (дополнительно была измерена их высота), наличие у диска Сатурна придатков в двух противоположных точках (природу этого явления Галилей разгадать не смог).

Использование в астрономических исследованиях

Главное зеркало собрано в Центре космических полетов Годдарда , май 2016 года.

Почти все большие астрономические телескопы исследовательского класса являются отражателями. На это есть несколько причин:

  • Отражатели работают в более широком спектре света, поскольку волны определенной длины поглощаются при прохождении через стеклянные элементы, такие как те, что находятся в рефракторе или в катадиоптрическом телескопе .
  • В линзе весь объем материала должен быть без дефектов и неоднородностей, тогда как в зеркале только одна поверхность должна быть идеально отполирована.
  • Свет с разной длиной волны распространяется через среду, отличную от вакуума, с разной скоростью. Это вызывает хроматическую аберрацию . Снижение этого значения до приемлемого уровня обычно включает комбинацию двух или трех линз с диафрагмой (подробнее см. Ахромат и апохромат ). Следовательно, стоимость таких систем значительно зависит от размера апертуры. Изображение, полученное с зеркала, изначально не страдает хроматической аберрацией, а стоимость зеркала намного меньше зависит от его размера.
  • Существуют структурные проблемы, связанные с производством и обращением с линзами с большой апертурой. Поскольку линзу можно удерживать на месте только за край, центр большой линзы будет прогибаться под действием силы тяжести , искажая создаваемое изображение. Самый большой практический размер линзы в преломляющем телескопе составляет около 1 метра. Напротив, зеркало может поддерживаться всей стороной, противоположной его отражающей поверхности, что позволяет использовать конструкции телескопов-отражателей, которые могут преодолевать гравитационное провисание. Самые большие конструкции отражателей в настоящее время превышают 10 метров в диаметре.

Первый телескоп

Известно, что первый телескоп создал Галилео Галилей. Хотя немногие знают, что он использовал ранние открытия других учёных. Например, изобретение зрительной трубы для мореплавания.Кроме того, мастера по стеклу уже создали очки. Вдобавок, использовались линзы. И эффект преломления и увеличения стекла был более или менее изучен.

Первый телескоп Галилея

Безусловно, Галилео добился значительного результата в исследовании данной области. К тому же, он собрал и усовершенствовал все наработки. И в итоге, разработал и представил первый в мире телескоп. По правде, он имел лишь трёхкратное увеличение. Но отличался высоким на тот момент качеством изображения.

Кстати, именно Галилей назвал свой разработанный объект телескопом.В дальнейшем, учёный не остановился на достигнутом

Он усовершенствовал прибор до двадцати кратного увеличения картинки.Важно, что Галилео не только разработал телескоп. Более того, он первым использовал его для исследования космоса

Кроме того, он сделал массу астрономических открытий.

Галилео Галлилей

История создания и развитие

Использование в качестве объектива вогнутого зеркала стало итогом научных поисков, направленных на снижение искажений, вызванных линзами (хроматической и сферической аберраций). Исследования в этом направлении велись во многих европейских странах, особо преуспели в них английские ученые. Первым в 1663 году предложил использовать вместо преломляющей линзы отражающее вогнутое зеркало Джеймс Грегори (по-видимому, он и изобрел первый телескоп-рефлектор), в 1673 г. описанную систему оптического прибора воплотил знаменитый Роберт Гук.

Однако впервые создал действующий телескоп с объективом-зеркалом великий Исаак Ньютон в 1668 году.

Путь рефлекторов не был простым, линзовые приборы, совершенствуемые в то же время, давали более четкое и яркое изображение. Значительный вклад в их развитие внесли ученые континентальной Европы (немцы, французы, итальянцы). Казалось, что рефлектор, так и останется на уровне экспериментального прибора.

Поиски шли в направлении совершенствования покрытия и изготовления зеркал. В дальнейшем в целях снижения искажений в предложенную Ньютоном систему неоднократно вносились разного рода инновации, что привело к появлению принципиально иных схем телескопов-рефлекторов, в том числе и гибридных вариантов, когда линзы и зеркала были применены в одном изделии. Появление новых материалов и технологий позволило создавать все белее совершенные системы, а отсутствие необходимости громоздкой трубы в конструкции телескопа позволило многократно увеличить его эффективность.