بدلاً من العدسة، يمكن وضع فيلم فوتوغرافي أو مستقبل إشعاع مصفوفي في المستوى البؤري للعدسة. في هذه الحالة، عدسة التلسكوب، من وجهة نظر البصريات، هي عدسة فوتوغرافية. تنقسم الأنظمة البصرية للتلسكوبات المرآة حسب أنواع العدسات المستخدمة.
نظام نيوتن
نظام كاسجرين
نظام ريتشي-كريتيان
يعد نظام ريتشي-كريتيان بمثابة تحسين لنظام Cassegrain. المرآة الرئيسية هنا ليست مكافئة، بل زائدية. مجال رؤية هذا النظام حوالي 4 درجات.
نظام هيرشل (لومونوسوف).
في عام 1616، اقترح N. Zucchi استبدال العدسة بمرآة مقعرة تميل إلى المحور البصري للتلسكوب. تم تصميم تلسكوب عاكس مماثل بواسطة William Herschel في عام 1772 (قبل 10 سنوات، تم تنفيذ هذا التصميم البصري بواسطة M. V. Lomonosov). وفيها، تكون المرآة الأساسية على شكل قطع مكافئ خارج المحور ومائلة بحيث يكون التركيز خارج الأنبوب الرئيسي للتلسكوب، ولا يحجب الراصد الضوء الوارد. عيب هذا المخطط هو غيبوبة كبيرة، ولكن مع فتحة نسبية صغيرة تكون غير مرئية تقريبًا.
وتنقسم حسب تصميمها البصري إلى:
- عدسة ( منكسراتأو انكساري) - يتم استخدام عدسة أو نظام عدسة كعدسة.
- مرآة ( عاكساتأو نجازي) - تستخدم مرآة مقعرة كعدسة.
- التلسكوبات ذات العدسات المرآة (الانعكاس الانكساري) - تُستخدم مرآة كروية كعدسة، وتعمل العدسة أو نظام العدسات أو الغضروف المفصلي على التعويض عن الانحرافات.
صفات
- تعتمد دقة التلسكوب على قطر العدسة. يتم فرض حد الدقة من خلال ظاهرة الحيود - انحناء موجات الضوء حول حواف العدسة، مما يؤدي إلى ظهور حلقات بدلاً من صورة نقطة. بالنسبة للنطاق المرئي، يتم تحديده بواسطة الصيغة
أين ص (\displaystyle r) هو القرار الزاوي في ثانية قوسية، و د (\displaystyle D) - قطر العدسة بالملليمتر. هذه الصيغة مشتقة من تعريف حد دقة النجمين حسب رايلي. إذا كنت تستخدم تعريفات أخرى لحد الدقة، فيمكن أن يكون المعامل العددي أقل، حتى 114 وفقًا لحد Dawes.
ومن الناحية العملية، فإن الدقة الزاوية للتلسكوبات محدودة بسبب الارتعاش الجوي - حوالي ثانية قوسية واحدة، بغض النظر عن فتحة التلسكوب.
- يتم تحديد التكبير الزاوي أو التكبير للتلسكوب من خلال النسبة
أين ف (\displaystyle F) و و (\displaystyle f) - البعد البؤري للعدسة والعدسة على التوالي. وفي حالة استخدام وحدات بصرية إضافية بين العدسة والعدسة العينية (الأنظمة الدوارة، عدسات بارلو، الضواغط وغيرها)، يجب أن يتضاعف التكبير بتعدد الوحدات المستخدمة.
ω = Ω Γ (\displaystyle \omega =(\frac (\Omega )(\Gamma ))),أين Ω (\displaystyle \Omega ) - مجال الرؤية الزاوي للعدسة (مجال الرؤية الظاهري - AFOV)، و Γ (\displaystyle \Gamma ) - تكبير التلسكوب (الذي يعتمد على البعد البؤري للعدسة العينية - انظر أعلاه).
A = D F = 1 ∀ = ∀ − 1 (\displaystyle A=(\frac (D)(F))=(\frac (1)(\forall ))=(\forall )^(-1)). ∀ = F D = 1 A = A − 1 (\displaystyle (\forall )=(\frac (F)(D))=(\frac (1)(A))=(A)^(-1)).أ (\displaystyle A) و ∀ (\displaystyle (\forall))هي خصائص مهمة لعدسة التلسكوب. هذه هي الكميات المتبادلة. كلما كانت الفتحة النسبية أكبر، كان البعد البؤري النسبي أصغر وزادت الإضاءة في المستوى البؤري لعدسة التلسكوب، وهو أمر مفيد للتصوير الفوتوغرافي (يسمح لك بتقليل سرعة الغالق مع الحفاظ على التعرض للضوء). ولكن في الوقت نفسه، يتم الحصول على مقياس صورة أصغر على إطار الكاشف الضوئي.
