A Távcsövek Története

A Távcsövek Története
A Távcsövek Története

Videó: A Távcsövek Története

Videó: A Távcsövek Története
Videó: Megérkeztek az első képek a Hold sötét oldaláról | Csillagászat 2024, Április
Anonim

A holland Hans Lipperschlei (1570-1619) nevéhez fűződik az első távcső feltalálása, de szinte biztosan nem ő volt a felfedező. Valószínűleg csak népszerűvé és igényessé tette a távcsövet. De ugyanakkor nem felejtette el, hogy 1608-ban szabadalmi bejelentést nyújtott be egy csőbe helyezett lencsepárra. Messzelátónak nevezte a készüléket. Szabadalmát azonban elutasították, mert találmánya túl egyszerűnek tűnt.

A távcsövek története
A távcsövek története

1609 végére Lipperschleu jóvoltából a kis teleszkópok általánossá váltak Franciaországban és Olaszországban. 1609 augusztusában Thomas Harriot finomította és továbbfejlesztette a találmányt, amely lehetővé tette a csillagászok számára, hogy krátereket és hegyeket nézzenek meg a Holdon.

A nagy törés akkor következett be, amikor Galileo Galilei olasz matematikus megtudta egy holland kísérletét egy lencse csövének szabadalmaztatására. A felfedezés ihlette Galileo úgy döntött, hogy ilyen eszközt készít magának. 1609 augusztusában Galileo volt az, aki megépítette a világ első teljes értékű távcsövét. Eleinte csak egy távcső volt - a szemüveglencsék kombinációja, ma ezt refraktornak hívják. A Galileo előtt valószínűleg kevesen tudták, hogyan kell használni ezt a csövet a csillagászat érdekében. A készüléknek köszönhetően Galileo krátereket fedezett fel a holdon, bebizonyította gömbölyűségét, felfedezte a Jupiter négy holdját, a Szaturnusz gyűrűit.

A tudomány fejlődése lehetővé tette nagyobb teljesítményű távcsövek létrehozását, amelyek sokkal többet láttak. A csillagászok hosszú gyújtótávolságú lencséket kezdtek használni. Maguk a távcsövek hatalmas, nehéz csövekké váltak, és természetesen nem voltak kényelmesek használni. Akkor nekik találták ki az állványokat.

Christian Huyens 1656-ra készített egy távcsövet, amely százszorosára nagyította a megfigyelt tárgyakat, mérete meghaladta a 7 métert, a nyílás pedig körülbelül 150 mm. Ez a távcső már a mai amatőr távcsövek szintjén van. Az 1670-es évekre egy 45 méteres távcsövet építettek, amely még jobban nagyította a tárgyakat és szélesebb látószöget adott.

De még a hétköznapi szél is akadályt jelenthet a tiszta és jó minőségű kép elkészítésében. A távcső hossza növekedni kezdett. A felfedezők, akik megpróbálták kipréselni a maximumot ebből az eszközből, az általuk felfedezett optikai törvényre támaszkodtak: a lencse kromatikus aberrációjának csökkenése a gyújtótávolság növekedésével következik be. A kromatikus interferencia eltávolítása érdekében a kutatók a leghihetetlenebb hosszúságú távcsöveket készítettek. Ezek a csövek, amelyeket akkor teleszkópoknak neveztek, elérték a 70 métert, és sok kellemetlenséget okoztak a velük való munkában és felállításában. A fénytörők hátrányai arra késztették a nagy elméket, hogy megoldásokat keressenek a távcső fejlesztésére. A választ és egy új módot találtak: a sugarak összegyűjtését és fókuszálását homorú tükör segítségével kezdték meg. A refraktor reflektorba született, teljesen megszabadult a kromatizmustól.

Ez az érdem teljes egészében Isaac Newtoné, neki sikerült tükör segítségével új életet adnia a távcsöveknek. Első reflektorja mindössze négy centiméter átmérőjű volt. És az első tükröt egy 30 mm átmérőjű teleszkóp számára 1704-ben réz, ón és arzén ötvözetből készítette. A kép tiszta. Egyébként első teleszkópját még mindig gondosan őrzik a londoni Astronomical Museum.

