Шағылыстыратын телескоптар оптикалық аберрациялардың басқа түрлерін шығарса да, бұл үлкен диаметрлі мақсаттарға қол жеткізе алатын дизайн. Астрономиялық зерттеулерде қолданылатын негізгі телескоптардың барлығы дерлік осындай. Шағылыстырғыш телескоптар әртүрлі дизайнмен келеді және кескін сапасын жақсарту немесе кескінді механикалық тұрғыдан тиімді орынға орналастыру үшін қосымша оптикалық элементтерді пайдалана алады.
Шағылыстыратын телескоптардың сипаттамалары
Қисық айналар линзалар сияқты әрекет етеді деген идея, кем дегенде, Альфазеннің 11-ші ғасырдағы оптика туралы трактатына дейін барады, ол қазіргі заманғы Еуропаның басында латын тіліндегі аудармаларда кеңінен таралған. Галилео сынғыш телескопты ойлап тапқаннан кейін көп ұзамай Джованни Франческо Сагредо және басқалары қисық айналар принциптері туралы білімінен шабыттанып, айна арқылы телескоп жасау идеясын талқылады.бейнелеу құралы ретінде. Болонез Чезаре Караваджи шамамен 1626 жылы алғашқы шағылыстыратын телескопты жасаған деп хабарланды. Итальяндық профессор Никколо Цуччи кейінгі еңбегінде 1616 жылы ойыс қола айнамен тәжірибе жасағанын, бірақ оның қанағаттанарлық бейне бермейтінін айтқан.
Жаратылу тарихы
Параболалық айналарды пайдаланудың әлеуетті артықшылықтары, ең алдымен, сфералық аберрацияны хроматикалық аберрациясыз азайту, болашақ телескоптардың көптеген ұсынылған конструкцияларына әкелді. 1663 жылы «шағылыстыратын» телескоптың инновациялық жобасын жариялаған Джеймс Грегори ең атақты болды. Экспериментші ғалым Роберт Гук «Григориан телескопы» деп аталып кеткен телескоптың бұл түрін құрастыру үшін он жыл (1673) қажет болды.
Исаак Ньютон 1668 жылы бірінші шағылыстыратын-сындыратын телескопты жасаған деп танылды. Ол Ньютон телескопы деп аталатын сфералық металл негізгі айна мен оптикалық конфигурациядағы шағын диагональды айнаны пайдаланды.
Ары қарай дамыту
Шағылдырғыш дизайнының теориялық артықшылықтарына қарамастан, сол кезде қолданылған металл айналардың дизайн күрделілігі мен нашар өнімділігі олардың танымал болуы үшін 100 жылдан астам уақыт қажет болды. Шағылыстыратын телескоптардың көптеген жетістіктері 18 ғасырда параболалық айналар жасауды жақсартуды қамтиды.ғасырда, 19 ғасырда күміспен қапталған шыны айналар, 20 ғасырда берік алюминий жабындары, үлкен диаметрлерді қамтамасыз ету үшін сегменттелген айналар және гравитациялық деформацияның орнын толтыру үшін белсенді оптика. 20-ғасырдың ортасындағы жаңалық негізгі оптикалық элементтер ретінде сфералық айнаны да, линзаны да (түзеткіш пластина деп аталады) пайдаланатын Шмидт камерасы сияқты катадиоптикалық телескоптар болды, олар негізінен сфералық аберрациясыз үлкен масштабты бейнелеу үшін қолданылады.
20 ғасырдың аяғында телескоптарды бақылау мен шағылыстыруға байланысты проблемаларды жеңу үшін адаптивті оптика мен сәтті бейнелеудің дамуы ғарыштық телескоптарда және ғарыш аппараттарын бейнелеу құралдарының көптеген түрлерінде кең таралған.
Қисық сызықты бастапқы айна телескоптың негізгі оптикалық элементі болып табылады және ол фокустық жазықтықта кескін жасайды. Айнадан фокустық жазықтыққа дейінгі қашықтық фокус аралығы деп аталады. Кескінді жазу үшін мұнда сандық сенсорды орналастыруға болады немесе оптикалық сипаттамаларды өзгерту және/немесе жарықты визуалды бақылау үшін пленкаға, сандық сенсорға немесе окулярға бағыттау үшін қосымша айна қосуға болады.
Толық сипаттама
Қазіргі көптеген телескоптардағы негізгі айна алдыңғы беті сфералық немесе параболалық пішінге ұнтақталған қатты шыны цилиндрден тұрады. Жұқа алюминий қабаты линзаға эвакуацияланып, қалыптасадышағылыстыратын бірінші беттік айна.
