反射望遠鏡的特點

反射器稱為 任何以反射為主要功能的設備.因此,使用這種光學現象創建了反射望遠鏡。該設備的鏡頭沒有透鏡,而是有一個凹面鏡,該凹面鏡將光線反射並引導到目鏡中,以觀察或拍攝圖像。讓我們考慮一下反射望遠鏡的主要區別特徵。

這是什麼?
反射式望遠鏡與其他類型的折射式望遠鏡的不同之處在於,它沒有安裝透鏡系統,而是安裝了一個由金屬或玻璃製成的凹面鏡。 通常這種設備被稱為“鏡面”望遠鏡。
即使沒有天文學經驗,也很容易區分反射望遠鏡和折射望遠鏡。第二種方案非常簡單。這是一個管子,其直徑取決於位於面向觀察對象的一端的物鏡透鏡的直徑。在管的另一端是目鏡 - 一個較小直徑的透鏡,通過它進行觀察。這種裝置的管的長度取決於透鏡的焦距和製造它的材料的強度。
這也許是折射鏡的主要矛盾,限制了它們的能力。由於結構的巨大重量,不可能製造出高功率設備。

帶有凹面鏡的望遠鏡看起來不同,因為它具有完全不同的操作原理和設備。在朝向天空的管道的一端,這種設備通常可能沒有任何東西,因為鏡子固定在另一端。但是目鏡通常位於鏡筒上部的一側。與折射鏡不同,光線的路徑在一定程度上被位於鏡筒中心軸上的棱鏡或平面鏡阻擋,在鏡筒中收集光線以反射到目鏡中。 反射器的結構不需要強制使用管道,因此沒有折射器產生的限制.所有現代大型望遠鏡,包括太空望遠鏡, 根據以下方案佈置:其中的管子由輕質網狀結構代替,其目的是容納光學系統的所有元件。

反射望遠鏡的光學特性,就像它的鏡頭對應物一樣,是根據鏡頭的能力確定的。在第一種情況下,凹面鏡,在第二種情況下,透鏡。
業餘天文學家成功地使用了這兩種類型的望遠鏡,它們都有各自的優點和缺點,一種是由穿過透鏡的光通量的折射引起的,另一種是由其從表面反射引起的,它可以具有不同的曲率。 對於與儀器的行程和運動有關的觀察,最好使用折射鏡,它的設計更強。反射器的運輸是不可取的,因為它會導致結構元件相對於中心線發生位移,之後需要使用螺釘調整它們的位置 - 調整。這樣的望遠鏡可以放置在業餘天文台中。



創造發展史
使用凹面鏡作為鏡頭是科學研究的結果,旨在減少鏡頭造成的失真(色差和球面像差)。許多歐洲國家都進行了這方面的研究,英國科學家在其中尤其成功。 1663年,詹姆斯·格雷戈里第一個提出用反射凹面鏡代替折射透鏡(顯然,他發明了第一台反射式望遠鏡),1673年描述的光學裝置系統由著名的羅伯特·胡克體現。
然而,偉大的艾薩克·牛頓在 1668 年創造了第一台帶鏡面透鏡的工作望遠鏡。

反射器的路徑並不容易,同時改進的鏡頭裝置可以提供更清晰、更明亮的圖像。來自歐洲大陸的科學家(德國人、法國人、意大利人)對其發展做出了重大貢獻。似乎反射器將保持在實驗裝置的水平。
搜索的方向是改進塗層和鏡子的製造。未來,為了減少畸變,牛頓提出的系統中反復引入了各種創新,這導致出現了根本不同的反射望遠鏡方案,包括在一個產品中使用透鏡和反射鏡的混合版本。新材料和新技術的出現使得創造越來越完美的系統成為可能,並且在望遠鏡的設計中不需要笨重的管道,使其效率倍增成為可能。
目前,世界上所有擁有光學望遠鏡的主要天文台都配備了反射鏡。



系統類型
所有反射器都有一個共同點——使用凹面鏡作為透鏡.但建議通過鏡子收集的光線的進一步路線以各種方式引導到目鏡。
牛頓
艾薩克牛頓開發的反射器系統被認為是經典的。主鏡沒有孔,製造相對容易。位於其焦點附近的平面鏡反射垂直於中心線的光通量。目鏡在側面。

牛頓望遠鏡的方案是最容易實現的,並且已在製作自己的觀測工具的業餘天文學家中廣泛使用。 為業餘天文學生產設備的公司大量生產此類設備。



格雷戈里
1663 年提出的鏡面望遠鏡被證明是非常成功的,因為 提供直接圖像,不僅可用於天文觀測,還可用於地麵條件。 在凹面鏡的中心開一個孔,從它反射的光被第二個凹面鏡引導到孔中,目鏡沿著望遠鏡的中心線放置,就像折射鏡或傳統望遠鏡一樣。


Gregory 方案被廣泛使用,包括用於天文台的大型儀器。

卡塞格倫
由 Laurent Cassegrain 在 17 世紀 70 年代設計和實施的方案類似於 Gregory 的方案。凹面鏡的中心部分也有一個孔。這些設備在第二面鏡子的形狀上有所不同 - 在所考慮的系統中,它是凸面的。按照這種方案建造的望遠鏡,其特徵類似於格雷戈里的儀器,要短得多。由蘇聯天文學家德米特里馬克蘇托夫改進,卡塞格林系統現在在世界各地用於製造業餘反射器。

卡塞格林儀器是世界上最大的儀器。


里奇-克雷蒂安
卡塞格林望遠鏡的另一個改進是 1920 年代開發的 Ritchey-Chrétien 系統。由於鏡子的不同形狀,可以獲得更大的視野,這對於觀察移動物體(小行星、彗星、行星)很方便。而且在這個系統中,還可以減少一些失真。



赫歇爾
反复嘗試使用沒有反射器阻擋光通量的凹面鏡。 17世紀70年代初,威廉·赫歇爾設計了這樣一款反射式望遠鏡,其目鏡沒有以任何方式擋住主鏡。這使得顯著增加設備的功率成為可能,但會導致昏迷形式的強烈失真。在 1760 年代,MV Lomonosov 開發並實施了類似的設計。目前,基於這種光學方案的設備用於特殊觀測;由於設備和調整的複雜性,它們在業餘天文學中沒有得到廣泛的應用。


科爾沙
Dietrich Korsch 系統是在 1970 年代開發的。它的特點不是兩個,而是三個鏡子,它可以讓你糾正大部分的失真。
該方案很難調整,在業餘天文學中也沒有得到太多的分佈。

布拉奇特
該系統的設備廣泛用於製造各種光學儀器——從雙筒望遠鏡和單筒望遠鏡到業餘望遠鏡。 它們的主要優點是在保持焦距的同時顯著縮短了設備的長度。 反射鏡與光軸成一定角度排列,不會相互阻擋。
該電路可以消除許多失真,但製造起來相當複雜。

施密特
由 Bernhard Schmidt 在 20 世紀初改進的 Cassegrain 系統開始普及。這是一種混合方案,其中除了凹面鏡外,還使用了物鏡。
廣泛用於拍攝大面積的天空。

最大的電器概述
在 20 世紀,反射望遠鏡牢牢取代了所有重要天文台的折射鏡。隨著製造技術的發展,安裝在望遠鏡中的反射鏡直徑開始增大。
1917年,美國(華盛頓州)的一個天文台的反射鏡成為世界上最大的,它的鏡子直徑達到了100英寸(2.5米)。第二次世界大戰後,製造了一個帶有 5 米鏡子的裝置,也安裝在加利福尼亞州。

舊世界最大的望遠鏡仍然是大型方位角望遠鏡,它於上世紀 70 年代中期在蘇聯製造,安裝在卡拉恰伊-切爾克斯共和國的一個高山天文台上。

世界上最大的現代固體鏡望遠鏡安裝在美國亞利桑那州。這是大型雙筒望遠鏡。它配備了兩個直徑為8.4米的相同鏡子。該設備建於 2005 年。

迄今為止最大的是帶有預製分段鏡的設備:大型金絲雀望遠鏡、大型南非望遠鏡、霍比-埃伯勒望遠鏡(美國)。
最具創新性的望遠鏡設計有能夠改變表面曲率的輕型反射鏡。該技術將使減少整個結構的質量成為可能,這將為增加鏡子的直徑以及相應地增加望遠鏡的功率開闢新的可能性。



如何使用?
使用鏡面望遠鏡並不難。然而,與折射鏡不同的是,這種儀器需要非常小心地處理。 由於反射管始終打開,灰塵會進入反射器。落在鏡子的表面上,它非常明顯地降低了它的反射率。
清潔鏡子上的灰塵是相當困難的,尤其是在管子很長的情況下;正是由於這個原因,具有大焦距的反射器在沒有管子的情況下安裝。

移動反射器也是有問題的,因為結構元件傾向於在振動的影響下移動。通常,鏡面望遠鏡的操作以費力的調整(調整)結束。您可以藉助調節螺釘來調節望遠鏡,調節螺釘的轉動會導致鏡子移動;如果沒有適當的經驗,這是不可能快速做到這一點的。