Nors atspindintys teleskopai sukuria kitų tipų optines aberacijas, tai yra konstrukcija, leidžianti pasiekti didelio skersmens taikinius. Beveik visi pagrindiniai teleskopai, naudojami astronominiuose tyrimuose, yra tokie. Atspindintys teleskopai yra įvairių konstrukcijų ir gali naudoti papildomus optinius elementus, kad pagerintų vaizdo kokybę arba nustatytų vaizdą į mechaniškai palankią padėtį.
Atspindinčių teleskopų charakteristikos
Idėja, kad išlenkti veidrodžiai elgiasi kaip lęšiai, siekia bent jau XI amžiaus Alfazeno traktatą apie optiką – veikalą, kuris ankstyvųjų naujųjų laikų Europoje buvo plačiai išverstas lotyniškais vertimais. Netrukus po to, kai Galilėjus išrado refrakcinį teleskopą, Giovanni Francesco Sagredo ir kiti, įkvėpti žinių apie kreivų veidrodžių principus, aptarė idėją sukurti teleskopą naudojant veidrodį.kaip vaizdo gavimo įrankis. Buvo pranešta, kad Bolonietis Cesare Caravaggi pirmąjį atspindintį teleskopą pastatė apie 1626 m. Italų profesorius Niccolo Zucci vėlesniame darbe rašė, kad 1616 m. eksperimentavo su įgaubtu bronziniu veidrodžiu, tačiau teigė, kad jis nesuteikia patenkinamo vaizdo.
Kūrybos istorija
Galima parabolinių veidrodžių naudojimo nauda, visų pirma sferinės aberacijos sumažinimas be chromatinės aberacijos, lėmė daug pasiūlytų būsimų teleskopų konstrukcijų. Žymiausias buvo Jamesas Gregory, kuris 1663 m. paskelbė naujovišką „atspindinčiojo“teleskopo dizainą. Prireikė dešimties metų (1673 m.), kol eksperimentuojantis mokslininkas Robertas Hukas galėjo sukurti tokio tipo teleskopą, kuris tapo žinomas kaip Grigaliaus teleskopas.
Izaokas Niutonas paprastai buvo priskiriamas pirmojo atspindinčio-lūžimo teleskopo pastatymui 1668 m. Jame buvo naudojamas sferinis metalinis pirminis veidrodis ir mažas įstrižas optinės konfigūracijos, vadinamas Niutono teleskopu.
Tolesnė plėtra
Nepaisant teorinių atšvaitų dizaino pranašumų, tuo metu naudotų metalinių veidrodžių konstrukcijos sudėtingumas ir prastas veikimas lėmė, kad prireikė daugiau nei 100 metų, kol jie išpopuliarėjo. Daugelis atspindinčių teleskopų pažangos apėmė parabolinių veidrodžių gamybos patobulinimus XVIII amžiuje.amžiaus, sidabru dengti stikliniai veidrodžiai XIX amžiuje, patvarios aliuminio dangos XX amžiuje, segmentuoti veidrodžiai didesniam skersmeniui užtikrinti, aktyvioji optika gravitacinei deformacijai kompensuoti. XX amžiaus vidurio naujovė buvo katadioptiniai teleskopai, tokie kaip Schmidt kamera, kuriuose kaip pagrindiniai optiniai elementai naudojamas ir sferinis veidrodis, ir objektyvas (vadinamas korektoriaus plokštele), dažniausiai naudojami didelio masto vaizdams be sferinės aberacijos.
XX amžiaus pabaigoje adaptyviosios optikos ir sėkmingo vaizdavimo kūrimas, siekiant išspręsti problemas, susijusias su teleskopų stebėjimu ir atspindžiu, yra visur paplitęs kosminiuose teleskopuose ir daugelyje erdvėlaivių vaizdo gavimo įrankių.
Kreivinis pirminis veidrodis yra pagrindinis optinis teleskopo elementas, kuris sukuria vaizdą židinio plokštumoje. Atstumas nuo veidrodžio iki židinio plokštumos vadinamas židinio nuotoliu. Čia galima įdėti skaitmeninį jutiklį, kad būtų įrašytas vaizdas, arba galima pridėti papildomą veidrodį, kad pakeistumėte optines charakteristikas ir (arba) nukreiptumėte šviesą į plėvelę, skaitmeninį jutiklį ar okuliarą vizualiniam stebėjimui.
Išsamus aprašymas
Pagrindinį daugumos šiuolaikinių teleskopų veidrodį sudaro vientisas stiklinis cilindras, kurio priekinis paviršius yra nušlifuotas iki sferinės arba parabolinės formos. Ant lęšio pašalinamas plonas aliuminio sluoksnis ir susidaroatspindintis pirmojo paviršiaus veidrodis.