Кейбір телескоптар басқаша жасалған негізгі айналарды пайдаланады. Балқытылған әйнек айналады, оның беті параболоидты болады, ол салқындайды және қатып қалады. Алынған айна пішіні қажетті параболоидты пішінге жақындайды, ол дәл фигураға жету үшін аз тегістеу мен жылтыратуды қажет етеді.
Сурет сапасы
Рефлекторлы телескоптар, кез келген басқа оптикалық жүйе сияқты, «идеалды» кескіндерді жасамайды. Объектілерді шексіздікке дейінгі қашықтықта суретке түсіру, оларды жарықтың әртүрлі толқын ұзындығында қарау және негізгі айна шығаратын кескінді қараудың қандай да бір тәсілін талап ету, шағылыстыратын телескоптың оптикалық дизайнында әрқашан қандай да бір ымыра бар екенін білдіреді.
Негізгі айна жарықты өзінің шағылыстыратын бетінің алдындағы ортақ нүктеге бағыттайтындықтан, барлық дерлік шағылыстыратын телескоп конструкцияларында осы фокустық нүктенің жанында жарықтың негізгі айнаға жетуіне ішінара кедергі жасайтын қосалқы айна, пленка ұстағыш немесе детектор болады. айна. Бұл жүйе жинайтын жарық мөлшерінің біршама азаюына әкеліп қана қоймайды, сонымен қатар дифракциялық кедергі әсерлерінен кескіндегі контрасттың жоғалуына, сондай-ақ қосалқы тірек құрылымдарының көпшілігінен туындаған дифракциялық өсулерге әкеледі.
Айналарды пайдалану хроматикалық аберрацияны болдырмайды,бірақ олар аберрацияның басқа түрлерін жасайды. Қарапайым сфералық айна алыстағы заттан жарықты жалпы фокусқа өткізе алмайды, өйткені айнаға оның шетіне түскен жарық сәулелерінің шағылысуы айна центрінен шағылысатындармен біріктірілмейді, бұл ақау сфералық аберрация деп аталады. Бұл мәселені болдырмау үшін ең жетілдірілген шағылыстыратын телескоп конструкциялары барлық жарықты ортақ фокусқа түсіре алатын параболалық айналарды пайдаланады.
Григориан телескопы
Григориан телескопын шотланд астрономы және математигі Джеймс Грегори өзінің 1663 жылы шыққан «Optica Promota» кітабында негізгі айнадағы тесік арқылы кескінді көрсететін ойыс қосалқы айна ретінде сипаттайды. Бұл жердегі бақылаулар үшін пайдалы тік кескінді жасайды. Григориан конфигурациясын пайдаланатын бірнеше үлкен заманауи телескоптар бар.
Ньютонның рефлекторлы телескопы
Ньютон аппараты 1668 жылы Исаак жасаған алғашқы сәтті шағылыстыратын телескоп болды. Оның әдетте параболоидты бастапқы болады, бірақ f/8 немесе одан жоғары фокустық қатынаста жоғары көрнекі ажыратымдылық үшін жеткілікті болуы мүмкін сфералық бастапқы болады. Жазық екіншілік телескоп түтігінің жоғарғы жағындағы фокустық жазықтықта жарықты көрсетеді. Бұл берілген шикізат өлшеміне арналған ең қарапайым және ең арзан дизайндардың бірі және әуесқойлар арасында кең таралған. Шағылыстыратын телескоптардың сәуле жолы бірінші болдыдәл Ньютон үлгісінде жұмыс істеді.
Cassegrain аппараты
Кэсегрейн телескопы (кейде «классикалық Кассегрейн» деп те аталады) алғаш рет 1672 жылы Лоран Кассегрейнге жатқызылған. Оның негізгі тесігі арқылы жарықты кері және төмен көрсететін параболалық негізгі және гиперболалық қосымшасы бар.
Далл-Кирхам Кассегрейн телескопының дизайнын 1928 жылы Гораций Далл жасаған және 1930 жылы Scientific American журналында жарияланған мақалада әуесқой астроном Аллан Кирхам мен Альберт Г. Ингаллс арасындағы пікірталастан кейін аталған. сол кездегі журналдың редакторы). Ол үшін ойыс эллипстік бастапқы және дөңес екіншілік қолданылады. Бұл жүйе классикалық Cassegrain немесе Ritchey-Chrétien жүйесіне қарағанда ұнтақтау оңай болғанымен, ол осьтен тыс комаға жарамайды. Өрістің қисаюы классикалық Кассегрейндікінен азырақ. Бүгінгі күні бұл дизайн осы тамаша құрылғылардың көптеген қосымшаларында қолданылады. Бірақ оның орнын электронды аналогтар басып жатыр. Соған қарамастан дәл осы құрылғы түрі ең үлкен шағылыстыратын телескоп болып саналады.
