Чем отличается рефлектор и рефрактор кратко и понятно

Рефлектор или рефрактор? Советы по выбору телескопа

Тот, кто увлекся астрономией, в конце концов, приходит к мысли, что наличие собственного телескопа просто необходимо. Есть много магазинов, в которых продаются телескопы. Но что же выбрать: магазин, продающий готовые телескопы или лабораторию, которая создаст телескоп, который будет отвечать всем Вашим потребностям. Выбор правильного оборудования для астрономических наблюдений достаточно сложный вопрос. Можно сказать одно – нет ни одного телескопа, с помощью которого можно проводить все наблюдения. Все телескопы создаются специализированно для того или иного вида наблюдений. Поэтому перед покупкой телескопа решите для себя в первую очередь, для чего Вам нужен телескоп, какие наблюдения Вы хотите делать с его помощью.

Наверное, это ключевой вопрос для желающего приобрести телескоп. Постараемся быть как можно более объективными в описании достоинств и недостатков рефракторов и рефлекторов (сегодня существует очень четкое разделение на два лагеря: сторонники рефлекторов и сторонники рефракторов).

Телескоп рефрактор

Рефрактором называют телескоп, в котором для собирания света используется система линз.

Достоинствами рефрактора являются:

— длительный срок службы;
— устойчивая центрировка;
— большая величина поля зрения;
— меньшие потери света (в виду отсутствия вспомогательных поверхностей между объективом и окуляром);
— более высокое качество изображения (отсутствие вспомогательных поверхностей избавляет рефрактор от дополнительных дифракционных явлений);
— хорошая защита от пыли, а также от пагубного влияния воздушных масс различной плотности, влияющего на качество изображения (так как сам рефрактор плотно закрыт).

Недостатками рефрактора являются:

— хроматическая аберрация (снижение четкости изображения, появление цветных контуров, полос, пятен);
— весьма небольшое относительное отверстие (1:15 – 1:18 и менее) и, следовательно, небольшая светосила;
— внушительные габариты.

Телескоп рефлектор

Рефлектором называют телескоп, использующий для собирания света зеркала.

Достоинствами рефлектора являются:

— полная ахроматичность;
— возможность обладания большим относительным отверстием (до 1:3) и, следовательно, большой светосилой;
— компактность;
— меньшая цена.

Недостатками рефлектора являются:

— чувствительность к деформациям зеркал;
— открытая труба (различные потоки воздуха портят изображение);
— сравнительная недолговечность зеркал (темнеют, портится изображение);
— сильная потеря света (пропускание рефлектора редко превышает 60-70%);
— легче разлаживается при переноске;
— перевернутое изображение (для наблюдения наземных объектов).

Сфера применения телескопов

Рефракторы: Луна, планеты, двойные звезды, наземные объекты.

Рефлекторы: объекты глубокого космоса (галактики, туманности и скопления), астрофотография.

Зеркально-линзовые телескопы

Существуют еще и зеркально-линзовые телескопы (содержат как зеркала, так и линзы) системы Максутова-Кассегрена и Шмидта-Кассегрена.

Достоинствами таких телескопов являются:

— компактность;
— отличное изображение по всей широте поля зрения;
— ахроматичность;
— хорошая защита от пыли и различных потоков воздуха (труба герметично закрыта).

— наличие центрального экранирования;
— высокие светопотери;
— приличный вес;
— требуется большее время для термостабилизации;
— высокая цена.

Источник

Естествознание.ру

Рефлекторы и рефракторы

Телескоп Галилея 1609 г. относился к виду оптики, называемой телескопами-рефракторами. Работа этих приборов основана на явлении рефракции (преломления света). Примерно через 60 лет после Галилея, в конце 1668 г., английский физик и астроном Исаак Ньютон создал оптический телескоп, использующий в качестве фокусирующего элемента зеркало. Его назвали телескопом-рефлектором (рефлексия — отражение света).

Телескоп-рефрактор состоит из двух линз, которые преломляют световые лучи: большой на входе (объектива) и маленькой для глаза (окуляра). Объектив создает значительно уменьшенное изображение удаленного объекта наблюдения.

Телескоп-рефлектор оснащается зеркалом, расположенным на «дне» трубы. Рефлектор значительно отличается от рефрактора тем, что не имеет цельной трубы.

В чем разница конструкций?

Изготовление рефракторов (1) затруднено тем, что качественно обработать линзу, особенно большую, очень трудно. Производство вогнутых зеркал, лежащих в основе конструкции рефлекторов (2), намного проще, чем линз для рефракторов. У рефлекторов, как правило, выше четкость изображения, меньше искажений.

Как работает рефрактор?

В телескопе-рефракторе объектив (3) создает значительно уменьшенное изображение (4) удаленного объекта наблюдения (5). Затем это изображение рассматривается в окуляр (6), как через лупу. В некоторых модификациях окуляр расположен не на оси трубы, а перпендикулярно ей (7), тогда изображение от объектива передается в окуляр через преломляющую линзу (8).

Как работает рефлектор?

В телескопе-рефлекторе вогнутое зеркало (9) собирает световые лучи (10) в концентрированный пучок. Затем этот пучок с помощью вспомогательных линз и зеркал (11) направляется в окуляр (12). Как и в случае с рефракторами, некоторые рефлекторы имеют конструкцию с перпендикулярным окуляром (13) и дополнительной преломляющей линзой (14).

Парижский гигант

Рекордный по размерам телескоп-рефрактор был построен ко Всемирной выставке в Париже 1900 г. Диаметр объектива составлял 1,25 м, длина трубы превышала 60 м! Правда, вследствие огромных габаритов и массы телескоп установили неподвижно и горизонтально. Это было неудобно для использования, и в 1909 г. телескоп разобрали.

Рекордсмен-рефлектор

Телескопы-рефлекторы во много раз больше рефракторов. Под большим куполом обсерватории Роке-де-лос-Мучачос (Канарские острова) помещен рефлектор с самым крупным зеркалом в мире — Большой Канарский телескоп. Он построен в 2007 г. Его зеркало имеет диаметр 10,4 м — в 10 раз больше, чем линза крупнейшего рефрактора!

Рекордсмен-рефрактор

Самый большой в мире на настоящий момент телескоп-рефрактор расположен в Йеркской обсерватории Чикагского университета (США), линза его объектива имеет диаметр 1,02 м. Это позволяет рассмотреть даже самые отдаленные объекты Солнечной системы. Йеркская обсерватория была основана в 1897 г., телескоп в ней установлен тогда же.

Источник

Как выбрать телескоп и не разочароваться? Для дома, городской квартиры и дачи

Ясной ночью, когда небо темнее вороньего крыла, а звезды будто дымятся яркостью, кого из нас не посещала мысль: «Вот бы взглянуть на это в телескоп!» Человек издавна мечтал путешествовать по небу, стремился узнать, так ли безгранично сотканное из мириада звезд полотно. Результатом столетий самоотверженного исследовательского труда стал сегодняшний уровень развития астрономических дисциплин.

Благодаря техническому прогрессу, к середине XX века стало возможным массовое производство качественной и доступной оптики. Это привело к становлению любительской астрономии и лавинообразному росту вовлеченности населения. Сегодня, когда большинство телескопных брендов перенесло производство в КНР, купить недорогой оптический прибор уже не проблема.

Однако новичкам бывает сложно выбрать первый телескоп: зачастую они относятся к задаче. слишком ответственно!
Главная ошибка при выборе телескопа – пытаться сразу подобрать модель на всю жизнь, аргументируя тем, что «телескоп – удовольствие не дешевое, не будешь же каждый год покупать новый». Подход Всегда-Выбирай-Лучшее в случае с телескопом чреват лишними тратами и появлением в чулане еще одной коробки, которую и выбросить жалко, и хранить негде. Всё потому, что профессиональная астрономическая оптика узко специализирована (т.е. малопригодна для решения широкого круга задач) и требует навыков обращения, которых у новичка просто быть не может.

Как быть? Последовать примеру большинства из тех, кто сохранил интерес к астрономии на всю жизнь. Ответьте на три простых вопроса:

Исходя из результата купите добротный, не слишком габаритый телескоп, с которым попробуете планетарные и дип-скай наблюдения, рассмотрите поверхность Луны на разных увеличениях и сделаете несколько фото на камеру смартфона. Потом, когда будет ясно, что вам больше по душе, можно выбрать модель посерьезнее и потяжелее, а предыдущую – продать или оставить в качестве портативного телескопа. Не стоит переживать, что оптика упадет в цене: при условии аккуратного обращения и сохранности аксессуаров телескоп б/у стоит ненамного дешевле нового. Особенно, если вы согласитесь провести для будущего хозяина мастер-класс по сборке и использованию!

О характеристиках оптики и типах монтировки мы обстоятельно поговорим далее. По прочтении вы сможете воспринимать на слух астролюбительский сленг и даже узнаете, может ли быстрый ньютон быть добом ☺

Увеличение телескопа: так ли оно важно?

В отличие от биноклей, для которых увеличение – базовый параметр, телескопы вообще не имеют увеличения как такового. Точнее, оно подсчитывается для каждого используемого окуляра по формуле

То есть рефрактор с фокусом 1000 мм + окуляр 4 мм обеспечат рабочую кратность 250x: много это или мало для телескопа? Для аматорского рефрактора, да и вообще для оптики любительского уровня это, честно говоря, слишком много.

Вы сами увидите, что на увеличении до 100х картинка выглядит контрастнее, лучше видны детали и шире сектор обзора. К тому же на небольших кратностях удобнее вести наблюдения за счет того, что не нужно «вжиматься» глазом в окуляр. Как правило, чем больше фокус (и меньше увеличение) окуляра, тем больше вынос выходного зрачка – расстояние, на которое можно отодвинуться от глазной линзы окуляра.

Наибольшее из комфортных для работы увеличений определяется апертурой телескопа. Апертура (D) – это просто диаметр объектива телескопа в миллиметрах. Максимальное полезное увеличение приближенно равно 2D, т.е. для модели с апертурой 120 мм оно составит 240x. Есть ли смысл подбирать окуляр, реализующий такую кратность? Да, но только в расчете на исследования ближайших планет – Марса, Венеры, Юпитера. При этом обзорные наблюдения и изучение слабосветящихся протяженных объектов будут невозможными из-за малого поля зрения и низкой светосилы телескопа.

Минимальное полезное увеличение = D/6, для телескопа с апертурой 120 мм оно равно 20x. Такое увеличение еще называют равнозрачковым: смысл в том, что на меньших кратностях выходной зрачок телескопа будет больше, чем диаметр человеческого зрачка, и часть собранного объективом света будет потрачена зря. Применение телескопа на до-равнозрачковых кратностях нецелесообразно: лучше воспользоваться астрономическим биноклем или подзорной трубой. Интуитивно это понятно и без подсчетов, так что при выборе телескопа на данный параметр редко обращают внимание.

Вообще говоря, от окуляра зависят не только сила увеличения и вынос зрачка, но и множество других характеристик. Оптическая схема окуляра (Гюйгенса, Рамсдена, Кельнера, Плёссла и т.п.) влияет на поле зрения телескопа, контрастность картинки, а при несоответствии параметрам прибора может добавить системе оптических аберраций.

Но углубляться в эту науку новичку не обязательно: в комплект любого приличного телескопа входят 2-3 подходящих окуляра для начала исследований.

Светосила, Относительное отверстие

Понятия эти тесно связаны, и соответствующие величины отличаются лишь коэффициентом. Для простоты будем считать, что это одно и то же. Итак, диаметром Относительного Отверстия, или Светосилой, называют отношение апертуры к фокусному расстоянию.

К примеру, упомянутый рефрактор 120 мм/1000 мм имеет светосилу 1/8.3 единиц. Обобщенно, по диаметру относительного отверстия (ОО) телескопы подразделяют на:

Эпитет «быстрый» пришел в астрономический лексикон из астрофотографии: там он означает возможность снимать построенное оптикой изображение на коротких выдержках. Другими словами, чем больше света соберет объектив, тем меньше времени понадобится на экспонирование кадра. Да и при визуальных наблюдениях в светосильный телескоп вы разглядите больше деталей, чем на том же увеличении в длиннофокусный.

При ограниченном бюджете покупки лучше выбирать длиннофокусный рефрактор (ОО Режим работы:
Пн-Пт 09:00 – 19:00, Сб 10:00 – 15:00

Источник

Выбор телескопа: чем отличаются рефлекторы и рефракторы

Астрономы-любители при наблюдениях используют в основном те­лескопы двух традиционных типов. Это телескопы — рефракторы, в которых для построения изображения применяются линзы и телескопы – рефлекторы, где для этих целей служит зеркало.

Иногда для построения изображения используют катадиоптрические системы, представляющие собой комбинации не­скольких линз и зеркал (зеркально-линзовый телескоп).

Когда мы думаем о наблюдении звездного неба, то представляем что-то в этом роде. Реальность, сразу говорю, отличается от фотографии

Основной частью любого телескопа, которая строит изображение, является объектив. От его характеристик — апер­туры D, фокусного расстояния/и фокального отношения f/D — зависит диапазон наблюдений, которые позволяет проводить данный теле­скоп.

Разумеется, телескопы с широкой апертурой (с большим диа­метром объектива) предпочтительней, так как они имеют большую собирающую свет поверхность, обладают высокой разрешающей способностью и обеспечивают значительное увеличение. Однако телескопы с большой апертурой, к какому бы типу они не относи­лись, более дороги и громоздки.

Собирающая и разрешающая способность телескопов

Самой важной характеристикой как телескопа, так и бинокля является апертура (D) — диаметр объектива.

Апертура определяет размеры со­бирающей поверхности, площадь которой пропорциональна квад­рату диаметра. Чем больше собирающая поверхность прибора, тем более слабый объект он позволяет наблюдать. Таким образом, от квадрата диаметра объектива зависит предельная звездная величина объекта, который можно наблюдать в данный телескоп.

Следующая важная характеристика телескопа — разрешающая способность, т. е. спо­собность различать мельчайшие образования на дисках планет или двойные звезды.

Если диаметр объектива измерять в миллиметрах, то разрешающая способность, выраженная в секундах дуги, опреде­ляется величиной 138/D.

Что такое апертура телескопа

Для длиннофокусных объективов с фокаль­ным отношением более f/12* разрешающая способность несколько выше и определяется по формуле 116/D.

Несколько меньшая раз­решающая способность рефлекторов и катадиоптрических телескопов по сравнению с телескопами-рефракторами при том же диаметре объектива частично обусловлена экранировкой центральной части светового пучка, прошедшего через объектив. Качество изображения, особенно у телескопов-рефлекторов, может также сильно постра­дать из-за потоков воздуха, возникающих в трубе телескопа.

Телескопы рефракторы

Объектив телескопа-рефрактора представляет собой ахромати­ческую систему, склеенную из нескольких линз, которая собирает лучи различных длин волн в один фокус.

Обычно фокальные отношения любительских рефракторов меньше f/10 или f/12, так как более короткофокусные ахроматические объективы очень дороги. Поэтому рефракторы лучше использовать при наблюдениях, для которых требуются большие фокальные отношения, довольно большие уве­личения и ограниченное поле зрения.

