Hvordan Teleskoper Arbejder

{h1}

Et teleskop kan være så simpelt som en $ 100 amatør omfang eller så kompliceret som hubble rum teleskop. Lær hvordan teleskoper arbejder og hvad man skal overveje, hvis man tænker på at købe en.

Måske har du været ude at se på stjernerne i nattehimlen, på udkig efter konstellationer; eller måske har du allerede lært dig rundt i konstellationerne, og nu vil du gerne se nærmere på - som - måler som månen, planeter eller stjerner - ved hjælp af en teleskop.

Et teleskop er en enhed, der bruges t-o forstørre fjerne objekter. Der er mange typer at vælge imellem, og mange prisklasser at overveje. Hvordan ved du, hvilken er bedst for dig? Hvordan kan du være sikker på, at du ikke vil blive skuffet, når du tager dit nye teleskop ud for at se stjernerne?

I denne artikel vil vi undersøge, hvordan et teleskop fungerer, diskutere de forskellige typer teleskoper og se på teleskopmonteringer og tilbehør.

Hvordan de arbejder

Dette er det enkleste teleskopdesign, du kunne have. En stor linse samler lyset og leder det til et brændpunkt, og en lille linse bringer billedet til øjet.

Dette er det enkleste teleskopdesign, du kunne have. En stor linse samler lyset og leder det til et brændpunkt, og en lille linse bringer billedet til øjet.

-Et teleskop er en fantastisk enhed, der har evnen til at gøre fjerne objekter vises meget tættere. Teleskoper - kommer i alle former og størrelser, fra et lille plastrør du køber på en legetøjsbutik til $ 2, til Hubble Space Telescope, som vejer flere tons. Amatør teleskoper passer et sted imellem, og selvom de ikke er næsten lige så stærke som Hubble, kan de gøre nogle utrolige ting. For eksempel kan et lille 6-tommers (15 centimeter) rækkevidde læse skrivningen på et dime fra 150 fod (55 meter) væk!

De fleste af de teleskoper du ser i dag kommer i en af ​​to smag:

  • Refraktorteleskopet, der anvender glaslinser.
  • Reflektorteleskopet, som bruger spejle i stedet for linserne.

Begge typer udfører præcis det samme, men på helt forskellige måder.

-To forstå, hvordan teleskoper fungerer, lad os stille følgende spørgsmål. Hvorfor kan du ikke se et objekt der er langt væk? Hvorfor kan du f.eks. Ikke læse skrivningen på en krone, når den er 150 meter (55 meter) væk med dine blotte øjne? Svaret på dette spørgsmål er simpelt: objektet tager ikke meget plads på øjets skærm (nethinden). Hvis du vil tænke på det i digitalkameraforhold, ved 150 fod dækker skrivningen på dime ikke nok pixler på din nethinden til at læse skrivningen.

Hvis du havde et "større øje", kunne du samle mere lys fra objektet og skabe et lysere billede, og så kan du forstørre en del af billedet, så det strækker sig ud over flere pixels på nethinden. To stykker i et teleskop gør det muligt:

  • Det objektiv linse (i refraktorer) eller primære spejl (i reflektorer) samler masser af lys fra et fjernt objekt og bringer det lys eller billedet til et punkt eller fokus.
  • en okularlinsen tager det lyse lys fra fokuset på objektivlinsen eller det primære spejl og "spreder det ud" (forstørrer det) for at optage en stor del af nethinden. Dette er det samme princip, som et forstørrelsesglas (objektiv) bruger; det tager et lille billede på papiret og spreder det ud over øjets nethinden, så det ser stort ud.

Når du kombinerer objektivlinsen eller det primære spejl med okularet, har du et teleskop. Igen er grundidéen at samle masser af lys for at danne et lyst billede inden i teleskopet og derefter bruge noget som et forstørrelsesglas for at forstørre (forstørre) det lyse billede, så det tager meget plads på nethinden.

-

-Et teleskop har to generelle egenskaber:

  • hvor godt det kan samle lyset
  • hvor meget det kan forstørre billedet

Et teleskops evne til at indsamle lys er direkte relateret til linsens eller spejlets diameter åbning - Det bruges til at samle lys. Generelt, jo større blænde, desto mere lys samler teleskopet og bringer fokus og jo lysere det endelige billede.

Teleskopets forstørrelsedets evne til at forstørre et billede afhænger af kombinationen af ​​anvendte linser. Okularet udfører forstørrelsen. Da enhver forstørrelse kan opnås med næsten ethvert teleskop ved hjælp af forskellige okularer, er blænde en vigtigere funktion end forstørrelse.

For at forstå, hvordan dette egentlig virker i et teleskop, lad os se på, hvordan et refraktorteleskop (typen med linser) forstørrer et billede af et fjernt objekt, så det bliver tættere.

-

refraktorer

Hans Lippershey af Middleburg, Holland, får kredit for at opfunde refraktoren i 1608, og militæret brugte instrumentet først. Galileo var den første til at bruge den i astronomi. Både Lippersheys og Galileos designs brugte en kombination af konvekse og konkave linser. Omkring 1611, Kepler forbedret designet til at have to konvekse linser, hvilket gjorde billedet på hovedet. Keplers design er stadig det største design af refraktorer i dag, med nogle få senere forbedringer i linserne og glasset for at gøre dem.

Refraktorer er den type teleskop, som de fleste af os er bekendt med. De har følgende dele:

  • et langt rør, lavet af metal, plast eller træ
  • en glaskombination linse i forenden (objektiv linse)
  • en anden glas kombinationslinse (okular)

Dette indhold er ikke kompatibelt på denne enhed.

Diagram af en refraktor, der viser lysbanen inde.

Røret holder linserne på plads i den korrekte afstand fra hinanden. Røret hjælper også med at holde ud støv, fugt og lys, der ville blande sig i at danne et godt billede.Objektivets objektiv samler lyset og bøjer eller bryder det til et fokus nær rørets bagside. Okularet bringer billedet til øjet og forstørrer billedet. Eyepieces har meget kortere brændvidde end objektivlinser.

Achromatiske refraktorer brug linser, der ikke er udbedret korrekt for at forhindre Kromatisk afvigelse, som er en regnbuehalogen, der undertiden vises omkring billeder set gennem en refraktor. I stedet har de normalt "belagte" linser for at reducere dette problem. Apokromatiske refraktorer Brug enten flere linser eller linser af andre typer glas (såsom fluorit) for at forhindre kromatisk aberration. Apokromatiske refraktorer er meget dyrere end akromatiske refraktorer.

Refraktorer har god opløsning, høj nok til at se detaljer i planeter og binære stjerner. Imidlertid er det svært at lave store objektive linser (større end 4 tommer eller 10 centimeter) til refraktorer. Refraktorer er relativt dyre, hvis du overvejer prisen pr. Enhed med blænde. Da blænden er begrænset, er en refraktor mindre nyttig til at observere svage, dybe himmelobjekter, som galakser og nebler end andre typer teleskoper.

reflektorer

Forfatterens Astroscan 2001 rige felt teleskop.

Forfatterens Astroscan 2001 rige felt teleskop.

Isaac Newton udviklede reflektoren omkring 1680 som reaktion på kromatisk aberration (regnbuehalogen) problem, der plagerede refraktorer i sin tid. I stedet for at bruge en linse til at samle lys brugte Newton et buet metal spejl (primært spejl) til at samle lyset og afspejle det til fokus. Spejle har ikke de kromatiske aberrationsproblemer, som linserne gør. Newton placerede det primære spejl i rørets bagside.

Da spejlet reflekterede lyset tilbage i røret, måtte han bruge et lille, fladt spejl (sekundært spejl) i det primære spejlets brændvidde til at afbøje billedet ud gennem røret, til okularet; ellers ville hans hoved komme i vejen for indkommende lys. Du kan også tro at det sekundære spejl ville blokere noget af billedet, men fordi det er så lille i forhold til det primære spejl, der samler meget lys, vil det mindre spejl ikke blokere billedet.

I 1722 udviklede John Hadley et design, der anvendte parabolske spejle, og der var forskellige forbedringer i spejlfremstilling. Det newtonsk reflektor var et yderst vellykket design og er fortsat et af de mest populære teleskopdesigner i brug i dag.

Dette indhold er ikke kompatibelt på denne enhed.

Diagram af en newtonsk reflektor, der viser lysvejen indeni.

Rich-felt (eller wide-field) reflektorer er en type Newtonian reflektor med korte brændstofforhold og lav forstørrelse. Det fokalforhold, eller f / nummer, er brændvidden divideret med åbningen og relaterer til billedets lysstyrke. De tilbyder bredere synsfelter end længere focal ratio teleskoper, og giver lyse, panoramaudsigt over kometer og dyb himmel objekter som nebler, galakser og stjerneklynger.

Hvordan teleskoper arbejder: eller

En visning inde i tønde - bemærk det primære spejl, og billedet af det sekundære spejl reflekteres tilbage på det primære.

Dobsonian Teleskoper er en type Newtonian reflektor med et enkelt rør og alt-azimut montage (se "Teleskopmontering"). De er billige at bygge eller købe, fordi de er lavet af plastik, glasfiber eller krydsfiner. Dobsonians kan have store åbninger (6 til 17 inches, 15 til 43 centimeter). På grund af deres store åbninger og lave priser er Dobsonians velegnede til at observere dybe himmelobjekter.

Reflektoren er enkel og billig at lave. Store primære spejle med større blænder (større end 10 tommer eller 25 centimeter) kan gøres let, hvilket betyder, at reflektorer har en relativt lav pris pr. Blændeenhed. Reflektorer har stor lysindsamlingskapacitet og kan producere lyse billeder af svage, dybe himmelobjekter til visuel observation samt astrofotografi. En ulempe ved reflektorer er, at du lejlighedsvis skal rense og justere spejlet. Også små fejl ved slibning af spejlet kan forvrænge billedet. Her er nogle af de fælles problemer:

  • Sfærisk aberration - Lys reflekteret fra spejlets kant bliver fokuseret til et lidt andet punkt end lys reflekteret fra midten.
  • Bygningsfejl - spejlet er ikke symmetrisk formet om dets center (det kan f.eks. være en smule ægformet); stjernede billeder fokuserer på at krydse i stedet for at point.
  • Coma - stjerner nær kanten af ​​marken ser langstrakte ud som kometer, mens de i midten er skarpe lyspunkter.

Desuden er alle reflektorer udsat for noget lys tab af to grunde: For det første forhindrer sekundærspeilet noget af det lys, der kommer ind i teleskopet; For det andet giver ingen reflekterende belægning til et spejl 100 procent af lyset der rammer det - de bedste belægninger returnerer 90 procent af det indkommende lys.

Sammensatte eller katadioptriske teleskoper

Forbindelse eller katadioptrisk teleskoper er hybride teleskoper, der har en blanding af refraktor og reflektorelementer i deres design. Det første sammensatte teleskop blev lavet af tysk astronom Bernhard Schmidt i 1930. Schmidt-teleskopet havde et primært spejl på bagsiden af ​​teleskopet og en glaskorrektorplade foran på teleskopet for at fjerne sfærisk afvigelse. Teleskopet blev primært brugt til fotografering, fordi det ikke havde noget sekundært spejl eller okularer - i stedet blev fotografisk film placeret på primærspejlet. I dag er det Schmidt-Cassegrain design, som blev opfundet i 1960'erne, er den mest populære type teleskop; det bruger et sekundært spejl, der springer lys gennem et hul i det primære spejl til et okular.

Dette indhold er ikke kompatibelt på denne enhed.

Diagram af et sammensat teleskop, der viser lysbanen indeni.

Den anden type af sammensatte teleskop blev opfundet af en russisk astronom, D. Maksutov, selvom en hollandsk astronom, A. Bouwers, kom op med et lignende design i 1941, før Maksutov. Det Maksutov teleskop ligner Schmidt design, men bruger en mere sfærisk korrektor linse. Det Maksutov-Cassegrain Design ligner Schmidt Cassegrain design.

Teleskopmontering

Diagram af teleskoptyper og monteringer.

Diagram af teleskoptyper og monteringer.

Teleskoper skal understøttes af en eller anden type stativ eller mount ellers ville du nødt til at holde det hele tiden. Med teleskopmonteringen kan du:

  • Hold teleskopet stabilt
  • peg teleskopet på stjerner eller andre objekter (fugle)
  • juster teleskopet for bevægelsen af ​​stjernerne forårsaget af jordens rotation
  • frigør dine hænder til andre aktiviteter (fokusering, ændring af okularer, notering, tegning)

Der er to grundlæggende typer teleskop monteringer:

  • Alt-azimuth
  • Ækvatorial

Det alt-azimuth Mount har to rotationsakser, en vandret akse og en vertikal akse. For at pege teleskopet på en genstand drejer du det langs horisonten (azimutakse) til objektets vandrette position, og vipper derefter teleskopet langs højdeaksen til objektets lodrette position. Denne type mount er nem at bruge, og er mest almindelig i billige teleskoper. Alt-azimut mount har to variationer:

  • kugle og stikkontakt - bruges i to billige rige felt teleskoper. Den har en kugleformet ende, der kan dreje frit i stikkontakten.
  • rocker box - Et lavt tyngdepunktsskibsophæng, som normalt er lavet af krydsfiner, med en vandret cirkulær base (azimutakse) og Teflon-lejer for højdeaksen. Denne mount bruges normalt på Dobsonian teleskoper. Det giver god støtte til et tungt teleskop, såvel som glat, friktionsløs bevægelse.

Dette indhold er ikke kompatibelt på denne enhed.

Bevægelsen af ​​en alt-azimut mount i forhold til en stjerne.

Selvom alt-azimuth mount er enkel og nem at bruge, sporer den ikke korrekt stjernens bevægelse. I forsøget på at følge bevægelsen af ​​en stjerne producerer bjerget en "zig-zag" bevægelse i stedet for en glat bue over himlen. Zig-zag-bevægelsen i figuren ovenfor er overdrevet og forenklet med henblik på illustration; faktisk ville der være flere trin, og hvert trin ville være mindre. Dette gør denne type mount ubrugelig for at tage billeder af stjernerne.

Det ækvatoriale Mount har også to vinkelrette rotationsakser - højre ascension og declination. I stedet for at blive orienteret op og ned, er den imidlertid tiltet i samme vinkel som Jordens rotationsakse. Ækvatorialmonteringen findes i to sorter:

  • tysk ækvatorial mount - formet som en "T." T-aksens lange akse er justeret med jordens pol.
  • Gaffel mount - en tokantet gaffel, der sidder på en kil, der er justeret med jordens pol. Gaffelens bund er en rotationsakse, og spidserne er den anden.

Dette indhold er ikke kompatibelt på denne enhed.

Bevægelsen af ​​en ækvatorial mount i forhold til en stjerne.

Når det er korrekt justeret med jordens poler, kan ekvatoriale monteringer lade teleskopet følge den glatte, bueformede bevægelse af en stjerne over himlen. De kan også udstyres med:

  • indstiller cirkler - giver dig mulighed for nemt at lokalisere en stjerne ved hjælp af dens himmelske koordinater (højre ascension, declination)
  • motoriserede drev - Tillad dig eller din computer (laptop, skrivebord eller PDA) at køre teleskopet kontinuerligt for at spore en stjerne.

Du har brug for en ækvatorial mount til astrofotografi.

Teleskopvilkår

alt-azimuth - type teleskopmontering, der ligner et kamerastativ, der bruger en lodret (højde) og en vandret (azimut) akse til at lokalisere en genstand.

ækvatoriale - type teleskopmontering, der bruger to akser (højre ascension eller polar og declination) justeret med polerne for at spore bevægelsen af ​​et objekt over himlen.

Okularer

Se gennem et okular. Bemærk at billedet er på hovedet

Se gennem et okular. Bemærk at billedet er på hovedet

en okular er den anden linse i en refraktor eller den eneste linse i en reflektor. Eyepieces kommer i mange optiske designs, og består af en eller flere linser i kombination - de er næsten som mini-teleskoper selv.

Formålet med okularet er at:

  • producere og tillade dig at ændre teleskopets forstørrelse
  • producerer et skarpt billede
  • sørg for behagelig øjenlindring (afstanden mellem dit øje og okularet, når billedet er i fokus)
  • bestemme teleskopets synsfelt: tilsyneladende - Hvor meget af himlen, i grader, ses kant-til-kant gennem okularet alene (angivet på okularet; sandt eller reelt - hvor meget af himlen kan ses, når okularet er anbragt i teleskopet (sandt felt = tydeligt felt / forstørrelse)

Der er mange typer okular design:

  • Huygens
  • Ramsden
  • orthoskopisk
  • Kellner og RKE
  • Erfle
  • Plossl
  • Nagler
  • Barlow (bruges i kombination med et andet okular for at øge forstørrelsen 2 til 3 gange)

Hvordan teleskoper arbejder: teleskoper

Skematiske diagrammer af forskellige okularer.

Huygens og Ramsden okular er de ældste design. De lider af kromatiske aberrationer og indgår ofte i de billigste og mindst effektive teleskoper.

orthoskopisk Okularer blev opfundet af Ernst Abbe i 1880. De har fire elementer og et 45 graders synligt synsfelt, hvilket er noget smalt.Det optiske design giver en skarp udsigt, har en god øjenlindring og betragtes som fremragende til planetarisk visning. Ortoskopiske okularer kan variere fra $ 50 til $ 100 hver.

Kellner og RKE (Edmund Scientifics patenterede modifikation af Kellner) er en tre-element design, der producerer billeder i et 40-graders synsfelt med lidt kromatisk aberration. De har god øjenlindring. Kellner okularer fungerer bedst i lange brændvidde teleskoper. De er en god balance mellem præstation og økonomi. De varierer fra $ 30 til $ 50 hver.

Hvordan teleskoper arbejder: være

Sæt med RKE okularer.

Erfle okular blev opfundet under anden verdenskrig. De har en fem-element design og et bredt 60-graders synsfelt. De lider af spøgelsesbilleder og astigmatisme, hvilket gør dem uegnede til planetarisk visning. Forbedringer på erfart design kaldes vidvinkel okular.

Plossl okularer har en fire-element eller fem-element design, med et 50-graders synsfelt. De har god øjenlindring (undtagen for 10 mm og kortere linser). De fungerer bedst i størrelsen 15- til 30 mm. Kvaliteten er god, især til planetarisk visning. De har en astigmatisme, især ved kanten af ​​feltet. De er populære okularer.

Nagler okular blev introduceret i 1982, annonceret som "som at tage en spacewalk." De har en syv-element design med en utrolig 82-graders synsfelt. De kommer kun i 2 tommer tønde størrelse, og er tung - op til 2 pund (1 kg) - og dyrt.

Barlow linser kan være en økonomisk måde at øge forstørrelsen og / eller give bedre øjenlindring med et eksisterende okular. Okularet passer ind i Barlow-objektivet, som derefter passer ind i okularholderen.

Hvordan teleskoper arbejder: arbejder

Et okular passer ind i en Barlow-linse for at øge forstørrelsen.

En sidste kategori af okular er okular med belyste reticles. Disse okularer kommer i mange designs og bruges udelukkende til astrofotografi. De hjælper med at lede teleskopet til at spore et objekt under en filmeksponering, som kan tage overalt fra 10 minutter til en time.

Finders og andet tilbehør

Peep syn

Peep syn

Finders er enheder, der bruges til at hjælpe med at målte teleskopet på sit mål, svarende til seværdighederne på et rifle. Finders kan komme i tre grundlæggende typer:

  • kigge seværdigheder - hak eller cirkler, der giver dig mulighed for at rette op på målet
  • refleks seværdigheder - en spejlboks, der viser himlen og belyser målet med en rød LED diod spot, der ligner et lasersyn på en pistol
  • teleskop syn - et lille, forstørrelses (5x til 10x) teleskop monteret på siden med en kryds hår reticle, som et teleskop syn på en riffel

Nogle finders kommer standard på teleskoper, mens andre sælges separat.

filtre

filtre er stykker af glas eller plastik, som du kan placere i tønde af et okular for at begrænse lysets bølgelængder, der kommer igennem i billedet.

Hvordan teleskoper arbejder: arbejder

Sæt med filtre til visning, herunder et lette forureningsfilter (venstre) og farvede filtre til forbedring af kontrast i planetariske billeder.

Filtre kan bruges til:

  • forbedre visning af svage himmelgenstande i lysforurenet himmel
  • forbedre kontrasten af ​​fine funktioner og detaljer på månen og planeterne
  • se solen sikkert (se Observation af solen for detaljer)

Hvordan teleskoper arbejder: arbejder

Filteret skruer ind i tønde på okularet.

Hvordan teleskoper arbejder: arbejder

Komplet filter / okular kombination.

Dew Caps

Fordi du vil observere om natten, når det kan være køligt, kan fugt kondensere i dit teleskop og på optikken. For at forhindre dette kan du bruge et dugskærm, som ombryder rundt på teleskopets forende. Skærmen udvider rørets længde og tillader fugt at kondensere på skærmens inderside i stedet for i røret. Nogle skjolde kan opvarmes for at forhindre fugt fra kondensering overhovedet.

Andre detektorer

Dit øje er den vigtigste lyssensor til ethvert teleskop. For de fleste amatørstjerner er dette den eneste detektor, som de nogensinde vil have brug for. Du kan måske tage billeder af, hvad du ser, og du kan gøre det med konventionelle linse- og filmkameraer eller med CCD-enheder / digitalkameraer. Nogle astronomer bruger deres teleskoper til at lave videnskabelige målinger med fotometre (enheder til måling af lysets intensitet) eller spektroskoper (enheder til måling af bølgelængder og intensiteter af lys fra en genstand).

Lav dit eget teleskop

Mange amatører foretrækker at lave deres egne teleskoper. Nogle mennesker nyder den tid, der bruges slibespejle eller linser, skærer røret, monterer optikken og gør monteringen. Der er en vis stolthed og tilfredshed med at bruge et instrument, som du har bygget dig selv. Hvis du ikke ønsker at male dine egne optiske dele, er mange stykker (objektivlinser, primære og sekundære spejle) kommercielt tilgængelige - alt du skal gøre er at samle dem i overensstemmelse med det design, du ønsker at lave. Der er netværk af amatør teleskop beslutningstagere og masser af design og råd til rådighed.

Uanset om du selv laver dit teleskop eller køber det, vil enheden give dig mange timer at nyde nattehimlen og alle sine underværker.

Hvad de kan gøre

Hvordan teleskoper arbejder: være

Teleskoper kan bringe nattehimmelen tættere på dig og gøre det mindre mystisk. Du behøver ikke at have det mest magtfulde teleskop for at se utrolige detaljer i en del af himlen. Men at finde ud af, hvad du gerne vil se, er det vigtigste, du skal afregne, inden du bestemmer dig for hvilket teleskop du vil købe. I dette afsnit vil vi diskutere de forskellige typer at observere, at du kan gøre med et teleskop. Her er nogle af de himmelske objekter, som du måske vil se:

  • månen
  • solen
  • planeter
  • .adaptiv_netboard { width: 300px; height: 250px; } @media(min-width: 500px) { .adaptiv_netboard { width: 336px; height: 280px; } } @media(min-width: 800px) { .adaptiv_netboard { width: 580px; height: 400px; } }


Video Supplement: .




Forskning


Se Denne Flaske Vand Fryse Over I Blinke Af Et Øje
Se Denne Flaske Vand Fryse Over I Blinke Af Et Øje

En Seksuel Sofa? Køn Med Sofa Fører Til Menneskets Arrest
En Seksuel Sofa? Køn Med Sofa Fører Til Menneskets Arrest

Videnskab Nyheder


Sir Butterfly! Nye Arter Opkaldt Til David Attenborough
Sir Butterfly! Nye Arter Opkaldt Til David Attenborough

Mandfladder Fanget Udfører Oralsex På Kvinder
Mandfladder Fanget Udfører Oralsex På Kvinder

Nyt Stof Til Beskyttelse Af Spædbørn Fra Kvælehud Viser Løfte
Nyt Stof Til Beskyttelse Af Spædbørn Fra Kvælehud Viser Løfte

Six-Toed 'Hemingway Cats' Overleve Orkanen Irma
Six-Toed 'Hemingway Cats' Overleve Orkanen Irma

Hvordan Charles Darwin Arbejdede
Hvordan Charles Darwin Arbejdede


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com