1668 Yılında Newton Tarafından Icat Edilen Teleskobun Çeşidi

Yansıtıcı bir teleskop (aynı zamanda diğer adıyla reflektör olarak da bilinir), ışığı yansıtan ve bir görüntü oluşturan tek veya birden fazla kavisli aynaların bir kombinasyonunu kullanan bir teleskoptur . Yansıtıcı teleskop, yüzyılda Isaac Newton tarafından, o zamanlar şiddetli renk sapmalarından muzdarip bir tasarım olan kırılmalı teleskobuna (refraktör) alternatif olarak icat edildi. Yansıtıcı teleskoplar diğer optik sapma türlerini üretse de, çok büyük çaplı hedeflere izin veren bir tasarımdır. Astronomi araştırmalarında kullanılan büyük teleskopların neredeyse tamamı yansıtıcıdır. Yansıtıcı teleskopların birçok tasarım varyasyonu vardır ve görüntü kalitesini iyileştirmek veya görüntüyü mekanik olarak avantajlı bir konuma yerleştirmek için ekstra optik elemanlar kullanabilir. Yansıtıcı teleskoplar ayna kullandığından, tasarım bazen katoptrik teleskop olarak da anılır.

Newton'dan 'lere kadar aynanın kendisi metalden yapılmıştır. – genellikle spekulum metali . Bu tip, Newton'un ilk tasarımlarını ve hatta yüzyılın en büyük teleskoplarını, metre genişliğinde metal aynalı Leviathan of Parsonstown'u içeriyordu. yüzyılda, çok ince bir gümüş tabakasıyla kaplanmış bir cam blok kullanan yeni bir yöntem, bu yüzyılın başında daha popüler hale gelmeye başladı. O dönemde sıkça kullanılan teleskoplar Crossley ve Harvard yansıtmalı teleskopların başı çektiği ve yansıtmalı teleskobun daha iyi bir itibar oluşturmasına yardımcı olan metal ayna tasarımları aynı zamanda dezavantajları ile bilinir hale geldi. Zira, esas olarak metal aynalar sadece yansıyan ışığın ²⁄₃ ünü yansıtır ve metal kararabilir. Birden fazla cilalama ve cilalamadan sonra ayna, gereken kesin şeklini kaybedebilir.

Yansıtıcı teleskoplar yy sonu ve yy'da astronomi için olağanüstü popüler hale geldi ve Hubble Uzay Teleskobu gibi birçok ünlü teleskop ve popüler amatör modeller bu tasarımı kullanmaktadır. Ek olarak, yansımalı teleskop ilkesi diğer elektromanyetik dalga boylarına uygulandı ve örneğin, X-ışını teleskopları , görüntü oluşturan optikler yapmak için yansıma ilkesini de kullanır.

Tarih

Kavisli aynaların mercekler gibi davrandığı fikri, en azından Alhazen'inoptik üzerine yüzyıla ait incelemesine, erken modern Avrupa'da Latince çevirilerde geniş çapta yayılmış olan eserlere kadar uzanır.^[1]Kırıcı teleskobun icadından kısa bir süre sonra, Galileo, Giovanni Francesco Sagredo ve diğerleri, kavisli aynaların ilkeleri hakkındaki bilgilerinden yola çıkarak, görüntü oluşturma hedefi olarak bir ayna kullanarak bir teleskop inşa etme fikrini tartıştılar.^[2]Bolognese Cesare Caravaggi'nin civarında bir tane inşa ettiği ve daha sonraki bir çalışmasında İtalyan profesör Niccolò Zucchi'nin 'da içbükey bir bronz ayna ile deney yaptığını, ancak tatmin edici bir görüntü üretmediğini yazdığına dair haberler vardı.^[2] Parabolik aynaları kullanmanın potansiyel avantajları, öncelikle küresel aberasyonun azaltılması kromatik aberasyonun olmamasıdır. Bu yöndeki gelişmeler yansıtıcı teleskoplar için önerilen birçok tasarıma yol açtı.^[3] En dikkate değer olanı, 'te 'yansıtıcı' bir teleskop için yenilikçi bir tasarım yayınlayan James Gregory'dir. Bilim adamı Robert Hooke'un deneysel Gregoryen teleskopu olarak bilinen bu tür teleskopu inşa edebilmesi on yılını () alacaktı.^[4][5][6]

Isaac Newton genellikle 'de ilk yansıtıcı teleskobu inşa etmekle tanınır.^[7]Newton teleskopu olarak bilinen optik konfigürasyonda küresel olarak topraklanmış bir metal birincil ayna ve küçük bir çapraz ayna kullandı.

