گروه نجوم تیشتر لشت نشا (گیلان)

گروه نجوم تیشتر گیلان به ارائه خبر علمی با اولویت خبر نجومی می پردازد

تلسکوپ ( دوربین نجومی )

مشخصات کامل تلسکوپ

مزایا و معایب

انواع و مدلهای گوناگون تلسکوپ

تعاریف کاربردی

تلسکوپ ( دوربین نجومی )

 

 

تلسکوپهای اولیه

شیشه نخستین بار ده هزار سال قبل ازمیلاد مسیح شیشه در غرب آسیا تولید شد و تمدنهای اولیه خیلی زود دریافتند که شیشه ای محدب خاصیت بزرگ نمایی دارد. عینک در حدود سال 1300 میلادی در ایتالیا اختراع شد، اما تلسکوپ، 300 سال بعد پدید آمد
مخترع آن یک عینک ساز آلمانی به نام هانس لیپرشی(1619-1570) محسوب می شود چرا که او در سال 1608 برای ثبت اختراعش اقدام کرد، اما او اولین نفری نبود که خاصیت ترکیب عدسی ها را کشف کرد
.  
تا قرنها ستاره شناسان هیچ وسیله کمکی بینایی برای رصد آسمان نداشتند. سپس در اواخر قرن شانزدهم، تلسکوپهای ساده در میدانهای جنگ اروپا نمایان شدند

 
در حوالی 1609،گالیله ستاره شناس ایتالیایی، بعد از شنیدن توصیفی از خواص تلسکوپ انکساری، یکی از این تلسکوپها را ساخت. از آن به بعد، تلسکوپ اساسی ترین ابزار ستاره شناسان بوده است.

تلسکوپ گالیله 

خیلی‌ها فکر می‌کنند که گالیله تلسکوپ را اختراع کرده است اما واقعیت این است که یک عینک ساز هلندی اول دوربین را ساخت. در واقع گالیله اولین کسی بود که در ایتالیا ساختن دوربین را یاد گرفت و با آن به آسمان نگاه کرد. برای این کار هم از پادشاه و کلیسا و ... هدیه گرفت و یک مستمری بسیار زیاد سالیانه هم به او اختصاص دادند. باز هم بر خلاف تصور خیلی‌ها ، دوربینی که گالیله با آن کار می‌کرد از دو عدسی محدب ( یکی شیئی و یکی چشمی ) ساخته نشده بود، بلکه عدسی شیئی (جلویی) محدب بود و عقبی یا شیئی ، مقعر بود که باعث می‌شد، تصویر حقیقی تشکیل بشود و جلوتر از جایی که هست دیده شود. دوربین‌های کوچک قدیمی ای که ممکن است شما هم داشته باشین، همین طوری هستند.  

مشخصات تلسکوپ 

به تلسکوپهایی که از دو عدسی محدب استفاده می‌کنند "شکستی" یا "انکساری" می گویند. یعنی نور را می‌شکنند و با این کار نور را کانونی می‌کنند. تلسکوپ در واقع وسیله‌ای است که به خاطر جمع آوری نور بیشتر (نسبت به چشم انسان) اهمیت دارد نه به دلیل بزرگنمایی. در واقع چشم انسان کمتر از یک سانتیمتر مربع برای جذب نور (درواقع عصبهای حسی برای احساس نور) دارد. پس اگر قطر شیئی تلسکوپی مثلا 10 سانتیمتر باشد، بیشتر از سی برابر چشم انسان نور جذب می‌کند. این باعث می‌شود که اجرام خیلی کم نورتر هم دیده شوند.

پس هر چه قطر شیئی بزرگتر باشد، تلسکوپ بهتری خواهیم داشت. مشکلی که در این بین وجود دارد این است که شیشه‌هایی را که به عنوان شیئی استفاده می‌شود، نمی‌شود از یک حدی بزرگتر ساخت. خود شیشه ، نور زیادی را جذب می‌کند و تا اندازه‌ای باعث تجزیه نور هم می‌شود. هرچند که با کمک راه حلهایی توانسته‌اند عدسی‌های بزرگی را تراش بدهند، اما باز هم این کار محدودیت زیادی دارد. اسحاق نیوتن اولین کسی بود که راه حلی برای این مشکل پیدا کرد.

اسحاق نیوتن که روی نور آزمایشهای زیادی انجام داده بود، برای جمع آوری نور بیشتر به جای عدسی از آینه مقعر استفاده کرد. آینه‌های مقعری که سطح آنها اندود شده‌اند. به این ترتیب ، مشکل شکست نور و ابیراهی رفع می‌شد. به کمک همین تکنولوژی است که ما امروزه می‌توانیم تلسکوپهای غول پیکر بسازیم و در اعماق آسمان جستجو کنیم. البته بعدها انواع دیگری از تلسکوپها هم به وجود امدند که اساس کار انها بر روی استفاده از آینه مقعر است

توان های یک تلسکوپ:

1 روشنی ظاهری شیء را افزایش می دهد،افزایش روشنی به توان جمع آوری نور تلسکوپ بستگی دارد
2
جزییاتی را که با چشم برهنه نمی توان دید واضح می سازد.این که تلسکوپی این کار را با چه کیفیتی انجام می دهد به توان تفکیک تلسکوپ بستگی دارد

3
شیء را بزرگ تر می نماید یا موجب می شود که نزدیک تر به چشم آید.این کار در تلسکوپ ها به توان بزرگنمایی تلسکوپ بستگی دارد

توان جمع آوری نور یک تلسکوپ:
 
مهمترین کار یک تلسکوپ جمع آوری مقدار زیادی نور از یک ستاره است.تلسکوپ این نور را به هم می فشرد و به صورت تابه ی باریکی در می آورد که وارد مردمک چشم می شود. توان جمع آوری نور،رویت ستارگانی را ممکن می سازد که قدرشان از 6 بیشتر است.یعنی ستارگان کم فروغی که با چشم برهنه دیده نمی شود.توان جمع آوری نور فقط به عدسی شیئی بستگی دارد و با مساحت آن متناسب است یا توان جمع آوری نور با مجذور قطر عدسی شیی متناسب است

توان تفکیک یک تلسکوپ:
 
توان تفکیک رابطه ی نزدیک با رویت واضح جزییات دارد.هرچه توان تفکیک تلسکوپی بیشتر باشد جزییات واضح تری دیده می شود.مثلا اگر در آسمان نقطه ای نورانی که به چشم برهنه یک ستاره می آید،با تلسکوپ با توان تفکیک زیاد،دو یا چند ستاره دیده شود.توان تفکیک چشم معمولی 6 دقیقه است.عدم توانایی تفکیک نقاطی که زاویه ای کمتر از 6 دقیقه دارند معلول یکی از خواص بنیادی نور که پراش نام دارد،است.بر اثر پراش،هر نقطه ی نورانی جسم،تبدیل به یک نقطه ی نورانی بر شبکیه نمی شود بلکه بصورت قرص کوچکی در می آید.برای هر نقطه از جسم یک قرص تصویر وجود دارد.این قرص تصویر را معمولا تصویر جعلی یا الگوی پراش می نامند.

توان بزرگنمایی یک تلسکوپ:

تلسکوپ زوایا را بزرگ می کند 
یکی از کارهای این وسیله بزرگ نمودن زوایایی است که اشیاء مورد مشاهده تحت آنها
 
رویت می شوند.این کار بزرگنمایی زاویه ای است.به این ترتیب اگر با چشم برهنه جسمی
 
تحت زاویه 3 درجه دیده شود و با تلسکوپ تحت زاویه 45 درجه دیده شود،این تلسکوپ
 
دارای توان بزرگنایی 15 مرتبه است.بزرگنمایی زاویه ای تنها بزرگنمایی است که یک
 
تلسکوپ انجام می دهد

توان بزرگنمایی هر تلسکوپ به فاصله کانونی عدسی شیی به فاصله کانونی چشمی بستگی دارد

افزایش بزرگنمایی،میدان دید واقعی را کم می کند.با دو برابر کردن بزرگنمایی قطر زاویه ای دید نصف می شود.

میدان دید ظاهری چشمی کمیت ثابتی است که سازنده روی آن بر حسب درجه ی قوسی در اختیار ما قرار می دهد.حدی برای میزان بزرگنمایی در نظر گرفته می شود.حداکثر آن معمولا از 50 بار به ازای هر 2.5 سانتیمتر از قطر چشمی و حداقل آن به ازای هر 2.5 سانتیمتر از قطر شیی است.

انواع تلسکوپها 
تلسکوپهایی که با نور مرئی کار می کنند به سه دسته کلی شکستی، بازتابی و بازتابی ـ شکستی تقسیم میشوند. هر کدام از این گروه ها خود به چند دسته دیگر تقسیم می شوند که در نهایت شما را در مقابل تعداد زیادی تلسکوپ قرار می دهد. در عمل فقط چند نمونه تلسکوپ برای استفاده های آماتوری تولید و به بازارعرضه می شود

تلسکوپ یکى از مهمترین اختراعات قرن هفدهم است، هر چند که دانشمندان سالها پیش از توانایى عدسى براى بزرگتر کردن اجسام مطلع بودند. اولین تلسکوپى که عملاً مورد استفاده قرار گرفت در سال 1608 ساخته شد. هانس لیپرشى و یاکوب متیوس از جمله اولین افرادى بودند که توانستند تلسکوپى با قدرت کم بسازند. اما گالیله کسى بود که توانست در سال 1609 با استفاده از تلسکوپ به مشاهده دقیق اجرام آسمانى بپردازد. وى توانست با استفاده از تلسکوپ خود به تماشاى اقمار مشترى بپردازد و تصویرهایى از آن رسم کند. از زمان گالیله به بعد ساخت تلسکوپ با پیشرفتهاى فراوانى همراه بوده است.

تلسکوپ های شکستی :

این تلسکوپ ها از یک عدسی همگرا تشکیل می شوند که کار جمع آوری نور را انجام می دهد . نور همگرا شده بسوی عدسی چشمی و سپس بسوی چشم هدایت می شود . مخترع این دسته تلسکوپ ها گالیله است . به همین دلیل به این دسته ، تلسکوپ گالیله ای نیز می گویند .

 

ساده ترین نوع تلسکوپ های شکستی فقط از دو عدسی تشکیل شده است.عدسی ای که به سمت شیء(ستاره،ماه . غیره) است،شیئی نامیده می شود.کار آن ایجاد تصویری از شیء مورد مشاهده است.عدسی دیگر که ناظر از آن تصویر را می بیند،چشمی نام دارد.اشیاء مورد توجه علم نجوم در فواصل دوردست قرار دارند.نوری که از نقاط جسم وارد شیئی می شود به صورت شعاع های متوازی است.تصویری که این شعاع های موازی ایجاد می کنند،به صفحه کانونی تشکیل می شود.صفحه کانونی،صفحه ای است که از کانون می گذرد و عمود بر محور عدسی است

در این نوع تلسکوپها با دو اصطلاح آکروماتیک (Achromatic) یا بدون رنگ و آپوکروماتیک (Apochromatic) یا بدون رنگ تصحیح شده رو به رو می شویم. اصطلاح دوم بیشتر از آنکه جنبه فنی داشته باشد، تجاری است. البته نه به معنای واقعی کاملاً تجاری
عدسیهای شیئی آپوکروماتیک معمولاً از سه قطعه و آکروماتیک از دو قطعه شیشه به هم چسبیده ولی با جنسهای متفاوت تشکیل شده اند. در تلسکوپهایی که ازعدسی آپوکروماتیک استفاده می کنند عیبهای معمول عدسیها به نحو چشمگیری کاهش پیدا کرده اند و این کم شدن عیب ها به معنای کار بسیار زیاد روی عدسیها هنگام طراحی، تراش و پوشش دادن است. به همین دلیل است که می بینیم دو تلسکوپ شکستی که ظاهراً تفاوتی با هم ندارند از نظر کیفیت و البته قیمت اصلاً با هم قابل قیاس نیستند

مزایا : کیفیت بالای تصویر در صورت مرغوب بودن عدسی ها - میدان دید بالا

معایب : قیمت بالا - ابیراهی رنگی - سنگین بودن

تلسکوپ های بازتابی :

در این تلسکوپ ها جمع آوری نور به عهده یک آینه مقعر است . این آینه می تواند قسمتی از یک کره یا قسمتی از یک سهمی باشد . نور جمع آوری شده توسط یک آینه ثانویه به بیرون از لوله تلسکوپ هدایت شده و به عدسی چشمی ارسال می شود .در تلسکوپ های بازتابی اگر از آینه سهموی استفاده شود ابیراهی کروی به حداقل کاهش می یابد . مخترع این دسته تلسکوپ ها نیوتن است . به همین دلیل به این دسته ، تلسکوپ نیوتنی نیز می گویند .

ساخت این تلسکوپ ها بسیار راحت تر از انواع دیگر تلسکوپ هاست بهمین دلیل بسیاری از منجمین آماتور از تلسکوپ های بازتابی استفاده می کنند .

اخترشناسان در بیشتر کارهای خود از تلسکوپ بازتابی استفاده می‌کنند. در یک تلسکوپ بسیار بزرگ ، آنها می‌توانند درون محفظه کوچکی که در بالای لوله تلسکوپ جای دارد. کار کننده با جایگزین کردن یک آینه خمیده دیگر به جای این محفظه ، می‌توان نور را به طرف پایین منحرف کرد و از درون سوراخی که در وسط آینه اصلی قرار دارد، به مشاهده پرداخت. از این به بعد دستگاههای مخصوصی برای مطالعه نور بکار گرفته می‌شوند. یکی از متداول‌ترین آنها طیف نمایی می‌باشد. این دستگاه ، طول موجهای نور را تفکیک می‌کند. اخترشناسان به مطالعه شدت نور در طول موجهای مختلف آن ، می توانند دما و ترکیبات ستارگان را بدست آورند.

ساده ترین نوع تلسکوپ چه از نظر قوانین نورشناسی و چه طراحی و ساخت، تلسکوپ نیوتونی است. این تلسکوپ از یک آینه مقعر (که هر چه شکل آن به یک سهمی دوار نزدیکتر باشد کیفیتش بهتر است)، یک آینه تخت و یک عدسی چشمی تشکیل شده است. نکته بسیار مهمی که در این تلسکوپ و سایر تلسکوپهای بازتابی باید به آن توجه کرد آینه مقعر اصلی است. شکل، پوشش سطحی و جنس آینه نقش تعیین کننده ای در کیفیت تصویر دارد. موادی مانند فلزات یا پلاستیکها به دلیل خواصی که دارند کارآیی لازم و مفیدی برای ساخت آینه ندارند.

مزایا : قیمت پایین - عدم ابیراهی رنگی

معایب : ساختن آینه مقعر سهموی مشکل است - میدان دید کم

تلسکوپ های شکستی - بازتابی :

این تلسکوپ ها شبیه به تلسکوپ های بازتابی هستند ، با این تفاوت که در ساخت آنان وسایلی به کار برده اند تا بتوان آینه کروی را طوری بکار برد که به آینه سهموی احتیاجی نباشد . تلسکوپ های اشمیت و ماکسوتف - باورز از این دسته اند .

تلسکوپ ماکسوتف-باورز

در این تلسکوپ نیز مانند تلسکوپ اشمیت از آیینه ی کروی استفاده می شود.واگرایی لازم برای آنکه شعاع های نور به درستی کانونی شوند با استفاده از عدسی ضخیمی که سطوح آن کروی است حاصل می شود.

در این تلسکوپ نیز مانند تلسکوپ اشمیت از آینه کروی استفاده می شود که ساختن آن آسان است.  
واگرایی لازم برای آنکه شعاعها به درستی کانونی شوند با استفاده از عدسی ضخیمی به نام عدسی هلالی که سطوح آن کروی است حاصل می شود ساختن سطوح کروی بسیار ساده تر از ساختن سطح پیچیده تیغه تصحیح کننده تلسکوپ اشمیت است. در اینجا صفحه کانونی تخت است

مزایا : کوتاه بودن طول لوله تلسکوپ - میدان دید بالا

معایب : ساخت تیغه تصحیح کننده یا عدسی هلالی برای آماتورها امکان پذیر نیست - قیمت بالا

تلسکوپ کاسگرین 
خروج نور از کنار بدنه تلسکوپهای نیوتونی کار رصد با آنها را کمی مشکل می کند. از طرف دیگر هر چه فاصله کانونی آینه بزرگتر باشد طول لوله تلسکوپ هم بزرگتر می شود، که این به معنای سنگینتر و مشکلتر شدن استقرار و هدایت تلسکوپ است. برای حل این مسئله طرحهای زیادی داده شده است که یکی از آنها طرح تلسکوپ کاسگرین است. تلسکوپ کاسگرین شامل یک آینه مقعر با سوراخ مرکزی، یک آینه محدب کوچکتر که قبل از نقطه کانون آینه اولیه قرار می گیرد و یک عدسی چشمی میباشد

طول لوله این تلسکوپها بسیارکوتاه است و از این رو برای رصدهای بیرون از شهر و حمل و نقل، بسیار مناسب اند. این نوع تلسکوپها معمولاً عیب کج نمایی کروی و آستیگماتیسم دارند. نمونه دیگری از این نوع تلسکوپ که به نام ریچی ـ کِرتین مشهور است این عیب ها را تا حد زیادی رفع کرده است
 
تلسکوپ کوده
 
با تغییر وضعیت تلسکوپ بازتابی (جهت آن) چشمی تلسکوپ هم در وضعیتهای مختلف قرار می گیرد. این مسئله شاید برای تلسکوپهای کوچک و متوسط قابل حل باشد ولی فکر کنید اگر برای تعقیب یک جسم مجبور باشید از یک نردبان استفاده کنید آنوقت چقدر رصد کردن مشکل می شود! به خصوص اگر بخواهید تجهیزاتی سنگین و بزرگ (مثلاً یک طیف نگار) هم به تلسکوپ وصل کنید. برای حل این مشکل باید کاری کرد که محل خروج نور به وضعیت نشانه روی تلسکوپ وابسته نباشد. به همین دلیل سیستم کوده به وجود آمد و هم اکنون بسیاری از تلسکوپهای بزرگ جهان از آن بهره می برند. البته چند نوع تلسکوپ کوچک آماتوری هم با این سیستم طراحی شده اند که عرضه شان در بازار بسیار محدود است

تلسکوپ  کاتادیوپتریک

آینه تلسکوپ بازتابی باید به شکل یک سهمیوار باشد تا کجنمایی کروی از بین برود. در 1931 برنارد اشمیت سیستمی مرکب از عدسی و آینه اختراع کرد که در آن از آینه کروی که ساختن آن آسان است استفاده می شود. انحراف شکل کروی از سهمیوار توسط عدسی نازکی که تیغه تصحیح کننده نام دارد و در مرکز انحنای آینه جای می گیرد تصحیح می شود.

اندازه تلسکوپ اشمیت را قطر تیغه تصحیح کننده مشخص می کند که معمولاً  گشودگی شیئ است. بنابر این قطرعدسی تصحیح کننده تلسکوپ اشمیت 122 سانتیمتری رصد خانه مونت پالومار، 122 سانتیمتر و قطر شیئ آن 183 سانتیمتر است. شعاع انحنای آینه 10/6 متر است

گوشزد: تلسکوپهایی که نسبت کانونی آنها کمتر از 8 است، اختر نگار نامیده می شود. این تلسکوپها بیشتر برای عکسبرداری از نواحی وسیعی از آسمان (مثلاً 10*10 درجه ) که شامل چندین هزار ستاره است به کار می رود.  
صفحه عکاسی باید خم شود تا بر انحنای صفحه کانونی منطبق گردد و به این ترتیب تصویری بسیار خوب از تمامی میدان دید به دست می آید.

عدسی یا تیغه اشمیت 
یکی از راههای تصحیح عیب های آینه اولیه تلسکوپهای بازتابی، شکستی و شکستی- بازتابی قرار دادن تیغه ای شیشه ای با شکلی خاص است که انحناهای سطحش متناسب با شکل آینه اصلی است. به این عدسی یا تیغه، تیغه اشمیت می گویند. ترکیب این تیغه با تلسکوپهای بازتابی، نمونه هایی از تلسکوپ را به وجود می آورد که به آن اشمیت- کاسگرین، اشمیت- نیوتونی یا ... می گویند. البته از این بین اشمیت- کاسگرین، یکی از متداولترین و مشهورترین نوع تلسکوپهای آماتوری امروزی است.

تلسکوپ رادیویی

آنتنهای غول پیکری به شکل بشقاب هستند که علامتهای رادیویی را در کانون اصلی خود متمرکز می‌کنند. در این کانون ، یک آشکارساز رادیویی قرار دارد. با استفاده از تلسکوپ رادیویی ، اندازه گیری شدت امواج رادیویی حاصل از کهکشانها امکان پذیر است. در تلسکوپ رادیویی ، یک آنتن به شکل بشقاب ، امواج را کانونی می‌کند و به گیرنده می‌فرستد. امواج پس از تحلیل در کامپیوتر ، بر روی کاغذ رسم می‌شوند. اخترشناسان با پیوند چندین تلسکوپ رادیویی به هم ، یک دوربین رادیویی درست می‌کنند و نقشه مناطق نشر کننده موج رادیویی را در آسمان بدست می‌آورند. به کمک تلسکوپ رادیویی نه تنها به هنگام شب ، بلکه در روز نیز می‌توان به اخترشناسی پرداخت.

تلسکوپ اشعه ایکس  
ستاره تنها از خود نور مریی گسیل نمی کند بلکه بیشتر تابش آنها در حوزه ی امواج کوتاه و یا بلند تر(گرما،امواج رادیویی) است.در واقع ستارگان نیز مانند دیگر اجسام داغ در همه ی
 
قسمت های الکترومغناطیسی تابش می کنند.اما جو زمین تنها نسبت به امواج رادیویی و
 
نور شفاف است.تمام اشعه ی دیگر ستارگان توسط جو گرفته می شود

در بالای جو ، تلسکوپهای دیگری زمین را دور می‌زنند، که مخصوص پرتوهای X و فرابنفش هستند. آنها برای تشریح منظره آسمان در پرتوهای X و فرابنفش ، یافته‌های خود را به صورت پیامهای رادیویی به زمین می‌فرستند

نویسنده : علی : ۱:٠٤ ‎ق.ظ ; ۱۳۸۸/۸/۱٦
Comments پيام هاي ديگران ()      لینک دائم