Megjithëse teleskopët reflektues prodhojnë lloje të tjera devijimesh optike, ky është një dizajn që mund të arrijë objektiva me diametër të madh. Pothuajse të gjithë teleskopët kryesorë të përdorur në kërkimet astronomike janë të tillë. Teleskopët reflektues vijnë në një larmi dizajnesh dhe mund të përdorin elementë optikë shtesë për të përmirësuar cilësinë e imazhit ose për ta vendosur imazhin në një pozicion mekanikisht të favorshëm.
Karakteristikat e teleskopëve reflektues
Ideja se pasqyrat e lakuara sillen si lente shkon prapa të paktën në traktatin e shekullit të 11-të të Alphazen mbi optikën, një vepër që qarkulloi gjerësisht në përkthimet latine në Evropën e hershme moderne. Menjëherë pas shpikjes së teleskopit refraktues nga Galileo, Giovanni Francesco Sagredo dhe të tjerë, të frymëzuar nga njohuritë e tyre për parimet e pasqyrave të lakuara, diskutuan idenë e ndërtimit të një teleskopi duke përdorur një pasqyrë nësi një mjet imazherie. Bolognese Cesare Caravaggi u raportua se kishte ndërtuar teleskopin e parë reflektues rreth vitit 1626. Profesori italian Niccolo Zucci, në një vepër të mëvonshme, shkroi se ai eksperimentoi me një pasqyrë bronzi konkave në vitin 1616, por tha se nuk jepte një imazh të kënaqshëm.
Historia e Krijimit
Përfitimet e mundshme të përdorimit të pasqyrave parabolike, kryesisht reduktimi i devijimit sferik pa devijime kromatike, kanë çuar në shumë modele të propozuara për teleskopët e ardhshëm. Më i dalluari ishte James Gregory, i cili botoi një dizajn inovativ për një teleskop "reflektues" në vitin 1663. U deshën dhjetë vjet (1673) përpara se shkencëtari eksperimental Robert Hooke të mund të ndërtonte këtë lloj teleskopi, i cili u bë i njohur si teleskopi Gregorian.
Isaac Newton në përgjithësi u vlerësua me ndërtimin e teleskopit të parë reflektues-refraktues në 1668. Ai përdori një pasqyrë primare metalike sferike dhe një të vogël diagonale në një konfigurim optik, të quajtur teleskop Njutonian.
Zhvillim i mëtejshëm
Megjithë avantazhet teorike të dizajnit të reflektorit, kompleksiteti i dizajnit dhe performanca e dobët e pasqyrave metalike të përdorura në atë kohë nënkuptonin se u deshën mbi 100 vjet që ato të bëheshin të njohura. Shumë nga përparimet në teleskopët reflektues përfshinin përmirësime në prodhimin e pasqyrave parabolike në shekullin e 18-të.shekulli, pasqyra xhami të veshura me argjend në shekullin e 19-të, veshje të qëndrueshme prej alumini në shekullin e 20-të, pasqyra të segmentuara për të siguruar diametra më të mëdhenj dhe optikë aktive për të kompensuar deformimin gravitacional. Një risi e mesit të shekullit të 20-të ishin teleskopët katadioptikë si kamera Schmidt, të cilat përdorin si një pasqyrë sferike ashtu edhe një lente (të quajtur pllakë korrigjuese) si elementë kryesorë optikë, të përdorur kryesisht për imazhe në shkallë të gjerë pa devijime sferike.
Në fund të shekullit të 20-të, zhvillimi i optikës adaptive dhe imazheve të suksesshme për të kapërcyer problemet që lidhen me vëzhgimin dhe reflektimin e teleskopëve është i kudondodhur në teleskopët hapësinorë dhe shumë lloje të mjeteve të imazhit të anijeve kozmike.
Pasqyra primar lakor është elementi kryesor optik i teleskopit dhe krijon një imazh në planin fokal. Distanca nga pasqyra në rrafshin fokal quhet gjatësi fokale. Këtu mund të vendoset një sensor dixhital për të regjistruar një imazh ose mund të shtohet një pasqyrë shtesë për të ndryshuar karakteristikat optike dhe/ose ridrejtuar dritën në film, sensor dixhital ose okular për vëzhgim vizual.
Përshkrim i detajuar
Pasqyra kryesore në shumicën e teleskopëve modernë përbëhet nga një cilindër xhami i ngurtë, sipërfaqja e përparme e të cilit është bluar në një formë sferike ose parabolike. Një shtresë e hollë alumini evakuohet në lente, duke formuarpasqyra e parë reflektuese e sipërfaqes.
