ما هو التلسكوب؟ ما هو التلسكوب ولماذا هو مطلوب؟

مصممة لمراقبة الأجرام السماوية: النجوم، الكواكب، السدم، الشهب، المذنبات، الأقمار الصناعية، إلخ. وفقًا للتصميم البصري، هناك ثلاثة أنواع رئيسية من التلسكوبات: تلسكوب كاسر، وتلسكوب عاكس، وتلسكوب ذو عدسة مرآة.

الكاسراتتسمى التلسكوبات ذات أهداف العدسة. بتصميمها البصري وتصميمها فإنها تشبه التقليدية نطاق الإكتشاف. كان المنكسر هو أول أداة بصرية ذات تكبير عالٍ بدرجة كافية مناسبة للملاحظات الفلكية. تم استخدامه لأول مرة لهذا الغرض من قبل جاليليو في عام 1609. ومع ذلك، قدم تلسكوب جاليليو تكبيرًا قدره 32 مرة فقط. تعمل المنكسرات الحديثة على تكبير الأجسام المرصودة بمقدار 500 مرة أو أكثر. يتم استخدامها بشكل أساسي للمراقبة البصرية وتصوير الأجرام السماوية. ت.ن. تعتبر المنكسرات الفوتوغرافية (أو الرسوم البيانية الفلكية) في الأساس كاميرا كبيرة: يتم وضع شريط من الفيلم في المستوى البؤري لعدسة التلسكوب.

تشمل أكبر التلسكوبات ذات العدسات، على سبيل المثال، المنكسر لمرصد يورك الفلكي في الولايات المتحدة الأمريكية (يبلغ قطره 1.05 م) والمنكسر لمرصد بولكوفو (D = 0.65 م).

عاكساتتسمى التلسكوبات ذات العدسات المرآة. مثل هذه العدسة عبارة عن مرآة مقعرة مكافئة؛ يتم الحصول على صورة الكائن المرصود في تركيزه الرئيسي. في العاكسات ذات المرآة التي يزيد قطرها عن 2.5 متر، يتم أحيانًا وضع مقصورة المراقب في التركيز الرئيسي. في العاكسات الأصغر حجمًا، ولتسهيل المراقبة، تنعكس الأشعة الضوئية التي تحمل الصورة بواسطة مرآة مسطحة إضافية إلى العدسة العينية الموجودة على جانب أنبوب التلسكوب. تقارن العاكسات بشكل إيجابي مع المنكسرات في غياب الانحراف اللوني (تلوين محيط الصورة) وزيادة التكبير بسبب الحجم الكبير لعدسة المرآة مقارنة بالعدسة الواحدة. ثانية. وصول. لتصوير السماء والملاحظات الطيفية، وفي كثير من الأحيان للملاحظات البصرية. تعتبر أكبر التلسكوبات المرآة، على سبيل المثال، عاكس مرصد الفيزياء الفلكية الخاص في شمال القوقاز (قطر المرآة الرئيسية 6 م)، عاكس مرصد جبل بالومار الفلكي في الولايات المتحدة الأمريكية (D = 5) م)، وعاكس مرصد القرم للفيزياء الفلكية (D = 2.6 م).

في عدسة مرآةفي التلسكوبات، العدسة هي نظام بصري يتكون من مرايا وعدسات كروية أو إهليلجية. تلعب المرايا الدور الرئيسي في تكوين الصورة، وتكون العدسات بمثابة الفصل. وصول. لتصحيح التشوهات التي أحدثتها المرايا. بالمقارنة مع عدسات العدسات، تتمتع عدسات العدسات المرآة بأطوال بؤرية أكبر وأبعاد أصغر للجهاز بأكمله وتصحح الانحرافات اللونية بشكل أفضل. من المعروف على نطاق واسع تلسكوب شميدت (الذي اخترعه أخصائي البصريات الألماني ب. شميدت في عام 1929) وتلسكوب ماكسوتوف (الذي أنشأه العالم الروسي د. د. ماكسوتوف في عام 1941). التلسكوبات ذات العدسات المرآة مناسبة لأي ملاحظات. تم تركيب أكبر التلسكوبات من هذا النوع بمرآة رئيسية يبلغ قطرها مترًا واحدًا في مرصد أباستوماني للفيزياء الفلكية (جورجيا) وعلى جبل سيرو روبل (تشيلي).

موسوعة "التكنولوجيا". - م: روسمان. 2006 .

المرادفات:

انظر ما هو "التلسكوب" في القواميس الأخرى:

تلسكوب... كتاب مرجعي القاموس الإملائي

المنكسر، العاكس قاموس المرادفات الروسية. اسم تلسكوب عدد مرادفاته: 21 تلسكوبا عضديا (1) ... قاموس المرادفات

- (باليونانية هذا. انظر التلسكوب). أداة بصرية، تلسكوب، يتم من خلاله فحص الأشياء الموجودة على مسافة بعيدة؛ تستخدم أكثر للرصدات الفلكية. قاموس الكلمات الأجنبية المتضمنة في... ... قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية

تلسكوب- أ، م التلسكوب م، ن. خطوط العرض. تلسكوب غرام رؤية بعيدة. 1. جهاز بصري لرصد الأجرام السماوية. BAS 1. في وقت متأخر من المساء كان يمشي... كان يحمل تلسكوبًا في يده، توقف وصوب نحو كوكب ما: كان الأمر محيرًا... القاموس التاريخي للغالية في اللغة الروسية

التلسكوب (Telescopium)، كوكبة مرئية بشكل خافت في نصف الكرة الجنوبي. ألمع نجم هو ألفا، 3.5 درجة. التلسكوب، جهاز للحصول على صور مكبرة للأجسام البعيدة أو دراسة الإشعاع الكهرومغناطيسي من ... ... القاموس الموسوعي العلمي والتقني

تلسكوب. عاكس بمرآة رئيسية قطرها 6 أمتار (المرصد الفيزيائي الفلكي الخاص التابع للأكاديمية الروسية للعلوم، شمال القوقاز). التلسكوب (من التل... والمنظار)، أداة فلكية لدراسة الأجسام الفضائية عن طريق إشعاعاتها. يعتمد على… … القاموس الموسوعي المصور

زوج. تلسكوب كبير، مثبت على حامل ثنائي، أو مثبت بطريقة أخرى، لأغراض الرصد الفلكي؛ يوجد تلسكوب زجاجي ويوجد تلسكوب مرآة. جهاز التلسكوب. كواكب تلسكوبية لا ترى بالعين المجردة. قاموس…… قاموس دال التوضيحي

- "التلسكوب" (1831 1836) "مجلة التعليم الحديث" لمدة أسبوعين، أد. في موسكو بواسطة N. I. Nadezhdin (منذ عام 1834 بمشاركة وثيقة من V. G. Belinsky) مع تطبيق "Rumor"، وهي صحيفة أسبوعية "الموضة والأخبار". الوضع الجمالي "T." يتكون ... الموسوعة الأدبية

التلسكوب في الحلم لا ينبئ بوقت سيء في العلاقات الأسرية والحب. سوف تواجه أيضًا مشاكل في العمل. إن مراقبة النجوم باستخدام التلسكوب تعد برحلات مثيرة للغاية، تليها رحلات مالية... ... كتاب حلم ميلر

- (من التل... و...المنظار) أداة فلكية لدراسة الأجرام السماوية عن طريق إشعاعها الكهرومغناطيسي. وتنقسم التلسكوبات إلى تلسكوبات أشعة جاما، والأشعة السينية، والأشعة فوق البنفسجية، والبصرية، والأشعة تحت الحمراء، والتلسكوبات الراديوية. هناك 3 أنواع......

