Hoe Telescopen Werken

{h1}

Een telescoop kan zo simpel zijn als een amateurscope van $ 100 of zo gecompliceerd als de hubble-ruimtetelescoop. Ontdek hoe telescopen werken en waar je rekening mee moet houden als je erover denkt er een te kopen.

Misschien ben je naar de sterren in de nachthemel kijken kijken naar sterrenbeelden; of misschien heb je je al een weg geleerd door de sterrenbeelden, en nu zou je graag eens van dichterbij willen kijken - naar onderwerpen als de maan, planeten of sterren - met behulp van een telescoop.

Een telescoop is een apparaat dat wordt gebruikt om ver verwijderde objecten te vergroten. Er zijn veel soorten om uit te kiezen, en vele prijsklassen om te overwegen. Hoe weet je welke het beste voor jou is? Hoe weet je zeker dat je niet teleurgesteld zult zijn als je je nieuwe telescoop naar buiten haalt om de sterren te zien?

In dit artikel zullen we onderzoeken hoe een telescoop werkt, de verschillende soorten telescopen bespreken en telescoopsteunen en accessoires bekijken.

Hoe ze werken

Dit is het eenvoudigste telescoopontwerp dat je zou kunnen hebben. Een grote lens verzamelt het licht en richt het naar een brandpunt en een kleine lens brengt het beeld naar je oog.

Dit is het eenvoudigste telescoopontwerp dat je zou kunnen hebben. Een grote lens verzamelt het licht en richt het naar een brandpunt en een kleine lens brengt het beeld naar je oog.

- Een telescoop is een verbazingwekkend apparaat dat het vermogen heeft om verre objecten veel dichterbij te laten lijken. Telescopen zijn er in alle soorten en maten, van een klein plastic buisje dat je voor $ 2 in een speelgoedwinkel koopt, tot de Hubble Space Telescope, die meerdere tonnen weegt. Amateurtelescopen passen ergens tussenin, en hoewel ze lang niet zo krachtig zijn als de Hubble, kunnen ze ongelooflijke dingen doen. Met een kleine ruimte van 15 centimeter kun je bijvoorbeeld het schrijven op een dubbeltje lezen op een afstand van 150 voet (55 meter)!

De meeste telescopen die u vandaag ziet, hebben twee verschillende smaken:

  • De refractor-telescoop, die glazen lenzen gebruikt.
  • De reflectortelescoop, die spiegels gebruikt in plaats van lenzen.

Beide typen bereiken precies hetzelfde, maar op compleet verschillende manieren.

- Laten we de volgende vraag stellen om te begrijpen hoe telescopen werken. Waarom zie je geen object dat ver weg is? Waarom kan je bijvoorbeeld het schrijven niet op een cent lezen als het op 55 meter afstand is met je blote ogen? Het antwoord op deze vraag is simpel: het object neemt niet veel ruimte in op uw oogscherm (netvlies). Als je erover wilt nadenken in termen van digitale camera's, bedekt het schrijven op het dubbeltje op 150 voet niet genoeg pixels op je retinasensor om het schrift te kunnen lezen.

Als je een "groter oog" had, zou je meer licht van het object kunnen verzamelen en een helderder beeld kunnen creëren, en dan zou je een deel van dat beeld kunnen vergroten zodat het zich uitstrekt over meer pixels op je netvlies. Twee stukken in een telescoop maken dit mogelijk:

  • De objectieve lens (in refractors) of primaire spiegel (in reflectoren) verzamelt veel licht van een object op afstand en brengt dat licht of beeld naar een punt of focus.
  • Een ooglens haalt het felle licht uit de focus van de objectieflens of primaire spiegel en "spreidt het uit" (vergroot het) om een ​​groot deel van het netvlies op te nemen. Dit is hetzelfde principe dat een vergrootglas (lens) gebruikt; het neemt een kleine afbeelding op het papier en spreidt het uit over het netvlies van je oog, zodat het er groot uitziet.

Wanneer u de objectieflens of primaire spiegel combineert met het oculair, hebt u een telescoop. Nogmaals, het basisidee is om veel licht te verzamelen om een ​​helder beeld te vormen in de telescoop, en dan iets als een vergrootglas te gebruiken om dat heldere beeld te vergroten (vergroten) zodat het veel ruimte op je netvlies inneemt.

-

- Een telescoop heeft twee algemene eigenschappen:

  • hoe goed het het licht kan verzamelen
  • hoeveel het de afbeelding kan vergroten

- Het vermogen van een telescoop om licht te verzamelen is direct gerelateerd aan de diameter van de lens of spiegel - de opening - dat wordt gebruikt om licht te verzamelen. Over het algemeen geldt: hoe groter het diafragma, hoe meer licht de telescoop verzamelt en scherpstelt, en hoe helderder het uiteindelijke beeld.

De telescoop vergroting, het vermogen om een ​​afbeelding te vergroten, hangt af van de combinatie van gebruikte lenzen. Het oculair voert de vergroting uit. Aangezien een vergroting kan worden bereikt door bijna elke telescoop met behulp van verschillende oculairs, is diafragma een belangrijker kenmerk dan vergroting.

Om te begrijpen hoe dit in werkelijkheid werkt in een telescoop, laten we eens kijken hoe een refractor-telescoop (het soort met lenzen) een afbeelding van een object op afstand vergroot om het dichterbij te laten lijken.

-

refractors

Hans Lippershey van Middleburg, Holland, krijgt lof voor het uitvinden van de refractor in 1608, en het leger gebruikte het instrument eerst. Galileo was de eerste om het te gebruiken in de astronomie. Zowel de ontwerpen van Lippershey als Galileo maakten gebruik van een combinatie van convexe en concave lenzen. Omstreeks 1611, Kepler verbeterde het ontwerp om twee bolle lenzen te hebben, waardoor het beeld ondersteboven werd gemaakt. Kepler's ontwerp is nog steeds het belangrijkste ontwerp van refractors vandaag, met een paar latere verbeteringen in de lenzen en het glas om ze te maken.

Refractoren zijn het type telescoop waar de meesten van ons bekend mee zijn. Ze hebben de volgende onderdelen:

  • een lange buis, gemaakt van metaal, plastic of hout
  • een glazen combinatie lens aan de voorkant (objectieve lens)
  • een tweede glazen lens (oculair)

Deze inhoud is niet compatibel op dit apparaat.

Diagram van een refractor die het lichtpad binnen toont.

De buis houdt de lenzen op de juiste afstand van elkaar op hun plaats. De buis helpt ook om stof, vocht en licht buiten te houden die het vormen van een goed beeld zouden belemmeren.De objectieflens verzamelt het licht en buigt of breekt het naar een focus dichtbij de achterkant van de buis. Het oculair brengt het beeld naar uw oog en vergroot het beeld. Oculairs hebben veel kortere brandpuntsafstanden dan objectieve lenzen.

Achromatische refractors gebruik lenzen die niet uitgebreid worden gecorrigeerd om te voorkomen chromatische aberratie, wat een regenbooghalo is die soms rond beelden wordt weergegeven door een refractor. In plaats daarvan hebben ze meestal "gecoate" lenzen om dit probleem te verminderen. Apochromatische refractors gebruik ontwerpen met meerdere lenzen of lenzen van andere glassoorten (zoals fluoriet) om chromatische aberratie te voorkomen. Apochromatische refractors zijn veel duurder dan achromatische refractors.

Refractors hebben een goede resolutie, hoog genoeg om details in planeten en dubbelsterren te zien. Het is echter moeilijk om grote objectieflenzen (groter dan 4 inch of 10 centimeter) te maken voor refractors. Refractoren zijn relatief duur, als je kijkt naar de kosten per eenheid diafragma. Omdat het diafragma beperkt is, is een refractor minder handig voor het waarnemen van vage objecten in de lucht, zoals sterrenstelsels en nevels, dan andere soorten telescopen.

reflectoren

De Astroscan 2001-rijksveldtelescoop van de auteur.

De Astroscan 2001-rijksveldtelescoop van de auteur.

Isaac Newton ontwikkelde de reflector omstreeks 1680 als antwoord op het chromatische aberratie (regenbooghalo) probleem dat refractoren tijdens zijn tijd teisterde. In plaats van een lens te gebruiken om licht te verzamelen, gebruikte Newton een gebogen metalen spiegel (primaire spiegel) om het licht te verzamelen en te reflecteren. Spiegels hebben niet de chromatische aberratieproblemen die lenzen veroorzaken. Newton plaatste de primaire spiegel achter in de buis.

Omdat de spiegel licht weerkaatste in de buis, moest hij een kleine, platte spiegel (secundaire spiegel) in het brandpunt van de primaire spiegel gebruiken om het beeld door de zijkant van de buis naar het oculair af te buigen; anders zou zijn hoofd inkomend licht in de weg staan. Je zou ook denken dat de secundaire spiegel een deel van het beeld zou blokkeren, maar omdat het zo klein is in vergelijking met de primaire spiegel, die veel licht verzamelt, zal de kleinere spiegel het beeld niet blokkeren.

In 1722 ontwikkelde John Hadley een ontwerp dat parabolische spiegels gebruikte en er waren verschillende verbeteringen in het maken van spiegels. De Newtoniaanse reflector was een zeer succesvol ontwerp en het is nog steeds een van de meest populaire telescoopontwerpen die tegenwoordig worden gebruikt.

Deze inhoud is niet compatibel op dit apparaat.

Diagram van een Newton-reflector die het lichtpad naar binnen laat zien.

Rich-field (of breed veld) reflectoren zijn een type Newton reflector met korte focusverhoudingen en lage vergroting. De brandpuntsafstandof f / getal, is de brandpuntsafstand gedeeld door het diafragma en heeft betrekking op de helderheid van het beeld. Ze bieden grotere beeldvelden dan langere telescopen met focusverhoudingen, en bieden een helder panoramisch uitzicht op kometen en objecten met een verre hemel, zoals nevels, sterrenstelsels en sterrenhopen.

Hoe telescopen werken: voor

Een blik in de loop - let op de primaire spiegel en de afbeelding van de secundaire spiegel weerkaatst op de primaire spiegel.

Dobson telescopen zijn een soort Newtoniaanse reflector met een eenvoudige buis en alt-azimut-montage (zie "Telescoophouders"). Ze zijn niet duur om te bouwen of te kopen omdat ze zijn gemaakt van plastic, glasvezel of multiplex. Dobsonians kunnen grote openingen hebben (6 tot 17 inches, 15 tot 43 centimeter). Vanwege hun grote openingen en lage prijs zijn Dobsonians uitstekend geschikt voor het observeren van deep-sky-objecten.

De reflector is eenvoudig en niet duur om te maken. Spiegels met grote lensopeningen (groter dan 10 inch of 25 centimeter) kunnen eenvoudig worden gemaakt, wat betekent dat reflectoren relatief lage kosten per eenheid diafragma hebben. Reflectoren hebben grote lichtopvangcapaciteiten en kunnen heldere beelden produceren van vage, diephemige objecten voor visuele observatie en astrofotografie. Een nadeel van reflectoren is dat je af en toe de spiegels moet schoonmaken en uitlijnen. Ook kunnen kleine fouten in het slijpen van de spiegels het beeld vervormen. Hier zijn enkele veelvoorkomende problemen:

  • Sferische aberratie - licht gereflecteerd vanaf de rand van de spiegel wordt gefocusseerd naar een enigszins ander punt dan licht gereflecteerd vanuit het midden.
  • Astigmatisme - de spiegel is niet symmetrisch gecentreerd rond het midden (het kan bijvoorbeeld enigszins eivormig zijn); sterrenbeelden richten zich op kruisen in plaats van op punten.
  • coma - sterren aan de rand van het veld lijken langwerpig, zoals kometen, terwijl die in het midden scherpe lichtpunten zijn.

Bovendien zijn alle reflectoren onderhevig aan enig lichtverlies, om twee redenen: ten eerste belemmert de secundaire spiegel een deel van het licht dat in de telescoop valt; ten tweede retourneert geen reflecterende coating voor een spiegel 100 procent van het licht dat erop valt - de beste coatings retourneren 90 procent van het invallende licht.

Samengestelde of catadioptrische telescopen

samenstelling of catadioptrische telescopen zijn hybride telescopen met een combinatie van refractor- en reflectorelementen in hun ontwerp. De eerste samengestelde telescoop is gemaakt door de Duitse astronoom Bernhard Schmidt in 1930. De Schmidt-telescoop had een primaire spiegel aan de achterkant van de telescoop en een glazen correctorplaat aan de voorkant van de telescoop om sferische aberratie te verwijderen. De telescoop werd voornamelijk gebruikt voor fotografie, omdat deze geen secundaire spiegel of oculairs had - in plaats daarvan werd de fotografische film geplaatst op het primaire brandpunt van de primaire spiegel. Vandaag de Schmidt-Cassegrain design, uitgevonden in de jaren zestig, is het meest populaire type telescoop; het gebruikt een secundaire spiegel die licht door een gat in de primaire spiegel naar een oculair stuitert.

Deze inhoud is niet compatibel op dit apparaat.

Diagram van een samengestelde telescoop die het lichtpad naar binnen toont.

Het tweede type samengestelde telescoop is uitgevonden door een Russische astronoom, D. Maksutov, hoewel een Nederlandse astronoom, A. Bouwers, kwam in 1941 met een soortgelijk ontwerp, vóór Maksutov. De Maksutov telescoop lijkt op het Schmidt-ontwerp, maar gebruikt een meer bolvormige correctorlens. De Maksutov-Cassegrain ontwerp lijkt op het ontwerp van Schmidt Cassegrain.

Telescoophouders

Diagram van telescopische types en steunen.

Diagram van telescopische types en steunen.

Telescopen moeten worden ondersteund door een soort standaard, of berg - anders zou je het de hele tijd moeten houden. Met de telescoopbevestiging kunt u:

  • houd de telescoop stabiel
  • richt de telescoop op de sterren of andere objecten (vogels)
  • pas de telescoop aan voor de beweging van de sterren veroorzaakt door de rotatie van de aarde
  • bevrijd je handen voor andere activiteiten (scherpstellen, oculairs veranderen, notities maken, tekenen)

Er zijn twee basistypes van telescoopsteunen:

  • Alt-azimuth
  • Equatoriaal

De alt-azimuth mount heeft twee rotatieassen, een horizontale as en een verticale as. Als u de telescoop op een object wilt richten, roteert u deze langs de horizon (azimuth-as) naar de horizontale positie van het object en kantelt u de telescoop langs de hoogteas naar de verticale positie van het object. Dit type houder is eenvoudig te gebruiken en komt het meest voor bij goedkope telescopen. De alt-azimuth-mount heeft twee variaties:

  • bal en socket - gebruikt in twee goedkope Rich Field-telescopen. Het heeft een kogelvormig uiteinde dat vrij in de voetsteun kan draaien.
  • rocker box - een lage zwaartepuntskistmontage, meestal gemaakt van multiplex, met een horizontale cirkelvormige basis (azimutas) en teflonlagers voor de hoogteas. Deze mount wordt meestal gebruikt op Dobson telescopen. Het biedt een goede ondersteuning voor een zware telescoop, evenals een soepele, wrijvingsloze beweging.

Deze inhoud is niet compatibel op dit apparaat.

De beweging van een alt-azimuth-steun in relatie tot een ster.

Hoewel de alt-azimuth-mount eenvoudig en gebruiksvriendelijk is, volgt deze de beweging van de sterren niet goed. Door te proberen de beweging van een ster te volgen, produceert de houder een "zigzag" -beweging in plaats van een vloeiende boog over de hemel. De zigzaggende beweging in bovenstaande figuur is overdreven en vereenvoudigd ter illustratie; er zouden eigenlijk meer stappen zijn en elke stap zou kleiner zijn. Dit maakt dit type steun onbruikbaar voor het maken van foto's van de sterren.

De equatoriaal mount heeft ook twee loodrechte draaiingsassen - rechte klimming en declinatie. In plaats van op en neer te worden georiënteerd, wordt deze echter onder dezelfde hoek gekanteld als de draaiingsas van de aarde. De equatoriale berg komt in twee varianten:

  • Duitse equatoriaal monteren - de vorm van een "T." De lange as van de "T" is uitgelijnd met de pool van de aarde.
  • Vork monteren - een vork met twee tanden die op een wig zit die is uitgelijnd met de pool van de aarde. De basis van de vork is een rotatie-as en de tanden zijn de andere.

Deze inhoud is niet compatibel op dit apparaat.

De beweging van een equatoriale berg ten opzichte van een ster.

Wanneer ze op de juiste manier zijn uitgelijnd met de polen van de aarde, kunnen equatoriale monteringen de telescoop in staat stellen de vloeiende, arcachtige beweging van een ster door de lucht te volgen. Ze kunnen ook worden uitgerust met:

  • cirkels instellen - kunt u gemakkelijk een ster vinden aan de hemelcoördinaten (rechte klimming, declinatie)
  • gemotoriseerde schijven - laat u of uw computer (laptop, desktop of PDA) voortdurend de telescoop besturen om een ​​ster te volgen.

Je hebt een equatoriale mount nodig voor astrofotografie.

Telescoop voorwaarden

alt-azimuth - Type telescoopbevestiging, vergelijkbaar met een camerastatief, dat een verticale (hoogte) en een horizontale (azimut) as gebruikt om een ​​voorwerp te lokaliseren.

equatoriaal - Type telescoopbevestiging die twee assen (rechte klimming of polaire en declinatie) uitlijnt met de polen om de beweging van een voorwerp langs de hemel te volgen.

oculairs

Kijk door een oculair. Merk op dat de afbeelding ondersteboven ligt

Kijk door een oculair. Merk op dat de afbeelding staat ondersteboven

Een oculair is de tweede lens in een refractor, of de enige lens in een reflector. Oculairs zijn er in vele optische ontwerpen en bestaan ​​uit een of meerdere lenzen in combinatie - ze lijken bijna op mini-telescopen zelf.

De doelstellingen van het oculair zijn:

  • produceren en toestaan ​​dat u de vergroting van de telescoop kunt wijzigen
  • maak een scherp beeld
  • zorg voor een comfortabele oogreliëf (de afstand tussen uw oog en het oculair als het beeld scherp is)
  • het gezichtsveld van de telescoop bepalen: schijnbaar - hoeveel van de hemel, in graden, van rand tot rand door het oculair alleen wordt gezien (aangegeven op het oculair; waar of echt - hoeveel van de lucht kan worden gezien wanneer dat oculair in de telescoop wordt geplaatst (echt veld = schijnveld / vergroting)

Er zijn veel soorten oculairontwerpen:

  • Huygens
  • Ramsden
  • orthoscopische
  • Kellner en RKE
  • Erfle
  • Plossl
  • Nagler
  • Barlow (gebruikt in combinatie met een ander oculair om de vergroting 2 tot 3 keer te vergroten)

Hoe telescopen werken: telescopen

Schematische diagrammen van verschillende oculairs.

Huygens en Ramsden oculairs zijn de oudste ontwerpen. Ze hebben last van chromatische aberraties en worden vaak opgenomen in de minst dure en minst effectieve telescopen.

orthoscopische oculairs werden uitgevonden door Ernst Abbe in 1880. Ze hebben vier elementen en een schijnbaar gezichtsveld van 45 graden, dat enigszins smal is.Het optische ontwerp geeft een helder beeld, heeft een goede oogreliëf en wordt beschouwd als uitstekend voor het bekijken van de planeet. Orthoscopische oculairs kunnen elk variëren van $ 50 tot $ 100.

Kellner en RKE (Edmund Scientific's gepatenteerde modificatie van Kellner) zijn een drieledig ontwerp dat beelden produceert in een gezichtsveld van 40 graden, met enige chromatische aberratie. Ze hebben goede oogverlichting. Kellner-oculairs werken het beste bij telescopen met lange brandpuntsafstand. Ze vormen een goede balans tussen prestaties en zuinigheid. Ze variëren van $ 30 tot $ 50 per stuk.

Hoe telescopen werken: zijn

Set van RKE oculairs.

Erfle oculairs werden uitgevonden tijdens de Tweede Wereldoorlog. Ze hebben een ontwerp met vijf elementen en een breed gezichtsveld van 60 graden. Ze lijden aan spookbeelden en astigmatisme, waardoor ze ongeschikt zijn voor planetaire waarneming. Verbeteringen aan het Erfle-ontwerp worden breedveld oculairen genoemd.

Plossl oculairs hebben een ontwerp met vier of vijf elementen, met een gezichtsveld van 50 graden. Ze hebben een goede oogafstand (behalve voor lenzen van 10 mm en kortere lenzen). Ze werken het beste in de grootte van 15 tot 30 mm. De kwaliteit is goed, vooral voor het bekijken van de planeet. Ze hebben astigmatisme, vooral aan de rand van het veld. Het zijn populaire oculairs.

Nagler oculairs werden geïntroduceerd in 1982, geadverteerd als "als het nemen van een ruimtewandeling." Ze hebben een ontwerp met zeven elementen met een ongelooflijk gezichtsveld van 82 graden. Ze zijn alleen verkrijgbaar in een vatmaat van 2 inch en zijn zwaar - tot 2 pond (1 kg) - en duur.

Barlow lenzen kunnen een economische manier zijn om de vergroting te vergroten en / of een betere oogverlichting te bieden bij een bestaand oculair. Het oculair past in de Barlow-lens, die vervolgens in de oogstukhouder past.

Hoe telescopen werken: voor

Een oculair past in een Barlow-lens om de vergroting te vergroten.

Een laatste categorie oculair is de oculair met verlichte dradenkruisen. Deze oculairs zijn er in vele ontwerpen en worden exclusief gebruikt voor astrofotografie. Ze helpen bij het begeleiden van de telescoop om een ​​voorwerp te volgen tijdens een filmbelichting, die tussen de 10 minuten en een uur kan duren.

Finders en andere accessoires

Peep zicht

Peep zicht

Finders zijn apparaten die worden gebruikt om de telescoop op zijn doel te richten, vergelijkbaar met de vizieren op een geweer. Finders kunnen in drie basistypen voorkomen:

  • kijkerpoppen - inkepingen of cirkels waarmee je het doel kunt opstellen
  • reflex sights - een spiegeldoos die de lucht laat zien en het doel verlicht met een rode LED diodevlek, vergelijkbaar met een laseruitzicht op een geweer
  • telescoop zicht - een kleine, lage vergroting (5x tot 10x) telescoop aan de zijkant gemonteerd met een kruisdraadkruis, zoals een telescopisch zicht op een geweer

Sommige vinders zijn standaard op telescopen, terwijl andere afzonderlijk worden verkocht.

filters

filters zijn stukjes glas of plastic die u in de loop van een oculair kunt plaatsen om de golflengten van licht die door het beeld heen komen te beperken.

Hoe telescopen werken: telescopen

Set filters voor weergave, inclusief een filter voor lichtvervuiling (links) en gekleurde filters voor het verbeteren van het contrast in planetaire afbeeldingen.

Filters kunnen worden gebruikt om:

  • verbeteren van het bekijken van vage hemelobjecten in lichtvervuilde luchten
  • verbeter het contrast van fijne details en details op de maan en de planeten
  • veilig de zon bekijken (zie Observatie van de zon voor details)

Hoe telescopen werken: telescoop

De filterschroeven in de cilinder van het oculair.

Hoe telescopen werken: werken

Voltooide filter- / oculair-combinatie.

Dew Caps

Omdat u 's nachts, wanneer het koel is, waarneemt, kan vocht condenseren in uw telescoop en op de optiek. Om dit te voorkomen, kunt u een dauwschild gebruiken, dat zich rond het


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com