Telescop

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 14 august 2022; verificările necesită 2 modificări .

Un telescop (din altă greacă τῆλε [tele] „departe” + σκοπέω [skopeo] „mă uit”) este un dispozitiv ( instrument astronomic ) cu ajutorul căruia poți observa obiecte îndepărtate prin colectarea radiațiilor electromagnetice (de exemplu, lumina vizibilă ).

Există telescoape pentru toate gamele de radiații electromagnetice:

În plus, detectorii de neutrini sunt adesea denumiți telescoape de neutrini . Denumite și telescoape pot fi numite detectoare de unde gravitaționale .

Sistemele telescopice optice sunt folosite în astronomie (pentru a observa corpurile cerești [1] ), în optică în diverse scopuri auxiliare: de exemplu, pentru a modifica divergența radiației laser [2] . De asemenea, telescopul poate fi folosit ca lunetă de observare , pentru a rezolva problemele observării obiectelor îndepărtate [3] . Primele desene ale celui mai simplu telescop cu lentilă au fost găsite în notele lui Leonardo Da Vinci. A construit un telescop în 1608 de către Lippershey . De asemenea, crearea telescopului este atribuită contemporanului său Zachary Jansen .

Istorie

Anul inventării telescopului, sau mai degrabă a telescopului , este considerat 1607 , când maestrul olandez de ochelari John Lippershey și-a demonstrat invenția la Haga . Cu toate acestea, i s-a refuzat un brevet din cauza faptului că alți maeștri, precum Zachary Jansen din Middelburg și Jakob Metius din Alkmaar , dețineau deja copii ale telescoapelor, iar acesta din urmă, la scurt timp după Lippershey, a înaintat o cerere către statele generale ( Parlamentul olandez). ) pentru brevet . Cercetările ulterioare au arătat că ochelarii lunetei erau probabil cunoscuți mai devreme, încă din 1605 [4] . În „Adăugiri la Vitellia”, publicat în 1604, Kepler a luat în considerare calea razelor într-un sistem optic format dintr-o lentilă biconvexă și biconcave. Primele desene ale celui mai simplu telescop cu lentilă (atât cu o singură lentilă, cât și cu două lentile) au fost găsite în însemnările lui Leonardo da Vinci , datând din 1509. Intrarea lui a supraviețuit: „Faceți ochelari pentru a privi luna plină” („Codul Atlanticului”).

Galileo Galilei a devenit primul care a îndreptat un telescop spre cer, transformându-l într-un telescop și a primit noi date științifice . În 1609, a creat primul său telescop 3x. În același an, a construit un telescop cu o mărire de opt ori, lungime de aproximativ jumătate de metru. Mai târziu, a creat un telescop care a dat o creștere de 32 de ori: lungimea telescopului era de aproximativ un metru, iar diametrul lentilei era de 4,5 cm. Era un instrument foarte imperfect, care avea toate aberațiile posibile . Cu toate acestea, cu ajutorul lui, Galileo a făcut o serie de descoperiri.

Denumirea de „telescop” a fost propusă în 1611 de matematicianul grec Ioannis Dimisianos (Giovanni Demisiani-Giovanni Demisiani) pentru unul dintre instrumentele lui Galileo, prezentat la simpozionul din afara orașului Accademia dei Lincei . Galileo însuși a folosit termenul lat pentru telescoapele sale.  perspicillum [5] .

Secolul al XX-lea a văzut și dezvoltarea telescoapelor care au funcționat pe o gamă largă de lungimi de undă, de la radio la raze gamma. Primul radiotelescop special conceput a fost pus în funcțiune în 1937. De atunci, a fost dezvoltată o mare varietate de instrumente astronomice sofisticate.

Telescoape optice

Telescopul este un tub (solid, cadru) montat pe o montură echipată cu axe pentru îndreptarea obiectului de observație și urmărirea acestuia. Un telescop vizual are o lentilă și un ocular . Planul focal din spate al lentilei este aliniat cu planul focal frontal al ocularului [6] . În locul unui ocular, în planul focal al obiectivului poate fi plasat un film fotografic sau un detector de radiații matrice . În acest caz, lentila telescopului, din punct de vedere al opticii, este o lentilă fotografică [7] , iar telescopul în sine se transformă într-un astrograf . Telescopul este focalizat folosind un focuser (dispozitiv de focalizare).

Conform designului lor optic, majoritatea telescoapelor sunt împărțite în:

Acesta poate fi o singură lentilă (sistemul Helmut), un sistem de lentile (Volosov-Galpern-Pechatnikova, Baker-Nan), un menisc Maksutov acromatic (sisteme cu același nume) sau o placă asferică planoid (sisteme Schmidt, Wright). Uneori, oglinda primară are forma unui elipsoid (unele telescoape menisc), un sferoid aplatizat (camera lui Wright) sau doar o suprafață neregulată ușor de formă. Aceasta reușește să corecteze aberațiile reziduale ale sistemului.

În plus, astronomii profesioniști folosesc telescoape solare speciale pentru a observa Soarele , care sunt structural diferite de telescoapele stelare tradiționale.

În astronomia amator , pe lângă o imagine focalizată, se folosește o imagine nefocalizată, obținută prin extinderea ocularului - pentru a evalua luminozitatea obiectelor nebuloase, de exemplu, cometele , prin comparație cu luminozitatea stelelor [8] :173 . Pentru o evaluare similară a luminozității Lunii pe o lună plină , de exemplu, în timpul unei eclipse de Lună , se folosește un telescop „inversat” - observarea Lunii prin lentilă [8] :134 .

Radiotelescoape

Radiotelescoapele sunt folosite pentru a studia obiectele spațiale din raza radio. Elementele principale ale radiotelescoapelor sunt o antenă de recepție și un radiometru  - un receptor radio sensibil reglabil în frecvență - și echipamente de recepție. Deoarece raza radio este mult mai largă decât raza optică, diferite modele de radiotelescoape sunt utilizate pentru a detecta emisiile radio, în funcție de rază. În regiunea lungimii de undă ( raza de metri ; zeci și sute de megaherți ), se folosesc telescoape formate dintr-un număr mare (zeci, sute sau chiar mii) de receptori elementari, de obicei dipoli. Pentru unde mai scurte (gamă de decimetru și centimetru; zeci de gigaherți), se folosesc antene parabolice cu semi-rotație sau completă. În plus, pentru a crește rezoluția telescoapelor, acestea sunt combinate în interferometre . Atunci când combinăm mai multe telescoape individuale situate în diferite părți ale globului într-o singură rețea, se vorbește despre interferometrie radio de bază foarte lungă (VLBI). Un exemplu de astfel de rețea este sistemul american VLBA ( Very Long Baseline Array ) .  Din 1997 până în 2003, a funcționat radiotelescopul japonez HALCA ( Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy ), inclus în rețeaua de telescoape VLBA , ceea ce a îmbunătățit semnificativ rezoluția întregii rețele. Radiotelescopul orbital rusesc RadioAstron este, de asemenea, planificat să fie folosit ca unul dintre elementele interferometrului gigant.  

Telescoape spațiale

Atmosfera terestră transmite bine radiațiile în domeniile optice (0,3-0,6 microni ), infraroșu apropiat (0,6-2 microni) și radio (1 mm  - 30 m ). Cu toate acestea, pe măsură ce lungimea de undă scade, transparența atmosferei este mult redusă, drept urmare observațiile în intervalele ultraviolete, raze X și gamma devin posibile numai din spațiu. O excepție este înregistrarea radiațiilor gamma de ultraînaltă energie, pentru care metodele astrofizicii cu raze cosmice sunt adecvate : fotonii cu raze gamma de înaltă energie din atmosferă dau naștere la electroni secundari, care sunt înregistrați de instalațiile terestre folosind Cherenkov . strălucire . Un exemplu de astfel de sistem este telescopul CACTUS .

Absorbția atmosferică este, de asemenea, puternică în domeniul infraroșu, cu toate acestea, în regiunea 2-8 µm există o serie de ferestre de transparență (precum și în intervalul milimetric) în care se pot face observații. În plus, deoarece majoritatea liniilor de absorbție din domeniul infraroșu aparțin moleculelor de apă , observațiile în infraroșu pot fi făcute în regiuni uscate ale Pământului (desigur, la acele lungimi de undă în care se formează ferestre de transparență din cauza absenței apei). Un exemplu de astfel de amplasare a telescopului este Telescopul de la Polul Sud , situat la polul sud geografic , care operează în intervalul submilimetru.

În domeniul optic, atmosfera este transparentă, însă, datorită împrăștierii Rayleigh, transmite lumină de frecvențe diferite în moduri diferite, ceea ce duce la o distorsiune a spectrului stelelor (spectrul se deplasează spre roșu). În plus, atmosfera este întotdeauna neomogenă, există curenți (vânturi) constante în ea, ceea ce duce la distorsiunea imaginii. Prin urmare, rezoluția telescoapelor terestre este limitată la aproximativ 1 secundă de arc, indiferent de deschiderea telescopului. Această problemă poate fi parțial rezolvată prin utilizarea opticii adaptive , care poate reduce foarte mult efectul atmosferei asupra calității imaginii și prin ridicarea telescopului la o altitudine mai mare, unde atmosfera este mai rarefiată - în munți sau în aer pe avioane sau baloane stratosferice . Dar cele mai bune rezultate se obțin la plasarea telescoapelor în spațiu. În afara atmosferei, distorsiunile sunt complet absente, prin urmare rezoluția maximă teoretică a telescopului este determinată doar de limita de difracție : φ=λ/D (rezoluția unghiulară în radiani este egală cu raportul dintre lungimea de undă și diametrul deschiderii). De exemplu, rezoluția teoretică a unui telescop spațial cu o oglindă de 2,4 metri în diametru (cum ar fi telescopul Hubble ) la o lungime de undă de 555 nm este de 0,05 secunde de arc (rezoluția reală Hubble este de două ori mai proastă - 0,1 secunde, dar totuși o comandă). de magnitudine mai mare decât cea a telescoapelor terestre).

Îndepărtarea în spațiu vă permite să creșteți rezoluția radiotelescoapelor, dar dintr-un motiv diferit. Fiecare radiotelescop în sine are o rezoluție foarte mică. Acest lucru se explică prin faptul că lungimea undelor radio este cu câteva ordine de mărime mai mare decât cea a luminii vizibile, astfel încât limita de difracție φ=λ/D este mult mai mare, chiar dacă dimensiunea unui radiotelescop este, de asemenea, de zeci de ori. mai mare decât cea a unuia optic. De exemplu, cu o deschidere de 100 de metri (există doar două astfel de radiotelescoape mari în lume), rezoluția la o lungime de undă de 21 cm (linie neutră de hidrogen) este de numai 7 minute arc și la o lungime de 3 cm - 1 minut, ceea ce este complet insuficient pentru cercetarea astronomică (pentru comparație, rezoluția ochiului liber este de 1 minut, diametrul aparent al lunii  este de 30 de minute). Cu toate acestea, combinând două radiotelescoape într-un radio interferometru , puteți crește semnificativ rezoluția - dacă distanța dintre două radiotelescoape (așa-numita bază radio interferometru ) este egală cu L, atunci rezoluția unghiulară nu mai este determinată de formula φ=λ/D, dar φ=λ/L. De exemplu, la L=4200 km și λ=21 cm, rezoluția maximă va fi de aproximativ o sutime de secundă de arc. Cu toate acestea, pentru telescoapele terestre, baza maximă nu poate depăși în mod evident diametrul Pământului. Lansând unul dintre telescoape în spațiul adânc, se poate crește semnificativ baza și, prin urmare, rezoluția. De exemplu, rezoluția telescopului spațial RadioAstron , atunci când lucrează împreună cu radiotelescopul terestru în modul radio interferometru (bază 390 mii km), va fi de la 8 la 500 de microsecunde de arc, în funcție de lungimea de undă (1,2-92 cm ). (pentru comparație, la un unghi de 8 microsecunde, un obiect cu dimensiunea de 3 m este vizibil la o distanță de Jupiter, sau un obiect de dimensiunea Pământului la o distanță de Alpha Centauri ).

Producători de seamă de telescoape de amatori

Aplicații comerciale ale telescoapelor

Aplicația comercială a telescoapelor în prezent este utilizarea acestor instrumente pentru a căuta obiecte spațiale artificiale și pentru a rafina parametrii orbitelor lor, alcătuind un catalog de resturi spațiale [9] .

Companiile comerciale care operează pe această piață:

Vezi și

Note

  1. ↑ Telescop (astronomic) - articol din Marea Enciclopedie Sovietică . 
  2. ↑ Pakhomov I. I., Rozhkov O. V. Dispozitive cuantice optoelectronice. - Ed. I. - M . : Radio şi comunicare, 1982. - S. 184. - 456 p.
  3. ↑ Landsberg G.S. Optics . - Ed. a VI-a. - M . : Fizmatlit, 2003. - S.  303 . — 848 p. — ISBN 5-9221-0314-8 .
  4. ↑ V. A. Gurikov. Istoria creării telescopului. Cercetări istorice și astronomice, XV / Ed. ed. L. E. Maistrov - M., Nauka, 1980.
  5. ↑ S. I. Vavilov. Galileo în istoria opticii Arhivat 22 iulie 2018 la Wayback Machine // UFN . - 1964. - T. 64. - Nr. 8. - S. 583-615.
  6. ↑ Manualul Panov V.A. al proiectantului de dispozitive opto-mecanice. - Ed. I. - L . : Mashinostroenie, 1991. - S. 81.
  7. ↑ Turygin I. A. Optica aplicată. - Ed. I. - M . : Mashinostroenie, 1966.
  8. ↑ 1 2 Tseevici V.P. Ce și cum să observăm pe cer. - Ed. a VI-a. — M .: Nauka , 1984. — 304 p.
  9. ↑ Noi resturi pe orbita geostaționară: distrugerea Telcom-1 și AMC-9  (rusă) . Arhivat din original pe 4 septembrie 2017. Preluat la 4 septembrie 2017.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice
 Telescop
Tip de
montură
Alte