Как работают телескопы.
Принцип работы телескопа заключается не в увеличении объектов, как думают многие, а в сборе света. Чем больше у него размер главного светособирающего элемента - линзы или зеркала, тем больше света он собирает. Важно, что именно общее количество собранного света в конечном счете определяет уровень детализации видимого - будь то удаленный ландшафт или кольца Сатурна. Хотя увеличение, или сила для телескопа тоже важно, оно не имеет решающего значения в достижении уровня детализации.

Типы телескопов.
Все телескопы подразделяются на три оптических класса.

Преломляющие телескопы, или рефракторы, в качестве главного светособирающего элемента используют большую линзу-объектив. Рефракторы всех моделей и апертурах включают ахроматические (двухэлементные) объективные линзы - таким образом сокращается или практически устраняется ложный цвет (хроматическая аберрация), который влияет на получаемый образ, когда свет проходит через линзу. (см. рис.1)

В отражающих телескопах, или рефлекторах, для сбора света и формирования изображения используется вогнутое главное зеркало. В рефлекторах ньютоновского типа маленькое плоское вторичное зеркало отражает свет на стенку главной трубы. (см. рис.2)

Зеркально-линзовые (катадиоптрические) телескопы используют как линзы, так и зеркала, за счет чего их оптическое устройство позволяет достичь великолепного качества изображения с высоким разрешением, при том, что вся конструкция состоит из очень коротких портативных оптических труб.(см. рис.3)

Окуляр.
Если основная оптика телескопа (линза объектива, главное зеркало или комбинация линз и зеркал) служит для формирования изображения в фокусе телескопа, то назначение окуляра (состоящего из двух или более маленьких линз, закрепленных в металлическом цилиндре) заключается в увеличении этого изображения. Окуляры бывают различных оптических конфигураций, диаметров цилиндров и фокусных расстояний.
Окуляры различаются по фокусному расстоянию, которое может находиться в пределах от 4 мм (сильные окуляры) до 40 мм (слабые окуляры). Обратите внимание, что оптический тип окуляра не влияет на силу телескопа, но влияет на такие характеристики, как диаметр видимого через телескоп поля, цветокоррекция изображения, а также его резкость.

Линза Барлоу.
Линза Барлоу находится перед окуляром и увеличивает общее фокусное расстояние телескопа. Например, двукратная линза Барлоу (2Х) удваивает эффективное фокусное расстояние телескопа и соответственно силу любого окуляра, используемого с ней.

Диагональные зеркала.
Если наблюдаемый объект находится практически над головой исследователя, то диагональное зеркало (в некоторых случаях диагональная призма) преломляющего или зеркально-линзового телескопа, позволяет занять удобное для наблюдений положение. Оно отклоняет свет под прямым углом к главной трубе прибора. Именно поэтому все рефракторы и зеркально-линзовые телескопы включают диагональное зеркало или призму.
Внимание! Никогда не смотрите через телескопы на Солнце. Такая попытка, даже если она будет длиться краткий миг, приведет к немедленному и необратимому повреждению глаз, а также причинит физический ущерб самому телескопу.

Видоискатели.
Большинство телескопов имеет весьма небольшое поле обзора. Найти и отцентрировать объект в таком поле - весьма непростая задача, если не применить видоискатель. Видоискатель - это небольшой, слабый, широкообзорный телескоп, обычно снабженный внутренним прицелом для облегчения позиционирования объектов. Когда видоискатель и основной телескоп направлены параллельно друг другу, то, объекты сначала определяются в видоискателе, а затем в поле основного телескопа.

Выпрямляющие призмы.
Астрономические телескопы получают изображения перевернутыми вверх ногами и поменявшими правую и левую стороны. Это не имеет особого значения для исследования астрономических светил, но для наблюдения земных объектов правильное их положение было бы весьма желательным. Выпрямляющие линзы телескопов позволяют скорректировать ориентацию объектов и наблюдать их под удобным углом в 45°.

Опоры телескопов.
Когда объект, земной или небесный, определен и отцентрирован в поле наблюдения телескопа, его опора позволяет наблюдателю "следовать" за объектом при его движении по поверхности или в небе. Бывает несколько типов опор телескопов.
Высотно-азимутальные опоры. Это самый простой тип установки телескопа, при котором прибор может поворачиваться вверх-вниз (в вертикальном, или "высотном" направлении) и влево-вправо (в горизонтальном, или "азимутальном" направлении). Высотно-азимутальные опоры, таким образом, позволяют наблюдателю следить за объектами с помощью простых движений телескопа в вертикальном и горизонтальном направлении. Эти операции осуществляются путем регулировки медленного движения с помощью гибких кабелей. Высотно-азимутальные опоры, благодаря своей простоте и относительно невысокой цене широко применяется в телескопами как для наземного, так и для небесного наблюдения.
Экваториальные опоры. Хотя небесные светила, как правило, "зафиксированы" на своих позициях в небе (или на небесной сфере - воображаемой сферической поверхности, на которой находятся все астрономические объекты), на самом деле, поскольку Земля оборачивается под небосводом каждые 24 часа, они движутся по небу по дуге. С астрономической точки зрения, таким образом, задачей опоры телескопа является компенсация вращения Земли с тем, чтобы наблюдатель мог следить за Луной, планетами и звездами. Эта задача значительно упрощается с помощью экваториальной опоры - этот тип установки характерен для большинства крупных или наиболее сложных телескопов. Выравнивая одну ось такой опоры по оси вращения Земли (простой процесс, заключающийся в направлении одной из осей телескопа на Полярную Звезду), наблюдатель может отслеживать астрономические объекты, поворачивая только один контрольный кабель в таких случаях требуют двух одновременных движений (высотно-азимутальные опоры). Если экваториальная опора снабжена небольшим мотором, то это отслеживание может выполняться автоматически. Эти моторы можно приобрести для большинства телескопов, выполненных на экваториальных опорах.
Опоры с компьютерным управлением. В 1992 г. было объявлено о разработке революционной концепции телескопных опор, вскоре вышедших в лидеры мировых продаж на рынке, телескопов для серьезных астрономов-любителей. Система компьютерного контроля позволяет монтировать телескоп на высотно-азимутальную опору, а управляемые внутренним микропроцессором моторы, установленные на обеих осях, следуют за астрономическими объектами с потрясающей точностью. Кроме того, с помощью ручной клавиатуры можно ввести каталожный номер или координаты объекта, нажать GO TO и наблюдать, как телескоп автоматически наводится на этот объект, помещая его в центр поля наблюдения.

Разрешение, разрешающая сила и изображения дифракции.
Эти три термина составляют основу научного лексикона, относящегося к оптике и телескопам, и их понимает даже новичок. Разрешение - это качественное выражение, означающее, как много деталей можно увидеть через данный телескоп.
Говорят, что телескопы обладают высоким разрешением, если они произведены в соответствии с оптическими стандартами, которые обеспечивают уровень видимых деталей, сравнимый с апертурой и оптическим дизайном инструмента.
Звезды (в противоположность Луне, планетам или, например, наземным предметам) относятся к самым трудным объектам в смысле наблюдения через телескоп и четкой фокусировки, так как они являются точечными источниками света: звезда состоит из световой энергии, сжатой в бесконечно малый объем, или точку. Однако телескоп формирует изображения звездных точечных источников света как диски конечного размера, имеющие реальные диаметры. Другими словами, хотя Вселенная посылает в телескоп точечный луч света, наблюдатель видит не точечный образ, а крошечный диск, называемый воздушным диском, со слабыми световыми кольцами вокруг него. Это телескопное изображение звезды, состоящее из воздушного диска и окружающих его колец света, называется дифракционным изображением.
О значении концепции дифракционного образа можно судить по тому, что она позволяет пользователю оценить качество оптической системы телескопа. Одной из этих оценок является способность телескопа четко разделять, или разрешать две звездные точки (т. е. два воздушных диска), находящиеся очень близко друг от друга. Чем больше апертура телескопа, тем выше его способность представить две смежные звезды не как одно частично перекрывающееся изображение, а как два отдельных и очень четких. Эта способность называется разрешающей силой. Если оптическое качество телескопа позволяет разрешать звездные точки с теоретическим пределом возможностей его апертуры, то такой телескоп называют дифракционно-ограниченным.

Что можно увидеть в телескоп.
Число объектов, которые вы сможете наблюдать в свой телескоп, зависит в первую очередь от его апертуры (диаметра объектива). Чем больше диаметр объектива телескопа, тем больше подробностей вы сможете увидеть на Луне и планетах, тем более тусклые и далекие звезды, туманности и галактики станут вам доступны. Немалую роль играет также оптическое качество телескопа, опыт наблюдателя и место наблюдения. Чем дальше от городской засветки вы проводите свои наблюдения, тем больше объектов будет доступно вашему телескопу. Следует также предупредить о том, что вы не увидите: цвета туманностей и галактик. В отличие от книг и журналов, в которых можно видеть красивые цветные фотографии туманностей и галактик, при наблюдении в телескоп они представляются лишь серыми пятнами. Дело в том, что глаз человека в отличие от фотопленки, способной накапливать свет в течение длительного времени, нечувствителен к цветам в темноте.

Перечислим некоторые астрономические объекты, которые можно с наблюдать в телескоп:

Луна — приготовьтесь к поразительному зрелищу! Даже в самый скромный телескоп вы увидите многочисленные кратеры, расщелины, горные цепи и темные моря. Лучшее время для наблюдения Луны — это ее частные фазы. В частных фазах на поверхности Луны видны тени, которые дают возможность рассмотреть больше деталей, особенно на границе светлой и темной областей, называемой терминатором. Зато во время полнолуния хорошо рассматривать светлые лучевые структуры, расходящиеся от некоторых кратеров. Также во время полнолуния иногда можно наблюдать лунное затмение.

Солнце — для безопасного наблюдения Солнца необходимо использовать апертурный солнечный фильтр. На Солнце вы увидите пятна, которые ежедневно меняют свою форму, внешний вид и местоположение, светлые факельные поля, а при хороших погодных условиях — грануляцию и поры. Если вам повезет, то вы сможете наблюдать такое редкое явление как полное солнечное затмение.

Планеты — наблюдения планет очень интересны, и они могут надолго привлечь ваше внимание. На Юпитере вы увидите темные и светлые полосы и зоны, а также знаменитый гигантский вихрь — Большое Красное Пятно. Из-за быстрого вращения планеты ее вид постоянно меняется. Помимо этого вы сможете наблюдать танцы четырех галилеевых спутников Юпитера: их затмения и прохождения перед диском планеты-гиганта, прохождения теней от спутников по диску Юпитера, а иногда — покрытия спутников друг другом. У Сатурна вы увидите великолепное кольцо, разделенное щелью Кассини, а также несколько спутников во главе с Титаном. Наблюдая Венеру и Меркурий, вы увидите их фазы, похожие на лунные. На Марсе во время противостояния вы увидите полярную шапку и темные области, которые могут пропадать во время пылевых бурь. Крупные телескопы покажут вам Уран и Нептун в виде маленьких дисков, и даже Плутон в виде слабенькой звездочки.

Звездные скопления — делятся на два основных вида. Во-первых, это рассеянные звездные скопления — мелкие и крупные группы звезд неопределенной формы, как правило, без заметной концентрации к центру. Во-вторых, это шаровые звездные скопления — плотные звездные "шары", насчитывающие миллионы светил.

Туманности — эти объекты также делятся на два крупных типа: планетарные туманности, наблюдаемые в виде маленьких округлых облачков, остающихся после смерти звезды, и диффузные туманности, не имеющие определенной формы и состоящие из пыли и газа.

Галактики — это гигантские отдаленные "острова Вселенной", каждый из которых состоит из миллиардов звезд. Галактики имеют разные размеры и формы. Они бывают трех основных типов: эллиптические, спиральные и неправильные.

Кометы — видны как туманные пятна, иногда со светлым хвостом (а порой и сразу несколькими хвостами), направленным от Солнца.

Двойные (кратные) звезды — пары или группы звезд, обращающихся вокруг общего центра масс (физические двойные) или случайно проецирующиеся на одну и ту же область неба (оптические двойные). Некоторые из двойных звезд имеют потрясающие контрастные цвета.

Помимо астрономических наблюдений большинство телескопов можно использовать и для наблюдения наземных объектов. Поскольку астрономические телескопы дают перевернутое или зеркальное изображения, для проведения наземных наблюдений необходимо использовать специальные оборачивающие призмы, которые позволяют исправить изображение (сделать его прямым и не зеркальным).

Информация:
www.Telescope.ru
www.Celestron.ru

Виды телескопов.
На главную.