Что значит телескоп рефрактор

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 рефрактор? Особенности линзовых телескопов Leave a comment

Как выбрать телескоп рефрактор? Если Вы задаетесь таким вопросом, значит скорей всего уже знаете, что телескопы бывают трех типов: зеркальные (рефлекторы), линзовые (рефракторы) и зеркально-линзовые (катадиоптрики). Телескоп рефрактор – оптический прибор, объектив которого состоит из линз (двух, трех и может быть даже пяти!). В настоящее время оптическая схема – рефрактор, наиболее популярна при массовом производстве оптических приборов любительского класса – это телескопы и зрительные трубы.

Телескоп рефрактор в разрезе

Телескоп рефрактор имеет ряд преимуществ:

Недостатки рефрактора (или его особенности):

Так как же выбрать телескоп рефрактор и стоит ли рассматривать его для любителя астрономии

Еще раз, немного истории и очевидных плюсов для новичка

Линзовые телескопы – практически идеальный вариант для начинающих астрономов любителей, особенно детского возраста. За счет своей оптической схемы у рефракторов всегда закрытая труба и это большой плюс – вся пыль и грязь не будет так глобально накапливаться, как у любого телескопа Ньютона. Далее – очень быстрая термостабилизация телескопа – вынесли на улицу или балкон и уже очень скоро можно приступать к работе (конечно зимой это время может быть несколько больше). А вот зеркально-линзовые приборы могут термостабилизроваться часами! И одно из самых больших преимуществ, которые есть также и благодаря вышеперечисленным – это простота эксплуатации, неприхотливость, большая эффективность, особенно для начинающих и тем более ребенка. Не забываем и про ориентацию изображения – как минимум оно прямое, но зеркальное, а при наличии комплектной или отдельной оборачивающей призмы – полностью прямое классическое, как у зрительной трубы.

Телескопы Галилео Галилея и зарисовки Луны

И вобще самые первые телескопы – были линзовыми. Галилео Галилей использовал собственноручно созданные рефракторы с диаметром линз от 37 до 58 мм. При этом ему приходилось эти линзы значительно диафрагмировать, чтобы улучшить качество изображений (ведь объективы в ту пору были только из одиночной линзы с сильнейшими аберациями). Это не помешало Галилео Галилею сделать впечатляющие открытия. Сегодняшние современные массовые линзовые телескопы по качеству картинки выигрывают во много раз и даже сравнивать их сложно по сравнению с теми первыми телескопами!

Море Влажности и кратер Гассенди в телескоп рефрактор с ахроматическим объективом в 120 мм. Фокусное расстояние 600 мм (f/5)

А еще Вам не придется юстировать объектив телескопа или его соосность с оптической осью (крайне редкая процедура и если такое встречается, то скорей всего у профессиональных моделей), что, в принципе, разумно для начинающих любителей астрономии. Большинство рефракторных телескопов начального уровня строят достойное качество изображения, даже несмотря на присутствие остаточной хроматической аберрации. Она есть, но это не то, что превращает телескоп в непригодный или низкокачественный продукт. Скорей всего Вы и не поймете ничего, подумаете, что это так и надо, например, немного синеватый лимб на краю диска Луны.

Какими бывают телескопы рефракторы?

Классические двухлинзовые рефракторы

Телескоп рефрактор может быть двух-линзовым (классическая схема) из двух сортов стекла – флингласса и кронгласса. Такие схемы используются в большинстве телескопов начального и среднего класса. При визуальных и фотографических наблюдениях заметна остаточная хроматическая абберация. Чтобы минимизировать влияние данной аберрации, фокусное расстояние должно быть как можно больше, но это влечет за собой и увеличение габаритов самой трубы. Наиболее распространенной характеристикой большинства массовых рефракторов – это относительное отверстие 1:10 (соотношение диаметра объектива к фокусному расстоянию – (D/f)), или так называемая светосила – f/10. Т.е. если диаметр объектива 90 мм и фокусное расстояние 900 мм, получается относительное отверстие 1:10 или светосила f/10. Такой телескоп вполне подходит для большинства любительских наблюдений как первый оптический прибор.

Светосильные рефракторы-ахроматы. Производители выпускают светосильные телескопы рефракторы, например f/5 или f/6 с диаметрами объективов 70 мм, 80 мм, 90 мм, 100 мм и 120 мм. С одной стороны это спорные телескопы, т.к. у них более явно выражен хроматизм, о котором мы здесь постоянно упоминаем. Но, с другой стороны, у таких телескопов есть и свои особые плюсы, которые могут перевесить на чаше выбора телескопа и минусы. Поэтому, если Вы все еще задаетесь вопросом о том, как выбрать телескоп рефрактор, обратите внимание и на короткофокусники. А вдруг это то, что Вам нужно?

Мы не исключаем, что многие из Вас в поисках информации изучили “черные списки телескопов” на других сайтах, но, вдруг, невзирая на все это вы выберете такой прибор:

Из других особенностей можно выделить:

Вот пример, наш снимок в светосильный рефрактор 120 мм с фокусным расстоянием 600 мм:

На снимке явно виден цвет Луны, которого на самом деле нет. Это и есть влияние хроматической абберации на качество изображения.

Тот же снимок Луны после несложной обработки в графическом редакторе. Снимок получен в условиях города с балкона.

А вот еще один пример, участок звездного неба в этот же 120 мм рефрактор. Ярко выражен синий ореол вокруг центральной яркой звезды и зеленоватый оттенок у более слабых звезд. Т.е. фактически видны псевдоцвета небесных объектов, учитывая, что яркая центральная звезда на снимке – Бетельгейзе, должна быть ярко-красно-оранжевого цвета.

Источник

Рефрактор или рефлектор – какой телескоп лучше?

Вопрос, какой телескоп лучше – рефрактор или рефлектор, существует столько же времени, сколько обе эти системы. У каждой из них есть свои приверженцы, которые могут назвать немало достоинств «своей» конструкции, и минусов – у противоположной.

Рефрактор или рефлектор?

Исторически почему-то сложилось мнение, что «настоящий» телескоп – это все-же рефрактор, то есть привычная всем линзовая конструкция. Почему так, ведь по многим параметрам рефлектор не уступает рефрактору, а кое в чем даже превосходит? Может быть, потому, что рефрактор исторически появился раньше. Может, потому что это подобие подзорной трубы, которая была довольно известна и популярна в свое время. А может – потому что производители всегда выпускали в основном рефракторы, а удел рефлекторов был – кустарное изготовление, поэтому они считались чем-то вроде отщепенцев в обществе телескопов.

Теперь ситуация изменилась – можно легко приобрести как рефрактор, так и рефлектор, притом одинаково высокого качества. Вот здесь и встает неоднозначный вопрос – какой телескоп лучше?

Здесь надо заметить, что многое зависит от того, что именно планируется наблюдать. А также немалую роль могут сыграть личные предпочтения. Но подойдем к вопросу более серьезно и посмотрим, для чего лучше подойдет рефрактор, а для чего рефлектор.

Преимущества рефрактора

Рефрактор по своей конструкции – линзовая система, отсюда и происходят многие его преимущества и недостатки. Из преимуществ:

Это основные плюсы рефракторов, на которые обычно ссылаются приверженцы такой конструкции телескопа. Но есть и неприятные стороны.

Недостатки рефрактора

Линзовая конструкция имеет минусы, которые могут сильно повлиять на выбор телескопа.

Вот некоторые основные минусы телескопов-рефракторов.

Преимущества рефлектора

Рефлекторы не зря завоевали любовь многих астрономов-любителей. И тому есть причины:

Однако и рефлекторы имеют недостатки, и их тоже немало.

Недостатки рефлектора

К основным недостаткам рефлекторов можно отнести следующие:

Самыми важными недостатками можно считать первые два.

Так какой телескоп лучше?

Если Вы выбираете, какую конструкцию телескопа приобрести, рефрактор или рефлектор, то здесь все неоднозначно. Например, новичку, желающему познакомиться со звездным небом, увидеть наиболее популярные объекты, и не имеющего пока опыта обращения с телескопами, лучше приобрести рефрактор. Такой телескоп прост в использовании, не требует обслуживания, и покажет много интересных вещей.

Это же относится и к любознательным детям. Телескоп – рефрактор для них – вполне хороший и нетребовательный инструмент.

Опытные любители знают — при одинаковом диаметре объектива рефрактор покажет больше.

Также рефрактор полезен и тем, кто много путешествует. Например, многие опытные астрономы – любители имеют в своем арсенале рефрактор как походный инструмент, для наблюдения за кометами, затмениями и другими явлениями в поездках. Также он хорош для городских жителей, которые периодически могут выезжать за город, где звездное небо гораздо богаче.

Фото Юпитера с помощью рефрактора (вверху) и рефлектора (внизу)

Рефлектор можно порекомендовать более опытным любителям, которые уже знают, как обращаться с телескопами разных конструкций. Обычно опытные астрономы любители, имеющие рефрактор, также со временем приобретают и рефлектор, как более мощный инструмент для серьезных наблюдений и астрофотографии – рефлектор дает очень четкое изображение, особенно слабосветящихся объектов. Например, достаточно сильный 150-мм рефлектор, и даже больше, все-равно имеет довольно компактные размеры, позволяющие использовать его, например, на балконе, а вот рефрактор такой мощности уже требует отдельного помещения и сложной массивной монтировки.

Также многое зависит от того, какие объекты планируется наблюдать. Если конкретной цели нет, то можно выбрать любую конструкцию, с учетом достоинств и недостатков. А вот если, например, интересуют слабосветящиеся объекты – туманности, галактики, звезды, детали планет, то следует обратить внимание на рефлектор. Зеркало собирает гораздо больше света, чем сравнимый по цене рефрактор, поэтому слабые объекты в него наблюдать гораздо комфортнее, да и фотографии получатся гораздо лучше и ярче.

Рефрактор предпочтительнее для новичков и поездок. Рефлектор лучше подходит для детальных наблюдений и астрофотографии, как более мощный и светосильный инструмент.

Как уже говорилось, опытные любители астрономии имеют в своем арсенале телескопы обеих типов, и используют их в зависимости от конкретной цели. Ведь это совершенно разные конструкции, и сравнивать их не очень корректно – где недостаточно хорош рефрактор, там отлично помогает рефлектор, и наоборот. Звездное небо содержит огромное число объектов, и увидеть их все одинаково хорошо в телескоп одной конструкции не получится. Каждая имеет свои достоинства и недостатки, и их нужно обязательно учитывать.

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