Телескоп типа рефрактор

Для серьезных наблюдений необходимо применять телескопы с апертурой не менее 75 мм.

Конечно, можно проводить наблюдения и в телескопы с меньшими апертурами, однако при этом следует помнить, особенно начи­нающим, что такие наблюдения сопряжены с большими трудностями; по этой причине наблюдения в хороший бинокль могут оказаться более результативными, чем в телескоп с малой апертурой.

В отличие от телескопов других типов в рефракторах отсутствуют потери, обусловленные частичной экранировкой пучка света промежуточными зеркалами, тем не менее при наблюдениях, как правило, исполь­зуются рефракторы с объективами диаметром менее 100 мм.

Реже встречаются крупные рефракторы с апертурами свыше 150 мм, так как они довольно дороги и громоздки.

Телескопы рефлекторы

Большинство любительских телескопов-рефлекторов имеет фокаль­ные отношения f/6 — f/8; по сравнению с рефракторами они удобнее при наблюдениях, для которых требуются более широкое поле зрения и меньшее увеличение.

Телескопы-рефлекторы бывают разных типов. В практике любительских наблюдений чаще всего используются рефлекторы двух типов: системы Ньютона и системы Кассегрена.

В телескопе системы Ньютона вторичное зеркало плоское, поэтому фокусное расстояние и фокальное отношение объектива постоянны. В телескопе системы Кассегрена вторичное зеркало выпуклое, что зна­чительно увеличивает общее фокусное расстояние телескопа и тем самым изменяет его эффективное фокальное отношение. По этой причине рефлекторы системы Кассегрена находят применение при наблюдениях того же типа, что и телескопы-рефракторы.

Телескоп типа рефлектор

Самое большое преимущество рефлекторов — их низкая стоимость. При той же апертуре они значительно дешевле телескопов любого другого типа. Кроме того, нужное зеркало для объектива рефлектора можно изготовить собственными силами или в крайнем случае — прос­то купить, а трубу такого телескопа нетрудно собрать в домашних условиях.

Практически все любительские телескопы с большой собирающей поверхностью (диа­метры объектива свыше 200 мм) являются рефлекторами. Минималь­ный диаметр объектива рефлекторов, которые обычно используют для общих наблюдений, составляет около 150 мм; такой рефлектор стоит не дороже рефрактора с объективом диаметром 75 мм. По­скольку рефлектор имеет большую собирающую поверхность, в него можно наблюдать более слабые объекты, однако он не столь ком­пактен, как рефрактор.

Рефлекторы меньших размеров, имеющие малые фокальные отношения, по своим характеристикам занимают промежуточное положение между биноклями и обычными рефлек­торами; к тому же они достаточно компактны.

Однако у рефлекторов есть и недостатки. Наиболее существенные из них — необходимость время от времени обновлять отражающие, покрытия и юстировать оптические элементы. При отсутствии до­рогостоящего оптического стекла, герметически закрывающего трубу рефлектора, приходится укрывать каждое зеркало телескопа крышкой или чехлом, чтобы воспрепятствовать проникновению пыли.

При наблюдениях окуляр в телескопе системы Ньютона может оказаться в неудобном положении; чтобы избежать этого, следует предусмотреть возможность вращения трубы телескопа.

Если труба рефлектора не закрыта герметически оптическим ок­ном, то холодный наружный воздух, проникая в нее, создает там воздушные потоки, ухудшающие изображение. Весьма эффективным средством борьбы с этим недостатком может быть использование больших теплоизоляционных труб, но чаще для этой цели применяют «трубы» скелетной конструкции.

К сожалению, в последнем случае возникают другие проблемы, связанные с потоками теплого воздуха от самого наблюдателя (так что при наблюдениях старайтесь одевать больше теплоизолирующей одежды!). Кроме того, при этом увели­чивается выпадение росы на оптические элементы. Поэтому большое значение приобретает правильная конструкция самой обсерватории.

