Оптични телескопи и тяхното използване. Историята на създаването на телескопа. Основни исторически етапи - изобретяването на телескопите Откриването на децата на майстор Липърши.

Тези дни отбелязваме 400-годишнината от създаването на оптичния телескоп – най-простият и ефективен научен инструмент, отворил пред човечеството вратата към Вселената. Честта да създаде първите телескопи по право принадлежи на Галилей.

Както знаете, Галилео Галилей започва да експериментира с лещи в средата на 1609 г., след като научава, че в Холандия е изобретена зрителна тръба за нуждите на навигацията. Направен е през 1608 г., вероятно независимо един от друг, от холандските оптици Ханс Липершей, Якоб Метиус и Захария Янсен. Само за шест месеца Галилео успя значително да подобри това изобретение, да създаде мощен астрономически инструмент на неговия принцип и да направи редица невероятни открития.

Успехът на Галилей в усъвършенстването на телескопа не може да се счита за случаен. Италианските майстори на стъкло вече са станали напълно известни по това време: още през 13 век. те са изобретили очилата. И именно в Италия теоретичната оптика беше в най-добрия си вид. Чрез трудовете на Леонардо да Винчи тя се превърна от част от геометрията в практическа наука. „Направете очила за очите си, за да видите луната голяма“, пише той в края на 15 век. Възможно е, въпреки че няма преки доказателства за това, Леонардо да е успял да приложи телескопична система.

Той извършва оригинални изследвания на оптиката в средата на 16 век. Италианец Франческо Мауролик (1494-1575). Неговият сънародник Джовани Батиста де ла Порта (1535-1615) посвещава две великолепни произведения на оптиката: „Естествена магия“ и „За пречупването“. В последния той дори дава оптичния дизайн на телескопа и твърди, че е успял да види малки обекти на голямо разстояние. През 1609 г. той се опитва да защити приоритет в изобретяването на телескопа, но фактически доказателства за това не са достатъчни. Както и да е, работата на Галилей в тази област започва върху добре подготвена почва. Но, отдавайки почит на предшествениците на Галилей, нека си припомним, че именно той направи функционален астрономически инструмент от забавна играчка.

Галилей започва експериментите си с проста комбинация от положителна леща като обектив и отрицателна леща като окуляр, давайки трикратно увеличение. Сега този дизайн се нарича театрален бинокъл. Това е най-популярното оптично устройство след очилата. Разбира се, съвременните театрални бинокли използват висококачествени лещи с покритие като лещи и окуляри, понякога дори сложни, съставени от няколко стъкла. Осигуряват широко зрително поле и отлични изображения. Галилей използва прости лещи както за обектива, така и за окуляра. Телескопите му страдаха от сериозни хроматични и сферични аберации, т.е. създаде изображение, което беше размазано по краищата и нефокусирано в различни цветове.

Галилей обаче не спира, подобно на холандските майстори, с „театралните бинокли“, но продължава експериментите с лещи и до януари 1610 г. създава няколко инструмента с увеличение от 20 до 33 пъти. С тяхна помощ той прави своите забележителни открития: открива спътниците на Юпитер, планини и кратери на Луната, безброй звезди в Млечния път и др. Още в средата на март 1610 г. трудът на Галилей е публикуван на латински в 550 копия във Венеция. Starry Messenger”, където са описани тези първи открития на телескопичната астрономия. През септември 1610 г. ученият открива фазите на Венера, а през ноември открива признаци на пръстен на Сатурн, въпреки че няма представа за истинското значение на откритието си („Наблюдавах най-високата планета от три“, пише той в анаграма, опитвайки се да осигури приоритета на откритието). Може би нито един телескоп през следващите векове не е направил такъв принос към науката като първия телескоп на Галилей.

Въпреки това, тези ентусиасти на астрономията, които са се опитвали да сглобят телескопи от очила за очила, често са изненадани от малките възможности на техните проекти, които очевидно са по-ниски по отношение на „възможностите за наблюдение“ на домашно направения телескоп на Галилей. Често съвременните „Галилеи“ не могат дори да открият спътниците на Юпитер, да не говорим за фазите на Венера.

Във Флоренция, в Музея за история на науката (до известната художествена галерия Уфици), се съхраняват два от първите телескопи, построени от Галилей. Има и счупен обектив на третия телескоп. Тази леща е използвана от Галилео за много наблюдения през 1609-1610 г. и е подарен от него на великия княз Фердинанд II. По-късно лещата беше случайно счупена. След смъртта на Галилей (1642 г.) тази леща е била съхранявана от принц Леополд де Медичи, а след смъртта му (1675 г.) е добавена към колекцията на Медичите в галерия Уфици. През 1793 г. колекцията е прехвърлена в Музея за история на науката.

Много интересна е декоративната фигурна рамка от слонова кост, изработена за галилеевата леща от гравьора Виторио Кростен. Богати и сложни флорални шарки са осеяни с изображения на научни инструменти; Няколко латински надписа са органично включени в шаблона. На върха преди това имаше лента, сега изгубена, с надпис „MEDICEA SIDERA“ („Звезди на Медичите“). Централната част на композицията е увенчана с изображение на Юпитер с орбитите на 4 от спътниците му, заобиколен от текста „CLARA DEUM SOBOLES MAGNUM IOVIS INCREMENTUM“ („Славно [младо] поколение от богове, велико потомство на Юпитер“) . Отляво и отдясно са алегоричните лица на Слънцето и Луната. Надписът върху панделката, изплитаща венец около лещата, гласи: „HIC ET PRIMUS RETEXIT MACULAS PHEBI ET IOVIS ASTRA“ („Той беше първият, който откри както петната на Феб (т.е. Слънцето), така и звездите на Юпитер“). Върху картуша по-долу е текстът: „COELUM LINCEAE GALILEI MENTI APERTUM VITREA PRIMA HAC MOLE NON DUM VISA OSTENDIT SYDERA MEDICEA IURE AB INVENTORE DICTA SAPIENS NEMPE DOMINATUR ET ASTRIS“ („Небето, отворено за проницателния ум на Галилей, благодарение на това първият стъклен предмет, показващ звездите, до ден днешен, оттогава невидим, правилно наречен от техния откривател Медицейски. В края на краищата мъдрецът властва над звездите").

Информация за експоната се съдържа на уебсайта на Музея за история на науката: връзка № 100101; референтен #404001.

В началото на ХХ век са изследвани телескопите на Галилей, съхранявани във Флорентинския музей (виж таблицата). С тях са правени дори астрономически наблюдения.

Оптични характеристики на първите лещи и окуляри на телескопи Галилей (размери в mm)

Оказа се, че първата тръба е с резолюция 20" и зрително поле 15". А вторият е съответно 10" и 15". Увеличението на първата тръба е 14x, а на втората 20x. Счупена леща на третата тръба с окуляри от първите две тръби би дала увеличение от 18 и 35 пъти. И така, може ли Галилей да направи своите удивителни открития, използвайки толкова несъвършени инструменти?

