Kenmerken van reflectortelescopen

Het is gebruikelijk om een ​​reflector te noemen elk apparaat waarvan de belangrijkste functie is om te reflecteren... Zo werd een reflectortelescoop gemaakt met behulp van dit optische fenomeen. In plaats van een lens bevindt zich een holle spiegel in het objectief van het apparaat, die lichtstralen reflecteert en in het oculair richt om een ​​afbeelding te bekijken of te fotograferen. Laten we eens kijken naar de belangrijkste onderscheidende kenmerken van een reflectortelescoop.

Een reflectortelescoop verschilt van een ander type refractortelescoop doordat er een holle spiegel van metaal of glas in is geïnstalleerd in plaats van een lenzensysteem. Dergelijke apparaten worden vaak precies dat genoemd - "spiegel" -telescoop.

Het is vrij eenvoudig om een ​​reflextelescoop te onderscheiden van een vuurvaste, zelfs zonder ervaring in de astronomie. Het schema van de tweede is vrij eenvoudig. Dit is een buis waarvan de diameter afhangt van de diameter van de objectieflens die zich bevindt aan het uiteinde dat naar het waargenomen object is gericht. Aan het andere uiteinde van de buis bevindt zich een oculair - een lens met een kleinere diameter, waardoor observatie wordt uitgevoerd. De lengte van de buis van zo'n apparaat wordt bepaald door de brandpuntsafstand van de lens en de sterkte van het materiaal waaruit het gemaakt kan worden.

Een telescoop met een holle spiegel ziet er anders uit, omdat hij een heel ander werkingsprincipe en structuur heeft. Aan het uiteinde van de pijp die naar de lucht is gericht, heeft zo'n apparaat in het algemeen niets, omdat de spiegel aan het andere uiteinde is bevestigd.Maar het oculair bevindt zich in de regel aan de zijkant aan de bovenkant van de buis. Het pad van de stralen wordt, in tegenstelling tot de refractor, tot op zekere hoogte geblokkeerd door een prisma of platte spiegel die zich langs de centrale as van de buis bevindt, waarin licht wordt opgevangen om in het oculair te worden gereflecteerd. De structuur van de reflector vereist niet het verplichte gebruik van een buis en is daarom verstoken van de beperkingen die optreden bij refractors.... Alle moderne grote telescopen, ook ruimtetelescopen, zijn gerangschikt volgens het volgende schema: de buis erin wordt vervangen door een lichtgewicht gaasstructuur, die bedoeld is om alle elementen van het optische systeem vast te houden.

Amateurastronomen hebben met succes beide soorten telescopen gebruikt, en ze hebben allebei hun voor- en nadelen, in het ene geval veroorzaakt door de breking van de lichtstroom die door de lens gaat, in het andere geval door de reflectie van het oppervlak, die verschillende krommingen. Voor observaties met betrekking tot reizen en beweging van het apparaat, is het beter om een ​​refractor te gebruiken, het ontwerp is sterker. Het transport van de reflector is ongewenst, omdat dit verplaatsing van structurele elementen ten opzichte van de middellijn kan veroorzaken, waarna het nodig zal zijn om hun positie aan te passen met behulp van schroeven - uitlijning. Zo'n telescoop kan in een amateursterrenwacht worden geplaatst.

Het gebruik van een holle spiegel als lens is het resultaat van wetenschappelijk onderzoek gericht op het verminderen van vervorming veroorzaakt door lenzen (chromatische en sferische aberraties). Onderzoek in deze richting werd in veel Europese landen uitgevoerd, vooral Engelse wetenschappers waren daarin succesvol. In 1663 was James Gregory de eerste die voorstelde om een ​​reflecterende concave spiegel te gebruiken in plaats van een brekende lens (blijkbaar vond hij de eerste reflectortelescoop uit), in 1673 belichaamde de beroemde Robert Hooke het beschreven systeem van een optisch apparaat.

De grote Isaac Newton creëerde echter voor het eerst een werkende telescoop met een spiegellens in 1668.

Het pad van de reflectoren was niet gemakkelijk; lensapparaten, die tegelijkertijd werden verbeterd, gaven een helderder en helderder beeld. Wetenschappers van continentaal Europa (Duitsers, Fransen, Italianen) hebben een belangrijke bijdrage geleverd aan hun ontwikkeling. Het leek erop dat de reflector op het niveau van een experimenteel apparaat zou blijven.

De zoektocht ging in de richting van het verbeteren van de coating en het vervaardigen van spiegels. Vervolgens werden, om vervormingen te verminderen, herhaaldelijk verschillende innovaties geïntroduceerd in het door Newton voorgestelde systeem, wat leidde tot het verschijnen van fundamenteel verschillende schema's van reflectortelescopen, inclusief hybride versies, wanneer lenzen en spiegels in één product werden gebruikt. De opkomst van nieuwe materialen en technologieën maakte het mogelijk om steeds meer perfecte systemen te creëren, en de afwezigheid van een omvangrijke buis in het ontwerp van de telescoop maakte het mogelijk om de efficiëntie te vermenigvuldigen.

Alle reflectoren hebben één ding gemeen: het gebruik van een holle spiegel als lens... Maar het verdere verloop van de door de spiegel opgevangen stralen zou op verschillende manieren in het oculair worden gericht.

Het door Isaac Newton ontwikkelde reflectorsysteem wordt als klassiek beschouwd. De hoofdspiegel heeft geen gaten en is relatief eenvoudig te vervaardigen. Een vlakke spiegel in de buurt van het brandpunt reflecteert de lichtstroom loodrecht op de middellijn. Het oculair bevindt zich aan de zijkant.

Het schema van de telescoop van Newton is het eenvoudigst in uitvoering en wordt veel gebruikt door amateurastronomen die hun eigen observatieapparatuur maken. En bedrijven die apparatuur voor amateurastronomie produceren, produceren dergelijke apparaten in grote hoeveelheden.

Het in 1663 voorgestelde schema van een spiegeltelescoop bleek zeer succesvol, aangezien geeft een direct beeld en kan niet alleen worden gebruikt voor astronomische waarnemingen, maar ook in terrestrische omstandigheden. In het midden van de holle spiegel wordt een gat gemaakt, het licht dat eruit wordt gereflecteerd wordt door een tweede, eveneens holle spiegel, in het gat geleid, het oculair wordt langs de middellijn van de telescoop geplaatst, zoals een refractor of een gewone telescoop.

Het schema, ontwikkeld en uitgevoerd door Laurent Cassegrain in de jaren 1770, lijkt op het schema van Gregory. De holle spiegel heeft ook een gat in het centrale deel. De apparaten verschillen in de vorm van de tweede spiegel - in het beschouwde systeem is het convex. Telescopen die volgens dit schema zijn gebouwd, met kenmerken die vergelijkbaar zijn met die van Gregory's apparaten, zijn veel korter. Het Cassegrain-systeem, verbeterd door de Sovjet-astronoom Dmitry Maksutov, wordt nu over de hele wereld gebruikt om amateurreflectoren te maken.

Een andere modificatie van de Cassegrain-telescoop was het Ritchie-Chretien-systeem dat in de jaren twintig van de vorige eeuw werd ontwikkeld. Dankzij een andere vorm van spiegels was het mogelijk om een ​​groter gezichtsveld te verkrijgen, wat handig bleek voor het observeren van bewegende objecten (asteroïden, kometen, planeten). En ook in dit systeem was het mogelijk om enkele vervormingen te verminderen.

Er zijn verschillende pogingen gedaan om een ​​holle spiegel te gebruiken zonder een reflector die de lichtstroom blokkeert. In het begin van de jaren 70 van de 17e eeuw ontwierp William Herschel zo'n reflectortelescoop, waarvan het oculair de hoofdspiegel op geen enkele manier blokkeerde. Dit maakte het mogelijk om het vermogen van het apparaat aanzienlijk te vergroten, maar gaf aanleiding tot sterke vervormingen in de vorm van een coma. In de jaren 1760 werd een soortgelijk ontwerp ontwikkeld en geïmplementeerd door M.V. Lomonosov. Op dit moment worden apparaten met een dergelijk optisch schema gebruikt voor speciale waarnemingen; ze worden niet veel gebruikt in de amateurastronomie vanwege de complexiteit van het apparaat en de aanpassing.

Het Dietrich Korsch-systeem werd in de jaren 70 ontwikkeld. Het onderscheidt zich door de aanwezigheid van niet twee, maar drie spiegels, waarmee u de meeste vervormingen kunt corrigeren.

De apparaten van dit systeem worden veel gebruikt voor de vervaardiging van verschillende optische apparaten - van verrekijkers en verrekijkers tot amateurtelescopen. Hun belangrijkste voordeel is een aanzienlijke vermindering van de lengte van het apparaat met behoud van de brandpuntsafstand. De spiegels zijn onder een hoek met de optische as geplaatst zonder elkaar te blokkeren.

Het Cassegrain-systeem, in het begin van de 20e eeuw verbeterd door Bernhard Schmidt, werd wijdverbreid. Dit is een hybride schema, waarbij naast een concave spiegel een lensobjectief wordt gebruikt.

In de 20e eeuw hebben reflectortelescopen refractors van alle belangrijke astronomische observatoria verdrongen. Samen met de ontwikkeling van productietechnologieën begon de diameter van de in telescopen geïnstalleerde spiegels te groeien.

In 1917 werd 's werelds grootste reflector het observatorium in de Verenigde Staten (staat Washington), de spiegel bereikte een diameter van 100 inch (2,5 meter). Na de Tweede Wereldoorlog werd een apparaat met een spiegel van 5 meter vervaardigd, ook geïnstalleerd in Californië.

De grootste azimuth-telescoop in de Oude Wereld blijft de Large Azimuth Telescope, gemaakt in de USSR in het midden van de jaren 70 van de vorige eeuw, gemonteerd in de Karachay-Cherkess Republiek bij een observatorium op grote hoogte.

'S Werelds grootste moderne telescoop met een stevige spiegel is geïnstalleerd in de staat Arizona, VS. Dit is een grote verrekijkertelescoop. Hij is voorzien van twee identieke spiegels met een diameter van 8,4 meter. Het apparaat is gebouwd in 2005.

De grootste vandaag zijn apparaten met geprefabriceerde segmentspiegels: de Large Canary Telescope, de Large South African Telescope en de Hobby-Eberley Telescope (VS).

Het gebruik van een spiegeltelescoop is niet zo moeilijk. In tegenstelling tot een refractor vereist een dergelijk apparaat echter een zeer zorgvuldige behandeling. Omdat de reflectorbuis altijd open is, kan er stof in komen. Door zich op het oppervlak van de spiegel te vestigen, vermindert het zijn reflectiviteit aanzienlijk.

Het verplaatsen van de reflector is ook problematisch, omdat structurele elementen de neiging hebben om te bewegen onder invloed van trillingen. Meestal eindigen manipulaties met spiegeltelescopen in moeizaam afstellen (uitlijnen). De telescoop kan worden afgesteld met behulp van de stelschroeven, waardoor de spiegel verschuift, dit is niet snel te doen zonder de juiste ervaring.