أنواع التلسكوبات: كيف تعمل؟ و اكثر

ركزت التلسكوبات في الأصل الضوء باستخدام قطع زجاجية منحنية بلورية تسمى العدسات. ومع ذلك ، تستخدم معظم التلسكوبات اليوم مرايا منحنية لتجميع الضوء من سماء الليل. من خلال هذه المقالة يمكنك معرفة أنواع التلسكوبات.

ما هو التلسكوب؟ 

كانت النظريات الأولى للكون محدودة بسبب الافتقار إلى التلسكوبات ، والعديد من اكتشافات علم الفلك الحديث لم تكن لتتحقق لولا اكتشاف جاليليو جاليلي. حمل القراصنة وقباطنة البحر بعضًا من أقدم التلسكوبات: كانت عبارة عن نظارات بسيطة تضخم رؤيتك حوالي أربع مرات فقط ولديها مجال رؤية ضيق للغاية.

تلسكوبات اليوم عبارة عن مصفوفات ضخمة يمكنها رؤية أرباع كاملة من الفضاء. لم يكن بإمكان جاليليو أبدًا أن يتخيل ما بدأه في الحركة.

كانت أولى تلسكوبات جاليليو عبارة عن مصفوفات بسيطة من العدسات الزجاجية التي تم تكبيرها بقوة ثمانية فقط ، ولكن في أقل من عامين قام بتحسين اختراعه إلى 30 تلسكوبًا سمح له برؤية كوكب المشتري، فإن اكتشافه هو أساس تلسكوب الانكسار الحديث.

هناك نوعان أساسيان من التلسكوبات البصرية: العاكس والمنكسر ، وكلاهما يضخم الضوء البعيد ، ولكن بطرق مختلفة. يمتلك علماء الفلك المعاصرون مجموعة واسعة من التلسكوبات لاستخدامها ، وهناك منصات مراقبة بصرية في جميع أنحاء العالم.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك تلسكوبات راديوية وتلسكوبات فضائية وما إلى ذلك ، ولكل منها غرض محدد في علم الفلك ، وكل ما تحتاج لمعرفته حول التلسكوبات موجود في الروابط أدناه ، بما في ذلك كيفية بناء تلسكوبك البسيط.

ميزات التلسكوب

تتميز جميع الأدوات ، في أي تكوين ، بمعاملتين أساسيتين:

• El قطر الدائرة الهدف مُشار إليه بالحرف D ويُعبر عنه بالمليمترات.
• La المسافة البؤرية يشار إليه بالحرف F ويعبر عنه أيضًا بالملليمتر.

قطر

القطر الموضوعي هو المرآة الأساسية وهو بدوره أهم ميزة في التلسكوب ، لأن معظم الخصائص البصرية لهذه الأداة تعتمد عليها. كلما كان حجمه أكبر ، زاد معدل التكبير في العادة ويسمح لك بالنظر إلى النجوم البعيدة.

عادة ما يتم التعبير عن القطر بالميليمترات للأدوات التجارية ، وأحيانًا بالبوصة (1 بوصة = 25,4 مم). على عكس ما يعتقده المبتدئون ، لا يكفي التلسكوب ذو القطر الكبير لصنع أداة مراقبة جيدة ، يجب تلبية العديد من الشروط الأخرى المتعلقة بالجودة والاستقرار.

المسافة البؤرية

يمكن أن يكون الطول البؤري للمرآة الأساسية أو العدسات ، والبعد البؤري للأداة نفسها يتوافق مع الهدف ويتم التعبير عنه بالمليمترات أو يجب حسابه من نسبة f / D.

يتم تحديد التكبير ، الذي يسمى أحيانًا قوة التكبير ، عن طريق قسمة البعد البؤري للهدف على البعد البؤري للعدسة. على سبيل المثال ، إذا كان للهدف طول بؤري 254 سم (100 بوصة) وكان البعد البؤري للعدسة 2.54 سم (1 بوصة) ، فسيكون التكبير 100.

النسبة البؤرية

هذه هي "سرعة" بصريات التلسكوب ، التي تم العثور عليها بقسمة البعد البؤري على الفتحة. كلما كان الرقم البؤري أصغر ، كلما انخفض التكبير ، واتسع المجال ، وزادت سطوع الصورة بأي عدسة أو كاميرا.

تعد النسب البؤرية السريعة من f / 4 إلى f / 5 أفضل بشكل عام لعرض مجال واسع منخفض الطاقة والتصوير الفوتوغرافي في الفضاء السحيق. عادةً ما تكون النسب البؤرية البطيئة من f / 11 إلى f / 15 أكثر ملاءمة للتصوير عالي الطاقة للقمر والكواكب والنجوم الثنائية والتصوير عالي الطاقة. تعمل النسب البؤرية المتوسطة f / 6 إلى f / 10 بشكل جيد مع أي منهما.

يمكن لنظام f / 5 تصوير سديم أو أي جسم خافت آخر منتشر في مساحة عميقة في ربع وقت نظام f / 10 ، لكن الصورة ستكون نصف الحجم فقط. ومع ذلك ، فإن المصادر النقطية ، مثل نجوم، استنادًا إلى الفتحة ، بدلاً من النسبة البؤرية ، لذا فكلما كانت الفتحة أكبر ، كلما كان النجم خافتًا يمكنك رؤيته أو تصويره ، بغض النظر عن النسبة البؤرية.

كيف يعمل التلسكوب؟

يجعل التلسكوب الأشياء البعيدة تبدو أقرب من خلال تكبير الصورة التي تشكلها عينك. لفهم كيفية قيام التلسكوب بهذا يتطلب بعض الخلفية.

يسمحون لنا برؤية ما وراء ذلك ؛ إنهم قادرون على جمع وتركيز المزيد من الضوء من الأشياء البعيدة أكثر من أعيننا وحدها ، ويتحقق ذلك عن طريق انكسار الضوء أو عكسه باستخدام العدسات أو المرايا ، وتحتوي التلسكوبات الانكسارية على عدسات تشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في أعيننا ، ولكنها أكبر من ذلك بكثير.

داخل التلسكوب ، يصل الضوء أولاً إلى العدسة الأساسية ، وتكون العدسات الأساسية محدبة ومدورة ويمكنها ثني الضوء الملتقط وتوجيهه إلى عدسة ثانوية مركزة ، وهذه العدسة الثانية مسؤولة عن تركيز هذا الضوء لإنتاج صورة واضحة للكائن .. 

تعمل التلسكوبات العاكسة بشكل مشابه للكسارات ، ولكن من خلال عكس الضوء باستخدام المرايا المنحنية بدلاً من ثنيه ، في كلتا الحالتين ، يعني المزيد من الضوء الملتقط في المرحلة الأولية مزيدًا من القدرة على الرؤية البعيدة ومرحلة تركيز أكثر كفاءة.ينتج صورًا أكثر وضوحًا.

أنواع التلسكوب

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من التلسكوبات البصرية وتختلف في طريقة جمع الضوء لتكوين الصورة:

التلسكوبات الانكسارية

لديهم عدسة منحنية في أحد طرفيها تركز الضوء أسفل أنبوب طويل على عدسة ثانية ، تسمى العدسة العينية ، والتي تكبر الصورة.

عندما تمر موجة مثل الضوء من وسط إلى آخر بزاوية ، فإنها تغير اتجاهها ، وهذا ما يسمى الانكسار. العدسة عبارة عن قطعة زجاجية مصممة لثني الضوء الذي يمر عبرها بطريقة يمكن من خلالها إنتاج صورة. يستخدم هذا النوع من التلسكوب سلسلة من مخاليط العدسات المختلفة من أجل إنشاء صورة لكائن في المسافة ، على سبيل المثال ، نجم أو قمر صناعي.

تلسكوبات عاكسة

يستخدمون المرايا بدلاً من العدسات لتجميع الضوء. في العاكس ، ينتقل الضوء عبر أنبوب التلسكوب إلى المرآة الأساسية الكبيرة ، والتي تعكس الضوء إلى المرآة الثانوية الأصغر ، والتي بدورها تعكس الضوء مرة أخرى إلى العدسة. نظرًا لأن الضوء ينعكس ذهابًا وإيابًا في التلسكوبات العاكسة ، فهي أقصر من التلسكوبات المنكسرة ، حيث ينتقل الضوء في مسار بسيط ومستقيم من أحد طرفي أنبوب التلسكوب إلى الطرف الآخر.

تتمتع التلسكوبات العاكسة بفوائد أخرى على المنكسرات ، مثل عدم سيطرة الخطأ اللوني عليها لأن الضوء المشع لا ينتشر وفقًا لطول الموجة. وبالمثل ، فإن مجرى التلسكوب الخاص بالعاكس أقصر من مجرى المنكسر في نفس الخط ، مما يقلل من تكلفة القناة.

لهذا السبب ، فإن قوس التلسكوب حيث يوجد العاكس أصغر بكثير وأرخص وأسهل في البناء ، ولا يزال الخبراء محل نقاش حول الموقع البصري لهذا الجهاز.

تعكس المرآة الأساسية الضوء من الجسم السماوي إلى البؤرة الرئيسية بالقرب من الجزء العلوي من الأنبوب ، ومن الواضح أنه إذا وضع مراقب عينه هناك ليرصد بعاكس متوسط ​​الحجم ، فإنه سيمنع الضوء من المرآة الأساسية برأسه.

كما عبر عن سيرة إسحاق نيوتن ، قام هذا العالم المهم بتركيب مرآة صغيرة ملساء بزاوية 45 درجة في وسط المصباح الرئيسي وبهذه الطريقة جلب الضوء إلى جانب أنبوب التلسكوب ، فإن كمية الضوء التي تفسد بهذه الوسيلة تكون صغيرة جدًا عند مقارنتها بـ القوة الكاملة لتجميع الضوء للمرآة الأساسية ، العاكس النيوتوني معروف بين بناة التلسكوب المتعصبين.

تم اختراع مجموعة متنوعة أخرى من العاكس من قبل عالم الفلك الاسكتلندي جيمس جريجوري ، وهو عالم الفلك الاسكتلندي جيمس جريجوري. وضع مرآة ثانوية مقعرة خارج البؤرة الأساسية لتعكس الضوء من خلال ثقب في المرآة الأساسية. المرصد الفضائي الذي يدور حول الأرض في عام 1980.

التلسكوبات الانعكاسية الانكسارية

إنها نوع خاص من التلسكوب العاكس حيث يمر الضوء أولاً من خلال عدسة منحنية أعلى أنبوب التلسكوب قبل الوصول إلى المرآة الأساسية.

التلسكوب الانعكاسي الانكساري هو طريقة بصرية يتم إنشاؤها لإنشاء صور للأجسام على مسافة لا نهائية ، وبالتالي تجلب البصريات الانكسارية (العدسات) والبصريات العاكسة (المرايا).

ينتج عن استخدام كل من بصريات المرآة والعدسة فوائد معينة من حيث الأداء وكذلك في عملية التصنيع. المصطلح "انعكاسي انكساري" هو اتحاد كلمتين: "كاتوبتريك" الذي له علاقة بالتلسكوب البصري الذي يستخدم المرايا المنحنية و "الانكساري" يشير إلى التلسكوب الذي يستخدم العدسات.

تصميمات التلسكوب الانعكاسي الانكساري الأربعة الأكثر استخدامًا من قبل علماء الفلك الهواة هي:

• شميت كاسيجرين
• ماكسوتوف-كاسيغرين
• شميت الفلك
• شميت نيوتن

تلسكوب شميت كاسيجرين

أصبح تلسكوب Schmidt-Cassegrain أحد أشهر التلسكوبات المقدمة لعامة الناس لسنوات عديدة ، ويتكون من أنبوب صغير مع مرآة أساسية كروية مقعرة ، وعدسة مراقبة كاملة الانتشار ، ومرآة ثانوية تم تمييزه وهو أصغر حجمًا ويقع على المحور المرئي بالقرب من مركز لوحة المستشعر.

تلسكوب Maksutov-Cassegrain

وبالمثل ، يعتبر تلسكوب Maksutov-Cassegrain حلاً رائعًا للغاية يتم تقديمه لعلماء الفلك المتحمسين ، في توزيعه المتكرر ، يمتلك هذا التلسكوب المرموق أنبوبًا قصيرًا مع مرآة رئيسية مقعرة كروية ، وعدسة إشرافية كاملة الحذاء وهي عبارة عن عدسة رقاقات سالبة واهية و مرآة إضافية داخل لوحة المصحح. 

تلسكوب شميت الفلكي

الفلك الانعكاسي الانكساري هو تلسكوب تم إنشاؤه للقيام بالتصوير الفلكي ، هذه التلسكوبات الفلكية ليس لديهم علاقة كبيرة بالتخيل ، في علم الفلك المائل ، تُستخدم الفلكيات في الغالب للحصول على صور لأشياء مختلفة ، ولكن تم استخدامها أيضًا لدراسة السماء ، وكذلك للبحث عن المذنبات أو الكويكبات. 

بصرف النظر عن شكله المرئي المحدد ، يمتلك الفلك عادةً أشياء متشابهة ، مثل نسبة بؤرية منخفضة ، أي مسارات بصرية أقصر من التلسكوبات الأخرى ، ومجال تركيز واسع يُظهر صورًا حادة.

تلسكوب شميت نيوتن

تلسكوبات شميدت نيوتن هي لقاء بين التلسكوب العاكس لنيوتوني المعتاد وكاسغرين المصحح شميدت ، فهي تجعل الصورة على جانب واحد من القناة ، أقرب إلى الفتحة الأمامية مثل نيوتن ، ولديها مرآة أساسية مستديرة غارقة وكروية عدسة مصحح تقع بالقرب من فتحة مدخل مجرى التلسكوب.

ما هو أفضل تلسكوب مبتدئ؟

يعد شراء التلسكوب خطوة أولى مهمة نحو مستوى جديد من تقدير السماء ليلا والعجائب الموجودة بداخلها ، فهناك عدد هائل من خيارات التلسكوب. 

من الافضل التلسكوبات المستخدمة اليوم، الخيار الأفضل هو التلسكوب العاكس. يعد هذا التلسكوب المصنوع جيدًا من الألومنيوم خيارًا رائعًا متوسط ​​المدى يناسب المستخدمين في معظم المستويات. 

العناية بالمنظار وصيانته

يجب أن يحتوي على مكان تخزين جيد يجب أن يكون جافًا وخاليًا من الغبار وآمنًا وكبيرًا بما يكفي للدخول والخروج بسهولة. من الناحية المثالية ، يجب أن تحافظ على تلسكوبك عند درجة الحرارة الخارجية أو بالقرب منها. يؤدي القيام بذلك إلى تقليل وقت التبريد (أو التسخين) المطلوب عند ضبطه على الليل.

إذا كان التلسكوب أو المنظار الخاص بك مصحوبًا بحافظة ، فاستخدمه ، فلن تضيف الحافظة ختم غبار ثانٍ فحسب ، بل ستحمي الجهاز أيضًا من الضربات العرضية.

ضع في اعتبارك تنظيف العدسة فقط عندما تكون البقع واضحة ؛ وإلا يمكنك تركها على هذا النحو ، فلا تقم أبدًا بتنظيف العدسة أو المرآة لمجرد تنظيفها ، لأنك في كل مرة تلمسها تخاطر بإتلافها.

ابدأ العملية بإزالة جميع الجسيمات التي وجدت طريقها إلى السطح ، وهذا لا يعني نفخ العدسة بفمك ؛ سوف تبصق في كل مكان.

يفضل العديد من علماء الفلك الهواة استخدام الهواء المضغوط بدلاً من الفرشاة لأنه لا يوجد شيء يلمس السطح ، لذا أبق العلبة منتصبة مع الفوهة بعيدًا عن العدسة على الأقل بقدر ما توصي الشركة المصنعة. إذا كانت العلبة قريبة جدًا أو مائلة ، فقد تصطدم بالسطح الزجاجي وتتسبب في تلطيخها. 

أنشطة لعشاق علم الفلك

نحن ندير سلسلة من ورش العمل علم الفلك لمعلمي المدارس المحلية باستخدام أنشطة علم الفلك في الدورة التي نقوم بتدريسها لطلاب المدارس الابتدائية ، يقدم لنا مدرسو المدارس ملاحظات حول النجاحات والفشل. 

ثم نحاول أنشطة تمت مراجعتها في الفصل. من خلال هذه التعليقات أثناء الخدمة وقبل الخدمة ، أنشطة مختبر علم الفلك في الدورة تمت مراجعتها بالكامل في السنوات الثلاث الماضية.