Принципи роботи телескопів

Телескопи - Оптичні інструменти (прилади), що служать для розгляду віддалених предметів, які при цьому приймають більшу величину, що здається, ніж при розгляді їх простим (неозброєним) оком. При цьому дрібні частини предмета, невидимі простим оком, можуть бути розрізняються в телескопі, начебто предмет, що розглядається, наблизився до спостерігача. Тому телескопи іноді називаються "збільшують" або "наближають".

Телескоп, що збільшує в 10-20 разів, представляє аналізований предмет у таких розмірах, начебто він наближений на відстань, в 10-20 разів менший від дійсної відстані. Однак, предмет видається менш ясним, ніж він представився б у тому випадку, коли дійсно підійти до нього на відстань у 10-20 разів меншу. Ця невиразність і блідість зображення, яка тим відчутніша, чим більше (сильніше) збільшення телескопа, походить від того, що телескоп не знищує послаблюючого впливу повітря, що поглинає світло тим більше, чим віддаленіший предмет.

Телескопи можуть складатися з одного оптичного скла, або ж з поєднання такого скла і увігнутих або опуклих дзеркал. Телескопи першого роду називаються заломлюючими, другого - відбивними. Заломлюючі телескопи значних розмірів називають також рефракторами, відбивні рефлекторами.

Пристрій телескопів змінюється, залежно від їх призначення (астрономічні, земні), але в основі одне й теж у всіх випадках: одна частина труби (скло або дзеркало) приймає промені світла від віддаленого предмета і утворює його зображення, інша частина (що завжди складається з стекол) служить для розгляду цього зображення. Скло, спрямоване у бік предмета і збирає його промені, називається предметним чи об'єктивом. Скло для розглядання зображення, складеного об'єктивом, одного з яких спостерігач приставляє око, називаються очними або окуляром.

Астрономічні телескопи мають ахроматичний об'єктив та окуляр, що складається з двох і більше стекол. Зображення представляється в зворотному положенні, тобто верх здається внизу і права сторона предмета - на лівій. Рух небесних світил представляється у телескопі також оберненим до дійсного. Ці незручності спостережень за допомогою астрономічних труб такі малі, що до них легко звикнути, оптичні якості телескопів цього роду вище, ніж земних, тому що перші складені з можливо малої кількості стекол. Труби, для розгляду земних предметів, повинні зображати їх у дійсному положенні. Для цього земні телескопи складаються з 5 стекол: одного об'єктиву та 4 стекол, що становлять складний окуляр. Власне для влаштування земної труби можна було б обійтися 3 склом, а для астрономічної — двома, але такі інструменти давали б зображення невиразні, через сферичну та хроматичну аберацію.

Названі телескопи складаються з опуклих оптичних шибок. У телескопі, зібраному Галілеєм, окуляр був увігнутий.У відбивних інструментах, рефлекторах чи відбивних телескопах зображення віддалених предметів складається променями, відбитими від увігнутого дзеркала телескопа. Ці промені ще раз відбиваються опуклим (у телескопі Кассегрена) або увігнутим (у телескопі Грегорі) дзеркалами, меншої величини, у напрямку великого дзеркала, саме у вирізаний у його середині круглий отвір, де власне і складається зображення аналізованого предмета. У цей отвір вкручується трубка зі складним окуляром, влаштованим так само, як і в рефракторах. Зображення виходить пряме. У телескопі системи Ньютона, промені, відкинуті першим дзеркалом, відбиті убік скляною призмою (у колишніх інструментах цього роду — плоским дзеркальцем) з повним внутрішнім відбитком, і становлять, після виходу з неї, зображення, що розглядається через окуляр, вроблений збоку труби до призм. Цього роду телескоп представляє ту незручність, що спостерігач повинен дивитися у напрямку, перпендикулярному загальному напрямку труби телескопа.

Ще один вид телескопа (Гершеля) представляє ту особливість, що зображення, складене увігнутим дзеркалом, знаходиться біля верхнього краю труби і розглядається окуляром, спрямованим вниз. Спостерігач звернено потилицею до дійсного предмета (наприклад, до зірки).

Виразність зображення, одержуваного оптичним склом, залежить від ступеня знищення в них аберації (аберація - похибка зображення), що досягається складним об'єктивом, що складається з двох або більше стекол, а також відповідним пристроєм окулярів.Від чіткості зображення залежить розкладна сила астрономічного телескопа, внаслідок якої можуть бути окремі зірки, що становлять так звані подвійні зірки, і взагалі близькі один до одного, віддалені предмети або частини одного і того ж предмета.

