Comment fabriquer un télescope réfléchissant fait maison à l'aide de dessins simples. Exemples de base et visuels de fabrication et de polissage d'un miroir pour télescope de vos propres mains

Les principales parties d'un télescope sont -lentille et oculaire. La lentille est pointée vers l’objet qu’ils souhaitent observer et l’œil est regardé dans l’oculaire.

Il existe trois types principaux systèmes optiques télescopes - un réfracteur (avec un objectif à lentille), un réflecteur (avec une lentille miroir) et un télescope à lentille miroir.

Télescope réfracteur a une lentille à l'avant du tube comme lentille. Plus le diamètre de la lentille est grand, plus l'objet céleste apparaît brillant dans le champ de vision, plus l'objet peut être vu à travers ce télescope. En règle générale, une lentille réfractaire n’est pas une lentille unique, mais un système de lentilles. Ils sont fabriqués à partir de différentes variétés verre et collés avec une colle spéciale. Ceci est fait afin de réduire la distorsion de l'image. Ces distorsions sont appelées aberrations. Tout objectif présente des aberrations.Les principales sont l’aberration sphérique et l’aberration chromatique.

L'aberration sphérique se produit lorsque les bords de la lentille fléchissent davantage Rayons de lumière que le milieu. En d’autres termes, les rayons lumineux traversant la lentille ne convergent pas au même endroit. Et il est très important pour nous que les rayons convergent en un point. Après tout, la clarté de l’image en dépend. Mais ce n'est pas si mal. Vous savez que la lumière blanche est composite : elle comprend des rayons de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Cela peut être facilement vérifié à l’aide d’un prisme de verre. Dirigons-lui un faisceau étroit lumière blanche. Nous verrons que le rayon blanc, d'une part, se décomposera en plusieurs rayons colorés, et, d'autre part, sera réfracté, c'est-à-dire va changer de direction. Mais le plus important c'est que les rayons couleur différente se réfractent différemment - les rouges dévient moins et les bleus davantage. Une lentille est aussi une sorte de prisme. Et elle ne concentre pas les rayons de la même manière Couleurs différentes– les bleus se rassemblent en un point plus proche de la lentille, les rouges – plus loin.

L'image produite par l'objectif est toujours légèrement colorée sur les bords avec une bordure arc-en-ciel. C'est ainsi que se manifeste l'aberration chromatique.

Pour réduire les aberrations sphériques et chromatiques, les astronomes médiévaux ont eu l'idée de fabriquer des lentilles avec de très longues focales. Distance focale est la distance entre le centre de la lentille et se concentrer, c'est à dire. le point où les rayons de lumière réfractés se croisent (en fait, une petite image d'un objet est obtenue au foyer). Le but de l’objectif est de collecter plus de lumière provenant d’un objet céleste et de créer une image minuscule et claire de cet objet mis au point.

astronome polonaisXVIIIesiècle, Jan Hevelius fabriqua des télescopes de 50 mètres de long. Pour quoi? Pour que les aberrations n'affectent pas tellement, c'est-à-dire pour obtenir l'image la plus claire et la plus incolore d'un objet céleste. Bien sûr, travailler avec un tel réfracteur était très gênant. Par conséquent, Hevelius, bien qu’il fût un astronome assidu, n’a pas pu découvrir grand-chose.

Par la suite, les opticiens ont eu l’idée de fabriquer une lentille non pas à partir d’une, mais à partir de deux lentilles. De plus, les types de verre et la courbure de leurs surfaces ont été sélectionnés de manière à supprimer les aberrations d'une lentille et à compenser les aberrations de l'autre lentille.

C’est ainsi qu’est apparue une lentille complexe. Les réfracteurs ont immédiatement diminué en taille. Pourquoi fabriquer un long télescope si une lentille de haute qualité peut être raccourcie ? C'est pourquoi les télescopes pour enfants ont des images si mauvaises : ils n'utilisent qu'une seule lentille comme objectif. Et il en faut au moins deux. Une lentille coûte moins cher que deux, c'est pourquoi les télescopes pour enfants sont si bon marché. Mais quel que soit le type de verre optique choisi pour les objectifs, il n'est pas possible d'éviter complètement l'aberration chromatique. C'est pourquoi les réfracteurs ont toujours un petit halo bleu autour de l'image. Cependant, en général, les réfracteurs fournissent les images les plus claires parmi les télescopes des autres systèmes.

