Cum Funcționează Telescoapele

{h1}

Un telescop poate fi la fel de simplu ca un scop amator de 100 usd sau la fel de complicat ca telescopul spațial hubble. Aflați cum funcționează telescoapele și ce trebuie să luați în considerare dacă vă gândiți să cumpărați unul.

Poate că ai fost afară căutând stelele pe cerul nopții, căutând constelații; sau poate că ai învățat deja drumul în jurul constelațiilor și acum ai vrea să arunci o privire mai atentă - la obiecte precum luna, planetele sau stelele - cu ajutorul unui telescop.

Un telescop este un dispozitiv folosit pentru a mări obiectele îndepărtate. Există multe tipuri de a alege și multe variante de preț de luat în considerare. De unde știi care este cea mai potrivită pentru tine? Cum poți fi sigur că nu vei fi dezamăgit când vei scoate noul telescop pentru a vedea stelele?

În acest articol, vom examina cum funcționează un telescop, vom discuta despre diferitele tipuri de telescoape și vom arunca o privire la suporturile și accesoriile telescopului.

Cum funcționează

Acesta este cel mai simplu design al telescopului pe care l-ai putea avea. O lentilă mare adună lumina și o direcționează către un punct focal, iar o lentilă mică aduce imaginea la ochi.

Acesta este cel mai simplu design al telescopului pe care l-ai putea avea. O lentilă mare adună lumina și o direcționează către un punct focal, iar o lentilă mică aduce imaginea la ochi.

-Un telescop este un dispozitiv uimitor care are capacitatea de a face obiectele îndepărtate să apară mult mai aproape. Telescoapele - vin în toate formele și dimensiunile, de la un mic tub de plastic pe care îl cumpărați la un magazin de jucării pentru 2 USD, la telescopul spațial Hubble, care cântărește câteva tone. Telescoapele amatorilor se potrivesc undeva între ele și, chiar dacă nu sunt aproape la fel de puternice precum Hubble, pot face unele lucruri incredibile. De exemplu, o dimensiune mică de 6 centimetri (15 centimetri) vă permite să citiți scrierea pe un dime de la 150 de metri (55 metri) distanță!

Majoritatea telescoapelor pe care le vedeți astăzi au una dintre cele două arome:

  • Telescopul refractorului, care folosește lentile de sticlă.
  • Telescopul reflector, care folosește oglinzi în loc de lentile.

Ambele tipuri realizează exact același lucru, dar în moduri complet diferite.

-Pentru a înțelege cum funcționează telescoapele, să punem următoarea întrebare. De ce nu poți vedea un obiect care este departe? De exemplu, de ce nu poți citi scrierea pe un moment dat când este la 55 de metri (55 metri) distanță cu ochii goi? Răspunsul la această întrebare este simplu: obiectul nu ocupă mult spațiu pe ecranul ochiului (retină). Dacă doriți să vă gândiți la asta în termeni de cameră digitală, la 150 de metri scrierea pe dime nu acoperă suficienți pixeli pe senzorul retinal pentru a putea citi scrisul.

Dacă ai avea un „ochi mai mare”, ai putea să aduni mai multă lumină din obiect și să creezi o imagine mai strălucitoare, și atunci poți mări o parte din imagine, astfel încât să se întindă pe mai mulți pixeli pe retina ta. Două piese dintr-un telescop fac acest lucru posibil:

  • obiectiv obiectiv (în refractori) sau oglindă primară (în reflectoare) colectează multă lumină dintr-un obiect îndepărtat și aduce acea lumină, sau imagine, într-un punct sau concentra.
  • Un lentilă oculară ia lumina strălucitoare din focarul obiectivului obiectiv sau al oglinzii primare și o „răspândește” (o mărește) pentru a prelua o porțiune mare a retinei. Acesta este același principiu pe care îl folosește o lupă (lentilă); ia o imagine mică pe hârtie și o întinde pe retina ochiului, astfel încât să arate mare.

