Реферат: «Телескопы и история их создания». Телескоп реферат

Доклад к презентации " Телескоп и история их сздания

Телескопы и история их создания

Зубков Владимир

МКОУ Чикская СОШ №6 9 класс

Научный руководитель:

Завозина Маргарита Владимировна

Учитель физики

Содержание

Введение……………………………………………………………….3

1. Глава 1

1.1 История создания первых телескопов…………………….…….5 

1.2.Современные виды телескопов..…………………..…………….9

Глава 2

2.1 Домашний телескоп……………………………………………..13

Заключение……………….………………………………..…………14

Список используемой литературы………….………………………14

Приложения………………………………………………………… 15

Введение

Унося наши чувства далеко за границы воображения наших предков, эти замечательные инструменты ,телескопы, открывают путь к более глубокому и более прекрасному пониманию природы

Рене Декарт,1637г

Весной 2009 года  в  итальянском городе Флоренция проходило празднование юбилея одного из величайших открытий мира. 400 лет назад Галилео Галилей изобрел первый в мире телескоп.  Это изобретение изменило представление человечества о Вселенной.

Часто, глядя в небо, я задумывался над тем, как же могли еще в старину, глядя на небо, делать открытия, находить новые планеты, определять траектории движения планет, одним словом, «разгадывать» тайны Вселенной. Ведь далеко не все можно увидеть невооруженным глазом. Заинтересовавшись этой проблемой, я выяснил, что первым астрономическим прибором был телескоп. За прошедшие века он совершенствовался и изменялся. Какой восторг вызвал у обывателей и учёных мужей первый телескоп! Какие невероятные открытия за этим последовали! Но с годами телескоп не утратил своей значимости. Именно поэтому мне захотелось узнать, каким же был первый телескоп, кто был его первооткрывателем и какими возможностями обладает современный телескоп.

Завоевать космос – это не означает только там побывать, это означает познать его. Наблюдение за небом и является одним из способов этого познания.   Незаменимыми помощниками в этом являются телескопы.  Благодаря им астрономы  смогли открыть миллиарды новых звезд и новых галактик.

Телеско́п (от др.-греч. . “теле” - “вдаль”, “далеко” и “скопео” - “смотрю”) — прибор, предназначенный для наблюдения небесных светил.

Какими бы ни были конструкции телескопов, у них есть общие черты. Назначение всех телескопов заключатся в увеличении угла зрения, под которым видны небесные тела. Телескоп собирает во много раз больше света, приходящего от небесного светила, чем глаз человека. Благодаря этому в телескоп можно рассматривать не видимые невооруженным глазом детали поверхности ближайших в Земле небесных тел и увидеть множество слабых звезд. 

Актуальность: созданный около четырехсот лет назад, телескоп является своеобразным символом современной науки, воплощая в себе извечное стремление человечества к познанию.

Объект исследования: различные виды телескопов.

Цель моего исследования: рассмотреть историю создания телескопа, создать домашний телескоп.

Задачи исследования: собрать и изучить теоретический материал о телескопе, используя все доступные источники информации.

Основная гипотеза – телескопы и грандиозные обсерватории вносят немалый вклад в развитие целых областей науки, посвященных исследованию структуры и законов нашей Вселенной.  Научная новизна  работы заключается в значимости телескопов на современном этапе развития науки и техники ,в истории космических достижений. Практическая значимость: материалы исследования могут быть использованы на уроках физики, истории, географии, во внеклассной работе. Сегодня телескоп все чаще можно встретить не в научной обсерватории, а в обычной городской квартире, где живет обычный астроном-любитель, который ясными звездными ночами отправляется приобщаться к захватывающим красотам космоса. 

 Глава 1

Глава 1.1. История создания первых телескопов

Кто же изобрел телескоп? 

Ответ будет очень простой: этого мы никогда не узнаем. Ибо..Трудно сказать, кто первый изобрел телескоп.

Известно, что еще древние употребляли увеличительные стекла. Дошла до нас легенда о том, что якобы Юлий Цезарь во время набега на Британию с берегов Галлии рассматривал в подзорную трубу туманную британскую землю.

Роджер Бекон, один из наиболее замечательных ученых и мыслителей XIII века, в одном из своих трактатов утверждал, что он изобрел такую комбинацию линз, с помощью которой удаленные предметы на расстоянии кажутся близкими. [1, 46].

Астроном Томас Диггес в 1450 году попытался увеличить звезды с помощью выпуклой линзы и вогнутого зеркала. Однако у него не хватило терпения доработать устройство, и полу-изобретение вскоре было благополучно забыто.

Но самые первые чертежи простейшего линзового телескопа (причем как однолинзового, так и двухлинзового) были обнаружены еще в записях Леонардо да Винчи датируемых 1509-м годом. Сохранилась его запись: «Сделал стекла, чтобы смотреть на полную Луну» («Атлантический кодекс»).[2,136]

Дело сдвинулось с мёртвой точки в начале XVII века . Практически же реализовал идею человек, который даже не был учёным: голландский очковый мастер Иоганн Липпершней увидел как его дети играли линзами. Наложив их одну на другую, они смогли хорошо рассмотреть отдалённую башню, вдохновленный идеей детей, сконструировал прибор, который назвал «зрительной трубой». Он даже попытался его запатентовать, но получил отказ: во-первых, устройство посчитали слишком простым, во-вторых, независимо от Липпершнея такое же изобретение сделал его сосед Захарий Янсен – тоже очковый мастер, а также другой голландец – Якоб Метиус, а последний вскоре после Липпершнея подал в Генеральные штаты (голландский парламент) запрос на патент.

Таким образом, первенство изобретения прообраза телескопа (зрительной трубы) доказать трудно.

И все-таки годом изобретения зрительной трубы, считают 1608 год. К концу 1608 года небольшие подзорные трубы стали распространены по всей Франции и Италии. Поначалу  зрительная труба оставалась «игрушкой  для взрослых».

Весной 1609 г. профессор математики университета итальянского города Падуи узнал о том, что один голландец изобрёл удивительную трубу. Взяв кусок свинцовой трубы, профессор вставил в неё с двух концов два очковых стекла: одно - плосковыпуклое, а другое - плосковогнутое. “Прислонив мой глаз к плосковогнутой линзе, я увидел предметы большими и близкими, так как они казались находящимися на одной трети расстояния по сравнению с наблюдением невооружённым глазом”, - писал Галилео Галилей. Профессор решил показать свой инструмент друзьям в Венеции. “Многие знатные люди и сенаторы поднимались на самые высокие колокольни церквей Венеции, чтобы увидеть паруса приближающихся кораблей, которые находились при этом так далеко, что им требовалось два часа полного хода, чтобы их заметили глазом без моей зрительной трубы”, - сообщал он.

Вдохновленный открытием Галлей в августе 1609 года изготовил первый в мире полноценный телескоп.

Телескоп имел скромные размеры (длина трубы 1245 мм, диаметр объектива 53 мм, окуляр 25 диоптрий), несовершенную оптическую схему и 30-кратное увеличение ( приложение 1). Он увидел то, что ранее было невозможно. Луна, испещренная горами и долинами, оказалась миром, сходным хотя бы по рельефу с Землей. Юпитер, предстал перед глазами изумленного Галилея крошечным диском, вокруг которого вращались четыре необычные звездочки – его спутники. При наблюдении в телескоп планета Венера оказалась похожа на маленькую Луну. В темные ночи, когда небо было чистым, в поле зрения галилеевского телескопа было видно множество звезд, недоступных невооруженному глазу.

Насколько велик был в то время интерес к астрономии, видно из того, что только в Италии Галилей сразу получил заказ на сто инструментов своей системы. Одним из первых оценил открытия Галилея другой выдающийся астроном того времени Иоганн Кеплер. В 1610 году Кеплер придумал принципиально новую конструкцию зрительной трубы, состоявшую из двух двояковыпуклых линз( приложение 2).

Сам Кеплер не мог собрать телескоп — для этого у него не было ни средств, ни квалифицированных помощников. Однако в 1613 году по схеме Кеплера построил свой телескоп другой астроном — Шейнер, оппонент Галлилея в его горячих спорах.

В середине XVII века «телескопическая лихорадка» захватила всех. В городах линзы шлифовали в домах ремесленников и купцов, дворян и вельмож. Изготовление телескопов стало модным. А наблюдение неба – просто необходимым занятием каждого более или менее образованного человек.

Очень плохое качество изображения в первых телескопах заставило оптиков искать пути решения этой проблемы. Оказалось, что увеличение фокусного расстояния объектива значительно улучшает качество изображения.

Телескоп Гевелия имел длину 50 м и подвешивался системой канатов на столбе. (Приложение 4)

К 1656 году Христиан Гюйгенс сделал телескоп, увеличивающий в 100 раз наблюдаемые объекты.

Христиан Гюйгенс, наблюдая в 64-метровый воздушный телескоп, открыл кольцо Сатурна и его спутник – Титан, а также заметил полосы на диске Юпитера. Рекорд принадлежит, видимо, астроному Озу, которому удалось в 1664 году соорудить телескоп с увеличением в 600 раз. При этом длина трубки была 98 метров. При этом он не имел трубы, объектив располагался на столбе на расстоянии почти 100 метров от окуляра, который наблюдатель держал в руках (так называемый воздушный телескоп). Наблюдать с таким телескопом было очень неудобно. Озу не сделал ни одного открытия. Легко догадаться о затруднениях, которые пришлось претерпеть Озу, ведя наблюдения с помощью такого неуклюжего приспособления.

Первый телескоп-рефлектор был построен Исааком Ньютоном в 1668 году. Схема по которой он был построен получила название « схема Ньютона.

Ломоносов и Гершель, независимо друг от друга, изобрели совершенно новую конструкцию телескопа, в которой главное зеркало наклоняется без вторичного, тем самым уменьшая потери света ( приложение 6). А Гершель собственноручно в мастерской сплавлял зеркала из меди и олова. Главный труд его жизни – большой телескоп с зеркалом диаметром 122 см.

К концу 18 века компактные удобные телескопы пришли на замену громоздким рефлекторам. Металлические зеркала тоже оказались не слишком практичны - дорогие в производстве, а также тускнеющие от времени. К 1758 году с изобретением двух новых сортов стекла: легкого - крон и тяжелого - флинта, появилась возможность создания двухлинзовых объективов. Чем благополучно и воспользовался ученый Дж. Доллонд, который изготовил двухлинзовый объектив, впоследствии названный доллондовым. (Приложение 3)

Немецкий оптик Фраунгофер поставил на конвейер производство и качество линз. И сегодня в Тартуской обсерватории стоит телескоп с целой, работающей линзой Фраунгофера (Приложение 5).

В конце 19 века Кросслей, астроном-любитель, обратил свое внимание на алюминиевые зеркала. Купленное им вогнутое стеклянное параболическое зеркало диаметром 91 см сразу было вставлено в телескоп. Сегодня телескопы с подобными громадными зеркалами устанавливаются в современных обсерваториях.

Глава 1.2 Современные виды телескопов

Подлинной революцией в астрономических  исследованиях стал телескоп в Паломар, созданный в 1934 г. – с огромным кварцевым зеркалом.

В 1976 г. в Советском Союзе был построен Большой Телескоп Азимутальный (БТА)  длиной 6м, и до начала XXI века он был крупнейшим в мире, но теперь входит лишь во вторую десятку. На сегодняшний день рекордсменом является The Gran Telescopio CANARIAS, установленный в 2009 г. на Канарских островах.

До сих пор мы говорили об оптических телескопах. В 30-х гг. XX в. стараниями американских радиоинженеров К.Янского и Г.Ребера были созданы радиотелескопы, регистрирующие радиоизлучение космических объектов. Они состоят из антенного устройства и радиометра. Сейчас радиотелескопы применяются наряду с оптическими.

Но каким бы ни был телескоп,  его работу изрядно осложняет земная атмосфера, а раз так – долой атмосферу! Выходим в космос! Первый и самый известный орбитальный телескоп  – «Хаббл» – был запущен в 1990 г. (Приложение 7). Затем космический телескоп им. Вебба (Приложение8) Благодаря «Хабблу» наблюдали извержение вулканов на Ио и падение на Юпитер кометы Шумейкера-Леви, открыли новые галактики. Космический телескоп Хаббл, делает потрясающие фотографии планет и их спутников, астероидов, далеких галактик, звезд, туманностей…

Галактика Головастик

Галактика Водоворот

Телескоп « Чандра». Высокотехнологичный рентгеновский телескоп. Он умеет анализировать энергетические колебания на уровне рентгеновских лучей, изображения полученные данным способом ,более четкие ,чем у « Хаббла»

Большой Южноафриканский телескоп (диаметр телескопа ровно 11 метров)

Большой Канарский телескоп- это самый большой телескоп в мире, установлен на высоте 2400м над уровнем моря. Это главный помощник в изучении отдаленных галактик ,черных дыр и планет других систем

Телескоп VLT - очень большой телескоп. Это отряд из 4 телескопов, каждый имеет размер в диаметре 8,2м. Он дает мощнейший эффект приближения.

Глава 2. Домашний телескоп.

Изучив материал по теме исследования, решил сделать телескоп сам.

В качестве объектива использовал очковую линзу +0,75 диоптрии ( хотел взять + 1 дптр, но не нашёл) и диаметром 70мм . Вырезал в пластмассовой крышке окружность диаметром 58-60мм. Она нам служит для закрепления объективной линзы, а также закрывает немного края линзы (см. фото, приложение 9).Для окуляра взял линзу с фокусным расстоянием 20мм.Трубу телескопа, в которой укрепляется объектив хотел вначале сделать из ватмана, но у друзей увидел футляр из под фотообоев и взял его. Он ровный, довольно прочный и достаточно длинный(1,5м) Главную трубу делаю сантиметров на десять короче фокусного расстояния объектива-123 см. Для окулярной трубки использовал пластмассовую бутылку. Обрезал дно. Горлышко немного обрезал и в горлышко очень хорошо вошёл окуляр. Для надежности закрепил изолентой. (см фото в приложении 9). Объективная линза прочно вошла в наш футляр-трубу. (см. фото приложение 9) Окулярная труба по диаметру получилась меньше объективной трубы. Чтобы обеспечить плавное движение окулярной трубы в объективной, пришлось на окулярную трубу намотать и проклеить несколько витков бумаги, добился того, что окулярная труба двигалась в объективной на трении ( приложение 9 ,фото )Чтобы было удобнее вести наблюдение, взял треногу( наверное от старого телескопа) . Есть металлические направляющие для крепления гипсокартона, использовал её примерно 0,5м. Пробил гвоздем две дырки и с помощью проволоки прикрутил к штырю треноги. Чтобы труба была под углом, под направляющую прикрепил необходимое количество пластилина, положил телескоп на направляющую и закрепил с помощью шпагата (см. фото приложение 9). С помощью сделанного мной рефрактора, мы сможем наблюдать горы на Луне, кольца Сатурна, фазы Венеры. Для того, чтобы рассчитать увеличение телескопа необходимо фокусное расстояние объектива разделить на фокусное расстояние окуляра.

Заключение

В заключении можно сделать следующие выводы:

1. изучив теоретический материал по теме, установил, что существует большое разнообразие телескопов, узнал историю их создания.

2. сконструировав модель телескопа, можно наблюдать тела Вселенной. С древних времен наблюдают астрономы за процессами, происходящими во Вселенной. Их открытия связаны, как правило, с появлением новых изобретений и технологий. Использование телескопа привело к резкому скачку количества открытий и существенному расширению области знаний о космических объектах. Дальнейшее увеличение мощности астрономических приборов продолжало увеличивать и количество открытий, сделанных с их помощью. Современная аппаратура способна обнаруживать даже невидимые глазу космические излучения. Благодаря таким приборам в течение XX- XX1 века во Вселенной было сделано больше открытий, чем за всю историю человечества.Вывод:

- Телескопы сыграли большую роль в формировании мировоззрения человечества.

- Я познакомилась с устройством телескопа и сделал его сам.

Телескопы и сейчас играют большую роль в познании мира

Список используемой литературы и Интернет ресурсов:

1. Амбарцумян В.А. Загадки Вселенной.- М.: Педагогика, 1987.

2. Всё обо всём. Энциклопедия. – М: Аванта-Плюс, 2000. 

3. Гурштейн А.А. Извечные тайны неба.- Просвещение, 1984.

4. Интернет –ресурсы: astronews.prao.ru ,

5. www.astrotime.ru , www.sky-watcher.ru ,

www.binoculars.ru

Приложение

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Объектив Дж.Доллонда

Приложение 4 . Телескоп Гавилия

Приложение 5 . Телескоп Фраунгофера

Приложение 6 ( телескоп Гершеля)

Приложение 7. Телескоп Хаббл

Приложение 8. Космический телескоп им. Вебба.

Приложение 9

infourok.ru

Телескоп — это, что такое, какие, определение, значение, доклад, реферат, конспект, сообщение, вики — WikiWhat

Принцип телескопа

Современные телескопы мало похожи на первый телескоп Галилея и представляют собой сложнейшие технические кон­струкции. Но принцип их устройства остаётся прежним. С по­мощью линзы или параболического зеркала собирается свет от небесного объекта и строится изо­бражение в фокусе линзы или зеркала. Здесь помещается при­ёмник излучения, который фиксирует изображение для даль­нейшего изучения.

Небесные светила изучают, собирая, принимая, реги­стрируя и исследуя приходящее от звёзд излучение. Глаз то­же является прибором, собирающим и регистрирующим пада­ющий на него свет. Свет от звезды, проходящий через зрачок глаза, собирается хрусталиком на сетчатке. Энергия падающе­го света вызывает отклик нервных окончаний. В мозг посту­пает сигнал, и мы видим звезду. Но энергии, приходящей от звезды, может быть слишком мало (звезда слабая). Тогда сет­чатка не прореагирует, и мы звезды не увидим.

Принципиально телескоп от глаза отличается только раз­мерами, способом концентрации света и природой регистрато­ра света.

Характеристики телескопа

Важнейшими характеристиками телескопа являют­ся его разрешающая и проницающая способности.

Разрешающая способность

Разрешающая способность телескопа определяется наи­меньшим угловым расстоянием между светящимися точка­ми, которые могут быть видны (разрешены) как отдельные объекты.

Разрешающая способность телескопа определяется его размерами. Дифракция световых лучей на краю отверстия приводит к тому, что невозможно в телескопе различить две светящиеся точки, если направления на них образуют угол меньше предельного.

Предельный угол

Предельный угол для идеального объектива и видимого света определяется по формуле

α = 14” / D,

где α — предельный угол, выраженный в угловых секундах; D — диаметр телескопа (в см). Для человеческого глаза пре­дельный угол равен 28” (фактически 1—1,5’), для крупнейше­го в мире телескопа диаметром 10 м предельный угол равен 0,015". Реально предельный угол в несколько раз больше из-за влияния атмосферы.

Проницающая способность

Проницающая способность телескопа определяется наи­меньшей регистрируемой освещённостью, создаваемой светя­щимся объектом.

Проницающая способность телескопа определяется прежде всего его диаметром: чем больше диаметр, тем больше света он собирает. Важную роль играют и приёмники излучения. Если 200 лет назад в телескоп просто смотрели и пытались зарисовать то, что видят, а 40 лет назад в основном фотогра­фировали созданное телескопом изображение, то теперь поль­зуются электронными приёмниками изображения, которые мо­гут регистрировать примерно 60% падающих на него фотонов (фотопластинка регистрирует примерно в 10—100 раз мень­шую долю).

Современные телескопы

Сейчас наступает новый этап в создании наземных телескопов, которые можно с полным основанием назвать при­борами XXI в. Во-первых, они очень большие — диаметр их главного зеркала 8—10 м. Во-вторых, они построены с использованием новых принципов. Их зер­кала подстраиваются под изменения, происходящие в атмос­фере, так что расфокусировка изображения, вызванная пе­репадами плотности воздуха и его потоками, сводится к минимуму. Такая оптика, «умеющая» приспосабливаться к быстроменяющимся условиям, называется адаптивной. Для по­вышения разрешающей способности телескопов применяются также методы оптической интерферометрии с большой базой.

К новому поколению телескопов относятся 10-метровые телескопы Кека (США), 10-метровый телескоп Хобби-Эберли и 8-метровые телескопы Джемини, Субару, телескоп VLT (Very Large Telescope — Очень Большой Телескоп) Европейской юж­ной обсерватории, а также находящийся в стадии постройки Большой Бинокулярный Телескоп (Large Binocular Telescope) в Аризоне (США).

Очень важно то обстоятельство, что во всех этих телеско­пах главное зеркало образовано отдельными зеркалами, чис­ло которых различно в разных телескопах. Так, в телескопе Субару смонтировано 261 зеркало, в VLT — 150 осевых и 64 боковых зеркала, в телескопе Джемини — 128 зеркал. В Большом Бинокулярном Телескопе (LBT) имеется два главных зеркала, состоящие также из многих элементов. Диаметр глав­ных зеркал всех этих телескопов лежит в диапазоне от 8,1 до 8,4 м.

Адаптивная оптика

Зеркала в современных телескопах управляемы. У каждого имеется система при­способлений, которые могут, давя на зеркало, нужным обра­зом изменять его форму, что стало возможным, когда начали изготовлять очень тонкие и лёгкие зеркала. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

С помощью телескопа необходимо получать как можно более ясное изображение удалённой звез­ды, которое должно выглядеть одной точкой. Большие объек­ты, вроде галактик, могут рассматриваться как множество то­чек. Свет от далёкой звезды распространяется в виде сфери­ческой волны, проходящей огромное расстояние в космичес­ком пространстве. Фронт волны, достигшей Земли, можно счи­тать плоским из-за гигантского радиуса сферы — расстояния до звезды.

Если на телескоп падает плоская волна, то в фокальной плоскости появляется точка, размер которой определяется толь­ко дифракцией света, т. е. выполняется условие предельного угла. Именно это имеет место в космическом телескопе Хаб­бла, который, несмотря на то, что его диаметр всего 2.4 м, по­лучает изображение лучше, чем 4—6-метровые телескопы ста­рой конструкции.

Прежде чем попасть в телескоп, волна проходит через зем­ную атмосферу и турбулентность воздуха, что нарушает пло­скую форму фронта. Изображение искажается. Адаптивная оп­тика призвана скомпенсировать отклонения и восстановить из­начальную (плоскую) форму волнового фронта.

Но не все проблемы с адаптивной оптикой легко и просто решаются. Только появление лазеров, высот­ных ракет, сверхмощных и сверхбыстродействующих компьютеров поз­волило решать многие проблемы и получать на наземных телескопах изображения не хуже тех, которые получены за пре­делами земной атмосферы.

Картинки (фото, рисунки)

• Ntktcrjg фихика определение

• Краткий реферат на тему телескоп

• Про телескоп кратко на английском

• Телескоп канспект

• Что определение телескопа кратко

• Какие характеристики телескопа наиболее важны?

• Что такое адаптивная оптика и для чего она нужна?

wikiwhat.ru

Реферат - Телескоп - История техники

Подобно очкам, зрительная труба была создана человеком, далеким от науки. Декарт в своей «Диоптрике» так повествует об этом важном изобретении. «К стыду истории наших наук столь замечательное изобретение было впервые сделано чисто опытным путем и притом благодаря случаю. Около тридцати лет тому назад Яков Мециус, „человек, никогда не изучавший наук“, но любивший устраивать зеркала и зажигательные стекла, имея для этого различной формы линзы, вздумал посмотреть через комбинацию выпуклого и вогнутого стекла, а затем так удачно установил их на двух концах трубы, что совершенно неожиданно получил первую зрительную трубу». Говорят, что на это его подтолкнули дети, игравшие со стеклами. Таким образом, первая зрительная труба появилась в Нидерландах в начале XVII века. Причем ее изобрели, кроме Мециуса, независимо друг от друга сразу несколько человек.

Все они были не ученые-оптики, а обычные ремесленники. Один из них — очковый мастер из Миддельбурга Иоанн Лепперсгей — в 1608 году представил созданную им трубу Генеральным Штатам. Услышав об этой новинке, знаменитый итальянский ученый Галилео

Галилей писал в 1610 году: «Месяцев десять тому назад дошел до наших ушей слух, что некий бельгиец построил перспективу (так Галилей называл телескоп), при помощи которой видимые предметы, далеко расположенные от глаз, становятся отчетливо различимы, как будто они были близко». Принципа работы телескопа Галилей не знал, но он был хорошо осведомлен в законах оптики и вскоре догадался о его устройстве и сам сконструировал зрительную трубу. «Сначала я изготовил свинцовую трубку, — - писал он, на концах которой я поместил два очковых стекла, оба плоские с одной стороны, с другой стороны одно было выпукло-сферическим, другое же вогнутым. Помещая глаз у вогнутого стекла, я видел предметы достаточно большими и близкими. Именно, они казались в три раза ближе и в десять раз больше, чем при рассмотрении естественным глазом. После этого я разработал более точную трубу, которая представляла предметы увеличенными больше чем в шестьдесят раз. За этим, не жалея никакого труда и никаких средств, я достиг того, что построил себе орган настолько превосходный, что вещи казались через него при взгляде в тысячу раз крупнее и более чем в тридцать раз приближенными, чем при рассмотрении с помощью естественных способностей». Галилей первым понял, что качество изготовления линз для очков и для зрительных труб должно быть совершенно различно. Из десяти очковых лишь одна годилась для использования в зрительной трубе. Он усовершенствовал технологию изготовления линз до такой степени, какой она еще никогда не достигала. Это позволило ему изготовить трубу с тридцатикратным увеличением, в то время как зрительные трубы очковых мастеров увеличивали всего в три раза.

Несмотря на то что Галилея нельзя считать изобретателем зрительной трубы, он несомненно, был первым, кто создал ее на научной основе, пользуясь теми знаниями, которые были известны оптике к началу XVII века, превратил ее в мощный инструмент для научных исследований. Он был первым человеком, посмотревшим на ночное небо сквозь телескоп (от греч. «теле» — «вдаль», «далеко» и «скопео» — «смотрю»). Поэтому он увидел то, что до него еще не видел никто. Прежде всего, Галилей постарался рассмотреть Луну. На ее поверхности оказались горы и долины. Вершины гор и цирков серебрились в солнечных лучах, а длинные тени чернели в долинах. Измерение длины теней позволило Галилею вычислить высоту лунных гор. На ночном небе он обнаружил множество новых звезд. Например, в созвездии Плеяд оказалось более 30 звезд, в то время как прежде числилось всего семь. В созвездии Ориона — 80 вместо 8. Млечный Путь, который рассматривали раньше как светящиеся пары, рассыпался в телескопе на громадное количество отдельных звезд. К великому удивлению Галилея звезды в телескопе казались меньше по размерам, чем при наблюдении простым глазом, так как они лишились своих ореолов. Зато планеты представлялись крошечными дисками, подобными Луне. Направив трубу на Юпитер, Галилей заметил четыре небольших светила, перемещающихся в пространстве вместе с планетой и изменяющих относительно нее свои положения. Через два месяца наблюдений Галилей догадался, что это — спутники Юпитера, и предположил, что Юпитер своими размерами во много раз превосходит Землю. Рассматривая Венеру, Галилей открыл, что она имеет фазы, подобные лунным, и потому должна вращаться вокруг Солнца. Наконец, наблюдая сквозь фиолетовое стекло Солнце, он обнаружил на его поверхности пятна, а по их движению установил, что Солнце вращается вокруг своей оси. Все эти поразительные открытия были сделаны Галилеем за сравнительно короткий промежуток времени благодаря телескопу. На современников они произвели ошеломляющее впечатление. Казалось, что покров тайны спал с мироздания, и оно готово открыть перед человеком свои сокровенные глубины. Насколько велик был в то время интерес к астрономии, видно из того, что только в Италии Галилей сразу получил заказ на сто инструментов своей системы.

Одним из первых оценил открытия Галилея другой выдающийся астроном того времени Иоганн Кеплер. В 1610 году Кеплер придумал принципиально новую конструкцию зрительной трубы, состоявшую из двух двояковыпуклых линз. В том же году он выпустил капитальный труд «Диоптрика», где подробно рассматривалась теория зрительных треб и вообще оптических приборов.

Множество ученых принялись сами сооружать телескопы, причем более мощные, чем у Галилея. Некоторым удалось достичь увеличения в сто раз, при этом длина трубки достигала 30, 40 и более метров. Рекорд принадлежит, видимо, астроному Озу, которому удалось в 1664 году соорудить телескоп с увеличением в 600 раз. При этом длина трубки была 98 м. Легко догадаться о затруднениях, которые пришлось претерпеть Озу, ведя наблюдения с помощью такого неуклюжего приспособления.

В 1672 году Исааку Ньютону удалось отчасти разрешить это затруднение: он предложил новую конструкцию телескопа (получившую название рефлектор), в котором объективом было вогнутое металлическое зеркало.

Из всего сказанного видно, что создание телескопа ознаменовало собой подлинную революцию в науке вообще и в оптике в частности. Точная оптика вошла в науку как новое средство познания мира. телескоп — для этого у него не было ни средств, ни квалифицированных помощников. Однако в 1613 году по схеме Кеплера построил свой телескоп другой астроном — Шейнер.

www.ronl.ru

Реферат: «История создания телескопа»

МОУ Озёрская СОШ

Реферат

«История создания телескопа»

Исполнитель: Плохотнюк Алёна,

учащаяся 10 класс

Учитель-консультант: Фомичёва Е. В.

2009 -2010 уч. Год

Содержание:

1. Введение……………………………………………………………..3стр.

2. История первых телескопов:

2.1. Открытие детей мастера Липперсгея………………………3-4стр.

2.2. «Телескопическая лихорадка»………………………………..4стр.

2.3. Телескопы братьев Гюйгенс………………………………….5стр.

2.4. Телескопы Галилея…………………………………………5-6стр.

3. Назначение телескопов…………………………………………..6-7стр.

4. Виды телескопов:

4.1. Телескоп-рефрактор………………………………………….7стр.

4.2. Телескоп-рефлектор………………………………………….7стр.

4.3. Менисковый телескоп. ………...…………………………….7стр.

5. Возможности современных телескопов:

5.1. Телескоп без глаза…………………………………………....8стр.

5.2. Радиотелескопы……………………………………………8-9стр.

5.3. Инфракрасные телескопы……………………………………9стр.

5.4. Ультрафиолетовые телескопы…………………………….....9стр.

5.5. Рентгеновский телескоп………………………………………9стр.

5.6. Гамма-телескопы…………………………………………….10стр.

6. Примеры телескопов…………………………………………..10-11стр.

7. Космический телескоп………………………………………...11-12стр.

8. Заключение……………………………………………………..…12стр.

9. Приложение……………………………………………………13-14стр.

10. Список используемой литературы……………………………..15стр.

“Унося наши чувства далеко за границы воображения

наших предков, эти замечательные инструменты,

телескопы, открывают путь к более глубокому

и более прекрасному пониманию природы”Рене Декарт, 1637г.

1. Введение

Небо существует только для человека и только в его мыслях. Ведь небо есть не что иное, как картина космоса, наблюдаемая человеком с его крохотного обиталища – Земли. Представления людей о звёздном мире меняются из года в год. О космосе невозможно сказать, что он уже познан, ведь в нем столько тайн, столько самых невероятных событий…

Иногда, глядя в небо, я задумывалась над тем, как же могли еще в старину, глядя на, казалось бы, не подвижное, почти не меняющееся небо, делать открытия, находить новые планеты, определять траектории движения планет, одним словом, «разгадывать» тайны Вселенной. Ведь далеко не все можно увидеть невооруженным глазом. Заинтересовавшись этой проблемой, я выяснила, что первым астрономическим прибором был телескоп. За прошедшие века он совершенствовался и изменялся. Какой восторг вызвал у обывателей и учёных мужей первый телескоп! Какие невероятные открытия за этим последовали! Но с годами телескоп не утратил своей значимости. Именно поэтому мне захотелось узнать, каким же был первый телескоп, кто был его первооткрывателем и какими возможностями обладает современный телескоп? И вот какие «открытия» я для себя сделала…

2. История первых телескопов:

2.1. Открытие детей мастера Липперсгея

В самом начале XVII столетия жил в голландском городе Миддельбурге оптик Липперсгей. (Приложение №1) Обыкновенный ремесленник, мастер по изготовлению очковых стекол. Однажды сынишка Липперсгея сидел дома. Чтобы развлечься, мальчуган вытащил на подоконник целый ворох отшлифованных испорченных очковых стекол и стал складывать их, заглядывая поочередно в получившиеся сочетания. Он рассматривал мух. Зажимая линзы в кулаках, подносил их к глазам. Потом он взял в каждую руку по стеклу и приставил оба кулака к одному глазу одновременно,… Что тут произошло! Мальчик закричал, бросил стекла, закрыл глаза руками и убежал в глубину комнаты. Ему показалось, что башня ратуши, на которую он посмотрел через две линзы, шагнула ему на встречу. Это было похоже на колдовство.

Прошло несколько дней – Липперсгей явился магистрат. В руках у мастера была свинцовая трубка со вставленными в неё линзами. Этот удивительный снаряд позволял созерцать отдаленные предметы так, как если бы они находились совсем рядом. Липперсгей предложил продать городским властям «свое изобретение». Миддельбургские купцы охотно глядели в трубку, размахивали широкими рукавами, но признать автором изобретения Липперсгея отказывались. Липперсгей много раз пытался запатентовать и продать трубку то голландским Генеральным штатам, то принцу Морицу Оранскому. Однако патента так и не получил. Скоро в соседних городах объявились и другие оптики, претендующие на честь изобретения зрительной трубки. Слухи о голландском изобретении покатилось по всей Европе, обрастая невероятными подробностями и искажениями.

2.2. «Телескопическая лихорадка»

В середине XVII века «телескопическая лихорадка» захватила всех. В городах линзы шлифовали в домах ремесленников и купцов, дворян и вельмож. Изготовление телескопов стало модным. А наблюдение неба – просто необходимым занятием каждого более или менее образованного человека. Теперь люди могли не просто следить за перемещением по небу блуждающих звезд, но и рассматривать подробности строения Луны, наблюдать планеты вместе со спутниками. Правда, первое время такие исследования требовали от наблюдателя массы усилий. Плохое качество шлифованных линз давало вместо светящейся точки мутное расплывчатое пятно, окруженное вдобавок цветным ореолом. (Приложения №2-7)

2.3. Телескопы братьев Гюйгенс

Главной задачей стало получение телескопов с большим увеличением. В середине XVII столетия шлифовкой линз и устройством телескопов увлекся сын богатого голландца Христиан Гюйгенс. Будучи совсем молодым человеком, он теоретически нашел наилучшую форму линз. Получалось, что для уменьшения искажений кривизна поверхности одной линзы должна быть в шесть раз меньше, чем у другой. Но вот беда: оптика в то время ещё не научились шлифовать линзы с заданной кривизной.

Выход оставался один: собирать телескопы из большого количества слабых, но дающих хорошее изображение линз. Так появились первые длинные телескопы.

Первый инструмент, который построил Христиан Гюйгенс вместе с братом, имел 12 футов в длину. Это примерно три с половиной метра. А отверстие его было всего 57 миллиметров. То есть в шестьдесят раз меньше длины.

Гюйгенс с его помощью открывает спутник Сатурна. Кроме того, он смутно видит у планеты те же странные выступы по бокам. Чтобы разглядеть загадочные образования у Сатурна, братья Гюйгенсы берутся за постройку еще более длиннофокусного телескопа. Его размеры должны быть 23 фута. Такую длинную трубу уже трудно подвешивать к столбам, ещё труднее её поворачивать и наводить. На Гюйгенс не сдаётся и в конце концов открывает кольцо Сатурна. Скоро, чтобы облегчить конструкцию телескопа, вместо труб стали делать легкие рамы из деревянных планок. На рамках укрепляли объектив и окуляр, а в промежутке ставили диафрагмы.

Длина телескопа продолжается расти. Она достигла сначала 20, потом 30, даже 40 и более метров. Пришлось отказаться от рам. Объектив в небольшой оправе укрепляли на крыше здания или на специальной вышке. Наблюдатель же, с окуляром в руках, старался расположиться так, чтобы желаемое светило оказалось в створе с объективом и окуляром.

2.4. Телескопы Галилея.В 1609, узнав об изобретении голландскими оптиками зрительной трубы, Галилей (Приложение №8) самостоятельно изготовил телескоп с плосковыпуклым объективом и плосковогнутым окуляром, который давал трехкратное увеличение. Через некоторое время им были изготовлены телескопы с 8- и 30-кратным увеличением.(приложение №4) В 1609, начав наблюдения с помощью телескопа, Галилей обнаружил на Луне темные пятна, названные им морями, горы и горные цепи. 7 января 1610 открыл четыре спутника планеты Юпитер, установил, что Млечный Путь является скоплением звезд.

После того как утихли первые восторги по поводу новых возможностей, открытых телескопами, наблюдатели всерьёз задумались над качеством изображения. Все открытия, «лежавшие на поверхности», были уже сделаны, и люди видели, люди понимали, что для дальнейшего проникновения в тайны неба Земли нужно улучшать инструменты.

Первым приемником изображений в телескопе, изобретенным Галилеем в 1609 году, был глаз наблюдателя. С тех пор не только увеличились размеры телескопов, но и принципиально изменились приемники изображения. В начале ХХ века в астрономии стали употребляться фотопластинки, чувствительные в различных областях спектра. Затем были изобретены фотоэлектронные умножители (ФЭУ), электронно-оптические преобразователи (ЭОП). (Приложения №9-10)3. Назначение телескопов

Какими бы ни были конструкции телескопов, у них есть общие черты. Назначение всех телескопов заключатся в увеличении угла зрения, под которым видны небесные тела. Телескоп собирает во много раз больше света, приходящего от небесного светила, чем глаз человека. Благодаря этому в телескоп можно рассматривать не видимые невооруженным глазом детали поверхности ближайших в Земле небесных тел и увидеть множество слабых звезд.

Основная задача телескопа, как и любого оптического прибора, максимально четко и детально передать наблюдателю то, что он хочет увидеть. Само слово телескоп, имеет греческое происхождение, что в дословном переводе означает "далеко видеть".

Эволюция параметров оптических телескопов:

4. Виды телескопов:

Существует несколько типов оптических телескопов: телескоп-рефрактор, телескоп-рефлектор, менисковые телескопы.

4.1. Телескоп-рефрактор

Рефракция - это преломление лучей света. Самая простая схема телескопа-рефрактора, представляет собой 2 линзы, одна - объектив, вторая - окуляр. Принцип работы телескопа, основан на преломлении лучей света и сведении их в одной точке, которая называется фокусом (F). В этой точке строится изображение объекта, который можно рассмотреть потом с помощью окуляра.

4.2. Телескоп-рефлектор

Рефлекс - это отражение. В основе данного типа телескопа, лежит способность лучей отражаться от поверхности объектива (вогнутого зеркала в виде сферы или параболоида) и фокусироваться, на определенном расстоянии. (Приложение №11)

4.3. Менисковый телескоп

Менисковые (зеркально-линзовые) телескопы, благодаря своей простоте, получили большее распространение, чем рефракторные системы, так как они представляют собой гибрид двух предыдущих систем (для того чтобы управлять ходом лучей в них используются и линзы, и зеркала). Практически все крупные обсерватории используют именно эту технологию.

5. Возможности современных телескопов:

Прошли десятилетия. Конструкции телескопов претерпевали большие изменения. Росла их сложность, но в тоже время возрастали и их возможности. Что же можно сказать о современных телескопах? Какими возможностями они обладают?

5.1. Телескоп без глаза

Одной из самых ненадежных деталей телескопа всегда был глаз наблюдателя. Поэтому, как только стало возможным, астрономы стали заменять глаз приборами. Если подсоединить вместо окуляра фотоаппарат, то изображение, получаемое объективом можно запечатлеть на фотопластине или фотопленке. Фотопластина способна накапливать световое излучение, и в этом ее неоспоримое и важное преимущество перед человеческим глазом. Фотографии с большой выдержкой способны отобразить несравненно больше, чем под силу рассмотреть человеку в тот же самый телескоп. Ну и конечно, фотография останется как документ, к которому неоднократно можно будет в последствии обратиться.

5.2. Радиотелескопы

В качестве объектива радиотелескопа чаще всего выступает металлическая чаша параболоидной формы. Собранный ею сигнал принимается антенной, находящейся в фокусе объектива. Антенна связана с ЭВМ, которая обычно и обрабатывает всю информацию, строя изображения в условных цветах. Радиотелескоп, как и радиоприемник, способен одновременно принимать только какую-то длину волны. Чтобы собрать приемлемое количество информации о светилах в радиолучах, астрономы строят огромные по размерам телескопы. Сотни метров – вот тот не столь уже удивительный рубеж для диаметров объективов, который достигнут современной наукой. Кроме сбора излучаемой небесными телами энергии, радиотелескопам доступно «подсвечивание» поверхности тел Солнечной системы радиолучами. Сигнал, посланный, скажем с Земли на Луну, отразится от поверхности нашего спутника и будет принят тем же телескопом, что и посылал сигнал. Этот метод исследований называется радиолокацией. Самый грандиозный пример таких исследований – полное картографирование поверхности Венеры, проведенное АМС «Магеллан» на стыке 80-х и 90-х годов. Теперь мы знаем о рельефе Венеры лучше, чем о рельефе Земли (!), ведь на Земле покрывало океанов мешает проводить изучение большей части твердой поверхности нашей планеты. (Приложение №12)

5.3. Инфракрасные телескопы

Инфракрасные волны – это тепло. Такие телескопы не обладают способностью оптических воспринимать сразу все длины волн диапазона. Устройство, обычно, делается чувствительным к некоторым узким участкам спектра. В этом инфракрасные телескопы похожи на радиотелескопы, принимающие сигнал только на одной длине волны. Похоже и построение изображения объекта в невидимых глазу лучах в условных цветах. Часто на инфракрасных фотографиях используют оттенки красного цвета для характеристики интенсивности излучения той или иной части изображения. Во многом, конструкция самих инфракрасных телескопов схожа с конструкцией оптических зеркальных телескопов. Большая часть тепловых лучей поддается отражению обычным телескопическим объективом и фокусированию в одной точке, где и размещается прибор, измеряющий тепло.

5.4. Ультрафиолетовые телескопы

Фотографическая пленка, особенно если она специально для этого сделана, способна засвечиваться и ультрафиолетовыми лучами. Поэтому принципиальной проблемы в фотографировании ультрафиолетовых изображений не стоит. Кроме того, в значительной части ультрафиолетового диапазона удается принимать системы с зеркальным объективом и регистрирующим устройством. Ультрафиолетовые телескопы схожи по своей конструкции с инфракрасными или оптическими. Применение фильтров позволяет выделять излучение определенных участков диапазона.

5.5. Рентгеновский телескоп

Фотоны с высокими энергиями, к которым относятся и фотоны рентгеновских волн, уже пробивают всевозможные системы зеркальных объективов. Регистрация таких волн по силам счетчикам элементарных частиц, таким, как счетчик Гейгера. Попадающая в такое устройство частица вызывает кратковременный импульс тока, который и регистрируется.

5.6. Гамма-телескопы

Гамма-фотоны еще более энергичны, чем фотоны рентгеновского излучения. Их тоже регистрируют специальные устройства-счетчики, только иной конструкции. Увы, разрешение гамма-телескопов не превосходит двух-трех градусов. Гамма-телескопы сегодня регистрируют само наличие и примерное направление на так называемые гамма-вспышки – мощные всплески гамма-излучения, причин которых еще не нашли. Более или менее точно указать место вспышки позволяет одновременное наблюдение вспышки двумя-тремя гамма-телескопами. Совместное использование гамма-телескопов и телескопов, принимающих другие типы излучения, в последние годы помогло отождествлять некоторые гамма-вспышки с тем или иным видимым объектом.

6. Примеры телескопов

Приведу несколько примеров современных телескопов и обсерваторий.

НаПаломарской обсерваториипри помощи зеркально-линзового телескопа системы Шмидта был проведен обзор, состоящий из тысячи карт, запечатлевших в двух цветах объекты неба до 21-й звездной величины. Пятиметровый телескоп Паломарской обсерватории является самым старым из крупнейших телескопов мира. (Приложение №13)На 10-метровом зеркалетелескопа «Кек-1»на Гавайских островах при помощи сегментирования получено разрешение 0,02". Там же на высоте 4150 м над уровнем моря расположентелескоп «Кек-2».(Приложение №14)Телескоп VLT(Very Large Telescope) (приложение № ), который находится на севере Чили на вершине горы Паранал в пустыне Атакама на высоте 2635м над уровнем моря, состоит из четырех идентичных телескопов, размеры каждого из которых 8,2м. Все четыре телескопа смогут работать в режиме интерферометра со сверхдлинной базой и получать изображения, как на телескопе с 200–метровым зеркалом. В настоящее время производится отладка всей системы в гигантский оптический интерферометр. (Приложение №15)

7. Космический телескопОсобое значение в наш космический век придается орбитальным обсерваториям. Наиболее известная из них – космическийтелескоп им. Хаббла– запущен в апреле 1990 года и имеет диаметр 2,4м. После установки в 1993 году корректирующего блока телескоп регистрирует объекты вплоть до 30-й звездной величины, а его угловое увеличение – лучше 0,1" (под таким углом видна горошина с расстояния в несколько десятков километров). С помощью телескопа удалось получить снимки далеких объектов Солнечной системы, наблюдать падение кометы Шумейкеров – Леви на Юпитер и извержение Ио, изучить цефеиды и квазары, получить снимки предельно слабых галактик. Исследования с орбиты проводятся не только в оптическом, но и во всех других диапазонах электромагнитного излучения.Астрономические данные, полученных на различных современных телескопах, накапливаются на специальных компьютерах. Обычно результаты наблюдений в течение года считаются собственностью получившего их ученого. Затем данные переходят в общее пользование. В настоящее время создаются виртуальные обсерватории, в которых будут доступны данные наблюдений с обсерваторий VLT, Космического телескопа им. Хаббла и других.

Находясь над поверхностью Земли на расстоянии свыше 600км, космический телескоп имени Хаббла внёс неоценимый вклад в астрономию. Благодаря ему мы многое поняли о процессе рождения и смерти звезд, эволюции галактик, возникновении и развитии Вселенной, благодаря ему, черные дыры из разряда теоретических гипотез перешли в разряд реальных объектов. Этот телескоп – наш глаз, которым мы рассматриваем Вселенную. Когда телескоп направлен на какой-нибудь звёздный объект, его бортовые компьютеры преобразуют показания приборов в длинные ряды чисел, которые передаются на Землю через спутники связи. Затем эти данные преобразуются в текстовую и видеоинформацию, над которой и работают учёные. На телескопе есть спектрографы и камеры, работающие в области УФ-, видимого и ИК-областей спектра.

Своё имя телескоп получил в честь астронома Эдвина П. Хаббла. После того, как в 1929 году он обнаружил, что все галактики удаляются от Земли, Хаббл выдвинул гипотезу расширения вселенной. Это было самое впечатляющее наблюдение в астрономии XX в., вызвавшее появление теории Большого Взрыва, которая объясняет, как возникла и эволюционирует наша Вселенная.

Приведу некоторые параметры данного телескопа.

Длина телескопа……..13,3 м

Диаметр……………..…4,2 м

Масса…………….....11 100 м

Высота орбиты………612 км

Конструкция телескопа позволяет астронавтам легко снимать с него приборы и другие элементы во время сеансов орбитального техобслуживания и заменять их более совершенными. Гарантия безотказной работы приборов – 20 лет. (Приложение №16)

8. Заключение

Я думаю, что совершенствование телескопов будет продолжаться и в дальнейшем, ведь их роль в познании Вселенной неоценима. Возможно, что моим детям в школе будут рассказывать о телескопах, которые бороздят просторы Вселенной и передают на Землю информацию с далеких звездных систем, о других галактиках. А кто-то из моих будущих внуков когда-нибудь о телескопе Хаббла будет писать в своём научном исследовании как об ушедшем в историю, но, всё же, знаменитом телескопе.

10. Список используемой литературы

1. Учебник «Астрономия»-11класс; Е.П. Левитан, Москва, «Просвещение», 2003.

2. «Небо земли»; А.Н. Томилин, Ленинград, «Детская литература», 1974.

3. Издательский дом 1сентября; «Физика», №3, 2005.

4. Интернет ресурсы: www.astrolab.ru/…/manager2.cgi?id=19&num=1076

superbotanik.net

Реферат Космический телескоп

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 История
• 2 Оптические телескопы
  • 2.1 Характеристики оптических телескопов
• 3 Радиотелескопы
• 4 Космические телескопы
• 5 Крупнейшие оптические телескопы
  • 5.1 Телескопы-рефракторы
  • 5.2 Солнечные телескопы
  • 5.3 Камеры Шмидта
  • 5.4 Телескопы-рефлекторы
• 6 Известные производители любительских телескопов
ПримечанияЛитература

Введение

Телескопы

Радиотелескоп

Шведский солнечный телескоп с апертурой 1 м.

Телеско́п (от др.-греч. τῆλε — далеко + σκοπέω — смотрю) — прибор, предназначенный для наблюдения небесных светил[1].

В частности, под телескопом понимается оптическая телескопическая система, применяемая не обязательно для астрономических целей.

Существуют телескопы для всех диапазонов электромагнитного спектра: оптические телескопы, радиотелескопы, рентгеновские телескопы, гамма-телескопы. Кроме того, детекторы нейтрино часто называют нейтринными телескопами. Также, телескопами могут называть детекторы гравитационных волн.

Оптические телескопические системы используют в астрономии (для наблюдения за небесными светилами[1]), в оптике для различных вспомогательных целей: например, для изменения расходимости лазерного излучения[2]. Также, телескоп может использоваться в качестве зрительной трубы, для решения задач наблюдения за удалёнными объектами[3]. Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа были обнаружены в записях Леонардо Да Винчи. Построил телескоп в 1608 Ханс Липперсхей. Также создание телескопа приписывается его современнику Захарию Янсену.

1. История

Годом изобретения телескопа, а вернее зрительной трубы, считают 1608 год, когда голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей продемонстрировал своё изобретение в Гааге. Тем не менее в выдаче патента ему было отказано, в силу того что и другие мастера, как Захарий Янсен из Мидделбурга и Якоб Метиус из Алкмара, уже обладали экземплярами подзорных труб, а последний вскоре после Липперсгея подал в Генеральные штаты (голландский парламент) запрос на патент. Позднейшее исследование показало, что, вероятно, подзорные трубы были известны ранее, ещё в 1605 году.[4] в «Дополнениях в Вителлию», опубликованных в 1604 г. Кеплер рассмотрел ход лучей в оптической системе, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа (причем как однолинзового, так и двухлинзового) были обнаружены еще в записях Леонардо Да Винчи датируемых 1509-м годом. Сохранилась его запись: «Сделай стекла, чтобы смотреть на полную Луну» («Атлантический кодекс»).

Первым, кто направил зрительную трубу в небо, превратив её в телескоп, и получил новые научные данные стал Галилей. В 1609 году он создал свою первую зрительную трубу с трёхкратным увеличением. В том же году он построил телескоп с восьмикратным увеличением длиной около полуметра. Позже им был создан телескоп, дававший 32-кратное увеличение: длина телескопа была около метра, а диаметр объектива — 4,5 см. Это был очень несовершенный инструмент, обладавший всеми возможными аберрациями, тем не менее, с его помощью Галилей сделал ряд открытий.

Название «телескоп» предложил в 1611 году греческий математик Джованни Демизиани для одного из инструментов Галилея, показанном на банкете в Академии деи Линчеи. Сам Галилей использовал для своих телескопов термин лат. perspicillum.[5]

2. Оптические телескопы

Телескоп представляет собой трубу (сплошную, каркасную или ферму), установленную на монтировке, снабжённой осями для наведения на объект наблюдения и слежения за ним. Визуальный телескоп имеет объектив и окуляр. Задняя фокальная плоскость объектива совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра[6]. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом[7]. Телескоп фокусируется при помощи фокусера (фокусировочного устройства).

По своей оптической схеме большинство телескопов делятся на:

• Линзовые (рефракторы или диоптрические) — в качестве объектива используется линза или система линз.
• Зеркальные (рефлекторы или катаптрические) — в качестве объектива используется вогнутое зеркало.
• Зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрические) — в качестве объектива используется сферическое зеркало, а линза, система линз или мениск служит для компенсации аберраций.

Кроме того, для наблюдений Солнца профессиональные астрономы используют специальные солнечные телескопы, отличающихся конструктивно от традиционных звездных телескопов.

2.1. Характеристики оптических телескопов

Оптический телескоп — это афокальная система (оптическая сила равна нулю[6]), состоящая из объектива и окуляра. Телескоп увеличивает видимый угловой размер и видимую яркость наблюдаемых объектов[3]. Основными параметрами, которые определяют другие характеристики телескопа, являются: диаметр объектива (апертура) и фокусное расстояние объектива.

• Разрешающая способность зависит от апертуры. Приблизительно определяется по формуле

где r — угловое разрешение в угловых секундах, а D — диаметр объектива в миллиметрах.

• Оптическое увеличение определяется отношением

где F и f — фокусные расстояния объектива и окуляра.

• Максимальное оптическое увеличение телескопа определяется удвоенным значением диаметра его объектива, выраженного в миллиметрах, увеличение выражается в кратах (Nx — эн крат),

• Диаметр поля зрения телескопа S (size of visible sky field-размер видимого поля неба). Опытным путём установлено, что диаметр поля зрения телескопа, выраженный в минутах дуги, зависит от применённого увеличения,

• Относительное отверстие телескопа A — это отношение диаметра объектива телескопа D к его фокусному расстоянию F, где D и F выражаются в миллиметрах,

• Светосила телескопа ,

Относительное отверстие телескопа A и светосила являются важной характеристикой объектива телескопа. Это обратные друг другу величины. Чем больше светосила — меньше относительное отверстие, тем ярче формирует изображение в фокальной плоскости объектив телескопа. Но при этом получается меньшее увеличение, которое даёт данный объектив.

• Проницающая сила (оптическая мощь) m — звёздная величина наиболее слабых звёзд, видимых с помощью телескопа при наблюдении в зените. Для визуального телескопа может быть оценена по формуле Боуэна

Так же в литературе встречается другая формула (упрощённая),

Проницающая сила рефлекторов на 1-2m выше, чем у рефракторов. Проницающая сила телескопа сильно зависит от качества оптики, яркости неба, прозрачности атмосферы и её спокойствия. Уровень и тип оптических искажений (аберраций) зависит от конструкции телескопа, и физических свойств его оптических компонентов — линз, зеркал, призм и стеклянных корректоров.

• Линейные размеры диаметров дисков Солнца и Луны в фокальной плоскости объектива телескопа вычисляются по формуле

где l — диаметр диска Солнца в фокусе в миллиметрах, а F — фокусное расстояние объектива в миллиметрах.

• Масштаб фотонегатива (или ПЗС)

где u — масштаб в угловых минутах на миллиметр ('/мм), а F — фокусное расстояние объектива в миллиметрах. Если известны линейные размеры ПЗС матрицы, её разрешение и размер её пикселов, то тогда отсюда можно вычислить разрешение цифрового снимка в угловых минутах на пиксел.

3. Радиотелескопы

Радиотелескопы Very Large Array в штате Нью-Мексико, США.

22-метровый телескоп ПРАО РТ-22, работающий в сантиметровом диапазоне

Для исследования космических объектов в радиодиапазоне применяют радиотелескопы. Основными элементами радиотелескопов являются принимающая антенна и радиометр — чувствительный радиоприемник, перестраиваемый по частоте, и принимающая аппаратура. Поскольку радиодиапазон гораздо шире оптического, для регистрации радиоизлучения используют различные конструкции радиотелескопов, в зависимости от диапазона. В длинноволновой области (метровый диапазон; десятки и сотни мегагерц) используют телескопы составленные из большого числа (десятков, сотен или, даже, тысяч) элементарных приемников, обычно диполей. Для более коротких волн (дециметровый и сантиметровый диапазон; десятки гигагерц) используют полу- или полноповоротные параболические антенны. Кроме того, для увеличения разрешающей способности телескопов, их объединяют в интерферометры. При объединении нескольких одиночных телескопов, расположенных в разных частях земного шара, в единую сеть, говорят о радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ). Примером такой сети может служить американская система VLBA (англ. Very Long Baseline Array). С 1997 по 2003 год функционировал японский орбитальный радиотелескоп HALCA (англ. Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy), включенный в сеть телескопов VLBA, что позволило существенно улучшить разрешающую способность всей сети. Российский орбитальный радиотелескоп Радиоастрон также планируется использовать в качестве одного из элементов гигантского интерферометра.

4. Космические телескопы

.

The Einstein Observatory, рентгеновский телескоп первоначально названный HEAO B (High Energy Astrophysical Observatory B) — Обсерватория Эйнштейна

Космический телескоп Хаббл, вид с космического шаттла Дискавери во время второй миссии по обслуживанию телескопа (STS-82).

Земная атмосфера хорошо пропускает излучение в оптическом (0,3-0,6 мкм), ближнем инфракрасном (0,6 — 2 мкм) и радиодиапазонах (1 мм — 30 м). Уже в ближнем ультрафиолетовом диапазоне с уменьшением длины волны прозрачность атмосферы сильно ухудшается, вследствие чего наблюдения в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма диапазонах становятся возможными только из космоса. Исключением является регистрация гамма-излучения сверхвысоких энергий, для которого подходят методы астрофизики космических лучей: высокоэнергичные гамма-фотоны в атмосфере порождают вторичные электроны, которые регистрируются наземными установками по черенковскому свечению. Примером такой системы может служить телескоп C.A.C.T.U.S..

В инфракрасном диапазоне также сильно поглощение в атмосфере, однако, в области 2-8 мкм имеется некоторое количество окон прозрачности (как и в миллиметровом диапазоне), в которых можно проводить наблюдения. Кроме того, поскольку большая часть линий поглощения в инфракрасном диапазоне принадлежит молекулам воды, инфракрасные наблюдения можно проводить в сухих районах Земли (разумеется, на тех длинах волн, где образуются окна прозрачности в связи с отсутствием воды). Примером такого размещения телескопа может служить англ. South Pole Telescope, установленный на южном географическом полюсе, работающий в субмиллиметровом диапазоне.

В некоторых случаях удается решить проблему атмосферы подъемом телескопов или детекторов в воздух на самолетах или стратосферных баллонах. Но, наибольшие результаты достигаются с выносом телескопов в космос. Космическая астрономия — единственный способ получить информацию о вселенной в коротковолновом и, по большей части, в инфракрасном диапазоне; способ сильно улучшить разрешающую способность радиоинтерферометров. Оптические наблюдения из космоса не столь привлекательны в свете современного развития адаптивной оптики, позволяющей сильно снизить влияние атмосферы на качество изображения, а также дороговизны вывода на орбиту телескопа с зеркалом, сравнимым по размерам с крупными наземными телескопами.

5. Крупнейшие оптические телескопы

5.1. Телескопы-рефракторы

5.2. Солнечные телескопы

5.3. Камеры Шмидта

5.4. Телескопы-рефлекторы

6. Известные производители любительских телескопов

• Celestron
• Orion
• Coronado
• DeepSky
• Meade
• Vixen
• Sky-Watcher
• НПЗ
• Интес-Микро
• Брессер

Примечания

1. ↑ 12 БСЭ. Статья «Телескоп (астрономич.)» - slovari.yandex.ru/Телескоп/БСЭ/Телескоп (астрономич.)/
2. Пахомов И. И., Рожков О. В. Оптико-электронные квантовые приборы. — 1-е изд. — М.: Радио и связь, 1982. — С. 184. — 456 с.
3. ↑ 12Ландсберг Г. С. Оптика. — 6-е изд. — М.: Физматлит, 2003. — С. 303. — 848 с. — ISBN 5-9221-0314-8
4. В. А. Гуриков. История создания телескопа. Историко-астрономические исследования, XV - naturalhistory.narod.ru/Hronolog/Instrum/Teleskop_1.htm/ / Отв. ред. Л. Е. Майстров — М., Наука, 1980.
5. С. И. Вавилов. Галилей в истории оптики - ufn.ru/ufn64/ufn64_8/Russian/r648b.pdf // УФН. — 1964. — Т. 64. — № 8. — С. 583—615.
6. ↑ 12Панов В. А. Справочник конструктора оптико-механических приборов. — 1-е изд. — Л.: Машиностроение, 1991. — С. 81.
7. Турыгин И. А. Прикладная оптика. — 1-е изд. — М.: Машиностроение, 1966.

Литература

• Чикин А. А. «Отражательные телескопы» - naturalhistory.narod.ru/Person/Modern/Chikin/Ref_ogl.htm, Петроград, 1915.
• Дагаев М. М., Чаругин В. М. «АСТРОФИЗИКА: книга для чтения по астрономии», издательство «Просвещение», 1988.

Категории: Астрономия, Наблюдательная астрономия, Телескопы, Оптика.