- مقياس صورة المتلقي:
أين ش (\displaystyle u) - المقياس بالدقائق القوسية لكل مليمتر ("/ مم)، و ف (\displaystyle F) - البعد البؤري للعدسة بالملليمتر. إذا كانت الأبعاد الخطية لمصفوفة CCD ودقتها وحجم بكسلاتها معروفة، فمن هنا يمكننا حساب دقة الصورة الرقمية بالدقائق القوسية لكل بكسل.
المخططات البصرية الكلاسيكية
مخطط جاليليو
كان لتلسكوب جاليليو عدسة واحدة متقاربة كهدف، وعدسة متباعدة كعدسة عينية. ينتج هذا التصميم البصري صورة غير مقلوبة (أرضية). تتمثل العيوب الرئيسية للتلسكوب الجليلي في مجال الرؤية الصغير للغاية والانحراف اللوني القوي. ولا يزال هذا النظام يستخدم في مناظير المسرح، وأحيانًا في تلسكوبات الهواة محلية الصنع.
مخطط كيبلر
مخطط غريغوري
تم اقتراح هذا التصميم عام 1663 من قبل جيمس غريغوري في كتابه اوبتيكا بروموتا. المرآة الرئيسية في مثل هذا التلسكوب هي مرآة مكافئة مقعرة. يعكس الضوء على مرآة ثانوية أصغر (بيضاوية مقعرة). منه يتم توجيه الضوء مرة أخرى - إلى الفتحة الموجودة في وسط المرآة الرئيسية، والتي توجد خلفها العدسة. المسافة بين المرايا أكبر من البعد البؤري للمرآة الرئيسية، وبالتالي تكون الصورة مستقيمة (على عكس المقلوبة في التلسكوب النيوتوني). توفر المرآة الثانوية تكبيرًا عاليًا نسبيًا عن طريق تمديد البعد البؤري.
مخطط كاسجرين
مخطط ريتشي-كريتيان
مستقبلات الإشعاع
مصفوفات CCD
تتكون مصفوفة CCD (CCD، "جهاز الشحن المزدوج") من صمامات ثنائية ضوئية حساسة للضوء، وهي مصنوعة على أساس السيليكون، وتستخدم تقنية الجهاز المزدوج الشحنة CCD. لفترة طويلة، كانت مصفوفات CCD هي النوع الوحيد من أجهزة الاستشعار الضوئي الذي يتم إنتاجه بكميات كبيرة. أدى تطور التكنولوجيا إلى حقيقة أنه بحلول عام 2008، أصبحت مصفوفات CMOS بديلاً لأجهزة CCD.
مصفوفات CMOS
تعتمد مصفوفة CMOS (CMOS، "أشباه الموصلات لأكسيد المعدن التكميلي") على تقنية CMOS. تم تجهيز كل بكسل بمضخم قراءة، ويتم أخذ عينات من الإشارة من بكسل معين بشكل عشوائي، كما هو الحال في رقائق الذاكرة.
أنظمة البصريات التكيفية
- نظام نجمة دليل الليزر. يتم إرسال شعاع ليزر إلى السماء لتكوين نجم اصطناعي في أي مكان في السماء في طبقة الصوديوم من الغلاف الجوي للأرض على ارتفاع حوالي 90 كيلومترا. يتم استخدام الضوء الصادر من مثل هذا النجم الاصطناعي لتشويه مرآة خاصة، مما يزيل الوميض ويحسن جودة الصورة.
علم الميكانيكا
تتعدد
الحامل عبارة عن دعامة دوارة تسمح لك بتوجيه التلسكوب نحو الكائن المطلوب، وأثناء المراقبة أو التصوير الفوتوغرافي على المدى الطويل، للتعويض عن الدوران اليومي للأرض. ويتكون من محورين متعامدين بشكل متبادل لتوجيه التلسكوب نحو جسم المراقبة، وقد يحتوي على محركات وأنظمة لقياس زوايا الدوران. يتم تثبيت الحامل على أي قاعدة: عمود أو حامل ثلاثي القوائم أو أساس. تتمثل المهمة الرئيسية للتركيب في التأكد من خروج أنبوب التلسكوب إلى الموقع المحدد وتوجيه كائن المراقبة بسلاسة.
العوامل الرئيسية التي تؤثر على جودة حل المشكلات هي ما يلي:
- تعقيد قانون التغير في الانكسار الجوي
- الانكسار التفاضلي
- الدقة التكنولوجية لتصنيع المحركات
- تحمل الدقة
- تشوه جبل
الجبل الاستوائي وأصنافه
- يختلف تشوه الحامل اعتمادًا على موضع التلسكوب.
- عندما يتغير موضع التلسكوب، يتغير الحمل على المحامل أيضًا.
- صعوبة المزامنة مع قبة الجبل
بديل السمت جبل
أكبر التلسكوبات البصرية
التلسكوبات الكاسرة
| المرصد | موقع | القطر، سم/بوصة | سنة مرافق / تفكيك |
ملحوظات |
|---|---|---|---|---|
| تلسكوب من معرض باريس العالمي عام 1900. | باريس | 125 / 49.21" | 1900 / 1900 | أكبر منكسر في العالم تم بناؤه على الإطلاق. تم توجيه الضوء من النجوم إلى عدسة التلسكوب الثابت باستخدام Siderostat. |
| مرصد يركس | (خليج ويليامز في ويسكونسن). | 102 / 40" | 1897 | أكبر منكسر في العالم 1897-1900. بعد التفكيك، أصبح التلسكوب الخاص بمعرض باريس العالمي عام 1900 مرة أخرى أكبر منكسر قيد الاستخدام. منكسر كلارك. |
| مرصد ليكا | جبل هاميلتون، كاليفورنيا | 91 / 36" | 1888 | |
| مرصد باريس | ميدون، فرنسا | 83 / 33" | 1893 | عدسة بصرية مزدوجة 83 سم فوتوغرافي - 62 سم. |
| بوتسدام، ألمانيا | 81 / 32" | 1899 | مزدوج، مرئي 50 سم، فوتوغرافي 80 سم. | |
| مرصد جميل | فرنسا | 76 / 30" | 1880 | |
| مرصد بولكوفو | سان بطرسبورج | 76 / 30" | 1885 | |
| مرصد أليغيني | بيتسبرغ، بنسلفانيا | 76 / 30" | 1917 | ذوبان المنكسر |
| مرصد غرينتش | غرينتش، المملكة المتحدة | 71 / 28" | 1893 | |
| مرصد غرينتش | غرينتش، المملكة المتحدة | 71 / 28" | 1897 | ثنائي، مرئي 71 سم، فوتوغرافي 66 |
| مرصد أرشنهولد | برلين، ألمانيا | 70 / 27" | 1896 | أطول منكسر حديث |
التلسكوبات الشمسية
| المرصد | موقع | القطر، م | عام من البناء |
|---|---|---|---|
| كيت بيك | توكسون، أريزونا | 1,60 | 1962 |
| سكرامنتو بيك | البقع الشمسية، نيو مكسيكو | 1,50 | 1969 |
| مرصد القرم للفيزياء الفلكية | شبه جزيرة القرم | 1,00 | 1975 |
| التلسكوب الشمسي السويدي | بالما، جزر الكناري | 1,00 | 2002 |
| كيت بيك قطعتين في مبنى مشترك بمساحة 1.6 متر | توكسون، أريزونا | 0,9 | 1962 |
| تيد | تينيريفي، جزر الكناري | 0,9 | 2001 |
| مرصد سايان الشمسي، روسيا | موندي، بورياتيا | 0,8 | 1975 |
| كيت بيك | توكسون، أريزونا | 0,7 | 1973 |
| ، ألمانيا | تينيريفي، جزر الكناري | 0,7 | 1988 |
| ميتاكا | طوكيو، اليابان | 0,66 | 1920 |
كاميرات شميدت
| المرصد | موقع | قطر لوحة التصحيح - المرآة، م | عام من البناء |
|---|---|---|---|
| مرصد كارل شوارزشيلد | توتنبرج، ألمانيا | 1,3-2,0 | 1960 |
| مرصد بالومار | جبل بالومار، كاليفورنيا | 1,2-1,8 | 1948 |
| مرصد انحياز الربيع | كونابارابران، أستراليا | 1,2-1,8 | 1973 |
| مرصد طوكيو الفلكي | طوكيو، اليابان | 1,1-1,5 | 1975 |
| المرصد الأوروبي الجنوبي | لاسيلا، تشيلي | 1,1-1,5 | 1971 |
التلسكوبات العاكسة
| اسم | موقع | قطر المرآة، م | عام من البناء |
|---|---|---|---|
| تلسكوب جنوب أفريقيا العملاق، سولت | ساذرلاند، جنوب أفريقيا | 11 | 2005 |
| تلسكوب الكناري العظيم | بالما، جزر الكناري | 10,4 | 2002 |
| تلسكوبات كيك | مونا كيا، هاواي | 9.82×2 | 1993, 1996 |
| تلسكوب هوبي إيبرلي، HET | جيف ديفيس، تكساس | 9,2 | 1997 |
التلسكوبات العاكسة، مزاياها وعيوبها
لقد حان الوقت لفهم ما هو العاكس وكيف يختلف بشكل أساسي عن المنكسر.
كلمة عاكس نفسها تأتي من الكلمة الإنجليزية "تعكس" - للتأمل. ومن هذا يتضح أن المرآة هي العنصر الرئيسي في الدائرة. وكان والد العاكس هو إسحاق نيوتن، الذي قام بتجميع أول تلسكوب من هذا النوع في عام 1688. قبل ذلك، كان هناك مخطط واحد فقط - المنكسر الذي أنشأه جاليليو، والذي كان مذنبًا بشكل خطير بالانحراف اللوني (كونه غير لوني، وغير قادر على التركيز على أشعة ذات أطوال موجية مختلفة، مما أدى إلى تغيير الصورة بشكل كبير).
التصميم البصري
حتى الآن، يظل مخطط نيوتن هو الأكثر شعبية لأي شخص يرغب في شراء تلسكوب عاكس. جوهرها بسيط للغاية: الضوء يضرب مرآة رئيسية مكافئة (كروية في بعض الأحيان)، والتي بدورها توجهه إلى مرآة قطرية (مسطحة). وهذا العنصر يقوم بالفعل بإخراج الضوء إلى العدسة.
تدعي ويكيبيديا أن هناك 7 أنماط انعكاسية مختلفة، ولكن من المنطقي دراستها فقط من باب الفضول. في معظم الأحيان، تستخدم التلسكوبات الصناعية مخطط نيوتن. ومن قال "عاكس" فهو يعني بالضبط "عاكس نيوتن" وكل الدوائر الأخرى ستُسمى باسم الخالق. ويفسر ذلك حقيقة أنها كلها أقل ملاءمة بكثير. في مكان ما تحتاج إلى المزيد من المرايا، في مكان ما عليك أن تنظر إلى زاوية ما. نيوتن كلاسيكي بسيط وخالد.
مزايا العاكس
تم إنشاؤه للتخلص من الانحرافات اللونية التي تسببها عدسات التلسكوب. سيكون من الغريب الاعتقاد أنه لا يزال لديه. الغياب التام لهذا العيب هو الميزة الرئيسية للعاكسات. بالإضافة إلى ذلك، فهي تتمتع بنسبة فتحة عالية (تصل إلى 1:4 في نماذج الإنتاج)، وهو ما لا يمكن حتى للكاسرات أن تحلم به. لقد كان تصميم المرآة هو الذي جعل التلسكوبات ذات الأقطار الكبيرة في متناول الرجل العادي. نظرًا للبعد البؤري الطويل، فإن الكاسر ذو القطر الكبير سيحتاج إلى أنبوب طويل جدًا (حوالي 7 أمتار). وبطبيعة الحال، فإنه يتطلب جبل ضخم. من المحتمل أن تكون تكلفة مثل هذا الجهاز بالملايين. حقيقة أننا نستطيع شراء تلسكوب بقطر كبير مقابل أموال أقل بكثير هي فقط ميزة العواكس.
عيوب التلسكوب العاكس
رسميًا، يتضمن ذلك فقدان الضوء بسبب وجود مرآة ثانية (في المنكسر يذهب الضوء مباشرة إلى عينك، ولكن في العاكس يحتاج إلى "الانتقال" بين المرايا)، ويتدفق الهواء داخل أنبوب مفتوح، وهكذا على. في الممارسة العملية، شيء واحد فقط سوف يفسد حياتك - الحاجة إلى ضبط المرايا (التعديل) بعد أي وسيلة نقل. يستغرق التعديل جزءًا صغيرًا من وقت المراقبة الثمين. إذا كانت لديك خبرة، فلن يستغرق الأمر أكثر من 5 دقائق، ومع ذلك، لا داعي للخوف من التعديل - فهو ليس بالأمر الصعب على الإطلاق، ويمكن لأي شخص أن يتعلم.
الحكم
بدءًا من قطر 110 ملم، فمن المنطقي شراء عاكس. سيكون للمنكسر الذي يمكنك شراؤه بهذا المال قطر أصغر بكثير (حوالي 90 مم). العاكسات بسيطة وسهلة الإعداد، ويوصى بها للجميع، باستثناء أولئك الذين يحتاجون إلى الأجسام الأرضية.
يستخدم علماء الفلك الهواة بشكل رئيسي نوعين تقليديين من التلسكوبات عند إجراء الملاحظات. هذه هي التلسكوبات - منكسراتحيث يتم استخدام العدسات والتلسكوبات لتكوين الصورة - عاكساتحيث تخدم المرآة لهذه الأغراض.
