Teleskopas

Teleskopas – prietaisas dangaus kūnų ir reiškinių stebėjimui pasirinktoje spektro dalyje. Jis sudarytas iš dviejų glaudžiamųjų lęšių :

1) objektyvo – ilgo židinio nuotolio lęšio ;

2) okuliaro – trumpo židinio nuotolio lęšio ;

Teskopo paskirtis – surinkti kuo daugiau dangaus šviesulių šviesos, o jeigu stebima vizualiai – padidinti kampą, kuriuo matomas stebimas objektas, ir šitaip sustiprinti skiriamąją akies gebą. Pirmasis astronomijai teleskopą 1610 m. panaudojo italų astronomas Galilėjas Galilėjus. Teleskopais paprastai vadinami optiniai teleskopai, nors yra ir ne tik matomą sspektrą stebinčių teleskopų, pvz., radijo teleskopai. Optiniai teleskopai skirstomi į du pagrindinius tipus – refraktorius ir reflektorius. Yra dar keletas kitokių tipų teleskopų.

Refraktorius

Refraktoriuje šviesos spinduliai lūžta praėję pro stiklinių lęšių sistemas. Kiekviename refraktoriuje yra mažiausiai du iškilieji lęšiai – objektyvas ir okuliaras. Objektyvas surenka šviesą, sklindančią iš dangaus šviesulio, ir sudaro apverstą jo atvaizdą objektyvo židinio plokštumoje. Šį atvaizdą galima nufotografuoti židinio plokštumoje padėjus šviesai jautrią plokštelę. Norint tą vaizdą apžiūrėti, reikia už židinio pastatyti kitą glaudžiamąjį (iškilų) llęšį – okuliarą, kurio židinio nuotolis daug trumpesnis negu objektyvo. Okuliaro ir objektyvo židiniai turi sutapti – tik tada bus matomas ryškus vaizdas. Refraktoriaus objektyvo skersmens ir židinio nuotolio santykis vadinamas teleskopo šviesingumu. Skirtinguose teleskopo židiniuose būna skirtingas šviesingumas. Didžiųjų tteleskopų reflektorių pagrindiniame židinyje šviesingumas būna nuo 1 iki 4, kasegreno židinyje nuo 8 iki 12, kude židinyje nuo 20 iki 60. Refraktorių šviesingumai panašūs į reflektorių šviesingumus kasegreno židinyje. Teleskopai, kurių šviesingumas yra nuo 1 iki 1/3, vadinami šviesingasiais, o kurių šviesingumas nuo 1/8 iki 1/20, – mažo šviesingumo.

Teleskopo didinimą ω apibūdina objektyvo ir okuliaro židinių nuotolių f ir f‘ santykis:

Jei objektyvo židinio nuotolis f=3 m, tai norint gauti 100 kartų didesnį atvaizdą, reikia pasirinkti okuliarą, kurio židinio nuotolis 30 mm. Iš to seka, kad teleskopo didinimas nepriklauso nuo objektyvo skersmens, o tik šviesos surinkimo geba – kuo jis didesnis, tuo daugiau surenka šviesos.

Kadangi pavieniais lęšiais dėl chromatinės aberacijos ( tikslaus geometrinio panašumo tarp objekto ir jo vaizdo tteleskopo židinio plokštumoje iškraipymo) gaunamas spalvotas atvaizdas (įvairių spalvų, t.y. nevienodo bangų ilgio, spinduliai lūžta skirtingai ir susikerta ne toje pačioje židinio plokštumoje), tai teleskopų objektyvai ir okuliarai dažniausiai gaminami iš 3-5 įvairios formos lęšių, kurie panaikina vienas kito aberacijas. Taip pat, norint išvengti chromatinių aberacijų, stengiamasi naudoti sudėtinius objektyvus iš kronstiklo (mažesnio optinio tankio) ir flinstiklo (didesnio optinio tankio).Didžiausias pasaulyje refraktorius nuo 1897 m. veikia Jerkyzo observatorijoje (JAV). Jo skersmuo 102 cm. Didesnius refraktorius pagaminti labai sunku.

Reflektorius

Reflektoriuose ššviesą surenka ne lęšis, o įgaubtas paraboloidinis veidrodis, padengtas plonu aliuminio sluoksniu, vienodai gerai atspindinčiu visų bangų ilgių šviesą ir surenkančiu ją pirminio židinio plokštumoje. Židinio plokštumoje gautas atvaizdas gali būti fotografuojamas arba apžiūrimas pro okuliarą. Norint gauti gerą atvaizdą, veidrodžio paviršius neturi nukrypti nuo parabolės formos daugiau negu 1/10 bangos ilgio, t.y. 40-60 mm.

Niutono židinio sistema

Kadangi reflektoriaus pirminio židinio plokštuma yra dangaus pusėje nuo veidrodžio, stebėtojas, norintis stebėti vaizdą per okuliarą turi užlipti į viršų ir įkišti galvą į vamzdį, užstodamas iš dangaus objekto į teleskopą sklindančią šviesą. Norint to išvengti, sukurtos kelios reflektorių sistemos. Paprasčiausia yra vadinamojo Niutono židinio sistema. Ją pirmasis pritaikė Izaokas Niutonas. Atsispindėjusiame nuo parabolinio veidrodžio šviesos pluošte 45° kampu dedamas mažas plokščias veidrodis, kuris nukreipia šviesą į teleskopo vamzdžio šoną.

Niutono židinio teleskopo schema

Kasegreno židinio sistema

Daug patogesnė yra Kasegreno židinio sistema. Joje, vietoj pakreipto plokščio veidrodžio, statmenai šviesos pluoštui dedamas iškilasis hiperbolinis veidrodis, kuris atlieka dvi funkcijas:

• nukreipia šviesą atgal į didįjį veidrodį,

• pailgina židinio nuotolį, t.y. sumažina teleskopo šviesingumą.

Šviesos pluoštas sklinda pro skylę didžiojo veidrodžio centre ir susirenka židinio plokštumoje tuoj už veidrodžio. Vamzdžio gale patogu tvirtinti bet kokį stebėjimo prietaisą.

Kasegreno židinio teleskopo schema

Kude židinio sistema

Dar vviena reflektoriaus sistema yra vadinama Kude židiniu. Jame be Kasegreno veidrodžio, dar montuojamas plokščias veidrodis, nukreipiantis šviesos pluoštą į skylę, esančią teleskopo korpuso šone. Teleskopų su Kude židiniu labai mažas šviesingumas (1/30-1/40).

Kude židinio teleskopo schema

Didieji pasaulio teleskopai

Didieji pasaulio teleskopai yra unikalūs didelio tikslumo mechaniniai, optiniai ir elektroniniai prietaisai. Juos projektuojant ir gaminant, susiduriama su techninėmis problemomis. Dešimčių ir net šimtų tonų masės teleskopai turi būti nukreipiami į dangaus objektus 1″ tikslumu. Teleskopas suprojektuojamas ir pagaminamas per keletą metų. Didžiausi teleskopai kainuoja daugiau nei 100 mln. JAV dolerių. Didesnius kaip 8 m skersmens teleskopų veidrodžius sunku pagaminti, todėl jie sudaromi iš mažesnių.

Didžiausi veikiantys pasaulio teleskopai

Observatorijos ir teleskopo pavadinimas Veidrodžio

skersmuo Aukštis virš

jūros lygio, m Pastatymo metai

Keko (Keck) teleskopai Mauna Kea observatorijoje Havajų salose, JAV. 2 identiški teleskopai „Keck 1″ ir „Keck 2″ 10 m 4200 1992 („Keck 1″)

1996 („Keck 2″)

Labai didelis teleskopas (Very Large Telescope) – 4 teleskopų reflektorių sistema Čilėje, Atakamos dykumoje

8,2 m kiekvienas 2635 2005-2006

Rusijos Specialiosios astrofizikos observatorijos teleskopas Šiaurės Kaukaze

6 m 2070 1975

Heilo (Hale) teleskopas Maunt Palomaro (Mount Palomar) observatorijoje Kalifornijoje, JAV

5 m 1700 1949

Daugiaveidrodinis teleskopas Maunt Hopkinso (Mount Hopkins) observatorijoje Arizonoje, JAV

4,5 m 2600 1979

Didžiosios Britanijos teleskopas La Palma saloje, Kanarų salose 4,2 m 2370 1987

Mejolo (Mayall) teleskopas Kit Pyko (Kitt Peek) observatorijoje Arizonoje, JAV

4,0 m 2090 1973

4 m skersmens reflektorius Amerikos šalių observatorijoje CCero Tolole (Cerro Tololo), Čilėje

4,0 m 2500 1976

Anglijos ir Australijos teleskopas Saiding Springso (Siding Springs) observatorijoje, Australija 3,9 m 1200 1974

Britanijos teleskopas Mauna Kea observatorijoje Havajų salose, JAV

3,8 m 4200 1978

3,7 m reflektorius Vakarų Europos šalių (Belgijos, Danijos, Italijos, Nyderlandų, Prancūzijos, Švedijos, Šveicarijos, Vokietijos) pietų pusrutulio observatorijoje La Siloje, Čilėje

3,7 m 2450 1976

3,6 m naujosios technologijos teleskopas Vakarų Europos šalių pietų pusrutulio observatorijoje La Siloje, Čilėje

3,6 m 2450 1989

Kanados ir Prancūzijos teleskopas Mauna Kea observatorijoje Havajų salose, JAV

3,6 m 4200 1979

Vokietijos teleskopas Kalar Alto observatorijoje, Ispanijoje

3,6 m 2200 1984

Didžiausias pasaulyje veikiantis (1993 m. duomenimis) 10 m skersmens teleskopas yra Mauna Kea observatorijoje, Havajų salose. Jo veidrodis sudarytas iš 36 šešiakampių veidrodžių, sudėtų kaip bičių korys.

Didžiausias Lietuvoje ir Šiaurės Europoje yra Molėtų observatorijos 165 cm skermens Ričio ir Kretjeno sistemos reflektorius.

Informacijos šaltiniai:

1. www.wikipedia.org

2. Astronomijos Enciklopedinis Žodynas( V .Straižys )

3. Fizikos vadovėlis 10 klasei ( Vladas Valentinavičius )