Când combinați obiectivul obiectiv sau oglinda primară cu ocularul, aveți un telescop. Din nou, ideea de bază este să adunați multă lumină pentru a forma o imagine strălucitoare în interiorul telescopului, și apoi să folosiți ceva ca o lupa pentru a mări (mări) acea imagine strălucitoare, astfel încât să ocupe mult spațiu pe retina dvs..

-Un telescop are două proprietăți generale:

  • cât de bine poate colecta lumina
  • cât de mult poate mări imaginea

-Capacitatea telescopului de a colecta lumina este direct legată de diametrul obiectivului sau al oglinzii - deschidere - care este folosit pentru a aduna lumina. În general, cu cât este mai mare diafragma, cu atât telescopul este mai luminos, adună focalizarea și imaginea finală este mai luminoasă.

Telescopul mărire, capacitatea sa de a mări o imagine, depinde de combinația lentilelor utilizate. Ocularul efectuează mărirea. Deoarece orice mărire poate fi obținută prin aproape orice telescop prin utilizarea diferitelor oculare, deschiderea este o caracteristică mai importantă decât mărirea.

Pentru a înțelege cum funcționează de fapt într-un telescop, să aruncăm o privire la modul în care un telescop refractor (genul cu lentile) mărește o imagine a unui obiect îndepărtat pentru a-l face să pară mai aproape.

refractors

Hans Lippershey din Middleburg, Olanda, primește credit pentru inventarea refractorului în 1608, iar militarii au folosit mai întâi instrumentul. Galileo a fost primul care a folosit-o în astronomie. Atât desenele lui Lippershey, cât și Galileo au folosit o combinație de lentile convexe și concave. Despre 1611, Kepler a îmbunătățit designul pentru a avea două lentile convexe, ceea ce a făcut imaginea cu susul în jos. Designul lui Kepler este în prezent proiectul major al refractoarelor, cu câteva îmbunătățiri ulterioare ale lentilelor și sticlei.

Refractorii sunt tipul de telescop cu care cei mai mulți dintre noi sunt familiarizați. Au următoarele părți:

  • un tub lung, din metal, plastic sau lemn
  • o lentilă combinată din sticlă la capătul frontal (obiectiv obiectiv)
  • o a doua lentilă combinată din sticlă (ocular)

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

Diagrama unui refractor care arată calea luminii din interior.

Tubul ține lentilele la locul său la distanța corectă unul de celălalt. Tubul ajută, de asemenea, la păstrarea prafului, a umidității și a luminii care ar putea interfera cu formarea unei imagini bune. Obiectivul obiectiv adună lumina și o îndoaie sau o refractă la o focalizare din apropierea spatelui tubului. Ocularul aduce imaginea la ochi și mărește imaginea. Ocularele au distanțe focale mult mai scurte decât lentilele obiective.

Refractoare achromatice folosiți lentile care nu sunt corectate pe larg pentru a preveni aberatie cromatica, care este un halo curcubeu care apare uneori în jurul imaginilor văzute printr-un refractor. În schimb, de obicei au lentile „acoperite” pentru a reduce această problemă. Refractori apocromatici utilizați fie modele cu lentile multiple sau lentile realizate din alte tipuri de sticlă (cum ar fi fluorita) pentru a preveni aberațiile cromatice. Refractorii apochromatici sunt mult mai scumpi decât refractorii achromatici.

Refractorii au o rezoluție bună, suficient de mare pentru a vedea detalii în planete și stele binare. Cu toate acestea, este dificil să se realizeze lentile obiective mari (mai mari de 4 inci sau 10 centimetri) pentru refractoare. Refractorii sunt relativ scumpi, dacă luați în considerare costul pe unitatea de deschidere. Deoarece deschiderea este limitată, un refractor este mai puțin util pentru observarea obiectelor slabe, din cerul profund, precum galaxiile și nebuloasele, decât alte tipuri de telescoape.

Reflectoare

Telescopul bogat în domeniul Astroscan 2001 al autorului.

Telescopul bogat în domeniul Astroscan 2001 al autorului.

Isaac Newton a dezvoltat reflectorul în jurul anului 1680, ca răspuns la problema aberației cromatice (halo curcubeu) care a afectat refractorii în timpul său. În loc să folosească o lentilă pentru a aduna lumina, Newton a folosit o oglindă curbată, metalică (oglindă primară) pentru a colecta lumina și a o reflecta la focalizare. Oglinzile nu au problemele de aberație cromatică pe care le fac lentilele. Newton a plasat oglinda primară în partea din spate a tubului.

Deoarece oglinda reflecta lumina în tub, el a trebuit să folosească o oglindă mică, plană (oglindă secundară) pe calea focală a oglinzii primare pentru a devia imaginea prin partea laterală a tubului, până la ocular; altfel, capul lui ar intra în calea luminii care intră. De asemenea, s-ar putea să credeți că oglinda secundară ar bloca o parte din imagine, dar pentru că este atât de mică în comparație cu oglinda primară, care adună o mare cantitate de lumină, oglinda mai mică nu va bloca imaginea.

În 1722, John Hadley a dezvoltat un design care a folosit oglinzi parabolice și au fost diverse îmbunătățiri în realizarea oglinzilor. newtonian reflectorul a fost un design de mare succes și rămâne unul dintre cele mai populare modele de telescop utilizate în prezent.

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

Diagrama unui reflector newtonian care arată calea luminii din interior.

Bogat-field (sau camp larg) reflectoarele sunt un tip de reflector newtonian cu raporturi focale scurte și mărire redusă. raportul focal, sau f / numărul, este distanța focală împărțită la diafragmă și se raportează la luminozitatea imaginii. Acestea oferă câmpuri de vedere mai largi decât telescoapele cu raporturi focale mai lungi și oferă vederi panoramice luminoase ale cometelor și obiectelor din cerul profund precum nebuloase, galaxii și ciorchini de stele.

Cum funcționează telescoapele: care

O vedere din interiorul butoiului - observați oglinda primară și imaginea oglinzii secundare reflectată înapoi pe primar.

Dobsonian telescoapele sunt un tip de reflector newtonian cu un tub simplu și montare alt-azimut (vezi "Suporturi telescopice"). Sunt ieftine pentru a construi sau a cumpăra, deoarece sunt din plastic, fibră de sticlă sau placaj. Dobsonienii pot avea diafragme mari (6 la 17 inci, 15 până la 43 centimetri). Datorită deschiderilor mari și prețului scăzut, dobsonienii sunt potriviți pentru a observa obiecte din cerurile adânci.

Reflectorul este simplu și ieftin de realizat. Oglinzile primare cu deschidere mare (mai mari de 10 inci sau 25 centimetri) pot fi realizate cu ușurință, ceea ce înseamnă că reflectoarele au un cost relativ scăzut pe unitatea de diafragmă. Reflectoarele au capacități mari de colectare a luminii și pot produce imagini luminoase cu obiecte slabe, din ceruri profunde, atât pentru observarea vizuală, cât și pentru astrofotografie. Un dezavantaj al reflectoarelor este că uneori trebuie să curățați și să aliniați oglinzile. De asemenea, erori ușoare în șlefuirea oglinzilor pot denatura imaginea. Iată câteva dintre problemele comune:

  • Aberație sferică - lumina reflectată de pe marginea oglinzii este focalizată într-un punct ușor diferit de lumina reflectată din centru.
  • astigmatismul - oglinda nu este împământată simetric față de centrul ei (poate fi ușor în formă de ou, de exemplu); imaginile cu stele se concentrează mai mult pe cruci decât pe puncte.
  • Comă - stelele de lângă marginea câmpului arată alungite, ca niște comete, în timp ce cele din centru sunt puncte ascuțite de lumină.

În plus, toate reflectoarele sunt supuse unor pierderi de lumină, din două motive: În primul rând, oglinda secundară obstrucționează o parte din lumină care vine în telescop; în al doilea rând, nici o acoperire reflectorizantă pentru o oglindă nu întoarce 100% din lumina care o atacă - cele mai bune acoperiri returnează 90% din lumina primită.

Telescoape compuse sau catadioptrice

Compus sau catadioptric telescoapele sunt telescoape hibride care au un amestec de elemente refractare și reflectoare în proiectarea lor. Primul telescop compus a fost realizat de astronomul german Bernhard Schmidt în 1930. Telescopul Schmidt avea o oglindă primară în partea din spate a telescopului și o placă corector de sticlă în fața telescopului pentru a îndepărta aberațiile sferice. Telescopul a fost folosit în principal pentru fotografie, deoarece nu avea oglindă sau ocular secundar - în schimb, filmul fotografic a fost plasat în centrul atenției oglinzii primare. Astăzi, Schmidt-Cassegrain designul, care a fost inventat în anii ’60, este cel mai popular tip de telescop; folosește o oglindă secundară care respinge lumina printr-o gaură din oglinda primară către un ocular.

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

Diagrama unui telescop compus care arată calea luminii din interior.

Al doilea tip de telescop compus a fost inventat de un astronom rus, D. Maksutovdeși un astronom olandez, A. Bouwers, a venit cu un design similar în 1941, înaintea lui Maksutov. Maksutov telescopul este similar cu designul Schmidt, dar folosește un obiectiv corector mai sferic. Maksutov-Cassegrain designul este similar cu designul Schmidt Cassegrain.

Suporturi pentru telescop

Diagrama tipurilor și suporturilor telescopului.

Diagrama tipurilor și suporturilor telescopului.

Telescoapele trebuie să fie sprijinite de un tip de suport sau montură - altfel, ar trebui să o ții tot timpul. Montura telescopului vă permite:

  • mențineți telescopul constant
  • orientați telescopul spre stele sau alte obiecte (păsări)
  • ajustați telescopul pentru mișcarea stelelor cauzate de rotația Pământului
  • eliberează-ți mâinile pentru alte activități (concentrarea, schimbarea ochilor, luarea de note, desenul)

Există două tipuri de suport de bază pentru telescop:

  • Alt-azimut
  • Ecuatorial

Alt-azimut montura are două axe de rotație, o axă orizontală și una verticală. Pentru a orienta telescopul către un obiect, îl rotiți de-a lungul orizontului (axa azimutului) către poziția orizontală a obiectului și apoi înclinați telescopul, de-a lungul axei de altitudine, spre poziția verticală a obiectului. Acest tip de montare este simplu de utilizat și este cel mai frecvent întâlnit la telescoape ieftine. Montura alt-azimut are două variante:

  • minge și soclu - utilizat la două telescoape ieftine de câmp bogat. Are un capăt în formă de bilă care se poate roti liber în priza.
  • cutie balansoar - o montare a centrului de gravitație scăzută, de obicei din placaj, cu o bază circulară orizontală (axa azimut) și lagăre din teflon pentru axa de altitudine. Această montare este de obicei folosită pe telescoape Dobsonian. Oferă un suport bun pentru un telescop greu, precum și o mișcare lină, fără frecare.

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

Mișcarea unei monede alt-azimut în raport cu o stea.

Deși montura alt-azimut este simplă și ușor de utilizat, nu urmărește în mod corespunzător mișcarea stelelor. În încercarea de a urmări mișcarea unei stele, montura produce o mișcare „în zig-zag”, în loc de un arc neted pe cer. Mișcarea în zig-zag din figura de mai sus este exagerată și simplificată în scop ilustrativ; de fapt, ar fi mai mulți pași și fiecare pas ar fi mai mic. Acest lucru face ca acest tip de montare să fie inutil pentru fotografierea stelelor.

ecuatorial montura are, de asemenea, două axe perpendiculare de rotație - ascensiune dreapta și declinare. Cu toate acestea, în loc să fie orientat în sus și în jos, este înclinat în același unghi cu axa de rotație a Pământului. Montura ecuatorială vine în două soiuri:

  • limba germana montura ecuatorială - în formă de „T.” Axa lungă a „T” este aliniată la polul Pământului.
  • Furculiţă montura - o furculiță cu două capete care se așează pe o pană care este aliniată cu polul Pământului. Baza furcii este o axă de rotație, iar prongurile sunt celelalte.

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

Mișcarea unei monede ecuatoriale în raport cu o stea.

Atunci când sunt aliniate corespunzător cu polii Pământului, suporturile ecuatoriale pot permite telescopului să urmeze mișcarea lină, în formă de arc a unei stele pe cer. De asemenea, pot fi echipate cu:

  • setarea cercurilor - vă permite să localizați cu ușurință o stea prin coordonatele sale cerești (ascensiune dreapta, declinare)
  • acționări motorizate - permiteți dvs. sau computerului dvs. (laptop, desktop sau PDA) să conduceți continuu telescopul pentru a urmări o stea.

Aveți nevoie de o montare ecuatorială pentru astrofotografie.

Termeni de telescop

Alt-azimut - tipul de montare a telescopului, similar cu un trepied pentru cameră, care folosește o axă verticală (altitudine) și orizontală (azimut) pentru a localiza un obiect.

ecuatorial - tipul de montaj al telescopului care folosește două axe (ascensiune dreaptă sau polar și declinare) aliniat la poli pentru a urmări mișcarea unui obiect de-a lungul cerului.

Oculare

Vizualizați printr-un ocular. Rețineți că imaginea este cu susul în jos

Vizualizați printr-un ocular. Rețineți că imaginea este cu susul în jos

Un ocular este cel de-al doilea obiectiv dintr-un refractor sau singura lentilă dintr-un reflector. Ocularele au multe modele optice și constau într-una sau mai multe lentile în combinație - sunt aproape ca mini-telescopurile în sine.

Scopul ocularului este:

  • produce și vă permite să schimbați mărirea telescopului
  • produce o imagine ascuțită
  • asigura o relaxare confortabilă a ochilor (distanța dintre ochi și ocular când imaginea este focalizată)
  • determinați câmpul de vedere al telescopului: aparent - câtă parte din cer, în grade, este văzută marginal la ochi doar prin ocular (specificat pe ocular; adevărat sau real - cât de mult se poate vedea când cerul este plasat în telescop (câmp adevărat = câmp aparent / mărire)

Există mai multe tipuri de modele de ocular:

  • Huygens
  • Ramsden
  • Ortoscopic
  • Kellner și RKE
  • Erfle
  • Plossl
  • Nagler
  • Barlow (folosit în combinație cu un alt ocular pentru a crește mărirea de 2 până la 3 ori)

Cum funcționează telescoapele: care

Diagrame schematice ale diverselor oculare.

Huygens și Ramsden ocularele sunt cele mai vechi modele. Suferă de aberații cromatice și sunt adesea incluse cu cele mai puțin costisitoare și cel mai puțin eficiente telescoape.

Ortoscopic oculare au fost inventate de Ernst Abbe în 1880. Au patru elemente și un câmp de vedere aparent de 45 de grade, care este oarecum îngust. Designul optic oferă o vedere clară, are un relief optim al ochilor și este considerat excelent pentru vizualizarea planetară. Oculare ortoscopice pot varia de la 50 $ la 100 $ fiecare.

Kellner și RKE (Modificarea brevetată a lui Kellner a lui Edmund Scientific) sunt un design în trei elemente care produce imagini într-un câmp vizual de 40 de grade, cu unele aberații cromatice. Au o ușurare bună pentru ochi. Ocularele Kellner funcționează cel mai bine la telescoape cu distanță focală lungă. Ele sunt un echilibru bun între performanță și economie. Acestea variază de la 30 la 50 USD fiecare.

Cum funcționează telescoapele: care

Set de ochelari RKE.

Erfle ochelari au fost inventați în timpul celui de-al doilea război mondial. Au un design cu cinci elemente și un câmp vizual larg, de 60 de grade. Ei suferă de imagini fantomă și astigmatism, ceea ce le face improprii pentru vizualizarea planetară. Îmbunătățirile proiectării Erfle se numesc oculare cu câmp larg.

Plossl ocularele au un design de patru elemente sau cinci elemente, cu un câmp vizual de 50 de grade. Au o reliefare bună a ochilor (cu excepția lentilelor de 10 mm și mai scurte). Ele funcționează cel mai bine la dimensiunile de 15 până la 30 mm. Calitatea este bună, în special pentru vizualizarea planetară. Au un pic de astigmatism, în special la marginea câmpului. Sunt oculari populari.

Nagler ochelari au fost introduse în 1982, publicitate drept „ca și luarea unui trotuar”. Au un design cu șapte elemente, cu un câmp de vedere incredibil de 82 de grade. Acestea vin doar în dimensiunea butoiului de 2 inci și sunt grele - până la 2 kg (1 kg) - și scumpe.

Barlow lentilele pot fi un mod economic de a crește mărirea și / sau de a oferi o mai bună alinare a ochilor cu un ocular existent. Ocularul se încadrează în lentila Barlow, care apoi se încadrează în suportul ocularului.

Cum funcționează telescoapele: telescoapele

Un ocular se încadrează într-o lentilă Barlow pentru a-i crește mărirea.

O ultimă categorie de ocular este ocular cu reticule iluminate. Aceste oculare au multe modele și sunt utilizate exclusiv pentru astrofotografie. Acestea ajută la ghidarea telescopului pentru a urmări un obiect în timpul unei expuneri a filmului, care poate dura oriunde de la 10 minute la o oră.

Căutătorii și alte accesorii

Priviți cu vederea

Priviți cu vederea

Finders sunt dispozitive folosite pentru a ajuta la orientarea telescopului către ținta sa, similar cu obiectivele de pe o pușcă. Căutătorii pot veni în trei tipuri de bază:

  • peep sights - crestături sau cercuri care vă permit să aliniați ținta
  • reflexe - o casetă de oglindă care arată cerul și luminează ținta cu un punct de diodă LED roșu, similar cu o vedere cu laser pe o armă
  • telescop vedere - un telescop mic, cu mărire mică (5x-10x), montat pe lateral cu un reticul de păr încrucișat, ca o vedere telescopică pe o pușcă

Unii găsitori sunt standard pe telescoape, în timp ce alții sunt vândute separat.

Filtre

Filtre sunt bucăți de sticlă sau plastic pe care le puteți plasa în butoiul unui ocular pentru a restricționa lungimile de undă ale luminii care intră în imagine.

Cum funcționează telescoapele: funcționează

Set de filtre pentru vizualizare, inclusiv un filtru de poluare a luminii (stânga) și filtre colorate pentru a îmbunătăți contrastul în imaginile planetare.

Filtrele pot fi utilizate pentru:

  • îmbunătățiți vizualizarea obiectelor cu cer slab în cerul poluat ușor
  • spori contrastul caracteristicilor și detaliilor fine de pe lună și planete
  • vizualizați în siguranță soarele (consultați Observarea Soarelui pentru detalii)

Cum funcționează telescoapele: telescoapele

Filtrul se înșurubează în butoiul ocularului.

Cum funcționează telescoapele: funcționează

Combinație completă de filtru / ocular.

Capace de rouă

Deoarece veți observa în timpul nopții, când poate fi răcoroasă, umiditatea se poate condensa în telescopul dvs. și pe optică. Pentru a preveni acest lucru, puteți utiliza un scut de rouă, care se înfășoară în jurul capătului






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Femeile Falsizează Orgasmul Pentru A Se Agăța De Bărbații Lor
Femeile Falsizează Orgasmul Pentru A Se Agăța De Bărbații Lor

Iarna Sudică: Zăpada Acoperă Patagonia
Iarna Sudică: Zăpada Acoperă Patagonia

Fotografii: 4.400 De Ani, Complex De Morminte În Egipt
Fotografii: 4.400 De Ani, Complex De Morminte În Egipt

5 Modalități Dovedite Științific De A-Ți Face Cadourile Semnificative
5 Modalități Dovedite Științific De A-Ți Face Cadourile Semnificative

Legea Chimică Toxică Nu Reușește Să Protejeze Copiii, Acuzând Medicii
Legea Chimică Toxică Nu Reușește Să Protejeze Copiii, Acuzând Medicii


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2019 RO.WordsSideKick.com