في بعض الأحيان يستخدمون لبناء صورة الأنظمة الانكسارية الضوئيةوهي عبارة عن مجموعات من عدة عدسات ومرايا ( تلسكوب عدسة المرآة).
عندما نفكر في مراقبة السماء المرصعة بالنجوم، نتخيل شيئًا كهذا. سأخبرك على الفور أن الواقع يختلف عن التصوير الفوتوغرافي.
الجزء الرئيسي من أي تلسكوب الذي ينتج الصورة هو عدسة. من خصائصه - الفتحاتد، البعد البؤري/و العلاقة البؤرية f/D - يعتمد على نطاق الملاحظات التي يسمح بها التلسكوب المحدد.
بالطبع، تُفضل التلسكوبات ذات الفتحة الواسعة (قطر العدسة الكبير) لأنها تحتوي على سطح كبير لجمع الضوء، ولها قدرة تحليل عالية وتوفر تكبيرًا كبيرًا. ومع ذلك، فإن التلسكوبات ذات الفتحة الكبيرة، بغض النظر عن نوعها، تكون أكثر تكلفة وضخمة.
جمع وحل قوة التلسكوبات
أهم ما يميز كل من التلسكوب والمنظار هو فتحة(د)- قطر العدسة.
تحدد الفتحة أبعاد سطح التجميع الذي تتناسب مساحته مع مربع القطر. كلما كان سطح التجميع للجهاز أكبر، كان الكائن الذي يسمح بمراقبته أضعف. وبالتالي، فإن الحد الأقصى للقدر النجمي لجسم ما والذي يمكن ملاحظته من خلال تلسكوب معين يعتمد على مربع قطر العدسة.
السمة المهمة التالية للتلسكوب هي دقةأي القدرة على تمييز أصغر التكوينات الموجودة على أقراص الكواكب أو النجوم المزدوجة.
إذا تم قياس قطر العدسة بالملليمتر، فسيتم تحديد الدقة، المعبر عنها بالثواني القوسية، بالقيمة 138/D.
بالنسبة للعدسات طويلة التركيز ذات نسبة بؤرية أكبر من f/12*، تكون الدقة أعلى قليلاً ويتم تحديدها بواسطة الصيغة 116/D.
الدقة الأقل قليلاً للعاكسات والتلسكوبات الانكسارية الضوئية مقارنة بالتلسكوبات المنكسرة ذات قطر العدسة نفسه ترجع جزئيًا إلى فحص الجزء المركزي من شعاع الضوء الذي يمر عبر العدسة. يمكن أيضًا أن تتأثر جودة الصورة، خاصة مع التلسكوبات العاكسة، بشكل كبير بتيارات الهواء في أنبوب التلسكوب.
التلسكوبات المنكسرة
عدسة التلسكوب المنكسر عبارة عن نظام لوني ملتصق ببعضه البعض من عدة عدسات، والذي يجمع الأشعة ذات الأطوال الموجية المختلفة في بؤرة واحدة.
عادة، تكون النسب البؤرية للكاسرات الهواة أقل من f/10 أو f/12، نظرًا لأن العدسات اللونية ذات الإسقاط الأقصر غالية الثمن للغاية. لذلك، من الأفضل استخدام المنكسرات في عمليات الرصد التي تتطلب نسبًا بؤرية كبيرة وتكبيرًا عاليًا إلى حد ما ومجال رؤية محدودًا.
لإجراء ملاحظات جادة، من الضروري استخدام التلسكوبات ذات الفتحة التي لا تقل عن 75 ملم.
بالطبع، من الممكن إجراء ملاحظات في التلسكوبات ذات الفتحات الأصغر، لكن يجب أن نتذكر، خاصة بالنسبة للمبتدئين، أن مثل هذه الملاحظات محفوفة بصعوبات كبيرة؛ لهذا السبب، قد تكون الملاحظات باستخدام منظار جيد أكثر إنتاجية من التلسكوب ذي الفتحة الصغيرة.
على عكس الأنواع الأخرى من التلسكوبات، لا توجد خسائر في المنكسرات بسبب الفحص الجزئي لشعاع الضوء بواسطة المرايا المتوسطة، ومع ذلك، أثناء عمليات الرصد، كقاعدة عامة، يتم استخدام المنكسرات ذات العدسات التي يقل قطرها عن 100 مم؛
تعتبر المنكسرات الكبيرة ذات الفتحات التي تزيد عن 150 مم أقل شيوعًا، لأنها باهظة الثمن وضخمة الحجم.
التلسكوبات العاكسة
تحتوي معظم التلسكوبات العاكسة للهواة على نسب بؤرية تبلغ f/6 - f/8؛ بالمقارنة مع المنكسرات، فهي أكثر ملاءمة لعمليات الرصد التي تتطلب مجال رؤية أوسع وتكبيرًا أقل.
التلسكوبات العاكسة تأتي في أنواع مختلفة. في ممارسة ملاحظات الهواة، يتم استخدام نوعين من العاكسات في أغلب الأحيان: أنظمة نيوتنو نظام كاسجرين.
في التلسكوب النيوتوني، تكون المرآة الثانوية مسطحة، وبالتالي فإن الطول البؤري والنسبة البؤرية للعدسة ثابتان. في تلسكوب كاسيجرين، تكون المرآة الثانوية محدبة، مما يزيد بشكل كبير من الطول البؤري الإجمالي للتلسكوب وبالتالي يغير نسبة التركيز الفعالة. لهذا السبب، تُستخدم عاكسات كاسجرين لنفس النوع من الملاحظات مثل التلسكوبات الكاسرة.
أكبر ميزة للعاكسات هي تكلفتها المنخفضة. بالنسبة لنفس الفتحة، فهي أرخص بكثير من أي نوع آخر من التلسكوبات. بالإضافة إلى ذلك، يمكن صنع المرآة اللازمة للعدسة العاكسة بنفسك، أو في الحالة القصوى، يمكنك شراؤها ببساطة، ويمكن تجميع أنبوب هذا التلسكوب بسهولة في المنزل.
تقريبًا جميع تلسكوبات الهواة ذات سطح التجميع الكبير (قطر العدسة أكثر من 200 ملم) هي عبارة عن عاكسات. الحد الأدنى لقطر عدسة العاكسات، والتي تستخدم عادة للملاحظات العامة، هو حوالي 150 ملم؛ لا يكلف هذا العاكس أكثر من منكسر ذو عدسة يبلغ قطرها 75 ملم. نظرًا لأن العاكس يحتوي على سطح تجميع كبير، فيمكن ملاحظة الأجسام الخافتة من خلاله، ولكنه ليس مضغوطًا مثل العاكس المنكسر.
تحتل العواكس الأصغر حجمًا ذات النسب البؤرية الصغيرة موقعًا متوسطًا في خصائصها بين المناظير والعاكسات التقليدية؛ وبالإضافة إلى ذلك، فهي مدمجة تماما.
ومع ذلك، عاكسات لها أيضا عيوب. وأهمها هو الحاجة إلى تحديث الطلاءات العاكسة وضبط العناصر البصرية من وقت لآخر. في حالة عدم وجود زجاج بصري باهظ الثمن، يغلق الأنبوب العاكس بإحكام، فمن الضروري تغطية كل مرآة تلسكوب بغطاء أو غطاء لمنع اختراق الغبار.
عند المراقبة، قد تكون العدسة العينية في التلسكوب النيوتوني في وضع حرج؛ لتجنب ذلك، من الضروري توفير إمكانية تدوير أنبوب التلسكوب.
إذا لم يتم إغلاق الأنبوب العاكس بإحكام بواسطة نافذة بصرية، فإن الهواء الخارجي البارد، الذي يخترقه، يخلق تيارات هوائية هناك تؤدي إلى تدهور الصورة. يمكن أن تكون الطريقة الفعالة للغاية لمكافحة هذا العيب هي استخدام الأنابيب العازلة للحرارة الكبيرة، ولكن في كثير من الأحيان يتم استخدام "أنابيب" الهيكل العظمي لهذا الغرض.
لسوء الحظ، في الحالة الأخيرة، تنشأ مشاكل أخرى تتعلق بتدفق الهواء الدافئ من المراقب نفسه (لذا حاول ارتداء المزيد من الملابس العازلة عند المراقبة!). بالإضافة إلى ذلك، يؤدي ذلك إلى زيادة كمية الندى على العناصر البصرية. ولذلك، فإن التصميم الصحيح للمرصد نفسه له أهمية كبيرة.
نظام التلسكوب الانكساري البصري ( تلسكوب عدسة المرآة)
من بين التلسكوبات الانكسارية الضوئية، التلسكوبات هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. نظام ماكسوتوفو نظام شميت كاسيجرين.
عند طول بؤري معين، تكون أكثر سهولة في الحمل وملاءمة لعمليات الرصد، خاصة عند دمجها مع مجموعة متنوعة من الأجهزة التي توفر تتبع الحركة المعقدة للأجرام السماوية. وبطبيعة الحال، فإن هذه التلسكوبات أغلى بكثير من المنكسرات والعاكسات من نفس الحجم.
تتمتع التلسكوبات الانعكاسية الانعكاسية بنسب بؤرية كبيرة: f/10 وf/12 وحتى f/15، لذلك يمكن استخدامها لأداء نفس المهام مثل كاسجرين وعاكسات.
كيفية اختبار التلسكوب قبل الشراء
يمكن إجراء عدد من الدراسات حول جودة بصريات التلسكوب بشكل مستقل، ولكن يجب أن نتذكر أنه لا توجد أنظمة بصرية مثالية. أي نظام بصري يشوه الصور، وتسمى هذه التشوهات الانحرافات.
عند تصنيع التلسكوب، يتم السعي لتقليل الانحرافات إلى الحد الأدنى. تعتمد المتطلبات المحددة لحجم الانحرافات المسموح بها على طبيعة البحث الذي تم تصميم التلسكوب من أجله. على سبيل المثال، عند دراسة الكواكب وتصوير الأجرام السماوية، تكون متطلبات حجم الانحرافات المسموح بها أعلى مما كانت عليه أثناء عمليات الرصد.
انحراف لوني، المميزة بدرجة أو بأخرى للمنكسرات والتلسكوبات من بعض الأنواع الأخرى، يتم التعبير عنها في تلوين صورة الأجرام السماوية. ويمكن ملاحظته بشكل خاص عند الحدود الحادة بين المناطق المضيئة والمظلمة، مثل أطراف القمر، وما إلى ذلك. ولا تخلق التلسكوبات العاكسة هذا النوع من الانحراف.
التوفر تشوه(التشوهات في صورة المواضع النسبية للنجوم) يمكن التحقق منها من خلال ملاحظة صورة خط مستقيم أو بناء الطوب المستطيل في جدار المنزل.
تحقق من كيفية قيام التلسكوب الخاص بك بإنتاج صورة لمصدر نقطي. إذا كان ذلك ممكنا، فمن الأفضل أن تفعل ذلك في الليل، وفحص صورة النجوم. يمكن إجراء مثل هذه الفحوصات خلال النهار من خلال مراقبة "النجوم الاصطناعية" (ضوء الشمس المنعكس من بالون بعيد) أو أي مصدر آخر للضوء.
نعم، على الرغم من أن هذا يبدو تافهًا، إلا أنه لا يزال من المفيد تذكيرك بأن التلسكوب أداة دقيقة وحساسة للغاية. التحقق من ذلك بعناية قبل الشراء؛ خيبة الأمل من "لعبة" ذات الجودة المنخفضة سوف تثبطك عن دراسة السماء المرصعة بالنجوم
في التلسكوب الجيد، يتم التركيز على صورة النجم بدقة ولها شكل قرص حيود مستدير تمامًا. يجب أن يكون لهذه الصور شكل دائرة مثالية، ليس فقط في نطاق التركيز، ولكن أيضًا خارج نطاق التركيز. استطالتها تشير إلى وجودها الاستجماتيزمأو تشوه العناصر البصرية للتلسكوب، والذي قد يحدث بسبب التركيب غير الصحيح.
تتم الإشارة إلى انحناء المجال عن طريق إلغاء تركيز صورة النجم أثناء تحركه من المركز إلى حافة مجال رؤية التلسكوب. إن انحناء المجال متأصل في معظم التلسكوبات، لكن هذا العيب يؤثر بشكل رئيسي على عمليات الرصد الفوتوغرافية. انحراف آخر، غيبوبة، يتجلى في استطالة صورة النجم (يأخذ شكل المذنب) على حافة مجال الرؤية. توجد الغيبوبة أيضًا في معظم التلسكوبات، ولكنها تكون أكثر وضوحًا في العاكسات منها في المنكسرات.
إن عمليات فحص المكونات الميكانيكية للتلسكوبات وتركيبها هي في الأساس ذات طبيعة عامة. للحصول على أداء جيد، من الضروري تحقيق الصلابة الهيكلية لكل من أنبوب التلسكوب نفسه وحامله. وأفضل طريقة لتحقيق ذلك هي تثبيت محاور التلسكوب بقوة - حيث يتم تثبيت كل منها على دعامتين متباعدتين بشكل كافٍ.
يجب أن يكون الدوران حول المحاور سلسًا، وفي التركيبات الاستوائية، يجب أن يكون كلا المحورين مزودين بمسامير قفل. يجب أن تعمل جميع محركات الأقراص وإطارات تركيز العدسة وآليات ضبط التلسكوب الأخرى دون رد فعل عنيف.
السير إسحاق نيوتن (1643-1727) - عالم إنجليزي
التلسكوب المرآة للمستكشف الإنجليزي الشهير إسحاق نيوتن ليس من الكنوز التي لا تقدر بثمن والتي يمكن أن تثير إعجاب الجميع. التلسكوب هو أداة علمية. لكنها اليوم أصبحت بقايا لا تقدر بثمن لأن نيوتن صنعها بنفسه. وبمساعدته أثرى العلم والبشرية جمعاء بالمعرفة الجديدة عن النجوم وحركة الضوء. لا يمكن المبالغة في تقدير البيانات العلمية التي حصل عليها.
