Fizika és a matematika Bank - miért csillagászok kell nagy teleszkópok cikkek fizika

Miért csillagászok kell nagy teleszkóp?

Ábra. 8.2. A lencse és a fókusztávolsága.

Ábra. 8.2 bemutatja a párhuzamos fénysugarakat beeső az objektívet a szemközti oldalán és rendre gyűjtöttük pontokon F és F”. Attól függően, hogy
viszonyított helyzete a hangsúlyt az objektív az úgynevezett első vagy hátsó. A lencsék, amelyeknek felületei azonos görbületi sugara, mind a fokális távolságok egyenlőek.

A párhuzamos fénysugár keresztül továbbított szórólencse, eltér minden irányban, miközben továbbra is megtört sugarak metszik F pont, feküdt az optikai tengely és a hangsúly-diffúziós lencse. Ebben a lencsének elülső és hátsó fókuszpontok és a távolság a lencse fókuszpontja az úgynevezett gyújtótávolság.

Ábra. 8.3. A kép által termelt gyűjtő lencse.

Ris.8.4. Hubble műholdat

Bizonyára hallott már ezt a csodálatos alkalmazás a Google Maps. Ezzel az alkalmazás kaphatunk részletes térképe bármely területen. Honnan ezek a térképek, fotók? Az a tény, hogy vannak űrteleszkóp. Van egy nagy növekedést, így juthatunk a térképek, képek bármilyen helyen a Földön. Egy másik típusú távcső egy rádióteleszkóp. Ezek szükségesek a tanulmány a kozmikus objektumok a rádióteleszkóp a fő elemei a vevőantenna és a sugárzásmérő - érzékeny rádiófrekvenciás hangolható, és a vevőkészülék. Mivel a hatótávolság jóval szélesebb optikai rádiós regisztrációt különböző kialakítású rádió teleszkópok, típustól függően.

Ábra. 8.5. rádióteleszkóp

Ábra. 8.6. öklendezik

A legnagyobb Eurázsiában BTA teleszkóp elhelyezkedik Oroszország területén, az észak-kaukázusi hegyek és az átmérője a fő tükör 6 m. Úgy működik 1976 óta, és hosszú ideig volt a legnagyobb távcső a világon.

Ábra. 8.7. BTA teleszkóp

Ábra. 8.8. Teleszkóp Gran Telescopio Canarias

Abban a pillanatban, 40 hüvelykes (1,02 méter) lencsés távcső készült Alvan Clark és található Erkskoy Observatory (Chicago) továbbra is a legnagyobb lencsés távcső valaha használt.

A legnagyobb távcső a világon határozottan a Arecibo Obszervatórium (Arecibo), közel a névadó települése Puerto Rico. Sikerült SRI International - Kutató Intézet, a Stanford Egyetem, részt vesz a Radio Astronomy Observatory, radar megfigyelések Naprendszer és tanulmányozza a légkör, a többi bolygó. Egy hatalmas lemez 1963-ban épült

Ábra. 8.10. Arecibo teleszkóp

A növekedés által adott távcső.
És most nézd meg ugyanazt a két csillag egy közönséges iskolában távcső. A kilátás a távcső kiderül, hogy Mizar valójában nem egy csillag, de két közeli csillagok. Az ilyen párok csillagok hívják kettős csillagok. A teleszkóp 60-szeres növekedést mind csillagok látható a régió 14 „egymástól, azaz. E. Tény, hogy a látszólagos távolság közöttük egyenlő 14”. Mivel a növekedés a távcső az arány a gyújtótávolság a lencse és a szemlencse, a kapott 60-szeres növekedést kell használni, mint egy objektív lencse gyújtótávolság 90 cm, és a szemlencse - lencse fókusztávolsága 1,5 cm Mars, a látszólagos mérete, amely körülbelül 9”, ha használják a teleszkóp 120-szeres„növekedés lesz sarokban. mérete 18 „úgy, hogy az N nagyságrendileg hasonló a látható mérete nagyító. Ami a Vénusz, a szögletes mérete 1”, távcső egy nem túl nagy nagyítású lesz látható, ugyanúgy, mint a hold, hogy szabad szemmel.
Így, a távcső nagy nagyítással, akkor nemcsak az lehetséges, hogy különbséget tegyen az egyes komponensek bináris csillagok, hanem megfigyelni a felszínen a bolygók. Hogy növelje a távcső nagyon jó volt, mert lehet használni, mint a szemlencse rövid fókusz, és -dlinnofokusnuyu lencse. Ebben a szemlencse középpontjában csökkenteni lehet csak egy bizonyos határig, de a gyakorlatban növekedés felé az objektív gyújtótávolság. Például, X. Huygens 1650 épült egy távcső lencse fókusztávolsága 2 m (ábra. 8.11), amellyel meg lehet megfigyelni a Szaturnusz gyűrű. Abban az időben azt hitték a gyújtótávolság nagyon nagy, hogy készítsen egy tubus megfelelő hosszúságú szerelhető lencse nem könnyű, azonban, és a szemlencse került a térben elkülönítve.

Ábra. 8.11. Air teleszkóp Huygens.

Korlátlan növekedés a nagyítás a távcső használata által a lencsék növekvő gyújtótávolság nem lehetséges, mivel ez kezd torzulni a tárgy képét. Ennek oka az a fajta torzítás vagy aberráció, hogy a szélén a lencse eltereli a sugarak erősebbek van szükség annak érdekében, hogy lehetővé teszi számukra, hogy összpontosítson, ahol a sugarak összegyűjtjük, áthalad a középső része a lencse. By the way, növeli a gyújtótávolság a szemlencse és nem feltétlenül növekedéséhez vezet a nagyítás a távcső. Ennek oka az, hogy a növekedés a blende a teleszkóp arányos a kitűzött célt. 2,5 cm-es nyílás határérték nagyítási tényező 100, de az egyszerű megfigyelés felére értéke meglehetősen kisebb. A határérték a nagyítás a távcső még két tényezőtől függ: az első - a romlás a élességének az optikai kép miatt diffrakciós, amelyet alább, a második csökkenése kép fényerejét.
A látszólagos mérete az állócsillagok.
Figyelembe véve, távcsövek bolygó, mint a Venus, amelynek elegendően nagy látszólagos átmérőjű könnyen látható, hogy ez hasonlít az alakja egy félhold. Ha figyeltek távcsőben a Mars bolygó tűnik lemezen. Egy távcső sokkal nagyobb növekedést, könnyű meggyőződni arról, hogy a Neptunusz, a látszólagos átmérője egyenlő 2,4”, és egy korong. Azonban nem számít, milyen nagy a növekedés nem vennénk egy távcső, nem tudjuk használni, hogy kapjunk egy képet a állócsillagok formájában vezetni. egyértelműbb nem fog nagy nagyítás kép és a megvilágítás a tetején, hogy csökken.
Az összes állócsillagok egy nagyon nagy távolságra van a Földtől, a legközelebbi és a legfényesebb csillag a Sirius. Távolság Sirius a földre egyenlő 8,7, a fény (egy fényév 9 480000000000000 milliárd kilométert). Sirius sugara 1,78-szor a sugara a Nap, tehát a látszólagos átmérője Sirius egyenlő 0,0061. „A növekedés 10 000-szer a látszólagos átmérője Sirius alig éri el az 1”. Csak a távcső 100000-szeres nagyítás lehetővé teszi, hogy a csillag formájában lemezre. Ugyanakkor a létesítmény teleszkópok nagy növekedés teljesen értelmetlen, hiszen minden optikai eszköz a határérték a felbontás. ingadozások levegő sűrűsége a légkör vezet az a tény, hogy a vastagsága egy homályos kép széle nem lehet Men e 1”. Sőt, a kép egy nagyon távoli csillag a teleszkóp fog kinézni nem ez a lényeg, és a folt. Spot miatt előfordul, hogy diffrakciós okozta hullám fény természetéről.
Hullámterjedés.
Szerint a Huygens, minden egyes pontja a hullámfront a központ az új hullámok és a borítékot felületén válik hullám előtt a következő pillanatban. Ha használjuk a példa a hullámok a víz felszínén (. Ábra 8.12), ez a helyzet az alábbi példákkal illusztráljuk: a vonalon AB mentén a gerincén a hullám termel new wave és ezek addíciós képződését eredményezi egy új fésű ArB”. Más szóval, ha a távolság AB igen nagy, a hullám első merőleges a terjedés irányába.
Ugyanez mondható el a hullámok szaporító formájában koncentrikus körök egy pontról. A felületi hullámfront eredő egyetlen ponton, viszont a forrása az új hullámok, így a minden irányban Scatter hullámok formájában körök növekvő sugárral.

Ábra. 8.12. Hullámterjedés.

Ha a hullám akadályt, majd az új hullámok a határ nem fordulnak elő, és így a hullámfront karaktere megváltozik. Tegyük fel, hogy van egy lyuk az akadály (ábra. 8,12). Ezután, ha a méretei nagyok, míg a hullámhossz, a hullám előtte lesz sima, ha nem - félköríves.
Ugyanez mondható el a fény hullám. A szerepe a távcső rekeszméretű játszik egy bizonyos nyílást. Ezért belépő fénysugarak a távcső nem lesz feltétlenül párhuzamosak egymással, és ezért nem gyűjt egy ponton a fókuszsík. Ennek eredményeként, a rögzített kép egy csillag nem egy pont, hanem egy homályos folt képződik a világos és sötét gyűrűk, amelynek mérete függ a fény hullámhossza. A teleszkóp lencse egy 10 cm átmérőjű méretei az első sötét gyűrű a szög összege egységekben 1,5. „Egy ilyen kiszélesedett képet rögzített csillagos hívták diffrakciós. Úgy tartják, hogy a méret a diffrakciós képet a teleszkóp, lencse, amelynek D átmérője cm
(27 / D)”.
Large Telescope.
A hagyományos távcső, nem látunk a csillag is, és a diffrakciós képet. Ezért, ha a diffrakciós kép két csillag ül egymás mellett, nem lehet látni külön-külön. Például, két csillag, belül vannak szögben 1.2”, különbséget lehet tenni egy távcső, amelynek olyan lencse, amelynek átmérője 10 cm bármely nagyítással. Mivel a mérete diffrakciós kép fordítottan arányos az átmérője a lencse, majd megduplázásával úgy, elvileg, csökkenteni lehetne korlátozza szög 0,6 ". Azonban, mivel a rezgések a levegőben a légkörben nem érhető el. Nehéz válaszolni arra a kérdésre, hogy az emberi szem van egy kép egy csillag. Feltételezve, hogy az átmérője a pupilla, amelyen keresztül a fény belép a szembe, egyenlő 5 mm-es, megkapjuk a diffrakciós kép egy csillag 1 „jelenléte miatt a különbség a lencse párhuzamos fénysugár, hogy egyetlen ponton F. Let hosszúságú szegmensek BB” és az AA „különböznek egy hossz fény hullám. Aztán, ha az A pont „az amplitúdópont a fény hullám, amplitúdópont lesz a B pont.” Nézzük a sugár megy a pont a Mu fekvő optikai tengelye a lencse és osztja AB szakasz felét. Könnyen belátható, hogy az M pont „a fény hullám csomópontot. Emiatt a fénysugarak és A * MM”, elérve a F pont, kioltják egymást. Ráadásul ez mindig lehet találni ilyen két pontot tartozó, illetve a szegmensek AM és MB, ahol a sugarak kialakuló ezeket a pontokat, akkor kioltják egymást. A fentiek alapján, lehet megérteni, hogy miért, ebben az orientációban a lencse képest a különbség az F ponton lesz egy sötét folt.

Ábra. 8.13. Diffrakciós fény.

Feltételei egyenlő a különbség a hossza vonalszakaszok AA „és BB” hullámhosszú fény azt jelenti, hogy a szegmens BA „ahol A” - láb a merőleges csökkent a pont a BB „egyenlő: X- Ha a hasíték szélessége D, akkor a szög 0, amely jellemzi az elhajlása a gerenda az eredeti terjedési irányában, megkapjuk a Q érték = λ / 2 (itt mint egység szögben vett radiánban) 1. Amikor egy kör alakú nyílás (ebben az esetben itt nem látható annak bonyolultsága miatt) a szög számítás, abban az irányban, amely úgy tűnik sötét gyűrű, az értéke 8 = 1,22λ / D). Nagysága ezt a szöget felbontása határozza meg a teleszkóp. A méretei a diffrakciós kép jelenik meg, amikor Távcsövön keresztül állócsillagok, ugyanúgy számítják.