16227-1 (707390), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Тогда Ньютон решил покончить с этой проблемой радикально. Он знал, что ахроматическое изображение удалённых предметов строит на своей оси вогнутое зеркало, изготовленное в виде параболоида вращения. Попытки сконструировать отражательные телескопы в то время уже делались, но успехом они не увенчались. Причина была в том, что в применявшейся до Ньютона двухзеркальной схеме геометрические характеристики обоих зеркал должны быть строго согласованы. А этого оптикам как раз и не удавалось добиться.

Телескопы, у которых роль объектива выполняет зеркало, называются рефлекторами (от лат. reflectere - "отражать") в отличие от телескопов с линзовыми объективами -рефракторов (т лат. refractus - "преломлённый"). Ньютон сделал свой первый рефлектор с одним вогнутым зеркалом. Другое небольшое плоское зеркало направляло построенное изображение вбок, где наблюдатель рассматривал его в окуляр. Этот инструмент учёный изготовил собственноручно в 1668 г. Длина телескопа составляла около 15 см. "Сравнивая его с хорошей Галилеевой трубой длиной в 120 см, - писал Ньютон, - я мог читать на большем расстоянии с помощью моего телескопа, хотя изображение в нём было менее ярким".

Ньютон не только отполировал зеркало первого рефлектора, но и разработал рецепт так называемой зеркальной бронзы, из которой он отлил заготовку зеркала. В обычную бронзу (сплав меди и олова) он добавил некоторое количество мышьяка: это улучшило отражение света; к тому же поверхность легче и лучше полировалась. В 1672 г. француз, преподаватель провинциального лицея (по другим данным, архитектор) Кассегрен предложил конфигурацию двухзеркальной системы, первое зеркало в которой было параболическим, второе же имело форму выпуклого гиперболоида вращения и располагалось соосно перед фокусом первого. Эта конфигурация очень удобна и сейчас широко применяется, только главное зеркало стало гиперболическим. Но в то время изготовить кассегреновский телескоп так и не смогли из-за трудностей, связанных с достижением нужной формы зеркала.

Компактные, лёгкие в обращении высококачественные рефлекторы с металлическими зеркалами к середине XVIII в. вытеснили "длинные трубы", обогатив астрономию многими открытиями.

В то время на английский престол была призвана Ганноверская династия; к новому королю устремились его соотечественники - немцы. Одним из них был Уильям Гершель, музыкант и одновременно талантливый астроном.

Убедившись в том, как трудно обращаться с Галилеевыми трубами, Гершель перешёл к рефлекторам. Он сам отливал заготовки из зеркальной бронзы, сам шлифовал и полировал их; его оптический станок сохранился до наших дней. В работе ему помогали брат Александр и сестра Каролина; она вспоминала, что весь их дом, включая спальню, был превращён в мастерскую. С помощью одного из своих телескопов Гершель открыл в 1778 г. седьмую планету Солнечной системы, названную впоследствии Ураном.

Гершель непрерывно строил всё новые и новые рефлекторы. Король покровительствовал ему и дал деньги на строительство огромного рефлектора диаметром 120 см с трубой длиной 12м. После многолетних усилий телескоп был закончен. Однако работать на нём оказалось трудно, а по своим качествам он не превзошёл меньшие телескопы столь значительно, как предполагал Гершель. Так родилась первая заповедь телескопостроителей: "Не делайте больших скачков".

Однолинзовые длинные рефракторы достигли в XVII в. мыслимых пределов совершенства; астрономы научились отбирать для их объективов высококачественные заготовки стекла, точно обрабатывать и монтировать их. Развивалась теория прохождения света через оптические детали (Декарт, Гюйгенс).

Без преувеличения можно сказать, что создание современных крупных рефлекторов прочно стоит на заложенном в XVII-XVIII вв. фундаменте. Модифицированная конфигурация Кассегрена осуществляется во всех без исключения современных ночных телескопах. Искусство обращения с металлическими зеркалами, допустимый прогиб которых при любом положении телескопа не должен превышать малых долей микрометра, привело в конце концов к созданию высокосовершенных управляемых ЭВМ оправ зеркал телескопов-гигантов. Оптические схемы некоторых окуляров того времени используются до сих пор. Наконец, именно тогда появились зачатки научных методов исследования формы поверхностей оптических элементов, которые в наши дни выкристаллизовались в законченную научную дисциплину - технологию изготовления крупной оптики.

Уравновешивание телескопа

Для обеспечения нормальной работы часового механизма и удобства в работе при наведении телескопа на объект при отпущенных зажимах, телескоп должен быть полностью уравновешен в своих подвижных частях и находиться в безразличном равновесии. Для этого центр тяжести телескопа и всех дополнительных приспособлений должен находиться в месте пересечения полярной оси и оси склонения.

Достигается это навешиванием дополнительных грузов или их перемещением по оси противовеса и вдоль трубы телескопа. При смене навесного оборудования зачастую наблюдателю самому необходимо выполнять уравновешивание.

Телескоп на экваториальной монтировке необходимо выверить в четырех положениях:

- в двух положениях для проверки равновесия вокруг оси склонения в меридиане (горизонтальном и вертикальном),

- и в двух положениях для проверки равновесия вокруг полярной оси (в меридиане и в первом вертикале).

Для уравновешивания телескопа вокруг оси склонения ставим телескоп в горизонтальное положение (в меридиане). Снимая или добавляя грузы к окулярному или объективному концам, добиваемся того, чтобы телескоп был уравновешен в этом положении. Тогда центр тяжести трубы телескопа находится на вертикальной линии, проходящей через центр оси склонения. В общем случае эти две точки по вертикали одна с другой не совпадут.

Далее следует телескоп направить в зенит, так как это положение наиболее чувствительно для контроля несовпадения двух указанных точек, находящихся в данном случае на горизонтальной линии. Покачивая телескоп в направлении север-юг и добавляя или снимая грузы на окулярном конце, добиваемся равновесия телескопа. Если это достигнуто, то телескоп одинаково легко идет в направлении юга и севера и находится в безразличном равновесии относительно оси склонения.

После этого закрепляем телескоп зажимом по склонению и слегка качаем вокруг полярной оси. Перемещая основной противовес на противоположном конце оси склонения, добиваемся того, чтобы телескоп одинаково легко двигался в направлении на запад и восток. Если это достигнуто, то центр тяжести подвижных частей телескопа будет находиться в вертикальной плоскости, проходящей через полярную ось, однако, он может еще не находиться на пересечении оси склонения и полярной оси, а может быть выше или ниже места этого пересечения, что скажется при выводе телескопа из меридиана.

Чтобы достигнуть совпадения центра тяжести с пересечением оси склонения и полярной оси, необходимо переместить телескоп в плоскость первого вертикала, т.к. это положение наиболее чувствительно к несовпадению этих центров. Контролируем легкость перемещения в обе стороны путем качания телескопа и добавляем в нужном месте дополнительные грузы. Место установки грузов, их вес и расположение определяется спецификой конструкции телескопа. Следует помнить, что грузы следует перемещать только вдоль оси склонения, чтобы не нарушить ранее произведенную регулировку.

Для окончательного контроля телескоп может быть направлен в северный полюс неба при двух разных часовых углах, отличающихся на 90°. В этом положении ошибки в равновесии вокруг оси склонения сказываются наименьшим образом и легкость перемещения телескопа вокруг полярной оси говорит о хорошем равновесии вокруг последней. Если повторить все четыре указанные операции по несколько раз, то последовательными приближениями можно достичь хорошего уравновешивания телескопа.

Для более тщательного уравновешивания возможно применение пружинного динамометра для количественной оценки усилий при перемещении телескопа относительно всех направлений.

Уравновешивание телескопа гарантирует хорошую работу часового механизма при всех положениях телескопа, а также устраняет неожиданное самопроизвольное движение трубы телескопа при отжатых зажимах.

Для того, чтобы телескоп следил за звездой, необходим часовой механизм, который должен сообщить постоянную скорость поворота трубы телескопа для компенсации суточного вращения Земли. Однако на самом деле эффект рефракции и эффект гнутия трубы приводит к необходимости вращать телескоп с изменяющейся скоростью. Также при наблюдении Луны или комет приходится перемещать телескоп со скоростью, отличной от скорости движения звезд. Во всех случаях необходимо гидирование, т. е. визуальный контроль положения звезды на кресте нитей в окуляре и, подправление в случае необходимости микрометренными винтами.

При отсутствии часового механизма гидирование приходится выполнять постоянным медленным вращением микрометренных винтов вручную. На крупных телескопах для гидирования параллельно основному телескопу устанавливается вспомогательный телескоп, желательно такого же фокусного расстояния, оснащенный окуляром с сеткой или крестом нитей в поле зрения.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.astrolab.ru/

Характеристики

Список файлов реферата