Rodzaje i parametry teleskopów astronomicznych



Pobieranie 21.01 Kb.
Data05.05.2016
Rozmiar21.01 Kb.

Rodzaje i parametry teleskopów astronomicznych


Teleskop wg słowników to instrument zbierający promieniowanie (nie tylko świetlne) odległych obiektów astronomicznych w celu wytworzenia obrazu lub przeprowadzeniu analiz promieniowania.

W teleskopach refrakcyjnych do zbierania światła stosuje się układy soczewek skupiających, ostateczny obraz zaś uzyskuje się za pomocą okularu (soczewki lub zbioru soczewek o krótkiej ogniskowej).



Luneta Galileusza - refraktor (daje obraz prosty; występują wady takie jak aberracja sferyczna i chromatyczna, a także straty światła).



Luneta Keplera refraktor obraz odwrócony; układ stosunkowo często stosowany w instrumentach amatorskich; wykazuje wady podobne jak luneta Galileusza).



Teleskop Newtona - reflektor (najprostszy rodzaj teleskopu ze zwierciadłem, powszechnie używany przez miłośników astronomii ze względu na cenę jak i dużą jasność otrzymywanych obrazów, które pozbawione są wad takich jak aberracja chromatyczna).



Teleskop Cassegraina - reflektor (zaletą tego teleskopu jest znaczne zmniejszenie [w stosunku do teleskopu Newtona] aberracji pozaosiowych, głównie komy. Jego budowa pozwala na znaczne skrócenie długości tubusu przy długich ogniskowych. Niestety jasność obrazy znacznie spada).



Teleskop Coudé - refraktor (parametry optyczne jak w teleskopie Cassegraina; jego zaletą jest głównie to, że obracając teleskop wokół osi nie zmienia się położenie okularu, więc można umieścić zamiast niego aparaturę odbiorczą Schmidta dość dużych gabarytach i znacznym ciężarze).



Teleskop Schmidta - refraktor (doskonale nadaje się do obserwacji i fotografowania rozległych obszarów nieba, na ogół ma dużą światłosiłę).



Teleskop Maksutowa - refraktor (typ instrumentu stosunkowo popularny wśród astroamatorów, ma małe rozmiary, daje dobry obraz ze względu na dużą światłosiłę. Wszystkie powierzchnie są sferyczne).



Teleskop Gregoryego - refraktor (układ dwóch zwierciadeł wklęsłych: głównego dużego paraboidalnego i mniejszego elipsoidalnego).



Teleskop Schmidt-Cassegrain - refraktor (połączenie teleskopu Schmidta z Cassegrainem, co daje możliwość znacznego skrócenia długości tubusu).



Teleskop Maksutow-Cassegrain - refraktorreflektor (połączenie teleskopu Maksutowa i Cassegraina, co daje możliwość znacznego skrócenia długości tubusu. Układ cechuje się dobrą rozdzielczością przy użyciu dużych powiększeń).




Parametry teleskopów

Parametr

Wzór

Objaśnienie

Zdolność rozdzielcza

a = 2,44 s/D

a - zdolność rozdzielcza w radianach
D - apertura
s - długość fali promieniowania

Zasięg

M=7,1 + 5 log D

D -apertura
M - zasięg

Powiększenie

p = fob/fok

p - powiększenie
fob - średnica obiektywu
fok - średnica okularu

Optymalne powiększenie

Fopt = 5 D

Fopt - optymalne powiększenie
D - apertura

Światłosiła

B = D/f

B - światłosiła
D - apertura
f- ogniskowa



Układy optyczne

Teleskop

 TELESKOP jest  urządzeniem, do odbioru promieniowania elektromagnetycznego (optycznego — teleskop optyczny, rentgenowskiego — teleskop rentgenowski, radiowego radioteleskop) ciał niebieskich, umożliwiające ogniskowanie wiązki w małym obszarze, w którym to promieniowanie może być analizowane. Zasada działania i konstrukcji teleskopu zależy od zakresu rejestrowanego promieniowania. Teleskop optyczny umożliwia otrzymywanie wiernego (zarówno pod względem rozmieszczenia przestrzennego szczegółów, jak i rozkładu jasności), możliwie najjaśniejszego obrazu badanego wycinka nieba lub obiektu astronomicznego. Zastosowanie w teleskopie odpowiednio dużych zwierciadeł lub soczewek, zbierających promieniowanie ze znacznego obszaru i ześrodkowujących je na małej powierzchni w płaszczyźnie ogniskowej obiektywu, powoduje, że nawet mniej jasne obiekty mogą być dobrze rejestrowane; użycie teleskopu umożliwia również znaczne zwiększenie zdolności rozdzielczej, dzięki czemu stają się rozróżnialne obiekty (np. składniki gwiazdy podwójnej), które nieuzbrojonym okiem są widoczne jako pojedynczy obiekt. Powstający na powierzchni ogniskowej obraz może być zarejestrowany na kliszy fot., za pomocą detektora CCD współpracującego z komputerem (odznacza się on, co najmniej kilkadziesiąt razy większą czułością) lub przez przyrządy, np. fotometry, spektrografy, umieszczone w tej płaszczyźnie lub w innym miejscu, do którego promieniowanie z płaszczyzny ogniskowej zostanie doprowadzone przez odpowiednie układy optyczne. W zależności od tego, czy do skupienia dających obraz promieni wykorzystuje się zjawisko załamania czy odbicia, teleskopy dzielą się na refraktory i reflektory.

W refraktorze obiektywem skupiającym jest soczewka lub układ soczewek; refraktor przeznaczony do obserwacji wizualnych (luneta) jest wyposażony w okular służący do oglądania obrazu wytwarzanego przez obiektyw. Odpowiednio ukształtowane obiektywy soczewkowe, mające znaczne pole dobrego odwzorowania, są stosowane w teleskopach zwanych astrografami do fotografowania wycinków nieba. Aberracja chromatyczna oraz trudności techn. związane z wykonaniem dużych soczewek ograniczają rozmiary refraktorów, one również sprawiają, że w badaniach astrofiz. refraktory zostały prawie całkowicie wyparte przez reflektory. W reflektorze (zwanym teleskopem zwierciadlanym) obiektywem skupiającym wiązkę promieniowania jest zwierciadło wklęsłe (sferyczne, paraboloidalne lub hiperboloidalne) — tzw. zwierciadło główne; obraz powstaje w ognisku (gł.) nad zwierciadłem. Ze względów prakt. często jest pożądane uzyskanie ogniska poza tubusem teleskopu; w tym celu w zbieżną wiązkę wstawia się albo zwierciadło płaskie, ustawione pod kątem 45° do osi teleskopu (promieniowanie skupia się wtedy w tzw. ognisku Newtona), albo wtórne zwierciadło hiperboloidalne, odbijające promieniowanie wstecz przez otwór w zwierciadle gł. (obraz w ognisku Cassegraina), albo zwierciadło hiperboloidalne wraz z układem zwierciadeł płaskich ( celostatem) dających obraz nieruchomy (w ognisku coude). Obraz leżący dokładnie na osi opt. zwierciadła paraboloidalnego jest pozbawiony wad opt., dlatego teleskop z takim zwierciadłem są używane do obserwacji pojedynczych gwiazd lub obiektów o niewielkich rozmiarach kątowych.

Do obserwacji dużych wycinków nieba (np. do ich fotografowania) używa się teleskopów, w których zwierciadło gł. jest sferyczne, a wady opt. obrazu są zmniejszone przez umieszczenie na drodze wiązki promieniowania odpowiedniego elementu łamiącego — płyty korekcyjnej, w teleskopie zwanej kamerą Schmidta, lub soczewki wypukło-wklęsłej (menisku) w teleskopie zwanej kamerą Maksutowa; obydwa te teleskopy odznaczają się dużym polem dobrego odwzorowania. Gdy zwierciadła gł. i wtórne mają kształt odpowiednio dobranych hiperboloid, jest możliwe uzyskanie w ognisku Cassegraina stosunkowo dużego pola widzenia wolnego od zniekształceń (układ Ritcheya–Chretiena); takie teleskopy łączą w sobie do pewnego stopnia zalety teleskopów paraboloidalnych i sferycznych. Większe teleskopy są wyposażone w dodatkową lunetkę wizualną, umożliwiającą obejrzenie i identyfikację badanego obiektu. Teleskopy są zwykle tak montowane, by mogły obracać się wokół 2 osi — jednej skierowanej na biegun świata (tzn. równol. do osi obrotu Ziemi), zw. osią godzinną, i drugiej prostop. do niej, zw. osią deklinacyjną; specjalny mechanizm zegarowy z napędem obraca teleskop wokół osi godzinnej, w ślad za ruchem dziennym nieba, dzięki czemu teleskop „patrzy” podczas obserwacji cały czas na badany obiekt (jest to tzw. montaż równikowy lub paralaktyczny).



Pierwszy refraktor — lunetę skonstruowali 1600–09 optycy hol. Z. Jansen i H. Lippershey oraz — niemal równocześnie — Galileusz; on też pierwszy zastosował ją do obserwacji astronomicznych. Pierwszy reflektor zbudował w 1616 N. Zucchius; w 1671 I. Newton, a w 1672 N. Cassegrain oprac. zasady układów opt. reflektorów stosowanych do czasów obecnych. Największy refraktor o średnicy obiektywu 102 cm znajduje się w Yerkes Observatory w Williams Bay w USA, największy do niedawna reflektor o średnicy 605 cm — w Specjalnym Obserwatorium Astrofiz. w Zielenczuku na Kaukazie. Nowoczesny teleskop o średnicy zwierciadła 3,58 m wykonany z materiału ceramicznego (zerodur) oddano do użytku 1990 w European Southern Observatory.

Największy teleskop — teleskop Kecka — oddano do użytku 1992 na Mauna Kea (Hawaje, pierwsze próbne obserwacje 1990); jest to teleskop nowej generacji, składa się z 36 dokładnie wyszlifowanych, ściśle do siebie przylegających, cienkich (grub. 8 cm) segmentów (zwierciadeł), które razem tworzą powierzchnię równą powierzchni jednolitego zwierciadła o średnicy 10 m; przez regulację położenia poszczególnych segmentów dokonuje się korekcji krzywizny zwierciadła, co pozwala wyeliminować zniekształcenia obrazu wywołane ruchami turbulentnymi atmosfery; teleskop Kecka znacznie zwiększa zasięg obserwacji astronomicznych. Ze względu na zakłócający wpływ atmosfery ziemskiej na jakość otrzymywanych obrazów, coraz częściej teleskop umieszcza się w przestrzeni kosmicznej (największym teleskopem kosmicznym jest umieszczony 1990 na orbicie okołoziemskiej Teleskop kosmiczny Hubble’a). W szczególności całkowita nieprzezroczystość atmosfery dla promieniowania rentgenowskiego powoduje, że teleskopy rentgenowskie są umieszczane wyłącznie na sztucznych satelitach


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna