Телескоп

Телескоп

Это оптический прибор, предназначенный для рассматривания больших, но удаленных предметов.

Телескоп был впервые сконструирован в 1608 году тремя изобретателями – Иоганном (Хансом) Липперсгеем, Захарией Янсеном и Джейкобом Мэтьюсом. И затем значительно усовершенствован Галилео Галилеем в 1609 году.

Устройство телескопа

Он состоит из длиннофокусного объектива и короткофокусного окуляра:

Удаленный предмет с помощью объектива 1 изображается вблизи его фокальной плоскости в перевернутом виде $А'В'$. Через окуляр 2 это изображение наблюдатель видит в увеличенном виде $А"В"$. Иными словами, объектив воспроизводит большой, но удаленный предмет маленьким, но близким изображением, не меняя угла зрения $φ$, окуляр в роли лупы увеличивает это первичное изображение. Угол зрения $φ'$, под которым наблюдатель рассматривает изображение удаленного предмета $А"В"$, становится значительно больше угла $φ$.

Чтобы получить значительные увеличения в телескопах, фокусное расстояние объектива должно быть значительно больше фокусного расстояния окуляра.

В телескопе фокус линзы объектива и фокус линзы окуляра почти совпадают, поэтому длина трубы телескопа примерно равна их сумме.

Труба Кеплера

Телескоп, в котором объектив и окуляр являются собирающими линзами или собирающими системами линз, называют трубой Кеплера.

В ней получают перевернутое изображение предмета, поэтому для рассматривания наземных предметов она неудобна. Правда, можно было бы разместить еще одну собирающую линзу между объективом и окуляром и с ее помощью получить изображение предмета прямым, но это привело бы к нежелательному увеличению длины телескопа.

Трубы Кеплера применяют в полевых биноклях, которые состоят из двух таких труб и системы призм полного внутреннего отражения, которые переворачивают изображение:

Благодаря ломаному ходу лучей в призматическом бинокле существенно сокращается его длина.

Кроме того, с использованием поворотных призм расстояние между центрами объективов бинокля становится значительно больше, чем расстояние между зрачками глаз, из-за этого очень растет стереоскопический эффект и лучше различаются детали предмета.

Рефракторы и рефлекторы

Телескопы, построенные на использовании линз, то есть явлений преломления света, иначе называют рефракторами.

К крупнейшим рефракторам относятся: Пулковский, диаметр объектива которого равна 76 см; Йоркский, диаметр объектива которого составляет 102 см, а длина трубы – 21 м. В каждом объективе рефрактора имеется по две линзы.

Отметим, что изготовление однородных и точно отшлифованных больших линз является достаточно тяжелым техническим заданием. Поэтому в астрономических телескопах в качестве объективов широко используют зеркала. Такие телескопы иначе называют рефлекторами, самый большой из них имеет диаметр зеркала 5 м.

Рефлекторы лишены хроматической аберрации.

Для устранения сферической аберрации применяются параболические зеркала. Правда, изготовление параболического зеркала тоже является тяжелым техническим заданием.

Телескоп Максутова

Наиболее удачную конструкцию телескопа в 1941 году разработал российский оптик Д. Д. Максутов (1896-1964). В его телескопе объектив состоит из менисковый линзы 1 и сферического зеркала 2:

Менисковая линза не дает хроматической аберрации, а ее сферическая аберрация по знаку противоположна сферической аберрации зеркала. Поэтому можно подобрать показатель преломления и профиль линзы такими, что ее аберрация полностью скомпенсирует аберрации зеркала. Свет, попадает в объектив, после преломления в линзе и отражения от зеркала объектива, превращается в сходящийся пучок, который на пути к изображению отражается от вторичного зеркала 4 и выходит через центральное отверстие зеркала 2 в окуляр. Благодаря такому ломаному ходу лучей длина трубы телескопа существенно уменьшается.

Уникальный телескоп системы Максутова с диаметром зеркала 1 м установлен в Бюраканской обсерватории в Армении.

Возникли трудности с работой по этой теме? У нас вы можете заказать научную статью по физике по низкой цене!

Тест по теме «Телескоп»