Reflektör tasarımının teorik avantajlarına rağmen, o zamanlar kullanılan spekulum metal aynaların yapım zorluğu ve düşük performansı, popüler hale gelmelerinin yıldan fazla sürmesine neden oldu. Yansıtıcı teleskoplardaki ilerlemelerin çoğu, yüzyılda parabolik ayna yüzyılda gümüş kaplamalı cam aynaları ( 'de Léon Foucault tarafından yapılmıştır),^[8] yüzyılda uzun ömürlü alüminyum kaplamaları yüzyıl ortası,^[9] daha büyük çaplara izin vermek için parçalı aynalar ve yerçekimi deformasyonunu telafi etmek için aktif optikler ile olmuştur. yüzyılın ortalarında diğer bir yenilik, birincil optik elemanlar olarak hem küresel bir ayna hem de bir mercek (düzeltici plaka olarak adlandırılır) kullanan ve esas olarak küresel sapma olmadan geniş alan görüntüleme için kullanılan Schmidt kamerası gibi katadioptrik teleskoplardı.

yüzyılın sonlarında , görme sorunlarının üstesinden gelmek için uyarlamalı optik ve şanslı görüntülemenin gelişimi görüldü ve yansıtmalı teleskoplar, uzay teleskoplarında ve birçok uzay aracı görüntüleme cihazında her yerde bulunur hale geldi.

Teknik hususlar

Kavisli bir birincil ayna, odak düzleminde bir görüntü oluşturan reflektörlü teleskopun temel optik elemanıdır. Aynanın odak düzlemine olan uzaklığına odak uzaklığı denir. Görüntüyü kaydetmek için buraya bir film veya dijital bir sensör yerleştirilebilir veya optik özellikleri değiştirmek ve/veya ışığı filme, dijital sensörlere veya görsel gözlem için bir göz merceğine yönlendirmek için ikincil bir ayna eklenebilir.

Çoğu modern teleskoptaki birincil ayna, ön yüzeyi küresel veya parabolik bir şekle getirilmiş olan katı bir cam silindirden oluşur. İnce bir alüminyum tabakası, aynanın üzerine vakumla çökeltilir ve son derece yansıtıcı bir birinci yüzey aynası oluşturulur .

Bazı teleskoplar, farklı şekilde yapılmış birincil aynalar kullanır. Erimiş cam, yüzeyini paraboloidal hale getirmek için döndürülür ve soğuyup katılaşırken dönmeye devam eder. (Bkz. Döner fırın . ) Ortaya çıkan ayna şekli, tam olarak gereken şekle ulaşmak için minimum taşlama ve cilalama gerektiren arzu edilen bir paraboloid şekle yaklaşır.^[10]

Optik hatalar ve eksik yönleri

Yansıtıcı teleskoplar, tıpkı diğer optik sistemler gibi, "mükemmel" görüntüler üretmezler. Nesneleri sonsuza kadar uzaklıklarda görüntüleme ihtiyacı, onları ışığın farklı dalga boylarında görme ve birincil aynanın ürettiği görüntüyü görmenin bir yolunun olması gerekliliği, yansıtıcı bir teleskopun optik tasarımında her zaman bir miktar ödün vermenin söz konusu olacağı anlamına gelir.

Birincil ayna, ışığı kendi yansıtıcı yüzeyinin önünde ortak bir noktaya odakladığından, neredeyse tüm yansıtıcı teleskop tasarımlarında, ışığın birincil aynaya ulaşmasını kısmen engelleyen bu odak noktasının yakınında ikincil bir ayna, film tutucu veya dedektör bulunur. Refraktörlerin aksine bu durum ışık kaybı demektir. Bu sadece sistemin topladığı ışık miktarında bir miktar azalmaya neden olmakla kalmaz, aynı zamanda, çoğu ikincil destek yapısının neden olduğu kırınım yükselmelerinin yanı sıra engelin kırınım etkileri nedeniyle görüntüde kontrast kaybına neden olur.^[11][12]

Aynaların kullanılması Kromatik aberasyonu (renk sapmalarını) önler, ancak başka tür sapmalar üretirler. Basit bir küresel ayna, uzak bir nesneden gelen ışığı ortak bir odak noktasına getiremez, çünkü aynaya kenarına yakın bir yerden çarpan ışık ışınlarının yansıması, aynanın merkezine daha yakın olanlardan yansıyanlarla yakınsamaz, bu kusura küresel aberasyon denir. Bu sorunu önlemek için çoğu yansıtıcı teleskop, tüm ışığı ortak bir odak noktasına odaklayabilen bir şekil olan parabolik şekilli aynalar kullanır. Parabolik aynalar, ürettikleri görüntünün merkezine yakın nesnelerle (aynanın optik eksenine paralel hareket eden ışık) iyi çalışır, ancak aynı görüş alanının kenarına doğru eksen dışı sapmalardan muzdariptirler:^[13][14]

• Koma - görüntünün merkezindeki nokta kaynaklarının (yıldızların) bir noktaya odaklandığı, ancak tipik olarak görüntünün kenarlarına doğru kötüleşen "kuyruklu yıldız benzeri" radyal lekeler olarak göründüğü bir sapma.
• Alan eğriliği – En iyi görüntü düzlemi genel olarak eğridir, bu da dedektörün şekline uymayabilir ve alan boyunca bir odak hatasına yol açabilir. Bazen bir alan düzleştirici lens ile düzeltilir.
• Astigmatizma – nokta kaynaklı görüntülerin eksen dışında elips şeklinde görünmesine neden olan, diyafram çevresindeki odakta azimut bir değişiklik. Astigmatizma genellikle dar bir görüş alanında bir problem değildir, ancak geniş bir alan görüntüsünde hızla kötüleşir ve alan açısına göre karesel olarak değişir.
• Bozulma – Bozulma görüntü kalitesini (netliği) etkilemez ancak nesne şekillerini etkiler. Bazen görüntü işleme ile düzeltilir.

