Teleskop zwierciadlany: definicja, działanie, wariacje

Co to jest teleskop zwierciadlany?

A teleskop odbijający jest opracowany w oparciu o zasadę odbijania światła przez lustro lub kombinację zakrzywionych luster w celu wygenerowania obrazu. Teleskopy te są dostępne w różnych wariantach konstrukcyjnych i czasami zawierają dodatkowe elementy optyczne poprawiające jakość obrazu lub poprawiające mechanicznie położenie obrazu. Ponieważ teleskopy / reflektory zwierciadlane obejmują lustra, określa się je jako „katoptryczny”Teleskopy. Teleskopy te są powszechnie używane do celów astronomicznych. Na tej mikroskopowej konstrukcji bazują wybitne teleskopy, takie jak Kosmiczny Teleskop Hubble'a i niektóre teleskopy amatorskie. Ponadto teleskopy, które działają przy innych długościach fal światła niż zakres widzialny (takie jak teleskopy rentgenowskie) również wykorzystują zasadę teleskopów zwierciadlanych. 

Kto wynalazł teleskop zwierciadlany?

• Zastosowanie zwierciadeł parabolicznych w takich teleskopach zmniejszyło aberrację sferyczną, prowadząc do kilku konstrukcji teleskopów opartych na zasadzie odbicia. Jednym z najważniejszych projektów teleskopowych był teleskop gregoriański zaproponowany przez Jamesa Gregory'ego w 1663 roku i zbudowany przez eksperymentatora Roberta Hooke w 1673 roku. 
• Sir Isaac Newton jest uważany za twórcę pierwszego teleskopu zwierciadlanego w 1668 roku. Konstrukcja ta jest nazywana teleskopem Newtona. Teleskop Newtona wykorzystuje sferycznie uziemione metalowe zwierciadło główne i małe zwierciadło diagonalne.
• Pod koniec XX wieku dziedzina optyki adaptacyjnej i szczęśliwe obrazowanie był świadkiem rozwoju pomagającego przezwyciężyć trudności widzenia. Obecnie teleskopy zwierciadlane stały się wszechobecne w teleskopach kosmicznych i kilku innych typach urządzeń do obrazowania statków kosmicznych.

Jak działa teleskop zwierciadlany?

• Teleskop zwierciadlany ma zakrzywiony główne lustro jako jej podstawowy element optyczny. To lustro służy do tworzenia obrazu w płaszczyźnie ogniskowej. Odległość między tym zwierciadłem a płaszczyzną ogniskowej nazywana jest ogniskową. Cyfrowy czujnik lub film można trzymać na płaszczyźnie ogniskowej w celu rejestrowania wytworzonego obrazu. Czasami a lustro wtórne jest dodawany w celu przekierowania / przekazania skupionego światła do błony, czujnika cyfrowego lub okularu w celu wizualnej obserwacji właściwości optycznych.
• W większości nowoczesnych teleskopów zwierciadło główne jest wykonane z litego szklanego cylindra, którego przednia powierzchnia jest zeszlifowana do kształtu parabolicznego lub kulistego. Silnie odblaskowe lustro powierzchniowe jest wytwarzane przez próżnię, aby osadzić cienką warstwę aluminium na lustrze.
• Teleskopy główne są produkowane różnymi metodami. Jedna z takich metod polega na obracaniu stopionego szkła w celu nadania mu powierzchni paraboloidy. Kontynuuje się to, aż szkło ostygnie i zestali się. Opracowane lustro jest w przybliżeniu paraboloidalne pod względem kształtu i wymaga minimalnego polerowania i szlifowania w celu uzyskania dokładnej sylwetki.

Dlaczego teleskopy zwierciadlane są używane do badań astronomicznych?

Obecnie prawie wszystkie duże teleskopy astronomiczne używane do badań to reflektory / teleskopy zwierciadlane. Istnieje wiele powodów, dla których reflektory są preferowane do badań astronomicznych:

• · Szklane elementy / soczewki używane w teleskopach refrakcyjnych i katadioptrycznych pochłaniają określone długości fal światła lub pewną ilość wpadającego światła. Odbłyśniki nie absorbują żadnej takiej długości fali, dzięki czemu działają na szerszym spektrum światła.
• · Aby soczewka działała prawidłowo, powinna być pozbawiona jakiejkolwiek formy aberracji, niedoskonałości i niejednorodności. Cała konstrukcja powinna być dokładna. Ale w przypadku luster. Tylko powierzchnia odbijająca wymaga perfekcyjnego wypolerowania.
• · Soczewki są wykonane z różnych materiałów o różnych współczynnikach załamania światła. Różne długości fal światła przemieszczają się z różnymi prędkościami i pod różnymi kątami w różnych mediach. Powoduje to powstawanie aberracji chromatycznej. Aby skorygować te aberracje, należy zastosować kombinację dwóch lub więcej soczewek o rozmiarze apertury. Zwiększa to inwestycje pieniężne systemu, a także sprawia, że ​​jest on znacznie bardziej masywny. Obrazy utworzone przez lustra nie mają aberracji chromatycznej. Ponadto lustra okazały się stosunkowo opłacalne i mają niewielkie rozmiary.
• · Produkcja i ustawianie soczewek z dużymi aperturami może stwarzać problemy. Soczewki można mocować tylko krawędzią. Środkowa część soczewki opada pod wpływem grawitacji. Prowadzi to do zniekształcenia utworzonego obrazu. Korzystanie z luster eliminuje możliwości takich problemów. Lustra mogą być trzymane za pomocą oparcia, dzięki czemu mogą mieć duże otwory bez wpływu na tworzenie obrazu. Największy otwór obiektywu wynosi obecnie 1 m, podczas gdy największy otwór w lustrze wynosi 10 m. 

Jakie są różne konstrukcje teleskopów zwierciadlanych?

• Połączenia Teleskop gregoriański (zaproponowane przez Jamesa Gregory'ego) wykorzystuje wklęsłe lustro wtórne, aby odbijać obraz zwierciadła głównego przez wąski otwór. Ma to na celu uzyskanie pionowego obrazu, który jest korzystny do prowadzenia obserwacji naziemnych. Istnieje kilka małych teleskopów obserwacyjnych, które są zbudowane w ten sposób. Wiele dużych nowoczesnych teleskopów również wykorzystuje układ gregoriański. Na przykład teleskopy Magellana, Watykański Teleskop Zaawansowanej Technologii, Gigantyczny Teleskop Magellana i Duży Teleskop Lornetkowy.

• Połączenia Teleskop Newtona jest odbijającą teleskopową odmianą projektu, która została opracowana przez Sir Isaaca Newtona w roku 1668. Takie teleskopy zawierają wklęsłe zwierciadło główne i płaskie, ukośne zwierciadło wtórne. Teleskop Newtona słynie z efektownej i uproszczonej konstrukcji, którą doceniają konstruktorzy teleskopów. W tej konstrukcji okular znajduje się na górnym końcu tubusu teleskopu. Umieszczenie okularu o krótkich ogniskowych zapewnia kompaktowy system mocowania, zapewnia mobilność i obniża wydatki. [Aby dowiedzieć się więcej o wizycie teleskopu Newtona https://techiescience.com/newtonian-telescope/]

• Połączenia Teleskop Cassegraina opracowany przez Laurenta Cassegraina w roku 1672, zawiera paraboliczne zwierciadło główne i hiperboliczne zwierciadło wtórne, które odbijają padające światło do zwierciadła głównego przez mały otwór. Lustro wtórne służy przede wszystkim do odchylania i składania. W rezultacie teleskop ma krótki tubus i długą ogniskową. [Aby dowiedzieć się więcej o teleskopie Cassegraina, odwiedź naszą stronę https://techiescience.com/cassegrain-telescope/]

• Połączenia Ritchey – Chrétien teleskop (opracowany przez George'a Willisa Ritcheya i Henri Chrétiena około 1910 roku) jest specjalnym odbłyśnikiem Cassegraina. Ten projekt ma dwa zwierciadła hiperboliczne zamiast parabolicznego zwierciadła głównego. Plik Ritchey – Chrétien teleskop jest wolny od komy i aberracji sferycznej i zapewnia prawie płaską płaszczyznę ogniskowej. Teleskop ten nadaje się do obserwacji rozległych i fotograficznych. Plik Ritchey – Chrétien konstrukcja teleskopu dotyczy jednego z najczęściej używanych profesjonalnych teleskopów zwierciadlanych.

• Połączenia Dall – Kirkham teleskop to kolejny specjalny rodzaj konstrukcji teleskopu Cassegraina. Plik Dall – Kirkham konstrukcja teleskopowa jest stosunkowo łatwiejsza do skonstruowania niż zwykły teleskop Cassegraina lub Ritchey-Chrétien. Jednak ten projekt nie jest w stanie rozwiązać problemów związanych z komą pozaosiową. Jego mała krzywizna pola sprawia, że ​​jest mniej wyraźny lub dokładny przy dłuższych ogniskowych; stąd ledwie widać, że teleskopy Dall – Kirkham są szybsze niż f / 15.

• Połączenia Herschelowski reflektor (zaproponowany przez Williama Herschela w 1789 r.) jest stosowany do budowy bardzo dużych teleskopów. Projekt Herschelian wykorzystuje pochylone lustro główne. Zapewnia to, że światło nie jest blokowane przez głowę obserwatora. Jednak ten projekt odbłyśnika ma pewne aberracje geometryczne. Niezależnie od tego służy unikaniu stosowania wtórnego zwierciadła Newtona. Zwierciadło wtórne jest zwykle zbudowane z metalowych zwierciadeł, które szybko się matowią i zapewniają współczynnik odbicia tylko 60%.

Jakie błędy wywołuje teleskop lustrzany?

Teleskopy zwierciadlane są podatne na powstawanie określonych błędów podczas tworzenia obrazów, tak jak każdy inny system optyczny. Utworzone obrazy mają odległości od obiektu do nieskończoności, a obrazy te są oglądane przy różnych długościach fal światła. Czynniki te powodują określone błędy w tworzeniu obrazu.

• śpiączka - Koma to rodzaj aberracji, która skupia środek obrazu w jakimś punkcie, ale krawędzie zwykle wydają się rozmazane promieniowo (jak kometa) lub wydłużone.

• Krzywizna pola - Czasami obrazy nie są dobrze wyostrzone na całym polu. Dzieje się tak z powodu krzywizny płaszczyzny obrazu i jest korygowane za pomocą soczewki spłaszczającej pole.
  • Astygmatyzm - Astygmatyzm to rodzaj aberracji, która powoduje azymutalną zmianę ogniskowej wokół apertury. W rezultacie obrazy źródłowe punktów pozaosiowych wydają się eliptyczne. Astygmatyzm powoduje więcej błędów, gdy pole widzenia jest duże i zaczyna się zmieniać kwadratowo wraz z kątem pola. W przypadku mniejszego / węższego pola widzenia astygmatyzm zwykle nie stanowi problemu.

• Zniekształcenie - Zniekształcenie to efekt aberracji, który zaburza kształt obrazu. Zniekształcenie nie wpływa na ostrość obrazu. Ta aberracja jest zwykle korygowana za pomocą przetwarzania obrazu. 

• Aberracja sferyczna: Aberracja sferyczna to wada, która pojawia się, gdy sferyczne lustro / soczewka nie jest w stanie skupić światła z różnych odległych obiektów w tym samym punkcie. Wadę tę rozwiązuje się za pomocą lusterek parabolicznych zamiast kulistych. Jednak zwierciadło paraboliczne nie radzi sobie dobrze z tworzeniem obrazu światła padającego na brzeg jego pola widzenia i wytwarza aberracje pozaosiowe. 

Aby dowiedzieć się więcej o wizycie dotyczącej pomiaru soczewek https://techiescience.com/a-detailed-overview-on-lensometer-working-uses-parts/

Dowiedzieć się o części wizyty teleskopu https://techiescience.com/steps-to-use-a-telescope-parts-of-a-telescope/

Przeczytaj Więcej Teleskop Galileusza.

Przeczytaj także:

• Spektroskopia w teleskopach
• Obliczanie powiększenia w teleskopach
• Numeryczne ustawienia optyki teleskopu
• Obrazowanie planet za pomocą teleskopów
• Filtry teleskopowe
• Teleskop do badań gwiazd zmiennych
• Obliczanie długości tubusu teleskopu
• Teleskop refrakcyjny
• Teleskopy Schmidta Cassegraina
• Teleskop do przechwytywania galaktyk

Sanchari Chakraborty

Cześć, jestem Sanchari Chakraborty. Zrobiłem magisterium z elektroniki.
Zawsze lubię odkrywać nowe wynalazki w dziedzinie elektroniki.
Jestem chętnym uczniem, obecnie inwestuję w dziedzinę optyki stosowanej i fotoniki. Jestem także aktywnym członkiem SPIE (Międzynarodowe stowarzyszenie optyki i fotoniki) oraz OSI (Indyjskie Towarzystwo Optyczne). Moje artykuły mają na celu przybliżenie tematów badań naukowych wysokiej jakości w prosty, ale pouczający sposób. Nauka ewoluuje od niepamiętnych czasów. Próbuję więc wykorzystać tę ewolucję i przedstawić ją czytelnikom.
Połączmy się przez