ТелескопДля наблюдения удаленных объектов (планет, звезд) в астрономии используют телескопы, которые бывают двух основ­ных видов — рефлекторы и рефракторы.

Действие рефлектора - отражающего телескопа — основано на использовании зеркального, отражающего объектива. Впервые такой телескоп был создан И. Ньютоном Используя в качестве объектива не линзу, а зеркало, Ньютон стремился устранить хроматическую аберрацию, свойственную линзам. Заметим, что изготовить хо­рошо отшлифованное зеркало гораз­до проще, чем линзу большого диаметра. Поэтому современные телес­копы с диаметром объектива в не­сколько метров — всегда рефлекторы.

Пучок света отражается от вогнутого зеркала 3, затем попадает на другое небольшое вспомогательное зеркало С, а отту­да — в линзовый окуляр Ок. Самый крупный в мире зеркальный телескоп, построенный в нашей стране, имеет диаметр зеркала 6 м.

В рефракторе — линзовом телескопе, как и в микроскопе, используются две системы линз. Но, в отличие от микроскопа, наблюдаемый объект находится от телескопа на прак­тически бесконечном расстоянии. Оптическую систему телескопа для получения максимального углового увеличения конструируют так, чтобы задний фокус объектива совпадал с передним фо­кусом окуляра. Изображение бесконечно расположенного предмета получается практически в фокальной плоскости; размер изображения A'B'=h. Окуляр выполняет роль лупы, он обеспечивает угловое увеличение изображения.

Для получения большого углового увеличения необходимо соединить длиннофокусный объектив с короткофокусным окуляром. Телескопы дают существенные (в десятки раз) угловые увеличения удаленных объектов.

Оказывается, что даже при большом увеличении угол зрения для очень удаленных звезд все равно меньше минимально разре­шаемого угла 1'. Но глаз различает эту звезду за счет очень большого увеличения освещенности: телескоп концентрирует боль­шой световой поток на поверхности зрачка. При использовании телескопа освещенность зрачка получается больше освещенности невооруженного глаза во столько раз, во сколько раз площадь объектива телескопа больше площади самого зрачка. Техниче­ские трудности создания больших объективов связаны со слож­ностью изготовления линз диаметром больше 1 м. Размеры зрачка глаза зависят от освещенности: при дневном освещении диаметр зрачка 2-3 мм, при слабом ночном освещении возрастает в несколько раз — до 6-8 мм. Поэтому различаются увеличение, даваемое телескопом во время дневных наблюдений, и увеличе­ние, даваемое телескопом при ночных наблюдениях.

Разрешающая способность телескопа.

Рассматривая устройст­во и действие оптических приборов, мы пользовались понятиями геометрической оптики, как бы забыв все то, что мы уже знаем о волновых свойствах света. Но важнейшие характеристики опти­ческих приборов - пределы увеличения микроскопа и телеско­па — связаны с тем, что свет - это электромагнитная волна. Поэтому полученные изображения надо рассматривать как ре­зультат интерференции световых волн, идущих от объекта, учиты­вая, что изображение каждой точки объекта из-за дифракции волн получается в виде дифракционных колец.

Пусть в телескоп ведется наблюдение за тремя звездами. Каждая из этих звезд, дает в фокальной плоскости объектива сис­тему концентрических дифракционных колец, расстояние между центрами которых зависит от углового расстояния между звезда­ми. Если центры этих колец близки, то глаз или фотопластинка не смогут различить раздельно эти звезды.

Анализ этой формулы приводит к выводу: для увеличения разреша­ющей способности телескопа надо брать объективы возможно большего диаметра. Но, как мы уже отметили, из-за целого ряда причин предельный диаметр объектива рефрактора огра­ничен 1 м, зеркала рефлектора — 6 м.

Другой путь — уменьшение дли­ны волны регистрируемого излуче­ния. Например, переход от регист­рации инфракрасного к ультрафиоле­товому излучению позволяет в не­сколько раз увеличить разрешение телескопа.


Загрузка...

Яндекс.Метрика Google+