Disa teleskopë përdorin pasqyra kryesore që janë bërë ndryshe. Xhami i shkrirë rrotullohet për ta bërë sipërfaqen e tij paraboloidale, ftohet dhe ngurtësohet. Forma e pasqyrës që rezulton përafron formën e dëshiruar paraboloidale, e cila kërkon bluarje dhe lustrim minimal për të arritur një figurë të saktë.
Cilësia e imazhit
Teleskopët reflektues, si çdo sistem tjetër optik, nuk krijojnë imazhe "ideale". Nevoja për të fotografuar objekte në distanca deri në pafundësi, për t'i parë ato në gjatësi vale të ndryshme të dritës dhe për të kërkuar një mënyrë për të parë imazhin që prodhon pasqyra parësore do të thotë se ka gjithmonë një kompromis në dizajnin optik të një teleskopi reflektues.
Për shkak se pasqyra kryesore e fokuson dritën në një pikë të përbashkët përpara sipërfaqes së saj reflektuese, pothuajse të gjitha modelet e teleskopit reflektues kanë një pasqyrë dytësore, mbajtës filmi ose detektor pranë kësaj pike qendrore, duke parandaluar pjesërisht që drita të arrijë në primare. pasqyrë. Kjo jo vetëm që rezulton në pakësimin e sasisë së dritës që mbledh sistemi, por gjithashtu rezulton në një humbje të kontrastit në imazh për shkak të efekteve penguese difraktive, si dhe pikave difraktive të shkaktuara nga shumica e strukturave mbështetëse dytësore.
Përdorimi i pasqyrave shmang devijimet kromatike,por ato krijojnë lloje të tjera devijimesh. Një pasqyrë e thjeshtë sferike nuk mund të transmetojë dritë nga një objekt i largët në një fokus të përbashkët, sepse reflektimi i rrezeve të dritës që godasin pasqyrën në skajin e saj nuk konvergojnë me ato që reflektojnë nga qendra e pasqyrës, një defekt që quhet devijimi sferik. Për të shmangur këtë problem, modelet më të avancuara të teleskopit reflektues përdorin pasqyra parabolike që mund të sjellin të gjithë dritën në një fokus të përbashkët.
Teleskopi Gregorian
Teleskopi Gregorian përshkruhet nga astronomi dhe matematikani skocez James Gregory në librin e tij të vitit 1663 Optica Promota si duke përdorur një pasqyrë dytësore konkave që pasqyron imazhin përmes një vrime në pasqyrën kryesore. Kjo krijon një imazh vertikal të dobishëm për vëzhgimet tokësore. Ka disa teleskopë të mëdhenj modernë që përdorin konfigurimin Gregorian.
Teleskopi reflektor i Njutonit
Aparati i Njutonit ishte teleskopi i parë reflektues i suksesshëm, i ndërtuar nga Isaku në 1668. Zakonisht ka një primar paraboloid, por në raportet fokale f/8 ose më shumë, një primar sferik, i cili mund të jetë i mjaftueshëm për rezolucion të lartë vizual. Një sekondar i sheshtë reflekton dritën në rrafshin fokal në anën e sipërme të tubit të teleskopit. Ky është një nga modelet më të thjeshta dhe më pak të kushtueshme për një madhësi të caktuar të lëndës së parë dhe është e zakonshme në mesin e hobiistëve. Rruga e rrezeve të teleskopëve reflektues ishte e parai punuar saktësisht në kampionin e Njutonit.
Aparat Cassegrain
Teleskopi Cassegrain (ndonjëherë i quajtur "Cassegrain klasik") u ndërtua për herë të parë në 1672, që i atribuohet Laurent Cassegrain. Ka një primar parabolik dhe një sekondar hiperbolik që reflekton dritën mbrapa dhe poshtë përmes një vrime në primar.
Dizajni i teleskopit Dall-Kirkham Cassegrain u krijua nga Horace Dall në vitin 1928 dhe u emërua në një artikull të botuar në Scientific American në vitin 1930 pas një diskutimi midis astronomit amator Allan Kirkham dhe Albert G. Ingalls. redaktori i revistës në atë kohë). Ai përdor një primar konkav eliptik dhe një sekondar konveks. Ndërsa ky sistem është më i lehtë për t'u bluar sesa sistemi klasik Cassegrain ose Ritchey-Chrétien, ai nuk është i përshtatshëm për koma jashtë boshtit. Lakimi i fushës është në fakt më i vogël se ai i Cassegrain klasik. Sot, ky dizajn përdoret në shumë aplikacione të këtyre pajisjeve të mrekullueshme. Por ai po zëvendësohet nga homologët elektronikë. Megjithatë, është ky lloj aparati që konsiderohet teleskopi më i madh reflektues.
