Телескоп - это уникальный оптический прибор, предназначенный для наблюдения за небесными телами. Использование приборов позволяет рассмотреть самые разные объекты, не только те, которые располагаются недалеко от нас, но и те, которые находятся за тысячи световых лет от нашей планеты. Так что такое телескоп и кто его придумал?
Первый изобретатель
Телескопические устройства появились в семнадцатом веке. Однако по сей день ведутся дебаты, кто изобрел телескоп первым - Галилей или Липперсхей. Эти споры связаны с тем, что оба ученых примерно в одно время вели разработки оптических устройств.
В 1608 году Липперсхей разработал очки для знати, позволяющие видеть удаленные объекты вблизи. В это время велись военные переговоры. Армия быстро оценила пользу разработки и предложила Липперсхею не закреплять авторские права за устройством, а доработать его так, чтобы в него можно было бы смотреть двумя глазами. Ученый согласился.
Новую разработку ученого не удалось удержать втайне: сведения о ней были опубликованы в местных печатных изданиях. Журналисты того времени назвали прибор зрительной трубой. В ней использовалось две линзы, которые позволяли увеличить предметы и объекты. С 1609 года в Париже вовсю продавали трубы с трехкратным увеличением. С этого года какая-либо информация о Липперсхее исчезает из истории, а появляются сведения о другом ученом и его новых открытиях.
Примерно в те же годы итальянец Галилео занимался шлифовкой линз. В 1609 году он представил обществу новую разработку - телескоп с трехкратным увеличением. Телескоп Галилея имел более высокое качество изображения, чем трубы Липперсхея. Именно детище итальянского ученого получило название «телескоп».
В семнадцатом веке телескопы изготавливались голландскими учеными, но они имели низкое качество изображения. И только Галилею удалось разработать такую методику шлифовки линз, которая позволила увеличить четко объекты. Он смог получить двадцатикратное увеличение, что было в те времена настоящим прорывом в науке. Исходя из этого невозможно сказать, кто изобрел телескоп: если по официальной версии, то именно Галилео представил миру устройство, которое он назвал телескопом, а если смотреть по версии разработки оптического прибора для увеличения объектов, то первым был Липперсхей.
Первые наблюдения за небом
После появления первого телескопа были сделаны уникальные открытия. Галилео применил свою разработку для отслеживания небесных тел. Он первым увидел и зарисовал лунные кратеры, пятна на Солнце, а также рассмотрел звезды Млечного Пути, спутники Юпитера. Телескоп Галилея дал возможность увидеть кольца у Сатурна. К сведению, в мире до сих пор есть телескоп, работающий по тому же принципу, что и устройство Галилея. Он находится в Йоркской обсерватории. Аппарат имеет диаметр 102 сантиметра и исправно служит ученым для отслеживания небесных тел.
Современные телескопы
На протяжении столетий ученые постоянно изменяли устройства телескопов, разрабатывали новые модели, улучшали кратность увеличения. В результате удалось создать малые и большие телескопы, имеющие разное назначение.
Малые обычно применяют для домашних наблюдений за космическими объектами, а также для наблюдения за близкими космическими телами. Большие аппараты позволяют рассмотреть и сделать снимки небесных тел, расположенных в тысячах световых лет от Земли.
Виды телескопов
Существует несколько разновидностей телескопов:
- Зеркальные.
- Линзовые.
- Катадиоптрические.
К линзовым относят рефракторы Галилея. К зеркальным относят устройства рефлекторного типа. А что такое телескоп катадиоптрический? Это уникальная современная разработка, в которой сочетается линзовый и зеркальный прибор.
Линзовые телескопы
Телескопы в астрономии играют важную роль: они позволяют видеть кометы, планеты, звезды и другие космические объекты. Одними из первых разработок были линзовые аппараты.
В каждом телескопе есть линза. Это главная деталь любого устройства. Она преломляет лучи света и собирает их в точке, под названием фокус. Именно в ней строится изображение объекта. Чтобы рассмотреть картинку, используют окуляр.
Линза размещается таким образом, чтобы окуляр и фокус совпадали. В современных моделях для удобного наблюдения в телескоп применяют подвижные окуляры. Они помогают настроить резкость изображения.
Все телескопы обладают аберрацией - искажением рассматриваемого объекта. Линзовые телескопы имеют несколько искажений: хроматическую (искажаются красные и синие лучи) и сферическую аберрацию.
Зеркальные модели
Зеркальные телескопы называют рефлекторами. На них устанавливается сферическое зеркало, которое собирает световой пучок и отражает его с помощью зеркала на окуляр. Для зеркальных моделей не характерна хроматическая аберрация, так как свет не преломляется. Однако у зеркальных приборов выражена сферическая аберрация, которая ограничивает поле зрения телескопа.
В графических телескопах используются сложные конструкции, зеркала со сложными поверхностями, отличающиеся от сферических.
Несмотря на сложность конструкции, зеркальные модели легче разрабатывать, чем линзовые аналоги. Поэтому данный вид более распространен. Самый большой диаметр телескопа зеркального типа составляет более семнадцати метров. На территории России самый большой аппарат имеет диаметр шесть метров. На протяжении многих лет он считался самым большим в мире.
Характеристики телескопов
Многие покупают оптические аппараты для наблюдений за космическими телами. При выборе устройства важно знать не только то, что такое телескоп, но и то, какими характеристиками он обладает.
- Увеличение. Фокусное расстояние окуляра и объекта - это кратность увеличения телескопа. Если фокусное расстояние объектива два метра, а у окуляра - пять сантиметров, то такое устройство будет обладать сорокакратным увеличением. Если окуляр заменить, то увеличение будет другим.
- Разрешение. Как известно, свету свойственны преломление и дифракция. В идеале любое изображение звезды выглядит как диск с несколькими концентрическими кольцами, называемыми дифракционными. Размеры дисков ограничены только возможностями телескопа.
Телескопы без глаз
А что такое телескоп без глаза, для чего его используют? Как известно, у каждого человека глаза воспринимают изображение по-разному. Один глаз может видеть больше, а другой - меньше. Чтобы ученые смогли рассмотреть все, что им необходимо увидеть, применяют телескопы без глаз. Эти аппараты передают картинку на экраны мониторов, через которые каждый видит изображение именно таким, какое оно есть, без искажений. Для малых телескопов с этой целью разработаны камеры, подключаемые к аппаратам и снимающие небо.
Самыми современными методами видения космоса стало использование ПЗС камер. Это особые светочувствительные микросхемы, которые собирают информацию с телескопа и передают ее на ЭВМ. Получаемые с них данные настолько четкие, что невозможно представить, какими еще устройствами можно было бы получить такие сведения. Ведь глаз людей не может различать все оттенки с такой высокой четкостью, как это делают современные камеры.
Для измерения расстояний между звездами и другими объектами пользуются специальными приборами - спектрографами. Их подключают к телескопам.
Современный астрономический телескоп - это не одно устройство, а сразу несколько. Получаемые данные с нескольких аппаратов обрабатываются и выводятся на мониторы в виде изображений. Причем после обработки ученые получают изображения очень высокой четкости. Увидеть глазами в телескоп такие же четкие изображения космоса невозможно.
Радиотелескопы
Астрономы для своих научных разработок используют огромные радиотелескопы. Чаще всего они выглядят как огромные металлические чаши с параболической формой. Антенны собирают получаемый сигнал и обрабатывают получаемую информацию в изображения. Радиотелескопы могут принимать только одну волну сигналов.
Инфракрасные модели
Ярким примером инфракрасного телескопа является аппарат имени Хаббла, хотя он может быть одновременно и оптическим. Во многом конструкция инфракрасных телескопов схожа с конструкцией оптических зеркальных моделей. Тепловые лучи отражаются обычным телескопическим объективом и фокусируются в одной точке, где находится прибор, измеряющий тепло. Полученные тепловые лучи пропускаются через тепловые фильтры. Только после этого происходит фотографирование.
Ультрафиолетовые телескопы
При фотографировании фотопленка может засвечиваться ультрафиолетовыми лучами. В некоторой части ультрафиолетового диапазона возможно принимать изображения без обработки и засвечивания. А в некоторых случаях необходимо, чтобы лучи света прошли через специальную конструкцию - фильтр. Их использование помогает выделить излучение определенных участков.
Существуют и другие виды телескопов, каждый из которых имеет свое назначение и особые характеристики. Это такие модели, как рентгеновские, гамма-телескопы. По своему назначению все существующие модели можно разделить на любительские и профессиональные. И это далеко не вся классификация аппаратов для отслеживания небесных тел.
Обычно покупая телескоп, вы получаете в комплекте простые, но необходимые аксессуары, без которых он не может функционировать: окуляры, линза Барлоу, оборачивающая призма или диагональное зеркало и искатель. Обычно такими аксессуарами комплектуются большинство любительских телескопов.
Но все всегда можно обойтись только комплектными аксессуарами, или не все необходимые аксессуары есть в комплекте. Как правило, дорогие модели телескопов комплектуются только одним окуляром и требуют покупки необходимого набора.
Окуляры
Окуляр - это элемент оптической системы, необходимый для смены увеличения. Без окуляра наблюдать через телескоп нельзя. Чтобы рассчитать увеличение телескопа, нужно фокусное расстояние телескопа разделить на фокусное расстояние окуляра. Например, фокусное расстояние телескопа составляет 700 мм, а фокусное расстояние окуляра 10 мм, в этом случае, увеличение составит 70 крат.
Окуляры бывают разных классов и оптических схем. Окуляры могут различаться углом зрения, и могут быть условно разделены на простые, широкоугольные и сверхширокоугольные. Также, очень удобным является zoom-окуляр с переменным фокусным расстоянием и увеличением.
Юстировочные окуляры и лазерные коллиматоры пригодятся владельцам зеркальных телескопов, т.к. такие телескопы практически после каждой транспортировки требуют повторной юстировки. Только в таком случае, зеркальный телескоп будет использовать свой потенциал
При выборе окуляра, обратите внимание на диаметр посадки, он должен совпадать с посадочным диаметром фокусера. Стандартные размеры: 0,96", 1,25", 2".
Линзы Барлоу
Линза Барлоу - это еще один популярный аксессуар для телескопа. Линза Барлоу представляет собой рассеивающую линзу или несколько линз, увеличивающую фокусное расстояние телескопа в несколько раз, и соответственно, позволяет сделать увеличение телескопа в несколько раз больше.
Линза Барлоу использует только совместно с окуляром, отдельно Линза Барлоу использоваться не может.
Светофильтры
Светофильтр, также является важным, а иногда и вовсе необходимым аксессуаром для наблюдений в телескоп. Светофильтры для телескопов можно разделить на несколько типов: солнечные фильтры, цветные планетные фильтры, узкополосные фильтры для наблюдения и съемки туманностей.
Солнечные фильтры применяются для безопасного наблюдения диска Солнца. Ни в коем случае не рекомендуем наблюдать Солнце через телескоп, не оснащенный специальным фильтром. Применяя специальные фильтры, такие как Seymour Solar и Baader AstroSolar наблюдения Солнца становятся абсолютно безопасными, т.к. солнечные фильтры отсекают 99,999% видимого излучения Солнца. Чтобы безопасно наблюдать Солнце, необходимо надевать солнечный фильтр на объектив телескопа. Т. е. внутренний диаметр солнечного фильтра должен быть равен внешнему диаметру трубы телескопа. Наблюдать через окулярный солнечный фильтр небезопасно, т. к. лучи солнца вызывают нагрев и могут привести к растрескиванию фильтра! Наблюдения Солнца может вызвать нагрев и повреждение фильтра надетого на окуляр.
Самый бюджетный вариант солнечного фильтра – это изготовление фильтра по диаметру телескопа с помощью специальной солнечной пленки. Такая пленка также полностью безопасна и дает насыщенную контрастную картинку. В зависимости от производителя пленки, цвет диска Солнца при наблюдении может варьироваться (Seymour Solar – ярко-оранжевое, Bader AstroSolar – белое). Также, различается визуальная и фотографическая пленка. Для безопасных визуальных наблюдений подойдет только визуальная пленка.
Другой вариант – это готовые стеклянные солнечные фильтры , рассчитанные на определенный диаметр трубы телескопа.
Цветные фильтры применяются в основном для визуальных наблюдений планет. Такие фильтры делают изображение планет более контрастным и выделяют детали на их поверхности. К цветным фильтрам можно отнести лунный фильтр нейтрального серого или зеленого цвета, приглушающий яркость Луны, делающий наблюдения более комфортными. Цветные фильтры продаются как отдельно, так и наборами.
Цветные фильтры для наблюдения планет
Цветные фильтры имеют диаметр 1,25” и 2”, резьбу и вкручиваются в баррель окуляра.
Красный фильтр применяется для дневных наблюдений Венеры, наблюдений полярных шапок на поверхности Марса, голубых облаков на Юпитере. Оранжевый фильтр будет очень полезен для наблюдения Луны, для дневных наблюдений Меркурия, детализации деталей поверхности Марса, поясов, фестонов на Юпитере. Желтый фильтр – усиливает контраст поверхности Венеры, усиливает видимость морей и облаков на Марсе, поясов на Юпитере. Зеленый – повышает контраст деталей на Луне, улучшает контраст деталей на Венере, полезен для наблюдений плевых бурь и полярных шапок Марса. Сине-голубой – очень полезен для
Специальные узкополосные фильтры представляют собой фильтры отсекающие определенные области длин волн, оставляя узкую полосу пропускания излучения? делая изображение более контрастным. Такие фильтры применяются как для визуальных наблюдений, так и для астрофотографии объектов дальнего космоса, излучающих в определенном спектре.
В нашем магазине Вы можете купить готовые наборы аксессуаров для телескопов.
Кроме перечисленных аксессуаров, вам также могут понадобиться такие аксессуары как:
- Переходное Т2-кольцо для съемки через телескоп в прямом фокусе
- Специальная астрономическая камера
- Держатель для смартфона для фотосъемки через оукляртфона для фотосъемки через оукляр
- Чехол для телескопа
- Лазерный коллиматор для юстировки телескопа
- Другие аксессуары
Строение телескопа
В XX веке астрономия сделала множество шагов в изучении нашей Вселенной, но эти шаги были бы невозможны без использования таких сложных приборов, как телескопы, история которых насчитывает не одну сотню лет. Эволюция телескопа происходила в несколько этапов, и именно о них я постараюсь рассказать.
С давних времен человечество тянуло узнать, что же находится там, на небе, за пределами Земли и невидимого человеческому глазу. Величайшие ученые древности, такие как Леонардо да Винчи, Галилео Галилей, предпринимали попытки создать прибор, позволяющий заглянуть в глубины космоса и приоткрыть завесу тайны Вселенной. С тех пор произошло множество открытий в области астрономии и астрофизики. Каждый человек знает, что такое телескоп, но не все знают, как давно и кем был изобретен первый телескоп, и как он был устроен.
Телескоп - прибор, предназначенный для наблюдения небесных тел.
В частности, под телескопом понимается оптическая телескопическая система, применяемая не обязательно для астрономических целей.
Существуют телескопы для всех диапазонов электромагнитного спектра:
ь оптические телескопы
ь радиотелескопы
ь рентгеновские телескопы
ь гамма-телескопы
Оптические телескопы
Телескоп представляет собой трубу (сплошную, каркасную или ферму), установленную на монтировке, снабжённой осями для наведения на объект наблюдения и слежения за ним. Визуальный телескоп имеет объектив и окуляр. Задняя фокальная плоскость объектива совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом. Телескоп фокусируется при помощи фокусера (фокусированного устройства). телескоп космос астрономия
По своей оптической схеме большинство телескопов делятся на:
ь Линзовые (рефракторы или диоптрические) - в качестве объектива используется линза или система линз.
ь Зеркальные (рефлекторы или катоптрические) - в качестве объектива используется вогнутое зеркало.
ь Зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрические) - в качестве объектива используется сферическое зеркало, а линза, система линз или мениск служит для компенсации аберраций.
Как выбрать хороший оптический инструмент?
Как только человек устанавливает зрительный контакт с космосом, он ищет возможность взглянуть на все то, что он видит намного ближе, рассмотреть как можно больше деталей. Для этого и предназначен телескоп, как выбрать его правильно?
Сейчас создано столько различных конструкций и моделей, что покупатель долгое время стоит в растерянности — не зная с чего же начать покупку. Для начала, конечно же, стоит определиться, что Вы хотите увидеть в него и в каких условиях будете это все наблюдать. Обязательно нужно оценить жилищные условия для того чтоб выделить для него место, и материальные возможности, то есть те средства, которые Вы сможете позволить отдать за него. Однако, за одну и туже сумму можно купить два разных инструмента.
Виды телескопов
Для того чтоб увидеть галактику и туманности необходима самая большая апертура. Обычные размеры линеек рефракторов по некоторым причинам заканчиваются на отметке около 150 мм. Телескопы Ньютона подходят для этих целей более всего.
Фотографии планет чаще всего используют с применением катадиоптрических телескопов, но для съемки слабо протяженного объекта они будут непригодны из-за небольшого отверстия.
Для наблюдения звездного поля, двойной звезды очень подходят рефракторы. Так же с их помощью можно рассмотреть луну и планеты.
Вывод
Ошибкой у многих покупателей является желание покупки одного телескопа раз и навсегда. Необходимо понимать, что каждый инструмент предназначен для разных объектов, выполняет свою роль и откроет вам разные тайны нашей вселенной. Конечно же, наслаждение от вашей экскурсии по космосу в большей части будет зависеть именно от вас, а не от телескопа. Пользуясь даже не дорогими инструментами, Вы сможете сделать свои исследование интересными и незабываемыми.
Видеоруководство в котором подробно описано как выбрать телескоп
Оптический телескоп предназначен для наблюдения удаленных объектов ночного неба. Основные характеристики телескопов: диаметр объектива и увеличение. Чем больше диаметр объектива, тем больше света он соберет, и тем более слабые объекты станут в него видны. Увеличение определяет, насколько мелкие детали удастся разглядеть на поверхности планет, Солнца, Луны. В силу волновых свойств света, разрешающая способность телескопа, а значит и максимально возможное увеличение определяется диаметром его объектива. Чем больше объектив, тем большее увеличение он может дать. При увеличении численно равном диаметру объектива в миллиметрах достигается максимальная разрешающая способность, поэтому такое увеличение называют разрешающим. Дальнейший рост увеличения не добавляет новых деталей, а только ухудшает качество изображения. С ростом диаметра объектива растет и количество собранного им света, однако, излишний свет, рассеиваясь на оптических поверхностях, образует многочисленные блики и ореолы, которые портят изображение и не дают рассмотреть близко расположенные объекты. Поэтому с ростом диаметра объектива телескопа, растут и требования к качеству оптики.
Все существующие телескопы по конструкции можно разделить на две большие группы: зеркальные (рефлекторы) и линзовые (рефракторы).
Наиболее распространены зеркальные телескопы, построенные по оптической схеме Ньютона, имеющие простую конструкцию и невысокую стоимость. Они представляют собой трубу, открытую с одного конца, в другом конце которой расположено вогнутое зеркало, служащее объективом. Сама труба исполняет роль бленды, пропуская параллельные пучки света идущие от объекта наблюдения, а ее внутренние стенки имеют черную матовую поверхность, поглощая остальной свет. Параллельный пучок лучей падает на главное зеркало и, отразившись от него, в диагональном зеркале преломляется под углом 90 градусов и проектируется в фокальную плоскость окуляра. Увеличение телескопа может изменяться за счет наличия в комплекте набора сменных окуляров.
Зеркальные телескопы имеют ряд недостатков:
1. С ростом диаметра зеркала быстро растет длина их трубы, отчего они становятся трудно транспортабельными.
2. Искажения, вносимые диагональным зеркалом и крепящими его растяжками, портят изображение и ухудшают разрешающую способность телескопа, а так же экранируют часть светового потока.
3. Поле зрения сильно ограничивается длиной трубы.
4. В открытую часть трубы попадает пыль, а так же возникают потоки воздуха, затрудняющие наблюдения при больших увеличениях.
5. При чистке зеркала необходимо его снимать, нарушая тем самым его юстировку, и телескоп приходится периодически юстировать.
Линзовые телескопы (рефракторы) более дорогие, однако имеют ряд преимуществ перед зеркальными. Они представляют собой закрытую трубу с линзой-объективом на входе, в которую не попадает пыль и посторонние частицы, не возникают потоки воздуха, отсутствует центральное экранирование, что значительно повышает разрешающую способность, имеют малое рассеивание света. Рефракторы не нуждаются в постоянной юстировке, однако они так же имеют значительную длину.
В комплект всех телескопов входит штатив, позволяющий установить прибор в любом удобном месте. Для удобства наведения телескопов на интересующий объект они, как правило, имеют оптический видоискатель. В простейшем случае это две рамки, закрепленные на корпусе так, что ось, проходящая через центры их отверстий параллельна оптической оси телескопа. Иногда видоискателем служит светосильная зрительная труба с увеличением до 8 крат. Наиболее сложные модели телескопов имеют автоматический привод, позволяющий отслеживать объекты вслед за их перемещением по ночному небу. Для наблюдения за Солнцем обязательно необходимо использовать специальные светофильтры, входящие в комплект телескопа.
Материал предоставлен компанией Yukon
www.yukonopticsglobal.com
Составители: Бабич А.Е., Абакумов А.В.
Консультант: Буглак Н.А.