تلسکوپ

تلسکوپ وسیله ای ست کاربردی در علم نجوم که نور اجرام آسمانی را دریافت کرده و تصویری از آن ها با بزرگنمایی قابل توجه به ما می دهد. از این رو می توانیم جزئیات اجرامی را که بسیار از ما دور هستند ببینیم. اولین تلسکوپ در اوایل قرن هفدهم توسط یک عینک ساز آلمانی به نام هانس لیپرشی ساخته شد و بعد از آن دانشمندان زیادی از جمله گالیه در صدد برآمدند که با ساخت تلسکوپ دانش خود را درباره آسمان افزایش دهند. در ساختار هر تلکسوپ دو عدسی استفاده می شود. یک عدسی شی ای و یک عدسی چشمی. عدسی شی ای از نور اجرام آسمانی، تصویری درون لوله تلسکوپ می سازد و عدسی چشمی این تصویر را با بزرگنمایی نمایش می دهد. ذکر این نکته خالی از لطف نیست که از تلسکوپ ها در رصد اجرام آسمانی و پدیده های کیهانی استفاده می شود. این وسیله نور بیشتری را نسبت به چشم ما جمع می کند و توانایی بزرگنمایی و قدرت تفکیک بالایی دارد. از این رو این امکان فراهم می شود که از روی زمین تصاویر اجرام دیگر را با جزئیات ببینیم. تلسکوپ نقش بسزایی در پیشرفت علم نجوم داشته و همچنان خواهد داشت. از مهم ترین ویژگی ‌های تلسکوپ ‌ها می توان به بزرگنمایی (بزرگنمایی تلسکوپ توصیف می‌کند که تلسکوپ چه قدر می ‌تواند اجسام را بزرگتر کند) و توانایی جمع کردن نور (هرچه یک تلسکوپ بتواند نور را بهتر جمع کند بهتر می‌ توانید ستاره ‌های دور دست و اشیای کم نور را در آسمان شب ببینید. این ویژگی عموما با اندازه دهانه تلسکوپ تعیین می ‌شود. در حقیقت هرچه دیافراگم بزرگتر باشد تلسکوپ نور بیشتری را می ‌تواند جمع ‌آوری کند) اشاره کرد.
یکی از کارهای یک تلسکوپ ایجاد بزرگنمایی زاویه ‌ای است. نوع تلسکوپ نجومی از دو عدسی تشکیل شده است تنها برای بزرگنمایی های کم به کار می رود. چنین تلسکوپی را می توان تا ده مرتبه بزرگنمایی به ازای هر دو و نیم سانتی ‌متر گشودگی شی ای مورد استفاده قرار داد. به این ترتیب اگر قطر گشودگی عدسی شی ای برابر شش سانتی متر باشد تلسکوپ برای بیست تا بیست و پنج مرتبه بزرگ نمایی زاویه ‌ای قابل استفاده خواهد بود. گشودگی یک شی ای بخش شفاف شی ای است و قسمتی از کناره عدسی را که در گیره کار گذاشته شده است و نور از آن عبور نمی کند شامل نمی شود. برای بدست آوردن بزرگنمایی بیشتر به ازای هر پنج در دو سانتی متر قطر شی ای باید چنان ساخته شود که از دو نقیصه متداول عاری باشد. این نقیصه ها به کج‌نمایی معروف اند و معمولا در عدسی های ساده وجود دارند. یکی از آنها به کج‌نمایی رنگی موسوم است و دیگری کج‌نمایی کروی نام دارد. چشمی نیز باید ساخت پیچیده تری داشته باشد. تلسکوپ جزئیات را که با چشم غیر مسلح نمی توان دید واضح می سازد. این که تلسکوپی این کار را با چه کیفیتی انجام می دهد به توان تفکیک تلسکوپ بستگی دارد. تلسکوپ شیء را بزرگتر می نماید یا موجب می شود که نزدیکتر به چشم آید. چگونگی انجام این کار در تلسکوپ بسته به توان بزرگنمایی تلسکوپ است. تلسکوپ روشنی ظاهری شیء را افزایش می دهد. این افزایش روشنی به توان جمع‌ آوری نور تلسکوپ بستگی دارد. به طور کلی سه نوع اصلی تلسکوپ انکساری، تلسکوپ بازتابی، و تلسکوپ ترکیبی وجود دارد. نوع اول تلسکوپ‌ ها از لنز ها برای بزرگنمایی تصویر استفاده می‌ کنند. به این دسته از تلسکوپ‌ ها تلسکوپ‌ های انکساری گفته می ‌شود. نوع دیگر از تلسکوپ ‌ها از آینه ‌ها برای همگرایی نور استفاده می‌ کنند. این نوع تلسکو‌پ ها را تلسکوپ های بازتابی می ‌نامیم. این نمونه تلسکوپ ها بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. نوع سوم تلسکوپ‌ ها، تلسکوپ ‌های ترکیبی هستند که از عدسی و آینه در ساختار آن ‌ها استفاده می ‌شود و به آن‌ ها تلسکوپ ‌های کاتادیوپتریک یا ترکیبی می ‌گوئیم.
_ تلسکوپ ‌های انکساری یا شکستی: ساده ‌ترین نوع تلسکوپ شکستی فقط از دو عدسی تشکیل می شود. عدسی که به سمت شی است، شی ای نامیده می شود. کار آن ایجاد تصویری از شیء مورد نظر است و عدسی که ناظر یا بیننده از آن تصویر را می بیند، چشمی نام دارد. اجرام فضایی مورد توجه در فواصل دوری قرار دارند. نوری که از نقاط جسم وارد شی ای می شود به صورت شعاع ‌های متوازی است. تصویری که این شعاع ‌های موازی ایجاد می کند بر صفحه کانونی ایجاد می شود. صفحه کانونی صفحه ‌ای است که از کانون می گذرد و عمود بر محور عدسی است. عمل چشمی بزرگ نمودن تصویر اول است. برای دست یافتن به بزرگ نمایی باید چشمی در جایی قرار گیرد که تصویر اول درست داخل کانون آن باشد. باید توجه داشت که تصویر نهایی در چشم ناظر مقابل به زاویه ‌ای است که بزرگتر از زاویه مربوطه به جسم است. تلسکوپ ‌های انکساری از عدسی ‌ها برای منحرف کردن نور در یک فاصله کانونی مشخص استفاده می‌ کنند تا بدین ترتیب برای بیننده بزرگنمایی جسم اتفاق افتد. یک تلسکوپ انکساری اولیه دارای دو عدسی است، اولین عدسی را عدسی هدف می ‌نامند. این عدسی یک عدسی محدب است که پرتوهای نور ورودی را به یک نقطه کانونی درون تلسکوپ خم می ‌کند. عدسی دوم عدسی چشمی نام دارد. این عدسی نور را از نقطه کانونی گرفته و آن را در سراسر شبکیه چشم شما پخش خواهد کرد. این امر سبب می‌ شود تا شیء بسیار نزدیکتر از آنچه واقعا قرار گرفته به نظر برسد. به عقیده کارشناسان سایت دانا آزما مهمترین کار یک تلسکوپ جمع ‌آوردن مقدار زیادی نور از یک ستاره است. تلسکوپ در واقع این نور را به هم می فشرد و به صورت تابه باریکی در می‌ آورد که وارد مردمک چشم می شود. توان جمع ‌آوری نور رؤیت ستارگانی را ممکن می سازد که قدرشان از شش بیشتر است یعنی ستاره‌ های کم فروغی که با چشم غیرمسلح دیده نمی شوند. توان جمع‌ آوری نور فقط به عدسی شی ای بستگی دارد و با مساحت آن متناسب است با توان جمع ‌آوری نور با مجذور قطر عدسی شی ای متناسب است. البته نباید از یاد برد که تلسکوپ های شکستی نسبت به تلسکوپ ‌های دیگر سنگین ‌تر و حجیم ‌تر بوده و در عین حال برای مشاهده اجسام کم نور مناسب نیستند. تلسکوپ ‌های شکستی مزایایی دارند که می بایست به آن ها اشاره شود. در حقیقت به هیچ نوع تنظیمات یا تعمیرات نیاز ندارند. محفظه محکم و طراحی شده آن سبب می ئ‌شود تا دستگاه از لحاظ اندازه‌ گیری پارامترهای اپتیکی مطمئن باشد. برای مشاهده اجسام روی زمین بسیار خوب هستند. دارای طراحی محکمی می باشند. طراحی بسیار ساده دارند و کار کردن با آن‌ ها آسان است.
_ تلسکوپ‌های بازتابی: در تلسکوپ ‌های بازتابی برای همگرا کردن نور به جای لنزها از آینه استفاده می‌کنند. در حقیقت در این مدل از تلسکوپ ‌ها از آینه مقعر برای جمع ‌آوری و بازتاب نور به یک نقطه کانونی استفاده می ‌شود. همچنین برای خروج نور از تلسکوپ و هدایت آن به چشم ناظر از آینه دیگری استفاده می‌شود. امروزه مدل‌های مختلفی از تلسکوپ ‌های بازتابی وجود دارد اما طرح اولیه این نوع از تلسکوپ‌ ها که توسط آیزاک نیوتن طراحی و معرفی شد همچنان از محبوبیت بسیاری برخوردار است. تلسکوپ ‌های بازتابی مزایایی خاص دارند که باید مورد اشاره قرار گیرند. تلسکوپ بازتابی از تلسکوپ ‌های شکستی، گرانتر است. این نمونه تلسکوپ دارای طراحی کم حجم و سبک اس و. تصویری با کیفیت بالا را می ‌توان مشاهده کرد. تلسکوپ بازتابی برای مشاهده اجسام کم نور مناسب است. همانطور که بیان شد نام نیوتن با اختراع این تلسکوپ قرین است. در تلسکوپ بازتابی کار عدسی شی ای را یک آینه انجام می دهد. به جای عدسی آینه‌ای کاو موجب همگرایی نور ورودی می شود. تصویری که توسط آینه تشکیل می شود با یک چشمی که اساسا همان چشمی تلسکوپ شکستی است مشاهده می شود. تقریبا آنچه درباره تلسکوپ شکستی گفته شد در اینجا نیز قابل اطلاق است. طرح نور شناختی تلسکوپ بازتابی را می توان اینگونه بیان کرد که آینه در انتهای لوله سوار می شود. نور باز تابیده تصویر را در وسط اشعه ورودی تشکیل می دهد. برای آن که بتوان این تصویر را مشاهده کرد باید آن را نقل مکان داد. معمولا این کار به یکی از دو راه زیر که به وسیله نیوتن و هم عصر فرانسوی‌ اش کاسگرین ابداع شده ‌اند انجام می شود. در روش نیوتن اشعه همگرای نور پیش از رسیدن به صفحه کانونی به وسیله آینه ‌ای تخت قطع می شود. این آینه اشعه را از بدنه لوله به چشمی هدایت می کند. در بعضی موارد به جای آینه منشور منعکس کننده به کار می رود. در روش کاسگرین آینه ‌ای کوژ کار منحرف کردن نور را انجام می دهد. کارشناسان دانا آزما بیان می کنند که برخلاف آینه ‌های خانگی بر روی تلسکوپ یعنی بر سطح کاو آن یک لایه نقره قرار داده می شود و شیشه صرفا تکیه‌ گاه نقره به شما می رود. قرار گرفتن نقره بر سطح پیشین شیشه جذب نور را از میان می برد. نور از شیشه نمی گذرد و بر اثر جذب قسمتی از شدت خود را از دست نمی دهد. اشکال کار این است که لایه نقره بی ‌حفاظ پس از مدتی کدر می شود و باید هر از چند گاه آینه را مجددا نقره اندود کرد. در سال ‌های اخیر فرآیند آلومینیومی کردن به تدریج جانشین نقره اندود کردن شده است. به تازگی پژوهشگران دریافته اند که بخار آلومینیوم چون بر شیشه بنشیند سطح درخشانی را پدید می آورد که از بسیاری لحاظ بر سطح نقره ‌ای برتری دارد. اندودن باید در خلاء انجام گیرد. آلومینیومی که به این طریق اندود شود کدر نمی شود. در نخستین برخورد با هوا روی آن را لایه نازک شفاف و بسیار سختی از اکسید آلومینیوم می پوشانند که آلومینیوم زیرین را از هر بر هم ‌کنشی با هوا مانع می شود. ویژگی خاص دیگر اندود کردن آلومینیوم آن است که نور فرابنفش را منعکس می کند. نقره منعکس کننده بسیار بدی برای این اشعه کوتاه موج است. ولی نقره نور سرخ را بهتر منعکس می کند. نقره به طور کلی از نظر بازتاب تا حدودی بهتر است. نقره در بهترین حالت نود و پنج درصد کل نور و آلومینیوم فقط نود درصد آن را منعکس می کند. بایستی به برخی نکات رد مورد تلسکوپ بازتابی اشاره داشت. لوله نوری و محفظه این نوع تلسکوپ باز است و گرد و غبار می‌تواند به راحتی وارد محفظه شود و کارکرد تلسکوپ را تضعیف کند. نیاز دارد که به طور منظم چک و بازبینی شود. این نوع تلسکوپ انتخاب خوبی برای مشاهده اجسام روی سطح زمین نیست.