Vous devriez opter pour une lunette si vous envisagez d'observer des détails d'objets célestes - montagnes et cratères sur la Lune, bandes et grande tache rouge sur Jupiter, anneaux de Saturne, étoiles doubles, amas d'étoiles globulaires, etc. Les objets pâles et flous - nébuleuses, galaxies, comètes - doivent être observés dans télescope à réflexion.

Dans un réflecteur, la lumière n'est pas collectée par une lentille, mais par un miroir concave d'une certaine courbure. Un miroir est plus facile à réaliser qu’une lentille car il suffit de poncer une seule surface. De plus, les lentilles nécessitent un verre spécial de haute qualité, mais n'importe quel verre convient aux miroirs. Par conséquent, les réflecteurs sont généralement moins chers que les réfracteurs ayant le même diamètre de lentille. De nombreux passionnés d’astronomie fabriquent eux-mêmes de bons réflecteurs. Le principal avantage d’un réflecteur est que le miroir ne produit pas d’aberration chromatique.Le premier réflecteur de l'histoire a été créé par Isaac Newton enXVIIIsiècle. Ce scientifique anglais fut le premier à remarquer qu'un miroir concave réfléchit également les rayons de toutes les couleurs et peut créer une image incolore. Newton a développé le système optique du télescope, communément appelé newtonien. Les réflecteurs du système newtonien sont fabriqués aujourd'hui industriellement dans de nombreux pays du monde.

Le plus grand réflecteur du système newtonien du mondeXVIIIsiècle a été construit par l'astronome anglais William Herschel. Le diamètre du miroir concave était de 122 cm et la longueur du tube du télescope était de 12 mètres. Bien sûr, le télescope est maladroit, mais ce n’est toujours pas le réfracteur de 50 mètres d’Hevelius. Avec son télescope, Herschel fit de nombreuses découvertes remarquables. L’une des plus importantes est la découverte de la planète Uranus.

Regardons le chemin des rayons dans le système réfracteur et réflecteur.

Dans un réfracteur, la lumière traverse une lentille et pénètre directement dans l'oculaire puis dans l'œil de l'observateur. Dans un réflecteur, la lumière est réfléchie par un miroir concave et dirigée d'abord vers un miroir plat monté au sommet du tube avant de pénétrer dans l'oculaire et l'œil. Ainsi, le réflecteur comporte deux miroirs - l'un concave (principal), l'autre plat (diagonal). Le rôle du miroir principal est le même que celui d'un objectif : collecter la lumière et créer une image minuscule et nette.

Un miroir plat (diagonal) est soutenu par des supports spéciaux (il y en a généralement 4) dans la partie avant du tuyau. Imaginez maintenant : la lumière pénètre dans le tube du télescope, une partie de la lumière est bloquée par un miroir plat et des vergetures. En conséquence, moins de lumière atteint le miroir concave principal qu’elle n’aurait pu l’atteindre autrement. C'est ce qu'on appelle le blindage central. Le blindage central entraîne une perte de clarté de l’image.

Enfin, rencontrons-nous télescopes à lentilles miroir. Ils combinent des éléments d'un réfracteur et d'un réflecteur. Il y a à la fois un miroir concave et une lentille à l'avant du tube. Généralement, extrémité arrière Cet objectif est plaqué argent. Ce cercle argenté joue le rôle de miroir supplémentaire. Le trajet des rayons lumineux dans les télescopes à lentilles miroir est plus complexe. La lumière traverse la lentille avant, puis frappe le miroir concave, y est réfléchie, retourne vers la lentille avant, est réfléchie par le cercle argenté, retourne vers le miroir concave et passe à travers le trou de ce miroir. Et seulement après cela, la lumière pénètre dans l’oculaire et dans l’œil de l’observateur. Le flux lumineux à l’intérieur du tuyau change de direction trois fois. C'est pourquoi les télescopes à lentilles miroir sont si compacts. Si vous disposez de peu d’espace sur votre balcon, optez pour un tel télescope.

Il existe plusieurs systèmes optiques de télescopes à lentilles miroir. Par exemple, un télescope du système Maksutov, Schmidt, Cassegrain, Klevtsov. Chacune de ces optiques résout à sa manière les principaux inconvénients d’un télescope à lentille miroir. Quelles sont ces lacunes ? Premièrement, il existe de nombreuses surfaces optiques. Comptons : au moins 6, et sur chacun d'eux une partie de la lumière est perdue (pour information, il y en a 4 dans le réfracteur et le réflecteur). DANSBeaucoup de lumière est perdue à l’intérieur d’un tel télescope. Si un réfracteur est capable de transmettre 92 % de la lumière provenant d'un objet céleste, alors seulement 55 % de la lumière passe à travers un télescope à lentille miroir. En d’autres termes, les objets dans un tel télescope semblent plus sombres par rapport à un réfracteur ayant le même diamètre de lentille. Par conséquent, les télescopes à lentille miroir sont mieux utilisés pour objets lumineux- Lunes et planètes. Mais, compte tenu du blindage central dû au miroir sur la lentille frontale, il faut admettre que la clarté de l'image est également inférieure à celle d'une lunette. Deuxièmement,la lentille et le miroir concave créent leurs propres aberrations. Par conséquent, un télescope à lentille miroir de haute qualité coûte assez cher.

Grossissement du télescope. Pour connaître le grossissement d'un télescope, vous devez diviser la distance focale de la lentille par la distance focale de l'oculaire. Par exemple, un objectif a une focale de 1 m (1 000 mm), alors que nous disposons de trois oculaires avec des focales de 5 cm (50 mm), 2 cm (20 mm) et 1 cm (10 mm). En changeant ces oculaires, on obtient trois grossissements :

Veuillez noter que si l'on prend la distance focale de l'objectif en mm, alors la distance focale de l'oculaire est également en mm.

Il semblerait que si vous prenez des oculaires à focale de plus en plus courte, vous pourrez obtenir des grossissements de plus en plus élevés. Par exemple, un oculaire d’une focale de 1 mm donnerait un grossissement de 1 000x avec notre objectif. Cependant, pour fabriquer un tel oculaire avec haute précision très difficile et pas nécessaire. Pour les observations au sol, il n’est pas possible d’utiliser un grossissement supérieur à 500 fois en raison des interférences atmosphériques. Même si vous réglez le grossissement sur 500x, les courants atmosphériques gâchent tellement l'image qu'on n'y voit rien de nouveau. En règle générale, les observations sont effectuées avec un grossissement maximum de 200 à 300 fois.

Malgré l'utilisation de forts grossissements, les étoiles ressemblent toujours à des points dans un télescope . La raison en est la distance colossale entre les étoiles et la Terre. Cependant, le télescope permet de voir invisible à l'oeilétoiles, parce que capte plus de lumière que l’œil humain. Les étoiles dans un télescope semblent plus brillantes, leurs nuances sont mieux distinguées et le scintillement provoqué par l'atmosphère terrestre est plus perceptible.

Grossissements maximaux et minimaux utiles du télescope. L’un des objectifs d’un télescope est de capter davantage de lumière provenant d’un objet céleste. Plus la lumière traverse la lentille du télescope, plus l’objet dans le champ de vision apparaîtra brillant. Ceci est particulièrement important lors de l'observation d'objets nébuleux - nébuleuses, galaxies, comètes. Dans ce cas, il faut que toute la lumière collectée pénètre dans l’œil de l’observateur.

Diamètre maximum de la pupille œil humain 6 mm. Si le faisceau lumineux sortant de l'oculaire (appelé sortie d'élève ) sera plus large que 6 mm, ce qui signifie qu’une partie de la lumière ne pénétrera pas dans l’œil. Par conséquent, vous devez utiliser un oculaire offrant une pupille de sortie ne dépassant pas 6 mm. Dans ce cas, le télescope donnera le grossissement minimum utile. Il est calculé ainsi : Le diamètre de la lentille (en mm) est divisé par 6 mm. Par exemple, si le diamètre de l’objectif est de 120 mm, le grossissement minimum utilisable sera de 20x. Il est irrationnel d'utiliser un grossissement encore plus faible sur ce télescope, car la pupille de sortie sera supérieure à 6 mm.

Rappelez-vous le modèle : Plus le grossissement du télescope est faible, plus la pupille de sortie est grande (et vice versa).

Le grossissement minimum utile d'un télescope est également appelé équipupillaire, car la pupille de sortie de l'oculaire coïncide avec le diamètre maximum de la pupille humaine - 6 mm.

Pour trouver le grossissement maximum utilisable d'un télescope, vous devez multiplier le diamètre de la lentille (en mm) par 1,5. Si le diamètre de l'objectif est de 120 mm, nous obtenons alors un grossissement utile maximum de 180 fois. Grossissement plus élevé Vous pouvez l'obtenir avec ce télescope, mais cela ne servira à rien, car... de nouveaux détails ne seront pas révélés en raison de l'apparition de diagrammes de diffraction. Lors de l'observation d'étoiles doubles, un grossissement numériquement égal à deux fois le diamètre de la lentille (en mm) est parfois utilisé.

Ainsi, sur un télescope d'un diamètre d'objectif de 120 mm, il est logique d'utiliser des grossissements de 20 à 180 fois.

Il existe ce qu'on appelle grossissement pénétrant. On pense que lors de son utilisation, la meilleure pénétration est obtenue - les étoiles les plus faibles accessibles à un télescope donné deviennent visibles. Le grossissement pénétrant est utilisé pour observer les amas d’étoiles et les satellites planétaires. Pour le trouver, il faut diviser le diamètre du verre (en mm) par 0,7.

Dans les télescopes, avec un oculaire, ce qu'on appelle Lentille de Barlow, qui est une lentille divergente. Si une lentille de Barlow est double (2x), alors elle semble augmenter la distance focale de la lentille de 2 fois (une lentille de Barlow 3x - de 3 fois). Si, par exemple, l'objectif a une distance focale de 1 000 mm, alors en utilisant une lentille de Barlow 2x et un oculaire d'une distance focale de 10 mm, nous obtiendrons un grossissement de 200x. Ainsi, la lentille de Barlow sert à augmenter le grossissement. Bien entendu, cet objectif apporte grande image ses propres aberrations, donc lors de l'identification de petits détails sur la Lune, le Soleil et les planètes, il est préférable d'abandonner cet objectif.

Voir plus de détails

Un télescope équipé pour photographier des objets célestes s'appelle astrographe. Au lieu d'un oculaire, il utilise un récepteur de rayonnement (auparavant c'était une plaque photographique, un film photographique, aujourd'hui ce sont des dispositifs à couplage de charges). L'élément photosensible du récepteur de rayonnement est situé au foyer de la lentille, de sorte qu'une petite image de l'objet est capturée. Aujourd’hui, un astrographe est certainement utilisé en combinaison avec un ordinateur.

Un réflecteur fait maison avec un miroir concave fabriqué par un amateur n'est pas le seul type de télescope amateur. Dans la pratique du cercle astronomique lycée, Par au moins dans un premier temps, la construction de télescopes de optique finie. Les plus simples d'entre eux sont les télescopes constitués de verres de lunettes.

L'opportunité d'utiliser des lunettes de lunettes comme lentilles à lentille unique pour les télescopes réfracteurs faits maison a été autrefois portée à l'attention des passionnés d'astronomie par A. A. Chikin, qui a décrit en détail dans son livre « Tube astronomique fait maison fabriqué à partir de lunettes de lunettes » la méthode de fabrication de ces lunettes. télescopes et leur utilisation dans les observations astronomiques.

En optique théorique, il est prouvé qu'une petite lentille convergente (moins de 4 cm de diamètre), dont le rapport d'ouverture ne dépasse pas 1:50, est capable de produire des images pratiquement exemptes d'aberrations sphériques et chromatiques.

Cette circonstance, dont il faut tenir compte lors de la fabrication de tubes astronomiques à partir de verres de lunettes, limite leur pouvoir pénétrant et leur pouvoir de résolution, car même avec une focale de 2 m, le diamètre d'une lentille mono-verre ne doit pas dépasser 40 mm. Néanmoins, la construction de télescopes réfringents avec des lentilles en verres de lunettes a une grande valeur méthodologique et peut servir de début de travail sérieux sur la construction de télescopes à l'école.

Dans un premier temps, vous pouvez vous limiter à fabriquer un petit tube astronomique, en utilisant comme lentille un verre de lunettes collecteur d'une focale de 0,5 m (+2 dioptries). Le corps du tuyau peut être collé à partir de papier épais. Sa longueur doit être plus courte de plusieurs centimètres que la distance focale de l'objectif et son diamètre interne doit être égal au diamètre verre de lunettes afin que ce dernier puisse y être inséré avec un certain effort. Une lentille (verre de lunettes) est fixée à l'extrémité avant du tube. Il s'ouvre sur une ouverture de 10 à 12 mm ; un tube oculaire court avec un oculaire fixé à l'intérieur est inséré dans l'extrémité opposée du tube. La mise au point s'effectue par de petits mouvements du tube oculaire.

Comme oculaire, vous pouvez utiliser une petite loupe avec un grossissement d'environ dix fois ou même un deuxième verre de lunettes avec puissance optique 15-20 dioptries (et plus). Cependant, il est préférable d'utiliser des oculaires de microscope prêts à l'emploi avec des grossissements de 7x, 10x et 15x. Avec ces oculaires, la lunette fournira des grossissements de 14x, 20x et 30x respectivement. Cela n’a plus de sens d’utiliser des oculaires plus puissants.

Pour protéger de l'humidité, le tube du télescope et le tube de l'oculaire doivent être peints. L’intérieur des deux tuyaux est peint en noir. Le tuyau fini est monté sur un simple trépied azimutal (Fig. 30), équipé d'un trépied en bois (vous pouvez utiliser un trépied photographique prêt à l'emploi).

Riz. trente

Riz. 31
Installation de parallaxe pour un tube à longue focale constitué de verres de lunettes (d'après A. A. Chikin).

Malgré l'exceptionnelle simplicité de l'appareil et la facilité de fabrication, ce tube permet de nombreuses observations introductives intéressantes (relief lunaire, taches solaires, satellites de Jupiter, quelques étoiles doubles, nébuleuses d'Orion et d'Andromède). Avec son aide, vous pouvez facilement distinguer les étoiles jusqu'à la 7ème magnitude.

Le tube sera encore plus puissant si vous utilisez comme objectif un verre de lunettes d'une ouverture allant jusqu'à 20-22 mm avec une distance focale de 1 m. Avec les oculaires du microscope indiqués ci-dessus, il donnera des grossissements de 28, 40 et 60 fois. Le tuyau de ce télescope peut être collé à partir de grande feuille papier Whatman; Vous pouvez sélectionner un tuyau métallique à paroi mince prêt à l'emploi de la taille requise. Le télescope résultant a une résolution angulaire de 6" et vous permet de voir des étoiles jusqu'à la 8ème magnitude. Avec son aide, vous pouvez vous lancer dans des observations systématiques sérieuses des taches solaires, vous familiariser en détail avec les principaux détails de la surface lunaire, surveiller en toute confiance les satellites de Jupiter et réalisent généralement de nombreuses observations astronomiques intéressantes à des fins pédagogiques.

Le summum de la créativité dans la conception de tubes astronomiques à partir de lunettes de lunettes sera la création d'une lunette à longue focale (au niveau de la technologie télescopique du XVIe siècle). L'objectif sera un verre de lunettes rond (non meulé sur les bords) avec une distance focale de 2 m. L'ouverture libre de ce télescope peut déjà atteindre 40-45 mm (dans ce cas, les aberrations sphériques et chromatiques seront presque). invisible). Avec les oculaires listés ci-dessus, le télescope vous permettra d'obtenir des grossissements de 56, 80 et 120 fois avec une résolution angulaire de 3". Grâce à lui, vous pourrez facilement voir les étoiles jusqu'à la 9ème magnitude, distinguer en toute confiance l'anneau de Saturne, le des rayures équatoriales sur Jupiter et de nombreux très petits détails de la surface lunaire. grand avantage peut être utilisé pour les observations solaires à des fins éducatives et scientifiques.

Il n'est pas conseillé de coller un tube en papier pour un télescope à si longue focale, car, étant extrêmement léger, il tremblera aux moindres rafales de vent. Il est préférable de choisir un tuyau métallique prêt à l'emploi à paroi mince de la taille requise. L'auteur, passionné par la construction de télescopes à partir de verres de lunettes pendant ses années d'école, a réussi à construire un réfracteur à longue focale. tailles appropriées morceau de conduite d'eau. Il a monté le télescope sur une installation équatoriale dont la base était un pilier creusé dans le sol (l'ensemble de la structure était situé à l'intérieur d'un pavillon de forme hexagonale avec un toit en forme de tente).

Au réfracteur à longue focale décrit, vous pouvez fixer un petit tube, également constitué de verres de lunettes, comme viseur, donnant un grossissement de 10 à 15 fois, et le télescope lui-même peut être monté sur une installation de parallaxe assez rigide et durable, de préférence du type anglais (Fig. 31).