Катадиоптрический (зеркально-линзовый) телескоп

Катадиоптрическая система телескопов (зеркально-линзовый телескоп)

Среди катадиоптрических телескопов наибольшее применение нахо­дят телескопы система Максутова и система Шмидта-Кассегрена.

При данном фокусном расстоянии они более портативны и удобны при наблюде­ниях, особенно в соединении с разнообразными устройствами, обеспе­чивающими слежение за сложным движением небесных тел. Естест­венно, такие телескопы значительно дороже как рефракторов, так и рефлекторов того же размера.

Катадиоптрические телескопы имеют большие фокальные отношения: f/10, f/12 и даже f/15, поэтому их можно использовать для выполнения тех же задач, которым служат рефракторы и рефлекторы системы Кассегрена.

Как проверить телескоп перед покупкой

Ряд исследований качества оптики телескопа можно провести само­стоятельно, но при этом следует помнить, что идеальных оптических систем не существует. Любая оптическая система искажает изображения, такие искажения называют аберрациями.

При изготовлении телескопа аберрации стремятся свести к минимуму. Конкретные требования к величине допустимых аберраций зависят от характера исследований, для которых предназначен данный телескоп. Например, при изучении планет, двойных звезд и фотографировании небесных объектов требования к величине допустимых аберраций более высо­кие, чем при наблюдениях переменных звезд.

Хроматическая аберрация, характерная в той или иной мере для биноклей, рефракторов и телескопов некоторых других типов, выра­жается в окрашивании изображения небесных тел. Она особенно заметна на резких границах между светлыми и темными областями, например на лимбах Луны, Венеры и т. д. Телескопы-рефлекторы не создают аберрации такого типа.

Наличие дисторсии (искажения в изображении взаимного распо­ложения звезд) можно проверить, наблюдая изображение прямой линии или прямоугольной кладки кирпича в стене дома.

Проверьте, как ваш телескоп строит изображение точечного ис­точника. По возможности это лучше делать в ночное время, исследуя изображение звезд. Такие проверки можно проводить и днем, на­блюдая «искусственные звезды» (солнечный свет, отраженный дале­ким воздушным шаром) или любой другой точечный источник света.

Да, хотя это звучит банально, но все же не лишним будет напомнить – телескоп это точный и очень чувствительный прибор. Тщательно проверьте его перед покупкой, разочарование от некачественной «игрушки» отобьет всю охоту заниматься изучением звездного неба

В хорошем телескопе изображение звезды находится точно в фокусе и имеет форму идеально круглого дифракционного диска. Эти изобра­жения должны иметь форму идеального круга не только в фокусе, но и вне его. Их вытянутость свидетельствует о наличии астигматизма или деформации оптических элементов телескопа, которая может возникнуть из-за неправильного крепления.

На кривизну поля указывает расфокусировка изображения звезды при перемещении ее от центра к краю поля зрения телескопа. Кривизна поля присуща большинству телескопов, но этот дефект в основном сказывается при фотографических наблюдениях. Другая аберрация, кома, проявляется в вытя­гивании изображения звезды (она принимает форму кометы) на краю поля зрения. Кома также присуща большинству телескопов, но более заметна в рефлекторах, чем в рефракторах.

Проверки механических узлов телескопов и их монтировка в основном имеют общий характер. Для хорошей работы необходимо добиться жесткости конструкции как самой трубы телескопа, так и его монтировки. Лучше всего это достигается твердым креплением осей телескопа — каждая закрепляется на двух достаточно разнесенных опорах.

Вращение вокруг осей должно быть плавным, а на эквато­риальных установках обе оси следует снабдить стопорными винтами. Все приводы, фокусирующая оправа окуляров и другие механизмы регулировки телескопа должны действовать без люфтов.

Источник: компиляция из различных источников, в то числе по книге “Азбука звёздного неба”, Сторм Данлоп, Москва, «Мир», 1990

Источник