Исторически експеримент

Точно този въпрос си задава англичанинът Стивън Рингууд и за да намери отговора, създава точно копие на най-добрия телескоп на Галилео (Ringwood S. D. A Galilean telescope // The Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, 1994, том 35, 1, стр. 43-50). През октомври 1992 г. Стив Рингууд пресъздава дизайна на третия телескоп на Галилео и прекарва една година в извършване на всякакви наблюдения с него. Обективът на неговия телескоп е с диаметър 58 mm и фокусно разстояние 1650 mm. Подобно на Галилео, Рингууд спря обектива си до диаметър на блендата D = 38 mm, за да получи по-добро качество на изображението със сравнително малка загуба на проникваща способност. Окулярът беше отрицателна леща с фокусно разстояние от -50 mm, даваща увеличение от 33 пъти. Тъй като в този дизайн на телескопа окулярът е поставен пред фокалната равнина на лещата, общата дължина на тръбата е 1440 mm.

Рингууд смята, че най-големият недостатък на телескопа Галилео е малкото му зрително поле - само 10", или една трета от лунния диск. Освен това в края на зрителното поле качеството на изображението е много ниско. Използването на прости Критерият на Rayleigh, който описва границата на дифракция на разделителната способност на лещата, може да се очакват качествени изображения при 3,5-4,0". Хроматичната аберация обаче я намали до 10-20". Проникващата способност на телескопа, оценена с помощта на проста формула (2 + 5lg д), се очакваше около +9,9 m. В действителност обаче не беше възможно да се открият звезди, по-слаби от +8 m.

При наблюдение на Луната телескопът се представи добре. Беше възможно да се различат дори повече подробности, отколкото бяха скицирани от Галилей на първите му лунни карти. „Може би Галилей е бил маловажен чертожник или не се е интересувал много от детайлите на лунната повърхност?“ - Рингууд е изненадан. Или може би опитът на Галилей в правенето на телескопи и наблюдението с тях все още не е бил достатъчно богат? Струва ни се, че това е причината. Качеството на стъклото, полирано от собствените ръце на Галилео, не можеше да се конкурира с модерните лещи. И, разбира се, Галилей не се научи веднага да гледа през телескоп: визуалните наблюдения изискват значителен опит.

Между другото, защо създателите на първите телескопи - холандците - не направиха астрономически открития? След като сте направили наблюдения с театрален бинокъл (увеличение 2,5-3,5 пъти) и с полеви бинокъл (увеличение 7-8 пъти), ще забележите, че има разминаване между техните възможности. Съвременните висококачествени 3x бинокли позволяват (при наблюдение с едно око!) да не забележите най-големите лунни кратери; Очевидно холандска тромпет със същото увеличение, но с по-ниско качество, също не би могла да направи това. Полевият бинокъл, който предоставя приблизително същите възможности като първите телескопи на Галилей, ни показва Луната в целия й блясък, с много кратери. След като подобри холандската тръба, постигайки няколко пъти по-голямо увеличение, Галилей прекрачи „прага на откритието“. Оттогава този принцип не се проваля в експерименталната наука: ако успеете да подобрите водещия параметър на устройството няколко пъти, определено ще направите откритие.

Разбира се, най-забележителното откритие на Галилей е откриването на четири спътника на Юпитер и диска на самата планета. Противно на очакванията, ниското качество на телескопа не попречи много на наблюденията на системата от спътници на Юпитер. Рингууд видя ясно и четирите спътника и можеше, подобно на Галилео, да отбелязва движението им спрямо планетата всяка вечер. Вярно е, че не винаги е било възможно да се фокусира добре изображението на планетата и сателита едновременно: хроматичната аберация на лещата беше много трудна.

Но що се отнася до самия Юпитер, Рингууд, подобно на Галилео, не е успял да открие каквито и да било подробности от диска на планетата. Широчинните ленти с нисък контраст, пресичащи Юпитер по екватора, бяха напълно измити в резултат на аберация.

Рингууд получи много интересен резултат при наблюдение на Сатурн. Подобно на Галилео, при 33-кратно увеличение той видя само слаби издутини („мистериозни придатъци“, както пише Галилей) по страните на планетата, които великият италианец, разбира се, не можеше да тълкува като пръстен. Въпреки това, по-нататъшни експерименти на Ringwood показаха, че когато се използват други окуляри с голямо увеличение, все още могат да се различат по-ясни елементи на пръстена. Ако Галилей беше направил това по негово време, откриването на пръстените на Сатурн щеше да се случи почти половин век по-рано и нямаше да принадлежи на Хюйгенс (1656 г.).

Наблюденията на Венера обаче доказват, че Галилей бързо се превръща в опитен астроном. Оказа се, че при най-голямото удължение фазите на Венера не се виждат, тъй като ъгловият й размер е твърде малък. И едва когато Венера се приближи до Земята и във фаза 0,25 нейният ъглов диаметър достигна 45", нейната форма на полумесец стана забележима. По това време ъгловото й разстояние от Слънцето вече не беше толкова голямо и наблюденията бяха трудни.

Най-интересното нещо в историческите изследвания на Рингууд може би е разкриването на едно старо погрешно схващане относно наблюденията на Слънцето от Галилей. Досега беше общоприето, че е невъзможно да се наблюдава Слънцето с галилеев телескоп чрез прожектиране на изображението му върху екран, тъй като отрицателната леща на окуляра не може да изгради реален образ на обекта. Само телескопът Kepler, изобретен малко по-късно, състоящ се от две положителни лещи, направи това възможно. Смята се, че първият път, когато Слънцето е наблюдавано на екран, поставен зад окуляр, е немският астроном Кристоф Шайнер (1575-1650). Той едновременно и независимо от Кеплер създава телескоп с подобен дизайн през 1613 г. Как Галилей е наблюдавал Слънцето? В крайна сметка именно той откри слънчевите петна. Дълго време съществуваше вярването, че Галилей наблюдава дневната светлина с окото си през окуляр, използвайки облаците като светлинни филтри или наблюдавайки Слънцето в мъглата ниско над хоризонта. Смята се, че загубата на зрението на Галилей в напреднала възраст е отчасти причинена от неговите наблюдения на Слънцето.

Въпреки това Рингууд открива, че телескопът на Галилео може също така да създаде доста прилична проекция на слънчевия образ върху екрана и слънчевите петна се виждат много ясно. По-късно, в едно от писмата на Галилей, Рингууд открива подробно описание на наблюденията на Слънцето чрез прожектиране на изображението му върху екран. Странно е, че това обстоятелство не е отбелязано по-рано.