Bu sapmaların bazılarını düzelten modifiye ayna yüzeylerini (Ritchey-Chrétien teleskobu gibi ) veya bir çeşit düzeltme merceğini (kırılmalı teleskop ve yansıtıcı teleskobun bir karması olan katadioptrik teleskoplar gibi) kullanan yansıtıcı teleskop tasarımları vardır.

Bununla birlikte yansıtıcı teleskobun taşınır teleskop sektörü açısından da başkaca eksiklikleri de vardır.

• Örneğin bir kırılmalı teleskobun aksine yansıtıcı teleskoplar çoğunlukla taşınmalar sırasında ayna vs yerleri değişeceğinden hizalama (kolimasyon) ayarı yapılması gerekir.
• Genel olarak açık dizaynda yapıldıklarından dış etmenlerden özellikle toz ve nemden funduszeue.info sebeple aynaların iyi korunması gerekir. (Ancak katadioptik Maksutov ve Schmidt-Cassigrain tipi teleskoplar kapalı şekildedir)
• Aynalı teleskoplardaki aynalar darbelere karşıda hassas konumdadır. Ağırlık nedeniyle taşınmaları son derece bu sebeple zordur. (katadioptik teleskoplar ve Dobson teleskopları ile bu sorun büyük ölçüde çözülmüştür)
• Görüntü Newton teleskobu gibi bazı modelleri baş aşağı çevirdiğinden karasal gözlemde sorun çıkarır. Bu sorun bu teleskoplara özel görüntü düzeltici (image rectifier) ve katadioptik veya cassigrain teleskop tasarımları ile giderilmiştir. Bunun yanı sıra aşağıdaki olumlu yönlerinden bu teleskoplar özellikle belli bir odak açıklığı sonrası kırılmalı teleskopların yerini almış ve astronomik araştırmalarda birincil teleskop haline gelmiştir.

Astronomik araştırmalarda kullanımı ve olumlu yönleri

Neredeyse tüm büyük araştırma sınıfı astronomik teleskoplar yansıtıcıdır. Bunun birkaç nedeni vardır:

• Reflektörler daha geniş bir ışık spektrumundaçalışır, çünkü belirli dalga boyları bir refraktörde veya katadioptrik teleskopta bulunanlar gibi cam elementlerden geçerken emilir.
• Bir mercekte tüm malzeme hacmi kusurlardan ve homojenlikten arındırılmış olmalıdır, oysa bir aynada sadece bir yüzey mükemmel şekilde parlatılmalıdır.
• Farklı dalga boylarındaki ışık, vakum dışındaki bir ortamda farklı hızlarda hareket eder. Bu, renk sapmalarına neden olur. Bunu kabul edilebilir seviyelere indirmek genellikle iki veya üç açıklık boyutlu lensin bir kombinasyonunu içerir (daha fazla ayrıntı için akromat ve apokromat'a bakın). Bu tür sistemlerin maliyeti, bu nedenle, açıklık boyutu ile önemli ölçüde artış gösterir. Özellikle belli bir açıklık sonrası (mm civarı) yansıtmalı teleskoplar yapım maliyeti olarak refraktörlerden üstün hale gelir. Bir aynadan elde edilen bir görüntü, başlangıçta renk sapmalarından muzdarip değildir ve aynanın maliyeti, boyutuna göre çok daha mütevazı bir şekilde ölçeklenir.
• Geniş diyafram açıklığına sahip lenslerin üretimi ve manipülasyonu ile ilgili yapısal sorunlar vardır. Bir mercek sadece kenarından tutulabileceğinden, büyük bir merceğin merkezi yerçekimi nedeniyle sarkacak ve ürettiği görüntüyü bozacaktır. Bir kırılma teleskopundaki en büyük pratik lens boyutu yaklaşık 1 metre ve biraz üstüdür.^[15] Buna karşılık, bir ayna, yansıtıcı yüzünün karşısındaki tüm taraf tarafından desteklenebilir, bu da yerçekimi sarkmasının üstesinden gelebilecek yansıtmalı teleskop tasarımlarına izin verir. En büyük refraktör tasarımları 1 metreyi biraz geçerken en büyük reflektör tasarımları şu anda 10 metreyi aşmaktadır.

Yansıtıcı teleskop tasarımları

Gregoryen

İskoç gökbilimci ve matematikçi James Gregory tarafından tarihli Optica Promota kitabında açıklanan Gregoryen teleskopu, görüntüyü birincil aynadaki bir delikten geri yansıtan içbükey bir ikincil ayna kullanır. Bu, karasal gözlemler için yararlı olan dik bir görüntü üretir. Bazı küçük tespit dürbünleri hala bu şekilde inşa edilmiştir. Vatikan İleri Teknoloji Teleskobu, Magellan teleskopları, Büyük Binoküler Teleskop ve Dev Magellan Teleskobu gibi Gregoryen konfigürasyonunu kullanan birkaç büyük modern teleskop vardır.

Newtonyan

Newton teleskopu, 'de Isaac Newton tarafından tamamlanan ilk başarılı yansıtıcı teleskoptu. Genellikle bir paraboloid birincil aynaya sahiptir, ancak f/8 veya daha uzun odak oranlarında, yüksek görsel çözünürlük için küresel bir birincil ayna yeterli olabilir. Düz bir ikincil ayna, ışığı teleskop tüpünün tepesindeki bir odak düzlemine yansıtır. Belirli bir birincil boyut için en basit ve en ucuz tasarımlardan biridir ve amatör teleskop yapımcıları arasında ev yapımı bir proje olarak popülerdir.

Cassegrain tasarımı ve çeşitleri

Cassegrain teleskopu (bazen "Klasik Cassegrain" olarak adlandırılır) ilk olarak Laurent Cassegrain'e atfedilen tasarımında yayınlandı. Bir parabolik birincil aynaya ve ışığı birincildeki bir delikten aşağıya yansıtan hiperbolik bir ikincil aynaya sahiptir. İkincil aynanın katlanma ve uzaklaşma etkisi, kısa bir tüp uzunluğuna sahipken odak uzaklığı uzun olan bir teleskop oluşturur.

Ritchey-Chrétien

George Willis Ritchey ve Henri Chrétien tarafından 'ların başında icat edilen Ritchey–Chrétien teleskopu, iki hiperbolik aynaya (bir parabolik birincil yerine) sahip özel bir Cassegrain yansıtıcıdır. Bu koma ve küresel aberasyonu neredeyse tamamen ortadan kaldırır ve geniş neredeyse düz odak alanıyla astrofotografi içinde uygun alan sağlar ^[16] Dünyadaki hemen hemen her profesyonel reflektörlü teleskop, Ritchey–Chrétien tasarımına sahiptir.

Üç aynalı anastigmat

Üçüncü bir kavisli aynanın dahil edilmesi, Ritchey–Chrétien tasarımından kalan bozulmanın, astigmatizmanın düzeltilmesini sağlar. Bu, çok daha geniş görüş alanları sağlar.

Dall-Kirkham

Dall-Kirkham Cassegrain teleskopunun tasarımı 'de Horace Dall tarafından yaratıldı ve 'da amatör astronom Allan Kirkham ile o zamanın dergi editörü Albert G. Ingalls arasındaki tartışmanın ardından Scientific American'da yayınlanan bir makalede adını aldı. Bir içbükey eliptik birincil ayna ve bir dışbükey küresel ikincil kullanır. Bu sistemin öğütülmesi klasik bir Cassegrain veya Ritchey–Chrétien sisteminden daha kolay olsa da, eksen dışı komayı düzeltmez. Alan eğriliği aslında klasik bir Cassegrain'den daha azdır. Bu, daha uzun odak oranlarında daha az fark edildiğinden, Dall-Kirkhams nadiren f/15'ten daha hızlıdır.

Eksen dışı tasarımlar

İkincil öğeyi ortadan kaldırarak veya herhangi bir ikincil öğeyi birincil aynanın optik ekseninden hareket ettirerek gelen ışığı engellemekten kaçınmaya çalışan çeşitli tasarımlar vardır, buna genellikle eksen dışı optik sistemler denir.

Herschel (Herşelyan)

Herschel teleskobu (reflektörü), bu tasarımı 'da 40 metrelik teleskop da dahil olmak üzere çok büyük teleskoplar inşa etmek için kullanan William Herschel'den almıştır. Herschelian reflektörde birincil ayna eğilir, böylece gözlemcinin kafası gelen ışığı engellemez. Bu, geometrik sapmalara yol açsa da, Herschel,Newton teleskobundaki ikincil aynanın kullanılmasından kaçınmak için, o zamanın yansıtıcı teleskoplarının spekulum metal aynaları hızla karardığından ve yalnızca %60 yansıtma elde edebildiğinden, bu tasarımı kullandı.^[17]

Schiefspiegler

Cassegrain'in bir çeşidi olan Schiefspiegler teleskobu ("çarpık" veya "eğik reflektör"), ikincil aynanın birincil üzerinde gölge oluşturmasını önlemek için eğik aynalar kullanır. Ancak kırınım paternlerini ortadan kaldırırken koma ve astigmatizma artışına neden olur. Bu kusurlar büyük odak oranlarında yönetilebilir hale gelir - çoğu Schiefspiegler, f/15 veya daha uzun kullanır, bu da Ay ve gezegenlerle ilgili yararlı gözlemi kısıtlama eğilimindedir. Farklı tiplerde değişen sayıda ayna ile bir dizi varyasyon yaygındır. Kutter (adını mucidi Anton Kutter'den almıştır ) stili, gerektiğinde ikincil ayna ile odak düzlemi arasında tek bir içbükey birincil, dışbükey ikincil ve bir plano-dışbükey mercek kullanır (bu, katadioptrik Schiefspiegler'in durumudur ). Bir multi-schiefspiegler'ın bir varyasyonu, içbükey bir birincil, dışbükey ikincil ve bir parabolik üçüncül kullanır. Bazı Schiefspiegler'lerin ilginç yönlerinden biri, aynalardan birinin ışık yoluna iki kez dahil olabilmesidir - her ışık yolu farklı bir meridyen yolu boyunca yansır.

Stevick-Paul

Stevick-Paul teleskopları ^[18], ek bir düz diyagonal aynaya sahip Paul 3-ayna sistemlerinin ^[19] Dışbükey bir ikincil ayna, teleskoba giren ışığın hemen yanına yerleştirilir ve üçüncü tarafa paralel ışık gönderecek şekilde afokal olarak konumlandırılır. İçbükey üçüncül ayna, dışbükey ikincil olarak giren ışının yanına tam olarak iki kat daha uzak ve ikincilden uzakta kendi eğrilik yarıçapı olarak konumlandırılmıştır. Üçüncül ayna ikincilden paralel ışık aldığı için odağında bir görüntü oluşturur. Odak düzlemi ayna sistemi içinde yer alır, ancak düz bir diyagonal eklenmesiyle göze erişilebilir. Stevick-Paul konfigürasyonu, nazikçe kavisli Petzval yüzeyi hariç, sıfırdan üçüncü dereceye kadar tüm optik sapmalarla sonuçlanır.

Yolo

Yolo, 'ların ortalarında Arthur S. Leonard tarafından geliştirildi.^[20] Schiefspiegler gibi, engelsiz, eğimli bir yansıtıcı teleskoptur. Orijinal Yolo, aynı eğriliğe ve ana eksene aynı eğime sahip bir birincil ve ikincil içbükey aynadan oluşur. Çoğu Yolos toroidal reflektör kullanır. Yolo tasarımı komayı ortadan kaldırır, ancak önemli bir astigmatizma bırakır, bu da ikincil aynanın bir tür bükülme koşum takımı ile deformasyonu veya alternatif olarak bir toroidal figürün ikincil olarak parlatılmasıyla azalır. Schiefspieglers gibi, birçok Yolo varyasyonu takip edildi. Gerekli miktarda toroidal şekil, tamamen veya kısmen birincil aynaya aktarılabilir. Büyük odak oranlı optik düzeneklerde, hem birincil hem de ikincil ayna küresel olarak bırakılabilir ve ikincil ayna ile odak düzlemi arasına bir gözlük düzeltici mercek eklenir ( katadioptrik Yolo ). Dışbükey, uzun odaklı üçüncül aynanın eklenmesi, Leonard'ın Solano konfigürasyonuna yol açar. Solano teleskopu herhangi bir torik yüzey içermez.

Sıvı aynalı teleskoplar

Bir teleskop tasarımı, sabit hızda döndürülen bir tepside sıvı metalden oluşan dönen bir ayna kullanır. Tepsi döndükçe sıvı, esasen sınırsız büyüklükte bir paraboloidal yüzey oluşturur. Bu, çok büyük teleskop aynalarının (6 metreden fazla) yapılmasına izin verir, ancak ne yazık ki bunlar her zaman dikey olarak işaret ettikleri için yönlendirilemezler.

Odak düzlemleri

Ana odak tasarımında ikincil optik kullanılmaz, görüntüye birincil aynanın odak noktasından erişilir. Odak noktasında, bir film plakasını veya elektronik dedektörü tutmak için bir tür yapı bulunur. Geçmişte, çok büyük teleskoplarda, bir gözlemci, görüntüyü doğrudan görüntülemek veya bir kamerayı çalıştırmak için teleskopun içinde bir "gözlem kafesi" içinde otururdu.^[21] Günümüzde CCD kameralar, dünyanın neredeyse her yerinden teleskopun uzaktan çalıştırılmasına izin veriyor. Ana odakta mevcut alan, gelen ışığın engellenmesini önleme ihtiyacı nedeniyle ciddi şekilde sınırlıdır.^[22]

Radyo teleskopları genellikle birincil odak tasarımına sahiptir. Ayna, radyo dalgalarını yansıtmak için metal bir yüzeyle değiştirilir ve gözlemci bir antendir .

Cassegrain odak

Cassegrain tasarımına veya diğer ilgili tasarımlara göre yapılmış teleskoplar için görüntü, birincil aynanın arkasında, ikincil aynanın odak noktasında oluşturulur. Bir gözlemci teleskopun arkasından bakar veya arkaya bir kamera veya başka bir alet monte edilmiştir. Cassegrain odak, amatör teleskoplar veya daha küçük araştırma teleskopları için yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, buna uygun olarak büyük aletlere sahip büyük teleskoplar için, Cassegrain odağındaki bir alet, dönerken teleskopla birlikte hareket etmelidir; bu, alet destek yapısının gücüne ek gereksinimler getirir ve gözlemevi içindeki duvarlar veya ekipman gibi engellerle çarpışmayı önlemek için potansiyel olarak teleskopun hareketini sınırlar.

Nasmyth ve coudé odak

Nasmyth

Nasmyth tasarımı, ışığın birincil aynadaki bir delikten yönlendirilmemesi dışında Cassegrain'e benzer; bunun yerine, üçüncü bir ayna, ağır aletlerin montajına izin vermek için ışığı teleskopun yan tarafına yansıtır. Bu, büyük araştırma teleskoplarında çok yaygın bir tasarımdır.^[23]

Coude

Işığı (genellikle sapma ekseni aracılığıyla) teleskop yeniden yönlendirilirken hareket etmeyen sabit bir odak noktasına iletmek için Nasmyth tarzı bir teleskopa daha fazla optik eklemek, bir coudé odağı verir (Fransızca dirsek kelimesinden).^[24] Coudé odağı, Nasmyth odağından ^[24] daha dar bir görüş alanı sağlar ve geniş bir görüş alanına ihtiyaç duymayan çok ağır enstrümanlarla kullanılır. Bu tür uygulamalardan biri, büyük yön değiştirici aynalara (ideal olarak teleskopun ana aynasıyla aynı çapta) ve çok uzun odak uzunluklarına sahip yüksek çözünürlüklü spektrograflardır.Bu tür aletler, hareket ettirilmeye ve bir coudé treni oluşturmak için ışık yoluna aynalar eklemeye dayanamadılar, ışığı, gözlem katının üzerine veya altına yerleştirilmiş (ve genellikle hareket etmeyen ayrılmaz bir parçası olarak inşa edilmiş) böyle bir alete sabit bir konuma yönlendirdiler. gözlemevi binası) tek seçenekti. inç Hale teleskopu ( m), Hooker Teleskobu, inç Hale Teleskobu, Shane Teleskopu ve Harlan J. Smith Teleskobu, hepsi coudé odak enstrümantasyonuyla inşa edildi. Echelle spektrometrelerinin geliştirilmesi, bazen Cassegrain odağına başarıyla monte edilebilen çok daha kompakt bir aletle yüksek çözünürlüklü spektroskopiye izin verdi. 'lerde ucuz ve yeterince kararlı bilgisayar kontrollü alt-az teleskop yuvaları geliştirildiğinden, Nasmyth tasarımı genellikle büyük teleskoplar için coudé odağının yerini aldı.

Fiber beslemeli spektrograflar

Çok yüksek stabilite gerektiren veya çok büyük ve hantal olan aletler için, aleti teleskopla hareket ettirmek yerine sert bir yapı üzerine monte etmek tercih edilir. Tam görüş alanının iletimi standart bir coudé odağı gerektirse de, spektroskopi tipik olarak yıldızlar veya galaksiler gibi yalnızca birkaç ayrı nesnenin ölçümünü içerir. Bu nedenle, teleskopta optik fiberler ile bu nesnelerden ışık toplamak, aleti teleskoptan keyfi bir mesafeye yerleştirmek mümkündür. Fiber beslemeli spektrografların örnekleri olan gezegen avı (gezegen tespit) spektrografları arasında HARPS ^[25] veya ESPRESSO yer alır .^[26]

Ek olarak, optik fiberlerin esnekliği, ışığın herhangi bir odak düzleminden toplanmasını sağlar; örneğin, HARPS spektrografı ESO 3,6 m Teleskopunun ^[25], Prime Focus Spectrograph ise Subaru teleskobunun ana odağına bağlanır.^[27]

Ayrıca bakınız

Kaynakça

Dış bağlantılar

• James Gregory kimdi? 17 Ocak tarihinde Wayback Machine sitesinde . Yansıtıcı Teleskoplar, Keşfet, Ulusal Müzeler İskoçya 17 Ocak tarihinde Wayback Machine sitesinde .

Yansıtıcı teleskop nedir?

A yansıtıcı teleskop bir görüntü oluşturmak için bir ayna veya kavisli aynaların bir kombinasyonu tarafından ışığın yansıması ilkesine dayalı olarak geliştirilmiştir. Bu teleskoplar farklı tasarım varyasyonlarında gelir ve ayrıca zaman zaman görüntü kalitesini artırmak veya görüntünün konumunu mekanik olarak iyileştirmek için ek optik elemanlar içerir. Yansıtıcı teleskoplar/yansıtıcılar ayna içerdiğinden “katoptrik” teleskoplar. Bu teleskoplar genellikle astronomik amaçlar için kullanılır. Hubble Uzay Teleskobu gibi önde gelen teleskoplar ve bazı amatör teleskoplar bu mikroskobik tasarıma dayanmaktadır. Ek olarak, görünür aralık dışındaki ışık dalga boylarıyla çalışan teleskoplar (X-RAY teleskopları gibi) de yansıtmalı teleskoplar ilkesini kullanır. 

Yansıtıcı teleskopu kim icat etti?

• Bu tür teleskoplarda parabolik aynaların kullanılması, yansıma ilkesini izleyen birkaç teleskopik tasarıma yol açan küresel sapmayı azaltmıştır. En önemli teleskopik tasarımlardan biri, 'te James Gregory tarafından önerilen ve 'te deneysel bilim adamı Robert Hooke tarafından inşa edilen Gregoryen teleskopuydu. 
• Sir Isaac Newton, 'de ilk yansıtıcı teleskobun yaratıcısı olarak kabul edilir. Bu tasarıma Newton teleskobu denir. Newton teleskobu, küresel bir topraklanmış metal birincil ayna ve küçük bir çapraz ayna kullanır.
• yüzyılın sonlarında, uyarlanabilir optik ve şanslı görüntüleme görme güçlüklerini aşmaya yardımcı olan bir gelişmeye tanık olmuştur. Şimdi, yansıtıcı teleskoplar, uzay teleskoplarında ve diğer birçok uzay aracı görüntüleme cihazında her yerde bulunur hale geldi.

Yansıtıcı teleskop nasıl çalışır?

• Reflektörlü teleskop kavisli bir yapıya sahiptir. birincil ayna temel optik elemanı olarak. Bu ayna, odak düzleminde bir görüntü oluşturmak için kullanılır. Bu ayna ile odak düzlemi arasındaki mesafeye odak uzaklığı denir. Üretilen görüntüyü kaydetmek için odak düzleminde bir dijital sensör veya film tutulabilir. Bazen, bir ikincil ayna optik özellikleri görsel olarak gözlemlemek için odaklanmış ışığı bir filme, dijital sensöre veya bir okülere yönlendirmek/ileritmek için eklenir.
• Modern teleskopların çoğunda, birincil ayna, ön yüzeyi parabolik veya küresel bir şekle sahip olan katı bir cam silindirden yapılmıştır. Aynanın üzerine ince bir alüminyum tabakası yerleştirmek için vakumla oldukça yansıtıcı bir ön yüzey aynası oluşturulur.
• Farklı yöntemler birincil teleskopları yapar. Böyle bir yöntem, yüzeyi bir paraboloid yapmak için erimiş camı döndürmeyi içerir. Bu, cam soğuyana ve katılaşana kadar devam eder. Geliştirilen ayna yaklaşık olarak şekil açısından paraboloidaldir ve doğru şekle ulaşmak için minimum cilalama ve taşlama gerektirir.

Yansıtıcı teleskoplar neden astronomik araştırmalar için kullanılıyor?

Şu anda, araştırma için kullanılan neredeyse tüm büyük astronomik teleskoplar, yansıtıcı/yansıtıcı teleskoplardır. Astronomik araştırmalar için reflektörlerin tercih edilmesinin çeşitli nedenleri vardır:

• · Kırıcı ve katadioptrik teleskoplarda kullanılan cam elemanlar/lensler, ışığın belirli dalga boylarını veya belirli bir miktarda gelen ışığı emer. Reflektörler böyle bir dalga boyunu emmezler ve bu nedenle daha geniş bir ışık spektrumu üzerinde çalışırlar.
• · Bir lensin doğru çalışabilmesi için her türlü sapma, kusur ve homojensizlik içermemelidir. Tüm yapı doğru olmalıdır. Ama aynalarda. Sadece yansıtıcı yüzeyin mükemmel şekilde parlatılması gerekir.
• · Lensler, farklı kırılma indislerine sahip farklı malzemelerden yapılmıştır. Farklı ışık dalga boyları, farklı ortamlarda farklı hızlarda ve açılarda hareket eder. Bu, renk sapmalarına neden olur. Bu sapmaları düzeltmek için, iki veya daha fazla diyafram boyutunda lensin bir kombinasyonunu dahil etmek gerekir. Bu, sistemin parasal yatırımını arttırır ve aynı zamanda onu önemli ölçüde daha hacimli hale getirir. Aynaların oluşturduğu görüntülerde renk sapmaları olmaz. Ayrıca, aynaların nispeten uygun maliyetli olduğu ve boyut olarak kompakt olduğu kanıtlanmıştır.
• · Geniş diyafram açıklığına sahip lenslerin üretimi ve ayarlanması sorun yaratabilir. Lensler sadece kenarları ile takılabilir. Merceğin orta kısmı yerçekimi nedeniyle çöker. Bu, oluşan görüntünün bozulmasına yol açar. Aynaları kullanmak, bu tür sorunların olasılığını ortadan kaldırır. Aynalar sırt desteği ile tutulabilir ve bu nedenle görüntü oluşumunu etkilemeden geniş açıklıklara sahip olabilir. En büyük lens açıklığı şu anda 1 m'de, en büyük ayna açıklığı ise 10 m'de. 

Yansıtıcı teleskopun farklı tasarımları nelerdir?

• The  Gregoryen teleskop (James Gregory tarafından önerilmiştir), birincil aynanın görüntüsünü dar bir delikten yansıtmak için içbükey bir ikincil ayna kullanır. Bu, karasal gözlemler yapmak için avantajlı olan dik bir görüntü üretmek için yapılır. Bu şekilde yapılmış birkaç küçük tespit teleskopu vardır. Birçok büyük modern teleskop da Gregoryen düzenini kullanır. Örneğin, Magellan teleskopları, Vatikan İleri Teknoloji Teleskobu, Dev Magellan Teleskobu ve Büyük Binoküler Teleskop.

• The  Newton teleskopu  yılında Sir Isaac Newton tarafından geliştirilmiş bir yansıtıcı teleskopik tasarım çeşididir. Bu tür teleskoplar bir içbükey birincil ayna ve bir düz çapraz ikincil ayna içerir. Newton teleskopu, teleskop üreticileri tarafından takdir edilen etkili ve basit tasarımı nedeniyle ünlüdür. Bu tasarımda mercek, teleskop tüpünün üst ucunda yer alır. Okülerin kısa odak oranlı yerleşimi, kompakt bir montaj sistemi sağlar, hareketlilik sağlar ve harcamaları azaltır. [Newton teleskopu ziyareti hakkında daha fazla bilgi için funduszeue.info]

• The  Güveç teleskopu  yılında Laurent Cassegrain tarafından geliştirilen, gelen ışığı küçük bir delikten birincil aynaya yansıtmak için bir parabolik birincil ayna ve bir hiperbolik ikincil ayna içerir. İkincil ayna öncelikle sapma ve katlama için kullanılır. Bu, uzun odak uzunluğuna sahip kısa bir tüp uzunluğuna sahip bir teleskopla sonuçlanır. [Cassegrain teleskop ziyareti hakkında daha fazla bilgi edinmek için funduszeue.info]

• The  Ritchey-Chrétienteleskop (George Willis Ritchey ve Henri Chrétien tarafından 'larda geliştirildi) özel bir Cassegrain reflektörüdür. Bu tasarım, parabolik birincil ayna yerine iki hiperbolik aynaya sahiptir. bu Ritchey-Chrétien teleskop koma ve küresel sapma içermez ve neredeyse düz bir odak düzlemi sağlar. Bu teleskop, geniş alan ve fotografik gözlemler için uygundur. bu Ritchey-Chrétien teleskop tasarımı, en yaygın olarak kullanılan profesyonel reflektörlü teleskoplardan birinin başına gelir.

• The  Dall – Kirkhamteleskop Cassegrain teleskop tasarımının başka bir özel türüdür. bu Dall – Kirkham teleskopik tasarımın inşası, normal bir Cassegrain veya Ritchey–Chrétien teleskopundan nispeten daha kolaydır. Ancak, bu tasarım eksen dışı koma sorunlarını düzeltemez. Küçük alan eğriliği, daha uzun odak oranlarında daha az belirgin veya doğru olmasını sağlar; bu nedenle, Dall-Kirkham teleskoplarının f/15'ten daha hızlı olduğu pek görülmez.

• The  Herscheliyen reflektör (William Herschel tarafından 'da önerildi) çok büyük teleskoplar yapmak için dahil edilmiştir. Herschelian tasarımı, eğik bir birincil ayna kullanır. Bu, ışığın gözlemcinin kafası tarafından engellenmemesini sağlar. Ancak bu reflektör tasarımı belirli geometrik sapmalarla birlikte gelir. Bundan bağımsız olarak, Newtonian ikincil aynanın kullanılmasından kaçınmak için kullanılır. İkincil ayna genellikle, hızla kararan ve yalnızca %60'lık bir yansıtma sağlayan spekulum metal aynalardan yapılır.

Yansıtıcı teleskopun ürettiği hatalar nelerdir?

Yansıtıcı teleskoplar, tıpkı diğer optik sistemler gibi, görüntüleri oluştururken belirli hatalar üretmeye eğilimlidir. Oluşturulan görüntüler sonsuza kadar nesne mesafelerine sahiptir ve bu görüntüler farklı ışık dalga boylarında izlenir. Bu faktörler, görüntü oluşumunda belirli hatalara neden olur.

• Koma – Koma, görüntünün merkezini bir noktaya odaklayan bir sapma türüdür, ancak kenarlar genellikle radyal olarak lekeli (kuyruklu yıldız gibi) veya uzamış görünür.

• Alan eğriliği – Bazen, görüntüler alanın tamamına iyi odaklanmıyor. Bu, görüntü düzleminin eğriliği nedeniyle olur ve bir alan düzleştirme merceği kullanılarak düzeltilir.
  • astigmatizm – Astigmat, diyafram çevresinde azimut odak değişimine neden olan bir sapma türüdür. Bunun bir sonucu olarak, eksen dışı nokta kaynak görüntüleri elips şeklinde görünür. Astigmatizma, görüş alanı geniş olduğunda ve alan açısına göre ikinci dereceden değişmeye başladığında daha fazla hataya neden olur. Daha küçük/daha dar bir görüş alanı söz konusu olduğunda, astigmat genellikle bir problem değildir.

• Distorsiyon – Bozulma, görüntünün şeklini bozan bir sapma etkisidir. Görüntü netliği bozulmadan etkilenmez. Bu sapma genellikle görüntü işleme yardımı ile düzeltilir. 

• Küresel sapma: Küresel sapma, küresel bir ayna/mercek aynı noktada farklı uzak nesnelerden gelen ışığı odaklayamadığında ortaya çıkan bir kusurdur. Bu kusur, küresel aynalar yerine parabolik aynalar kullanılarak çözülür. Bununla birlikte, parabolik ayna, görüş alanının kenarına düşen ışığın görüntü oluşumu ile iyi çalışmaz ve eksen dışı sapmalar üretir. 

Lens ölçümü hakkında daha fazla bilgi için ziyaret edin funduszeue.info

Bir teleskop ziyaretinin bölümleri hakkında bilgi edinmek için funduszeue.info

Hakkında daha fazla bilgi Galile teleskopu.