Збільшення телескопа проводиться частиною тим, що зображення віддаленого предмета, що утворюється у фокусі об'єктива або увігнутого дзеркала, розглядається окуляром, на зразок того, як розглядаються дійсні малі предмети збільшувальним склом. Так як окуляр, по суті, є скло з короткою фокусною відстанню, і близько підсувається до зображення, то останнє представляється під великим кутом, ніж дійсний предмет представляється оку. Чим коротша фокусна відстань окуляра, тим значніше вироблене ним збільшення, саме воно майже обернено пропорційно головній фокусній відстані окуляра. Крім того, воно прямо пропорційно фокусній відстані об'єктива: скло з фокусною відстанню в один метр дає зображення сонця, що має в діаметрі 8,7 мм, а з фокусною відстанню в 10 м дає зображення 87 мм в діаметрі. Але чим більше діаметр зображення сонця, тим більше можна бачити на його поверхні подробиць, навіть без допомоги окуляра.

Взагалі збільшення предмета зорової трубою вимірюється приблизно ставленням головного фокусної відстані об'єктива до головного фокусної відстані окуляра, який передбачається що складається з одного опуклого скла. Складні очки будь-яких систем можуть бути, для розрахунку збільшення, замінені подумки простим окуляром, який виробляв би однакове зі складним окуляром збільшення.Цей простий окуляр та його фокусна відстань називають еквівалентними складному окуляру. Насправді збільшення практично визначається ставленням поперечника об'єктива до діаметра найменшого кружка, утвореного перетином променів, що виходять з окуляра труби, розсунутої так, що в неї чітко міг би бути видно якийсь віддалений предмет.

У телескопі, створеному Галілео Галілеєм (як відомо, це перший у світі телескоп), окуляр складався з увігнутого скла, яке ставиться між головним фокусом об'єктива і самим об'єктивом, внаслідок чого ця труба коротша, ніж рівносильна астрономічна з опуклим окуляром, що міститься за головним фокусом об'єктива, якщо міряти відстань від цього останнього скла.

Як працює телескоп

Будь-який телескоп виконує дві важливі функції: збільшує віддалені об'єкти та збирає навколишнє світло. Можливо, ви здивуєтеся, але друге набагато важливіше першого. Навіть на дитячий телескоп можна встановити оптичні аксесуари, які забезпечать вражаючу кратність. Але чи вдасться в цьому випадку щось побачити? Навряд.

Поставте поряд два телескопи, що відрізняються лише діаметром об'єктива, виставте на них однакове збільшення і спробуйте подивитися, наприклад, Юпітер. Телескоп із меншою апертурою покаже загальні контури планети та її хмар, а от у оптичний прилад з великим об'єктивом вже вдасться розглянути структуру та дрібні деталі. Чому? Великий об'єктив краще збирає світло. Основний принцип роботи телескопа полягає у вловлюванні електромагнітного випромінювання оптичного діапазону (світла) та перенаправленні його в точку фокусу.

Щоб загалом уявити, як працює будь-який телескоп, візьміть звичайну лінзу або лупу.У сонячний день встаньте навпроти вікна і спрямуйте лінзу на стіну. Наближайте її до стіни та видаляйте від стіни, доки не побачите на ній перевернуте зображення вікна. Відстань між стіною та лінзою – це фокусна відстань. Кратність лінзи – збільшення вашої імпровізованої оптичної схеми. Взявши лінзу інших розміру та кратності, ви зможете отримати те саме зображення перевернутого вікна, але точка фокусу буде розташована вже на іншій відстані від стіни, а сама картинка буде іншого розміру. Цей невеликий експеримент покаже, як бачить телескоп. І не тільки він, а й будь-який інший оптичний прилад.

Як телескопи бачать так далеко

Можливість телескопів бачити далеко пов'язана з їхньою здатністю збирати світло. Схема їхньої роботи багато в чому нагадує роботу людського ока. Ми теж добре розрізняємо об'єкти при світлі дня і практично нічого не бачимо у темну пору доби. Чим більше світла, тим чіткіше і зрозуміліше картинка. Тому відповідь на запитання "Як телескопи бачать так далеко?" простий: телескопи вловлюють відбите світло від об'єктів і фіксують їх у точці фокуса.

У нашому інтернет-магазині представлено безліч телескопів різних марок та оптичних можливостей. Наші консультанти швидко підберуть вам відповідну модель: невеликий телескоп для розгляду Місяця, потужну модель для вивчення глибин космосу, оглядовий телескоп або телескоп для дитини. Ми консультуємо по телефону, відповідаємо на будь-які питання електронною поштою, пропонуємо ознайомитися з актуальним асортиментом наживо в наших роздрібних магазинах «Чотири очі».

Використання матеріалу повністю для загальнодоступної публікації на носіях інформації та будь-яких форматів заборонено. Дозволено згадку статті з активним посиланням на сайт www.4glaza.ru.

Виробник залишає за собою право вносити будь-які зміни у вартість, модельний ряд та технічні характеристики або припиняти виробництво виробу без попередження.