Cette installation peut être réalisée presque entièrement en bois. Si désiré, il peut être équipé d'une tige coulissante avec une vis micrométrique pour de petits mouvements du tube du télescope autour de l'axe de déclinaison et des cercles séparés. Il n'est pas non plus difficile de réaliser un dispositif (par exemple, avec engagement par friction) pour de petits mouvements du télescope le long du parallèle quotidien.

Les verres de lunettes peuvent être utilisés pour fabriquer non seulement des réfracteurs, mais aussi des réflecteurs. Cependant, contrairement à un réfracteur, la lentille d'un réflecteur ne sera pas une lentille collectrice, mais un verre de lunettes divergent à surface sphérique concave, qu'il faudra au préalable être argenté. En raison de l'absence d'aberration chromatique dans les réflecteurs, il n'est pas nécessaire d'arrêter un objectif reflex aussi miniature.

Riz. 32
Deux options de réflecteur avec un verre de lunettes concave :
a - Schéma Lomonossov-Herschel ; b - Diagramme de Newton avec un prisme diagonal placé sur le côté.

Cependant, comme les surfaces optiques des verres de lunettes ne sont pas fabriquées avec une très grande précision, il est souhaitable que sa distance focale d'un diamètre de 40 à 45 mm soit d'au moins 50 à 60 cm. C'est encore mieux si elle est égale à 100. cm (mais pas plus, sinon le rapport d'ouverture du réflecteur sera trop petit et son tube sera trop long).

Un tel réflecteur peut être assemblé soit selon le schéma de Lomonosov-Herschel, soit selon le schéma de Newton (Fig. 32, a, b), cependant, en éloignant le prisme diagonal de l'axe optique et en inclinant légèrement le miroir principal lui-même en conséquence ( c'est-à-dire un verre de lunettes concave plaqué argent). Grâce à la petite ouverture du réflecteur, les deux systèmes fonctionneront très bien.

Pour observer le Soleil, une surface concave verre de lunettes ne doit pas être argenté, car le flux réfléchi par la surface du verre rayons de soleil si intense qu'elle nécessite une atténuation supplémentaire à l'aide de filtres.

En plus des lunettes de lunettes, comme verres pour les petits télescopes faits maison Vous pouvez également utiliser des lentilles de lampes de projection ou d'épidiascopes. Cependant, ces lentilles à focale courte présentent d'importantes aberrations non corrigées et permettent des grossissements ne dépassant pas 15 à 20 fois.

La vraie façon de créer un télescope suffisamment puissant à partir d'optiques prêtes à l'emploi est d'acheter une véritable lentille astronomique et un jeu d'oculaires dans l'un des magasins spécialisés, puis de fabriquer toute la partie mécanique du télescope sur place. Cependant, de bons oculaires astronomiques peuvent être achetés en magasin. aides visuelles. Ces oculaires sont conçus pour les télescopes scolaires. Évidemment, un télescope fabriqué à partir d'optiques prêtes à l'emploi avec une pièce mécanique fabriquée en interne coûtera beaucoup moins cher qu'un télescope fabriqué en usine de puissance similaire.

> Types de télescopes

Tous les télescopes optiques sont regroupés selon le type d'élément collecteur de lumière en miroir, lentille et combinés. Chaque type de télescope a ses propres avantages et inconvénients. Par conséquent, lors du choix de l'optique, vous devez prendre en compte les facteurs suivants : conditions et objectifs d'observation, exigences de poids et de mobilité, prix, niveau d'aberration. Caractérisons les types de télescopes les plus populaires.

Réfracteurs (télescopes à lentilles)

Réfracteurs Ce sont les premiers télescopes inventés par l'homme. Dans un tel télescope, une lentille biconvexe, qui fait office d'objectif, est chargée de collecter la lumière. Son action repose sur la propriété principale des lentilles convexes : la réfraction des rayons lumineux et leur collecte au foyer. D'où le nom - réfracteurs (du latin réfracter - réfracter).

Elle a été créée en 1609. Il a utilisé deux lentilles à l'aide desquelles il a été collecté quantité maximale lumière des étoiles. La première lentille, qui faisait office de lentille, était convexe et servait à collecter et à focaliser la lumière à une certaine distance. La deuxième lentille, jouant le rôle d'oculaire, était concave et servait à transformer le faisceau lumineux convergent en un faisceau parallèle. Grâce au système galiléen, il est possible d'obtenir une image directe, non inversée, dont la qualité est fortement affectée par l'aberration chromatique. L'effet de l'aberration chromatique peut être perçu comme une fausse coloration des détails et des bords d'un objet.

