على الرغم من أن التلسكوبات العاكسة تنتج أنواعًا أخرى من الانحرافات البصرية ، إلا أن هذا التصميم يمكن أن يحقق أهدافًا ذات قطر كبير. تقريبًا جميع التلسكوبات الرئيسية المستخدمة في البحث الفلكي هي كذلك. تأتي التلسكوبات العاكسة في مجموعة متنوعة من التصميمات وقد تستخدم عناصر بصرية إضافية لتحسين جودة الصورة أو وضع الصورة في موضع مفيد ميكانيكيًا.
خصائص التلسكوبات العاكسة
فكرة أن المرايا المنحنية تتصرف مثل العدسات تعود على الأقل إلى أطروحة ألفازن في القرن الحادي عشر حول البصريات ، وهو عمل انتشر على نطاق واسع في الترجمات اللاتينية في أوائل أوروبا الحديثة. بعد اختراع جاليليو لتلسكوب الانكسار بفترة وجيزة ، ناقش جيوفاني فرانشيسكو ساجريدو وآخرون ، المستوحى من معرفتهم بمبادئ المرايا المنحنية ، فكرة إنشاء تلسكوب باستخدام مرآة فيكأداة تصوير. تم الإبلاغ عن أن بولونيز سيزار كارافاجي قد بنى أول تلسكوب عاكس حوالي عام 1626. كتب الأستاذ الإيطالي نيكولو زوتشي ، في عمل لاحق ، أنه جرب مرآة برونزية مقعرة في عام 1616 ، لكنه قال إنها لا تعطي صورة مرضية.
تاريخ الخلق
الفوائد المحتملة لاستخدام المرايا المكافئة ، في المقام الأول تقليل الانحراف الكروي بدون انحراف لوني ، أدت إلى العديد من التصاميم المقترحة للتلسكوبات المستقبلية. كان أبرزها جيمس جريجوري ، الذي نشر تصميمًا مبتكرًا لتلسكوب "عاكس" في عام 1663. استغرق الأمر عشر سنوات (1673) قبل أن يتمكن العالم التجريبي روبرت هوك من بناء هذا النوع من التلسكوب ، والذي أصبح معروفًا باسم التلسكوب الغريغوري.
إسحاق نيوتن كان له الفضل عمومًا في بناء أول تلسكوب عاكس للكسر في عام 1668. استخدمت مرآة أساسية معدنية كروية ومرآة قطرية صغيرة في تكوين بصري ، تسمى تلسكوب نيوتن.
مزيد من التطوير
على الرغم من المزايا النظرية لتصميم العاكس ، فإن تعقيد التصميم والأداء السيئ للمرايا المعدنية المستخدمة في ذلك الوقت يعني أن الأمر استغرق أكثر من 100 عام حتى تصبح شائعة. تضمنت العديد من التطورات في التلسكوبات العاكسة تحسينات في تصنيع المرايا المكافئة في القرن الثامن عشر.القرن التاسع عشر ، مرايا زجاجية مطلية بالفضة في القرن التاسع عشر ، طلاء ألومنيوم متين في القرن العشرين ، مرايا مجزأة لتوفير أقطار أكبر ، وبصريات نشطة لتعويض تشوه الجاذبية. كان أحد الابتكارات في منتصف القرن العشرين هو التلسكوبات الانعكاسية الانعكاسية مثل كاميرا شميدت ، التي تستخدم كلاً من مرآة كروية وعدسة (تسمى لوحة المصحح) كعناصر بصرية أولية ، تُستخدم بشكل أساسي للتصوير على نطاق واسع دون انحراف كروي.
في نهاية القرن العشرين ، كان تطوير البصريات التكيفية والتصوير الناجح للتغلب على المشاكل المرتبطة بالمراقبة وانعكاس التلسكوبات في كل مكان في التلسكوبات الفضائية والعديد من أنواع أدوات التصوير في المركبات الفضائية.
المرآة الأساسية المنحنية هي العنصر البصري الرئيسي للتلسكوب ، وهي تخلق صورة في المستوى البؤري. المسافة من المرآة إلى المستوى البؤري تسمى البعد البؤري. يمكن وضع مستشعر رقمي هنا لتسجيل صورة ، أو يمكن إضافة مرآة إضافية لتغيير الخصائص البصرية و / أو إعادة توجيه الضوء إلى الفيلم أو المستشعر الرقمي أو العدسة للرصد البصري.
وصف مفصل
المرآة الأساسية في معظم التلسكوبات الحديثة تتكون من أسطوانة زجاجية صلبة سطحها الأمامي مطحون إلى شكل كروي أو مكافئ. يتم إفراغ طبقة رقيقة من الألومنيوم على العدسة لتشكيلهامرآة عاكسة للسطح الأول
تستخدم بعض التلسكوبات مرايا أولية مصنوعة بشكل مختلف. يدور الزجاج المصهور ليجعل سطحه مكافئًا ، ويبرد ويتصلب. يقترب شكل المرآة الناتج من الشكل المكافئ المطلوب ، والذي يتطلب الحد الأدنى من الطحن والتلميع لتحقيق رقم دقيق.
جودة الصورة
التلسكوبات العاكسة ، مثل أي نظام بصري آخر ، لا تنشئ صورًا "مثالية". الحاجة إلى تصوير الأشياء من مسافات إلى ما لا نهاية ، لعرضها بأطوال موجية مختلفة من الضوء ، واشتراط طريقة ما لمشاهدة الصورة التي تنتجها المرآة الأساسية يعني أن هناك دائمًا بعض التنازلات في التصميم البصري للتلسكوب العاكس.
نظرًا لأن المرآة الأساسية تركز الضوء على نقطة مشتركة أمام سطحها العاكس ، فإن جميع تصميمات التلسكوب العاكسة تقريبًا بها مرآة ثانوية أو حامل فيلم أو كاشف بالقرب من هذه النقطة البؤرية ، مما يمنع الضوء جزئيًا من الوصول إلى الأساسي مرآة. لا ينتج عن هذا بعض الانخفاض في كمية الضوء التي يجمعها النظام فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى فقدان التباين في الصورة بسبب تأثيرات انسداد الانعراج ، بالإضافة إلى ارتفاعات الانعراج التي تسببها معظم هياكل الدعم الثانوية.
استخدام المرايا يتجنب الانحراف اللوني ،لكنها تخلق أنواعًا أخرى من الانحرافات. لا تستطيع المرآة الكروية البسيطة أن تنقل الضوء من جسم بعيد إلى بؤرة عامة ، لأن انعكاس أشعة الضوء التي تصطدم بالمرآة عند حافتها لا تتقارب مع تلك التي تنعكس من مركز المرآة ، وهو عيب يسمى الانحراف الكروي. لتجنب هذه المشكلة ، تستخدم تصميمات التلسكوب العاكسة الأكثر تقدمًا مرايا مكافئة يمكن أن تجعل كل الضوء في بؤرة عامة.
تلسكوب ميلادي
وصف التلسكوب الغريغوري من قبل عالم الفلك والرياضيات الاسكتلندي جيمس جريجوري في كتابه Optica Promota الصادر عام 1663 بأنه يستخدم مرآة ثانوية مقعرة تعكس الصورة من خلال ثقب في المرآة الأساسية. هذا يخلق صورة عمودية مفيدة لعمليات الرصد الأرضية. هناك العديد من التلسكوبات الحديثة الكبيرة التي تستخدم التكوين الغريغوري.
تلسكوب عاكس نيوتن
كان جهاز نيوتن أول تلسكوب عاكس ناجح ، بناه إسحاق عام 1668. عادةً ما يكون له عنصر مكافئ أولي ، ولكن بنسب بؤرية تبلغ f / 8 أو أكثر ، أساسي كروي ، والذي قد يكون كافياً للحصول على دقة بصرية عالية. يعكس الجزء الثانوي المسطح الضوء في المستوى البؤري على جانب الجزء العلوي من أنبوب التلسكوب. هذا أحد أبسط التصميمات وأقلها تكلفة بالنسبة لحجم معين من المواد الخام ، وهو شائع بين الهواة. كان مسار شعاع التلسكوبات العاكسة أولًاعملت بدقة على العينة النيوتونية.
جهاز كاسيجرين
تم إنشاء تلسكوب Cassegrain (يسمى أحيانًا "Cassegrain الكلاسيكي") لأول مرة في عام 1672 ، منسوبًا إلى Laurent Cassegrain. يحتوي على مكافئ أساسي وثانوي قطعي يعكس الضوء للخلف وللأسفل من خلال ثقب في الأساسي.
تصميم تلسكوب Dall-Kirkham Cassegrain تم إنشاؤه بواسطة Horace Dall في عام 1928 ، وتم تسميته في مقال نُشر في Scientific American في عام 1930 بعد مناقشة بين عالم الفلك الهواة آلان كيركهام وألبرت ج. محرر المجلة في ذلك الوقت). يستخدم أساسيًا بيضاويًا مقعرًا وثانويًا محدبًا. في حين أن هذا النظام أسهل في الطحن من نظام Cassegrain أو Ritchey-Chrétien الكلاسيكي ، إلا أنه غير مناسب للغيبوبة خارج المحور. إن انحناء المجال هو في الواقع أقل من انحناء Cassegrain الكلاسيكي. اليوم يستخدم هذا التصميم في العديد من تطبيقات هذه الأجهزة الرائعة. ولكن يتم استبدالها بنظرائها الإلكترونيين. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من الأجهزة يعتبر أكبر تلسكوب عاكس.