De az optikusoknak sokáig nem sikerült teljes értékű tükröket készíteniük a reflektorok számára. Egy új típusú távcső születési évének 1720-at tekintenek, amikor a britek megépítették az első funkcionális reflektort, amelynek átmérője 15 centiméter. Áttörés volt. Európában igény van hordozható, szinte kompakt, két méter hosszú távcsövekre. Kezdtek megfeledkezni a 40 méteres fénytörőkről.

A 18. század a reflektor évszázadának tekinthető, ha nem az angol optikusok felfedezése: két koronából és kovakőből készült lencse varázslatos kombinációja.

A távcső kéttükörös rendszerét a francia Cassegrain javasolta. Cassegrain elképzeléseit nem tudta teljes mértékben megvalósítani, mivel a szükséges tükrök feltalálásának technikai megvalósíthatósága hiányos volt, de ma rajzai megvalósításra kerültek. A Newton és a Cassegrain távcsöveket tekintik az első "modern" távcsöveknek, amelyeket a 19. század végén találtak ki. Egyébként a Hubble űrtávcső ugyanúgy működik, mint a Cassegrain távcső. Newton alapvető elvét, egyetlen homorú tükör használatával, 1974 óta alkalmazzák az oroszországi Asztrofizikai Obszervatóriumban. A tűzálló csillagászat a 19. században virágzott, amikor az akromatikus objektívek átmérője fokozatosan nőtt. Ha 1824-ben még 24 centiméter volt az átmérő, akkor 1866-ban megduplázódott a mérete, 1885-ben 76 centiméteres kezdett lenni (az oroszországi Pulkovo Obszervatórium), és 1897-re feltalálták a Yerksky-fénytörőt. Becslések szerint a 75 év folyamán a lencsék évente egy centiméteres sebességgel növekedtek.

A 18. század végére kompakt, praktikus távcsövek váltották fel a terjedelmes reflektorokat. A fémtükrök szintén nem voltak praktikusak - gyártása drága, és idővel unalmas is. 1758-ra két új típusú üveg: könnyű - korona és nehéz - kovakő feltalálásával lehetővé vált kétlencsés lencsék létrehozása. J. Dollond tudós ezt jól használta, amikor kétlencsés, később Dollond nevű lencsét készített.

Az akromatikus lencsék feltalálása után a refraktor győzelme abszolút volt, csak a lencsetávcsövek fejlesztése maradt. A homorú tükrök megfeledkeztek. Amatőr csillagászok kezével lehetett újraéleszteni őket. Tehát William Herschel, angol zenész 1781-ben fedezte fel az Uránusz bolygót. Felfedezésének az ókortól kezdve nem volt egyenrangú a csillagászat. Sőt, az Uránt egy kis házi reflektor segítségével fedezték fel. A siker arra késztette Herschelt, hogy nagyobb reflektorokat kezdjen el gyártani. Herschel a műhelyben, saját kezével olvasztotta össze a tükröket rézből és ónból. Életének fő műve egy nagy teleszkóp, amelynek tükörje 122 cm átmérőjű. Ennek a távcsőnek köszönhetően a felfedezések nem sokára vártak: Herschel felfedezte a Szaturnusz bolygó hatodik és hetedik műholdját. Egy másik, nem kevésbé híres amatőr csillagász, az angol földbirtokos Lord Ross feltalált egy reflektort, amelynek átmérője 182 centiméter. A távcsőnek köszönhetően számos ismeretlen spirális ködöt fedezett fel.

A Herschel és Ross távcsöveknek számos hátrányuk volt. A tükörfém lencsék túl nehézek voltak, a beeső fénynek csak a töredékét tükrözték és elhomályosultak. A tükrök új és tökéletes anyagára volt szükség. Ez az anyag üvegnek bizonyult. 1856-ban Leon Foucault francia fizikus megpróbálta az ezüstözött üvegből készült tükröt behelyezni a reflektorba. És az élmény sikeres volt. Már a 90-es években egy angliai amatőr csillagász 152 centiméter átmérőjű üvegtükörrel épített fényvetőt a fényképészeti megfigyelésekhez. A teleszkópos technika újabb áttörése nyilvánvaló volt.

