רבים מאיתנו פשוט אוהבים להסתכל בשמים זרועי הכוכבים, מתפעלים מהיופי המדהים והמושך שלהם. כמובן שרוב האנשים שאינם אדישים לכוכבים הם סתם רומנטיקנים או אוהבי שכיבה בשטח, שואפים ריח של דשא טרי וסופרים נקודות לבנות על משטח שחור עבה עם יקירם.
אבל יש עוד קטגוריה של אוהבי שמיים. אישים אלה, ככלל, הם מדענים המעריצים את קמרון השמים לא במו עיניהם או דרך משקפיים, אלא משתמשים בטלסקופי מראה מיוחדים כדי לא רק ליהנות מהיופי של הגופים השמימיים, אלא גם לעסוק בפעילויות מדעיות, ולחשב את הדרוש מרחקים והוצאת מידע חשוב כל כך לאנושות.
מכשירים אופטיים לא רק היו העוזרים הטובים ביותר של האדם בחקר כוכבי לכת רחוקים במשך כמה אלפי שנים, אלא הם פשוט הכרחיים בחיי היומיום, מכיוון שאנשים רביםלהשתמש בטלסקופים, משקפות ומגדילים למטרות שונות, מבלי להיות מודעים למטרה המדעית המקורית של עצמים אלו. מי מאיתנו לא הכין מדורה בזכוכית מגדלת? ומי הסתכל דרך המשקפת ההפוכה? כולם עשו זאת, מה ששוב מוכיח את הצורך החיוני באנשים עם עדשות ומשקפי מגדלת.
מה זה?
טלסקופ - או, מבחינה מדעית, רפלקטור - הוא מכשיר אופטי מיוחד המבוסס על העיקרון של איסוף חלקיקי אור עם לוחית מראה. טלסקופ המראה הראשון הומצא על ידי המתמטיקאי האנגלי המפורסם אייזק ניוטון.
כן, אחריו הרבה אנשים חכמים שונים הציעו את הגרסאות שלהם ל"צינור מרוחק הראייה". אבל העדשה הישירה של ניוטון היא שהפכה לסטנדרט כמעט לכל המכשירים האופטיים החזקים. במיוחד עבור אלה המשמשים במדע ובתעשייה הצבאית. התפתחותו של הגאון האנגלי אפשרה להיפטר מהסטייה הכרומטית אחת ולתמיד - החיסרון העיקרי והבלתי נוח של כל הטלסקופים של אז.
כמכשיר אופטי, טלסקופ הרפלקס נחשב לקרוב משפחה של זכוכית הראייה ובעל עיצוב דומה, אך שונה בגודל ובאיכות העדשות.
היסטוריית האופטיקה
הכמיהה של האנושות להתבונן בעצמים או בתופעות רחוקות מהעין התעוררה הרבה לפני הופעת טלסקופי המראה הגדולים. המסע המדעי של העדשה התעורר בדיוק ברגע שבו אדם הביט לראשונה בעולם דרך פיסת נציץ, והטה אותה בזווית הנכונה כך שהמינרל יוכל מעטמקרב את האופק.
מאז, האנושות מחפשת ללא לאות דרכים להשיג אפקט דומה. אנשים המציאו באופן פעיל מסגרות, מחזיקים, ליטוש נציץ, ניסו לעבוד עם קוורץ.
עם הופעת הזכוכית, נמשכו הניסויים בהמצאת "מכשיר התקרבות התמונה", כאשר חלקים פגומים שונים של חומר נכנסו לפעולה, כך או אחרת עיוותו את החלל דרך עצמם.
עברו שנים רבות עד שהאנושות הצליחה לבנות את טלסקופ המראה הראשון. עם זאת, חשוב לזכור שכל התעשייה האופטית התחילה עם חתיכת נציץ זעירה.
מאז גילוי הרכב הזכוכית על ידי האדם, הוא חדל להזדקק לנציץ ולקוורץ כתחליפים או אנלוגים של החומר הנפלא הזה. המכשירים האופטיים הראשונים שנוצרו על ידי האדם היו עיצובים פשוטים למדי כמו זכוכית מגדלת או מונוקל, כלומר חתיכת זכוכית שהוכנסה באומנות למסגרת ברזל.
אנגליה
בתחום המתמטיקה והפיזיקה, המדינה הצפונית הזו הקדימה כמעט תמיד את כדור הארץ כולו בנתיב ההתפתחות המדעי שלה במאות שנים, אם לא אלפי שנים של התקדמות. העולם כולו משתמש במכשירים אופטיים הודות להופעתו בשנת 1668 של טלסקופ המראה של ניוטון. גאון מפוגי אלביון הציע את החזון שלו על "צינור מרוחק-רואי" באמצעות שתי עדשות ישרות בלבד. המראה הראשית היא קולט אור, החושפת את עצמה לקרניים ישירות מאיזושהי תאורה, ולאחר מכן מעבירה את אלומת האור הנאספת בזרם אחד למראה אלכסונית שטוחה קטנה, אשרממוקם ליד המוקד העיקרי. המשימה של חתיכת זכוכית חד-צדדית זו היא להסיט את האור אל מחוץ לגוף של טלסקופ מחזיר מראה. במקום הזה מתרחשת האינטראקציה של העינית והתמונה הנופלת לתוכה, כשהיא משתקפת מהזכוכית האלכסונית המשנית, ומצטלמת. סוג המראה המובנית תלוי ישירות בקוטר הצינור - ניתן להחדיר בקלות זכוכית פרבולית לתוך מעטפת בעלת קיבולת גדולה, וזכוכית כדורית יכולה להתאים גם לצינור קטן יותר.
המערכת של גרגורי
עם זאת, לא רק מגלה כוח הכבידה יכול להיחשב כממציא הטלסקופ, שכן עצם העובדה שניתן לצפות בעצמים דרך זכוכית נחקרה הרבה לפני לידתו של ניוטון, ישנן תשובות רבות על השאלה מי המציא את טלסקופ המראה
לדוגמה, בן ארצו של ניוטון, ג'יימס גרגורי, הציע בשנת 1663 את החזון שלו על "צינור מרוחק רואי", וסיפק לו שלוש כוסות בבת אחת. התוכנית של הגרסה המוצעת תוארה על ידי המדען בספר Optica Promota, המכיל גם רעיונות נפלאים נוספים על השימוש בזכוכית בחיי היומיום.
המכשיר של טלסקופ המראה הראשון של גרגורי הוא די פשוט במבט ראשון. הוא מבוסס על מראה פרבולית קעורה האוספת אלומות אור שונות, משלבת אותן ומכוונת אותן למראה אליפטית קעורה קטנה יותר.
המראה הקטנה בתורה שולחת את האור בחזרה אל החור המרכזי של הזכוכית הגדולה שמגינה על העינית. אורך מוקד של טלסקופ מראהגרגורי גדול משמעותית מהדגם הניוטוני, שבגללו עין המתבונן רואה תמונה ישרה, אחידה, ולא הפוכה ב-180 מעלות, כמו בדגם הקודם.
Cassegrain Idea
שיטה דומה הוצעה בשנת 1672 על ידי לורן קאסגריין. פיתוחו התבסס גם על שתי מראות בקטרים שונים. עם זאת, לורן העדיף לעבוד עם השתקפות ישירה של אור, תוך צמצום העיצוב כולו להעברת קרני אור בין שתי כוסות.
תכונה ייחודית של הטלסקופ שלו הייתה העובדה שהמראה המשנית הייתה גדולה בהרבה מהמראה הראשית. מאתיים שנה לאחר מכן, רעיון זה יילקח כבסיס על ידי האופטיקאי הסובייטי המפורסם D. D. Maskukov, אשר יניח את היסודות הבסיסיים של המדע הרוסי של מכשירים אופטיים, וגם ימציא את הדגם הראשי של הטלסקופ, שיהפוך לבסיס. עבור כל הכלים הקשורים לקירוב תמונה בברית המועצות. האיחוד.
המערכות הבאות, בדומה לעיצוב של Ritchie-Chrétien, הן רק גרסאות משלימות ומתוקנות של הרעיונות של Cassgrain.
החידוש של לומונוסוב
היוצא מן הכלל היחיד הוא התיאוריה האופטית של הרשל, שבזמנו שופרה באופן משמעותי על ידי האנציקלופד הרוסי המבריק מיכאיל לומונוסוב. מהות הרעיון היא שהזכוכית הראשית הוחלפה במראה קעורה.
בשביל מה טלסקופ?
כולם יודעים שמכשירים לחקר פני השטח השמימיים משמשים בעיקר אסטרונומים ומדענים אחרים, שעל סמך הנתונים שהתקבלו מסיקים מסקנות ברחבי העולםמשפיע על ענפי מדע שונים. דיסציפלינות כמו גיאוגרפיה, גיאודזיה, ביולוגיה, ביופיסיקה ועוד רבים אחרים תלויים באסטרונומיה. אפילו תחזית מזג אוויר רגילה היא כמעט בלתי אפשרית. לא קיבלנו נתונים בזמן על מיקומם של גרמי שמים ביחס לשמש.
יש צורך בטלסקופ על מנת לצפות ישירות בעצמים ובתופעות שונות שעשויות להתברר כחיוניות עבור המדע ועבור האנושות כולה. מכשירים בגדלים שונים, בעלי מאפיינים שונים באופן משמעותי, משמשים הן לצפייה רגילה בשמי הלילה והן לחדירה לסודות של ערפיליות וגלקסיות רחוקות.
המכשירים הגדולים ביותר
כיום, יש מספר עצום של מכשירים טכנולוגיים שונים המאפשרים לך לחקור את השמים זרועי הכוכבים. רובם פשוט מדהימים בגודלם ותופסים שטח עצום. לדוגמה, הטלסקופ הגדול ביותר בברית המועצות, BTA, נחשב במשך זמן רב לגדול בעולם, שכן קוטר המראה הראשוני היה עד שישה מטרים!
בשנת 2005, נבנה חוקר גדול עוד יותר של גרמי שמיים - מכשיר שנקרא "הטלסקופ המשקפת הגדול". היא נבדלת בכך שהמראה שלה מוצקה, כלומר היא מורכבת מחתיכת זכוכית אחת.
באותה שנה הוקם ברפובליקה של דרום אפריקה "הטלסקופ הדרום אפריקאי הגדול", שהמראה הראשית שלו הייתה מורכבת מתשעים ואחד משושים ענקיים זהים.
מכשיר
לטלסקופ המראה האופטי יש מבנה פשוט למדי. כל תלמיד יכול ליצור באופן עצמאי מכשיר דומה עם עדשה אחת או שתיים בלבד וצינור קרטון חלול. כמובן, מכשירים חזקים אמיתיים אינם עשויים מזכוכית ומנייר, אלא על פי עיקרון דומה.
המכשיר הוא מערכת סגורה, המבוססת על צינור חלול מוצק, כאשר משני קצותיו מוכנסות עדשות מסוגים ומבנים שונים. המישור האחורי של הזכוכית הראשונה מיושר עם המישור הקדמי של השנייה, מה שנותן אפקט של התקרבות לתמונה שנמצאת למעשה רחוקה מהצופה.
ביקורות
איך בוחרים טלסקופ טוב? על שאלה זו קל לענות אם אתה יודע בדיוק כיצד הקונה ישתמש בה. אם אדם רק מעוניין לראות את השמים זרועי הכוכבים קצת יותר קרוב, אז כל מודל תקציב למתחילים יתאים. אם מי שרוצה לקנות את המכשיר הוא אסטרונום, גם אם הוא חובבן, אבל עדיין אסטרונום, אז כדאי לחשוב על רכישת אנלוגי יקר יותר.
במקרה בו המדע והמחקר יקרים לבעל העתיד של הטלסקופ, כדאי להכיר בכך שיש צורך במכשיר מקצועי, שהוא יקר מאוד. אין טיפים ספציפיים לבחירת טלסקופ, אתה רק צריך להבין בבירור למה אתה בוחר בו!