جز شی ای و روش تغییر مسیر نور بازتابیده تفاوت عمده ‌ای میان تلسکوپ شکستی و تلسکوپ بازتابی وجود ندارد. توان جمع ‌آوری نور توان تفکیک و توان بزرگنمایی و فرمول ‌های آنها در هر دو مورد یکسان است. استقرار پایه ‌ها نیز برای هر دو به یک صورت است. هر تلسکوپ مزایا و کاستی ‌های خود را دارد. هر کدام از این دو برای پژوهش خاصی که مناسب آن است به کار می رود. از نظر تاریخی ابتدا تلسکوپ شکستی اختراع شد. در عمل نیز هنوز به دلایل زیر مورد استفاده است. تلسکوپ شکستی آمادگی لازم برای استفاده فوری را دار ست. تلسکوپ شکستی دارای دید وسیع تری ست. تلسکوپ شکستی به هنگام کار کمتر در معرض صدمه دیدن است. داشتن وضوح در تصویری که از عدسی ‌ها به دست می آید. ولی تلسکوپ بازتابی که شی ای آن به جای عدسی آینه است بسیار متداول ‌تر است. هیچ نوری به خاطر عبور از شیشه جذب نمی شود. کوتاه‌ تر بودن لوله تلسکوپ. در تلسکوپ ‌های شکستی برای اجتناب از بازمانده مزاحم کج‌نمایی رنگی باید به نسبت کانونی پانزده را به کار برد. تلسکوپ ‌های بازتابی با نسبت کانونی پنج، نتایج قابل قبولی به دست می دهند در حالی که طول شان فقط یک سوم تلسکوپ‌های شکستی است. نیازی نیست که شیشه آینه کامل و بی نقص باشد زیرا نور از سطح اندوده منعکس می شود. فقط یک سطح باید با دقت تمام شکل داده شود. عالی بودن از کج‌نمایی نوری. هزینه تلسکوپ بازتابی، کمتر است.
_ تلسکوپ‌های ترکیبی: سومین سبک اصلی تلسکوپ ‌ها، تلسکوپ‌ های ترکیبی یا مرکب هستند که در آن ‌ها از آینه و عدسی به صورت همزمان استفاده شده است و به عنوان تلسکوپ کاتادیوپتریک نیز شناخته می ‌شوند. برخلاف سایر مدل ‌های تلسکوپ این نوع تلسکوپ دارای دو آینه است که در جلو و عقب قرار دارند. این دو آینه همراه با عدسی برای تولید تصویری با کیفیت بالا به کار می‌ روند. تلسکوپ‌ ترکیبی از دیگر مدل ‌های تلسکوپ گرانتر هستند. تلسکوپ‌ ترکیبی بزرگ و حجیم هستند. تلسکوپ‌ ترکیبی روشنایی تصویر توسط آینه اضافی کاهش می ‌یابد. تلسکوپ ترکیبی برای مشاهده اجسام روی زمین به خوبی عمل می‌ کند. لوله اپتیکی و محفظه تلسکوپ ترکیبی برای جلوگیری از تجمع گرد و غبار مهر و موم شده است. تلسکوپ ترکیبی انتخاب مناسبی برای مشاهده اشیاء با نور ضعیف است. این نوع تلسکوپ بهترین انتخاب برای عکاسی نجومی است.

بیشتر

کمتر