Selv om reflekterende teleskoper produserer andre typer optiske aberrasjoner, er dette et design som kan oppnå mål med stor diameter. Nesten alle store teleskoper som brukes i astronomisk forskning er slike. Reflekteleskoper kommer i en rekke utforminger og kan bruke ekstra optiske elementer for å forbedre bildekvaliteten eller plassere bildet i en mekanisk fordelaktig posisjon.
Kjennetegn ved reflekterende teleskoper
Ideen om at buede speil oppfører seg som linser går i det minste tilbake til Alphazens 1000-tallsavhandling om optikk, et verk som sirkulerte mye i latinske oversettelser i det tidlige moderne Europa. Kort tid etter oppfinnelsen av det brytende teleskopet av Galileo, diskuterte Giovanni Francesco Sagredo og andre, inspirert av deres kunnskap om prinsippene for buede speil, ideen om å konstruere et teleskop ved hjelp av et speil isom et bildeverktøy. Bolognese Cesare Caravaggi ble rapportert å ha bygget det første reflekterende teleskopet rundt 1626. Den italienske professoren Niccolo Zucci skrev i et senere arbeid at han eksperimenterte med et konkavt bronsespeil i 1616, men sa at det ikke ga et tilfredsstillende bilde.
History of Creation
De potensielle fordelene ved å bruke parabolske speil, først og fremst reduksjon av sfærisk aberrasjon uten kromatisk aberrasjon, har ført til mange foreslåtte design for fremtidige teleskoper. Mest bemerkelsesverdig var James Gregory, som publiserte et innovativt design for et "reflekterende" teleskop i 1663. Det tok ti år (1673) før den eksperimentelle vitenskapsmannen Robert Hooke kunne bygge denne typen teleskop, som ble kjent som det gregorianske teleskopet.
Isaac Newton ble generelt kreditert for å bygge det første reflekterende-brytende teleskopet i 1668. Den brukte et sfærisk metall primærspeil og et lite diagon alt i en optisk konfigurasjon, k alt et Newtonsk teleskop.
Videreutvikling
Til tross for de teoretiske fordelene med reflektordesign, gjorde designkompleksiteten og den dårlige ytelsen til metallspeilene som ble brukt på den tiden at det tok over 100 år før de ble populære. Mange av fremskrittene innen reflekterende teleskoper inkluderte forbedringer i produksjonen av parabolske speil på 1700-tallet.århundre, sølvbelagte glasspeil på 1800-tallet, holdbare aluminiumsbelegg på 1900-tallet, segmenterte speil for å gi større diametre, og aktiv optikk for å kompensere for gravitasjonsdeformasjon. En innovasjon fra midten av 1900-tallet var katadioptiske teleskoper som Schmidt-kameraet, som bruker både et sfærisk speil og en linse (k alt en korrigeringsplate) som primære optiske elementer, hovedsakelig brukt til storskala avbildning uten sfærisk aberrasjon.
På slutten av 1900-tallet er utviklingen av adaptiv optikk og vellykket bildebehandling for å overvinne problemene knyttet til observasjon og refleksjon av teleskoper allestedsnærværende på romteleskoper og mange typer romfartøysavbildningsverktøy.
Det krumlinjede primærspeilet er det optiske hovedelementet i teleskopet, og det skaper et bilde i fokalplanet. Avstanden fra speilet til brennplanet kalles brennvidden. En digital sensor kan plasseres her for å ta opp et bilde, eller et ekstra speil kan legges til for å endre de optiske egenskapene og/eller omdirigere lyset til filmen, den digitale sensoren eller okularet for visuell observasjon.
Detaljert beskrivelse
Det primære speilet i de fleste moderne teleskoper består av en solid glassylinder hvis frontflate er slipt til en sfærisk eller parabolsk form. Et tynt lag med aluminium evakueres på linsen og dannesreflekterende første overflatespeil.
