Что считается главной характеристикой телескопа кратко

Обновлено: 05.07.2024

Важные характеристики телескопов

Краткий FAQ написанный Эрнестом Шекольяном для начинающих любителей астрономии. Дискуссия и реплики участников в этой части Форума не предполагаются.

Модератор: Ernest

Важные характеристики телескопов

Что такое увеличение телескопа?

Это то во сколько раз большим представляется изображение объекта в окуляр телескопа по сравнению с его размерами видимыми невооруженным глазом. При этом под размером предмета (или его изображения) подразумевается угловой размер - угол под которым мы его видим. Это угол с вершиной на зрачке глаза и сторонами проходящими через противоположные края предмета (изображения). Например, Луна невооруженному глазу обычно видна под углом 30 угловых минут, а в телескоп со 100-кратным увеличением она будет видна под углом 30*100 = 3000 угловых минут, или 3000/60 = 50 градусов (то есть примерно как суповая тарелка перед вами на обеденном столе). С некоторой натяжкой, можно сказать, что телескоп как бы приближает рассматриваемые в его окуляр предметы во столько раз ближе, каково увеличение телескопа.
В отличие от большинства биноклей и подзорных труб, увеличение телескопа не фиксированная величина, его можно менять в довольно широком (примерно 10-кратном) диапазоне при наличии комплекта окуляров с разными фокусными расстояниями. Наиболее часто используются 3-4 увеличения (соответственно количеству сменных окуляров) в зависимости от наблюдаемых объектов. При использовании зум-окуляров увеличение телескопа может изменяться плавно в 2 или 3-кратном диапазоне. Смена увеличения также достигается при использовании линз Барлоу (экстендеров) и так называемых редукторов.
Увеличение телескопа равно отношению фокусных расстояний телескопа и установленного окуляра (умноженное может быть на кратность линзы Барлоу или редуктора если они используются). Например, при фокусном расстоянии телескопа 1000 мм, а окуляра 20 мм и при использовании 2х линзы Барлоу увеличение телескопа составит 2*1000/20 = 100 крат.

Что такое апертура телескопа?

Типичными значениями малых апертур являются: 60 мм, 66 мм, 70 мм, 76.2 мм (3”), 80 мм, 90 мм, 100 мм, 101.6 мм (4”). Обычно малые апертуры реализуют в виде всевозможных моделей рефракторов (линзовых телескопов).
В ряду умеренных апертур: 114.3 мм (4.5”), 127 мм (5”), 150 мм, 152.4 (6”), 180 мм есть телескопы почти всех известных оптических схем, но в большинстве своем это рефракторы, Ньютоны, Шмидты-Кассегрены, Максутовы-Кассегрены.
Ряд средних апертур имеет значения: 200 мм, 203.2 (8”), 235 мм (9.25”), 254 мм (10”), 304.8 (12”). Бюджетный сектор телескопов со средними значениями апертур представлен Ньютонами и Добсонами, а более дорогие инструменты в основном Шмидтами-Кассегренами (ШК).
Ну и далее следуют уже большие апертуры, где почти исключительно доминируют Добсоны: 330.2 мм (13”), 355.6 мм (14”), 406.4 мм (16”), 457.2 (18”), 520.7 (20”)…

Что такое апертурная лихорадка?

Это естественное следствие из кардинального свойства апертуры ограничивать проницание и разрешение телескопа. Владелец менее апертурного телескопа, войдя во вкус наблюдательной астрономии, хочет сменить его на более апертурный (с большим диаметром линз/зеркала), чтобы иметь возможность увидеть больше. По ряду соображений, имеет смысл переходить на размер апертуры примерно в полтора раза больший, чем предыдущая. В некоторых случаях этот естественный ход событий приобретает клиническую форму, когда смена апертуры на большую происходит задолго до исчерпания возможностей наличного инструмента – просто как погоня за дюймами, не взирая на те трудности, с которыми придется столкнуться используя габаритный и тяжелый инструмент. Что и называют апертурной лихорадкой.

