Современные телескопы
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ТЕЛЕСКОПА
2. УСТРОЙСТВО И ТИПЫ ТЕЛЕСКОПОВ
3. НАЗНАЧЕНИЕ ТЕЛЕСКОПА
4. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕЛЕСКОПЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
По мере развития астрономической техники появилась возможность изучать объекты во всем электромагнитном спектре, для чего были разработаны специальные системы телескопов и дополнительных детекторов, позволяющие работать в различных диапазонах волн. Термин "телескоп", первоначально означавший оптический инструмент, получил более широкое значение. Однако в телескопах, работающих в видимом, радио- и рентгеновском диапазонах, используются системы и методы, сильно различающиеся между собой.
Инструмент, который собирает электромагнитное излучение удаленного объекта и направляет его в фокус, где образуется увеличенное изображение объекта или формируется усиленный сигнал называется телескопом.
Само слово телескоп, имеет греческое происхождение, что в дословном переводе означает "далеко видеть".
Телескоп, позволяющий астрономам видеть далекие миры, был и остается их главным инструментом. Без его помощи совсем немногое узнали бы мы о тайнах Вселенной. Существуют два основных типа телескопов.
Для многих тысяч людей астрономия является большим увлечением. Каждому любителю под силу увидеть много интересного, если запастись картой звездного неба, фонариком с красным фильтром (чтобы не слепило глаза) и теплой одеждой. Наблюдать небо можно невооруженным глазом, с помощью бинокля или в телескоп. Следите за изменяющимся видом планет или блеском переменных звезд. Как знать, может, вам однажды посчастливится открыть неизвестную комету или новую звезду.
Астрономы-профессионалы мало, если вообще когда-либо смотрят в телескоп. Человеческий глаз уступил место сложным приборам. Ученые наблюдают то, что видит телескоп, на телевизионных экранах, а управляют им и анализируют полученную информацию с помощью компьютеров.
Современный телескоп - это компьютерные телескопы оснащенные необходимыми программами.
Первоначально задачи астрономии в основном сводились лишь к наблюдению положений небесных светил и определению местоположения наблюдателя на поверхности Земли. Лишь со времен Галилея, с изобретением телескопа, астрономы приступили к изучению физической природы небесных тел.
Телескопы бывают самыми разными – оптические (общего астрофизического назначения, коронографы, телескопы для наблюдения ИСЗ), радиотелескопы, инфракрасные, нейтринные, рентгеновские. При всем своем многообразии, все телескопы, принимающие электромагнитное излучение, решают две основных задачи.
Первая задача сводится к следующему:
- создать максимально резкое изображение и, при визуальных наблюдениях, увеличить угловые расстояния между объектами (звездами, галактиками и т. п.);
- собрать как можно больше энергии излучения, увеличить освещенность изображения объектов.
Вторая задача телескопа – увеличивать угол, под которым наблюдатель видит объект.
Первый
телескоп появился в начале XVII века.
Официальной датой рождения телескопа
принято считать 1609 год. Именно в этом
году Галилео Галилей, экспериментируя
с линзами для создания очков, нашел комбинацию,
которая обеспечивала многократное приближение.
Построенная же ученым первая зрительная
труба стала прародительницей современных
рефракторов и впоследствии получила
название телескопа.
- ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ТЕЛЕСКОПА
Коренной
переворот в методах
Телескоп имел скромные размеры (длина трубы 1245 мм, диаметр объектива 53 мм, окуляр 25 диоптрий), несовершенную оптическую схему и 30-кратное увеличение. Он позволил сделать целую серию замечательных открытий (фазы Венеры, горы на Луне, спутники Юпитера, пятна на Солнце, звезды в Млечном Пути).
Очень плохое качество изображения в первых телескопах заставило оптиков искать пути решения этой проблемы. Оказалось, что увеличение фокусного расстояния объектива значительно улучшает качество изображения. Телескоп Гевелия имел длину 50 м и подвешивался системой канатов на столбе.
Первые телескопы были еще крайне несовершенны, давали нечеткое изображение, окрашенное радужным ореолом. Избавиться от недостатков пытались, увеличивая длину телескопов. Так появились огромные инструменты, вроде того, который в 1664 г. был построен во Франции А. Озу.[3]
Телескоп Озу имел длину 98 метров. При этом он не имел трубы, объектив располагался на столбе на расстоянии почти 100 метров от окуляра, который наблюдатель держал в руках (так называемый воздушный телескоп). Наблюдать с таким телескопом было очень неудобно. Озу не сделал ни одного открытия.
Христиан Гюйгенс, наблюдая в 64-метровый воздушный телескоп, открыл кольцо Сатурна и его спутник - Титан, а также заметил полосы на диске Юпитера. Другой крупный астроном того времени, Жан Кассини, с помощью воздушных телескопов открыл еще четыре спутника Сатурна (Япет, Рея, Диона, Тефия), щель в кольце Сатурна (щель Кассини), «моря» и полярные шапки на Марсе.
В
1663 году Грегори создал новую схему
телескопа-рефлектора. Грегори первым
предложил использовать в телескопе
вместо линзы зеркало. Основная аберрация
линзовых объективов - хроматическая -
полностью отсутствует в
Первый
телескоп-рефлектор был
1672
году Кассегрен предложил
В настоящее время практически все телескопы являются зеркальными. Сначала зеркала делали из металлических заготовок. Сейчас их изготавливают из стекла, а затем наносят на поверхность тонкий слой серебра (используется в основном любителями) или алюминия, который напыляется в вакууме.
Самый
большой в мире зеркальный телескоп
им. Кека имеет диаметр 10 м и находится
на Гавайских островах. В России
на Кавказе работает телескоп БТА
размером 6 м. [1]
- УСТРОЙСТВО И ТИПЫ ТЕЛЕСКОПОВ
Телеско́п (от др.-греч — далеко и смотрю) — прибор, предназначенный для наблюдения небесных тел[1].
В частности, под телескопом понимается оптическая телескопическая система, применяемая не обязательно для астрономических целей.
Существуют телескопы для всех диапазонов электромагнитного спектра: оптические телескопы, радиотелескопы, рентгеновские телескопы, гамма-телескопы. Кроме того, детекторы нейтрино часто называют нейтринными телескопами. Также, телескопами могут называть детекторы гравитационных волн.
Оптический телескоп - один из наиболее почтенных научных инструментов, в течение веков использовался астрономами для исследования звезд и планет. Последние годы телескопы оснащают современными детекторами и системами компьютерной обработки изображения. Наблюдая удаленные объекты, свет от которых идет миллиарды лет, астрономы получат возможность заглянуть в давно прошедшие времена. Полагают, что возраст Вселенной составляет около 13,7 млрд лет. Зародыши возникающих Галактик, свет от которых идет так долго и находящиеся так далеко, пока разглядеть не удается. Решение этой проблемы - принципиальная задача науки.
Более чем три столетия астрономическим наблюдениям мешало влияние земной атмосферы. Этот слой газов ухудшает различимость объектов, которые они могли бы видеть в телескоп. Атмосферные искажения для большинства мест на Земле приводят к тому, что телескопы не могут достичь теоретического предела разрешения. В попытках обойти влияние атмосферы астрономы строят обсерватории высоко в горах, чтобы находиться как можно выше ее турбулентностей.
После ускорителей частиц и токамаков большие телескопы - наиболее дорогостоящие научные установки. Крупнейшие телескопы находятся на Гавайях и в горах Анд, где установлены телескопы с зеркалами до 10 м в диаметре. Американское космическое агентство запустило космический телескоп Хаббл с 2-х метровым зеркалом.
Почему
продолжают строить наземные большие
телескопы? По трем соображениям: во-первых,
большие телескопы могут
Оптические
телескопические системы
Телескоп любого типа имеет объектив и окуляр.
Линза, обращенная к объекту наблюдения, называется Объективом, а линза , к которой прикладывает свой глаз наблюдатель – Окуляр.
Может
быть дополнительная лупа, которая
позволяет приблизить глаз к фокальной
плоскости и рассматривать
Таким образом, телескоп можно изготовить, расположив на одной оси одна за другой две линзы - объектив и окуляр. Для наблюдений близких земных предметов суммарное расстояние фокусов должно быть увеличено. Меняя окуляры, можно получить различные увеличения при одном и том же объективе.
Если линза толще посередине, чем на краях, она называется Собирающей или Положительной, в противном случае – Рассеивающей или Отрицательной.
Прямая,
соединяющая центры этих поверхностей,
называется Оптической осью линзы. Если
на такую линзу попадают лучи, идущие
параллельно оптической оси, они, преломляясь
в линзе, собираются в точке оптической
оси, называемой Фокусом линзы. Расстояние
от центра линзы до её фокуса называют
фокусным расстоянием. Чем больше кривизна
поверхностей собирающей линзы, тем
меньше фокусное расстояние. В фокусе
такой линзы всегда получается действительное
изображение предмета.
Tелескоп принято характеризовать угловым увеличением γ. В отличие от микроскопа, предметы, наблюдаемые в телескоп, всегда удалены от наблюдателя. [4]
Основное предназначение телескопа – собирать свет. Чем больше диаметр собирающего элемента, тем больше света сможет собрать телескоп. Чем больше света соберет телескоп, тем более качественное изображение получится.[4]
В зависимости от конструкции оптической схемы телескопы делят на:
- линзовые системы – рефракторы,
- зеркальные системы – рефлекторы,
- зеркально-линзовые телескопы.
Возможности
телескопов каждой группы несколько
отличаются, поэтому, чтобы выбрать
оптимальный для своих нужд оптический
инструмент, начинающий астроном-любитель
должен иметь некоторое представление
о его устройстве.
Телескоп-рефрактор
В телескопе-рефракторе в
Телескоп-рефлектор
Телескоп-рефлектор собирает свет с помощью
вогнутого зеркального объектива. Телескопы
другой большой группы собирают световой
пучок при помощи зеркала, поэтому называются
зеркальными телескопами, рефлекторами.
Самая популярная конструкция зеркального
телескопа называется по имени своего
изобретателя, телескопом системы Ньютона.
Фокусируемый пучок света отражается
дополнительным плоским зеркалом в окуляр.
По сравнению с рефракторами рефлекторы
имеют большие объективы, а значит, собирают
большее количество света. Изготовление
зеркала проще и дешевле чем изготовление
линзы того же размера, поэтому рефлектор
обойдется дешевле рефрактора с той же
апертурой. Особенностью телескопов этого
типа является то, что они дают перевернутое
изображение, так что для наземных наблюдений
этот телескоп не подойдет. [См. приложение
(1)]
Зеркально-линзовый
телескоп
В зеркально-линзовых
Эту
группу современных телескопов составляют
своеобразные гибриды – катадиоптрические
телескопы, оптические системы которых
комбинируют линзы и зеркала. Здесь представлены
катадиоптрические телескопы системы
Ньютона, телескопы Шмидта-Кассегрена
и Максутова-Кассегрена. [5][См. приложение
(1)]
3.НАЗНАЧЕНИЕ
ТЕЛЕСКОПА
Телескопы бывают самыми разными – оптические (общего астрофизического назначения, коронографы, телескопы для наблюдения ИСЗ), радиотелескопы, инфракрасные, нейтринные, рентгеновские. При всем своем многообразии, все телескопы, принимающие электромагнитное излучение, решают две основных задачи:
- создать максимально резкое изображение и, при визуальных наблюдениях, увеличить угловые расстояния между объектами (звездами, галактиками и т. п.);
- собрать как можно больше энергии излучения, увеличить освещенность изображения объектов.
