Teleskop

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 14. august 2022; checks kræver 2 redigeringer .

Et teleskop (fra andet græsk τῆλε [tele] "langt væk" + σκοπέω [skopeo] "Jeg ser") er en enhed ( astronomisk instrument ), med hvilken man kan observere fjerne objekter ved at indsamle elektromagnetisk stråling (for eksempel synligt lys ).

Der er teleskoper til alle områder af elektromagnetisk stråling:

Derudover omtales neutrino- detektorer ofte som neutrinoteleskoper . Også kaldet teleskoper kan kaldes gravitationsbølgedetektorer .

Optiske teleskopsystemer bruges i astronomi (til at observere himmellegemer [1] ), i optik til forskellige hjælpeformål: for eksempel til at ændre divergensen af ​​laserstråling [2] . Teleskopet kan også bruges som et spotting-kikkert til at løse problemerne med at observere fjerne objekter [3] . De allerførste tegninger af det enkleste linseteleskop blev fundet i Leonardo Da Vincis noter. Byggede et teleskop i 1608 af Lippershey . Også skabelsen af ​​teleskopet tilskrives hans samtidige Zachary Jansen .

Historie

Året for opfindelsen af ​​teleskopet, eller rettere teleskopet , regnes for 1607 , da den hollandske brillemester John Lippershey demonstrerede sin opfindelse i Haag . Ikke desto mindre blev han nægtet patent på grund af det faktum, at andre mestre, som Zachary Jansen fra Middelburg og Jakob Metius fra Alkmaar , allerede var i besiddelse af kopier af teleskoper, og sidstnævnte, kort efter Lippershey, indsendte en anmodning til Generalstaterne (det hollandske parlament ). ) for patent . Senere forskning viste, at kigbriller sandsynligvis var kendt tidligere, så tidligt som i 1605 [4] . I "Additions to Vitellia", udgivet i 1604, betragtede Kepler strålernes vej i et optisk system bestående af bikonvekse og bikonkave linser. De allerførste tegninger af det enkleste linseteleskop (både enkelt- og to-linse) blev fundet i Leonardo da Vincis noter , der dateres tilbage til 1509. Hans indlæg har overlevet: "Lav briller for at se på fuldmånen" ("Atlantic Code").

Galileo Galilei blev den første til at rette et teleskop mod himlen, forvandle det til et teleskop og til at modtage nye videnskabelige data . I 1609 skabte han sit første 3x teleskop. Samme år byggede han et teleskop med ottedobbelt forstørrelse, cirka en halv meter langt. Senere skabte han et teleskop, der gav en 32-dobling: Længden af ​​teleskopet var omkring en meter, og objektivets diameter var 4,5 cm. Det var et meget ufuldkomment instrument, der havde alle mulige aberrationer . Ikke desto mindre gjorde Galileo med hans hjælp en række opdagelser.

Navnet "teleskop" blev foreslået i 1611 af den græske matematiker Ioannis Dimisianos (Giovanni Demisiani-Giovanni Demisiani) for et af Galileos instrumenter, vist på symposiet uden for byen af ​​Accademia dei Lincei . Galileo brugte selv udtrykket lat om sine teleskoper.  perspicillum [5] .

Det 20. århundrede oplevede også udviklingen af ​​teleskoper, der fungerede over en bred vifte af bølgelængder fra radio til gammastråler. Det første specialdesignede radioteleskop blev taget i brug i 1937. Siden da er et stort udvalg af sofistikerede astronomiske instrumenter blevet udviklet.

Optiske teleskoper

Teleskopet er et rør (fast, ramme) monteret på en holder udstyret med akser til at pege på observationsobjektet og spore det. Et visuelt teleskop har en linse og et okular . Objektivets bageste brændplan er justeret med okularets forreste brændplan [6] . I stedet for et okular kan en fotografisk film eller en matrixstrålingsdetektor placeres i linsens brændplan . I dette tilfælde er teleskoplinsen, set fra optikkens synspunkt, en fotografisk linse [7] , og selve teleskopet bliver til en astrograf . Teleskopet fokuseres ved hjælp af en fokuseringsanordning (fokuseringsenhed).

Ifølge deres optiske design er de fleste teleskoper opdelt i:

Dette kan være en enkelt linse (Helmut-systemet), et linsesystem (Volosov-Galpern-Pechatnikova, Baker-Nan), en akromatisk Maksutov- menisk (systemer af samme navn) eller en planoid asfærisk plade (Schmidt, Wright-systemer). Nogle gange er det primære spejl formet som en ellipsoide (nogle meniskteleskoper), en oblat sfæroid (Wrights kamera) eller bare en let formet uregelmæssig overflade. Dette formår at korrigere de resterende afvigelser i systemet.

Derudover bruger professionelle astronomer specielle solteleskoper til at observere Solen , som er strukturelt forskellige fra traditionelle stjerneteleskoper.

I amatørastronomi bruges der udover et fokuseret billede et ufokuseret billede, opnået ved at forlænge okularet - for at evaluere lysstyrken af ​​tågede objekter, for eksempel kometer , ved sammenligning med stjernernes lysstyrke [8] :173 . Til en lignende vurdering af Månens lysstyrke på en fuldmåne , for eksempel under en måneformørkelse , bruges et "omvendt" teleskop - der observerer Månen gennem linsen [8] :134 .

Radioteleskoper

Radioteleskoper bruges til at studere rumobjekter i radioområdet. Hovedelementerne i radioteleskoper er en modtageantenne og et radiometer  — en følsom radiomodtager, der kan indstilles i frekvens — og modtageudstyr. Da radiorækkevidden er meget bredere end den optiske rækkevidde, bruges forskellige designs af radioteleskoper til at detektere radioemission, afhængigt af rækkevidden. I området med lang bølgelængde ( meterrækkevidde ; tiere og hundreder af megahertz ) bruges teleskoper, der består af et stort antal (tiere, hundreder eller endda tusinder) af elementære modtagere, normalt dipoler. Til kortere bølger (decimeter og centimeter rækkevidde; titusvis af gigahertz) bruges parabolantenner med halv- eller fuldrotation. Derudover kombineres de til interferometre for at øge opløsningen af ​​teleskoper . Når man kombinerer flere enkeltteleskoper placeret i forskellige dele af kloden til et enkelt netværk, taler man om meget lang baseline radiointerferometri (VLBI). Et eksempel på et sådant netværk er det amerikanske VLBA-system ( Very Long Baseline Array ) .  Fra 1997 til 2003 fungerede det japanske radioteleskop HALCA ( Højt avanceret laboratorium for kommunikation og astronomi ), inkluderet i VLBA-teleskopnetværket , hvilket væsentligt forbedrede opløsningen af ​​hele netværket. Det russiske orbitale radioteleskop RadioAstron er også planlagt til at blive brugt som et af elementerne i det gigantiske interferometer.  

Rumteleskoper

Jordens atmosfære transmitterer stråling godt i de optiske (0,3-0,6 mikron ), nær infrarøde (0,6-2 mikron) og radio (1 mm  - 30 m ) områder. Men efterhånden som bølgelængden falder, reduceres atmosfærens gennemsigtighed kraftigt, hvilket resulterer i, at observationer i ultraviolet-, røntgen- og gammaområderne kun bliver mulige fra rummet. En undtagelse er registreringen af ​​ultrahøjenergi gammastråling, som metoderne for kosmisk stråleastrofysik er egnede til : højenergi gammastrålefotoner i atmosfæren giver anledning til sekundære elektroner, som registreres af jordbaserede faciliteter ved hjælp af Cherenkov glød . Et eksempel på et sådant system er CACTUS -teleskopet .

Atmosfærisk absorption er også stærk i det infrarøde område, dog er der i området 2-8 µm et antal gennemsigtighedsvinduer (såvel som i millimeterområdet), hvori der kan foretages observationer. Derudover, da de fleste af absorptionslinjerne i det infrarøde område tilhører vandmolekyler , kan infrarøde observationer foretages i tørre områder af Jorden (selvfølgelig ved de bølgelængder, hvor gennemsigtighedsvinduer dannes på grund af fraværet af vand). Et eksempel på en sådan teleskopplacering er South Pole Telescope , placeret ved den geografiske sydpol , der opererer i submillimeterområdet.

I det optiske område er atmosfæren gennemsigtig, men på grund af Rayleigh-spredning transmitterer den lys af forskellige frekvenser på forskellige måder, hvilket fører til en forvrængning af stjernernes spektrum (spektret skifter mod rødt). Derudover er atmosfæren altid inhomogen, der er konstante strømme (vinde) i den, hvilket fører til billedforvrængning. Derfor er opløsningen af ​​terrestriske teleskoper begrænset til cirka 1 buesekund, uanset teleskopets blænde . Dette problem kan delvist løses ved at bruge adaptiv optik , som i høj grad kan reducere atmosfærens effekt på billedkvaliteten, og ved at hæve teleskopet til en højere højde, hvor atmosfæren er mere sjældent - ind i bjergene eller i luften på flyvemaskiner eller stratosfæriske balloner . Men de bedste resultater opnås, når man placerer teleskoper i rummet. Uden for atmosfæren er forvrængninger fuldstændig fraværende, derfor bestemmes teleskopets maksimale teoretiske opløsning kun af diffraktionsgrænsen : φ=λ/D (vinkelopløsning i radianer er lig med forholdet mellem bølgelængden og blændediameteren). For eksempel er den teoretiske opløsning af et rumteleskop med et spejl på 2,4 meter i diameter (som Hubble -teleskopet ) ved en bølgelængde på 555 nm 0,05 buesekunder (den rigtige Hubble-opløsning er to gange dårligere - 0,1 sekunder, men stadig en ordre af størrelse højere end jordbaserede teleskoper).

Fjernelse i rummet giver dig mulighed for at øge opløsningen af ​​radioteleskoper, men af ​​en anden grund. Hvert radioteleskop i sig selv har en meget lille opløsning. Dette forklares med, at længden af ​​radiobølger er flere størrelsesordener større end synligt lys, så diffraktionsgrænsen φ=λ/D er meget større, selvom størrelsen af ​​et radioteleskop også er titusinder gange større end en optisk. For eksempel, med en blænde på 100 meter (der er kun to så store radioteleskoper i verden), er opløsningen ved en bølgelængde på 21 cm (neutral brintlinje) kun 7 bueminutter og ved en længde på 3 cm - 1 minut, hvilket er fuldstændig utilstrækkeligt til astronomisk forskning (til sammenligning er opløsningen af ​​det blotte øje 1 minut, månens tilsyneladende diameter  er 30 minutter). Men ved at kombinere to radioteleskoper til et radiointerferometer kan du øge opløsningen markant - hvis afstanden mellem to radioteleskoper (den såkaldte radiointerferometerbase ) er lig med L, så er vinkelopløsningen ikke længere bestemt af formel φ=λ/D, men φ=λ/L. For eksempel, ved L=4200 km og λ=21 cm, vil den maksimale opløsning være omkring en hundrededel af et buesekund. Men for terrestriske teleskoper kan den maksimale base naturligvis ikke overstige Jordens diameter. Ved at opsende et af teleskoperne ud i det dybe rum, kan man øge bunden markant og dermed opløsningen. For eksempel vil opløsningen af ​​RadioAstron -rumteleskopet , når man arbejder sammen med det jordbaserede radioteleskop i radiointerferometertilstand (base 390 tusind km), være fra 8 til 500 mikrosekunder bue, afhængigt af bølgelængden (1,2-92 cm) ). (til sammenligning, i en vinkel på 8 mikrosekunder, er et objekt på 3 m størrelse synligt i en afstand af Jupiter, eller et objekt på størrelse med Jorden i en afstand af Alpha Centauri ).

Bemærkelsesværdige producenter af amatørteleskoper

Kommercielle anvendelser af teleskoper

Den kommercielle anvendelse af teleskoper på nuværende tidspunkt er brugen af ​​disse værktøjer til at søge efter kunstige rumobjekter og forfine parametrene for deres baner, ved at udarbejde et katalog over rumaffald [9] .

Kommercielle virksomheder, der opererer på dette marked:

Se også

Noter

  1. ↑ Teleskop (astronomisk) - artikel fra Great Soviet Encyclopedia . 
  2. ↑ Pakhomov I. I., Rozhkov O. V. Optoelektroniske kvanteanordninger. - 1. udg. - M . : Radio og kommunikation, 1982. - S. 184. - 456 s.
  3. ↑ Landsberg G.S. Optik . - 6. udg. - M . : Fizmatlit, 2003. - S.  303 . — 848 s. — ISBN 5-9221-0314-8 .
  4. ↑ V. A. Gurikov. Historien om oprettelsen af ​​teleskopet. Historisk og astronomisk forskning, XV / Ed. udg. L. E. Maistrov - M., Nauka, 1980.
  5. ↑ S. I. Vavilov. Galileo in the history of optics Arkiveret 22. juli 2018 på Wayback Machine // UFN . - 1964. - T. 64. - Nr. 8. - S. 583-615.
  6. ↑ Panov V.A. Håndbog for designeren af ​​optisk-mekaniske enheder. - 1. udg. - L . : Mashinostroenie, 1991. - S. 81.
  7. ↑ Turygin I. A. Anvendt optik. - 1. udg. - M . : Mashinostroenie, 1966.
  8. ↑ 1 2 Tsesevich V.P. Hvad og hvordan man observerer på himlen. - 6. udg. — M .: Nauka , 1984. — 304 s.
  9. ↑ Nyt affald i geostationær kredsløb: ødelæggelsen af ​​Telcom-1 og AMC-9  (russisk) . Arkiveret fra originalen den 4. september 2017. Hentet 4. september 2017.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger
 Teleskop
Type
montere
Andet