مجلة أدبية عامة، 1831-1836، موسكو. نشره N.I. ناديجدين. A. S. Pushkin، A. V. Koltsov، ومنذ عام 1833، نشر V. G. Belinsky كتبا. مغلق لنشر أول رسائل فلسفية لـ P. Ya. Chaadaev... القاموس الموسوعي الكبير

26.10.2017 05:25 2965

ما هو التلسكوب ولماذا هو مطلوب؟

التلسكوب هو جهاز يسمح لك برؤية الأجسام الفضائية من مسافة قريبة. تُرجمت Tele من اليونانية القديمة - بعيدًا، ومن skopeo - أنظر. خارجيًا، تشبه العديد من التلسكوبات المنظار إلى حد كبير، لذا فإن لها نفس الغرض - وهو تقريب صور الأشياء. ولهذا السبب، يطلق عليها أيضًا اسم التلسكوبات البصرية لأنها تقوم بتكبير الصور باستخدام العدسات، وهي مواد بصرية تشبه الزجاج.

مسقط رأس التلسكوب هو هولندا. في عام 1608، اخترع صانعو النظارات في هذا البلد نطاق الإكتشاف، وهو النموذج الأولي للتلسكوب الحديث.

ومع ذلك، فقد تم اكتشاف الرسومات الأولى للتلسكوبات في وثائق الفنان والمخترع الإيطالي ليوناردو دافنشي. تاريخهم 1509.

يتم وضع التلسكوبات الحديثة على حامل خاص لمزيد من الراحة والاستقرار. أجزائها الرئيسية هي العدسة والعدسة.

وتقع العدسة في جزء التلسكوب الأبعد عن الشخص. تحتوي على عدسات أو مرايا مقعرة، لذلك تنقسم التلسكوبات البصرية إلى تلسكوبات ذات عدسات ومرآة.

تقع العدسة العينية في جزء الجهاز الأقرب إلى الشخص وتواجه العين. ويتكون أيضًا من عدسات تعمل على تكبير صورة الأجسام التي تشكلها العدسة. تحتوي بعض التلسكوبات الحديثة التي يستخدمها علماء الفلك على شاشة عرض بدلاً من العدسة التي تعرض صور الأجسام الكونية.

تختلف التلسكوبات الاحترافية عن تلسكوبات الهواة من حيث أنها تتمتع بقدرة تكبير أكبر. وبمساعدتهم، تمكن علماء الفلك من تحقيق العديد من الاكتشافات. يقوم العلماء بإجراء ملاحظات في مراصد الكواكب الأخرى والمذنبات والكويكبات والثقوب السوداء.

بفضل التلسكوبات، تمكنوا من دراسة القمر الصناعي للأرض بمزيد من التفصيل، والذي يقع على مسافة صغيرة نسبيًا بالمعايير الكونية من كوكبنا - 384403 كم. يتيح لك تكبير هذا الجهاز رؤية الحفر الموجودة على سطح القمر بوضوح.

تباع التلسكوبات للهواة في المتاجر. من حيث خصائصها فهي أدنى من تلك التي يستخدمها العلماء. ولكن بمساعدتهم يمكنك أيضًا رؤية فوهات القمر،

ما هو التلسكوب

جهاز يقوم بجمع الإشعاع الكهرومغناطيسي من جسم بعيد وتوجيهه إلى بؤرة، حيث يتم تكوين صورة مكبرة للجسم أو توليد إشارة مضخمة.

مع تطور التكنولوجيا الفلكية، أصبح من الممكن دراسة الأجسام في الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله، حيث تم تطوير أنظمة خاصة من التلسكوبات والكاشفات الإضافية التي تسمح لها بالعمل في نطاقات أطوال موجية مختلفة. مصطلح "التلسكوب"، الذي يعني في الأصل أداة بصرية، اكتسب معنى أوسع. إلا أن التلسكوبات العاملة في النطاق المرئي والراديو والأشعة السينية تستخدم أنظمة وطرق تختلف بشكل كبير عن بعضها البعض.

تأتي التلسكوبات البصرية في نوعين رئيسيين (الكاسرات والعاكسات)، ويختلفان في اختيار العنصر الرئيسي الذي يجمع الضوء (العدسة أو المرآة، على التوالي). يحتوي التلسكوب الكاسر على عدسة في مقدمة الأنبوب وعدسة عينية أو معدات تصوير في الخلف حيث تتشكل الصورة. يستخدم التلسكوب العاكس مرآة مقعرة تقع في الجزء الخلفي من الأنبوب كعدسة.

عدسة التلسكوب الكاسر عادة ما تكون عدسة مركبة من عنصرين أو أكثر ذات طول بؤري طويل نسبيًا. يؤدي استخدام العدسات المركبة إلى تقليل الانحراف اللوني (تسمى هذه العدسات بالثنائيات والثلاثية اللونية). يمكن تقليل الانحراف اللوني والكروي إلى الحد الأدنى باستخدام طول بؤري طويل، ولكن هذا يؤدي إلى منكسرات طويلة وضخمة. في الماضي، تم تصنيع المنكسرات الكبيرة فقط لتقليل الأخطاء. إذا كان من الضروري التأكيد على أن الملاحظات تم إجراؤها باستخدام تلسكوب منكسر، فسيتم استخدام الاختصار OG (الجسم الزجاجي).

هناك عدد من التحديات التي ينطوي عليها إنشاء وتركيب عدسات زجاجية كبيرة؛ بالإضافة إلى ذلك، تمتص العدسات السميكة الكثير من الضوء. أكبر منكسر في العالم، ذو عدسة شيئية يبلغ قطرها 101 سم، ينتمي إلى مرصد يركس.

جميع التلسكوبات الفلكية الكبيرة عبارة عن عاكسات. تحظى التلسكوبات العاكسة أيضًا بشعبية كبيرة لدى الهواة لأنها ليست باهظة الثمن مثل التلسكوبات الكاسرة كما أنها أسهل في صنعها بنفسك. في العاكس، يتم جمع الضوء عند نقطة أمام المرآة الأساسية، تسمى البؤرة الأولية. عادةً ما يتم توجيه شعاع الضوء المجمع (عبر مرآة ثانوية) إلى موقع أكثر ملاءمة للعمل. ومن وجهة النظر هذه، هناك العديد من الأنظمة المقبولة عمومًا، بما في ذلك التركيز النيوتوني، وبؤرة كاسيجرين، وبؤرة كودي، وبؤرة ناسميث. في التلسكوبات الكبيرة جدًا، يتمتع المراقب بفرصة العمل مباشرة عند التركيز الأساسي في مقصورة خاصة مثبتة في الأنبوب الرئيسي. من الناحية العملية، لا تؤثر كل من المرآة الثانوية والمقصورة الموجودة في التركيز الأساسي بشكل كبير على تشغيل التلسكوب. عادةً ما يتم تصنيع التلسكوبات الاحترافية الكبيرة متعددة الأغراض بحيث يكون لدى الراصد القدرة على تحديد التركيز. يستخدم التركيز النيوتوني فقط في التلسكوبات البصرية للهواة.

