Caratteristiche dei telescopi riflettori

È consuetudine chiamare un riflettore qualsiasi dispositivo la cui funzione principale è quella di riflettere... Pertanto, è stato creato un telescopio riflettore utilizzando questo fenomeno ottico. Invece di una lente, nell'obiettivo del dispositivo si trova uno specchio concavo, che riflette e dirige i raggi di luce nell'oculare per visualizzare o fotografare un'immagine. Consideriamo le principali caratteristiche distintive di un telescopio riflettore.

Un telescopio riflettore differisce da altri tipi di telescopi rifrattori in quanto al suo interno è installato uno specchio concavo in metallo o vetro invece di un sistema di lenti. Spesso tali dispositivi sono chiamati telescopi "a specchio".

È abbastanza facile distinguere un telescopio reflex da uno refrattario, anche senza esperienza in astronomia. Lo schema del secondo è piuttosto semplice. Questo è un tubo, il cui diametro dipende dal diametro della lente dell'obiettivo situata all'estremità rivolta verso l'oggetto osservato. All'altra estremità del tubo c'è un oculare - una lente di diametro più piccolo, attraverso la quale viene eseguita l'osservazione. La lunghezza del tubo di un tale dispositivo è determinata dalla lunghezza focale dell'obiettivo e dalla resistenza del materiale con cui può essere realizzato.

Un telescopio con uno specchio concavo ha un aspetto diverso, poiché ha un principio di funzionamento e una struttura completamente diversi. All'estremità del tubo rivolto verso il cielo, un tale dispositivo, in generale, potrebbe non avere nulla, poiché lo specchio è fissato all'altra estremità.Ma l'oculare, di regola, si trova sul lato nella parte superiore del tubo. Il percorso dei raggi, a differenza del rifrattore, è in un modo o nell'altro bloccato da un prisma o specchio piano situato lungo l'asse centrale del tubo, nel quale la luce viene raccolta per essere riflessa nell'oculare. La struttura del riflettore non richiede l'uso obbligatorio di un tubo, e quindi è privo di quelle restrizioni che si verificano nei rifrattori.... Tutti i grandi telescopi moderni, compresi quelli spaziali, sono disposti secondo il seguente schema: il tubo al loro interno è sostituito da una struttura a rete leggera, il cui scopo è contenere tutti gli elementi del sistema ottico.

Gli astrofili hanno utilizzato con successo entrambi i tipi di telescopi, ed entrambi hanno i loro vantaggi e svantaggi, causati in un caso dalla rifrazione del flusso luminoso che passa attraverso l'obiettivo, nell'altro - dalla sua riflessione dalla superficie, che può avere diversi curvature. Per le osservazioni relative al viaggio e al movimento del dispositivo, è meglio usare un rifrattore, il suo design è più forte. Il trasporto del riflettore è indesiderabile, in quanto può causare lo spostamento degli elementi strutturali rispetto alla linea centrale, dopo di che sarà necessario regolare la loro posizione utilizzando le viti - allineamento. Tale telescopio può essere posizionato in un osservatorio amatoriale.

L'uso di uno specchio concavo come lente è il risultato di ricerche scientifiche volte a ridurre la distorsione della lente (aberrazione cromatica e sferica). La ricerca in questa direzione è stata condotta in molti paesi europei, gli scienziati inglesi hanno avuto particolare successo in essi. Nel 1663, James Gregory fu il primo a proporre di utilizzare uno specchio concavo riflettente invece di una lente rifrangente (apparentemente, inventò il primo telescopio riflettore), nel 1673 il famoso Robert Hooke incarnò il sistema descritto di un dispositivo ottico.

Tuttavia, il grande Isaac Newton creò per la prima volta un telescopio funzionante con una lente a specchio nel 1668.

Il percorso dei riflettori non era facile; i dispositivi dell'obiettivo, essendo migliorati allo stesso tempo, davano un'immagine più chiara e luminosa. Gli scienziati dell'Europa continentale (tedeschi, francesi, italiani) hanno dato un contributo significativo al loro sviluppo. Sembrava che il riflettore sarebbe rimasto al livello di un dispositivo sperimentale.

La ricerca è andata nella direzione del miglioramento del rivestimento e della fabbricazione degli specchi. Successivamente, al fine di ridurre le distorsioni, nel sistema proposto da Newton sono state ripetutamente introdotte varie innovazioni, che hanno portato alla comparsa di schemi fondamentalmente diversi di telescopi riflettori, comprese le versioni ibride, quando lenti e specchi venivano utilizzati in un unico prodotto. L'emergere di nuovi materiali e tecnologie ha permesso di creare sistemi sempre più perfetti e l'assenza della necessità di un tubo ingombrante nella progettazione del telescopio ha permesso di moltiplicarne l'efficienza.

Tutti i riflettori hanno una cosa in comune: l'uso di uno specchio concavo come lente... Ma l'ulteriore corso dei raggi raccolti dallo specchio è stato proposto di essere diretto nell'oculare in vari modi.

Il sistema di riflettori, sviluppato da Isaac Newton, è considerato classico. Lo specchio principale non ha fori ed è relativamente facile da fabbricare. Uno specchio piatto situato vicino al suo fuoco riflette il flusso luminoso perpendicolarmente alla linea centrale. L'oculare si trova sul lato.