Параллельные лучи света (например, от звезды) падают на объектив. Объектив строит изображение в фокальной плоскости. Лучи света, параллельные главной оптической оси, собираются в фокусе F, лежащем на этой оси. Другие пучки света собираются вблизи фокуса – выше или ниже. Это изображение с помощью окуляра рассматривает наблюдатель. Диаметры входного и выходного пучков сильно различаются (входной имеет диаметр объектива, а выходной – диаметр изображения объектива, построенного окуляром). В правильно настроенном телескопе весь свет, собранный объективом, попадает в зрачок наблюдателя. При этом выигрыш пропорционален квадрату отношения диаметров объектива и зрачка. Для крупных телескопов эта величина составляет десятки тысяч раз. Так решается одна из основных задач телескопа – собрать больше света от наблюдаемых объектов. Если речь идет о фотографическом телескопе – астрографе, то в нем увеличивается освещенность фотопластинки.
Вторая задача телескопа – увеличивать угол, под которым наблюдатель видит объект. Способность увеличивать угол характеризуется увеличением телескопа. Оно равно отношению фокусных расстояний объектива F и окуляра f.
G=F/f [1].
Телескоп
– это оптическая система, которая,
«выхватывая» из пространства небольшую
область, зрительно приближая
4.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕЛЕСКОПЫ
Современный телескоп - это компьютерные телескопы, оснащенные необходимыми программами. Совсем недавно новое поколение современного телескопа - компьютерный телескоп, быстро, прочно, уверенно и надежно вошел в жизнь как профессиональных астрономов так еще больше в жизнь астрономов любителей. Да и кто же из астрономов или просто любителей восхитительных красот космоса и высот внеземной жизни, теперь станет тратить свое драгоценное время на возню с настройками и расчетами, при наблюдениях со старыми не современным телескопом, от которого если хоть на секунду оторвешься, то того и гляди, что пропустишь комету или новую звезду. С появлением компьютеров, естественно, что все фирмы, производители и торговые марки, стараясь идти в ногу со временем и спросом, основное внимание уделяют телескопам с компьютерным оснащением и беспрерывно работают над созданием все более новых и усовершенствованных программ для телескопов. Такие ведущие в производстве современных телескопов фирмы как Сelestron, Mead, Sky Watcher и многие другие уже давно стали на путь создания нового поколения телескопов с программным управлением, программной настройкой, наблюдением и так далее. Современный телескоп, обладая отличной оптикой, компактностью, оптическими характеристиками, четкостью, яркостью, контрастностью и так далее оснащается рядом современных программ. Телескоп уже становится не только астрономическим прибором для наблюдения за звездами, а также может обучить астрономии, провести увлекательную экскурсию по звездному небу, содержит банк данных с каталогами звезд и даже в ваше отсутствие проведет необходимые наблюдения. [7]
Самым большим телескопом, работающим на околоземной орбите, является на сегодня космический телескоп «Хаббл», запущенный в 1990 году.
Космический телескоп «Хаббл» имеет диаметр главного зеркала 2,4 м. Он находится на орбите высотой 650 км, что исключает влияние земной атмосферы. После запуска телескопа в 1990 году неожиданно обнаружился дефект формы его главного зеркала, который был скорректирован средствами оптики, доставленными на орбиту экипажем космического челнока в 1993 году. Благодаря особой чувствительности этого телескопа ученые теперь могут различать детали в десять раз более мелкие и тусклые, чем те, что доступны наземным телескопам.[8]
Для
исследования космических объектов
в радиодиапазоне применяют радиотелескопы.
Основными элементами радиотелескопов
являются принимающая антенна и
радиометр — чувствительный радиоприемник,
перестраиваемый по частоте, и принимающая
аппаратура. Поскольку радиодиапазон
гораздо шире оптического, для регистрации
радиоизлучения используют различные
конструкции радиотелескопов, в
зависимости от диапазона. В длинноволновой
области (метровый диапазон; десятки
и сотни мегагерц) используют телескопы
составленные из большого числа (десятков,
сотен или, даже, тысяч) элементарных
приемников, обычно диполей. Для более
коротких волн (дециметровый и сантиметровый
диапазон; десятки гигагерц) используют
полу- или полноповоротные
Земная
атмосфера хорошо пропускает излучение
в оптическом (0,3-0,6 мкм), ближнем инфракрасном
(0,6 — 2 мкм) и радиодиапазонах (1 мм —
30 м). Уже в ближнем ультрафиолетовом
диапазоне с уменьшением длины
волны прозрачность атмосферы сильно
ухудшается, вследствие чего наблюдения
в ультрафиолетовом, рентгеновском
и гамма диапазонах становятся возможными
только из космоса. Исключением является
регистрация гамма-излучения
В
инфракрасном диапазоне также сильно
поглощение в атмосфере, однако, в
области 2-8 мкм имеется некоторое
количество окон прозрачности (как
и в миллиметровом диапазоне),
в которых можно проводить
наблюдения. Кроме того, поскольку
большая часть линий поглощения
в инфракрасном диапазоне принадлежит
молекулам воды, инфракрасные наблюдения
можно проводить в сухих
В
оптическом диапазоне атмосфера
прозрачна, однако из-за Рэлеевского
рассеяния она по-разному
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современный
телескоп - это компьютерные телескопы
оснащенные необходимыми программами.
Совсем недавно новое поколение
современного телескопа - компьютерный
телескоп, быстро, прочно, уверенно и
надежно вошел в жизнь как
профессиональных астрономов так еще
больше в жизнь астрономов любителей.
Да и кто же из астрономов или
просто любителей восхитительных красот
космоса и высот внеземной
жизни, теперь станет тратить свое драгоценное
время на возню с настройками
и расчетами, при наблюдениях
со старыми не современным телескопом,
от которого если хоть на секунду оторвешься,
то того и гляди, что пропустишь комету
или новую звезду. С появлением
компьютеров, естественно, что все
фирмы, производители и торговые
марки, стараясь идти в ногу со временем
и спросом, основное внимание уделяют
телескопам с компьютерным оснащением
и беспрерывно работают над созданием
все более новых и
Оптические
телескопы бывают двух основных типов
(рефракторы и рефлекторы), отличающиеся
выбором главного собирающего свет
элемента (линза или зеркало
Объектив телескопа-рефрактора обычно представляет собой составную линзу из двух или нескольких элементов с относительно большим фокусным расстоянием. Использование составных линз уменьшает хроматическую аберрацию (такие линзы называют ахроматическими дублетами и триплетами). Минимизировать как хроматическую, так и сферическую аберрацию можно, если использовать большое фокусное расстояние, но это приводит к тому, что рефракторы получаются длинными и громоздкими. В прошлом для уменьшения погрешностей строились только рефракторы больших размеров.
При создании и установке больших стеклянных линз возникает ряд трудностей; кроме того, толстые линзы поглощают слишком много света.
Все
большие астрономические
Первичные
зеркала в отражательных

- Современные тенденции в архитектуре
- Современные тенденции в массовой коммуникации: глобализация, демассовизация, конгломерация, конвергенция
- Современные тенденции в международной торговле услугами
- Современные тенденции в международном движении капитала
- Современные тенденции в международном движении капитала
- Современные тенденции в международном движении капитала
- Современные тенденции в международном движении капитала
- Современные тарно-упаковочные технологии
- Современные тахеометры
- Современные тахеометры
- Современные Тахеометры
- Современные Тахеометры
- Современные Тахеометры
- Современные Тахеометры