عادة ما تكون المرايا الأولية في التلسكوبات العاكسة مصنوعة من الزجاج أو السيراميك، والتي لا تتمدد (أو تنكمش) مع تغيرات درجة الحرارة. يتم تشكيل سطح المرآة بعناية للوصول إلى الشكل المطلوب، وعادةً ما يكون كرويًا أو مكافئًا، ودقيقًا في جزء صغير من الطول الموجي للضوء. للحصول على خصائص عاكسة، يتم تطبيق طبقة رقيقة من الألومنيوم على سطح الزجاج. في التلسكوبات العاكسة المبكرة، مثل تلسكوبات ويليام هيرشل (1738-1822)، كانت المرآة الأساسية مصنوعة من سبيكة معدنية مصقولة (68% نحاس و32% قصدير). في اللاتينية يتم ترجمة مصطلح "المرآة" إلى "منظار". لهذا السبب، لا يزال الاختصار "المواصفات" يستخدم أحيانًا للإشارة إلى التلسكوب العاكس. كانت المرايا الزجاجية الأولى مطلية بالفضة، ولكن ثبت أن هذا غير مريح لأن الفضة تصبح داكنة عند تعرضها للهواء.

تستخدم أحدث التلسكوبات الكبيرة تقنيات البصريات النشطة، والتي تسمح باستخدام مرايا أرق وأخف وزنًا، ويتم الحفاظ على شكلها المطلوب من خلال نظام دعم يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر. وهذا يسمح باستخدام المرآتين بأقطار كبيرة جدًا والمرايا المكونة من عناصر فردية.

تعتمد قوة الإشارة الضوئية المستقبلة ودقة التلسكوبات على حجم العدسة. لكي نكون قادرين على مراقبة الأجسام الخافتة وتحقيق دقة التفاصيل الدقيقة، فإن الاتجاه السائد في علم الفلك هو بناء أدوات أكبر من أي وقت مضى، على الرغم من أنه يمكن تحقيق هذه الأهداف جزئيًا عن طريق بناء أجهزة كشف أكثر حساسية واستخدام مقاييس التداخل.

زيادة القوة في حد ذاتها لا تحدث فرقًا كبيرًا، باستثناء تلسكوبات الهواة الصغيرة المخصصة للمراقبة البصرية. يمكن تغيير الكسب البصري بسهولة باستخدام عدسات مختلفة. عادة ما تكون الدرجة القصوى للكسب محدودة ليس بالخصائص التقنية للتلسكوب، ولكن بظروف المشاهدة.

الصور التي تم الحصول عليها من التلسكوبات الفلكية مقلوبة. وبما أن إدخال عدسة إضافية يمكنها تصحيح الصورة من شأنه أن يمتص بعضًا من تدفق الضوء دون تحقيق فائدة كبيرة، فإن علماء الفلك يفضلون العمل مباشرة مع الصور المقلوبة.

يعد تركيب التلسكوب الفلكي جزءًا مهمًا من التصميم، حيث يجب أن يكون الراصد قادرًا على توجيه التلسكوب بسهولة إلى نقطة معينة في السماء والحفاظ على اتجاهه أثناء دوران الأرض، وتتبع الحركة الظاهرة للجسم عبر الأرض. سماء. تستخدم التلسكوبات الصغيرة للهواة والتلسكوبات الحديثة التي يتم التحكم فيها عن طريق الكمبيوتر حامل التازيموت. قبل ظهور التحكم بالكمبيوتر، كان التثبيت الاستوائي هو الأكثر شيوعًا. تحتوي العديد من التلسكوبات العاملة حاليًا على تركيب استوائي، ويظل هذا النظام شائعًا بالنسبة لأدوات الهواة

جبل استوائي

طريقة لتركيب تلسكوب يمكن من خلالها تدوير الجهاز حول محور قطبي موازٍ لمحور دوران الأرض ومحور انحراف عمودي على المحور القطبي. ويضمن الدوران حول هذين المحورين ضبط الإحداثيات الاستوائية بشكل مستقل. تتغير الحركة حول المحور القطبي إلى اليمين الصاعد؛ الحركة حول محور آخر - الانحراف.

يتمتع الجبل الاستوائي بمزايا معينة: للتعويض عن الحركة الظاهرة للسماء الناتجة عن دوران الأرض، يكفي تدوير التلسكوب فقط حول أحد المحورين (القطبي). بمجرد توجيه التلسكوب إلى نقطة ما في الكرة السماوية بالانحراف المطلوب، لم يعد يتطلب تعديلات إضافية. لذلك، لسنوات عديدة، تم تصميم جميع التلسكوبات ذات الحجم الكبير حصريًا بتركيب استوائي. ومع ذلك، فإن تطور التحكم بالكمبيوتر جعل من الممكن توجيه التلسكوبات الكبيرة جدًا والتحكم فيها باستخدام حامل التازيموت الأبسط. ومع ذلك، لا يزال الجبل الاستوائي شائعًا ولا يزال يستخدم على نطاق واسع في الممارسة العملية.

لتوفير الدعم الكافي وحرية الحركة للتلسكوبات ذات الأحجام والأنواع المختلفة، تم تطوير أنواع مختلفة من الحوامل الاستوائية. تشمل خيارات التثبيت الرئيسية الألمانية والإنجليزية والإطار والحدوة والشوكة. نظرًا لأن المحور القطبي يجب أن يكون موازيًا لمحور الأرض (أي يشير نحو القطب السماوي الشمالي)، فإن كل تصميم جبل استوائي مناسب فقط لخط العرض الذي تم تصميمه من أجله

التلسكوبات.

التلسكوب هو جهاز يستخدم لرصد الأجسام البعيدة عن طريق جمع الإشعاع الكهرومغناطيسي. على سبيل المثال، الضوء المرئي - التلسكوبات البصرية.

تاريخ التلسكوبات.

تعتبر سنة اختراع التلسكوب، أو بالأحرى التلسكوب، عام 1608، عندما أظهر الهولندي جون ليبرشي اختراعه في لاهاي. ومع ذلك، تم رفض براءة اختراعه نظرًا لحقيقة أن أساتذة آخرين، زاكاري يانسن من ميدلبورغ وجاكوب ميتيوس من ألكمار، كان لديهم بالفعل تلسكوباتهم الخاصة، والأخير أيضًا، بعد وقت قصير من قيام ليبرشي، بتقديم طلب إلى مجلس النواب (الهولندي) البرلمان) للحصول على براءة اختراع.

وأظهرت الأبحاث اللاحقة أن التلسكوبات ربما كانت معروفة في وقت سابق.

تم اكتشاف الرسومات الأولى لأبسط تلسكوب ذو عدسة (سواء أحادية العدسة أو مزدوجة العدسة) في مذكرات ليوناردو دا فينشي، التي يعود تاريخها إلى عام 1509. تم الحفاظ على مذكرته: "اصنع زجاجًا للنظر إلى البدر" ("المخطوطة الأطلسية").

في البداية، كان مجرد نطاق اكتشاف - مزيج من عدسات النظارات، اليوم سيُطلق عليه اسم المنكسر.

أول شخص قام بتوجيه التلسكوب إلى السماء، وتحويله إلى تلسكوب، وحصل على بيانات علمية جديدة، هو جاليليو جاليلي.

في عام 1609، أنشأ جاليليو جاليلي أول تلسكوب له بقدرة تكبير ثلاث مرات. وفي نفس العام قام ببناء تلسكوب بقوة تكبير ثمانية أضعاف، وطوله حوالي نصف متر. وفي وقت لاحق، ابتكر تلسكوبًا يعطي تكبيرًا بمقدار 32 ضعفًا: كان طول التلسكوب حوالي متر، وقطر العدسة 4.5 سم، وكانت أداة غير كاملة للغاية، وكانت تحتوي على كل الانحرافات المحتملة.

ومع ذلك، بفضل هذه الأداة، اكتشف جاليليو الجبال والحفر على القمر، وأثبت كروية القمر، واكتشف أربعة أقمار صناعية لكوكب المشتري، وحلقات زحل، وقام بالعديد من الاكتشافات المفيدة الأخرى.

تم اقتراح اسم "التلسكوب" في عام 1611 من قبل عالم الرياضيات اليوناني إيوانيس ديميسيانوس لإحدى أدوات غاليليو. استخدم جاليليو نفسه مصطلح "برسبيسيلوم" لتلسكوباته.

تلسكوبات جاليليو. فلورنسا. متحف جاليليو.

لقد أتاح الوقت وتطور العلوم للباحثين الفرصة لإنشاء تلسكوبات أكثر قوة مكنت من رؤية المزيد.

بدأ علماء الفلك في استخدام العدسات ذات الأطوال البؤرية الأطول. تحولت التلسكوبات إلى أنابيب كبيرة الحجم لا يمكن تحمل تكلفتها وبالطبع لم تكن ملائمة للاستخدام. ثم تم اختراع حوامل ثلاثية القوائم لهم. تم تحسين التلسكوبات وصقلها تدريجيًا. ومع ذلك، فإن الحد الأقصى لقطرها لم يتجاوز عدة سنتيمترات، لأنه لفترة طويلة لم يكن من الممكن إنتاج عدسات كبيرة.

بحلول عام 1656، بنى كريستيان هوينز تلسكوبًا كبر الأشياء المرصودة 100 مرة، وكان حجمه أكثر من 7 أمتار، مع فتحة تبلغ حوالي 150 ملم. يعتبر هذا التلسكوب بالفعل على مستوى تلسكوبات الهواة للمبتدئين اليوم.

بحلول سبعينيات القرن السابع عشر، تم بالفعل بناء تلسكوب بطول 45 مترًا، مما أدى إلى تكبير الأشياء بشكل أكبر وتوفير زاوية رؤية أوسع.

استمر التلسكوب في النمو في الطول. اعتمد المكتشفون، الذين يحاولون تحقيق أقصى استفادة من هذا الجهاز، على القانون البصري الذي اكتشفوه - يحدث انخفاض في الانحراف اللوني للعدسة مع زيادة البعد البؤري لها. وللقضاء على التداخل اللوني، صنع الباحثون تلسكوبات ذات أطوال مذهلة. يصل طول هذه الأنابيب، التي كانت تسمى آنذاك التلسكوبات، إلى 70 مترًا، وتسبب الكثير من الإزعاج عند العمل بها وتركيبها. أجبرت عيوب التلسكوبات الكاسرة العقول العظيمة على البحث عن حلول جديدة لتحسين التلسكوبات. تم العثور على الإجابة وطريقة جديدة: بدأ تجميع الأشعة وتركيزها باستخدام مرآة مقعرة. لقد ولد العاكس من جديد ليصبح عاكسًا، وتحرر تمامًا من اللونية.

يعود الفضل في ذلك بالكامل إلى إسحاق نيوتن؛ فقد كان نيوتن هو الذي استطاع أن يمنح حياة جديدة للتلسكوبات بمساعدة مرآة. كان عاكسه الأول يبلغ قطره أربعة سنتيمترات فقط. صنع نيوتن أول مرآة للتلسكوب بقطر 30 ملم من سبيكة من النحاس والقصدير والزرنيخ في عام 1704. الصورة أصبحت واضحة.

تلسكوب نيوتن . لندن. المتحف الفلكي.

ولكن لفترة طويلة، لم يتمكن أخصائيو البصريات من صنع مرايا كاملة لتعكس التلسكوبات.

الاختراقات التطورية في بناء التلسكوب.

يعتبر عام ميلاد نوع جديد من التلسكوب هو عام 1720، عندما تم بناء أول تلسكوب عاكس وظيفي بقطر 15 سم في إنجلترا.

لقد كان طفرة. وفي أوروبا، هناك طلب على التلسكوبات المحمولة والمدمجة تقريبًا بطول مترين. بدأوا في نسيان الأنابيب المنكسرة التي يبلغ طولها 40 مترًا.

تم اقتراح نظام جديد ذو مرآتين في التلسكوبات من قبل الفرنسي كاسيجرين. ولم يتمكن كاسيجرين نفسه من تنفيذ فكرته بشكل كامل بسبب عدم القدرة الفنية على تصنيع المرايا اللازمة، ولكن اليوم تم تنفيذ رسوماته في العديد من المشاريع.

تعتبر التلسكوبات النيوتونية وكاسيجرين أول التلسكوبات "الحديثة".

استخدم تلسكوب هابل الفضائي مبادئ تلسكوب كاسيجرين.

تم استخدام مبدأ نيوتن الأساسي باستخدام مرآة مقعرة واحدة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في عام 1974 في المرصد الفيزيائي الفلكي الخاص.

حدثت ذروة علم الفلك المنكسر في القرن التاسع عشر، عندما زاد قطر العدسات اللونية تدريجيًا. إذا كان القطر في عام 1824 لا يزال 24 سم، فقد تضاعف حجمه في عام 1866، وفي عام 1885 أصبح القطر 76 سم (مرصد بولكوفو في روسيا)، وبحلول عام 1897 تم إنشاء تلسكوب يركس الانكساري. ويمكن حساب أنه على مدار 75 عامًا، زادت العدسة بمعدل سنتيمتر واحد في السنة.

وبحلول نهاية القرن الثامن عشر، حلت التلسكوبات المدمجة والمريحة محل العاكسات الضخمة. كما تبين أن المرايا المعدنية ليست عملية للغاية - فهي مكلفة في الإنتاج وتتلاشى أيضًا بمرور الوقت. بحلول عام 1758، مع اختراع نوعين جديدين من الزجاج: الضوء - التاج والصوان الثقيل - أصبح من الممكن إنشاء عدسات ذات عدستين. تم الاستفادة من هذا بنجاح من قبل العالم ج. دولوند، الذي صنع عدسة ذات عدستين، والتي سميت فيما بعد عدسة دولوند.

بعد اختراع العدسات اللونية، كان انتصار المنكسر مطلقًا، ولم يتبق سوى تحسين عدسات التلسكوب. لقد نسوا المرايا المقعرة. لقد تم إعادتهم إلى الحياة على أيدي علماء الفلك الهواة. ويليام هيرشل، موسيقي إنجليزي اكتشف كوكب أورانوس عام 1781. ولم يكن لاكتشافه مثيل في علم الفلك منذ العصور القديمة. علاوة على ذلك، تم اكتشاف أورانوس باستخدام عاكس صغير محلي الصنع. دفع النجاح هيرشل إلى البدء في صنع عاكسات أكبر. قام هيرشل بنفسه بصهر المرايا من النحاس والقصدير في ورشته. كان العمل الرئيسي في حياته عبارة عن تلسكوب كبير بمرآة يبلغ قطره 122 سم، وهو قطر أكبر تلسكوب لديه. ولم تستغرق الاكتشافات وقتًا طويلاً، فبفضل هذا التلسكوب اكتشف هيرشل القمرين الصناعيين السادس والسابع لكوكب زحل.

اخترع عالم فلك هواة آخر، وهو مالك الأرض الإنجليزي اللورد روس، عاكسًا بمرآة يبلغ قطرها 182 سم. وبفضل تلسكوبه، اكتشف عددًا من السدم الحلزونية غير المعروفة.

كان لتلسكوبي هيرشل وروس العديد من العيوب. تبين أن العدسات المعدنية المرآة ثقيلة جدًا، ولا تعكس سوى جزء صغير من الضوء الساقط عليها وتصبح باهتة. كانت هناك حاجة إلى مادة مثالية جديدة للمرايا. وتبين أن هذه المادة عبارة عن زجاج. حاول الفيزيائي الفرنسي ليون فوكو في عام 1856 إدخال مرآة مصنوعة من الزجاج الفضي في العاكس. وكانت التجربة ناجحة. بالفعل في تسعينيات القرن التاسع عشر، قام أحد علماء الفلك الهواة من إنجلترا ببناء عاكس للملاحظات الفوتوغرافية بمرآة زجاجية يبلغ قطرها 152 سم. كان هذا إنجازًا آخر في بناء التلسكوب.

ولم يكن من الممكن أن يحدث هذا الاختراق لولا مشاركة العلماء الروس. ابتكر لومونوسوف وهيرشل، بشكل مستقل عن بعضهما البعض، تصميمًا جديدًا تمامًا للتلسكوب، حيث تميل المرآة الأساسية دون مرآة ثانوية، وبالتالي تقليل فقدان الضوء.

قام أخصائي البصريات الألماني فراونهوفر بوضع إنتاج عدسات عالية الجودة على خط الإنتاج. واليوم يوجد في مرصد تارتو تلسكوب مزود بعدسة فراونهوفر السليمة العاملة. لكن منكسرات أخصائي البصريات الألماني لم تكن أيضًا خالية من الخلل - اللوني.

ولم يتم اختراع طريقة جديدة لإنتاج عدسات المرآة إلا في نهاية القرن التاسع عشر. بدأت معالجة الأسطح الزجاجية بفيلم فضي، تم تطبيقه على مرآة زجاجية عن طريق تعريض سكر العنب لأملاح نترات الفضة.

تعكس هذه العدسات المرآة الثورية ما يصل إلى 95% من الضوء، على عكس العدسات البرونزية القديمة التي كانت تعكس 60% فقط من الضوء.

قام L. Foucault بإنشاء عاكسات ذات مرايا مكافئة، مما أدى إلى تغيير شكل سطح المرايا.

في نهاية القرن التاسع عشر، حول عالم الفلك الهاوي كروسلي انتباهه إلى المرايا المصنوعة من الألومنيوم. تم إدخال المرآة المكافئة الزجاجية المقعرة التي يبلغ قطرها 91 سم والتي اشتراها على الفور في التلسكوب.

اليوم، يتم تركيب التلسكوبات ذات هذه المرايا الضخمة في المراصد الحديثة. وبينما تباطأ نمو الكاسر، اكتسب تطوير التلسكوب العاكس زخمًا.

من عام 1908 إلى عام 1935، أنشأت المراصد المختلفة في جميع أنحاء العالم أكثر من عشرة عاكسات ذات عدسة، متجاوزة عدسة ييرك. تم تركيب أكبر تلسكوب في مرصد جبل ويلسون، ويبلغ قطره 256 سم. وحتى هذا الحد سرعان ما تضاعف.

في عام 1976، قام علماء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ببناء تلسكوب BTA بطول 6 أمتار - تلسكوب السمت الكبير. حتى نهاية القرن العشرين، كان BRA يعتبر أكبر تلسكوب في العالم. كان منشئو BTA مبتكرين في الحلول التقنية الأصلية، مثل تثبيت السمت البديل الموجه بالكمبيوتر. واليوم، تُستخدم هذه الابتكارات في جميع التلسكوبات العملاقة تقريبًا. وفي بداية القرن الحادي والعشرين، تم دفع BTA إلى ثاني عشرة تلسكوبات كبيرة في العالم.

يتضمن الجيل الجديد من التلسكوبات تلسكوبين مزدوجين كبيرين بطول 10 أمتار KECK I وKECK II للمراقبة البصرية بالأشعة تحت الحمراء. تم تركيبها في عامي 1994 و 1996 في الولايات المتحدة الأمريكية. وقد تم جمعها بفضل مساعدة مؤسسة دبليو كيك، ومن ثم تم تسميتهم على اسمهم. ويبلغ حجم هذه التلسكوبات حجم مبنى مكون من ثمانية طوابق، ويزن كل منها أكثر من 300 طن، ولكنها تعمل بأعلى دقة. مبدأ التشغيل هو مرآة رئيسية بقطر 10 أمتار، مكونة من 36 قطعة سداسية، تعمل كمرآة عاكسة واحدة. تم تركيب هذه التلسكوبات في أحد الأماكن المثالية على الأرض للرصد الفلكي - في هاواي، على منحدر بركان مانوا كيا الخامد، الذي يبلغ ارتفاعه 4200 متر.

ابتداءً من عام 2002، بدأ هذين التلسكوبين، الواقعين على مسافة 85 مترًا، في العمل في وضع مقياس التداخل، مما يعطي نفس الدقة الزاويّة مثل تلسكوب يبلغ قطره 85 مترًا.

التلسكوبات.

لقد قطع تاريخ التلسكوب شوطا طويلا - من التلسكوبات الخاصة بأخصائيي البصريات الزجاجية الإيطالية إلى التلسكوبات الفضائية العملاقة الحديثة.

أنواع التلسكوبات.

توجد حاليًا تلسكوبات لجميع نطاقات الطيف الكهرومغناطيسي:

التلسكوبات البصرية,

التلسكوبات الراديوية,

تلسكوبات الأشعة السينية,

تلسكوبات أشعة جاما.

بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تسمى أجهزة كشف النيوترينو بتلسكوبات النيوترينو. أيضًا، يمكن تسمية أجهزة الكشف عن موجات الجاذبية بالتلسكوبات.

التلسكوبات البصرية.

يحتوي تلسكوب التصوير البصري على عدسة وعدسة عينية. يتم محاذاة المستوى البؤري الخلفي للعدسة مع المستوى البؤري الأمامي للعدسة. بدلاً من العدسة، يمكن وضع فيلم فوتوغرافي أو مستقبل إشعاع مصفوفي في المستوى البؤري للعدسة. في هذه الحالة، عدسة التلسكوب، من الناحية البصرية، هي عدسة فوتوغرافية، ويتحول التلسكوب نفسه إلى فلكي.

التلسكوب البصري المتنقل - الفلكي.

تنقسم معظم التلسكوبات الضوئية حسب تصميمها البصري إلى:

العدسة (الكاسرات أو الديوبتر) - يتم استخدام عدسة أو نظام عدسة كعدسة.

المرآة (العاكسة أو المنجنيقية) - تستخدم المرآة المقعرة كعدسة.

التلسكوبات ذات العدسات المرآة (الانعكاس الانكساري) - تستخدم عادة مرآة أولية كروية كعدسة، وتستخدم العدسات للتعويض عن انحرافاتها.

تلسكوب بصري ثابت.

بالإضافة إلى ذلك، لمراقبة الشمس، يستخدم علماء الفلك المحترفون تلسكوبات شمسية خاصة، تختلف في تصميمها عن التلسكوبات النجمية التقليدية.