Что важнее увеличение телескопа или его апертура?

Наивный ответ - увеличение, но чуть более продвинутые (см. выше) отвечают - апертура. Но, по большому счету и это неверный ответ. Одна из главных потребительских характеристик телескопа – это все же возможность наблюдать с большим разрешением и проницанием, что обеспечивается возможностью применить большее увеличение, без потери в яркости и качестве изображения. Апертура объектива телескопа только обеспечивает такую возможность, которая может быть ограничена еще и другими факторами. Чем апертура больше, тем большее увеличение можно установить при наблюдениях в телескоп.. ну, если все в порядке с качеством его оптики и при хороших атмосферных условиях.
С другой стороны апертура - постоянное свойство телескопа, а увеличение - переменное. Разнообразие увеличений телескопа обеспечивается набором окуляров с разными фокусными расстояниями, окулярами с переменным фокусным расстоянием (зумы) и/или применением линз Барлоу. Увеличение численно равно частному от деления фокусного расстояния объектива на фокусное расстояние окуляра и может быть умноженное на кратность использованной линзы Барлоу.
см. также статью из ЧАВО "Полезные оптические соотношения"

С каким максимальным увеличением я смогу наблюдать?

Обычно отвечают, что для этого надо умножить диаметр апертуры телескопа, измеренный в миллиметрах, на полтора или 40 апертур выраженных в дюймах. То есть для 10” инструмента (диаметр апертуры 254 мм) максимальное разумное составит около 400 крат.
Но тут надо отметить ряд обстоятельств. Это число не догма – обычно телескоп используется с меньшим увеличением подобранным для наблюдений того или иного класса объектов. Кроме того, при больших остаточных аберрациях объектива телескопа, плохой юстировке, неудачном климате места наблюдений (турбулентная атмосфера), тусклых объектах наблюдений, отсутствии часового ведения телескопа увеличения придется ограничивать меньшим, чем предельное, значением увеличением. При ярких объектах наблюдений, при проведении некоторым технических наблюдений (связанных с юстировкой телескопа или разрешением тонкой дифракционной структуры двойных звезд) неважной остроте зрения наблюдателя и надежном часовым двигателе монтировки, который отрабатывает компенсацию вращения Земли, вполне может оказаться полезным использование и несколько больших значений увеличений. Чем больше увеличение, тем меньше яркость изображения, меньше поле зрения телескопа, заметнее проявления дефектов оптики телескопа. И наоборот чем увеличение меньше, тем больше поле зрения телескопа, больше яркость изображения, оно выглядит более контрастным и резким.
см. также статью из ЧАВО "Какое максимальное увеличение имеет смысл для телескопа?"

Что такое разрешение телескопа?

несовершенства оптики (аберраций и разъюстировки) объектива и окуляра
аберрациями и проч. дефектами глаза наблюдателя
атмосферной турбуленцией - хаотического перемешивания теплых и холодных слоев воздуха как на высотах в несколько километрах (климатические ограничения), так и рядом с телескопом (обычно искусственного происхождения) и даже внутри трубы телескопа (из-за неполного выравнивания температуры телескопа и окружающего воздуха)
тепловых и весовых деформаций оптических элементов
недостаточным увеличением
малым контрастом и/или яркостью объекта

Что такое проницание телескопа?

потерь света в оптическом тракте телескопа
паразитной засветки поля зрения
светового загрязнения - засветки неба в месте наблюдения
опыта наблюдателя
величины остаточных аберраций телескопа

Что такое поле зрения телескопа?

Это тот светлый круг изображения, который мы видим заглядывая в окуляр оптического прибора. Этот круг выглядит как вырезанный в черном непрозрачном материале. Так и есть - так глаз видит изображение того, что называется полевой диафрагмой окуляра - непрозрачной металлической "заслонки" с отверстием в центре. Эту деталь можно увидеть заглянув в некоторые окуляры со стороны противоположной глазной линзе. Поле зрения измеряют в угловой мере между диаметрально противоположными краями изображения диафрагмы (границами поля зрения) как ее видит глаз в окуляре. Именно это поле зрения приводят как одну из самых важных характеристик астрономического окуляра. Чем больше поле зрения окуляра, тем шире открывающаяся глазу панорама изображения в телескопе, тем больше иллюзия присутствия и выше информационная насыщенность изображения.
Это - выходное поле зрения окуляра телескопа (AFOV), для глаза наблюдателя, но говорят также о (входном) поле зрения телескопа (TFOV). Поле зрения телескопа - то насколько большая часть неба видна в него - измеряется также в угловой мере (градусах или угловых минутах) и связано с полем зрения окуляра простым соотношением: TFOV = AFOV/увеличение. То есть если мы пользуемся окуляром с 66-градусным полем зрения, который дает при установке в телескоп увеличение 100 крат, то телескоп "показывает" кусочек небесной сферы размером всего 66/100 = 0.66 градуса или 0.66*60 = 40 угловых минут (напоминаю, что в одном градусе 60 угловых минут).
Так что, чем больше увеличение, тем меньше поле зрения телескопа (при том же поле зрения окуляров).
Вероятно стоит отметить, что поле зрения телескопа физически ограничено диаметром просвета окулярной трубки фокусера, оно не может быть более 1600/f' градусов для 1.25" фокусера и 2600/f' для 2" фокусера (f' - фокусное расстояние объектива в мм). Отсюда следует и еще одно важное свойство телескопа - чем короче фокусное расстояние объектива телескопа, тем больше у него доступное поле зрения при том же диаметре окулярной трубки (фокусера).
см. также статьи из ЧАВО "Поле зрения окуляра", "Полезные оптические соотношения", "Базовые характеристики оптических приборов"

Важна ли светосила для объектива телескопа?

Светосила объектива телескопа или его относительное отверстие (отношение диаметра апертуры к фокусному расстоянию) – важная характеристика для астрографа, телескопа используемого для производства фоторабот. Этот параметр (наряду со временем выдержки) определяет экспозицию при получении одного кадра. Чем светосила больше, тем меньшее время требуется для достижения той же экспозиции – того же уровня полезного сигнала на фотоматериале. Длительность выдержек при фотографировании широких звездных полей и туманностей обеспечивается довольно сложными системами слежения за суточным вращением неба, компенсацией несовершенства механики монтировки и поэтому для астрографа в ряде случаев важно уменьшить время выдержки и максимально увеличить светосилу объектива (без потерь в качестве изображения).
При визуальных наблюдениях в первом приближении светосила объектива телескопа не столь существенна. То насколько ярким глаз увидит изображения в телескоп, определяется не светосилой объектива, а размером выходного зрачка телескопа. Диаметр выходного зрачка равен диаметру апертуры объектива деленному на увеличение. То есть, чем больше увеличение, тем меньше выходной зрачок и тем меньше яркость изображения.
Светосила объектива телескопа косвенно определяет размер поля зрения. Чем светосильнее объектив телескопа – тем большее поле зрения возможно получить в пределах его окулярного тубуса или зафиксированном размере фотоприемника (кадра камеры). Кроме того как у визуального так и у фотографического астрономического телескопа (рефлектора или рефрактора) продольный размер трубы, обычно, тем меньше, чем больше относительное отверстие его объектива.

Относительное отверстие объектива телескопа - нужно побольше, или поменьше?

При фотоработах по широким полям (звездные поля, туманности, галактики и т.п.) относительное отверстие (отношение диаметра входной апертуры к фокусному расстоянию) выбирают побольше, чтобы получить лучшую проработку тусклых объектов (см. выше про важность светосилы). Но при стремлении к наивысшему проницанию по звездам требуется согласовывать относительное отверстие объектива и сумму его остаточных аберраций с размером пиксела фотоприемника. Вполне может статься, что меньшая светосила объектива даст лучшее проницание.
А вот для визуальных инструментов большее относительное отверстие объектива интересно постольку, поскольку позволяет получить большее поле зрения при том же размере фокусера (полевой диафрагмы обзорного окуляра).
При этом надо иметь ввиду, что большая светосила объектива обычно сопровождается большими остаточными аберрациями (как расчетными, так и ошибками производства, разюстирокой). Так что при желании достичь предельного разрешения (например, по планетам) лучше предпочесть телескопы с нефорсированным (небольшим) относительным отверстием объектива. Кроме того, в зеркальных системах большее относительное отверстие влечет за собой большее центральное экранирование, что также не добавляет контраста изображению на предельных увеличениях.

Фокусное расстояние телескопа

Фокусное расстояние объектива телескопа однозначно определяет масштаб изображения в его фокальной плоскости, а косвенно - ограничивает поле зрения телескопа. Чем больше фокусное расстояние, тем меньше поле зрения. Поле зрения телескопа в угловых минутах равно размеру фотоприемника или диаметру полевой диафрагмы окуляра деленного на фокусное расстояние и помноженного на коэффициент 3500: поле’ = 3500*d/f. Скажем, в фокусер 1.25” можно вставить окуляр с максимальным размеров полевой диафрагмы 27 мм получается, что поле зрения телескопа с фокусным расстоянием 1000 мм и фокусеров 1.25” будет ограничено: 3500*27/1000 = 95 угловыми минутами.
Кроме того зная фокусное расстояние объектива телескопа f мы можем посчитать какое получится в нем увеличение с использованием окуляра с фокусным расстоянием f’ок: Г = f/fок.
см. также статью из ЧАВО "Базовые характеристики оптических приборов"

Многослойные покрытия оптических деталей - это полезная опция?

Телескоп с каким стандартом окулярного тубуса лучше - 2" или 1.25"?

В окулярную трубку фокусера (фокусировщика) телескопа вставляют окуляры и проч. узлы. Двухдюймовый фокусер в любом случае лучше, хотя бы потому, что переходники для посадки 1.25" окуляров и проч. аксессуаров в 2-дюймовый фокусер есть, а обратных переходников (во всяком случае без потерь в поле зрения) – нет. 2-дюймовый фокусер предоставляет больше свободы в выборе окулярных аксессуаров. Особенно важно иметь больший диаметр окулярной трубки фокусера в астрографе. Но 2" аксессуары дороже и габаритнее.
см. также статью из ЧАВО "2" или 1.25"?"

В телескоп все видно вверх ногами?!

Труба - карбон! Масляная иммерсия!

Двухскоростной фокусер - это плюс?

Это возможность сочетать быструю перефокусировку с точной высокочувствительной подстройкой фокуса на больших увеличениях, что особенно актуально для светосильных телескопов.

Что ограничивает мобильность телескопа?

Обычная схема астрономических наблюдений с выездом за город – вынос из дома к автомобилю частей телескопа (труба, монтировка, тренога), сумки или чемоданчика с аксессуарами (окуляры, фильтры, карты, фонарь), расфасовка всего этого добра по салону и в багажник, а по прибытии на место наблюдения вдали от городских огней сборка телескопа.
При таком подходе мобильность ограничена только весом и габаритом самой тяжелой и габаритной из частей телескопа, размерами дверных проемов, дверей в лифте, объемом багажного отделения (а то и прицепа) автомобиля, силой и количеством рук наблюдателя и его помощников, трудоемкость сборки/разборки телескопа на части.

Можно ли будет перевозить телескоп на автомобиле?

Да – это наиболее обычный способ доставить телескоп к месту наблюдений для жителей больших городов.

Одна из главных потребительских характеристик телескопа – это все же возможность наблюдать с большим разрешением и проницанием, что обеспечивается возможностью применить большее увеличение, без потери в яркости и качестве изображения.

Запомните, что главной характеристикой телескопа является диаметр объектива телескопа, а объектив, соответственно, самой важной его частью. Именно диаметр объектива, а не что-либо другое, определяет яркость и чёткость наблюдаемых объектов. Это довольно простая для понимания вещь: чем больше диаметр объектива, тем больше драгоценного света собирает телескоп от далёкой, крошечной точки-планеты на небе, тем больше информации получает наш глаз о небесном объекте.

Назначение телескопа состоит: 1) в собирании наибольшего количества света от объекта, 2) в увеличении угла зрения на рассматриваемый объект, что достигается специальной оптической системой объектива (линзы и зеркала) и окуляра (при визуальных наблюдениях). Основными характеристиками любого телескопа являются диаметр D и фокусное расстояние F его объектива, определяющие относи-тельное отверстие А=D/F, которое часто называют светосилой инструмента. Строго говоря, светосила G=А2=(D/F)2 так как собираемый объективом световой поток Ф=kD2. Количество света I: I=KD2 . Для визуальных наблюдений протяженных объектов весьма суще-ственно увеличение телескопа. При фокусном расстоянии f окуляра уве-личение W= F:f. Наибольшее допускаемое увеличение при спокойном со-стоянии атмосферы не превышает W=2D, где D – диаметр объектива в миллиметрах. Существенной характеристикой телескопа является его оптическая мощь (проницающая способность), определяемая предельной звездной величиной звезд, видимых в телескоп в безлунную ночь при идеальных атмосферных условиях. У зрачка человеческого глаза диаметр d=6 мм, и среднему зрению доступны звезды до m=6m Объектив диаметром D мм собирает света в (D/d2) раз больше, и поэтому в него видны во столько же раз более слабые звезды; их звездная величина mT определяется формулой Погсона: mT=m+5(lgD– lgd), откуда mT = 6m – 5 lg6+lg D=6m– 50,78+5 lg D и, следовательно, оптическая мощь телескопа mT=2m,1+5 lgD, где диаметр D выражен в мм. m = 7,5 + 5 lg D (см).
Два точечных объекта с взаимным угловым расстоянием  находятся на пределе раздельной видимости, что определяет теоретическую разрешающую способность телескопа; при меньшем угловом расстоянии изображения объектов сливаются. Для визуальных телескопов выразив диаметр объектива D в миллиметрах найти разрешающую способность: . Разрешающая сила телескопа учитывается при наблюдении двойных звезд.

Далекие неизведанные миры и яркие звезды, загадочные небесные тела и бесконечная Вселенная… Что может быть интереснее? И разве легко найти более интригующую тему? Звездное небо – зрелище всегда завораживающее, способное увлечь и пытливый детский ум, и пылких юных романтиков, и людей постарше. А потому неудивительно, что почти каждый из нас порой обращает взор ввысь, пусть даже неосознанно пытаясь проникнуть в тайны мироздания. И лучшим помощником в таком исследовании может стать телескоп.

В основе конструкции многих телескопов лежат линзы и зеркала различного размера, а также всевозможные варианты их комбинирования. Это так называемые оптические телескопы. Линзы и зеркала необходимы им для сбора света и увеличения изображения таким образом, чтобы его можно было рассмотреть в окуляр. Именно на оптических телескопах, которые можно использовать в домашних условиях или взять с собой за город, мы и остановимся подробнее. Они предназначены для тех, кто увлекается астрономией, и позволяют начать знакомство со звездным небом или оттачивать отдельные навыки изучения небесных объектов, светил и явлений.

ВИДЫ ТЕЛЕСКОПОВ. ИХ ОСОБЕННОСТИ

Оптические телескопы можно разделить на несколько групп:

- линзовые телескопы (рефракторы);

- зеркальные телескопы (рефлекторы);

- зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрики).

Рефракторы отличает классическая конструкция. Они больше всего похожи на подзорную трубу. Изображение в таких телескопах строится с помощью двух линз. Рефракторы предпочтительнее использовать для наблюдения ярких небесных объектов (например, Луны, планет Солнечной системы, двойных звезд), а также для дневных земных наблюдений. Заглянуть в глубины космоса с помощью таких телескопов более проблематично, так как они не умеют концентрировать слабое свечение от удаленных небесных объектов. Преимущества рефракторов: качество изображения (благодаря высокой контрастности), простота эксплуатации (нет необходимости в частом техническом обслуживании), терпимость к смене температуры (это важно при использовании устройства как в помещениях, так и на улице). Недостатки: "окрашивание" рассматриваемых объектов (при наблюдении может быть заметно синее или фиолетовое окаймление ярких объектов), высокая цена для моделей с диаметром объектива более 100 мм. Ниже приведен пример изображения в телескоп-рефрактор (явно заметна синяя кайма по кромке объекта).

Рефлекторы строят изображение при помощи вогнутого и диагонального зеркал (в более дорогих моделях используется параболическое зеркало). Производство таких телескопов обходится дешевле, что связано с особенностями конструкции. Именно поэтому за сопоставимую сумму можно приобрести рефлектор с большей апертурой (диаметром объектива), чем у рефракторов. Это влияет на производительность устройства. В частности, рефлекторы с большой апертурой хорошо концентрируют свет, поэтому часто предпочтительнее рефракторов при наблюдении небесных объектов и явлений за пределами Солнечной системы, испускающих слабое свечение. Кроме стоимости к достоинствам таких телескопов можно отнести их компактность, отсутствие дефектов изображения, устойчивость. Особенности конструкции можно считать и относительным недостатком. Телескоп такого типа массивнее рефрактора. В него необходимо смотреть под углом, что может быть непривычно для начинающих астрономов. Еще один недостаток - относительно низкая контрастность изображения. Ниже приведены примеры изображений Туманности Андромеды (слева), Звездного скопления Плеяды (по центру) и Туманности Ориона (справа) в телескоп-рефлектор.

Катадиоптрики сочетают особенности конструкции как рефлекторов, так и рефракторов, а также преимущества и недостатки моделей этих типов. Катадиоптрики, как правило, отличаются относительной компактностью. Еще одно преимущество зеркально-линзовых телескопов - качество изображения (без искажений, свойственных рефлекторам, и "окрашиваний", как у рефракторов). Модели подобного типа не нуждаются в частом техническом обслуживании. Недостатки: низкая контрастность изображения (по сравнению с рефракторами), достаточно высокая стоимость. Ниже приведено изображение Луны в телескоп-катадиоптрик.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Выбор телескопа зависит не только от предполагаемого бюджета покупки, но и от планируемых сценариев наблюдения. При этом важно учитывать не только принадлежность телескопа к одной из групп, но и отдельные технические характеристики каждой модели. При покупке телескопа часто возникают дилеммы. На какие характеристики следует обращать внимание в первую очередь? Учитывать возможности устройства концентрировать свет от далеких небесных объектов или увеличивать эти объекты? Казалось бы, ответ на поверхности: всего и побольше. Впрочем, на практике такое сочетание не всегда возможно, чему преградой в том числе ценовые ограничения.

Рассмотрим основные технические характеристики телескопов подробнее.

Диаметр объектива (апертура) - важнейший параметр, влияющий на возможности телескопа. От него зависят уровень концентрации света устройством, что в свою очередь влияет на способность телескопа показывать тонкие детали объектов, а также минимальное и максимальное полезное увеличение. Кстати, именно на возможности телескопа концентрировать свет мы рекомендуем обращать особое внимание. Логика проста: чтобы рассмотреть кошку в темной комнате, человеку нужен скорее фонарь, чем лупа. Такой подход справедлив и в случае изучения звездного неба. Многие небесные объекты имеют значительные размеры, позволяющие созерцать их без дополнительного увеличения. В этом случае важна именно функция концентрации тусклого света от этих объектов. Именно поэтому телескоп с увеличенной апертурой, хорошо концентрирующей слабый свет, теоретически позволяет детальнее рассмотреть звездное небо, отдельные объекты и явления на нем (в частности тусклые объекты). Именно поэтому справедливо правило, согласно которому при прочих равных характеристиках оправдан вариант покупки телескопа с большей апертурой. При этом важно иметь ввиду, что увеличение главного зеркала или объектива неизбежно влечет увеличение габаритов всего устройства, что одновременно сокращает количество сценариев его использования. Слишком большой телескоп сложнее взять с собой. А ведь именно на природе, вдали от городских огней, открываются дополнительные возможности для изучения звездного неба. Поэтому при покупке любительского или полупрофессионального оптического телескопа оптимальным представляется вариант выбора моделей с апертурой от 70 до 130 мм.

Фокусное расстояние объектива - это расстояние, на котором линзы или зеркало объектива строят изображение изучаемого объекта. От фокусного расстояния объектива зависит максимальное полезное увеличение и светосила объектива. Светосила, в свою очередь, определяет возможности устройства концентрировать свет, позволяет разглядеть в телескоп тусклые небесные объекты. Важно учитывать, что при увеличении фокусного расстояния увеличивается максимальное полезное увеличение, а одновременно падает светосила. Здесь важен баланс характеристик.

Максимальное полезное увеличение. Безусловно, этот параметр играет серьезную роль. Увеличение важно при изучении любых объектов и явлений звездного неба, но первостепенно при условии их достаточной яркости. Например, при изучении планет Солнечной системы можно рассмотреть большее число деталей этих объектов, используя значительное увеличение. Впрочем, ограничивать себя только пределами нашей системы, пожалуй, нелогично. Именно поэтому обращать внимание исключительно на максимальное полезное увеличение неправильно. Важно учитывать, что чрезмерное увеличение еще и накладывает дополнительные ограничения на использование телескопа. В этом случае становится ощутима вибрация трубы при прикосновении к ней, становятся заметны искажения, вызванные турбулентностью атмосферы, и др. Использование телескопа – это всегда умение найти оптимальное увеличение рассматриваемого объекта или явления с целью минимизации искажений.

Тип монтировки телескопа – особенности его установки на поверхности для направления на небесные объекты и явления с целью их изучения. Подобные манипуляции обусловлены вращением Земли и перемещением небесных объектов. То есть при длительном наблюдении за одним и тем же объектом требуется постоянная подстройка с учетом его текущего расположения. Выделяют азимутальные и экваториальные монтировки. Первая позволяет поворачивать телескоп в двух направлениях: по вертикальной и горизонтальной осям (схоже с поворотом камеры на штативе). Особенности конструкции монтировки второго типа подразумевают необходимость поворота телескопа вокруг лишь одной оси, что удобно при наведении телескопа по координатам объекта на звездном небе. Заметим, что вне зависимости от типа монтировки крайне важны ее вес, прочность и надежность. Неустойчивый телескоп, вибрирующий от малейшего прикосновения или дуновения, бесполезен. Кстати, существуют и так называемые моторизованные монтировки, позволяющие автоматически осуществлять подстройку устройства.

Другие параметры телескопов, по сути, являются производными от указанных выше. К ним относятся, например:

- диаметр и максимальное увеличение окуляров;

- относительное отверстие (показывает светосилу объектива);

- предельная звездная величина (характеризует оптическую мощь телескопа, его возможности показать звезду определенной величины в случае оптимальных условий наблюдения) и др.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА

Такой выбор позволит без чрезмерной переплаты увлечь ребенка темой изучения звездного неба, а взрослому любителю астрономии определиться с требуемым функционалом телескопа.

Наконец, исследователи космоса, желающие получить устройство с дополнительными возможностями, могут рассмотреть варианты покупки телескопа-катадиоптрика (в значительной степени подходит любителям выезжать за город или даже путешествовать с телескопом),

а также телескопов рефракторного и рефлекторного типа с диаметром апертуры 90-130 мм (в том числе с моторизованной монтировкой) в верхнем ценовом диапазоне (более 20 тыс. руб.).

К оптическим телескопам относят, прежде всего, рефракторы и рефлекторы.

Главная часть простейшего рефрактора – объектив – двояковыпуклая линза, установленная в передней части телескопа. Объектив собирает излучение. Чем больше размеры объектива , тем больше собирает излучения телескоп, тем более слабые источники могут быть обнаружены им. Чтобы избежать хроматической аберрации, линзовые объективы делают составными. Однако в случаях, когда требуется свести к минимуму рассеяние в системе, приходится использовать и одиночную линзу. Расстояние от объектива до главного фокуса называется главным фокусным расстоянием .

Самый большой рефрактор в мире, который находится в Йеркской обсерватории в США, имеет линзу диаметром в 1 м. Линза с большим диаметром была бы слишком тяжела и сложна в изготовлении.

Основным элементом рефлектора является зеркало – отражающая поверхность сферической, параболической или гиперболической формы. Обычно оно делается из стеклянной или кварцевой заготовки круглой формы и затем покрывается отражающим покрытием (тонкий слой серебра или алюминия). Точность изготовления поверхности зеркала, т.е. максимально допустимые отклонения от заданной формы, зависит от длины волны света, на которой будет работать зеркало. Точность должна быть лучше, чем /8. К примеру, зеркало, работающее в видимом свете (длина волны = 0,5 микрона), должно быть изготовлено с точностью 0,06 мкм (0,00006 мм).

Обращенная к глазу наблюдателя оптическая система называется окуляром . В простейшем случае окуляр может состоять только из одной положительной линзы (в этом случае мы получим сильно искаженное хроматической аберрацией изображение).

Важнейшими характеристиками телескопа (помимо его оптической схемы, диаметра объектива и фокусного расстояния) являются проницающая сила, разрешающая способность, относительное отверстие и угловое увеличение.

Проницающая сила телескоп а характеризуется предельной звездной величиной самой слабой звезды, которую можно увидеть в данный инструмент при наилучших условиях наблюдений. Для таких условий проницающую силу можно определить по формуле:

где – диаметр объектива в миллиметрах.

Разрешающая способность – минимальный угол между двумя звездами, видимыми раздельно. Если невооруженным глазом можно различить две звезды с угловым расстоянием не менее 2', то телескоп позволяет уменьшить этот предел в Γ раз. Ограничение на предельное увеличение накладывает явление дифракции – огибание световыми волнами краев объектива. Из-за дифракции вместо изображения точки получаются кольца. Угловой размер центрального пятна (теоретическое угловое разрешение)

Разрешающая способность может вычисляться по формуле:
где – разрешение в секундах, – диаметр объектива в миллиметрах.

Для видимых длин волн при = 550 нм на телескопе с диаметром = 1 м теоретическое угловое разрешение будет равно = 0,1". Практически угловое разрешение больших телескопов ограничивается атмосферным дрожанием. При фотографических наблюдениях разрешающая способность всегда ограничена земной атмосферой и погрешностями гидирования и не бывает лучше 0,3". При наблюдениях глазом из-за того, что можно попытаться поймать момент, когда атмосфера относительно спокойна (достаточно нескольких секунд), разрешающая способность у телескопов с диаметром , большим 2 м, может быть близка к теоретической. Хорошим считается телескоп, собирающий более 50 % излучения в кружке 0,5".

Относительное отверстие – отношения диаметра к фокусному расстоянию :

У телескопов для визуальных наблюдений типичное значение относительного отверстия 1/10 и меньше. У современных телескопов она равна 1/4 и больше.

Часто вместо относительного отверстия используется понятие светосилы , равной (/) 2 . Светосила характеризует освещенность, создаваемую объективом в фокальной плоскости.

Относительным фокусным расстоянием телескопа (обозначается перевернутой буквой А) называется величина, обратная относительному отверстию:

= / .

В фотографии эта величина часто называется диафрагмой .

Угловое увеличение (или просто увеличение) показывает, во сколько раз угол, под которым виден объект при наблюдении в телескоп, больше, чем при наблюдении глазом. Увеличение равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра:

Читайте также: