milovat

Dětská modlitba kanál moje radost. Modlitba před ikonou "Nečekaná radost", jak se modlit

Vzdělávací centrum GOU č. 548 "Tsaritsyno"

Štěpánová Olga Vladimirovna

Esej o astronomii

Abstraktní téma: "Princip činnosti a účel dalekohledu"

Učitel: Zakurdaeva S.Yu

1. Úvod

2. Historie dalekohledu

3. Typy dalekohledů. Hlavní účely a princip činnosti dalekohledu

4. Refrakční dalekohledy

5. Odrazové dalekohledy

6. Teleskopy se zrcadlovou čočkou (katadioptrické)

7. Radioteleskopy

8 Hubbleův vesmírný dalekohled

9. Závěr

10. Seznam použité literatury

1. Úvod

Hvězdná obloha je velmi krásná, přitahuje velký zájem a pozornost. Od pradávna se lidé snažili poznat, co je mimo planetu Zemi. Touha po poznání a studiu přiměla lidi k hledání příležitostí ke studiu vesmíru, a tak byl vynalezen dalekohled. Dalekohled je jedním z hlavních nástrojů, který pomáhal a pomáhá studovat vesmír, hvězdy, planety. Věřím, že je důležité o tomto zařízení vědět, protože každý z nás se někdy podíval nebo určitě někdy podívá dalekohledem. A určitě objevíte něco nepopsatelně krásného a nového.

Astronomie je jednou z nejstarších věd, jejíž počátky sahají až do doby kamenné (VI-III tisíciletí před naším letopočtem). Astronomie studuje pohyb, stavbu, vznik a vývoj nebeských těles a jejich soustav.

Člověk začal studovat vesmír z toho, co viděl na obloze. A po mnoho staletí zůstala astronomie čistě optickou vědou.

Lidské oko je velmi dokonalé optické zařízení vytvořené přírodou. Je schopen zachytit i jednotlivá kvanta světla. Pomocí zraku člověk vnímá více než 80 % informací o vnějším světě. Akademik S.I.Vavilov došel k závěru, že lidské oko je schopno zachytit nevýznamné části světla – jen asi tucet fotonů. Na druhou stranu oko odolá nárazům silných světelných proudů například ze Slunce, reflektoru nebo elektrického oblouku. Lidské oko je navíc velmi pokročilý širokoúhlý optický systém s velkým pozorovacím úhlem. Přesto má oko z pohledu požadavků astronomických pozorování velmi výrazné nedostatky. Hlavní je, že shromažďuje příliš málo světla. Proto při pohledu na oblohu pouhým okem vidíme zdaleka ne všechno. Rozlišujeme třeba jen něco málo přes dva tisíce hvězd, přitom jsou jich miliardy miliard.

Proto se v astronomii odehrála skutečná revoluce, když oku přišel na pomoc dalekohled. Dalekohled je hlavním nástrojem používaným v astronomii k pozorování nebeských těles, přijímání a analýze záření z nich přicházejícího. Dalekohledy se také používají ke studiu spektrálního záření, rentgenových fotografií, fotografií nebeských objektů v ultrafialovém záření atd. Slovo "dalekohled" pochází ze dvou řeckých slov: tele - daleko a skopeo - dívám se.

2. Historie dalekohledu

Těžko říct, kdo jako první vynalezl dalekohled. Je známo, že i staří lidé používali lupy. Došla k nám také legenda, že údajně Julius Caesar při náletu na Británii od břehů Galie zkoumal mlhavou britskou zemi dalekohledem. Roger Bacon, jeden z nejpozoruhodnějších vědců a myslitelů 13. století, vynalezl takovou kombinaci čoček, s jejichž pomocí se vzdálené předměty při pozorování jeví jako blízko.

Zda tomu tak skutečně bylo, není známo. Je však nesporné, že na samém počátku 17. století v Holandsku téměř současně oznámili vynález dalekohledu tři optikové - Liperschey, Meunus, Jansen. Koncem roku 1608 byly vyrobeny první dalekohledy a zpráva o těchto nových optických přístrojích se rychle rozšířila po celé Evropě.

První dalekohled sestrojil v roce 1609 italský astronom Galileo Galilei.Galileo. Galileo se narodil v roce 1564 v italském městě Pisa. Jako syn šlechtice získal Galileo vzdělání v klášteře a v roce 1595 se stal profesorem matematiky na univerzitě v Padově, jedné z předních evropských univerzit té doby, nacházející se na území Benátské republiky. Vedení univerzity mu umožnilo provádět výzkum a jeho objevy o pohybu těles získaly široké uznání. V roce 1609 obdržel informaci o vynálezu optického zařízení, které umožňovalo pozorovat vzdálené nebeské objekty. Za krátký čas Galileo vynalezl a postavil několik vlastních dalekohledů. Dalekohled měl skromné rozměry (délka tubusu 1245 mm, průměr objektivu 53 mm, okulár 25 dioptrií), nedokonalé optické schéma a zvětšení 30x. Ke studiu nebeských těles používal dalekohledy a počet hvězd, které pozoroval, byl 10krát větší než počet hvězd, které lze vidět pouhým okem. 7. ledna 1610 Galileo poprvé namířil svůj dalekohled na oblohu. Zjistil, že povrch Měsíce je hustě pokryt krátery, a objevil 4 největší satelity Jupiteru. Při pozorování dalekohledem se planeta Venuše ukázala jako malý měsíc. Měnil své fáze, což svědčilo o jeho oběhu kolem Slunce. Na samotném Slunci (položením tmavého skla před oči) vědec viděl černé skvrny, čímž vyvrátil obecně přijímané učení Aristotela o „nedotknutelné čistotě nebes“. Tyto skvrny byly posunuty vzhledem k okraji Slunce, z čehož učinil správný závěr o rotaci Slunce kolem své osy. Za temných nocí, kdy byla jasná obloha, bylo v zorném poli Galileova dalekohledu vidět mnoho hvězd, které byly pouhým okem nepřístupné. Galileovy objevy znamenaly začátek teleskopické astronomie. Ale jeho dalekohledy, které konečně schválily nový koperníkovský světonázor, byly velmi nedokonalé.

Dalekohled Galileo

Obrázek 1. Galileův dalekohled

Čočka A, obrácená k objektu pozorování, se nazývá objektiv a čočka B, ke které pozorovatel přikládá oko, se nazývá okulár. Pokud je čočka uprostřed tlustší než na okrajích, nazývá se konvergující nebo pozitivní, jinak se nazývá divergentní nebo negativní. V Galileově dalekohledu sloužila plankonvexní čočka jako objektiv a plankonkávní čočka jako okulár.

Představte si nejjednodušší bikonvexní čočku, jejíž kulové plochy mají stejné zakřivení. Přímka spojující středy těchto ploch se nazývá optická osa čočky. Pokud na takovou čočku dopadají paprsky dopadající rovnoběžně s optickou osou, lámou se v čočce a shromažďují se v bodě na optické ose, který se nazývá ohnisko čočky. Vzdálenost od středu čočky k ohnisku se nazývá ohnisková vzdálenost. Čím větší je zakřivení ploch spojné čočky, tím kratší je ohnisková vzdálenost. Při ohnisku takové čočky se vždy získá reálný obraz předmětu.

Difuzní, negativní čočky se chovají jinak. Rozptylují paprsek světla dopadajícího na ně rovnoběžně s optickou osou a v ohnisku takové čočky se nesbíhají paprsky samotné, ale jejich pokračování. Proto se říká, že divergentní čočky mají virtuální ohnisko a poskytují virtuální obraz. (obr. 1) ukazuje dráhu paprsků v Galileově dalekohledu. Jelikož jsou nebeská tělesa prakticky vzato "v nekonečnu", jejich obrazy jsou získávány v ohniskové rovině, tzn. v rovině procházející ohniskem F a kolmé k optické ose. Mezi ohnisko a čočku Galileo umístil divergenční čočku, která poskytla virtuální, vzpřímený a zvětšený obraz MN. Hlavní nevýhodou Galileova dalekohledu bylo velmi malé zorné pole (tzv. úhlový průměr kruhu tělesa viditelného dalekohledem). Z tohoto důvodu je namíření dalekohledu na nebeské těleso a jeho pozorování velmi obtížné. Ze stejného důvodu nebyly po smrti svého tvůrce v astronomii použity galileovské dalekohledy.

Velmi špatná kvalita obrazu u prvních dalekohledů nutila optiky hledat způsoby, jak tento problém vyřešit. Ukázalo se, že zvětšení ohniskové vzdálenosti objektivu výrazně zlepšuje kvalitu obrazu. Díky tomu se v 17. století zrodily dalekohledy s ohniskovou vzdáleností téměř 100 metrů (dalekohled A. Ozua měl délku 98 metrů). Dalekohled přitom neměl tubus, čočka byla umístěna na tyči ve vzdálenosti téměř 100 metrů od okuláru, který pozorovatel držel v rukou (tzv. „vzduchový“ dalekohled). Pozorování takovým dalekohledem bylo velmi nepohodlné a Ozu neučinil jediný objev. Christian Huygens však při pozorování 64metrovým „vzduchovým“ dalekohledem objevil prstenec Saturnu a Saturnova satelitu – Titanu a také si všiml pruhů na disku Jupiteru. Další astronom té doby Jean Cassini pomocí leteckých dalekohledů objevil další čtyři satelity Saturnu (Iapetus, Rhea, Dione, Tethys), mezeru v prstenci Saturnu (Cassini gap), „moře“ a polární čepičky na Marsu.

3. Typy dalekohledů. Hlavní účely a princip činnosti dalekohledu

Dalekohledy, jak víte, jsou několika typů. Mezi dalekohledy pro vizuální pozorování (optické) existují 3 typy:

1. Žáruvzdorný

Používá se systém čoček. Paprsky světla z nebeských objektů jsou shromažďovány pomocí čočky a lomem vstupují do okuláru dalekohledu a poskytují zvětšený obraz vesmírného objektu.

2. Reflektory

Hlavní součástí takového dalekohledu je konkávní zrcadlo. Slouží k zaostření odražených paprsků.

3. Zrcadlový objektiv

Tento typ optického dalekohledu využívá soustavu zrcadel a čoček.

Optické dalekohledy jsou obvykle používány amatérskými astronomy.

Vědci používají pro svá pozorování a analýzy další typy dalekohledů. Radioteleskopy se používají k příjmu rádiových vln. Například známý program na hledání mimozemské inteligence s názvem HRMS, což znamenalo současně poslouchat rádiový šum oblohy na milionech frekvencí. Lidé za tímto programem byli NASA. Tento program začal v roce 1992. Nyní ale neprovádí žádné pátrání. V rámci tohoto programu byla provedena pozorování pomocí 64metrového radioteleskopu v Parax (Austrálie), na National Radio Astronomy Observatory ve Spojených státech a na 305metrovém radioteleskopu v Arecibu, ale nepřinesly žádné výsledky. .

Dalekohled má tři hlavní účely:

Sbírejte záření z nebeských těles do přijímacího zařízení (oko, fotografická deska, spektrograf atd.);
Vybudovat v jeho ohniskové rovině obraz předmětu nebo určitého úseku oblohy;
Pomozte rozlišit objekty umístěné v těsné úhlové vzdálenosti od sebe, a proto nerozeznatelné pouhým okem.

Principem dalekohledu není zvětšovat předměty, ale sbírat světlo. Čím větší je velikost hlavního prvku pro sběr světla - čoček nebo zrcadel - tím více světla shromažďuje. Je důležité, že je to celkové množství nasbíraného světla, které nakonec určuje úroveň viditelných detailů – ať už jde o vzdálenou krajinu nebo prstence Saturnu. I když je zvětšení nebo výkon dalekohledu také důležité, není rozhodující pro dosažení úrovně detailů.

4. Refrakční dalekohledy

Refrakční dalekohledy nebo refraktory používají jako hlavní prvek pro sběr světla velkou čočku objektivu. Všechny modely refraktorů obsahují achromatické (dvouprvkové) čočky objektivu – to snižuje nebo prakticky eliminuje falešné barvy, které ovlivňují výsledný obraz při průchodu světla čočkou. Při vytváření a montáži velkých skleněných čoček je řada obtíží; navíc tlusté čočky absorbují příliš mnoho světla. Největší refraktor na světě, který má čočku o průměru čočky 101 cm, patří Yerkesově observatoři.

Při vytváření refraktoru rozhodovaly o úspěchu dvě okolnosti: vysoká kvalita optického skla a umění jeho leštění. Z iniciativy Galilea se mnoho samotných astronomů zabývalo výrobou čoček. Pierre Guinant, vědec XVIII., se rozhodl naučit se vyrábět refraktory. V roce 1799 se Guinanovi podařilo odlít několik vynikajících kotoučů o průměru 10 až 15 cm – v té době neslýchaný úspěch. V roce 1814 vynalezl Guinan důmyslnou metodu ničení tryskové struktury ve skleněných ingotech: lité polotovary byly rozřezány a po odstranění sňatku znovu připájeny. Tím se otevírá cesta k vytvoření velkých objektivů. Nakonec se Guinanovi podařilo odlít 18palcový (45 cm) disk. To byl poslední úspěch Pierra Guinanta. Na dalším vývoji refraktorů pracoval slavný americký optik Alvan Clark. Čočky byly vyrobeny v Cambridge v USA a jejich optické kvality byly testovány na umělé hvězdě v 70 m dlouhém tunelu. Již v roce 1853 dosáhl Alvan Clark významného úspěchu: v refraktorech, které vyrobil, byla pozorována řada dříve neznámých dvojhvězd.

V roce 1878 se observatoř Pulkovo obrátila na Clarkovu firmu s objednávkou na výrobu 30palcového refraktoru, největšího na světě. Ruská vláda vyčlenila na výrobu tohoto dalekohledu 300 000 rublů. Zakázka byla dokončena za rok a půl a objektiv vyrobil sám Alvan Clark z brýlí pařížské firmy Feil a mechanickou část dalekohledu vyrobila německá firma Repsald.

Výborně dopadl nový refraktor Pulkovo, jeden z nejlepších refraktorů na světě. Ale již v roce 1888 Lick Observatory, vybavená 36palcovým refraktorem Alvana Clarka, zahájila svou práci na Mount Hamilton v Kalifornii. Snoubily se zde výborné atmosférické podmínky s vynikajícími kvalitami nástroje.

Clarkovy refraktory hrály v astronomii obrovskou roli. Planetární a hvězdnou astronomii obohatili o objevy prvořadého významu. Úspěšné práce na těchto dalekohledech pokračují dodnes.

Obrázek 2. Refrakční dalekohled

Obrázek 3. Refrakční dalekohled

5. Odrazové dalekohledy

Všechny velké astronomické dalekohledy jsou reflektory. Odrazové dalekohledy jsou také oblíbené u fandů, protože nejsou tak drahé jako refraktory. Jsou to reflexní dalekohledy a používají konkávní primární zrcadlo ke sběru světla a vytvoření obrazu. U reflektorů newtonského typu odráží světlo na stěnu hlavní trubice malé ploché sekundární zrcadlo.

Hlavní výhodou reflektorů je absence chromatické aberace v zrcadlech. Chromatická aberace - zkreslení obrazu v důsledku skutečnosti, že světelné paprsky různých vlnových délek se shromažďují po průchodu čočkou v různých vzdálenostech od ní; v důsledku toho je obraz rozmazaný a jeho okraje jsou barevné. Výroba zrcadel je jednodušší než broušení obrovských čoček, a to také předurčilo úspěch reflektorů. Vzhledem k absenci chromatických aberací lze reflektory vyrobit velmi světlé (až 1:3), což je u refraktorů zcela nemyslitelné. Při výrobě reflektorů jsou mnohem levnější než refraktory stejného průměru.

Zrcadlové dalekohledy mají samozřejmě i nevýhody. Jejich trubice jsou otevřené a proudění vzduchu uvnitř trubice vytváří nehomogenity, které kazí obraz. Reflexní plochy zrcadel poměrně rychle vyblednou a je třeba je obnovit. Vynikající obraz vyžaduje téměř dokonalý tvar zrcadla, což je obtížné dosáhnout, protože tvar zrcadel se během provozu mírně mění v důsledku mechanického namáhání a teplotních výkyvů. Přesto se reflektory ukázaly jako nejslibnější typ dalekohledů.

V roce 1663 Gregory navrhl odrazový dalekohled. Gregory byl první, kdo navrhl použití zrcadla místo čočky v dalekohledu.

V roce 1664 Robert Hooke vyrobil reflektor podle Gregoryho návrhu, ale kvalita dalekohledu zůstala hodně žádoucí. Až v roce 1668 Isaac Newton konečně postavil první funkční reflektor. Tento malinký dalekohled byl svou velikostí menší než galileovské tubusy. Hlavní konkávní kulové zrcadlo z leštěného zrcadlového bronzu mělo průměr pouhých 2,5 cm a ohniskovou vzdálenost 6,5 cm Paprsky z hlavního zrcadla se odrážely malým plochým zrcátkem do bočního okuláru, což byla plankonvexní čočka . Zpočátku se Newtonův reflektor zvětšil 41krát, ale změnou okuláru a snížením zvětšení na 25krát vědec zjistil, že nebeská tělesa vypadají jasnější a pohodlnější pro pozorování.

V roce 1671 sestrojil Newton druhý reflektor, o něco větší než první (průměr hlavního zrcadla byl 3,4 cm s ohniskovou vzdáleností 16 cm). Newtonův systém se ukázal jako velmi pohodlný a doposud se úspěšně používá.

Obrázek 4. Odrazový dalekohled

Obrázek 5. Zrcadlový dalekohled (systém Newton)

6. Teleskopy se zrcadlovou čočkou (katadioptrické)

Touha minimalizovat všechny možné aberace odrazových a lámavých dalekohledů vedla k vytvoření kombinovaných zrcadlových dalekohledů. Zrcadlové čočky (katadioptrické) dalekohledy využívají jak čočky, tak zrcadla, díky čemuž jejich optická konstrukce umožňuje dosáhnout vynikající kvality obrazu s vysokým rozlišením, a to i přesto, že celou konstrukci tvoří velmi krátké přenosné optické tubusy.

U těchto přístrojů jsou funkce zrcadel a čoček odděleny tak, že zrcadla tvoří obraz a čočky korigují aberace zrcadel. První dalekohled tohoto typu vytvořil optik B. Schmidt, který žil v roce 1930 v Německu. U Schmidtova dalekohledu má hlavní zrcadlo kulovou odraznou plochu, což znamená, že odpadají obtíže spojené s parabolizací zrcadel. Kulové zrcadlo s velkým průměrem má přirozeně velmi znatelné aberace, především sférické. Sférická aberace je zkreslení v optických systémech v důsledku skutečnosti, že světelné paprsky z bodového zdroje umístěného na optické ose se neshromažďují v jednom bodě s paprsky, které prošly částmi systému vzdálenými od osy. Aby se tyto aberace co nejvíce omezily, Schmidt umístil tenkou skleněnou korekční čočku do středu zakřivení primárního zrcadla. Pro oko se zdá, že jde o obyčejné ploché sklo, ale ve skutečnosti je jeho povrch velmi složitý (ačkoli odchylky od roviny nepřesahují několik setin mm). Je vypočítán pro korekci sférické aberace, koma a astigmatismu hlavního zrcadla. V tomto případě jakoby dochází ke vzájemné kompenzaci aberací zrcadla a čočky. Přestože drobné aberace zůstávají v Schmidtově systému nekorigované, dalekohledy tohoto typu jsou právem považovány za nejlepší pro fotografování nebeských těles. Hlavním problémem dalekohledu Schmidt je to, že kvůli složitému tvaru korekční desky je jeho výroba spojena s velkými obtížemi. Proto je vytvoření velkých Schmidtových komor v astronomické technice vzácnou událostí.

V roce 1941 vynalezl slavný sovětský optik D. D. Maksutov nový typ zrcadlový dalekohled, zbavený hlavní nevýhody Schmidtových kamer. V systému Maksutov, stejně jako v systému Schmidt, má hlavní zrcadlo sférický konkávní povrch. Místo komplexní korekční čočky však Maksutov použil sférický meniskus, slabou difuzní konvexně-konkávní čočku, jejíž sférická aberace zcela kompenzuje sférickou aberaci primárního zrcadla. A protože je meniskus mírně zakřivený a málo se liší od ploché paralelní desky, téměř nevytváří chromatickou aberaci. V systému Maksutov jsou všechny povrchy zrcadla a menisku sférické, což značně usnadňuje jejich výrobu.

Obrázek 5. Dalekohled se zrcadlovou čočkou

7. Radioteleskopy

Radiová emise z vesmíru se dostává na zemský povrch bez významné absorpce. Pro jeho příjem byly sestrojeny největší astronomické přístroje, radioteleskopy. Radioteleskop je astronomický přístroj určený ke studiu nebeských těles v oblasti rádiových vln. Princip činnosti radioteleskopu je založen na příjmu a zpracování rádiových vln a vln jiných rozsahů elektromagnetického spektra z různých zdrojů záření. Takovými zdroji jsou: Slunce, planety, hvězdy, galaxie, kvasary a další tělesa vesmíru, stejně jako plyn. Kovová anténní zrcadla, která dosahují průměru několika desítek metrů, odrážejí rádiové vlny a sbírají je jako optický odrazný dalekohled. K registraci rádiového vyzařování se používají citlivé rádiové přijímače.

Díky propojení jednotlivých dalekohledů se podařilo výrazně zvýšit jejich rozlišovací schopnost. Rádiové interferometry jsou mnohem "viditelnější" než konvenční radioteleskopy, protože reagují na velmi malé úhlové posuny hvězdy, což znamená, že umožňují studovat objekty s malými úhlovými rozměry. Někdy se rádiové interferometry neskládají ze dvou, ale z několika radioteleskopů.

8 Hubbleův vesmírný dalekohled

S vypuštěním Hubbleova vesmírného dalekohledu (HST) učinila astronomie obrovský skok vpřed. Vzhledem k tomu, že se HST nachází mimo zemskou atmosféru, může zaznamenat takové objekty a jevy, které nelze zaznamenat přístroji na Zemi. Obrazy objektů pozorovaných pozemskými dalekohledy se zdají být rozmazané v důsledku atmosférického lomu a také v důsledku difrakce v zrcadle čočky. Hubbleův dalekohled umožňuje podrobnější pozorování. Projekt HST vyvinula NASA za účasti Evropské vesmírné agentury (ESA). Tento odrazný dalekohled o průměru 2,4 m (94,5 palce) vynese na nízkou oběžnou dráhu (610 kilometrů) americký raketoplán (SPACE SHUTTLE), který zajišťuje pravidelnou údržbu a výměnu zařízení na palubě dalekohledu. Konstrukční životnost dalekohledu je 15 let a více.

S pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu byli astronomové schopni přesněji změřit vzdálenosti ke hvězdám a galaxiím a objasnit tak vztah mezi průměrnou absolutní magnitudou cefeid a periodou změny jejich jasnosti. Tento vztah byl poté použit k přesnějšímu určení vzdáleností k jiným galaxiím prostřednictvím pozorování jednotlivých cefeid v těchto galaxiích. Cefeidy jsou pulzující proměnné hvězdy, jejichž jasnost se plynule mění v určitých mezích během konstantní periody 1 až 50 dnů. Velkým překvapením pro astronomy využívající Hubbleův teleskop byl objev kup galaxií ve směrech, které byly dříve považovány za prázdný prostor.

9. Závěr

Náš svět se velmi rychle mění. V oblasti studia a vědy dochází k pokroku. Každý nový vynález je začátkem pro následné studium jakékoli oblasti a vytvoření něčeho nového nebo vylepšeného. Tak je to v astronomii – se vznikem dalekohledu bylo objeveno mnoho nového a vše začalo vytvořením Galileova dalekohledu, který je z pohledu naší doby jednoduchý. Dodnes se lidstvu dokonce podařilo vynést dalekohled do vesmíru. Mohl na to Galileo myslet, když vytvářel svůj dalekohled?

V důsledku toho má dalekohled tři hlavní účely: shromažďuje záření z nebeských těles do přijímacího zařízení; vytváří ve své ohniskové rovině obraz předmětu nebo určité oblasti oblohy; pomáhá rozlišovat objekty umístěné v těsné úhlové vzdálenosti od sebe, a proto nerozeznatelné pouhým okem.

V dnešní době je nemožné si představit studium astronomie bez dalekohledů.

Seznam použité literatury

B.A.Vorontsov-Velyaminov, E.K.Straut, Astronomie stupeň 11; 2002
V.N. Komarov, Fascinující astronomie, 2002
Jim Breitot, 101 klíčových myšlenek: Astronomie; M., 2002
http://mvaproc.narod.ru
http://infra.sai.msu.ru
http://www.astrolab.ru
http://referat.ru; esej Jurije Kruglova o fyzice na toto téma

„Konstrukce, účel, princip činnosti, typy a historie dalekohledu“.

8. http://referat.wwww4.com; esej Vitalyho Fomina na téma „Princip

práce a účel dalekohledu.

Vzdělávací centrum GOU č. 548 "Tsaritsyno" Stepanova Olga Vladimirovna Esej o astronomii Téma eseje: "Princip činnosti a účel dalekohledu" Učitel: Zakurdaeva S.Yu Ludza 2007

V současné době lze na pultech obchodů najít různé dalekohledy. Moderní výrobci se starají o své zákazníky a snaží se vylepšit každý model a postupně odstraňovat nedostatky každého z nich.

Obecně jsou taková zařízení stále uspořádána podle jednoho podobného schématu. Jaké je obecné uspořádání dalekohledu? Více o tom později.

Trubka

Hlavní částí nástroje je dýmka. Je v ní umístěna čočka, do které dále dopadají paprsky světla. Čočky se dodávají v různých typech najednou. Jedná se o reflektory, katadioptrické čočky a refraktory. Každý typ má své klady a zápory, které si uživatelé před nákupem prostudují a na základě nich si vyberou.

Hlavní součásti každého dalekohledu: tubus a okulár

Kromě píšťaly má nástroj i hledač. Můžeme říci, že se jedná o miniaturní dalekohled, který se připojuje k hlavnímu potrubí. V tomto případě je pozorováno zvýšení 6-10krát. Tato část zařízení je nezbytná pro předběžné zaměření objektu pozorování.

Okulár

Další důležitou součástí každého dalekohledu je okulár. Prostřednictvím této vyměnitelné části nástroje uživatel pozoruje. Čím kratší je tato část, tím větší může být zvětšení, ale menší úhel záběru. Z tohoto důvodu je nejlepší pořídit si s přístrojem více různých okulárů najednou. Například s pevným a variabilním ohniskem.

Montáž, filtry a další detaily

Montáž také existuje v několika typech. Teleskop je zpravidla upevněn na stativu, který má dvě rotační osy. A na dalekohledu jsou i přídavné „montáže“, které stojí za zmínku. V první řadě jsou to filtry. Astronomové je potřebují pro různé účely. Ale pro začátečníky není nutné je kupovat.

Je pravda, že pokud uživatel plánuje obdivovat Měsíc, budete potřebovat speciální lunární filtr, který ochrání vaše oči před příliš jasným obrázkem. Existují i speciální filtry, které jsou schopny eliminovat rušivé světlo městských světel, ale jsou poměrně drahé. Pro zobrazení předmětů ve správné poloze jsou užitečná i diagonální zrcadla, která jsou podle typu schopna vychylovat paprsky o 45 nebo 90 stupňů.

Dalekohled je unikátní optický přístroj určený k pozorování nebeských těles. Použití přístrojů nám umožňuje uvažovat o různých objektech, nejen o těch, které se nacházejí poblíž nás, ale také o těch, které jsou od naší planety vzdálené tisíce světelných let. Co je tedy dalekohled a kdo jej vynalezl?

První vynálezce

Teleskopická zařízení se objevila v sedmnáctém století. Dodnes se však vedou debaty o tom, kdo vynalezl dalekohled jako první - Galileo nebo Lippershey. Tyto spory souvisí s tím, že oba vědci zhruba ve stejnou dobu vyvíjeli optická zařízení.

V roce 1608 Lippershey vyvinul brýle pro šlechtu, které jim umožnily vidět vzdálené předměty zblízka. V této době probíhala vojenská jednání. Armáda rychle ocenila výhody vývoje a navrhla, aby Lippershey na zařízení nepřiděloval autorská práva, ale upravil jej tak, aby se na něj dalo dívat dvěma očima. Vědec souhlasil.

Nový vývoj vědce nebylo možné utajit: informace o něm byly zveřejněny v místních tištěných médiích. Tehdejší novináři nazvali zařízení pozorovacím dalekohledem. Používal dvě čočky, které umožňovaly zvětšovat předměty a předměty. Od roku 1609 se v Paříži prodávaly dýmky s trojnásobným nárůstem. Od letošního roku mizí z historie jakékoli informace o Lippersheyovi a objevují se informace o dalším vědci a jeho nových objevech.

Přibližně ve stejné době se italský Galileo zabýval broušením čoček. V roce 1609 představil společnosti nový vývoj - dalekohled s trojnásobným zvětšením. Galileův dalekohled měl vyšší kvalitu obrazu než Lippersheyovy tubusy. Bylo to duchovní dítě italského vědce, který dostal jméno "dalekohled".

V sedmnáctém století byly holandskými vědci vyrobeny dalekohledy, které však měly špatnou kvalitu obrazu. A teprve Galileo dokázal vyvinout takovou techniku broušení čoček, která umožňovala zřetelně zvětšovat objekty. Dokázal dosáhnout dvacetinásobného nárůstu, což byl v té době skutečný průlom ve vědě. Na základě toho nelze říci, kdo vynalezl dalekohled: pokud to byl podle oficiální verze Galileo, kdo představil světu zařízení, které nazval dalekohled, a pokud se podíváte na verzi vývoje dalekohledu optické zařízení pro zvětšování objektů, pak byl Lippershey první.

První pozorování oblohy

Po příchodu prvního dalekohledu došlo k unikátním objevům. Galileo aplikoval svůj vývoj na sledování nebeských těles. Jako první viděl a načrtl měsíční krátery, skvrny na Slunci, a také považoval hvězdy Mléčné dráhy, satelity Jupitera. Galileův dalekohled umožnil vidět prstence Saturnu. Pro vaši informaci, na světě stále existuje dalekohled, který funguje na stejném principu jako Galileův přístroj. Nachází se na observatoři v Yorku. Zařízení má průměr 102 centimetrů a pravidelně slouží vědcům ke sledování nebeských těles.

Moderní dalekohledy

V průběhu staletí vědci neustále měnili zařízení dalekohledů, vyvíjeli nové modely a zlepšovali faktor zvětšení. Díky tomu bylo možné vytvořit malé a velké dalekohledy s různými účely.

Malé se obvykle používají pro domácí pozorování vesmírné objekty, i pro pozorování blízkých vesmírných těles. Velká zařízení umožňují prohlížet a pořizovat snímky nebeských těles nacházejících se v tisících světelné roky ze země.

Typy dalekohledů

Existuje několik typů dalekohledů:

Zrcadlově.
Objektiv.
katadioptrické.

Galileovské refraktory jsou klasifikovány jako čočkové refraktory. Zařízení reflexního typu se označují jako zrcadlová zařízení. Co je to katadioptrický dalekohled? Jedná se o unikátní moderní vývoj, který kombinuje čočku a zrcadlové zařízení.

Čočkové dalekohledy

Dalekohledy hrají v astronomii důležitou roli: umožňují vám vidět komety, planety, hvězdy a další vesmírné objekty. Jedním z prvních vývojů byla čočková zařízení.

Každý dalekohled má čočku. Toto je hlavní část každého zařízení. Lámá paprsky světla a shromažďuje je v bodě zvaném ohnisko. Právě v něm se buduje obraz objektu. K prohlížení obrazu se používá okulár.

Čočka je umístěna tak, aby okulár a ohnisko odpovídaly. V moderních modelech se pro pohodlné pozorování přes dalekohled používají pohyblivé okuláry. Pomáhají upravit ostrost obrazu.

Všechny dalekohledy mají aberaci – zkreslení daného objektu. Čočkové dalekohledy mají několik zkreslení: chromatické (červené a modré paprsky jsou zkreslené) a sférickou aberaci.

Zrcadlové modely

Zrcadlové dalekohledy se nazývají reflektory. Nainstalované na nich kulové zrcadlo, který sbírá světelný paprsek a odráží ho zrcadlem do okuláru. Netypické pro zrcadlové modely chromatická aberace, protože se světlo neláme. Zrcadlové přístroje však vykazují sférickou aberaci, která omezuje zorné pole dalekohledu.

Grafické dalekohledy používají složité struktury, zrcadla se složitými povrchy, které se liší od sférických.

Přes složitost designu se zrcadlové modely vyvíjejí snadněji než čočkové protějšky. Proto je tento typ častější. Největší průměr dalekohledu zrcadlového typu je více než sedmnáct metrů. Na území Ruska má největší zařízení průměr šest metrů. Po mnoho let byl považován za největší na světě.

Specifikace dalekohledu

Mnoho lidí si kupuje optické přístroje pro pozorování vesmírných těles. Při výběru zařízení je důležité vědět nejen to, co je dalekohled, ale také jaké má vlastnosti.

Zvýšit. Ohnisková vzdálenost okuláru a objektu je zvětšením dalekohledu. Li ohnisková vzdálenost objektivu dva metry a u okuláru - pět centimetrů, pak bude mít takové zařízení čtyřicetinásobné zvýšení. Při výměně okuláru bude zvětšení jiné.
Povolení. Jak víte, světlo se vyznačuje lomem a difrakcí. V ideálním případě jakýkoli obrázek hvězdy vypadá jako disk s několika soustřednými prstenci, nazývanými difrakční prstence. Rozměry disků jsou omezeny pouze možnostmi dalekohledu.

Dalekohledy bez očí

A co je to dalekohled bez oka, k čemu slouží? Jak víte, oči každého člověka vnímají obraz jinak. Jedno oko vidí více a druhé méně. Aby vědci viděli vše, co vidět potřebují, používají dalekohledy bez očí. Tato zařízení přenášejí obraz na obrazovky monitorů, přes které každý vidí obraz přesně takový, jaký je, bez zkreslení. Pro malé dalekohledy byly pro tento účel vyvinuty kamery, které jsou připojeny k zařízením a pořizují snímky oblohy.

Nejmodernější metodou vesmírného vidění je použití CCD kamer. Jedná se o speciální světlocitlivé mikroobvody, které sbírají informace z dalekohledu a přenášejí je do počítače. Data získaná od nich jsou tak jasná, že si nelze představit, jaká jiná zařízení by mohla takové informace přijímat. Lidské oko totiž nedokáže rozlišit všechny odstíny s tak vysokou jasností, jako to dělají moderní fotoaparáty.

Spektrografy se používají k měření vzdáleností mezi hvězdami a jinými objekty. Jsou spojeny s dalekohledy.

Moderní astronomický dalekohled není jedno zařízení, ale několik najednou. Přijatá data z několika zařízení jsou zpracovávána a zobrazována na monitorech ve formě obrázků. Po zpracování navíc vědci obdrží snímky ve velmi vysokém rozlišení. Je nemožné vidět stejně jasné obrazy vesmíru očima přes dalekohled.

radioteleskopy

Astronomové používají pro svůj vědecký vývoj obrovské radioteleskopy. Nejčastěji vypadají jako obrovské kovové mísy s parabolickým tvarem. Antény sbírají přijatý signál a zpracovávají přijaté informace do obrazů. Radioteleskopy mohou přijímat pouze jednu vlnu signálů.

infračervené modely

Pozoruhodným příkladem infračerveného dalekohledu je Hubbleův přístroj, i když může být zároveň optický. V mnoha ohledech je konstrukce infračervených dalekohledů podobná konstrukci modelů optických zrcadel. Tepelné paprsky jsou odráženy konvenční teleskopickou čočkou a zaostřeny do jednoho bodu, kde je umístěno zařízení, které měří teplo. Vzniklé tepelné paprsky procházejí přes tepelné filtry. Teprve poté dojde na fotografii.

Ultrafialové dalekohledy

Film může být při fotografování vystaven ultrafialovému světlu. V některých částech ultrafialového rozsahu je možné přijímat snímky bez zpracování a expozice. A v některých případech je nutné, aby paprsky světla procházely speciální konstrukcí - filtrem. Jejich použití pomáhá zvýraznit vyzařování určitých oblastí.

Jsou i další typy dalekohledů z nichž každý má svůj vlastní účel a zvláštní vlastnosti. Jedná se o modely, jako jsou rentgenové a gama dalekohledy. Podle účelu lze všechny stávající modely rozdělit na amatérské a profesionální. A to není celá klasifikace zařízení pro sledování nebeských těles.