กล้องโทรทรรศน์เดิมเน้นแสงโดยใช้ชิ้นกระจกโค้งมนที่เรียกว่าเลนส์ อย่างไรก็ตาม กล้องโทรทรรศน์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันใช้กระจกโค้งเพื่อเก็บแสงจากท้องฟ้ายามค่ำคืน ผ่านบทความนี้คุณสามารถทราบ ประเภทของกล้องโทรทรรศน์
กล้องโทรทรรศน์คืออะไร?
ทฤษฎีแรกของจักรวาลถูกจำกัดด้วยการไม่มีกล้องโทรทรรศน์ การค้นพบดาราศาสตร์สมัยใหม่จำนวนมากไม่เคยเกิดขึ้นเลยหากไม่ใช่เพราะกาลิเลโอ กาลิเลอีค้นพบ โจรสลัดและกัปตันทะเลถือกล้องโทรทรรศน์ที่เก่าแก่ที่สุดบางตัว: เป็นแว่นตาธรรมดาที่ขยายวิสัยทัศน์ของคุณเพียงสี่เท่าและมีขอบเขตการมองเห็นที่แคบมาก
กล้องโทรทรรศน์ในปัจจุบันเป็นอาร์เรย์ขนาดใหญ่ที่สามารถมองเห็นพื้นที่ทั้งหมดได้ กาลิเลโอไม่เคยจินตนาการถึงสิ่งที่เขาเคลื่อนไหว
กล้องโทรทรรศน์ชุดแรกของกาลิเลโอเป็นเลนส์แก้วแบบเรียบง่ายที่มีกำลังขยายเพียงแปดตัว แต่ในเวลาไม่ถึงสองปี เขาได้ปรับปรุงสิ่งประดิษฐ์ของเขาเป็นกล้องโทรทรรศน์ 30 ตัวที่ทำให้เขามองเห็น ดาวเคราะห์ดาวพฤหัสบดีการค้นพบของเขาเป็นพื้นฐานของกล้องโทรทรรศน์หักเหแสงสมัยใหม่
กล้องโทรทรรศน์ออปติคอลพื้นฐานมีสองประเภท: รีเฟลกเตอร์และรีแฟรกเตอร์ ซึ่งทั้งสองประเภทจะขยายแสงที่อยู่ห่างไกลออกไป แต่ด้วยวิธีที่ต่างกัน นักดาราศาสตร์สมัยใหม่มีกล้องโทรทรรศน์หลากหลายแบบให้เลือกใช้ มีแท่นสังเกตการณ์แบบออปติคัลอยู่ทั่วโลก
นอกจากนั้น ยังมีกล้องโทรทรรศน์วิทยุ กล้องโทรทรรศน์อวกาศ และอื่นๆ แต่ละอันมีจุดประสงค์เฉพาะภายในดาราศาสตร์ ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์อยู่ในลิงก์ด้านล่าง รวมถึงวิธีสร้างกล้องโทรทรรศน์แบบง่ายของคุณเอง
คุณสมบัติของกล้องโทรทรรศน์
เครื่องมือทั้งหมดในรูปแบบใด ๆ มีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์พื้นฐานสองประการ:
- El เส้นผ่านศูนย์กลาง เป้าหมายระบุด้วยตัวอักษร D และแสดงเป็นมิลลิเมตร
- La ระยะโฟกัส มันถูกระบุด้วยตัวอักษร F และแสดงเป็นมม.
เส้นผ่านศูนย์กลาง
เส้นผ่านศูนย์กลางของวัตถุคือกระจกปฐมภูมิ และในทางกลับกัน คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของกล้องโทรทรรศน์ เนื่องจากคุณสมบัติทางแสงส่วนใหญ่ของเครื่องมือนี้ขึ้นอยู่กับมัน ยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใด ก็ยิ่งมีกำลังขยายมากขึ้นเท่านั้น และช่วยให้คุณมองดูดวงดาวที่อยู่ไกลออกไปได้
โดยปกติแล้ว เส้นผ่านศูนย์กลางจะแสดงเป็นมิลลิเมตรสำหรับเครื่องมือเชิงพาณิชย์ บางครั้งมีหน่วยเป็นนิ้ว (1" = 25,4 มม.) ตรงกันข้ามกับที่ผู้เริ่มต้นคิด กล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ไม่เพียงพอที่จะสร้างเครื่องมือสังเกตการณ์ที่ดี ต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขอื่นๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพและความเสถียร
ระยะโฟกัส
อาจเป็นความยาวโฟกัสของกระจกหลักหรือเลนส์ใกล้ตาก็ได้ ความยาวโฟกัสของเครื่องมือเองนั้นสอดคล้องกับเป้าหมายและแสดงเป็นมิลลิเมตรหรือต้องคำนวณจากอัตราส่วน f/D
กำลังขยาย ซึ่งบางครั้งเรียกว่ากำลังขยาย ถูกกำหนดโดยการหารความยาวโฟกัสของวัตถุด้วยความยาวโฟกัสของเลนส์ใกล้ตา ตัวอย่างเช่น หากวัตถุมีความยาวโฟกัส 254 ซม. (100 นิ้ว) และเลนส์ใกล้ตามีความยาวโฟกัส 2.54 ซม. (1 นิ้ว) กำลังขยายจะเท่ากับ 100
อัตราส่วนโฟกัส
นี่คือ "ความเร็ว" ของออปติกของกล้องโทรทรรศน์ที่พบโดยหารทางยาวโฟกัสด้วยรูรับแสง ยิ่งค่า f เล็กลง, กำลังขยายยิ่งต่ำ, สนามยิ่งกว้างขึ้น และภาพที่สว่างขึ้นด้วยเลนส์ใกล้ตาหรือกล้องใดๆ
อัตราส่วนโฟกัสเร็วที่ f/4 ถึง f/5 โดยทั่วไปแล้วจะดีกว่าสำหรับการรับชมภาพมุมกว้างที่มีกำลังต่ำและการถ่ายภาพในห้วงอวกาศ อัตราส่วนการโฟกัสที่ช้าที่ f/11 ถึง f/15 โดยทั่วไปแล้วจะเหมาะสมกว่าสำหรับการถ่ายภาพดวงจันทร์ที่มีกำลังสูง การดูดาวแบบดาวเคราะห์และไบนารี และการถ่ายภาพที่มีกำลังสูง อัตราส่วนโฟกัสกลาง f/6 ถึง f/10 ทำงานได้ดีกับเลนส์ทั้งสองแบบ
ระบบ f/5 สามารถถ่ายภาพเนบิวลาหรือวัตถุจางๆ ที่กระจายออกไปในห้วงอวกาศได้ภายในหนึ่งในสี่ของเวลาของระบบ f/10 แต่ภาพจะมีขนาดเพียงครึ่งเดียว อย่างไรก็ตามแหล่งที่มาของจุดเช่น ดาวจะถูกบันทึกตามรูรับแสงแทนที่จะเป็นอัตราส่วนการโฟกัส ดังนั้น ยิ่งรูรับแสงกว้าง ดวงดาวที่คุณมองเห็นหรือถ่ายภาพก็จะยิ่งจางลง โดยไม่คำนึงถึงอัตราส่วนการโฟกัส
กล้องโทรทรรศน์ทำงานอย่างไร?
กล้องโทรทรรศน์ทำให้วัตถุที่อยู่ห่างไกลปรากฏใกล้ขึ้นด้วยการขยายภาพที่เกิดจากดวงตาของคุณ เพื่อให้เข้าใจว่ากล้องโทรทรรศน์ทำสิ่งนี้ได้อย่างไรต้องมีพื้นหลัง
สิ่งเหล่านี้ทำให้เรามองเห็นได้ไกลกว่านั้น พวกเขาสามารถรวบรวมและโฟกัสแสงจากวัตถุที่อยู่ห่างไกลได้มากกว่าดวงตาของเราเพียงลำพัง ซึ่งทำได้โดยการหักเหแสงหรือสะท้อนแสงโดยใช้เลนส์หรือกระจก กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงมีเลนส์เหมือนกับที่พบในดวงตาของเราเอง แต่มีขนาดใหญ่กว่ามาก
ภายในกล้องโทรทรรศน์ แสงจะไปถึงเลนส์หลักก่อน เลนส์หลักจะนูน โค้งมน และสามารถงอแสงที่จับได้และเล็งไปที่เลนส์รองโฟกัส เลนส์ที่สองนี้มีหน้าที่ในการโฟกัสแสงนั้นเพื่อสร้างภาพวัตถุที่ชัดเจน . . .
กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงทำงานคล้ายกับการหักเหของแสง แต่โดยการสะท้อนแสงแทนที่จะหักเหแสงด้วยกระจกโค้ง ในทั้งสองกรณี แสงที่จับได้ในระยะหลักมากขึ้นหมายถึงพลังในการมองเห็นที่ไกลขึ้นและระยะโฟกัสที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ทำให้ได้ภาพที่ชัดเจนยิ่งขึ้น
ประเภทกล้องโทรทรรศน์
กล้องโทรทรรศน์ออปติคอลมีสามประเภทหลัก และพวกมันต่างกันในการรวบรวมแสงเพื่อสร้างภาพ:
กล้องโทรทรรศน์หักเหแสง
พวกเขามีเลนส์โค้งที่ปลายด้านหนึ่งที่เน้นแสงจากหลอดยาวไปยังเลนส์ที่สอง ซึ่งเรียกว่าเลนส์ใกล้ตา ซึ่งจะขยายภาพ
เมื่อคลื่นเช่นแสงผ่านจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางในมุมหนึ่ง คลื่นจะเปลี่ยนทิศทางซึ่งเรียกว่าการหักเหของแสง เลนส์คือชิ้นส่วนของแก้วที่ออกแบบมาเพื่อโค้งงอแสงที่ผ่านเข้ามาในลักษณะที่สามารถสร้างภาพได้ กล้องโทรทรรศน์ประเภทนี้ใช้ชุดเลนส์ต่างๆ ผสมกันเพื่อสร้างภาพวัตถุในระยะไกล เช่น ดาวหรือดาวเทียม
กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง
พวกเขาใช้กระจกแทนเลนส์เพื่อเก็บแสง ในรีเฟลกเตอร์ แสงจะเดินทางผ่านท่อกล้องโทรทรรศน์ไปยังกระจกหลักขนาดใหญ่ ซึ่งจะสะท้อนแสงไปยังกระจกรองที่มีขนาดเล็กกว่า ซึ่งจะสะท้อนแสงกลับไปยังเลนส์ใกล้ตา เนื่องจากแสงสะท้อนกลับไปกลับมาในกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง จึงสั้นกว่ากล้องโทรทรรศน์แบบหักเหแสง ซึ่งแสงเดินทางในเส้นทางที่เรียบง่ายและตรงไปตรงมาจากปลายท่อกล้องโทรทรรศน์ด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง
กล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงมีประโยชน์อื่น ๆ มากกว่าการหักเหของแสง เช่น การไม่ถูกควบคุมโดยข้อผิดพลาดของสี เนื่องจากแสงที่ฉายรังสีไม่กระจายไปตามความยาวคลื่น ในทำนองเดียวกัน ท่อกล้องโทรทรรศน์ของตัวสะท้อนแสงจะสั้นกว่าท่อหักเหของแสงในแนวเดียวกัน ซึ่งช่วยลดต้นทุนของท่อสะท้อนแสง
ด้วยเหตุผลนี้ ส่วนโค้งของกล้องโทรทรรศน์ที่มีตัวสะท้อนแสงอยู่นั้นเล็กกว่ามาก ถูกกว่า และสร้างง่ายกว่ามาก ตำแหน่งตาของอุปกรณ์นี้ยังคงอยู่ภายใต้การสนทนาของผู้เชี่ยวชาญ
กระจกหลักสะท้อนแสงจากวัตถุท้องฟ้าไปยังจุดโฟกัสหลักใกล้กับด้านบนของท่อ เห็นได้ชัดว่าถ้าผู้สังเกตมองไปที่นั่นเพื่อสังเกตด้วยแผ่นสะท้อนแสงขนาดพอเหมาะ เขาจะปิดกั้นแสงจากกระจกหลักด้วยหัวของเขา
ตามที่แสดงโดย ไอแซก นิวตัน ชีวประวัติ นักวิทยาศาสตร์คนสำคัญคนนี้ได้ติดตั้งกระจกเรียบขนาดเล็กที่มุม 45 องศาที่กึ่งกลางของโคมไฟหลักและด้วยวิธีนี้ทำให้แสงที่ด้านข้างของท่อกล้องโทรทรรศน์ทำให้ปริมาณแสงที่เสื่อมสภาพโดยวิธีนี้มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับ กระจกหลักมีกำลังรวบรวมแสงเต็มที่ ทำให้ตัวสะท้อนแสงของนิวตันเป็นที่เลื่องลือในหมู่นักสร้างกล้องดูดาวที่คลั่งไคล้
นักดาราศาสตร์ชาวสก๊อต James Gregory นักดาราศาสตร์ชาวสก็อตอีกคนหนึ่งเป็นผู้คิดค้นแผ่นสะท้อนแสงอีกแบบหนึ่ง เขาวางกระจกรองเว้าไว้นอกโฟกัสหลักเพื่อสะท้อนแสงผ่านรูในกระจกเงาหลัก เป็นที่น่าสังเกตว่า การออกแบบแบบเกรกอเรียนถูกนำมาใช้สำหรับ หอดูดาวอวกาศโคจรรอบโลกในปี 1980
กล้องโทรทรรศน์ catadioptric
เป็นกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงชนิดพิเศษที่แสงส่องผ่านเลนส์โค้งที่ด้านบนของท่อกล้องโทรทรรศน์ก่อนจะไปถึงกระจกหลัก
กล้องโทรทรรศน์ catadioptric เป็นวิธีการทางแสงที่ทำขึ้นเพื่อสร้างภาพของวัตถุในระยะอนันต์และนำเลนส์ประเภทหักเหแสง (เลนส์) และเลนส์สะท้อนแสง (กระจก)
การใช้ทั้งเลนส์กระจกและเลนส์ทำให้เกิดประโยชน์บางประการทั้งในแง่ของประสิทธิภาพและในกระบวนการผลิต คำว่า "catadioptric" เป็นการรวมกันของคำสองคำ: "catoptric" ซึ่งเกี่ยวข้องกับกล้องโทรทรรศน์ออปติคัลที่ใช้กระจกโค้งและ "dioptric" หมายถึงกล้องโทรทรรศน์ที่ใช้เลนส์
การออกแบบกล้องโทรทรรศน์ catadioptric สี่แบบที่นักดาราศาสตร์สมัครเล่นใช้มากที่สุดคือ:
- ชมิดท์–Cassegrain
- มักซูตอฟ–แคสเซอเกรน
- ชมิดท์-Astrograph
- ชมิดท์–นิวตัน
กล้องโทรทรรศน์ชมิดท์–แคสเซอเกรน
กล้องโทรทรรศน์ชมิดท์-คาสเซอเกรนได้กลายเป็นหนึ่งในกล้องโทรทรรศน์ที่มีชื่อเสียงที่สุดสำหรับสาธารณชนทั่วไปมาหลายปีแล้ว ตามปกติแล้ว มันประกอบด้วยท่อขนาดเล็กที่มีกระจกหลักทรงกลมเว้า เลนส์สารวัตรกระจายเต็มพื้นที่ และกระจกรอง . เน้นที่เล็กกว่าและตั้งอยู่บนแกนภาพใกล้กับศูนย์กลางของแผ่นเซ็นเซอร์
กล้องโทรทรรศน์ Maksutov–Cassegrain
กล้องโทรทรรศน์ Maksutov-Cassegrain ก็เป็นขนมที่โดดเด่นเช่นกัน ซึ่งนำเสนอต่อนักดาราศาสตร์ที่กระตือรือร้น ในการแจกแจงบ่อยครั้ง กล้องโทรทรรศน์อันทรงเกียรตินี้มีท่อสั้นที่มีกระจกหลักเว้าทรงกลม เลนส์ควบคุมการบูตเต็ม ซึ่งเป็นเลนส์ฟอยล์เนกาทีฟบอบบางและ กระจกเสริมภายในแผ่นแก้ไข
กล้องโทรทรรศน์ชมิดท์-แอสโทรกราฟ
catadioptric astrograph เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่สร้างขึ้นเพื่อถ่ายภาพดาราศาสตร์ เหล่านี้ กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์ ในทางดาราศาสตร์เอียง ส่วนใหญ่มักใช้แอสโทรกราฟเพื่อถ่ายภาพสิ่งของต่างๆ แต่เคยใช้ในการศึกษาท้องฟ้า เช่นเดียวกับการมองหาดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อย
นอกเหนือจากรูปแบบการมองเห็นที่เฉพาะเจาะจงแล้ว ดาราศาสตร์ยังมีสิ่งที่คล้ายคลึงกัน เช่น อัตราส่วนโฟกัสต่ำ นั่นคือ เส้นทางแสงที่สั้นกว่ากล้องโทรทรรศน์อื่นๆ และระยะโฟกัสกว้างที่แสดงภาพบุคคลที่คมชัด
กล้องโทรทรรศน์ชมิดท์-นิวโทเนียน
กล้องโทรทรรศน์ชมิดท์-นิวโทเนียนเป็นการพบกันระหว่างกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสงแบบธรรมดาของนิวโทเนียนกับ Cassegrain ที่แก้ไขโดยชมิดท์ พวกเขาสร้างภาพถ่ายที่ด้านหนึ่งของท่อใกล้กับช่องเปิดด้านหน้าเหมือนของนิวโทเนียน พวกมันมีกระจกปฐมภูมิทรงกลมที่จมและทรงกลม เลนส์แก้ไขตั้งอยู่ใกล้ช่องทางเข้าของท่อกล้องโทรทรรศน์
กล้องโทรทรรศน์เริ่มต้นที่ดีที่สุดคืออะไร?
การซื้อกล้องโทรทรรศน์เป็นก้าวแรกที่สำคัญสู่ระดับใหม่ของความซาบซึ้งในท้องฟ้ายามค่ำคืนและความมหัศจรรย์ที่พบในท้องฟ้า มีตัวเลือกกล้องโทรทรรศน์มากมายเหลือเกิน
ที่สุดของที่สุด กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันทางเลือกที่ดีที่สุดคือกล้องโทรทรรศน์สะท้อนแสง กล้องโทรทรรศน์อะลูมิเนียมที่สร้างมาอย่างดีนี้เป็นตัวเลือกระดับกลางที่ยอดเยี่ยมซึ่งเหมาะกับผู้ใช้ในทุกระดับ
การดูแลและบำรุงรักษากล้องโทรทรรศน์
ควรมีที่เก็บของที่ดีซึ่งควรแห้ง ปราศจากฝุ่น ปลอดภัย และใหญ่พอที่กล้องโทรทรรศน์จะเข้าออกได้ง่าย ตามหลักการแล้ว คุณควรเก็บกล้องโทรทรรศน์ไว้ที่หรือใกล้กับอุณหภูมิภายนอก การทำเช่นนี้จะช่วยลดเวลาในการทำความเย็น (หรือความร้อน) ที่จำเป็นเมื่อตั้งค่าเป็นกลางคืน
หากกล้องโทรทรรศน์หรือกล้องส่องทางไกลของคุณมาพร้อมกับเคส ใช้มัน เคสจะไม่เพียงเพิ่มซีลกันฝุ่นอันที่สองเท่านั้น แต่ยังช่วยปกป้องเครื่องมือจากการกระแทกโดยไม่ได้ตั้งใจ
พิจารณาทำความสะอาดเลนส์เฉพาะเมื่อเห็นคราบชัดเจนเท่านั้น มิฉะนั้น คุณสามารถทิ้งมันไว้แบบนั้น อย่าทำความสะอาดเลนส์หรือกระจกเพียงเพื่อทำความสะอาด เพราะทุกครั้งที่คุณสัมผัสมัน คุณจะเสี่ยงต่อความเสียหายได้
เริ่มต้นกระบวนการด้วยการขจัดอนุภาคทั้งหมดที่พบทางพื้นผิว ซึ่งไม่ได้หมายความถึงการเป่าผ่านเลนส์ด้วยปากของคุณ คุณจะถุยน้ำลายไปทุกที่
นักดาราศาสตร์สมัครเล่นหลายคนชอบใช้ลมอัดแทนการใช้แปรงเพราะไม่มีสิ่งใดแตะต้องพื้นผิว ให้กระป๋องตั้งตรงโดยให้หัวฉีดอยู่ห่างจากเลนส์อย่างน้อยเท่าที่ผู้ผลิตแนะนำ หากกระป๋องอยู่ใกล้หรือเอียงเกินไป กระป๋องอาจโดนพื้นผิวกระจกและทำให้เปื้อนได้
กิจกรรมสำหรับผู้ที่ชื่นชอบดาราศาสตร์
เราจัดเวิร์กช็อปหลายชุด ดาราศาสตร์ สำหรับครูโรงเรียนในท้องถิ่นที่ใช้ กิจกรรมของ ดาราศาสตร์ ในหลักสูตรที่เราสอนสำหรับนักเรียนระดับประถมศึกษา ครูในโรงเรียนให้ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับความสำเร็จและความล้มเหลวแก่เรา
จากนั้นเราก็ลอง กิจกรรม ทบทวนในห้องเรียน ผ่านข้อเสนอแนะในการให้บริการและก่อนการบริการนี้ กิจกรรมของ ห้องปฏิบัติการของ ดาราศาสตร์ ในหลักสูตรได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ในช่วงสามปีที่ผ่านมา