Ez az áttörés nem ment el orosz tudósok részvétele nélkül. ÉN BENNE VAGYOK. Bruce híres volt arról, hogy speciális fémtükröket fejlesztett a távcsövekhez. Lomonoszov és Herschel egymástól függetlenül feltalálták egy teljesen új távcső kialakítást, amelyben a fő tükör a másodlagos nélkül billen meg, ezzel csökkentve a fényveszteséget.

A német optikus Fraunhofer a futószalagra helyezte a gyártást és javította a lencsék minőségét. Ma pedig a Tartu Obszervatóriumban van egy távcső működő Fraunhofer lencsével. De a német optikus fénytörői sem voltak hibátlanok - kromatizmus nélkül.

Csak a 19. század végén találták ki az új módszert a lencsék előállítására. Az üvegfelületeket ezüstfóliával kezelték, amelyet üvegtükörre vittek, a szőlőcukrot ezüst-nitrát-sóknak kitéve. Ezek a forradalmi lencsék a fény akár 95% -át is visszaverik, szemben a régi bronz lencsékkel, amelyek csak a fény 60% -át tükrözik. L. Foucault reflektorokat hozott létre parabolikus tükrökkel, megváltoztatva a tükrök felületének alakját. A 19. század végén Crossley amatőr csillagász alumínium tükrökre fordította figyelmét. Az általa megvásárolt 91 cm átmérőjű homorú üveg parabolatükör azonnal a távcsőbe került. Ma ilyen hatalmas tükrökkel ellátott távcsöveket telepítenek a modern obszervatóriumokban. Míg a refraktor növekedése lelassult, a reflektoros távcső fejlesztése lendületet kapott. 1908 és 1935 között a világ különböző csillagvizsgálói több mint egy tucat fényvisszaverőt építettek olyan lencsével, amely meghaladta a Yierksét. A legnagyobb távcső a Mount Wilson Obszervatóriumban van felszerelve, átmérője 256 centiméter. És még ez a határ is nagyon hamar megduplázódott. Amerikai óriási fényvisszaverőt telepítettek Kaliforniába, ma már több mint tizenöt éves.

Több mint 30 évvel ezelőtt, 1976-ban, a szovjet tudósok megépítettek egy 6 méteres BTA teleszkópot - a nagy Azimuthal teleszkópot. A 20. század végéig az ARB-t a világ legnagyobb távcsövének tekintették, a BTA feltalálói az eredeti technikai megoldások, például a számítógéppel vezérelt alt-azimut installáció újítói voltak. Manapság ezeket az újításokat szinte az összes óriási teleszkópban használják. A 21. század elején a BTA-t félretolták a világ második tucat nagy teleszkópjához. És a tükör időről időre történő fokozatos lebomlása - minősége ma 30% -kal csökkent az eredetitől - csak a tudomány történelmi emlékművévé változtatja.

Az új generációs távcsövek két nagy teleszkópot tartalmaznak - a 10 méteres ikrek, a KECK I és a KECK II optikai infravörös megfigyelésekhez. 1994-ben és 1996-ban telepítették őket az USA-ban. A W. Keck Alapítvány közreműködésével gyűjtötték össze, és ezek után elnevezik őket. Több mint 140 000 dollárt biztosított az építkezésükhöz. Ezek a távcsövek körülbelül nyolcemeletes épület méretűek és egyenként több mint 300 tonnát nyomnak, de a legnagyobb pontossággal működnek. A 10 méter átmérőjű fő tükör 36 hatszögletű szegmensből áll, amelyek egyetlen fényvisszaverő tükörként működnek. Ezeket a távcsöveket a Föld egyik legoptimálisabb helyén helyezték el csillagászati megfigyelésekhez - Hawaiin, a kialudt Manua Kea vulkán lejtőjén 4200 m magasságban. 2002-re ez a két távcső 85 m távolságban található egymástól interferométer üzemmódban kezdtek el működni.azon szögfelbontást adva, mint egy 85 méteres távcső.

A távcső története hosszú utat tett meg - az olasz üvegezőktől a modern óriás műholdas teleszkópokig. A modern nagy obszervatóriumokat már régóta számítógépesítették. Az amatőr távcsövek és sok Hubble típusú eszköz azonban továbbra is a Galileo által kitalált munka elvein alapulnak.

Ajánlott: