Въпреки че отразяващите телескопи произвеждат други видове оптични аберации, това е дизайн, който може да постигне цели с голям диаметър. Почти всички големи телескопи, използвани в астрономическите изследвания, са такива. Отражателните телескопи се предлагат в различни дизайни и могат да използват допълнителни оптични елементи за подобряване на качеството на изображението или позициониране на изображението в механично изгодна позиция.
Характеристики на отразяващите телескопи
Идеята, че извитите огледала се държат като лещи, идва поне от трактата на Алфазен от 11-ти век за оптиката, произведение, което се разпространява широко в латински преводи в ранна модерна Европа. Малко след изобретяването на пречупващия телескоп от Галилей, Джовани Франческо Сагредо и други, вдъхновени от познанията си за принципите на извитите огледала, обсъждат идеята за конструиране на телескоп с помощта на огледало вкато инструмент за изобразяване. Съобщава се, че Болонезе Чезаре Караваджи е построил първия отразяващ телескоп около 1626 г. Италианският професор Николо Зучи в по-късна работа пише, че е експериментирал с вдлъбнато бронзово огледало през 1616 г., но казва, че то не дава задоволителен образ.
История на създаването
Потенциалните ползи от използването на параболични огледала, главно намаляването на сферичната аберация без хроматична аберация, доведоха до много предложени проекти за бъдещи телескопи. Най-забележителен е Джеймс Грегъри, който публикува иновативен дизайн за "отразителен" телескоп през 1663 г. Отне десет години (1673), преди експерименталният учен Робърт Хук да може да построи този тип телескоп, който стана известен като Грегориански телескоп.
На Исак Нютон обикновено се приписва изграждането на първия отразяващ-пречупващ телескоп през 1668 г. Използваше сферично метално основно огледало и малко диагонално огледало в оптична конфигурация, наречена нютонов телескоп.
По-нататъшно развитие
Въпреки теоретичните предимства на дизайна на рефлектора, сложността на дизайна и лошото представяне на металните огледала, използвани по това време, означаваха, че са били необходими над 100 години, за да станат популярни. Много от постиженията в отразяващите телескопи включват подобрения в производството на параболични огледала през 18-ти век.век, стъклени огледала със сребърно покритие през 19 век, издръжливи алуминиеви покрития през 20 век, сегментирани огледала за осигуряване на по-големи диаметри и активна оптика за компенсиране на гравитационната деформация. Иновация от средата на 20-ти век бяха катадиоптични телескопи като камерата на Schmidt, които използват както сферично огледало, така и леща (наречена коректорна плоча) като основни оптични елементи, използвани главно за широкомащабни изображения без сферична аберация.
В края на 20-ти век развитието на адаптивната оптика и успешното изобразяване за преодоляване на проблемите, свързани с наблюдението и отразяването на телескопи, е повсеместно в космическите телескопи и много видове инструменти за изобразяване на космически кораби.
Криволинейното основно огледало е основният оптичен елемент на телескопа и създава изображение във фокалната равнина. Разстоянието от огледалото до фокалната равнина се нарича фокусно разстояние. Тук може да се постави цифров сензор за запис на изображение или може да се добави допълнително огледало за промяна на оптичните характеристики и/или пренасочване на светлината към филма, цифровия сензор или окуляра за визуално наблюдение.
Подробно описание
Основното огледало в повечето съвременни телескопи се състои от плътен стъклен цилиндър, чиято предна повърхност е шлайфана до сферична или параболична форма. Тънък слой алуминий се евакуира върху лещата, образувайкиотразяващо първо повърхностно огледало.
Някои телескопи използват първични огледала, които са направени по различен начин. Разтопеното стъкло се върти, за да направи повърхността си параболоидна, охлажда се и се втвърдява. Получената огледална форма се доближава до желаната параболоидна форма, която изисква минимално шлайфане и полиране за постигане на точна фигура.
Качество на изображението
Рефлекторните телескопи, като всяка друга оптична система, не създават "идеални" изображения. Необходимостта да се снимат обекти на разстояния до безкрайност, да се разглеждат при различни дължини на светлината и да се изисква някакъв начин за гледане на изображението, което основното огледало произвежда, означава, че винаги има някакъв компромис в оптичния дизайн на рефлекторния телескоп.
Тъй като основното огледало фокусира светлината към обща точка пред собствената си отразяваща повърхност, почти всички дизайни на отразяващи телескопи имат вторично огледало, държач за филм или детектор близо до тази фокусна точка, което частично предотвратява достигането на светлината до основната огледало. Това не само води до известно намаляване на количеството светлина, което системата събира, но също така води до загуба на контраст в изображението поради ефекти на дифракционни пречки, както и дифракционни пикове, причинени от повечето вторични поддържащи структури.
Използването на огледала избягва хроматичните аберации,но те създават други видове аберации. Обикновеното сферично огледало не може да предава светлина от отдалечен обект към общ фокус, тъй като отражението на светлинните лъчи, удрящи огледалото в неговия ръб, не се сближава с тези, които се отразяват от центъра на огледалото, дефект, наречен сферична аберация. За да се избегне този проблем, най-модерните дизайни на отразяващи телескопи използват параболични огледала, които могат да приведат цялата светлина в общ фокус.
Григориански телескоп
Григорианският телескоп е описан от шотландския астроном и математик Джеймс Грегъри в книгата му от 1663 г. Optica Promota като използващо вдлъбнато вторично огледало, което отразява изображението през дупка в основното огледало. Това създава вертикално изображение, полезно за земни наблюдения. Има няколко големи съвременни телескопа, които използват григорианската конфигурация.
Отражателният телескоп на Нютон
Апаратът на Нютон е първият успешен отразяващ телескоп, построен от Исак през 1668 г. Обикновено има параболоиден първичен, но при фокусни съотношения f/8 или повече, сферичен първичен, който може да е достатъчен за висока визуална разделителна способност. Плосък вторичен отразява светлината във фокалната равнина отстрани на горната част на тръбата на телескопа. Това е един от най-простите и евтини дизайни за даден размер на суровината и е често срещан сред любителите. Пътят на лъчите на отразяващите телескопи беше първиразработен точно върху нютоновия образец.
Cassegrain апарат
Телескопът Касегрейн (понякога наричан "класическият Касегрен") е конструиран за първи път през 1672 г., приписван на Лоран Касегрен. Той има параболичен първичен и хиперболичен вторичен, който отразява светлината назад и надолу през дупка в първичния елемент.
Дизайнът на телескопа Dall-Kirkham Cassegrain е създаден от Хорас Дал през 1928 г. и е наименуван в статия, публикувана в Scientific American през 1930 г. след дискусия между астронома любител Алън Къркъм и Албърт Г. Ингалс (редактор на списанието по това време). Той използва вдлъбнат елиптичен първичен и изпъкнал вторичен. Въпреки че тази система е по-лесна за смилане от класическата система на Cassegrain или Ritchey-Chrétien, тя не е подходяща за кома извън осите. Кривината на полето всъщност е по-малка от тази на класическия Касегрен. Днес този дизайн се използва в много приложения на тези прекрасни устройства. Но той се заменя с електронни колеги. Въпреки това, този тип апарати се считат за най-големият отразяващ телескоп.
