Teleskop

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 14 augusti 2022; kontroller kräver 2 redigeringar .

Ett teleskop (från annan grekisk τῆλε [tele] "långt bort" + σκοπέω [skopeo] "Jag tittar") är en anordning ( astronomiskt instrument ) med vilken man kan observera avlägsna objekt genom att samla in elektromagnetisk strålning (till exempel synligt ljus ).

Det finns teleskop för alla områden av elektromagnetisk strålning:

Dessutom kallas neutrinodetektorer ofta för neutrinoteleskop . Även kallade teleskop kan kallas gravitationsvågsdetektorer .

Optiska teleskopsystem används inom astronomi (för att observera himlakroppar [1] ), i optik för olika hjälpändamål: till exempel för att ändra divergensen hos laserstrålning [2] . Teleskopet kan också användas som ett spotting-kikare för att lösa problemen med att observera avlägsna objekt [3] . De allra första ritningarna av det enklaste linsteleskopet hittades i Leonardo Da Vincis anteckningar. Byggde ett teleskop 1608 av Lippershey . Dessutom tillskrivs skapandet av teleskopet till hans samtida Zachary Jansen .

Historik

Året för uppfinningen av teleskopet, eller snarare teleskopet , anses vara 1607 , när den holländska glasögonmästaren John Lippershey demonstrerade sin uppfinning i Haag . Ändå nekades han patent på grund av det faktum att andra mästare, som Zachary Jansen från Middelburg och Jakob Metius från Alkmaar , redan hade kopior av teleskop, och den senare, kort efter Lippershey, lämnade in en begäran till generalstaterna (det holländska parlamentet). ) för patent . Senare forskning visade att kikare troligen var kända tidigare, redan 1605 [4] . I "Additions to Vitellia", publicerad 1604, betraktade Kepler strålarnas väg i ett optiskt system bestående av en bikonvex och bikonkava lins. De allra första ritningarna av det enklaste linsteleskopet (både enlins och tvålins) hittades i Leonardo da Vincis anteckningar , som går tillbaka till 1509. Hans inlägg har överlevt: "Gör glasögon för att titta på fullmånen" ("Atlantiska koden").

Galileo Galilei blev den första att rikta ett teleskop mot himlen, förvandla det till ett teleskop och att ta emot nya vetenskapliga data . 1609 skapade han sitt första 3x-teleskop. Samma år byggde han ett teleskop med åttafaldig förstoring, cirka en halv meter långt. Senare skapade han ett teleskop som gav en 32-faldig ökning: längden på teleskopet var ungefär en meter och linsens diameter var 4,5 cm. Det var ett mycket ofullkomligt instrument som hade alla möjliga avvikelser . Ändå gjorde Galileo med hans hjälp ett antal upptäckter.

Namnet "teleskop" föreslogs 1611 av den grekiske matematikern Ioannis Dimisianos (Giovanni Demisiani-Giovanni Demisiani) för ett av Galileos instrument, som visades vid Accademia dei Lincei utanför stadens symposium . Galileo använde själv termen lat för sina teleskop. perspicillum [5] .  

På 1900-talet utvecklades också teleskop som fungerade över ett brett spektrum av våglängder från radio till gammastrålar. Det första specialdesignade radioteleskopet togs i bruk 1937. Sedan dess har ett stort utbud av sofistikerade astronomiska instrument utvecklats.

Optiska teleskop

Teleskopet är ett rör (fast, ram) monterat på ett fäste försett med axlar för att peka på observationsobjektet och spåra det. Ett visuellt teleskop har en lins och ett okular . Linsens bakre fokalplan är i linje med okularets främre fokalplan [6] . I stället för ett okular kan en fotografisk film eller en matrisstrålningsdetektor placeras i linsens fokalplan . I det här fallet är teleskoplinsen, ur optikens synvinkel, en fotografisk lins [7] , och själva teleskopet förvandlas till en astrograf . Teleskopet fokuseras med en fokuseringsanordning (fokuseringsanordning).

Enligt deras optiska design är de flesta teleskop indelade i:

Detta kan vara en enda lins (Helmut-systemet), ett linssystem (Volosov-Galpern-Pechatnikova, Baker-Nan), en akromatisk Maksutov- menisk (system med samma namn) eller en planoid asfärisk platta (Schmidt, Wright-system). Ibland är den primära spegeln formad som en ellipsoid (vissa meniskteleskop), en oblate sfäroid (Wrights kamera) eller bara en lätt formad oregelbunden yta. Detta lyckas korrigera de återstående avvikelserna i systemet.

Dessutom använder professionella astronomer speciella solteleskop för att observera solen , som skiljer sig strukturellt från traditionella stjärnteleskop.

Inom amatörastronomi används, förutom en fokuserad bild, en ofokuserad bild, som erhålls genom att förlänga okularet - för att utvärdera ljusstyrkan hos nebulösa föremål, till exempel kometer , genom jämförelse med stjärnornas ljusstyrka [8] :173 . För en liknande bedömning av månens ljusstyrka på en fullmåne , till exempel under en månförmörkelse , används ett "inverterat" teleskop - som observerar månen genom linsen [8] :134 .

Radioteleskop

Radioteleskop används för att studera rymdobjekt i radioområdet. Huvudelementen i radioteleskop är en mottagningsantenn och en radiometer  — en känslig radiomottagare som kan ställas in i frekvens — och mottagningsutrustning. Eftersom radioräckvidden är mycket bredare än den optiska räckvidden, används olika konstruktioner av radioteleskop för att detektera radiostrålning, beroende på räckvidden. I det långa våglängdsområdet ( meteravstånd ; tiotals och hundratals megahertz ) används teleskop som består av ett stort antal (tiotals, hundratals eller till och med tusentals) elementära mottagare, vanligtvis dipoler. För kortare vågor (decimeter- och centimeterräckvidd; tiotals gigahertz) används parabolantenner med halv- eller fullrotation. Dessutom, för att öka upplösningen hos teleskop, kombineras de till interferometrar . När man kombinerar flera enstaka teleskop placerade i olika delar av jordklotet till ett enda nätverk talar man om mycket lång baslinjeradiointerferometri (VLBI). Ett exempel på ett sådant nätverk är det amerikanska VLBA-systemet ( Very Long Baseline Array ) .  Från 1997 till 2003 fungerade det japanska radioteleskopet HALCA ( Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy ), som ingår i VLBA-teleskopnätverket , vilket avsevärt förbättrade upplösningen i hela nätverket. Det ryska orbitala radioteleskopet RadioAstron är också planerat att användas som ett av elementen i den gigantiska interferometern.  

Rymdteleskop

Jordens atmosfär sänder strålning bra inom det optiska (0,3-0,6 mikron ), nära infrarött (0,6-2 mikron) och radio (1 mm  - 30 m ) intervall. Men när våglängden minskar minskar atmosfärens transparens kraftigt, vilket resulterar i att observationer i ultravioletta, röntgen- och gammaområdena blir möjliga endast från rymden. Ett undantag är registreringen av ultrahögenergi gammastrålning, för vilken metoderna för kosmisk strålning astrofysik är lämpliga : högenergi gammastrålning fotoner i atmosfären ger upphov till sekundära elektroner, som registreras av markbaserade anläggningar som använder Cherenkov glöd . Ett exempel på ett sådant system är CACTUS- teleskopet .

Atmosfärsabsorptionen är också stark i det infraröda området, men i området 2-8 µm finns det ett antal transparensfönster (liksom i millimeterområdet) där observationer kan göras. Dessutom, eftersom de flesta av absorptionslinjerna i det infraröda området tillhör vattenmolekyler , kan infraröda observationer göras i torra områden på jorden (naturligtvis vid de våglängder där genomskinliga fönster bildas på grund av frånvaron av vatten). Ett exempel på en sådan teleskopplacering är South Pole Telescope , beläget vid den geografiska sydpolen , som arbetar i submillimeterområdet.

I det optiska området är atmosfären genomskinlig, men på grund av Rayleigh-spridning sänder den ljus av olika frekvenser på olika sätt, vilket leder till en förvrängning av stjärnornas spektrum (spektrumet skiftar mot rött). Dessutom är atmosfären alltid inhomogen, det finns konstanta strömmar (vindar) i den, vilket leder till bildförvrängning. Därför är upplösningen för terrestra teleskop begränsad till ungefär 1 bågsekund, oavsett teleskopets öppning . Detta problem kan delvis lösas genom att använda adaptiv optik , som avsevärt kan minska atmosfärens inverkan på bildkvaliteten, och genom att höja teleskopet till en högre höjd, där atmosfären är mer sällsynt - in i bergen eller i luften på flygplan eller stratosfäriska ballonger . Men de bästa resultaten uppnås när man placerar teleskop i rymden. Utanför atmosfären är förvrängningar helt frånvarande, därför bestäms den maximala teoretiska upplösningen för teleskopet endast av diffraktionsgränsen : φ=λ/D (vinkelupplösning i radianer är lika med förhållandet mellan våglängden och bländardiametern). Till exempel är den teoretiska upplösningen för ett rymdteleskop med en spegel 2,4 meter i diameter (som Hubble- teleskopet ) vid en våglängd på 555 nm 0,05 bågsekunder (den verkliga Hubble-upplösningen är två gånger sämre - 0,1 sekunder, men fortfarande en order av magnitud högre än för terrestra teleskop).

Borttagning i rymden gör att du kan öka upplösningen för radioteleskop, men av en annan anledning. Varje radioteleskop i sig har en mycket liten upplösning. Detta förklaras av det faktum att längden på radiovågor är flera storleksordningar större än för synligt ljus, så diffraktionsgränsen φ=λ/D är mycket större, även om storleken på ett radioteleskop också är tiotals gånger större än den för en optisk. Till exempel, med en bländare på 100 meter (det finns bara två så stora radioteleskop i världen), är upplösningen vid en våglängd på 21 cm (neutral vätelinje) bara 7 bågminuter och vid en längd av 3 cm - 1 minut, vilket är helt otillräckligt för astronomisk forskning (som jämförelse är upplösningen för blotta ögat 1 minut, månens skenbara diameter  är 30 minuter). Men genom att kombinera två radioteleskop till en radiointerferometer kan du öka upplösningen avsevärt - om avståndet mellan två radioteleskop (den så kallade radiointerferometerbasen ) är lika med L, så bestäms inte vinkelupplösningen längre av formeln φ=λ/D, men φ=λ/L. Till exempel, vid L=4200 km och λ=21 cm, kommer den maximala upplösningen att vara ungefär en hundradels bågsekund. Men för terrestra teleskop kan den maximala basen uppenbarligen inte överstiga jordens diameter. Genom att skjuta upp ett av teleskopen ut i rymden kan man öka basen avsevärt, och därmed upplösningen. Till exempel kommer upplösningen för rymdteleskopet RadioAstron , när man arbetar tillsammans med det markbundna radioteleskopet i radiointerferometerläget (bas 390 tusen km), att vara från 8 till 500 mikrosekunders båge, beroende på våglängden (1,2-92 cm) ). (som jämförelse, i en vinkel på 8 mikrosekunder, är ett föremål 3 m stort synligt på ett avstånd från Jupiter, eller ett föremål av jordens storlek på ett avstånd av Alpha Centauri ).

Anmärkningsvärda tillverkare av amatörteleskop

Kommersiella tillämpningar av teleskop

Den kommersiella tillämpningen av teleskop för närvarande är användningen av dessa verktyg för att söka efter konstgjorda rymdobjekt och förfina parametrarna för deras banor, genom att sammanställa en katalog över rymdskräp [9] .

Kommersiella företag som verkar på denna marknad:

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Teleskop (astronomiskt) - artikel från Great Soviet Encyclopedia . 
  2. ↑ Pakhomov I. I., Rozhkov O. V. Optoelektroniska kvantenheter. - 1:a uppl. - M . : Radio och kommunikation, 1982. - S. 184. - 456 sid.
  3. ↑ Landsberg G.S. Optik . - 6:e uppl. - M . : Fizmatlit, 2003. - S.  303 . — 848 sid. — ISBN 5-9221-0314-8 .
  4. ↑ V. A. Gurikov. Historien om skapandet av teleskopet. Historisk och astronomisk forskning, XV / Ed. ed. L. E. Maistrov - M., Nauka, 1980.
  5. ↑ S. I. Vavilov. Galileo i optikens historia Arkiverad 22 juli 2018 på Wayback Machine // UFN . - 1964. - T. 64. - Nr 8. - S. 583-615.
  6. ↑ Panov V.A. Handbok för designern av optisk-mekaniska enheter. - 1:a uppl. - L . : Mashinostroenie, 1991. - S. 81.
  7. ↑ Turygin I. A. Tillämpad optik. - 1:a uppl. - M . : Mashinostroenie, 1966.
  8. ↑ 1 2 Tsesevich V.P. Vad och hur man observerar på himlen. - 6:e uppl. — M .: Nauka , 1984. — 304 sid.
  9. ↑ Nytt skräp i geostationär omloppsbana: förstörelsen av Telcom-1 och AMC-9  (ryska) . Arkiverad från originalet den 4 september 2017. Hämtad 4 september 2017.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger
 Teleskop
Sorts
montera
Övrig