Kai kuriuose teleskopuose naudojami pirminiai veidrodžiai, kurie pagaminti skirtingai. Išlydytas stiklas sukasi, kad jo paviršius būtų paraboloidinis, jis vėsta ir kietėja. Gauta veidrodžio forma apytiksliai atitinka norimą paraboloidinę formą, kurią reikia minimaliai šlifuoti ir poliruoti, kad būtų pasiekta tiksli figūra.
Vaizdo kokybė
Reflektoriniai teleskopai, kaip ir bet kuri kita optinė sistema, nesukuria „idealių“vaizdų. Poreikis fotografuoti objektus, esančius atstumu iki begalybės, žiūrėti į juos esant skirtingam šviesos bangos ilgiui, ir reikalauti tam tikro būdo žiūrėti vaizdą, kurį sukuria pirminis veidrodis, reiškia, kad atspindinčio teleskopo optinėje konstrukcijoje visada yra tam tikrų kompromisų.
Kadangi pirminis veidrodis fokusuoja šviesą į bendrą tašką, esantį priešais savo atspindintį paviršių, beveik visų šviesą atspindinčių teleskopų konstrukcijose šalia šio židinio taško yra antrinis veidrodis, plėvelės laikiklis arba detektorius, iš dalies neleidžiantis šviesai pasiekti pagrindinio taško. veidrodis. Dėl to ne tik šiek tiek sumažėja sistemos surenkamos šviesos kiekis, bet ir prarandamas vaizdo kontrastas dėl difrakcijos obstrukcijos efektų, taip pat dėl difrakcijos šuolių, kuriuos sukelia dauguma antrinių atraminių struktūrų.
Naudojant veidrodžius išvengiama chromatinės aberacijos,bet jie sukuria kitokio tipo aberacijas. Paprastas sferinis veidrodis negali perduoti šviesos iš tolimo objekto į bendrą židinį, nes į veidrodį į jo kraštą atsitrenkiančių šviesos spindulių atspindys nesutampa su atsispindinčiais nuo veidrodžio centro – defektas vadinamas sferine aberacija. Siekiant išvengti šios problemos, pažangiausiose atspindinčiose teleskopų konstrukcijose naudojami paraboliniai veidrodžiai, kurie gali sutelkti visą šviesą į bendrą dėmesį.
Grigaliaus teleskopas
Škotijos astronomas ir matematikas Jamesas Gregory 1663 m. knygoje „Optica Promota“apibūdino Grigaliaus teleskopą kaip įgaubtą antrinį veidrodį, atspindintį vaizdą per pirminiame veidrodyje esančią skylę. Taip sukuriamas vertikalus vaizdas, naudingas antžeminiams stebėjimams. Yra keli dideli šiuolaikiniai teleskopai, kuriuose naudojama Grigaliaus konfigūracija.
Niutono atšvaitas teleskopas
Newtono aparatas buvo pirmasis sėkmingas atspindintis teleskopas, kurį Izaokas pastatė 1668 m. Paprastai jis turi paraboloidinį pirminį, bet esant f/8 ar didesniam židinio santykiui, sferinį pirminį, kurio gali pakakti didelei regėjimo raiškai. Plokščias antrinis elementas atspindi šviesą židinio plokštumoje, esančioje teleskopo vamzdžio viršaus šone. Tai vienas iš paprasčiausių ir pigiausių konstrukcijų pagal tam tikrą žaliavos dydį ir yra įprastas mėgėjams. Atspindinčių teleskopų spindulių kelias buvo pirmasistiksliai atlikta pagal Niutono pavyzdį.
Cassegrain Aparatas
Cassegrain teleskopas (kartais vadinamas "klasikiniu Cassegrain") pirmą kartą buvo sukonstruotas 1672 m., priskirtas Laurent'ui Cassegrain'ui. Jis turi parabolinį pirminį ir hiperbolinį antrinį, kuris atspindi šviesą atgal ir žemyn pro skylę pirminėje dalyje.
Dall-Kirkham Cassegrain teleskopo dizainą sukūrė Horace'as Dallas 1928 m. ir jis buvo pavadintas straipsnyje, paskelbtame Scientific American 1930 m. po astronomo mėgėjo Allano Kirkhamo ir Alberto G. Ingallso diskusijos. tuometinis žurnalo redaktorius). Jame naudojamas įgaubtas elipsinis pirminis ir išgaubtas antrinis. Nors šią sistemą lengviau šlifuoti nei klasikinę Cassegrain arba Ritchey-Chrétien sistemą, ji netinka esant neašinei komai. Lauko kreivumas iš tikrųjų yra mažesnis nei klasikinio Cassegrain. Šiandien šis dizainas naudojamas daugelyje šių nuostabių prietaisų. Tačiau jį pakeičia elektroniniai analogai. Nepaisant to, būtent tokio tipo aparatai yra laikomi didžiausiu atspindinčiu teleskopu.