التلسكوبات الراديوية.

تستخدم التلسكوبات الراديوية لدراسة الأجسام الفضائية في نطاق الراديو.

مجمع التلسكوب الراديوي.

العناصر الرئيسية للتلسكوبات الراديوية هي هوائي الاستقبال ومقياس الإشعاع - جهاز استقبال راديو حساس وقابل لضبط التردد ومعدات الاستقبال. نظرًا لأن نطاق الراديو أوسع بكثير من النطاق البصري، يتم استخدام تصميمات مختلفة للتلسكوبات الراديوية لتسجيل البث الراديوي، اعتمادًا على النطاق. في منطقة الموجات الطويلة (نطاق الأمتار؛ عشرات ومئات الميغاهرتز)، تُستخدم التلسكوبات التي تتكون من عدد كبير (عشرات أو مئات أو حتى آلاف) من أجهزة الاستقبال الأولية، وعادةً ما تكون ثنائية القطب. بالنسبة للموجات الأقصر (نطاق الديسيمتر والسنتيمتر؛ عشرات الجيجاهرتز)، يتم استخدام هوائيات مكافئة شبه دوارة أو كاملة. بالإضافة إلى ذلك، لزيادة دقة التلسكوبات، يتم دمجها في مقاييس التداخل. عندما يتم دمج العديد من التلسكوبات الفردية الموجودة في أجزاء مختلفة من العالم في شبكة واحدة، فإنها تتحدث عن قياس التداخل الراديوي الأساسي الطويل جدًا (VLBI). مثال على هذه الشبكة هو نظام VLBA الأمريكي (مصفوفة خط الأساس الطويل جدًا). التلسكوب الراديوي المداري الياباني HALCA (المختبر المتقدم للغاية للاتصالات وعلم الفلك)، المدرج في شبكة التلسكوبات VLBA، يعمل بهذا الوضع من عام 1997 إلى عام 2003، مما أدى إلى تحسين دقة الشبكة بأكملها بشكل كبير.

تلسكوبات الأشعة السينية.

تلسكوب الأشعة السينية هو تلسكوب مصمم لمراقبة الأجسام البعيدة في طيف الأشعة السينية. يتطلب تشغيل مثل هذه التلسكوبات عادةً رفعها فوق الغلاف الجوي للأرض، وهو معتم للأشعة السينية. ولذلك، يتم وضع تلسكوبات الأشعة السينية على الصواريخ الفضائية وعلى الأقمار الصناعية الأرضية.

تلسكوب الأشعة السينية الفضائي.

تلسكوبات أشعة جاما.

تلسكوب أشعة جاما هو تلسكوب مصمم لمراقبة الأجسام البعيدة في طيف أشعة جاما. تُستخدم تلسكوبات أشعة جاما للبحث عن مصادر أشعة جاما المنفصلة ودراستها، وقياس أطياف الطاقة لإشعاع أشعة جاما المنتشر خارج المجرة، ودراسة انفجارات أشعة جاما وطبيعة المادة المظلمة. من بين تلسكوبات أشعة جاما هناك:

تلسكوبات غاما الفضائية التي تكتشف أشعة غاما مباشرة في الفضاء.

تلسكوب فضائي لأشعة جاما.

تلسكوبات شيرينكوف الأرضية التي تحدد معالم أشعة جاما (مثل الطاقة واتجاه الوصول) من خلال مراقبة الاضطرابات التي تسببها أشعة جاما في الغلاف الجوي.

تلسكوب شيرينكوف الأرضي لأشعة جاما.

التلسكوبات الفضائية.

لماذا يتم إرسال التلسكوبات إلى الفضاء؟

ينقل الغلاف الجوي للأرض الإشعاع جيدًا في النطاق البصري (0.3-0.6 ميكرون)، والأشعة تحت الحمراء القريبة (0.6-2 ميكرون) والراديو (1 مم -30 م). ومع ذلك، مع انخفاض الطول الموجي، تقل شفافية الغلاف الجوي بشكل كبير، ونتيجة لذلك تصبح عمليات الرصد في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما ممكنة فقط من الفضاء.

في نطاق الأشعة تحت الحمراء، يكون الامتصاص في الغلاف الجوي قويًا أيضًا، ولكن في منطقة 2-8 ميكرون يوجد عدد من نوافذ الشفافية (كما هو الحال في نطاق المليمتر) التي يمكن من خلالها إجراء الملاحظات. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن معظم خطوط الامتصاص في نطاق الأشعة تحت الحمراء تنتمي إلى جزيئات الماء، فيمكن إجراء عمليات رصد بالأشعة تحت الحمراء في المناطق الجافة من الأرض (بالطبع، عند تلك الأطوال الموجية حيث تتشكل نوافذ الشفافية بسبب غياب الماء). مثال على وضع التلسكوب هذا هو تلسكوب القطب الجنوبي، المثبت في القطب الجغرافي الجنوبي، ويعمل في نطاق أقل من المليمتر.

في النطاق البصري، يكون الغلاف الجوي شفافًا، ولكن بسبب تشتت رايلي، فإنه ينقل الضوء بترددات مختلفة بشكل مختلف، مما يؤدي إلى تشويه طيف النجوم المضيئة (ينحرف الطيف نحو اللون الأحمر). بالإضافة إلى ذلك، فإن الغلاف الجوي دائمًا غير متجانس، حيث تتواجد فيه التيارات (الرياح) باستمرار، مما يؤدي إلى تشويه الصورة. ولذلك، فإن دقة التلسكوبات الأرضية تقتصر على ثانية قوسية واحدة تقريبًا، بغض النظر عن فتحة التلسكوب. يمكن حل هذه المشكلة جزئيًا باستخدام البصريات التكيفية، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من تأثير الغلاف الجوي على جودة الصورة، ومن خلال رفع التلسكوب إلى ارتفاع أعلى، حيث يكون الغلاف الجوي أرق - في الجبال، أو في الهواء على متن الطائرات. أو بالونات الستراتوسفير. ولكن يتم تحقيق أفضل النتائج عندما يتم أخذ التلسكوبات إلى الفضاء. خارج الغلاف الجوي، يكون التشوه غائبًا تمامًا، وبالتالي فإن الحد الأقصى للدقة النظرية للتلسكوب يتم تحديده فقط من خلال حد الحيود: φ=lect/D (الدقة الزاوية بالراديان تساوي نسبة الطول الموجي إلى قطر الفتحة). على سبيل المثال، الدقة النظرية لتلسكوب فضائي بمرآة يبلغ قطرها 2.4 متر (مثل تلسكوب هابل) بطول موجة 555 نانومتر هي 0.05 ثانية قوسية (دقة هابل الحقيقية أسوأ مرتين - 0.1 ثانية، لكنها لا تزال ترتيب من حيث الحجم أعلى من التلسكوبات الأرضية ).

إن نقله إلى الفضاء يجعل من الممكن زيادة دقة التلسكوبات الراديوية، ولكن هناك سبب آخر أكثر أهمية هنا. يتمتع كل تلسكوب راديوي بحد ذاته بدقة صغيرة جدًا. ويفسر ذلك حقيقة أن طول الموجات الراديوية أطول بعدة مرات من طول الضوء المرئي، وبالتالي فإن حد الحيود φ=/D أكبر بكثير، على الرغم من أن حجم التلسكوب الراديوي يبلغ أيضًا عشرات المرات أكبر من التلسكوب البصري. على سبيل المثال، مع فتحة تبلغ 100 متر (لا يوجد سوى اثنين من التلسكوبات الراديوية الكبيرة في العالم)، فإن الدقة عند طول موجة يبلغ 21 سم (خط الهيدروجين المحايد) تبلغ 7 دقائق قوسية فقط، وعلى طول 3 سم - دقيقة واحدة، وهي غير كافية على الإطلاق للبحث الفلكي (للمقارنة دقة العين المجردة هي دقيقة واحدة، والقطر الظاهري للقمر 30 دقيقة).

ومع ذلك، من خلال الجمع بين تلسكوبين راديويين في مقياس تداخل راديوي، يمكنك زيادة الدقة بشكل كبير - إذا كانت المسافة بين تلسكوبين راديويين (ما يسمى بقاعدة مقياس التداخل الراديوي) تساوي L، فلن يتم تحديد الدقة الزاوية بواسطة الصيغة φ=φ/D، لكن φ=φ/L. على سبيل المثال، عند L=4200 km و lect=21 cm، سيكون الحد الأقصى للدقة حوالي جزء من مائة من ثانية قوسية. ومع ذلك، بالنسبة للتلسكوبات الأرضية، من الواضح أن القاعدة القصوى لا يمكن أن تتجاوز قطر الأرض. من خلال إطلاق أحد التلسكوبات في الفضاء السحيق، يمكنك زيادة القاعدة بشكل كبير، وبالتالي الدقة. على سبيل المثال، سيكون دقة تلسكوب RadioAstron الفضائي عند العمل مع تلسكوب راديوي أرضي في وضع مقياس التداخل الراديوي (قاعدة 390 ألف كيلومتر) من 8 إلى 500 ميكروثانية قوسية اعتمادًا على الطول الموجي (1.2-92 سم). (للمقارنة، يمكن رؤية جسم بحجم 3 أمتار بزاوية 8 ميكروثانية على مسافة كوكب المشتري، أو جسم بحجم الأرض على مسافة ألفا سنتوري).

تُستخدم الأنظمة التلسكوبية البصرية في علم الفلك (لمراقبة الأجرام السماوية)، وفي البصريات لأغراض مساعدة مختلفة: على سبيل المثال، لتغيير انحراف إشعاع الليزر. كما يمكن استخدام التلسكوب كتلسكوب لحل مشاكل مراقبة الأجسام البعيدة. تم اكتشاف الرسومات الأولى لتلسكوب ذو عدسة بسيطة في مذكرات ليوناردو دافنشي. قام ببناء تلسكوب في ليبرهي. كما يُنسب إنشاء التلسكوب إلى معاصره زاكاري يانسن.

قصة

تعتبر سنة اختراع التلسكوب، أو بالأحرى التلسكوب، هي عام 1608، عندما قام صانع النظارات الهولندي جون ليبرشي بعرض اختراعه في لاهاي. ومع ذلك، تم رفض براءة اختراعه بسبب حقيقة أن أساتذة آخرين، مثل زاكاري يانسن من ميدلبورغ وجاكوب ميتيوس من الكمار، يمتلكون بالفعل نسخًا من التلسكوبات، وقد قدم الأخير، بعد فترة وجيزة من ليبرشي، طلبًا إلى مجلس النواب (الهولندي) البرلمان) للحصول على براءات الاختراع وأظهرت الأبحاث اللاحقة أن التلسكوبات ربما كانت معروفة في وقت سابق، في وقت مبكر من عام 1605. في كتابه ملاحق فيتيليوس، الذي نشر عام 1604، قام كيبلر بفحص مسار الأشعة في نظام بصري يتكون من عدسة ثنائية التحدب وعدسة ثنائية التقعر. تم اكتشاف الرسومات الأولى لأبسط تلسكوب ذو عدسة (سواء أحادية العدسة أو مزدوجة العدسة) في مذكرات ليوناردو دا فينشي، التي يعود تاريخها إلى عام 1509. تم الحفاظ على مذكرته: "اصنع زجاجًا للنظر إلى البدر" ("المخطوطة الأطلسية").

أول من قام بتوجيه تلسكوب إلى السماء، وتحويله إلى تلسكوب، وحصل على بيانات علمية جديدة، هو جاليليو. وفي عام 1609، ابتكر أول تلسكوب له بقدرة تكبير ثلاث مرات. وفي نفس العام قام ببناء تلسكوب بقوة تكبير ثمانية أضعاف، وطوله حوالي نصف متر. وفي وقت لاحق، ابتكر تلسكوبًا يعطي تكبيرًا بمقدار 32 ضعفًا: كان طول التلسكوب حوالي متر، وقطر العدسة 4.5 سم، وكانت أداة غير كاملة للغاية، وكانت تحتوي على كل الانحرافات المحتملة. ومع ذلك، وبمساعدته، قام جاليليو بعدد من الاكتشافات.

تم اقتراح اسم "التلسكوب" في عام 1611 من قبل عالم الرياضيات اليوناني إيوانيس ديميسياني (جيوفاني ديميسياني) لإحدى أدوات جاليليو المعروضة في ندوة قطرية لأكاديمية دي لينساي. استخدم جاليليو نفسه المصطلح اللاتيني لتلسكوباته. البرسبيسيلوم.

"تلسكوب جاليليو"، متحف جاليليو (فلورنسا)

شهد القرن العشرين أيضًا تطور التلسكوبات التي تعمل في نطاق واسع من الأطوال الموجية من الراديو إلى أشعة جاما. بدأ تشغيل أول تلسكوب راديوي مصمم لهذا الغرض في عام 1937. ومنذ ذلك الحين، تم تطوير مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأدوات الفلكية المتطورة.

التلسكوبات البصرية

التلسكوب عبارة عن أنبوب (إطار صلب) مثبت على حامل ومجهز بمحاور للإشارة إلى كائن المراقبة وتتبعه. يحتوي التلسكوب البصري على عدسة وعدسة عينية. يتم محاذاة المستوى البؤري الخلفي للعدسة مع المستوى البؤري الأمامي للعدسة. 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، ويتحول التلسكوب نفسه إلى نجمي. يتم تركيز التلسكوب باستخدام جهاز التركيز (جهاز التركيز).

تنقسم معظم التلسكوبات 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) - تستخدم عادة مرآة أولية كروية كعدسة، وتستخدم العدسات للتعويض عن انحرافاتها.