طور نيوتن اهتمامًا بإنشاء أدوات علمية لإجراء الأبحاث خلال سنوات دراسته. عندما كان صبيًا، كان يحب مشاهدة كيف يعمل النجارون، وكيف يبنون المنزل، وكيف يصنعون أجنحة طاحونة الهواء، وكيف يصنعون عجلات لطاحونة المياه. لم ينظر فقط، بل كان يحفظ ويرسم في المنزل، ويخلق ما يشبه الرسومات، والتي بموجبها صنع نماذج عمل لطواحين الرياح والمياه. لكنه لم يكتفي بالتقليد فحسب، بل أدخل ابتكارًا معينًا في كل نموذج.
وقد لاحظ المعلمون في المدرسة شغفه بعرض الأزياء، ولفت أقارب وأصدقاء عائلة نيوتن الانتباه إلى ذلك. وفي أحد الأيام صنع ساعة تعمل تحت ضغط الماء المتدفق من الخزان. سقطت في القمع ثم قامت بتدوير العجلات. ولمفاجأة الكبار، صنع مطحنة صغيرة لطحن الحبوب. كان محركه عبارة عن فأر يدير العجلة. ولم يحقق ذلك عن طريق التدريب، بل عن طريق رغبة الفأر الطبيعية في تناول الطعام، وعلق فوقه كيسًا من الحبوب.
ولم يكن نيوتن مخترعًا. ولم يخترع أيًا من الأجهزة التي ابتكرها. لقد أخذ الأشياء الجاهزة، لكنه أدخل تحسينات على كل منها. كان بحاجة إلى تلسكوب ليتمكن من خلال مراقبة النجوم من تحديد خصائص الضوء ومعرفة سرعته وكشف أسرار الكون.
ظهرت التلسكوبات الأولى، أو المنظار، في هولندا في القرن السابع عشر، على الرغم من أن خاصية التكبير للعدسات الزجاجية المقعرة كانت معروفة منذ عام 2500 قبل الميلاد. في عام 1610، قام العالم الإيطالي جاليليو جاليلي، باستخدام أداة صممها، بمراقبة النجوم وتوصل إلى نتيجة مذهلة مفادها أن الكون لا نهائي. قبل غاليليو، تم وصف العديد من الظواهر الطبيعية بطريقة تأملية، ونادرا ما كانت مبنية على التجارب. لكن غاليليو كان أول من توصل إلى استنتاج حول حركة النجوم ولانهاية الكون، بناءً على ملاحظاته من خلال التلسكوب. وتمت مقارنته بكولومبوس، مكتشف الأراضي التي لم تكن معروفة من قبل. أصبحت أنشطته مثالا يحتذى به.
وفي هولندا وألمانيا وإنجلترا، بدأ العلماء في صنع التلسكوبات الخاصة بهم. ولم يفلت نيوتن من هذا الإغراء أيضًا. تطلبت العلوم الجامعية في كامبريدج أدوات جديدة، وبدأ الطالب نيوتن البالغ من العمر 22 عامًا في إنشاء تلسكوبه الخاص. قام بتلميع العدسات بنفسه. لقد كان العمل الأصعب. وصف في "محاضراته عن البصريات" جوهر الجهاز الذي ابتكره وقدراته. وبعد سنوات قليلة فقط تمكن أخيراً من تنفيذ أفكاره في تلسكوب جديد.
في عام 1671، وصلت الأخبار إلى لندن عن قيام مخترع شاب مجهول في كامبريدج بإنشاء تلسكوب خاص بمرآة كروية عاكسة، يمكنك من خلالها تكبير السماء ومراقبة النجوم. طُلب من نيوتن إرسال الجهاز إلى العاصمة. لقد أرادوا إظهار تصرفاتهم أمام الملك. كان تشارلز الثاني على العرش، وشهدت إنجلترا خلال فترة حكمه ازدهارًا اقتصاديًا. وقد تم فحص التلسكوب بدقة من قبل أبرز العلماء في ذلك الوقت، الذين كانوا أعضاء في الجمعية الرياضية الملكية التي أنشئت في عام 1662. وقد أدرك الجميع الفائدة الكبيرة للتلسكوب الذي تم إنشاؤه في كامبريدج. ووافق الملك على رأي العلماء، وفي نفس العام تم قبول نيوتن البالغ من العمر 29 عامًا عضوًا في الجمعية الملكية للرياضيات.
