望远镜

反射望远镜的特点

反射望远镜的特点
内容
  1. 这是什么?
  2. 创造发展史
  3. 系统类型
  4. 最大的电器概述
  5. 如何使用?

反射器称为 任何以反射为主要功能的设备.因此,使用这种光学现象创建了反射望远镜。该设备的镜头没有透镜,而是有一个凹面镜,该凹面镜将光线反射并引导到目镜中,以观察或拍摄图像。让我们考虑一下反射望远镜的主要区别特征。

这是什么?

反射式望远镜与其他类型的折射式望远镜的不同之处在于,它没有安装透镜系统,而是安装了一个由金属或玻璃制成的凹面镜。 通常这种设备被称为“镜面”望远镜。

即使没有天文学经验,也很容易区分反射望远镜和折射望远镜。第二种方案非常简单。这是一个管子,其直径取决于位于面向观察对象的一端的物镜透镜的直径。在管的另一端是目镜 - 一个较小直径的透镜,通过它进行观察。这种装置的管的长度取决于透镜的焦距和制造它的材料的强度。

这也许是折射镜的主要矛盾,限制了它们的能力。由于结构的巨大重量,不可能制造出高功率设备。

带有凹面镜的望远镜看起来不同,因为它具有完全不同的操作原理和设备。在朝向天空的管道的一端,这种设备通常可能没有任何东西,因为镜子固定在另一端。但是目镜通常位于镜筒上部的一侧。与折射镜不同,光线的路径在一定程度上被位于镜筒中心轴上的棱镜或平面镜阻挡,在镜筒中收集光线以反射到目镜中。 反射器的结构不需要强制使用管道,因此没有折射器产生的限制.所有现代大型望远镜,包括太空望远镜, 根据以下方案布置:其中的管子由轻质网状结构代替,其目的是容纳光学系统的所有元件。

反射望远镜的光学特性,就像它的镜头对应物一样,是根据镜头的能力确定的。在第一种情况下,凹面镜,在第二种情况下,透镜。

业余天文学家成功地使用了这两种类型的望远镜,它们都有各自的优点和缺点,一种是由穿过透镜的光通量的折射引起的,另一种是由其从表面反射引起的,它可以具有不同的曲率。 对于与仪器的行程和运动有关的观察,最好使用折射镜,它的设计更强。反射器的运输是不可取的,因为它会导致结构元件相对于中心线发生位移,之后需要使用螺钉调整它们的位置 - 调整。这样的望远镜可以放置在业余天文台中。

创造发展史

使用凹面镜作为镜头是科学研究的结果,旨在减少镜头造成的失真(色差和球面像差)。许多欧洲国家都进行了这方面的研究,英国科学家在其中尤其成功。 1663年,詹姆斯·格雷戈里第一个提出用反射凹面镜代替折射透镜(显然,他发明了第一台反射式望远镜),1673年描述的光学装置系统由著名的罗伯特·胡克体现。

然而,伟大的艾萨克·牛顿在 1668 年创造了第一台带镜面透镜的工作望远镜。

反射器的路径并不容易,同时改进的镜头装置可以提供更清晰、更明亮的图像。来自欧洲大陆的科学家(德国人、法国人、意大利人)对其发展做出了重大贡献。似乎反射器将保持在实验装置的水平。

搜索的方向是改进涂层和镜子的制造。未来,为了减少畸变,牛顿提出的系统中反复引入了各种创新,这导致出现了根本不同的反射望远镜方案,包括混合版本,当透镜和反射镜在一个产品中使用时。新材料和新技术的出现使得创造越来越完美的系统成为可能,并且在望远镜的设计中不需要笨重的管道,使其效率倍增成为可能。

目前,世界上所有拥有光学望远镜的主要天文台都配备了反射镜。

系统类型

所有反射器都有一个共同点——使用凹面镜作为透镜.但建议通过镜子收集的光线的进一步路线以各种方式引导到目镜。

牛顿

艾萨克牛顿开发的反射器系统被认为是经典的。主镜没有孔,制造相对容易。位于其焦点附近的平面镜反射垂直于中心线的光通量。目镜在侧面。

牛顿望远镜的方案是最容易实现的,并且已在制作自己的观测工具的业余天文学家中广泛使用。 为业余天文学生产设备的公司大量生产此类设备。

格雷戈里

1663 年提出的镜面望远镜被证明是非常成功的,因为 提供直接图像,不仅可用于天文观测,还可用于地面条件。 在凹面镜的中心开一个孔,从它反射的光被第二个凹面镜引导到孔中,目镜沿着望远镜的中心线放置,就像折射镜或传统望远镜一样。

Gregory 方案被广泛使用,包括用于天文台的大型仪器。

卡塞格伦

由 Laurent Cassegrain 在 17 世纪 70 年代设计和实施的方案类似于 Gregory 的方案。凹面镜的中心部分也有一个孔。这些设备在第二面镜子的形状上有所不同 - 在所考虑的系统中,它是凸面的。按照这种方案建造的望远镜,其特征类似于格雷戈里的仪器,要短得多。由苏联天文学家德米特里马克苏托夫改进,卡塞格林系统现在在世界各地用于制造业余反射器。

卡塞格林仪器是世界上最大的仪器。

里奇-克雷蒂安

卡塞格林望远镜的另一个改进是 1920 年代开发的 Ritchey-Chrétien 系统。由于镜子的不同形状,可以获得更大的视野,这对于观察移动物体(小行星、彗星、行星)很方便。而且在这个系统中,还可以减少一些失真。

赫歇尔

反复尝试使用没有反射器阻挡光通量的凹面镜。 17世纪70年代初,威廉·赫歇尔设计了这样一款反射式望远镜,其目镜没有以任何方式挡住主镜。这使得显着增加设备的功率成为可能,但会导致昏迷形式的强烈失真。在 1760 年代,MV Lomonosov 开发并实施了类似的设计。目前,基于这种光学方案的设备用于特殊观测;由于设备和调整的复杂性,它们在业余天文学中没有得到广泛的应用。

科尔沙

Dietrich Korsch 系统是在 1970 年代开发的。它的特点不是两个,而是三个镜子,它可以让你纠正大部分的失真。

该方案很难调整,在业余天文学中也没有得到太多的分布。

布拉奇特

该系统的设备广泛用于制造各种光学仪器——从双筒望远镜和单筒望远镜到业余望远镜。 它们的主要优点是在保持焦距的同时显着缩短了设备的长度。 反射镜与光轴成一定角度排列,不会相互阻挡。

该电路可以消除许多失真,但制造起来相当复杂。

施密特

由 Bernhard Schmidt 在 20 世纪初改进的 Cassegrain 系统开始普及。这是一种混合方案,其中除了凹面镜外,还使用了物镜。

广泛用于拍摄大面积的天空。

最大的电器概述

在 20 世纪,反射望远镜牢牢取代了所有重要天文台的折射镜。随着制造技术的发展,安装在望远镜中的反射镜直径开始增大。

1917年,美国(华盛顿州)的一个天文台的反射镜成为世界上最大的,它的镜子直径达到了100英寸(2.5米)。第二次世界大战后,制造了一个带有 5 米镜子的装置,也安装在加利福尼亚州。

旧世界最大的望远镜仍然是大型方位角望远镜,它于上世纪 70 年代中期在苏联制造,安装在卡拉恰伊-切尔克斯共和国的一个高山天文台上。

世界上最大的现代固体镜望远镜安装在美国亚利桑那州。这是大型双筒望远镜。它配备了两个直径为8.4米的相同镜子。该设备建于 2005 年。

迄今为止最大的是带有预制分段镜的设备:大型金丝雀望远镜、大型南非望远镜、霍比-埃伯勒望远镜(美国)。

最具创新性的望远镜设计有能够改变表面曲率的轻型反射镜。该技术将使减少整个结构的质量成为可能,这将为增加镜子的直径以及相应地增加望远镜的功率开辟新的可能性。

如何使用?

使用镜面望远镜并不难。然而,与折射镜不同的是,这种仪器需要非常小心地处理。 由于反射管始终打开,灰尘会进入反射器。落在镜子的表面上,它非常明显地降低了它的反射率。

清洁镜子上的灰尘是相当困难的,尤其是在管子很长的情况下;正是由于这个原因,具有大焦距的反射器安装在没有管子的情况下。

移动反射器也是有问题的,因为结构元件倾向于在振动的影响下移动。通常,镜面望远镜的操作以费力的调整(调整)结束。您可以借助调节螺钉来调节望远镜,调节螺钉的转动会导致镜子移动;如果没有适当的经验,不可能快速做到这一点。

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