La lunette Kepler est un système plus avancé créé en 1611. Ici, une lentille convexe a été utilisée comme oculaire, dans laquelle la mise au point avant était combinée avec la mise au point arrière de l'objectif. En conséquence, l’image finale était à l’envers, ce qui n’est pas important pour la recherche astronomique. Principal avantage nouveau système– la possibilité d'installer une grille de mesure à l'intérieur de la canalisation au point focal.

Cette conception était également caractérisée par une aberration chromatique, mais l'effet pouvait être neutralisé en augmentant la distance focale. C'est pourquoi les télescopes de cette époque avaient une distance focale énorme avec un tube de taille appropriée, ce qui posait de sérieuses difficultés lors de la conduite de recherches astronomiques.

Au début du XVIIIe siècle, il est apparu, qui est encore populaire aujourd'hui. L'objectif de cet appareil est composé de deux lentilles fabriquées par eux différentes variétés verre Une lentille converge, la seconde diverge. Cette structure peut réduire considérablement les aberrations chromatiques et sphériques. Et le corps du télescope reste très compact. Aujourd'hui, des réfracteurs apochromatiques ont été créés dans lesquels l'influence de l'aberration chromatique est réduite au minimum possible.

Avantages des réfracteurs :

• Conception simple, facilité d'utilisation, fiabilité ;
• Stabilisation thermique rapide ;
• Peu exigeant pour un service professionnel ;
• Idéal pour explorer les planètes, la Lune, les étoiles doubles ;
• Excellent rendu des couleurs en version apochromatique, bon en version achromatique ;
• Système sans protection centrale par miroir diagonal ou secondaire. D'où le contraste élevé de l'image ;
• Aucun flux d'air dans le tuyau, protégeant les optiques de la saleté et de la poussière ;
• Conception de lentille monobloc qui ne nécessite aucun réglage de la part de l'astronome.

Inconvénients des réfracteurs :

• Prix ​​élevé;
• Poids et dimensions importants ;
• Petit diamètre d'ouverture pratique ;
• Limites de l'étude des objets sombres et petits dans l'espace lointain.

Nom des télescopes à miroir - réflecteurs vient du mot latin reflexio – réfléchir. Cet appareil est un télescope doté d'une lentille qui sert de miroir concave. Sa tâche est de collecter la lumière des étoiles en un seul point. En plaçant l'oculaire à cet endroit, vous pouvez voir l'image.

L'un des premiers réflecteurs ( télescope Grégory) a été inventé en 1663. Ce télescope doté d'un miroir parabolique était totalement exempt d'aberrations chromatiques et sphériques. La lumière collectée par le miroir était réfléchie par un petit miroir ovale, fixé devant le miroir principal, dans lequel se trouvait un petit trou pour la sortie du faisceau lumineux.

Newton était complètement déçu par les télescopes réfringents. L'un de ses principaux développements fut donc un télescope à réflexion, créé sur la base d'un miroir primaire métallique. Il réfléchissait également la lumière de différentes longueurs d'onde et la forme sphérique du miroir rendait l'appareil plus accessible même pour l'autoproduction.

En 1672, l'astronome Laurent Cassegrain proposa un modèle de télescope ressemblant au célèbre réflecteur de Grégoire. Mais le modèle amélioré présentait plusieurs différences sérieuses, la principale étant un miroir secondaire hyperbolique convexe, qui rendait le télescope plus compact et minimisait le blindage central. Cependant, le réflecteur Cassegrain traditionnel s'est avéré être une technologie de base pour une production de masse. Les miroirs aux surfaces complexes et aux aberrations de coma non corrigées sont les principales raisons de cette impopularité. Cependant, des modifications de ce télescope sont aujourd'hui utilisées partout dans le monde. Par exemple, le télescope Ritchie-Chrétien et la masse instruments optiques basé sur le système Schmidt-Cassegrain et Maksutov-Cassegrain.

Aujourd’hui, le terme « réflecteur » est communément compris comme télescope newtonien. Ses principales caractéristiques sont une petite aberration sphérique, l'absence de tout chromatisme, ainsi que le non-isoplanisme - une manifestation de coma proche de l'axe, associée à l'inégalité des zones annulaires individuelles de l'ouverture. Pour cette raison, l'étoile dans un télescope ne ressemble pas à un cercle, mais à une sorte de projection d'un cône. En même temps, sa partie ronde émoussée est tournée du centre vers le côté, et la partie pointue est tournée au contraire vers le centre. Pour corriger l'effet coma, des correcteurs d'objectif sont utilisés, qui doivent être fixés devant l'appareil photo ou l'oculaire.

Les « Newtons » sont souvent exécutés sur une monture Dobson, pratique et compacte. Cela fait du télescope un appareil très portable, malgré la taille de l'ouverture.

Avantages des réflecteurs :

Prix ​​abordable;

• Mobilité et compacité ;
• Haute efficacité lors de l'observation d'objets sombres dans l'espace lointain : nébuleuses, galaxies, amas d'étoiles ;

Luminosité et clarté maximales des images avec une distorsion minimale.

L'aberration chromatique est réduite à zéro.

Inconvénients des réflecteurs :

• Étirement du miroir secondaire, blindage central. D'où le faible contraste de l'image ;
• La stabilisation thermique d'un grand miroir en verre prend beaucoup de temps ;
• Un tuyau ouvert sans protection contre la chaleur et la poussière. D'ici - basse qualité Images;
• Une collimation et un alignement réguliers sont nécessaires et peuvent être perdus pendant l'utilisation ou le transport.

Les télescopes catadioptriques utilisent à la fois des miroirs et des lentilles pour corriger les aberrations et construire une image. Deux types de tels télescopes sont aujourd'hui les plus demandés : Schmidt-Cassegrain et Maksutov-Cassegrain.

Conception des instruments Schmidt-Cassegrain(SHK) se compose de miroirs sphériques primaires et secondaires. Dans ce cas, l'aberration sphérique est corrigée par une plaque de Schmidt à pleine ouverture, installée à l'entrée du tuyau. Cependant, quelques aberrations résiduelles subsistent ici sous forme de coma et de courbure de champ. Leur correction est possible à l'aide de correcteurs d'objectif, particulièrement pertinents en astrophotographie.

Les principaux avantages des appareils de ce type sont liés à un poids minimal et à un tube court tout en conservant un diamètre d'ouverture et une distance focale impressionnants. Dans le même temps, ces modèles ne se caractérisent pas par un étirement du support du miroir secondaire et la conception spéciale du tuyau empêche la pénétration de l'air et de la poussière à l'intérieur.

Développement du système Maksoutov-Cassegrain(MK) appartient à l'ingénieur optique soviétique D. Maksutov. La conception d'un tel télescope est équipée de miroirs sphériques et d'un correcteur de lentille à pleine ouverture, qui joue le rôle de lentille convexe-concave– le ménisque. C'est pourquoi un tel équipement optique est souvent appelé réflecteur ménisque.

Les avantages du MC incluent la possibilité de corriger presque toutes les aberrations en sélectionnant les principaux paramètres. La seule exception est l’aberration sphérique d’ordre supérieur. Tout cela rend le programme populaire parmi les fabricants et les passionnés d’astronomie.

En effet, toutes choses égales par ailleurs, le système MK donne des images meilleures et plus claires que le système ShK. Cependant, les télescopes MK plus grands ont une période de stabilisation thermique plus longue, car un ménisque épais perd sa température beaucoup plus lentement. De plus, les MK sont plus sensibles à la rigidité de la monture correctrice, la conception du télescope a donc poids lourd. Ceci est associé à la grande popularité des systèmes MK à petite et moyenne ouverture et des systèmes ShK à moyenne et grande ouverture.

De plus, des systèmes catadioptriques Maksutov-Newton et Schmidt-Newton ont été développés, dont la conception a été créée spécifiquement pour corriger les aberrations. Ils conservèrent des dimensions newtoniennes, mais leur poids augmenta considérablement. Cela est particulièrement vrai pour les correcteurs de ménisque.

Avantages

• Polyvalence. Peut être utilisé pour les observations au sol et dans l’espace ;
• Niveau accru de correction des aberrations ;
• Protection contre la poussière et les flux de chaleur ;
• Dimensions compactes ;
• Prix ​​abordable.

Défautstélescopes catadioptriques :

• Longue période de stabilisation thermique, particulièrement importante pour les télescopes équipés d'un correcteur de ménisque ;
• La complexité de la conception, qui entraîne des difficultés lors de l'installation et de l'auto-ajustement.