Мисля, че всеки любител на астрономията няма да се откаже от удоволствието да „стане Галилей“ за няколко вечери. За да направите това, просто трябва да направите галилеев телескоп и да се опитате да повторите откритията на великия италианец. Като дете един от авторите на тази бележка е направил Кеплерови тръби от очила. И вече в зряла възраст той не можа да устои и построи инструмент, подобен на телескопа на Галилей. За обектив е използвана приставка с диаметър 43 мм със сила +2 диоптъра, а окуляр с фокусно разстояние около -45 мм е взет от стар театрален бинокъл. Телескопът се оказа не особено мощен, с увеличение само 11 пъти, но зрителното му поле се оказа малко, около 50" в диаметър, а качеството на изображението е неравномерно, като се влошава значително към ръба. Въпреки това, изображенията станаха значително по-добри, когато апертурата на обектива беше намалена до диаметър от 22 mm и дори по-добре - до 11 mm.Яркостта на изображенията, разбира се, намаля, но наблюденията на Луната дори се възползваха от това.

Както се очакваше, при наблюдение на Слънцето в проекция върху бял екран, този телескоп наистина създаде изображение на слънчевия диск. Негативният окуляр увеличи еквивалентното фокусно разстояние на обектива няколко пъти (принцип на телефото обектива). Тъй като няма информация на кой триножник е монтирал телескопа Галилей, авторът е наблюдавал, докато е държал телескопа в ръце, и е използвал ствол на дърво, ограда или отворена рамка на прозорец като дръжка. При 11x увеличение това беше достатъчно, но при 30x увеличение Галилео очевидно можеше да има проблеми.

Можем да смятаме, че историческият експеримент за пресъздаване на първия телескоп е успешен. Сега знаем, че телескопът на Галилей е бил доста неудобен и лош инструмент от гледна точка на съвременната астрономия. Във всички отношения той беше по-нисък дори от сегашните аматьорски инструменти. Той имаше само едно предимство - той беше първият, а неговият създател Галилео „изцеди“ всичко, което беше възможно от неговия инструмент. За това почитаме Галилей и неговия първи телескоп.

Стани Галилео

Настоящата 2009 г. е обявена за Международна година на астрономията в чест на 400-годишнината от раждането на телескопа. В допълнение към съществуващите, в компютърната мрежа се появиха много нови прекрасни сайтове с невероятни снимки на астрономически обекти.

Но колкото и да бяха наситени интернет сайтовете с интересна информация, основната цел на MHA беше да демонстрира истинската Вселена на всички. Ето защо сред приоритетните проекти беше производството на евтини телескопи, достъпни за всеки. Най-популярен беше "галилеоскопът" - малък рефрактор, проектиран от високо професионални оптични астрономи. Това не е точно копие на телескопа на Галилей, а по-скоро негова съвременна реинкарнация. „Галилеоскопът“ има ахроматична стъклена леща с две лещи с диаметър 50 mm и фокусно разстояние 500 mm. Пластмасовият окуляр с четири елемента осигурява 25x увеличение, а 2x Barlow лещата го довежда до 50x. Зрителното поле на телескопа е 1,5 o (или 0,75 o с леща на Барлоу). С такъв инструмент е лесно да се „повторят“ всички открития на Галилей.

Самият Галилей обаче с такъв телескоп би ги направил много по-големи. Цената на инструмента от $15-20 го прави наистина достъпен. Интересното е, че със стандартен положителен окуляр (дори и с леща на Барлоу), "Галилеоскопът" наистина е тръба на Кеплер, но когато се използва само леща на Барлоу като окуляр, той оправдава името си, превръщайки се в 17x Галилеева тръба. Повторението на откритията на великия италианец в такава (оригинална!) конфигурация не е лесна задача.

Това е много удобен и доста разпространен инструмент, подходящ за училища и начинаещи любители на астрономията. Цената му е значително по-ниска от тази на съществуващите досега телескопи с подобни възможности. Би било много желателно да закупим такива инструменти за нашите училища.

- планети от слънчевата система. Описание за всички редовни и нередовни спътници със снимки, Галилееви спътници, разстояние от планетата и орбита.

Много хора се интересуват да знаят колко сателита има Юпитер. Е, преди се смяташе, че Юпитер има 53 спътника. Но от 2019 г. броят им се е увеличил до 79. Луните на Юпитер са разнообразни и привличат вниманието. Но първите 4 спътника, открити от Галилей, особено се открояват.

Той ги забелязва през своя телескоп през 1610 г. Симон Мария също твърди, че ги е забелязал, просто не е публикувал докладите си. Както и да е, цялата заслуга беше на Галилей. Името обаче даде Мария.

Откриване и наименуване на луните на Юпитер

През 1610 г. Галилео Галилей усъвършенства телескопа и създава своя собствена версия, с която наблюдава Юпитер. На известно разстояние от планетата забелязах 4 ярки точки, които се оказаха големи сателити.

Това беше важен момент в астрономията, който демонстрира важността на телескопите и подкрепи идеята на Коперник. Първоначално Галилей искал да кръсти луните на своя покровител Козимо де Медичи. Но в същото време луните са наблюдавани и от Симон Мариус, който ги е нарекъл Йо, Европа, Ганимед и Калисто.

Галилео отказва да използва тези обозначения и просто номерира сателитите с римски цифри. Затова в много каталози ще забележите две значения.

След откриването на тези спътници, останалите не са били известни през следващите три века. Но през 1892 г. Е. Е. Барнард успява да поправи Алматея. Повечето от сателитите са открити само чрез телескопични наблюдения от учени от 20-ти век.

Открити са: Хималия (1904), Елара (1905), Пасифа (1908), Синопе (1914), Лизитея и Карме (1938), Ананке (1951) и Леда (1974). Вояджър намери Метис, Адрастей и Теба.

От 1999-2003г чувствителните детектори са показали още 34 спътника, а от 2003 г. насам - 16 луни, сред които някои не са получили официално име. Общият им брой стана 67.

До 1970 г други сателити просто подписани с римски цифри. Обектите V-XIII са кръстени за първи път през 1975 г. от Международния астрономически съюз. Те искаха да свържат имена с любовници и фаворити на Юпитер. А от 2004 г. имената включват и техните потомци.

Галилееви луни на Юпитер

Луната Йо се смята за най-вулканичното тяло в цялата Слънчева система. Повърхностният слой е щедро покрит със сяра. Докато планетата се движи по орбиталния си път, тя активира приливи и отливи, които огъват повърхността със 100 м. Това създава достатъчно топлинен обем, за да измести водата и да активира вулкани.

Луната на Юпитер Европа е покрита с лед и може да има подземен океански свят. Изчисленията показват, че количеството вода трябва да надвишава това на земята. Следователно обектът се счита за потенциален източник на живот.

Сателитът Ганимед е най-големият спътник на Юпитер (надминаващ Меркурий) и единственият с магнитно поле. Освен това Ганимед е най-голямата луна в Слънчевата система.

Луната Калисто е покрита с кратери и има древна повърхност, датираща от ранната слънчева система.

Структурите на тези луни на Юпитер наподобяват земните деления. Йо има ядро ​​и мантия. Европа и Ганимед имат ядро, плътен слой лед и тънка кора от лед и скала. Европа също трябва да добави голям океан. Малко се знае за слоевете на Калисто, но може да има комбинация от лед и скали.

Спътниците на Юпитер имат интересна връзка: Йо се конкурира с Европа и Ганимед. Докато Ганимед прави едно орбитално преминаване, Европа прави 2, а Йо прави 4. Всички те са в гравитационен блок.

Сателитите бяха посетени от космическите кораби Pioneer 10 (1973) и 11 (1974), както и Voyagers 1 и 2 (1979), които предоставиха ярки цветни изображения. Галилео започва да обикаля около планетата през 1995-2003 г., прелитайки над повърхностите на четирите на разстояние 261 км.

По-близки снимки на Европа показват пукнатини и движещ се лед, което може да подскаже наличието на течност отдолу. Това се доказва и от малък брой кратерни образувания, тъй като повърхностният слой може да бъде обновен. По-долу можете да изучавате всички спътници на Юпитер с описание на техните характеристики, местоположение, разстояние от планетата и снимки от космоса.

Астрономът Владимир Бусарев за галилеевите спътници, възможността за появата на извънземен живот и историята на формирането на Юпитер:

Редовни спътници на Юпитер

Правилните спътници на Юпитер са наречени така, защото техните орбити се въртят в същата посока като планетата. Орбиталните траектории са почти кръгли, имат малък наклон и орбита близо до екваториалната линия на планетата. Най-големите са Галилеевите луни.

Тези сателити съдържат приблизително 99,999% от общата маса в орбиталния път около планетата и са отдалечени от 400 000 до 2 000 000 km. Това са и едни от най-масивните тела в системата, надминаващи радиусите на джуджетата.

Списъкът включва Йо, Европа, Ганимед и Калисто. Имената са дадени от Симон Мариус. Най-интересна е Йо, която е била жрица на Хера и е станала любовница на Зевс.

Йо се простира на 3642 км в диаметър и е 4-тата по големина луна в системата. Това е истинско вулканично царство, където има около 400 активни образувания. Състои се предимно от разтопено желязо. Луната е надарена с изключително тънък атмосферен слой (серен диоксид).

Европа е кръстена на финикийска благородничка, която Зевс ухажва. Тя станала кралица на Крит. Обхваща 31 216 км и е най-малката в групата на Галилей. Повърхността се състои от воден слой, обграждащ мантията (100 km). Най-горният слой е лед, а долният е течна вода. Ако е така, тогава това е обещаващо място за търсене на живот.

Повърхността на Европа е лишена от кратери, защото Луната е млада и тектонично активна. Състои се от силикатни материали, желязна сърцевина и слаб атмосферен слой (кислород).

С диаметър от 5262 км Ганимед е на първо място по големина сред спътниците на Слънчевата система. Той надминава Меркурий, но е леден свят, така че достига само половината от масата си. Това е и единствената луна, която има магнитосфера, образувана от конвекция в желязно ядро.

Сателитът се състои от силикатна скала и воден лед. Смята се, че на дълбочина 200 км има океан от солена вода. На повърхността има много кратери, повечето от които са покрити с лед. O, O 2 и озон присъстват в атмосферата.

Калисто е най-отдалеченият от четирите спътника на Галилей. Простира се на 4820,6 km и е третият по големина в системата. Името е дадено в чест на дъщерята на цар Ликаон. Представен е по равни части от скали и лед. Той няма висока плътност и може да побере океана на дълбочина 100 км.

Повърхността е осеяна с кратери, като най-големият (Валхала) се простира на 3000 км широк. Атмосферата е тънка и съдържа въглероден диоксид и молекулярен кислород. Калисто е по-далеч от Юпитер, така че е по-защитен от радиация.

Вътрешната група включва 4 спътника, чийто диаметър е по-малък от 200 km, разделени от по-малко от 200 000 km и орбитални наклони от 0,5 градуса. Тук присъстват Метида, Адрастея, Алматея и Тива.

Най-близо е Метис (128 000 км). Той се простира на 40 км в диаметър и е с изключително асиметрична форма. Те успяха да го намерят едва през 1979 г. по време на преминаването на Вояджър 1. Кръстен на първата съпруга на Зевс.

На разстояние 129 000 км от планетата се намира Адрастея с ширина 20 км. Това е най-малката луна в тази група, открита от Вояджър през 1979 г.

Алматея е основана през 1892 г. Това е направено от Е. Е. Барнард, който го е кръстил на нимфата. Представен от порест воден лед с неидентифицирани материали. На повърхността има много кратерни образувания.

Тива има неправилна форма и червеникав цвят. Има и много кратери на повърхността и високи планини.

Система на Юпитер

Астрономът Дмитрий Титов за характеристиките на спътниците на Юпитер, възможността за поява на живот върху тях и космическата експедиция JUICE:

Неправилни спътници на Юпитер

Неправилните спътници са много по-малки небесни тела, разположени много по-далеч от планетата и надарени с ексцентрични орбити. Разделени на групи, идентифицирани по орбитални или структурни характеристики. Те са били изтеглени от планетарната гравитация или образувани от удари.

Групата носи името си от най-големия член. Например има група Хималия, където Луната достига диаметър от 85 км. Преди това беше астероид и беше привлечен от гравитацията на Юпитер.

Групата на Карме следва 23-километровия сателит. Всички обекти са надарени с ретроградни орбити (те се въртят в противоположната на планетата посока).

Ананке се простира на 14 км. Също преди е бил астероид, който е бил теглен от гравитацията. Надарен с ретроградни орбитални пасажи.

В Пасифа има много предмети с различни цветове. Всички те са се образували след поредица от удари. Радиусът достига 30 км и се върти ретроградно. Има и сателити, които не са включени в други групи. Това са S/2003 J 12 и S/2011 J 1, като първият е най-отдалеченият спътник.

Устройство и състав на спътниците на Юпитер

Средната плътност намалява с отдалечаване от планетата. Най-малко плътният е Калисто, състоящ се от лед и камък. Йо има камък и желязо. Повърхността на кратера е характерна за Калисто, което показва липсата на скалисто или метално ядро.

Разстоянието от планетата също корелира със значителни промени в повърхностната структура на спътниците. Ганимед показва тектонична активност в миналото. Европа има ледена шапка, а Йо е най-вътрешната луна със сяра и активни вулкани.

Може да се отбележи: колкото по-близо е обектът до планетата, толкова по-гореща е повърхността. Смята се, че всички луни са имали вътрешна структура, напомняща на съвременния Калисто. Това означава, че ледът на всички спътници, с изключение на Калисто, е бил разтопен вътре, позволявайки на скалите и желязото да потънат по-дълбоко във вътрешността и водата да покрие повърхността.

Трудно е да се каже кой пръв е изобретил телескопа. Известно е, че още древните са използвали лупи. До нас е достигнала и легенда, че уж Юлий Цезар по време на нападение над Британия от бреговете на Галия е гледал през телескоп мъгливата британска земя. Роджър Бейкън, един от най-забележителните учени и мислители на 13 век, твърди в един от своите трактати, че е изобретил комбинация от лещи, с помощта на които отдалечените обекти изглеждат близки, когато се гледат.

Дали това наистина е така не е известно. Безспорно е обаче, че в самото начало на 17 век в Холандия, почти едновременно, трима оптици обявяват изобретяването на телескопа - Липърши, Метиус и Янсен. Казват, че децата на един от оптиците, играейки с лещи, случайно поставили две от тях така, че далечна камбанария внезапно изглеждала близо. Както и да е, до края на 1608 г. са произведени първите телескопи и слуховете за тези нови оптични инструменти бързо се разпространяват из цяла Европа.

По това време в Падуа Галилео Галилей, професор в местния университет, красноречив оратор и страстен привърженик на учението на Коперник, вече е широко известен. След като чу за нов оптичен инструмент, Галилей реши да построи телескоп със собствените си ръце. Самият той говори за това така:

„Преди десет месеца стана известно, че някой си Флеминг е построил перспектива, с помощта на която видимите обекти, разположени далеч от очите, стават ясно различими, сякаш са наблизо. Това беше причината да се насоча към търсене на основания и средства за изобретяването на подобен инструмент. Скоро след това, опирайки се на учението за пречупването, разбрах същността на въпроса и първо направих оловна тръба, в краищата на която поставих две оптични стъкла, и двете плоски от едната страна, от другата страна едното стъкло е изпъкнало -сферична, другата вдлъбната."

Този първороден на телескопичната технология даде увеличение само три пъти. По-късно Галилей успява да построи по-усъвършенстван инструмент, който увеличава 30 пъти. И тогава, както пише Галилей, „като изоставих земните дела, се обърнах към небесните“.

7 януари 1610 г. завинаги ще остане паметна дата в историята на човечеството. Вечерта на този ден Галилей за първи път насочи построения от него телескоп към небето. Видя нещо, което беше невъзможно да се предвиди предварително. Луната, осеяна с планини и долини, се оказа свят, подобен поне по релеф на Земята. Планетата Юпитер се явила пред очите на удивения Галилей като мъничък диск, около който се въртели четири необикновени звезди – нейни спътници. Тази картина в миниатюра приличаше на слънчевата система според идеите на Коперник. При наблюдение през телескоп планетата Венера се оказа, че прилича на малка Луна. Той променя фазите си, което показва въртенето му около Слънцето. На самото Слънце (покривайки очите си с тъмно стъкло) Галилей видя черни петна, като по този начин опроверга общоприетото учение на Аристотел за „ненарушимата чистота на небесата“. Тези петна се изместиха спрямо ръба на Слънцето, от което Галилей правилно заключи, че Слънцето се върти около оста си.

В тъмните, прозрачни нощи много звезди, недостъпни за невъоръжено око, се виждаха в зрителното поле на Галилеевия телескоп. Някои мъгливи петна в нощното небе се оказаха купове от слабо светещи звезди. Млечният път също се оказа страхотна колекция от претъпкани звезди - белезникава, слабо светеща ивица, опасваща цялото небе.

Несъвършенствата на първия телескоп попречиха на Галилей да види пръстените на Сатурн. Вместо пръстен той видя две странни придатъци от двете страни на Сатурн и в своя „Звезден пратеник“ - дневник на наблюденията - Галилей беше принуден да запише, че „наблюдава най-високата планета“ (т.е. Сатурн) “ в три екземпляра.”

Откритията на Галилей поставиха основата телескопична астрономия. Но неговите телескопи (фиг. 11), които най-накрая одобриха новия светоглед на Коперник, бяха много несъвършени. Още по време на живота на Галилей те бяха заменени от телескопи от малко по-различен тип. Изобретателят на новия инструмент беше вече познатият ни Йоханес Кеплер. През 1611 г. в своя трактат „Диоптрика“ Кеплер описва телескоп, състоящ се от две двойноизпъкнали лещи. Самият Кеплер, като типичен теоретичен астроном, се ограничава само до описание на дизайна на нов телескоп и първият, който построи такъв телескоп и го използва за астрономически цели, беше йезуитът Шайнер, опонентът на Галилей в техния разгорещен дебат за природата на слънчеви петна.

Нека разгледаме оптичните схеми и принципите на работа на телескопите Галилей и Кеплер. Лещи А, обърната към обекта на наблюдение, се нарича лещи, и този обектив IN, към които наблюдателят влага окото си - окуляр. Ако една леща е по-дебела в средата, отколкото в краищата, тя се нарича колективенили положителен, в противен случай - дисперсионноили отрицателен. Обърнете внимание, че в собствения телескоп на Галилео лещата беше плоско-изпъкнала леща, а окулярът беше плоско-вдлъбната леща. По същество Галилеевият телескоп е прототипът на съвременния бинокъл за театър, който използва двойно изпъкнали и двойно вдлъбнати лещи. В телескопа Kepler както обективът, така и окулярът са положителни лещовидни лещи.

Нека си представим най-простата двойноизпъкнала леща, чиито сферични повърхности имат еднаква кривина. Правата линия, свързваща центровете на тези повърхности, се нарича оптична ослещи. Ако върху такава леща попаднат лъчи, падащи успоредно на оптичната ос, те, пречупени в лещата, се събират в точка на оптичната ос, т.нар. фокуслещи. Разстоянието от центъра на лещата до нейния фокус се нарича фокусно разстояние. Не е трудно да се разбере, че колкото по-голяма е кривината на повърхностите на една събирателна леща, толкова по-късо е нейното фокусно разстояние. Във фокуса на такъв обектив винаги се оказва истинскиизображение на обект.

Разсейващите, отрицателните лещи се държат различно. Те разпръскват лъч светлина, падащ върху тях успоредно на оптичната ос, и не самите лъчи, а техните разширения, се събират във фокуса на такава леща. Следователно разсейващите лещи имат, както се казва, въображаемфокус и даване въображаемизображение.

На фиг. Фигура 12 показва пътя на лъчите в галилеевия телескоп. Тъй като небесните тела, практически казано, са „в безкрайност“, техните изображения се получават в фокална равнина, тоест в равнината, минаваща през фокуса Еи перпендикулярна на оптичната ос. Между фокуса и лещата Галилей поставя разсейваща леща, която дава въображаем, директен и увеличенизображение MN.

Основният недостатък на Галилеевия телескоп беше много малък линия на видимост- така се нарича ъгловият диаметър на кръга на небето, видим през телескоп. Поради това за Галилей било много трудно да насочи телескопа към небесното тяло и да го наблюдава. По същата причина Галилеевите телескопи не са използвани в астрономията след смъртта на техния изобретател, а съвременните театрални бинокли могат да се считат за тяхна реликва.

В Кеплеровия телескоп (виж фиг. 12) изображението CDсе оказва истинска, увеличена и обърнат. Последното обстоятелство, неудобно при наблюдение на земни обекти, е маловажно в астрономията - в крайна сметка в космоса няма абсолютен връх или дъно и следователно небесните тела не могат да бъдат обърнати „с главата надолу“ от телескоп.

Първото от двете основни предимства на телескопа е увеличаването на зрителния ъгъл, от който виждаме небесните обекти. Както вече споменахме, човешкото око е способно да разграничи поотделно две части от обект, ако ъгловото разстояние между тях е не по-малко от една дъгова минута. Ето защо, например, на Луната невъоръженото око може да различи само големи детайли, чийто диаметър надвишава 100 км. При благоприятни условия, когато Слънцето е обвито в мътна мъгла, на повърхността му могат да се видят най-големите слънчеви петна. С невъоръжено око не се виждат други детайли на небесните тела. Телескопите увеличават зрителния ъгъл десетки и стотици пъти.

Второто предимство на телескопа в сравнение с окото е, че телескопът събира много повече светлина от зеницата на човешкото око, която дори в пълна тъмнина има диаметър не повече от 8 мм. Очевидно количеството светлина, събрано от телескоп, е толкова пъти по-голямо от количеството, събрано от окото, колкото площта на лещата е по-голяма от площта на зеницата. С други думи, това отношение е равно на отношението на квадратите на диаметрите на лещата и зеницата.

Светлината, събрана от телескопа, излиза от неговия окуляр в концентриран лъч светлина. Най-малкият му участък се нарича изходна зеница. Всъщност, изходна зеницае изображението на лещата, създадено от окуляра. Може да се докаже, че увеличението на телескопа (т.е. увеличението на зрителния ъгъл в сравнение с просто око) е равно на съотношението на фокусното разстояние на лещата към фокусното разстояние на окуляра. Изглежда, че чрез увеличаване на фокусното разстояние на лещата и намаляване на фокусното разстояние на окуляра може да се постигне всяко увеличение. Теоретично това е вярно, но на практика всичко изглежда различно. Първо, колкото по-голямо е увеличението, използвано в телескопа, толкова по-малко е зрителното му поле. Второ, с увеличаването на увеличението движенията на въздуха стават по-забележими. Нехомогенните въздушни струи се размазват, развалят изображението и понякога това, което се вижда при малки увеличения, изчезва при големи увеличения. И накрая, колкото по-голямо е увеличението, толкова по-бледо, по-слабо е изображението на небесно тяло (например Луната). С други думи, с увеличаване на увеличението, въпреки че се виждат повече детайли на Луната, Слънцето и планетите, повърхностната яркост на техните изображения намалява. Има и други пречки, които пречат на използването на много големи увеличения (например хиляди и десетки хиляди пъти). Трябва да търсим някакъв оптимум и затова дори в съвременните телескопи по правило най-големите увеличения не надвишават няколкостотин пъти.

При създаването на телескопи още от времето на Галилей се спазва следното правило: изходната зеница на телескопа не трябва да е по-голяма от изходната зеница на наблюдателя. Лесно е да се разбере, че в противен случай част от светлината, събрана от обектива, ще бъде изразходвана. Много важна величина, характеризираща лещата на телескопа, е нейната относителна стойност дупка, тоест съотношението на диаметъра на лещата на телескопа към неговото фокусно разстояние. Съотношение на диафрагматаЛещата се нарича квадрат на относителния отвор на телескопа. Колкото „по-бърз“ е телескопът, т.е. колкото по-голям е отворът на лещата му, толкова по-ярки изображения на обектите създава. Количеството светлина, събрано от телескоп, зависи само от диаметъра на неговата леща (но не и от коефициента на блендата!). Поради явление, наречено дифракция в оптиката, когато се наблюдават през телескопи, ярките звезди изглеждат като малки дискове, заобиколени от няколко концентрични дъгови пръстена. Разбира се, дифракционните дискове нямат нищо общо с истинските звездни дискове.

В заключение ще информираме читателя за основните технически данни за първите Галилееви телескопи. По-малкият имаше диаметър на лещата 4 смна фокусно разстояние 50 см(относителният му отвор беше 4/50 = 0,08). Той увеличи зрителния ъгъл само три пъти. Вторият, по-усъвършенстван телескоп, с който Галилей прави големите си открития, има обективна леща с диаметър 4,5 смпри фокусно разстояние 125 сми даде увеличение от 34 пъти. При наблюдение с този телескоп Галилей различи звезди до 8-ма величина, тоест 6,25 пъти по-бледи от тези, които невъоръженото око едва може да види на нощното небе.

Такова беше скромното начало на „първенството“ на телескопа, което по-късно се разгърна - дълга борба за подобряване на тези основни астрономически инструменти.

Бележки

Цитирам от книгата на Б.Г. Кузнецов “Галилео”, “Наука”, 1964 г., стр. 71.

Името "телескоп" е дадено на новия инструмент с решение на Италианската академия на науките.

Специален раздел е посветен на огледалните телескопи.

Галилеевата тръба няма изходна зеница.

Общинска образователна институция Ozyorsk средно училище

"Историята на създаването на телескопа"

Изпълнител: Плохотнюк Алена,

ученик от 10 клас

Учител-консултант: Фомичева Е. В.

2009 -2010 учебна година година

1. Въведение………………………………………………………………..3стр.

2. История на първите телескопи:

2.1. Откриване на децата на майстор Липърши………………………3-4стр.

2.2. „Телескопична треска“……………………………..4стр.

2.3. Телескопи на братя Хюйгенс………………………………….5стр.

2.4. Телескопите на Галилей………………………………………………………………5-6стр.

3. Предназначение на телескопите…………………………………………..6-7стр.

4. Видове телескопи:

4.1. Рефракционен телескоп………………………………………….7стр.

4.2. Рефлекторен телескоп………………………………………….7стр.

4.3. Менискус телескоп. …………………………………….7стр.

5. Възможности на съвременните телескопи:

5.1. Телескоп без око…………………………………………...8стр.

5.2. Радиотелескопи………………………………………………………………8-9стр.

5.3. Инфрачервени телескопи……………………………………9стр.

5.4. Ултравиолетови телескопи…………………………….....9стр.

5.5. Рентгенов телескоп…………………………………………9стр.

5.6. Гама-телескопи……………………………………………….10стр.

6. Примери за телескопи…………………………………………..10-11стр.

7. Космически телескоп………………………………………...11-12стр.

8. Заключение………………………………………………………..…12стр.

9. Приложение………………………………………………………13-14стр.

10. Списък с литература……………………………..15 стр.

„Пренасяме чувствата си далеч отвъд границите на въображението

нашите предци, тези прекрасни инструменти,

телескопите отварят пътя към по-дълбокото

и по-красиво разбиране на природата"
Рене Декарт, 1637 г

1. Въведение

Раят съществува само за човека и само в неговите мисли. В крайна сметка небето не е нищо повече от картина на космоса, наблюдавана от човека от неговата малка обител - Земята. Представите на хората за звездния свят се променят от година на година. За космоса не може да се каже, че вече е познат, защото в него има толкова много тайни, толкова невероятни събития...

Понякога, гледайки небето, си мислех как в старите времена, гледайки привидно неподвижно, почти непроменливо небе, те са можели да правят открития, да откриват нови планети, да определят траекториите на планетите, с една дума, да „разкриват“ тайни на Вселената. В крайна сметка не всичко може да се види с просто око. След като се заинтересувах от този проблем, разбрах, че първият астрономически инструмент е бил телескоп. През изминалите векове тя се подобрява и променя. Какво удоволствие предизвика първият телескоп сред обикновените хора и учените! Какви невероятни открития последваха! Но през годините телескопът не е загубил значението си. Ето защо исках да разбера кой е първият телескоп, кой е неговият откривател и какви възможности има съвременният телескоп? И ето какви „открития“ направих за себе си...

2. История на първите телескопи:

2.1. Откриване на децата на майстор Липърши

В самото начало на 17-ти век оптикът Lippershey живее в холандския град Миделбург. (Приложение № 1) Обикновен занаятчия, майстор в изработката на очила. Един ден синът на Липърши седеше вкъщи. За да се забавлява, момчето извади на перваза на прозореца цяла купчина излъскани повредени очила и започна да ги подрежда, разглеждайки една по една получените комбинации. Той погледна мухите. Стискайки лещите в юмруци, той ги приближи до очите си. После взе по едно стъкло във всяка ръка и сложи двата си юмрука на едното око едновременно... Какво стана тук! Момчето изкрещя, хвърли чашата, закри очите си с ръце и избяга в дълбините на стаята. Стори му се, че кулата на кметството, която гледаше през две лещи, пристъпи към него. Беше като магьосничество.

Минаха няколко дни и съдията се появи в Липърши. В ръцете на майстора имаше оловна тръба с поставени в нея лещи. Този удивителен снаряд направи възможно съзерцаването на отдалечени обекти, сякаш са много близо. Липърши предложи да продаде „своето изобретение“ на градските власти. Търговците от Миделбург нетърпеливо гледаха в телефона и размахваха широките си ръкави, но отказаха да признаят Липърши за автор на изобретението. Липърши многократно се опитва да патентова и продаде лулата или на холандските генерални щати, или на принц Мориц от Оранж. Той обаче така и не получи патент. Скоро в съседните градове се появяват други оптики, които претендират за честта да изобретят тръбата за петна. Слуховете за холандското изобретение се разпространиха в цяла Европа, придобивайки невероятни подробности и изкривявания.

2.2. "Телескопична треска"

В средата на 17-ти век „телескопичната треска“ завладява всички. В градовете лещите са били полирани в домовете на занаятчии и търговци, благородници и благородници. Правенето на телескопи стана модерно. А наблюдението на небето е просто необходимо занимание за всеки повече или по-малко образован човек. Сега хората можеха не само да следват движението на скитащи звезди по небето, но и да изследват детайлите на структурата на Луната, да наблюдават планетите заедно с техните спътници. Вярно е, че в началото такива изследвания изискват много усилия от наблюдателя. Лошото качество на полираните лещи даде вместо светеща точка мътно размазано петно, заобиколено в допълнение от цветен ореол. (Приложения № 2-7)

2.3. Телескопи на братя Хюйгенс

Основната задача беше да се получат телескопи с голямо увеличение. В средата на 17-ти век синът на богат холандец, Кристиан Хюйгенс, се интересува от шлифоване на лещи и конструиране на телескопи. Като много млад той теоретично намери най-добрата форма на лещата. Оказа се, че за да се намали изкривяването, кривината на повърхността на едната леща трябва да бъде шест пъти по-малка от тази на другата. Но ето проблемът: оптиката по това време все още не се е научила как да шлайфа лещи с дадена кривина.

Имаше само един изход: да се съберат телескопи от голям брой лещи, които бяха слаби, но даваха добро изображение. Така се появяват първите дълги телескопи.

Първият инструмент, който Кристиан Хюйгенс построи с брат си, беше дълъг 12 фута. Това е приблизително три метра и половина. А отворът му беше само 57 милиметра. Тоест шестдесет пъти по-малка дължина.

Хюйгенс го използва, за да открие луната на Сатурн. Освен това той смътно вижда същите странни издатини отстрани на планетата. За да видят мистериозните образувания на Сатурн, братята Хюйгенс се заемат с изграждането на телескоп с още по-дълъг фокус. Трябва да измерва 23 фута. Толкова дълга тръба вече е трудно да се окачи на стълбове, а още по-трудно се завърта и насочва. Хюйгенс не се отказва и в крайна сметка открива пръстените на Сатурн. Скоро, за да се улесни конструкцията на телескопа, започнаха да се правят леки рамки от дървени дъски вместо тръби. Обективът и окулярът бяха монтирани върху рамките, а между тях бяха поставени отвори.

Дължината на телескопа продължава да расте. Стигаше първо 20, после 30, дори 40 и повече метра. Трябваше да се откажа от рамките. Обективът в малка рамка беше монтиран на покрива на сграда или на специална кула. Наблюдателят, с окуляр в ръцете си, се опита да се позиционира така, че желаното осветително тяло да е в една линия с лещата и окуляра.

2.4. Телескопите на Галилей.
През 1609 г., след като научава за изобретяването на телескопа от холандски оптици, Галилей (Приложение № 8) самостоятелно произвежда телескоп с плоско-изпъкнала леща и плоско-вдлъбнат окуляр, който дава трикратно увеличение. След известно време той прави телескопи с 8- и 30-кратно увеличение.(Приложение № 4) През 1609 г., започвайки наблюдения с телескоп, Галилей открива тъмни петна на Луната, които нарича морета, планини и планински вериги. На 7 януари 1610 г. той открива четири спътника на планетата Юпитер и установява, че Млечният път е звезден куп.

След като първото вълнение от новите възможности, разкрити от телескопите, утихна, наблюдателите започнаха да се замислят сериозно за качеството на изображението. Всички открития, „лежащи на повърхността“, вече бяха направени и хората видяха, разбраха, че за да се проникне по-нататък в тайните на земното небе, е необходимо да се подобрят инструментите.

Първият приемник на изображение в телескоп, изобретен от Галилей през 1609 г., е окото на наблюдателя. Оттогава не само размерите на телескопите са се увеличили, но и приемниците на изображения са се променили фундаментално. В началото на ХХ век в астрономията започват да се използват фотографски плаки, чувствителни в различни области на спектъра. Тогава бяха изобретени фотоумножителните тръби (ФЕУ) и електронно-оптическите преобразуватели (ЕОП). (Приложения № 9-10)
3. Предназначение на телескопите

Какъвто и да е дизайнът на телескопите, те имат общи характеристики. Целта на всички телескопи е да увеличат зрителния ъгъл, от който се виждат небесните тела. Телескопът събира многократно повече светлина, идваща от небесно тяло, отколкото човешкото око. Благодарение на това чрез телескоп можете да видите детайли от повърхността на най-близките небесни тела на Земята, които не се виждат с просто око, и да видите много бледи звезди.

Основната задача на телескопа, както на всяко оптично устройство, е да предаде на наблюдателя възможно най-ясно и подробно това, което той иска да види. Самата дума телескоп е от гръцки произход, което буквално означава „да виждаш надалече“.

Еволюция на параметрите на оптичния телескоп.

История на телескопа Телескопите на Галилей През 1609 г., след като научава за изобретяването на телескопа от холандски оптици, Галилео самостоятелно прави телескоп с плоско-изпъкнала леща и плоско-вдлъбнат окуляр, който дава трикратно увеличение. След известно време той произвежда телескопи с 8- и 30-кратно увеличение. През 1609 г., започвайки наблюдения с телескоп, Галилей открива тъмни петна на Луната, които нарича морета, планини и планински вериги. На 7 януари 1610 г. той открива четири спътника на планетата Юпитер и установява, че Млечният път е звезден куп. Тези открития са описани от него в есето „Звездният пратеник, разкриващ велики и изключително удивителни гледки...“ (публикуван на 12 март 1610 г.).

Модерни телескопи Възможности на съвременните телескопи Първият приемник на изображение в телескоп, изобретен от Галилей през 1609 г., беше окото на наблюдателя. Оттогава не само размерите на телескопите са се увеличили, но и приемниците на изображения са се променили фундаментално. В началото на ХХ век в астрономията започват да се използват фотографски плаки, чувствителни в различни области на спектъра. Тогава бяха изобретени фотоумножителните тръби (ФЕУ) и електронно-оптическите преобразуватели (ЕОП).

Съвременни телескопи Година Диаметър D, mm Ъглова Резолюция на приемника за радиация δ 1610 50 15 Око 1800 1200 4 Око 1920 2500 1,5 Фотографска плака 1960 5000 1,0 Фотографска плака 1980 6000 1,0 CCD 2000 10000 0,02 PZ C

Еволюция на параметрите на оптичните телескопи Съвременните телескопи използват CCD матрици като радиационни детектори. CCD се състои от голям брой (1000 × 1000 или повече) полупроводникови чувствителни клетки, всяка с размер няколко микрона, в които радиационните кванти освобождават заряди, натрупани на определени места - елементи на изображението. Изображенията се обработват цифрово с помощта на компютър. Матрицата трябва да се охлади до температура от – 130°C. *CCD матриците са фоточувствителна матрица, направена на базата на CCD - “устройства със зарядна връзка”.

Конструкция на телескоп Телескопът от всякакъв вид има леща и окуляр. Лещата, обърната към обекта на наблюдение, се нарича обектив, а лещата, към която наблюдателят поставя окото си, се нарича окуляр. Може да има допълнителна лупа, която ви позволява да приближите окото си до фокалната равнина и да видите изображението от по-малко разстояние, т.е. от по-голям зрителен ъгъл. По този начин телескоп може да бъде направен чрез поставяне на две лещи - обектив и окуляр - на една и съща ос, една след друга. За наблюдения на близки земни обекти трябва да се увеличи общото фокусно разстояние. Сменяйки окулярите, можете да постигнете различни увеличения с една и съща леща. Ако лещата е по-дебела в средата, отколкото в краищата, тя се нарича събирателна или положителна, в противен случай се нарича диспергираща или отрицателна.

Правата линия, свързваща центровете на тези повърхности, се нарича оптична ос на лещата. Ако такава леща бъде засегната от лъчи, минаващи успоредно на оптичната ос, те се пречупват в лещата и се събират в точка на оптичната ос, наречена Фокус на лещата. Разстоянието от центъра на лещата до нейния фокус се нарича фокусно разстояние. Колкото по-голяма е кривината на повърхностите на събирателната леща, толкова по-късо е фокусното разстояние. Във фокуса на такъв обектив винаги се получава реален образ на обекта.

Телескопът обикновено се характеризира с ъглово увеличение γ. За разлика от микроскопа, обектите, наблюдавани през телескопа, винаги са отдалечени от наблюдателя

Предназначение на телескопа Телескопите се предлагат в голямо разнообразие от разновидности - оптични (за общи астрофизични цели, коронографи, телескопи за наблюдение на изкуствени спътници на Земята), радиотелескопи, инфрачервени, неутрино, рентгенови. С цялото си разнообразие, всички телескопи, които приемат електромагнитно излъчване, решават два основни проблема

Първата задача на телескопа е да създаде възможно най-рязко изображение и по време на визуални наблюдения да увеличи ъгловите разстояния между обектите (звезди, галактики и др.); съберете колкото е възможно повече радиационна енергия; увеличаване на осветеността на изображението на обектите.

Втората задача на телескопа е да увеличи ъгъла, под който наблюдателят вижда обекта. Способността за увеличаване на ъгъла се характеризира с увеличението на телескопа. То е равно на съотношението на фокусните разстояния на обектива и окуляра

Принципът на действие на телескопа Принципът на действие на телескопа не е да увеличава обекти, а да събира светлина. Колкото по-голям е размерът на основния светлосъбиращ елемент на леща или огледало, толкова повече светлина той събира. Важно е, че общото количество събрана светлина в крайна сметка определя нивото на видимата детайлност - било то далечен пейзаж или пръстените на Сатурн. Въпреки че увеличението или мощността за телескопа е важно, то не е критично за постигане на ниво на детайлност.

Рефрактори Пречупващите телескопи или рефрактори използват голяма леща на обектива като основен събиращ светлина елемент. Всички модели рефрактори включват ахроматични (двуелементни) обективни лещи - като по този начин се намалява или практически се елиминира фалшивият цвят, който влияе върху резултатното изображение, когато светлината преминава през лещата. Съществуват редица предизвикателства, свързани със създаването и инсталирането на големи стъклени лещи; Освен това дебелите лещи поглъщат твърде много светлина. Най-големият рефрактор в света с обектив с диаметър 101 см принадлежи на обсерваторията Йеркс.

рефлектори Всички големи астрономически телескопи са рефлектори. Рефлекторните телескопи също са популярни сред любителите, защото не са толкова скъпи, колкото рефракторите. Това са отразяващи телескопи и използват вдлъбнато основно огледало за събиране на светлина и формиране на изображение. В рефлекторите от нютонов тип малко плоско вторично огледало отразява светлината върху стената на основната тръба.

Телескопите с огледални лещи (катадиоптрични) използват както лещи, така и огледала, поради което техният оптичен дизайн позволява отлично качество на изображението с висока разделителна способност, въпреки факта, че целият дизайн се състои от много къси, преносими оптични тръби.