Noen teleskoper bruker primærspeil som er laget annerledes. Det smeltede glasset roterer for å gjøre overflaten paraboloid, den avkjøles og stivner. Den resulterende speilformen tilnærmer seg ønsket paraboloidform, som krever minim alt med sliping og polering for å oppnå en nøyaktig figur.
Bildekvalitet
Reflektorteleskoper, som alle andre optiske systemer, lager ikke "ideelle" bilder. Behovet for å fotografere objekter på avstand til uendelig, å se dem ved forskjellige bølgelengder av lys, og å kreve en måte å se bildet på som primærspeilet produserer, betyr at det alltid er et kompromiss i den optiske utformingen av et reflekterende teleskop.
Fordi det primære speilet fokuserer lys til et felles punkt foran sin egen reflekterende overflate, har nesten alle reflekterende teleskopdesign et sekundært speil, filmholder eller detektor nær dette brennpunktet, noe som delvis hindrer lys i å nå det primære speilet. speil. Dette resulterer ikke bare i en viss reduksjon i mengden lys systemet samler opp, men resulterer også i tap av kontrast i bildet på grunn av diffraktive obstruksjonseffekter, samt diffraktive pigger forårsaket av de fleste sekundære støttestrukturer.
Bruk av speil unngår kromatisk aberrasjon,men de skaper andre typer avvik. Et enkelt sfærisk speil kan ikke overføre lys fra et fjernt objekt til et felles fokus, fordi refleksjonen av lysstråler som treffer speilet på kanten ikke konvergerer med de som reflekterer fra midten av speilet, en defekt som kalles sfærisk aberrasjon. For å unngå dette problemet bruker de mest avanserte reflekterende teleskopdesignene parabolske speil som kan bringe alt lyset inn i et felles fokus.
Gregorian Telescope
Det gregorianske teleskopet er beskrevet av den skotske astronomen og matematikeren James Gregory i sin bok Optica Promota fra 1663 som å bruke et konkavt sekundærspeil som reflekterer bildet gjennom et hull i primærspeilet. Dette skaper et vertik alt bilde som er nyttig for terrestriske observasjoner. Det er flere store moderne teleskoper som bruker den gregorianske konfigurasjonen.
Newtons reflektorteleskop
Newtons apparat var det første vellykkede reflekterende teleskopet, bygget av Isaac i 1668. Den har vanligvis en paraboloid primær, men ved fokalforhold på f/8 eller mer, en sfærisk primær, som kan være tilstrekkelig for høy visuell oppløsning. En flat sekundær reflekterer lys ved fokalplanet på siden av toppen av teleskoprøret. Dette er en av de enkleste og minst kostbare designene for en gitt råvarestørrelse, og er vanlig blant hobbyister. Strålebanen til reflekterende teleskoper var førstutarbeidet nøyaktig på den newtonske prøven.
Cassegrain Apparatus
Cassegrain-teleskopet (noen ganger k alt det "klassiske Cassegrain") ble først konstruert i 1672, tilskrevet Laurent Cassegrain. Den har en parabolsk primær og en hyperbolsk sekundær som reflekterer lys tilbake og ned gjennom et hull i primæren.
Utformingen av Dall-Kirkham Cassegrain-teleskopet ble skapt av Horace Dall i 1928, og ble navngitt i en artikkel publisert i Scientific American i 1930 etter en diskusjon mellom amatørastronomen Allan Kirkham og Albert G. Ingalls, (den magasinets redaktør på det tidspunktet). Den bruker en konkav elliptisk primær og en konveks sekundær. Selv om dette systemet er lettere å slipe enn det klassiske Cassegrain- eller Ritchey-Chrétien-systemet, er det ikke egnet for off-axis koma. Krumningen av feltet er faktisk mindre enn den for den klassiske Cassegrain. I dag brukes denne designen i mange applikasjoner av disse fantastiske enhetene. Men den blir erstattet av elektroniske motparter. Likevel er det denne typen apparater som regnes som det største reflekterende teleskopet.
