Горизонты техники для детей, 1973 №3

Астрономы, наблюдающие за небесными телами, заметили: чем больше фокусное расстояние объектива, тем бóльшее увеличение даёт зрительная труба. Вот почему начали появляться телескопы огромных размеров. Известный телескоп гданьского бургомистра Яна Гевелия был длиной в 49 метров. Разумеется, подобные громоздкие телескопы было очень трудно направить на нужную звезду. Астрономы прибегали к другому решению: объектив помещали на высокой башне или дереве, а сами ходили по земле с окуляром в руке и искали место, соответствующее фокусу объектива. У труб Кеплера был один недостаток: вокруг наблюдаемой звезды создавался цветной ореол, снижающий резкость изображения. Чтобы устранить этот недостаток, английский физик Исаак Ньютон в 1668 году изобрёл телескоп другой конструкции, см. рис. 2.

Рис. 2. 1 — окуляр, 2 — плоское зеркало,

3 — сферическое зеркало

В нем роль объектива выполняла не собирающая линза, а сферическое вогнутое зеркало. Изображение объекта возникало в его фокусе, расположенном внутри телескопа. Между зеркалом и его фокусом Ньютон поместил второе плоское зеркало. Оно так направляло лучи вбок, что фокус находился за пределами телескопа, названного рефлектором. За изображением, созданным в фокусе, наблюдали через окуляр, как в трубе Кеплера. Поскольку зеркало телескопа Ньютона было сделано из зеркально-полированного металла, оно не особенно хорошо отражало световые лучи. Поэтому изображения планет получались тёмными. Для получения лучшего изображения шлифовали зеркала большого диаметра.

В середине XVIII века был изобретен ахроматический объектив, состоящий из двух линз — собирающей и рассеивающей — изготовленных из разных сортов стекла. Такой объектив уже не давал цветных ореолов. Рефракторы[2] переживали свою вторую молодость. Оказалось, что объектив большего диаметра позволяет увидеть менее яркие звёзды и одновременно дает более отчетливое изображение. Астрономы начали строить рефракторы всё больших размеров. Самый большой из них — с объективом диаметром 102 см — был построен в 1897 году в США. Однако, оказалось, что при таком огромном объективе нельзя избежать цветных ореолов, а толстые линзы поглощают слишком много света. Практика опровергла целесообразность постройки подобных рефракторов-гигантов.

Астрономы вновь обратились к отражательным зеркальным телескопам, называемым рефлекторами. Во второй половине XIX века для изготовления зеркал стали применять стекло, покрытое тонким слоем серебра. Такие зеркала очень хорошо отражали световые лучи, а кроме того, полностью устранили цветную кайму на изображении наблюдаемых объектов. Зеркальные телескопы победили окончательно.

Крупнейший современный рефлектор работает в обсерватории в Маунт-Шломар (Калифорния) и имеет зеркало диаметром 5,08 м. Наблюдатель сидит в кабине, расположенной внутри телескопа. Она прикрывает Всего лишь 13 % света. Еще больший телескоп строится сейчас в СССР. Его зеркало будет диаметром 6 м.

В настоящее время все чаще работают телескопы с двумя зеркалами. Главное зеркало — вогнутое, с отверстием посредине. Лучи, отраженные от него, падают на небольшое выпуклое зеркало и собираются в фокусе вне главного зеркала. Созданное там изображение объекта можно рассматривать через окуляр, см. рис. 3.

Рис. 3. 1 — вогнутое зеркало, 2 — выпуклое зеркало,

3 — окуляр

Вместо этого в фокусе нередко устанавливаю фотопластинку и тогда получают снимок звезды. С помощью призмы можно разложить свет звезды и получить спектр, состоящий из множества светлых и темных линий. Исследуя спектр, астрономы могут определить температуру звезды и её химический состав.

Такие телескопы дают резкие изображения лишь на небольшой поверхности фотопластинки.

Для фотографирования больших участков неба был построен специальный телескоп, обладающий значительным полем зрения и минимальными потерями света. В честь конструктора его назвали телескопом Смита. Он оборудован сферическим зеркалом, см. рис. 4.

Рис. 4. 1 — сферическое зеркало, 2 — фотопластинка, 3 — стеклянная корректировочная пластина.

А поскольку астрограф Смита давал нерезкое изображение, перед его зеркалом установили стеклянную корректировочную пластину, благодаря которой изображение становилось резким почти на всей поверхности фотопластины. Таким телескопом были выполнены снимки всего неба. Сейчас астрографы Смита есть почти в каждой обсерватории.

Самый молодой из оптических телескопов — так называемый менисковый. Появился в нашем веке. Этот прибор характеризует большая точность зеркал и объективов. Есть несколько уникальных менисковых телескопов, которые хорошо себя зарекомендовали в наблюдениях небесных светил. Новые телескопы называют еще именем Максутова, советского ученого, разработавшего систему прибора.