Τι είναι το τηλεσκόπιο Catadioptric; Σημαντικά πλεονεκτήματα και διαφορετικοί τύποι

ΚΑΤΑΔΙΟΠΤΡΙΚΗ ΤΗΛΕΣΚΟΠΗ

Περιεχόμενα

  • Τι είναι τα Catadioptric τηλεσκόπια;
  • Καταδοπτρικό Ιστορικό Τηλεσκοπίου
  • Μέρη του Catadioptric τηλεσκόπιο
  • Τι είναι οι Catadioptric διάλυτες;
  • Πώς λειτουργεί ένα καταδιοπτικό τηλεσκόπιο;
  • Γιατί τα καταδιοπτικά τηλεσκόπια χρησιμοποιούν τόσο κοίλους όσο και κυρτούς καθρέφτες;
  • Τα πλεονεκτήματα των Catadioptric Telescopic σχέδια.
  • Τα μειονεκτήματα των Catadioptric Telescopic σχέδια.
  • Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι των Catadioptric Telescopic σχέδια;
  • Τι είναι οι φωτογραφικοί καταδιοπτρικοί φακοί ή το τηλεσκόπιο ανακλαστήρα ικριωμάτων αναπόφευκτων κοντών σωλήνων;
  • Catadioptric Telescopic σχέδια vs Reflector vs Refractors
  • Catadioptric Telescopic σχέδια χρησιμοποιεί

Τι είναι τα Catadioptric τηλεσκόπια;

Τα Catadioptric Telescopic σχέδια είναι μια παραλλαγή οπτικών τηλεσκοπίων που σχηματίζουν μια εικόνα συνδυάζοντας ειδικά σχεδιασμένους καθρέφτες και φακούς. Αυτή η τηλεσκοπική διαμόρφωση προορίζεται να επιτύχει μεγαλύτερο βαθμό διόρθωσης σφαλμάτων συνολικά σε σύγκριση με τα τηλεσκόπια όλων των καθρεπτών ή όλων των φακών. Η καταδιοπτρική σχεδίαση παρέχει ένα ευρύτερο οπτικό πεδίο χωρίς παρεκκλίσεις. Αυτά τα σχέδια ενσωματώνουν «διορθωτές» που είναι φακοί ή καμπύλα στοιχεία καθρέφτη στο οπτικό σύστημα σχηματισμού εικόνας για τη διόρθωση των ανακλαστικών ή διαθλαστικών εκτροπών που προκαλούνται από το αντίστοιχό του.

Καταδοπτρικό Ιστορικό Τηλεσκοπίου

Διάφορα σχέδια πρώιμων οπτικών συστημάτων ενσωμάτωσαν την καταδιοπτρική ρύθμιση. Ο Augustin-Jean Fresnel πιστώνεται για το σχεδιασμό αρκετών καταδειγμάτων ανακλαστήρων φάρων στα τέλη της δεκαετίας του 1820. Ο A. Mangin, ένας Γάλλος μηχανικός σχεδίασε τον καθρέφτη Mangin το έτος 1876. Ο καθρέφτης Mangin είναι ένας κοίλος ανακλαστήρας γυαλιού που έχει μια ασημένια επιφάνεια στην πίσω πλευρά του γυαλιού. Πολλά καταδιοπτικά τηλεσκόπια είναι ενσωματωμένα στον καθρέφτη Mangin.

Μέρη του Catadioptric τηλεσκόπιο

Φακοί: Κάθε καταδιοπτική τηλεσκοπική σχεδίαση ενσωματώνει έναν ή περισσότερους φακούς. Οι φακοί τοποθετούνται γενικά στο αντικείμενο και δέχεται το εισερχόμενο φως. Συνήθως, φακοί αμφίκυρτου χρησιμοποιούνται σε τέτοια σχέδια. Ωστόσο, η χρήση φαινομένων-κυρτών ή κοίλο-κυρτών φακών φαίνεται επίσης σε ορισμένα καταδιοπτικά σχέδια. Η χρήση της διάταξης καθρέφτη μειώνει τις εκτροπές και παράγει εικόνα καλύτερης ποιότητας.

Καθρέπτες: Κάθε καταδιοπτική τηλεσκοπική σχεδίαση ενσωματώνει έναν ή περισσότερους καθρέφτες. Οι καθρέπτες μπορούν να τοποθετηθούν ως αντικειμενική ρύθμιση μαζί με φακούς ή ως δευτερεύοντες ανακλαστήρες ανάλογα με τηλεσκοπική σχεδίαση. Συνήθως, δύο σφαιρικοί καθρέπτες χρησιμοποιούνται σε τέτοια σχέδια, ο ένας ως κύριος καθρέφτης και ο άλλος ως δευτερεύων. Σε αυτήν τη μορφή διάταξης, οι φακοί χρησιμοποιούνται για τη μείωση της απόκλισης των ακτίνων φωτός. Η χρήση της διάταξης του καθρέφτη μειώνει τις εκτροπές και παράγει εικόνα καλύτερης ποιότητας.

Σωλήνας τηλεσκοπίου: Ο σωλήνας τηλεσκοπίου χρησιμεύει ως το σώμα του τηλεσκοπίου. Ο τηλεσκοπικός σωλήνας έχει σχεδιαστεί ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη διάταξη φακού-καθρέφτη. Συνήθως, ένας τηλεσκοπικός σωλήνας έχει ακτίνα περίπου 10 cm ή 4 ίντσες. Ο τηλεσκοπικός σωλήνας έχει ένα κουμπί που είναι χτισμένο κάτω από την οπτική πλάτη. Αυτό το κουμπί βοηθά στην προσαρμογή της ρύθμισης εστιακού μήκους του συστήματος.

Διόρθωση πλάκας: Ορισμένα καταδιοπτικά τηλεσκοπικά σχέδια χρησιμοποιούν διορθωτικές πλάκες για τη βελτίωση της ποιότητας της εικόνας. Αυτές οι πλάκες διόρθωσης, όπως υποδηλώνει το όνομα είναι είτε ένας απλός λεπτός φακός είτε μια ομάδα λεπτών φακών που τοποθετούνται στρατηγικά μπροστά από μια καταδιοπτική τηλεσκοπική σχεδίαση για τη διόρθωση των εκτροπών που προκαλούνται από το τηλεσκοπικό σύστημα. Αυτές οι διορθωτικές πλάκες μερικές φορές αναφέρονται επίσης ως διορθωτικοί φακοί. Μπορούμε να δούμε την εφαρμογή τέτοιων διορθωτικών πλακών στον Catadioptric ανακλαστήρα Schmidt-Cassegrain.

Τι είναι οι Catadioptric διάλυτες;

Οι καταλυτικές διάλυτες θεωρούνται μία από τις αρχικές ποικιλίες του καταδιοπτρικού τηλεσκοπίου. Αυτός ο σχεδιασμός περιλαμβάνει έναν ασημένιο αρνητικό φακό (συγκρίσιμος με έναν καθρέφτη Mangin) και έναν μοναδικό στοιχείο διαθλαστικού τηλεσκοπίου. Το πρώτο Catadioptric dialyte προτάθηκε από τον WF Hamilton το 1814 και ήταν γνωστό ως τηλεσκόπιο Hamiltonian. Ένας άλλος σχεδιασμός που πρότεινε ο Γερμανός οπτικός Ludwig Schupmann τον 19ο αιώνα, γνωστός ως το μεσαίο τηλεσκόπιο Schupmann, είχε τον καταδειγμένο καθρέφτη μετά την εστίαση του πρωτεύοντος διαθλαστικού. Αυτός ο σχεδιασμός πρόσθεσε επίσης έναν τρίτο φακό διόρθωσης ή εστίασης στην τηλεσκοπική διαμόρφωση.

Πώς λειτουργεί ένα καταδιοπτικό τηλεσκόπιο;

Τα Catadioptric τηλεσκόπια βρίσκονται σε διάφορες παραλλαγές και κάθε παραλλαγή έχει το δικό του εξειδικευμένο σύστημα εργασίας. Ωστόσο, όλες αυτές οι παραλλαγές ακολουθούν την ίδια βασική αρχή καθρέφτη φακού. Αυτά τα τηλεσκόπια χρησιμοποιούν τόσο την ανάκλαση όσο και τη διάθλαση του φωτός για να σχηματίσουν εικόνες.

Οι προσπίπτουσες ακτίνες φωτός, που εισέρχονται στο σωλήνα πέφτουν στον πρωταρχικό στόχο. Αυτός ο στόχος μπορεί να είναι ένας απλός φακός, ένα σύστημα φακών ή ένα σύστημα καθρέφτη φακού (κοινό). Στο αντικειμενικό σύστημα του φακού-καθρέφτη, ο φακός συγκλίνει την αποκλίνουσα δέσμη φωτός που εισέρχεται στο τηλεσκόπιο και τον κάνει να πέφτει στον καθρέφτη. Αυτός ο κύριος καθρέφτης στη συνέχεια αντανακλά το φως στον δεύτερο σφαιρικό καθρέφτη που τοποθετείται και στις δύο πλευρές του τηλεσκοπικού ανοίγματος. Το ανακλώμενο φως που λαμβάνεται από τον δευτερεύοντα καθρέφτη ανακλάται και πάλι για να σχηματίσει την τελική εικόνα στο εστιακό επίπεδο.

Γιατί τα καταδιοπτικά τηλεσκόπια χρησιμοποιούν τόσο κοίλους όσο και κυρτούς καθρέφτες;

Μερικά σχέδια καταδειγμάτων τηλεσκοπίου χρησιμοποιούν τόσο κοίλους όσο και κυρτούς καθρέφτες για τη μείωση των σφαιρικών εκτροπών που προκαλούνται από οριακές ακτίνες. Αυτοί οι καθρέπτες μπορούν να τοποθετηθούν ως διορθωτικές πλάκες ή ως μέρος του στόχου ανάλογα με τις απαιτήσεις. Η απόκτηση κατάλληλου βαθμού απόκλισης και σύγκλισης είναι απαραίτητη για τον ακριβή σχηματισμό εικόνας. Αυτοί οι φακοί τοποθετούνται στρατηγικά για να ταιριάζουν στην ανάγκη του συγκεκριμένου τηλεσκοπίου.

ΤΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΚΑΤΑΔΙΟΠΤΡΙΚΩΝ ΤΗΛΕΦΩΝΟ

  • Τα Catadioptric Telescopic σχέδια λειτουργούν με οπτικό σύστημα αναδιπλούμενης διαδρομής, σε αντίθεση με τα διαθλαστικά και τα τηλεσκόπια που αντανακλούν τα Νεύτωνα που χρησιμοποιούν γραμμική οπτική διαδρομή. Αυτό επιτρέπει στο τηλεσκόπιο να είναι μικρότερο από το μέγεθος που υποδηλώνει το εστιακό του μήκος.
  • Αυτά τα τηλεσκόπια και τα τηλεσκοπικά στηρίγματα έχουν σχεδιαστεί για να είναι συμπαγή και να ζυγίζουν πολύ λιγότερο σε σύγκριση με τα τηλεσκόπια άλλων σχεδίων που έχουν την ίδια διαμόρφωση.
  • Τα Catadioptric Telescopic σχέδια έχουν αυξημένη φορητότητα και είναι εύκολο στη μεταφορά. Αυτό συμβαίνει επειδή έχουν μειωμένο μηχανικό μέγεθος και βάρος.
  • Αυτά τα τηλεσκόπια χρησιμοποιούν καθρέφτες που έχουν καθαρά σφαιρικά σχήματα και διαθλαστικά στοιχεία που μπορούν να είναι βολικά (γενικά ονομάζονται διορθωτικοί φακοί). Η χρήση τέτοιων στοιχείων μειώνει το συνολικό κόστος κατασκευής του τηλεσκοπίου. 
  • Ο δευτερεύων καθρέφτης του τηλεσκοπικού τηλεσκοπίου παρέχει επιπλέον ισχύ ενώ αντανακλά τον κώνο του φωτός που βγαίνει από τον πρωτεύοντα καθρέφτη. 
  • Ένας μεγάλος σχεδιασμός Catadioptric Telescopic aperture παρέχει καλύτερη εγγενή γωνιακή ανάλυση και καλύτερη ικανότητα συγκέντρωσης φωτός από ένα μικρό τηλεσκόπιο διαφράγματος. 

ΤΑ ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΚΑΤΑΔΙΟΠΤΡΙΚΩΝ ΤΗΛΕΦΩΝΟ

1. Με την αύξηση του ανοίγματος, τα Catadioptric Telescopic σχέδια τείνουν να γίνουν βαρύτερα μάλλον γρήγορα.

2. Αυτά τα τηλεσκόπια έχουν την απαίτηση να ευθυγραμμίζονται οπτικά συχνότερα σε σύγκριση με τα διαθλαστικά. Οι μέθοδοι ευθυγράμμισης αυτών των τηλεσκοπίων είναι επίσης λίγο περίπλοκες. 

3. Τα κινητά μέρη ενός καταδιοπτικού τηλεσκοπικού σχεδιασμού είναι γενικά πιο περίπλοκα ή περίπλοκα στο σχεδιασμό από αυτά που υπάρχουν στα τηλεσκόπια ανακλαστήρα ή διαθλαστικό.

4. Τα Catadioptric τηλεσκόπια αντιμετωπίζουν ενδογενή ανεπάρκεια οπτικής απόδοσης λόγω της κεντρικής απόκρυψης του ανοίγματος που παράγεται από τον δικό τους δευτερεύοντα καθρέφτη. Ωστόσο, αυτό το συγκεκριμένο ζήτημα βιώνεται επίσης στα τηλεσκόπια της Νεύτωνας και της κλασικής Cassegrain.

Ποιες είναι οι διαφορετικές παραλλαγές του Catadioptric Τηλεσκοπικός σχεδιασμόςs?

Argunov-Cassegrain Catadioptric Τηλεσκοπικός σχεδιασμός

Το τηλεσκόπιο Argunov-Cassegrain είναι μια παραλλαγή του τηλεσκοπίου Catadioptric Cassegrain στο οποίο η πλειονότητα των οπτικών οργάνων που χρησιμοποιούνται είναι σφαιρικά. Ο PP Argunov παρουσίασε αυτό το σχέδιο το 1972. Αυτά τα στοιχεία φακού τοποθετούνται στο επίκεντρο του ευρύτερου στόχου. ο Mangin καθρέφτης Το στοιχείο τοποθετείται πιο μακριά από τον πρωτεύοντα καθρέφτη και λειτουργεί ως δεύτερος καθρέφτης επιφανείας με επιφανειακή ανακλαστική επίστρωση που εφαρμόζεται στην πλευρά του προς τον ουρανό.

Τηλεσκοπικός σχεδιασμός Maksutov-Cassegrain Catadioptric

καταδιοπτικό τηλεσκόπιο
Πηγή εικόνας: ΓκρίφενιμπςMaksutov-Cassegrain-Telescope, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Το Maksutov-Cassegrain είναι ένα Τηλεσκόπιο Maksutov παραλλαγή που πήρε το όνομά της από τον Ρώσο αστρονόμο και οπτικό Dmitri Dmitrievich Maksutov. Αυτή η παραλλαγή περιλαμβάνει έναν οπτικά διαφανή διορθωτικό φακό μαζί με ένα τμήμα μιας κοίλης σφαίρας. Αυτός ο σχεδιασμός απαιτεί έναν σφαιρικό πρωτεύοντα καθρέφτη και έναν σφαιρικό δευτερεύοντα καθρέφτη, ο οποίος είναι συνήθως ένα τμήμα φακών διόρθωσης κατοπτρικού τμήματος. Το τηλεσκόπιο Maksutov μπορεί να σφραγιστεί στον αέρα και να συγκολληθεί, οπότε αυτά τα τηλεσκόπια θεωρούνται χαμηλή συντήρηση.

Ανακλαστήρας Klevtsov-Cassegrain Catadioptric

Το Klevtsov-Cassegrain έχει παρόμοιο σχεδιασμό και μηχανισμό με το τηλεσκόπιο Argunov-Cassegrain. Αυτός ο τηλεσκοπικός σχεδιασμός οραματίστηκε για πρώτη φορά από τον GI Popov και υλοποιήθηκε πρακτικά από τον Yuri A. Klevtsov. Αυτό το όργανο είναι εφοδιασμένο με έναν διορθωτή υπο-ανοίγματος, έναν μικρό φακό μηνίσκου και έναν καθρέφτη Mangin ως «δευτερεύον καθρέφτη». Ο διορθωτής και ο καθρέφτης Mangin συγκρατούνται με πτερύγιο αράχνης σε ανοιχτό τηλεσκοπικό σωλήνα.

Ανακλαστήρας Schmidt-Cassegrain Catadioptric

Πηγή εικόνας: ΓκρίφενιμπςΤηλεσκόπιο Schmidt-Cassegrain, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Ο ανακλαστήρας Schmidt-Cassegrain επηρεάστηκε από την ευρεία κάμερα Schmidt το 1940 από τον James Gilbert Baker. Η ρύθμιση Cassegrain μας δίνει ένα σχετικά στενότερο οπτικό πεδίο. ο Διορθωτική πλάκα Schmidt είναι γνωστό ότι είναι ένα από τα πρώτα οπτικά στοιχεία. Λειτουργεί με τη δημιουργία κενού στο ένα άκρο της πλάκας και ρυθμίζει με ακρίβεια για την διόρθωση της σφαιρικής εκτροπής που δημιουργείται από τον σφαιρικό πρωτεύοντα καθρέφτη. Οι ερασιτέχνες αστρονόμοι χρησιμοποιούν ευρέως αυτά τα τηλεσκόπια. 

Τι είναι οι φωτογραφικοί καταδιοπτρικοί φακοί ή το τηλεσκόπιο ανακλαστήρα ικριωμάτων βραχιόνων;

Αρκετές παραλλαγές καταδιοπτικών φακών (CATs) ενσωματώνονται στους φακούς κάμερας. Αυτοί οι φακοί είναι επίσης γνωστοί ως φακοί καθρέφτη και αντανακλαστικοί. Ο σχεδιασμός στον οποίο ενσωματώνονται αυτοί οι φακοί μειώνει το μήκος ολόκληρης της οπτικής ρύθμισης αναδιπλώνοντας την οπτική διαδρομή και από το τηλεφακό αποτέλεσμα του κυρτού δευτερεύοντος καθρέφτη. Αυτό το εφέ χρησιμοποιείται για τον πολλαπλασιασμό του εστιακού μήκους του οπτικού συστήματος επί 3 έως 4 φορές. Αυτά τα συστήματα φακών είναι συνεπώς πολύ πιο συμπαγή και έχουν μήκος σωλήνα που κυμαίνεται από 200 mm έως 1000 mm. Το σύστημα φωτογραφικού καταδιοπτικού φακού μειώνει επίσης ή εξαλείφει τις χρωματικές εκτροπές και τις εκτροπές εκτός άξονα. Οι εικόνες που σχηματίζονται από ένα τέτοιο οπτικό σύστημα μπορούν να γεμίσουν το μεγάλο εστιακό επίπεδο μιας κάμερας.

Catadioptric τηλεσκόπιο εναντίον Reflector vs Refractors

Ένα τηλεσκόπιο Reflector ενσωματώνει τη χρήση μόνο καθρεφτών στο σχεδιασμό του για τη συλλογή και εστίαση του φωτός για τη διαμόρφωση εικόνων. Ο Νεύτωνας ανακλαστήρας είναι το πιο συνηθισμένο παράδειγμα ενός ανακλώμενου τηλεσκοπίου που είναι χτισμένο με έναν πρωτεύοντα και έναν δευτερεύοντα καθρέφτη. Οι ανακλαστήρες ή τα ανακλαστικά τηλεσκόπια πρέπει συχνά να αντιμετωπίζουν τα ζητήματα των εκτροπών εκτός άξονα. Ο πρωτεύων καθρέφτης συλλέγει το φως και το κατευθύνει προς τον δευτερεύοντα καθρέφτη που αντανακλά περαιτέρω το φως προς το προσοφθάλμιο φακό.

Ένα διαθλαστικό τηλεσκόπιο ή ένα διαθλαστικό τηλεσκόπιο ενσωματώνει τη χρήση μόνο φακών στο σχεδιασμό του για τη συλλογή και εστίαση του φωτός για τη διαμόρφωση εικόνων. Αυτά τα τηλεσκόπια συχνά έχουν πολύ μεγάλους σωλήνες και επομένως πάσχουν από χρωματικές παρεκκλίσεις. Ένας φακός χρησιμοποιείται για τη συγκέντρωση φωτός και τη δημιουργία μιας ανεστραμμένης εικόνας που πέφτει στο εστιακό σημείο του φακού μεγεθυντικού φακού.

Ένα Catadioptric τηλεσκόπιο, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, σχηματίζει μια εικόνα συνδυάζοντας ειδικά κατασκευασμένους καθρέφτες και φακούς. Η χρωματική και εκτός άξονα παρέκκλιση εξαλείφεται στην περίπτωση αυτών των τηλεσκοπίων.

Το Catadioptric τηλεσκόπιο χρησιμοποιεί:

Τα Catadioptric τηλεσκόπια έχουν μικρότερο μήκος σωλήνα, καλύτερη δομή εξισορρόπησης, ελαφρύτερο βάρος και ρυθμιζόμενους προσοφθάλμιους φακούς. Όλοι αυτοί οι παράγοντες συμβάλλουν στο να καταστούν αυτές οι τηλεσκοπικές παραλλαγές βολικές για αστρονομική παρατήρηση σε διαφορετικές τοποθεσίες από ερασιτέχνες αστρονόμους. Αυτά τα τηλεσκόπια τροποποιούνται επίσης και συνδυάζονται με ψηφιακή τεχνολογία αστροφωτογραφίας. Αυτά τα τηλεσκόπια μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως τηλεσκόπια γενικής λειτουργίας. Ένα μεγάλο τηλεσκόπιο διαφράγματος παρέχει καλύτερη εγγενή γωνιακή ανάλυση και καλύτερη ικανότητα συγκέντρωσης φωτός από ένα μικρό τηλεσκόπιο διαφράγματος.

Για να μάθετε περισσότερα για τα τηλεσκόπια https://lambdageeks.com/reflecting-telescope/ & https://lambdageeks.com/steps-to-use-a-telescope-parts-of-a-telescope/

Σχετικά με το Sanchari Chakraborty

Είμαι πρόθυμος μαθητευόμενος, επί του παρόντος επενδύω στον τομέα της Εφαρμοσμένης Οπτικής και της Φωτονικής. Είμαι επίσης ενεργό μέλος του SPIE (Διεθνής Εταιρεία Οπτικής και Φωτονικής) και του OSI (Optical Society of India). Τα άρθρα μου έχουν ως στόχο να φέρουν στο φως ποιοτικά επιστημονικά ερευνητικά θέματα με απλό αλλά ενημερωτικό τρόπο. Η επιστήμη εξελίσσεται από αμνημονεύτων χρόνων. Γι 'αυτό, προσπαθώ να αξιοποιήσω την εξέλιξη και να το παρουσιάσω στους αναγνώστες.

Ας συνδεθούμε μέσω https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

Lambda Geeks