Kính thiên văn ban đầu hội tụ ánh sáng bằng cách sử dụng các mảnh thủy tinh tinh thể cong được gọi là thấu kính. Tuy nhiên, hầu hết các kính thiên văn ngày nay đều sử dụng gương cong để thu thập ánh sáng từ bầu trời đêm. Qua bài viết này bạn có thể biết được các loại kính thiên văn.
Kính thiên văn là gì?
Những lý thuyết đầu tiên về Vũ trụ đã bị hạn chế do thiếu kính thiên văn, nhiều khám phá của thiên văn học hiện đại sẽ không bao giờ được thực hiện nếu không có khám phá của Galileo Galilei. Cướp biển và thuyền trưởng mang theo một số kính viễn vọng sớm nhất: chúng là những chiếc kính đơn giản chỉ phóng đại tầm nhìn của bạn khoảng bốn lần và có trường nhìn rất hẹp.
Các kính thiên văn ngày nay là những mảng khổng lồ có thể nhìn thấy toàn bộ góc phần tư của không gian. Galileo không bao giờ có thể tưởng tượng được những gì anh ta đã sắp đặt trong chuyển động.
Những chiếc kính thiên văn đầu tiên của Galileo là những dãy thấu kính thủy tinh đơn giản chỉ phóng đại đến công suất 30, nhưng trong vòng chưa đầy hai năm, ông đã cải tiến phát minh của mình thành XNUMX kính thiên văn cho phép ông nhìn thấy Hành tinh sao mộc, khám phá của ông là cơ sở của kính thiên văn khúc xạ hiện đại.
Có hai loại kính thiên văn quang học cơ bản: Reflector và Refractor, cả hai đều khuếch đại ánh sáng ở xa, nhưng theo những cách khác nhau. Các nhà thiên văn học hiện đại có nhiều loại kính thiên văn để sử dụng, có các nền tảng quan sát quang học trên khắp thế giới.
Bên cạnh những cái đó, còn có kính thiên văn vô tuyến, kính viễn vọng không gian, v.v., mỗi cái đều có một mục đích cụ thể trong thiên văn học, mọi thứ bạn cần biết về kính thiên văn đều có trong các liên kết bên dưới, bao gồm cả cách chế tạo kính thiên văn đơn giản của riêng bạn.
Các tính năng của kính thiên văn
Tất cả các thiết bị, trong bất kỳ cấu hình nào, đều được đặc trưng bởi hai thông số cơ bản:
- El đường kính Mục tiêu được biểu thị bằng chữ D và được biểu thị bằng milimét.
- La tiêu cự nó được biểu thị bằng chữ F và cũng được biểu thị bằng mm.
Đường kính
Đường kính vật kính là gương chính và đến lượt nó là tính năng quan trọng nhất của kính thiên văn, bởi vì hầu hết các đặc tính quang học của công cụ này phụ thuộc vào nó. Nó càng lớn, nó thường có độ phóng đại lớn hơn và cho phép bạn nhìn vào các ngôi sao ở xa.
Đường kính thường được biểu thị bằng milimét đối với các dụng cụ thương mại, đôi khi tính bằng inch (1 "= 25,4 mm). Trái ngược với những gì người mới bắt đầu nghĩ, một kính thiên văn đường kính lớn không đủ để làm một dụng cụ quan sát tốt, còn phải đáp ứng nhiều điều kiện khác liên quan đến chất lượng và độ ổn định.
Tiêu cự
Nó có thể là tiêu cự của gương chính hoặc của thị kính, tiêu cự của dụng cụ tương ứng với tiêu cự của vật kính và được biểu thị bằng milimét hoặc phải được tính từ tỷ lệ f / D.
Độ phóng đại, đôi khi được gọi là công suất phóng đại, được xác định bằng cách lấy tiêu cự của vật kính chia cho tiêu cự của thị kính. Ví dụ, nếu vật kính có tiêu cự 254 cm (100 inch) và thị kính có tiêu cự 2.54 cm (1 inch), thì độ phóng đại sẽ là 100.
tỷ lệ tiêu cự
Đây là "tốc độ" quang học của kính thiên văn, được tìm thấy bằng cách chia độ dài tiêu cự cho khẩu độ. Số f càng nhỏ, độ phóng đại càng thấp, trường càng rộng và hình ảnh càng sáng với bất kỳ thị kính hoặc máy ảnh nào.
Tỷ lệ tiêu cự nhanh từ f / 4 đến f / 5 thường tốt hơn để xem trường rộng và chụp ảnh không gian sâu với công suất thấp hơn. Tỷ lệ tiêu cự chậm từ f / 11 đến f / 15 thường phù hợp hơn cho việc ngắm sao mặt trăng, hành tinh và sao đôi công suất cao hơn và chụp ảnh công suất cao. Tỷ lệ tiêu cự trung bình từ f / 6 đến f / 10 hoạt động tốt với cả hai.
Hệ thống f / 5 có thể chụp ảnh tinh vân hoặc vật thể mờ nhạt khác trải ra trong không gian sâu trong một phần tư thời gian của hệ thống f / 10, nhưng hình ảnh sẽ chỉ có kích thước bằng một nửa. Tuy nhiên, các nguồn điểm, chẳng hạn như Sao, được ghi lại dựa trên khẩu độ, chứ không phải tỷ lệ tiêu cự, vì vậy, khẩu độ càng lớn, ngôi sao bạn có thể nhìn thấy hoặc chụp ảnh càng mờ, bất kể tỷ lệ tiêu cự.
Kính thiên văn hoạt động như thế nào?
Kính thiên văn làm cho các vật thể ở xa có vẻ gần hơn bằng cách phóng to hình ảnh do mắt bạn tạo ra. Để hiểu cách kính thiên văn thực hiện điều này đòi hỏi một số kiến thức cơ bản.
Chúng cho phép chúng ta nhìn xa hơn; chúng có thể thu thập và tập trung nhiều ánh sáng từ các vật thể ở xa hơn so với mắt của chúng ta, điều này đạt được bằng cách khúc xạ hoặc phản xạ ánh sáng bằng thấu kính hoặc gương, kính thiên văn khúc xạ có chứa thấu kính giống như thấu kính trong mắt chúng ta, nhưng lớn hơn nhiều.
Bên trong kính thiên văn, ánh sáng đầu tiên đến thấu kính chính, thấu kính chính lồi, tròn và có thể bẻ cong ánh sáng đã chụp và hướng nó vào thấu kính thứ cấp hội tụ, thấu kính thứ hai này có nhiệm vụ hội tụ ánh sáng đó để tạo ra hình ảnh rõ nét của vật thể. .
Kính thiên văn phản xạ hoạt động tương tự như kính khúc xạ, nhưng bằng cách phản xạ, thay vì bẻ cong, ánh sáng với gương cong, trong cả hai trường hợp, nhiều ánh sáng hơn được thu nhận ở giai đoạn sơ cấp có nghĩa là nhiều năng lượng hơn để nhìn xa và giai đoạn lấy nét hiệu quả hơn tạo ra hình ảnh rõ ràng hơn.
Các loại kính thiên văn
Có ba loại kính thiên văn quang học chính và chúng khác nhau về cách thu thập ánh sáng để tạo thành hình ảnh:
Kính thiên văn khúc xạ
Chúng có một thấu kính cong ở một đầu tập trung ánh sáng xuống một ống dài vào thấu kính thứ hai, được gọi là thị kính, giúp phóng đại hình ảnh.
Khi một sóng chẳng hạn như ánh sáng truyền từ môi trường này sang môi trường khác theo một góc, nó sẽ thay đổi hướng, điều này được gọi là sự khúc xạ. Thấu kính là một mảnh thủy tinh được thiết kế để bẻ cong ánh sáng đi qua nó theo cách có thể tạo ra hình ảnh. Loại kính thiên văn này sử dụng một loạt các hỗn hợp thấu kính khác nhau để tạo ra hình ảnh của một vật thể ở xa, ví dụ, một ngôi sao hoặc một vệ tinh.
Kính thiên văn phản chiếu
Họ sử dụng gương thay vì thấu kính để thu thập ánh sáng. Trong gương phản xạ, ánh sáng truyền xuống ống kính thiên văn tới gương chính lớn, gương phản xạ ánh sáng tới gương thứ cấp nhỏ hơn, gương này sẽ phản xạ ánh sáng trở lại thị kính. Vì ánh sáng bị phản xạ qua lại trong kính thiên văn phản xạ nên chúng ngắn hơn kính thiên văn khúc xạ, trong đó ánh sáng truyền theo đường thẳng đơn giản từ đầu này đến đầu kia của ống kính thiên văn.
Kính thiên văn phản xạ có những lợi ích khác so với kính khúc xạ, chẳng hạn như không bị chi phối bởi lỗi sắc độ vì ánh sáng bức xạ không lan truyền theo bước sóng. Tương tự, ống kính thiên văn của một gương phản xạ ngắn hơn so với ống kính của một vật khúc xạ cùng dòng, điều này giúp giảm thiểu chi phí của ống dẫn.
Vì lý do này, vòng cung của kính thiên văn nơi đặt gương phản xạ nhỏ hơn, rẻ hơn và dễ chế tạo hơn nhiều, vị trí mắt của thiết bị này vẫn đang được các chuyên gia thảo luận.
Gương chính phản xạ ánh sáng từ thiên thể tới tiêu điểm chính gần đầu ống, rõ ràng nếu một người quan sát đặt mắt ở đó để quan sát với một gương phản xạ có kích thước khiêm tốn thì người đó sẽ dùng đầu chặn ánh sáng từ gương chính.
Như được thể hiện bởi Tiểu sử Isaac Newton, nhà khoa học quan trọng này đã lắp đặt một gương nhỏ nhẵn ở tâm của đèn chính một góc 45 ° và bằng cách này đã đưa ánh sáng tới mặt bên của ống kính thiên văn, lượng ánh sáng bị suy giảm bởi phương tiện này là rất nhỏ khi so sánh với sức mạnh thu thập đầy đủ ánh sáng của gương chính, gương phản xạ Newton nổi tiếng trong số các nhà chế tạo kính thiên văn cuồng tín.
Một loại gương phản xạ khác được phát minh bởi một trong những người cùng thời với Newton, nhà thiên văn học người Scotland James Gregory. Ông đã đặt một gương thứ cấp lõm bên ngoài tiêu điểm chính để phản xạ ánh sáng qua một lỗ trên gương chính. Điều đáng chú ý là thiết kế Gregorian đã được áp dụng cho đài quan sát không gian quay quanh Trái đất vào năm 1980.
kính thiên văn catadioptric
Chúng là một loại kính thiên văn phản xạ đặc biệt, nơi ánh sáng đầu tiên đi qua một thấu kính cong ở đầu ống kính thiên văn trước khi đến gương chính.
Kính thiên văn catadioptric là một phương pháp quang học được tạo ra để tạo ra hình ảnh của các vật thể ở khoảng cách vô hạn và lần lượt mang lại quang học loại khúc xạ (thấu kính) và quang học phản xạ (gương).
Việc sử dụng cả gương và thấu kính quang học tạo ra những lợi ích nhất định về mặt hiệu suất cũng như trong quá trình sản xuất. Thuật ngữ "catadioptric" là sự kết hợp của hai từ: "catoptric" liên quan đến kính thiên văn quang học sử dụng gương cong và "dioptric" dùng để chỉ kính thiên văn sử dụng thấu kính.
Bốn thiết kế kính thiên văn catadioptric được các nhà thiên văn nghiệp dư sử dụng nhiều nhất là:
- Schmidt – Cassegrain
- Maksutov – Cassegrain
- Máy đo thiên văn Schmidt
- Schmidt – Newton
Kính thiên văn Schmidt – Cassegrain
Kính thiên văn Schmidt-Cassegrain đã trở thành một trong những kính thiên văn khét tiếng nhất được cung cấp cho công chúng trong nhiều năm, với tốc độ bình thường, nó bao gồm một ống nhỏ với gương chính hình cầu lõm, thấu kính kiểm tra toàn phần và một gương thứ cấp. . được đánh dấu nhỏ hơn và nằm trên trục thị giác gần tâm của tấm cảm biến.
Kính thiên văn Maksutov – Cassegrain
Tương tự như vậy, kính thiên văn Maksutov-Cassegrain là một món đồ trang trí rất nổi bật được giới thiệu cho các nhà thiên văn học nhiệt tình. một gương bổ sung bên trong tấm chỉnh sửa.
Kính viễn vọng Schmidt-Astrograph
Máy đo chiêm tinh catadioptric là một kính thiên văn được tạo ra để chụp ảnh thiên văn, những kính thiên văn Chúng không liên quan nhiều đến hình dung, trong thiên văn học nghiêng, các máy chiêm tinh được sử dụng chủ yếu để chụp ảnh những thứ khác nhau, nhưng chúng cũng được sử dụng để nghiên cứu bầu trời, cũng như tìm kiếm các sao chổi hoặc tiểu hành tinh.
Ngoài hình thức trực quan cụ thể của nó, kính chiêm tinh thường có những điểm tương tự, chẳng hạn như tỷ lệ tiêu cự thấp, nghĩa là, đường dẫn quang học ngắn hơn các kính thiên văn khác và trường tiêu điểm rộng cho thấy chân dung sắc nét.
Kính thiên văn Schmidt-Newton
Kính thiên văn Schmidt-Newton là sự gặp gỡ giữa kính thiên văn phản xạ Newton thông thường và kính thiên văn phản xạ của Schmidt được hiệu chỉnh bởi Schmidt, chúng tạo ra bức ảnh ở một mặt của ống dẫn, gần với lỗ mở phía trước giống như kính Newton, chúng có một gương chính tròn trũng và một hình cầu. thấu kính hiệu chỉnh nằm gần khe vào của ống kính thiên văn.
Kính thiên văn dành cho người mới bắt đầu tốt nhất là gì?
Mua kính thiên văn là một bước quan trọng đầu tiên hướng tới một mức độ đánh giá mới về bầu trời đêm và những điều kỳ diệu được tìm thấy bên trong nó, có vô số lựa chọn kính thiên văn.
Của tốt nhất kính thiên văn ngày nay được sử dụng, lựa chọn tốt nhất là kính thiên văn phản xạ. Kính thiên văn nhôm được kết cấu tốt này là một lựa chọn tầm trung tuyệt vời sẽ phù hợp với người dùng ở hầu hết các cấp độ.
Bảo dưỡng và chăm sóc kính thiên văn
Nó phải có một nơi bảo quản tốt, khô ráo, ít bụi, an toàn và đủ rộng để kính thiên văn ra vào dễ dàng. Tốt nhất, bạn nên giữ kính thiên văn của mình bằng hoặc gần nhiệt độ bên ngoài. Làm như vậy sẽ giảm thời gian làm mát (hoặc sưởi ấm) cần thiết khi đặt vào ban đêm.
Nếu kính thiên văn hoặc ống nhòm của bạn đi kèm với một hộp đựng, hãy sử dụng nó, một chiếc hộp đựng không chỉ có thêm lớp bịt bụi thứ hai mà nó còn bảo vệ thiết bị khỏi những cú va chạm ngẫu nhiên.
Chỉ cân nhắc làm sạch ống kính khi có vết bẩn; nếu không bạn có thể để nó như vậy, không bao giờ lau thấu kính hoặc gương chỉ vì mục đích làm sạch nó, vì mỗi lần chạm vào nó, bạn có nguy cơ làm hỏng nó.
Bắt đầu quá trình bằng cách loại bỏ tất cả các hạt đã tìm thấy đường lên bề mặt, điều này không có nghĩa là dùng miệng thổi qua ống kính; bạn sẽ chỉ khạc nhổ ở khắp mọi nơi.
Nhiều nhà thiên văn nghiệp dư thích sử dụng khí nén thay vì bàn chải vì không có gì chạm vào bề mặt, giữ cho lon thẳng đứng với vòi phun cách xa ống kính ít nhất là xa như nhà sản xuất khuyến nghị. Nếu lon quá gần hoặc nghiêng, nó có thể va vào bề mặt thủy tinh và làm vết ố.
Hoạt động dành cho những người đam mê thiên văn học
Chúng tôi điều hành một loạt hội thảo thiên văn học cho giáo viên trường học địa phương sử dụng hoạt động của thiên văn học Trong một khóa học chúng tôi dạy cho học sinh tiểu học, giáo viên của trường cho chúng tôi phản hồi về những thành công và thất bại.
Sau đó, chúng tôi thử hoạt động được xem xét trong lớp học. Thông qua phản hồi tại chỗ và trước khi dịch vụ, hoạt động của phòng thí nghiệm của thiên văn học trong khóa học đã được sửa đổi hoàn toàn trong ba năm qua.