التلسكوبات الراديوية

مجموعة كبيرة جدًا من التلسكوبات الراديوية في نيو مكسيكو، الولايات المتحدة الأمريكية

تستخدم التلسكوبات الراديوية لدراسة الأجسام الفضائية في نطاق الراديو. العناصر الرئيسية للتلسكوبات الراديوية هي هوائي الاستقبال ومقياس الإشعاع - جهاز استقبال راديو حساس وقابل لضبط التردد ومعدات الاستقبال. نظرًا لأن نطاق الراديو أوسع بكثير من النطاق البصري، يتم استخدام تصميمات مختلفة للتلسكوبات الراديوية لتسجيل البث الراديوي، اعتمادًا على النطاق. في منطقة الموجات الطويلة (نطاق الأمتار؛ عشرات ومئات الميغاهرتز)، تُستخدم التلسكوبات التي تتكون من عدد كبير (عشرات أو مئات أو حتى آلاف) من أجهزة الاستقبال الأولية، وعادةً ما تكون ثنائية القطب. بالنسبة للموجات الأقصر (نطاق الديسيمتر والسنتيمتر؛ عشرات الجيجاهرتز)، يتم استخدام هوائيات مكافئة شبه دوارة أو كاملة. بالإضافة إلى ذلك، لزيادة دقة التلسكوبات، يتم دمجها في مقاييس التداخل. عندما يتم دمج العديد من التلسكوبات الفردية الموجودة في أجزاء مختلفة من العالم في شبكة واحدة، فإنها تتحدث عن قياس التداخل الراديوي الأساسي الطويل جدًا (VLBI). مثال على هذه الشبكة هو نظام VLBA الأمريكي (مصفوفة خط الأساس الطويل جدًا). ومن عام 1997 إلى عام 2003، عمل التلسكوب الراديوي المداري الياباني HALCA. مختبر متقدم للغاية للاتصالات وعلم الفلك) ، المضمنة في شبكة تلسكوب VLBA، مما أدى إلى تحسين دقة الشبكة بأكملها بشكل كبير. ومن المخطط أيضًا استخدام التلسكوب الراديوي المداري الروسي Radioastron كأحد عناصر مقياس التداخل العملاق.

التلسكوبات الفضائية

ينقل الغلاف الجوي للأرض الإشعاع جيدًا في النطاق البصري (0.3-0.6 ميكرون)، والأشعة تحت الحمراء القريبة (0.6-2 ميكرون) والراديو (1 مم - 30). ومع ذلك، مع انخفاض الطول الموجي، تقل شفافية الغلاف الجوي بشكل كبير، ونتيجة لذلك تصبح عمليات الرصد في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما ممكنة فقط من الفضاء. الاستثناء هو تسجيل إشعاعات جاما فائقة الطاقة، والتي تكون طرق الفيزياء الفلكية للأشعة الكونية مناسبة لها: تولد فوتونات جاما عالية الطاقة في الغلاف الجوي إلكترونات ثانوية، والتي يتم تسجيلها بواسطة المنشآت الأرضية باستخدام توهج شيرينكوف. مثال على هذا النظام هو تلسكوب CACTUS.

في نطاق الأشعة تحت الحمراء، يكون الامتصاص في الغلاف الجوي قويًا أيضًا، ولكن في منطقة 2-8 ميكرون يوجد عدد من نوافذ الشفافية (كما هو الحال في نطاق المليمتر) التي يمكن من خلالها إجراء الملاحظات. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن معظم خطوط الامتصاص في نطاق الأشعة تحت الحمراء تنتمي إلى جزيئات الماء، فيمكن إجراء عمليات رصد بالأشعة تحت الحمراء في المناطق الجافة من الأرض (بالطبع، عند تلك الأطوال الموجية حيث تتشكل نوافذ الشفافية بسبب غياب الماء). مثال على وضع التلسكوب هذا هو تلسكوب القطب الجنوبي. تلسكوب القطب الجنوبي) ، مثبتة في القطب الجنوبي الجغرافي، وتعمل في نطاق أقل من المليمتر.

في النطاق البصري، يكون الغلاف الجوي شفافًا، ولكن بسبب تشتت رايلي، فإنه ينقل الضوء بترددات مختلفة بشكل مختلف، مما يؤدي إلى تشويه طيف النجوم المضيئة (ينحرف الطيف نحو اللون الأحمر). بالإضافة إلى ذلك، فإن الغلاف الجوي دائمًا غير متجانس، حيث تتواجد فيه التيارات (الرياح) باستمرار، مما يؤدي إلى تشويه الصورة. ولذلك، فإن دقة التلسكوبات الأرضية تقتصر على ثانية قوسية واحدة تقريبًا، بغض النظر عن فتحة التلسكوب. يمكن حل هذه المشكلة جزئيًا باستخدام البصريات التكيفية، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من تأثير الغلاف الجوي على جودة الصورة، ومن خلال رفع التلسكوب إلى ارتفاع أعلى، حيث يكون الغلاف الجوي أرق - في الجبال، أو في الهواء على متن الطائرات. أو بالونات الستراتوسفير. ولكن يتم تحقيق أعظم النتائج عندما يتم أخذ التلسكوبات إلى الفضاء. خارج الغلاف الجوي، يكون التشوه غائبًا تمامًا، وبالتالي فإن الحد الأقصى للدقة النظرية للتلسكوب يتم تحديده فقط من خلال حد الحيود: φ=lect/D (الدقة الزاوية بالراديان تساوي نسبة الطول الموجي إلى قطر الفتحة). على سبيل المثال، الدقة النظرية لتلسكوب فضائي بمرآة يبلغ قطرها 2.4 متر (مثل تلسكوب هابل) بطول موجة 555 نانومتر هي 0.05 ثانية قوسية (دقة هابل الحقيقية أسوأ مرتين - 0.1 ثانية، لكنها لا تزال ترتيب من حيث الحجم أعلى من التلسكوبات الأرضية ).

إن نقله إلى الفضاء يجعل من الممكن زيادة دقة التلسكوبات الراديوية، ولكن لسبب مختلف. يتمتع كل تلسكوب راديوي بحد ذاته بدقة صغيرة جدًا. ويفسر ذلك حقيقة أن طول الموجات الراديوية أكبر بعدة مرات من طول الضوء المرئي، وبالتالي فإن حد الحيود φ=φ/D أكبر بكثير، على الرغم من أن حجم التلسكوب الراديوي أكبر أيضًا بعشرات المرات. أكبر من التلسكوب البصري. على سبيل المثال، مع فتحة تبلغ 100 متر (لا يوجد سوى اثنين من التلسكوبات الراديوية الكبيرة في العالم)، فإن الدقة عند طول موجة يبلغ 21 سم (خط الهيدروجين المحايد) تبلغ 7 دقائق قوسية فقط، وعلى طول 3 سم - دقيقة واحدة، وهي غير كافية على الإطلاق للبحث الفلكي (للمقارنة دقة العين المجردة هي دقيقة واحدة، والقطر الظاهري للقمر 30 دقيقة). ومع ذلك، من خلال الجمع بين تلسكوبين راديويين في مقياس تداخل راديوي، يمكن زيادة الدقة بشكل كبير - إذا كانت المسافة بين التلسكوبين الراديويين (ما يسمى قاعدة مقياس التداخل الراديوي) يساوي L، فإن الاستبانة الزاوية لم تعد تتحدد بالصيغة φ=lect/D، ولكن بواسطة φ=lect/L. على سبيل المثال، عند L=4200 km و lect=21 cm، سيكون الحد الأقصى للدقة حوالي جزء من مائة من ثانية قوسية. ومع ذلك، بالنسبة للتلسكوبات الأرضية، من الواضح أن القاعدة القصوى لا يمكن أن تتجاوز قطر الأرض. من خلال إطلاق أحد التلسكوبات في الفضاء السحيق، يمكنك زيادة القاعدة بشكل كبير، وبالتالي الدقة. على سبيل المثال، سيكون دقة تلسكوب RadioAstron الفضائي عند العمل مع تلسكوب راديوي أرضي في وضع مقياس التداخل الراديوي (قاعدة 390 ألف كيلومتر) من 8 إلى 500 ميكروثانية قوسية اعتمادًا على الطول الموجي (1.2-92 سم). (للمقارنة، يمكن رؤية جسم بحجم 3 أمتار بزاوية 8 ميكروثانية على مسافة من كوكب المشتري، أو كائن بحجم الأرض على مسافة