Caracteristicile optice ale telescopului
Mulți cred că cea mai importantă caracteristică a telescopului este creșterea lui: cu cât este mai mare, cu atât mai mult se poate vedea prin telescop. Acest lucru nu este chiar adevărat: valoarea instrumentului este determinată în primul rând de dimensiunea lentilei sale. Este foarte important să colectăm cât mai multă lumină posibil din obiectul ceresc care este studiat.
Toate obiectele radiază sau reflectă lumina. O parte din ea cade pe pupila ochiului, trece înăuntru și provoacă o senzație de lumină. Dacă este puțină lumină, obiectul este văzut greșit sau deloc. Dacă creșteți cumva cantitatea de lumină care intră în ochi, vizibilitatea poate fi îmbunătățită.
Diametrul lentilei telescopului este mult mai mare decât pupila și colectează mult mai multă lumină. Acest lucru ne permite să înregistrăm stele foarte slabe și alte corpuri de iluminat - 100 de milioane de ori mai slabe decât cele vizibile cu ochiul liber.
Când privim corpurile cerești cu ochiul liber, există și o altă dificultate. Privind la Lună, vedem pe suprafață pete întunecate. Spune ceva despre natura lor în aparență este destul de dificil, vreau să văd detaliile mai mici. Cu toate acestea, un ochi simplu nu este disponibil, în ciuda unei lumini suficiente. Este clar că, dacă dimensiunea aparentă a Lunii era mult mai mare, am putea să o examinăm mai detaliat. Folosind terminologia științifică, vom spune: unghiul la care este vizibilă Luna este prea mic. Cea mai ușoară modalitate de a crește unghiul sub care este văzut obiectul este apropierea de el.
Deci, telescopul este necesar pentru a crește, mai întâi, cantitatea de lumină provenită de la corpul ceresc și, în al doilea rând, pentru a permite studierea micilor detalii ale obiectului observat. Capacitatea unui telescop de a arăta (sau de a înregistra cu ajutorul instrumentelor) stelele slabe se numește forță de permeabilitate și capacitatea de a distinge micile detalii prin rezolvarea puterii. Luați în considerare ce depind aceste caracteristici ale telescopului.
Se pare că forța de permeabilitate ar trebui să fie proporțională cu aria lentilei: cu cât suprafața este mai mare, cu atât dispozitivul colectează mai multă lumină, iar obiectele mai slabe sunt vizibile. De fapt, capacitatea de a repara un semnal slab de lumină depinde de nivelul fundalului pe care apare. Din acest motiv, de exemplu, stelele nu sunt vizibile în timpul zilei, deși ele radiază atât de multă lumină ca și noaptea. Fundalul luminos al cerului zilei "înfundă" lumina lor. Interferențele de lumină, deși mici, sunt disponibile și pe timp de noapte. Prin urmare, puterea reală de penetrare a telescopului este sub teoretică. În prezența unui fundal (interferență), acesta crește proporțional doar cu diametrul (și nu cu suprafața), ceea ce reduce beneficiul creșterii diametrului lentilei.
Imaginea stelei, construită de un telescop, are o anumită dimensiune. Dacă distanța dintre imaginile a două stele este mai mică decât dimensiunea lor, ele se vor uni și va fi imposibil să le vedeți separat. Rezoluția este determinată de cât de mică este imaginea punctului luminos care construiește obiectivul telescopului. Astfel, indicatorul calității lentilelor este dimensiunea imaginii punctului luminos: cu cât este mai mică, cu atât mai bine. Astronomii caracterizează mărimea imaginii prin dimensiunea unghiului la care se vede din centrul lentilei.
Puteți estima teoretic dimensiunea minimă a imaginii punctului luminos construit de obiectiv. Exprimat în secunde de arc, este egal cu
unde X este lungimea de undă a luminii, D este diametrul obiectivului. Această valoare servește ca măsură a puterii de rezolvare a telescopului. Lungimea de undă a luminii la care ochiul este cel mai sensibil este de 555 nm. Substituind formula este un număr și diametru de, de exemplu, 13 cm, vom obține o rezoluție de aproximativ 0,9“. Asta este, dacă a observat cu telescopul cu diametrul de 13 cm, două stele de luminozitate egală care sunt pe cer, la o distanță de 0,9" , poate sperăm să vedem că sunt două stele, nu unul.
În plus față de puterea de penetrare și rezolvare, există și alte caracteristici importante ale telescopului. Să vorbim despre lungimea focală, mărirea, câmpul de vedere și diafragma telescopului.
Telescopul constă dintr-o lentilă și un ocular. Lumina de la stele situată foarte departe de lentilă trece prin ea și este colectată în plan focal. Distanța dintre obiectiv și acest plan este denumită distanța focală a obiectivului. Apoi, lumina intră în ocular și apoi în ochiul observatorului.
Dimensiunea unghiulară a imaginii în telescop este mai mare decât dimensiunea unghiulară a obiectului pe cer. Raportul dintre aceste unghiuri se numește mărirea telescopului. Ea este egală cu F / f, unde F este lungimea focală a lentilei, iar f este distanța focală a ocularului.
Nu este necesar să folosiți un ocular. Este posibil să puneți în foc un receptor de lumină, de exemplu o placă fotografică. Și în acest caz, cu cât distanța focală a obiectivului este mai mare, cu atât este mai mare imaginea. Luând două obiective cu același diametru, dar diferite lungimi focale, obținem două imagini ale unui corp ceresc de diferite dimensiuni. Dar cantitatea de lumină care cade în fiecare dintre ele este aceeași, astfel încât iluminarea imaginii mai mari va fi mai mică.
Dacă vrem să mărim dimensiunea imaginii, pentru a păstra iluminarea ei, va trebui să creștem diametrul simultan cu creșterea distanței focale a lentilei. Raportul D / F (adică diametrul până la lungimea focală) se numește deschiderea relativă sau diafragma obiectivului. Dacă diafragma a două lentile este aceeași, atunci iluminarea imaginilor corpurilor celeste este aceeași.
Când se construiește un telescop, diafragma se calculează pe baza sarcinilor pentru care este construit acest telescop. Sunt necesare telescoape cu deschidere mare, de exemplu, pentru studierea nebuloaselor slab luminate. Cea mai mare intensitate luminoasă a telescoapelor existente este de aproximativ 1/2.
În sfârșit, o caracteristică foarte importantă a unui telescop este domeniul său de vedere. O fotografie pe un telescop cu un câmp vizual mare arată multe corpuri cerești. Dar trebuie să avem grijă ca în centrul câmpului vizual și la marginea imaginii stelelor să fie ascuțite. Pentru a face acest lucru, trebuie să construim telescoape speciale, ale căror lentile constau dintr-o lentilă și o oglindă. Astfel de telescoape sunt telescoapele lui Schmidt și Maksutov. Ele sunt folosite pentru fotografierea cerului. Dimensiunea câmpului vizual al acestor instrumente este de 5 - 6 ° cu o bună calitate a imaginii. Pentru telescoapele mari, câmpul nu depășește, de regulă, 1 °. Pentru comparație: diametrul lunii în cer este de aproximativ 0,5 °.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: