1612724575-f825b2d3933c58ed53c66b6cee5ff57f (Ответы к билетам), страница 7

Часто используются болеесложные системы рефлекторов; например, с помощью дополнительного плоского зеркала,установленного перед фокусом, можно вывести фокус в бок за пределы трубы (ньютоновскийфокус). Дополнительным выпуклым предфокальным зеркалом можно удлинить фокусноерасстояние и вывести фокус в отверстие, просверленное в центре главного зеркала(кассегреновский фокус), и т.д.13.2.

Оптические схемы и типы монтировок.Монтировка телескопа всегда имеет две взаимно перпендикулярных оси, поворот вокругкоторых позволяет навести его в любую область неба. В монтировке, называемой вертикальноазимутальной, одна из осей направлена в зенит, другая лежит в горизонтальной плоскости. На неймонтируются небольшие переносные телескопы. Крупные телескопы, как правило,устанавливаются на экваториальной монтировке, одна из осей которой направлена в полюс мира(полярная ось), а другая лежит в плоскости небесного экватора (ось склонения).

Телескоп наэкваториальной монтировке называется экваториалом.Рис.2. Английская монтировкаРис. 3. Немецкая монтировкаРис.5. Американская монтировкаРис.4. Монтировка с рамойЧтобы следить за небесным светилом в экваториал, достаточно поворачивать его только вокругполярной оси, так как склонение светила остается неизменным. Этот поворот осуществляетсяавтоматически часовым механизмом.

Известно несколько типов экваториальной монтировки.Телескопы умеренного диаметра (до 50-100 см) часто устанавливаются на “немецкой”29монтировке (рис. 2), в которой полярная ось и ось склонения образуют параллактическуюголовку, опирающуюся на колонну. На оси склонения, по одну сторону от колонны,располагается труба, а по другую — уравновешивающий ее груз, противовес. “Английская”монтировка (рис.

3) отличается от немецкой тем, что полярная ось опирается концами на двеколонны, северную и южную, что придает ей дополнительную устойчивость. Иногда ванглийской монтировке полярную ось заменяют четырехугольной рамой, так что трубаоказывается внутри рамы (рис. 4, а). Подобная конструкция не позволяет направить инструментна полярную область неба.

Если северный (верхний) подшипник полярной оси сделать в формеподковы (рис. 4), то такого ограничения не будет. Наконец, можно вообще убрать севернуюколонну и подшипник. Тогда получится “американская” монтировка или “вилка” (рис. 5).13.3. Приемники излучения, используемые в астрономии.Космические тела излучают электромагнитную энергию в очень широком диапазоне частот —от гамма-лучей до самых длинных радиоволн.

Радиоизлучение от космических объектовпринимается радиотелескопами, которые состоят из антенны и очень чувствительногоприемника. Антенны радиотелескопов, принимающих миллиметровые, сантиметровые,дециметровые и метровые волны, чаще всего представляют собой параболические отражатели,подобные зеркалам обычных астрономических рефлекторов. В фокусе параболоидаустанавливается облучатель — устройство, собирающее радиоизлучение, которое направляетсяна него зеркалом. Облучатель передает принятую энергию на вход приемника, и, после усиленияи детектирования, сигнал регистрируется.Радиоастрономические зеркала не требуют такой точности изготовления, как оптические.Радиотелескопы очень большого размера могут быть построены из большого количестваотдельных зеркал, фокусирующих принимаемое излучение на один облучатель.

На волнах длинойот нескольких метров и более параболические антенны не применяются. Здесь используютсясистемы, состоящие из большого количества дипольных антенн, электрическая связь междукоторыми обеспечивает необходимую для радиотелескопа направленность приема.30Билет 13 (версия 2)13.1. Назначение телескопа в астрономии. Принцип работы оптического телескопа.Телескоп — прибор, с помощью которого можно наблюдать удаленные объекты путем сбораэлектромагнитного излучения (например, видимого света).Телескоп имеет три основных назначения:1) собирать излучение от небесных светил на приемное устройство (глаз, фотографическуюпластинку, спектрограф и др.);2) строить в своей фокальной плоскости изображение объекта или определенного участка неба;3) помочь различать объекты, расположенные на близком угловом расстоянии друг от друга ипоэтому неразличимые невооруженным глазом.Оптический телескоп — телескоп, собирающий и фокусирующий электромагнитноеизлучение оптического диапазона.Оптические телескопы делятся на три принципиальные группы: рефракторы, в которыхиспользуются только линзы, рефлекторы, в которых используются только зеркала, и смешанноготипа.13.2.

Рефракторы и рефлекторы. Оптические схемы и типы монтировок.Телескоп с линзовым объективом называется рефрактором, т.е. преломляющим телескопом.Так как световые лучи различных длин волн преломляются по-разному, то одиночная линза даетокрашенное изображение. Это явление называется хроматической аберрацией. Хроматическаяаберрация в значительной мере устранена в объективах, составленных из двух линз,изготовленных из стекол с разными коэффициентами преломления (ахроматический объектив,или ахромат).Законы отражения не зависят от длины волны и естественно возникла мысль заменитьлинзовый объектив вогнутым сферическим зеркалом. Такой телескоп называется рефлектором,т.е.

отражательным телескопом.Сферическое зеркало не собирает параллельного пучка лучей в точку; оно дает в фокусенесколько размытое пятнышко. Это искажение называется сферической аберрацией. Если зеркалупридать форму параболоида вращения, то сферическая аберрация исчезает. Параллельный пучок,направленный на такой параболоид вдоль его оси, собирается в фокусе практически безискажений, если не считать неизбежного размытия из-за дифракции. Поэтому современныерефлекторы имеют зеркала параболоидальной или, как чаще говорят, параболической формы.Механическая конструкция, несущая трубу и обеспечивающая ее наведение на небо,называется монтировкой.Телескоп Галилея имел вкачестве объектива однусобирающуюлинзу,аокуляромслужиларассеивающая линза.

Такаяоптическая схема даётнеперевернутое(земное)изображение.Главныминедостатками галилеевского телескопа являются очень малое поле зрения и31сильная хроматическая аберрация. Такая система все ещё используется в театральных биноклях,и иногда в самодельных любительских телескопах.Иоганн Кеплер в 1611 г.усовершенствовалтелескоп,заменив рассеивающую линзув окуляре собирающей. Этопозволилоувеличитьполезрения и вынос зрачка, однакосистемаКеплерадаётперевёрнутоеизображение.Преимуществом трубы Кеплераявляется также и то, что в ней имеется действительное промежуточное изображение, в плоскостькоторого можно поместить измерительную шкалу.

К недостаткам системы относитсясильная хроматическая аберрация, которую до создания ахроматического объектива устранялипутём уменьшения относительного отверстия телескопа.Такуюсхемутелескоповпредложил Исаак Ньютон в 1667году. Здесь плоское диагональноезеркало, расположенное вблизифокуса, отклоняет пучок света запределы трубы, где изображениерассматривается через окуляр илифотографируется. Главное зеркалопараболическое,ноеслиотносительное отверстие не слишком большое, оно может быть и сферическим.Чтобы следить за небесным светилом вэкваториал, достаточно поворачивать его тольковокруг полярной оси в направлении ростачасового угла, так как склонение светила остаетсянеизменным. Этот поворот осуществляетсяавтоматически часовым механизмом. Известнонесколько типов экваториальной монтировки.Телескопы умеренного диаметра (до 50100 см) часто устанавливаются на “немецкой”монтировке (рис.

95), в которой полярная ось и ось склонения образуют параллактическуюголовку, опирающуюся на колонну. На оси склонения, по одну сторону от колонны,располагается труба, а по другую — уравновешивающий ее груз, противовес. “Английская”монтировка (рис. 96) отличается от немецкой тем, что полярная ось опирается концами на двеколонны, северную и южную, что придает ей дополнительную устойчивость.13.3. Разрешающая способность телескопа.Разрешающая способность зависит от апертуры. Предел разрешения накладывается волновойприродой света и для видимого диапазона определяется по формуле140=,32где — угловое разрешение в угловых секундах, а — диаметр объектива в миллиметрах.Эта формула выведена из определения предела разрешения двух звезд по Рэлею.13.4.

Приемники излучения, используемые в астрономии.Приемники излучения: глаз, фотографическая пленка, фотоэлемент, CMOS-матрицы и CCDматрицы.33Билет 1414.1. Радиотелескопы: типы и разрешающая способность.Космические тела излучают электромагнитную энергию в очень широком диапазоне частот от гамма-лучей до самых длинных радиоволн. Радиоизлучение от космических объектовпринимается радиотелескопами, которые состоят из антенны и очень чувствительногоприемника. Антенны радиотелескопов чаще всего представляют собой параболическиеотражатели, подобные зеркалам обычных астрономических рефлекторов. В фокусе параболоидаустанавливается облучатель — устройство, собирающее радиоизлучение, которое направляетсяна него зеркалом. Облучатель передает принятую энергию на вход приемника, и, после усиленияи детектирования, сигнал регистрируется. Радиоастрономические зеркала не требуют такойточности изготовления, как оптические.

Чтобы зеркало не давало искажений, его отклонение отзаданной параболической формы не должно превышать, как уже упоминалось, l /8, а длины волнl, в радиодиапазоне намного больше, чем в оптическом.Радиотелескопы очень большого размера могут быть построены из большого количестваотдельных зеркал, фокусирующих принимаемое излучение на один облучатель. На волнах длинойот нескольких метров и более параболические антенны не применяются, используются системы,состоящие из большого количества дипольных антенн, электрическая связь между которымиобеспечивает необходимую для радиотелескопа направленность приема.