Lo schema del telescopio di Newton è il più semplice nell'esecuzione ed è ampiamente utilizzato tra gli astrofili che realizzano le proprie apparecchiature di osservazione. E le aziende che producono apparecchiature per l'astronomia amatoriale producono tali dispositivi in ​​grandi quantità.

Lo schema di un telescopio a specchio proposto nel 1663 si rivelò molto efficace, poiché fornisce un'immagine diretta e può essere utilizzato non solo per osservazioni astronomiche, ma anche in condizioni terrestri. Viene praticato un foro al centro dello specchio concavo, la luce riflessa da esso viene diretta nel foro da un secondo specchio, anch'esso concavo, l'oculare viene posizionato lungo la mezzeria del telescopio, come un rifrattore o un normale telescopio.

Lo schema, sviluppato e implementato da Laurent Cassegrain nel 1770, ricorda lo schema di Gregory. Lo specchio concavo ha anche un foro nella parte centrale. I dispositivi differiscono nella forma del secondo specchio: nel sistema in esame è convesso. I telescopi costruiti secondo questo schema, con caratteristiche simili a quelle dei dispositivi di Gregory, sono molto più corti. Il sistema Cassegrain, migliorato dall'astronomo sovietico Dmitry Maksutov, è ora utilizzato in tutto il mondo per creare riflettori amatoriali.

Un'altra modifica del telescopio Cassegrain fu il sistema Ritchie-Chretien sviluppato negli anni '20. Grazie alla diversa forma degli specchi è stato possibile ottenere un campo visivo più ampio, che si è rivelato conveniente per osservare oggetti in movimento (asteroidi, comete, pianeti). E anche in questo sistema è stato possibile ridurre alcune distorsioni.

Sono stati fatti diversi tentativi per utilizzare uno specchio concavo senza un riflettore che blocchi il flusso luminoso. All'inizio degli anni '70 del XVII secolo, William Herschel progettò un tale telescopio riflettore, il cui oculare non ostruiva in alcun modo lo specchio principale. Ciò ha permesso di aumentare significativamente la potenza del dispositivo, ma ha dato origine a forti distorsioni sotto forma di coma. Nel 1760, un progetto simile fu sviluppato e implementato da M.V. Lomonosov. Attualmente, per osservazioni speciali vengono utilizzati dispositivi con un tale schema ottico; non sono ampiamente utilizzati nell'astronomia amatoriale, a causa della complessità del dispositivo e della regolazione.

Il sistema Dietrich Korsch è stato sviluppato negli anni '70. Si distingue per la presenza non di due, ma di tre specchi, che consente di correggere la maggior parte delle distorsioni.

I dispositivi di questo sistema sono ampiamente utilizzati per la produzione di vari dispositivi ottici, dai binocoli e dai monocoli ai telescopi amatoriali. Il loro principale vantaggio è una significativa riduzione della lunghezza del dispositivo mantenendo la lunghezza focale. Gli specchi sono posizionati ad angolo rispetto all'asse ottico senza bloccarsi a vicenda.

Si diffuse il sistema Cassegrain, perfezionato all'inizio del XX secolo da Bernhard Schmidt. Questo è uno schema ibrido, in cui, oltre a uno specchio concavo, viene utilizzato un obiettivo a lente.

Nel 20 ° secolo, i telescopi riflettori hanno decisamente estromesso i rifrattori da tutti i più importanti osservatori astronomici. Insieme allo sviluppo delle tecnologie di produzione, il diametro degli specchi installati nei telescopi ha iniziato a crescere.

Nel 1917, il riflettore più grande del mondo divenne l'osservatorio negli Stati Uniti (stato di Washington), il suo specchio raggiunse i 100 pollici di diametro (2,5 metri). Dopo la seconda guerra mondiale, fu prodotto un dispositivo con uno specchio di 5 metri, installato anche in California.

Il più grande telescopio azimutale del Vecchio Mondo rimane il Large Azimuth Telescope, creato in URSS a metà degli anni '70 del secolo scorso, montato nella Repubblica di Karachay-Cherkess in un osservatorio ad alta quota.

Il più grande telescopio moderno del mondo con uno specchio solido è installato nello stato dell'Arizona, negli Stati Uniti. Questo è un grande telescopio binoculare. È dotato di due specchietti identici con un diametro di 8,4 metri. Il dispositivo è stato costruito nel 2005.

I più grandi oggi sono i dispositivi con specchi a segmenti prefabbricati: il Large Canary Telescope, il Large South African Telescope e l'Hobby-Eberley Telescope (USA).

Usare un telescopio a specchio non è così difficile. Tuttavia, a differenza di un rifrattore, un tale dispositivo richiede una manipolazione molto attenta. Poiché il tubo riflettente è sempre aperto, la polvere può penetrarvi. Stabilizzandosi sulla superficie dello specchio, riduce notevolmente la sua riflettività.

Anche lo spostamento del riflettore è problematico, poiché gli elementi strutturali tendono a muoversi sotto l'influenza delle vibrazioni. Di solito le manipolazioni con i telescopi a specchio si concludono in una laboriosa regolazione (allineamento). Il telescopio può essere regolato utilizzando le viti di regolazione, la cui rotazione provoca lo spostamento dello specchio; è impossibile farlo rapidamente senza un'esperienza adeguata.