Устройство и история развития телескопов. Кто изобрел телескоп

Содержание

История телескопа: от Галилея до наших дней

Устройство и история развития телескопов. Кто изобрел телескоп

Недавно в российских магазинах появился в продаже телескоп ТАЛ-35 ‒ копия рефлектора, созданного Исааком Ньютоном в 1668 году. Изобретение, в свое время ставшее прорывом в астрономии, в точности воспроизвели специалисты холдинга «Швабе».

Телескоп «Швабе» не отличается от оригинала ничем, кроме улучшенного качества изображения. Интересно, что принципиальные схемы телескопов были открыты еще в XVII веке и применяются до сих пор. Об эволюции телескопов и первооткрывателях телескопостроения – в нашем материале.
   

У истоков астрономии

410 лет назад, в 1609 году, итальянец Галилео Галилей, впервые наблюдая через телескоп небесные тела, смог разглядеть кратеры на Луне, отдельные звезды Млечного Пути и спутники Юпитера. Свои наблюдения Галилей описал в книге «Звездный вестник», которая произвела фурор в научной среде. Этот момент считается одним из поворотных в становлении астрономии как науки о Вселенной.

Галилео Галилей демонстрирует свой телескоп в Венеции. Фреска Джузеппе Бертини

Первые зрительные трубы, изучая которые Галилей собрал свой телескоп, были изготовлены в 1607 году в Голландии. Но до этого еще в 1509 году Леонардо да Винчи в своих записях сделал чертежи простейшего линзового телескопа и предлагал смотреть через него на Луну. 

Устройство первых телескопов было достаточно простым. В трубе на расстоянии располагались две линзы: объектив − выпуклая линза с фокусным расстоянием в 10, 20 или 30 дюймов и окуляр – вогнутая рассеивающая линза. Недостатками такого устройства являлись малое поле зрения и слабая яркость картинки.

В 1611 году немецкий ученый Иоганн Кеплер предлагает свою конструкцию телескопа – с двумя собирающими линзами. Эта схема давала перевернутое изображение, но зато оно было более ярким, и при этом значительно расширялось поле зрения.

Первый телескоп по схеме Кеплера был сделан в 1613 году ученым-иезуитом Кристофом Шейнером.

Он же впервые использовал для наведения телескопа две взаимно перпендикулярные оси, одна из которых стоит под прямым углом к плоскости экватора, что помогало компенсировать вращение Земли при наблюдениях.
 

Рефлектор Ньютона и другие телескопы

Первый телескоп, собранный Галилеем, имел трехкратное увеличение. Позже ему удалось добиться 32-кратного приближения. В дальнейшем ученые поняли, что увеличение фокусного расстояния улучшает качество изображения и помогает избежать аберраций, или искажений. Размеры телескопов при этом стали достигать 100 метров.

Одним из существенных искажений, которые мешали работе пионеров астрономии, был хроматизм, когда изображение становилось нечетким и у него появлялись яркие цветные контуры. Чтобы избавиться от хроматических аберраций, англичанин Исаак Ньютон, экспериментировавший в 1660-е годы с оптикой, решает заменить выпуклую линзу на сферическое зеркало.

Для этого он добавляет в бронзу мышьяк и разрабатывает хорошо поддающийся шлифовке материал. Первый телескоп-рефлектор был построен Ньютоном в 1668 году. Длиной он был всего 15 см и диаметром 33 мм. Ученый смог добиться 40-кратного увеличения высокого качества.

Новый телескоп настолько понравился королю, что Ньютон был избран членом Королевского общества.

Оригинальный телескоп-рефлектор Исаака Ньютона. Фото Лондонского королевского общества

В 1672 году француз Лоран Кассегрен предложил двухзеркальную схему, где первое зеркало было параболическим, а в качестве второго рефлектора выступал выпуклый гиперболоид, располагающийся перед фокусом первого. Первый подобный телескоп был сделан в 1732 году. Таким образом, уже в конце XVII века были разработаны все основные схемы телескопов, которые совершенствовались в последующие годы.
 

Время гигантов

В середине XIX века появились первые фотографии, выполненные с помощью телескопов. В 1860-е годы произошло важное событие в мире астрономии – англичанин Уильям Хаггинс впервые использовал вместе с телескопом спектроскоп. Ученый исследовал спектры излучения звезд и доказал различия между галактиками и туманностями.

Если во второй половине XIX века моду задавали телескопы-рефракторы, то в XX веке лидерами стали зеркальные рефлекторы. И сегодня в большинстве телескопов используются зеркальные схемы.

Большой телескоп азимутальный. Руслан Зимняков/Flickr

В 1917 году в Калифорнии был построен зеркальный телескоп Хукера диаметром 100 дюймов (2,54 м), с помощью которого Эдвин Хаббл делал свои открытия. В 1948-м там же был запущен телескоп Хейла диаметром 5,15 м.

Он оставался самым крупным в мире до 1976 года, когда в СССР был открыт БТА (Большой телескоп азимутальный), установленный в Специальной астрофизической обсерватории на горе Семиродники около Нижнего Архыза. Это был первый телескоп с альт-азимутальной компьютеризованной монтировкой.

Основные работы по телескопу выполняли предприятия, входящие сегодня в холдинг «Швабе»: Лыткаринский завод оптического стекла и Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова. По сей день зеркало БТА диаметром 605 см является самым большим по массе.

С каждым десятилетием сложность и размеры телескопов растут. Так, самый большой в мире телескоп с цельным зеркалом диаметром 10 м находится на Гавайских островах.

На Канарских островах есть еще более крупный Большой Канарский телескоп диаметром 10,4 м. Но его первичное зеркало не является цельным − оно собрано из 36 зеркальных шестиугольных сегментов.

Применение ячеистых зеркал стало новым шагом в развитии телескопов.
 

Реплика от «Швабе»

Сегодня ощутить себя астрономами далекого прошлого можно благодаря ученым из столицы Сибири. В 2008 году на Новосибирском приборостроительном заводе (НПЗ) холдинга «Швабе» воссоздали телескоп-рефлектор, созданный Исааком Ньютоном в 1668 году.

Первые экземпляры устройства выпустили как памятные сувениры для гостей Новосибирска, приехавших посмотреть на полное солнечное затмение, так называемое русское.

Но спрос оказался таким высоким, что телескопы продолжали выпускать по единичным заказам, а потом и вовсе решили запустить серийное производство – под названием ТАЛ-35.

Чертежи телескопа создавали практически с нуля – на основе архивной информации. Оптическая труба ТАЛ-35 состоит из двух частей: подвижной и основной. Монтировка (подвижная опора телескопа) представляет собой деревянный шар. В рефлекторе Ньютона зеркало повернуто к оптической оси под углом 45 градусов, поэтому наблюдение ведется не с торца телескопа, а в боковой части.

Реплика телескопа Ньютона.  «Швабе»

Детали телескопа Ньютона изготавливают на тех же линиях, где серийно производят линейку известных в мире телескопов ТАЛ. Единственное отличие копии от исторического оригинала – это качество изображения.

Если Ньютон использовал для отражения полированную бронзовую пластину, то реплику оснастили оптическим зеркалом, обработанным алюминием.

Таким образом, несмотря на сувенирное назначение, эти телескопы можно использовать и для наблюдений.

Астрономия – одна из важнейших наук, формирующих мировоззрение. Несколько лет назад она вернулась в обязательную школьную программу старших классов. Выпускаются новые учебники, в ЕГЭ добавляются астрономические вопросы.

Как отмечает генеральный директор НПЗ Василий Рассохин, в создании телескопа ТАЛ-35 новосибирцы руководствовались не только популярностью прибора как сувенира: «Мы уверены, что телескопы Ньютона станут первым шагом в большую науку для многих молодых людей». 

Источник: https://rostec.ru/news/istoriya-teleskopa-ot-galileya-do-nashikh-dney/

Первые телескопы и их создатели | Статьи на сайте Познавая Мир

Устройство и история развития телескопов. Кто изобрел телескоп

Любознательному человеку, который желает стать астрономом-любителем, наверняка захочется узнать о том, кто придумал телескоп и как складывалась история этого удивительного инструмента. Сразу нужно сказать, что с изобретением телескопа связана целая плеяда имён мастеров и учёных — как известных, так и не пользующихся широкой популярностью.

Кто изобрёл телескоп первым: загадка эпохи Возрождения

Несмотря на многочисленные версии, никто до сих пор точно не может назвать имя изобретателя первого телескопа. История свидетельствует о том, что первые инструменты (если говорить точнее, примитивные подзорные трубы) появились в 16 веке.

Рис.1. Английский астроном Томас Диггес.

В каком году изобрели телескоп? Известно, что первые попытки рассмотреть звёздное небо были предприняты английским астрономом Томасом Диггесом ещё в 1450 году. Он пытался использовать для этих целей линзу и зеркало, но попытка успехом не увенчалась.

Рис.2. Итальянский художник Леонардо да Винчи.

Чуть позже великий итальянский художник Леонардо да Винчи изготовил первые чертежи линзового телескопа. Эта работа датируется 1509 годом. Дальше события разворачиваются ещё интереснее.

Известно, что в начале 17 века в Нидерландах жили два талантливых мастера, которые занимались изготовлением очков. Их звали Захария Янсен и Иоганн Липперсгей.

Янсен даже стал персонажем популярной истории о том, что местный герцог, вдохновлённый его подзорными трубами, даже заказал у него целую партию этих приспособлений для военных и моряков.

Рис.3. Голландский мастера немецкого происхождения Захария Янсен и Иоганн Липперсгей

Говорят, что Янсен и Липперсгей постоянно конкурировали друг с другом, но дать точную оценку того, кто из них был лучшим мастером, было непросто. Как бы там ни было, именно Липперсгей принял попытку запатентовать изобретение первой подзорной трубы, но поскольку она не была доведена до идеального рабочего состояния, его предложение было отклонено.

Галилей — знаток оптики и математики

Рис.4. Итальянский физик, астроном, математик Галилео Галилей

Итальянец Галилео Галилей, будучи отличным математиком, сумел применить на практике известные к тому времени законы оптики.

Ему удалось сделать то, что не получилось у его голландских предшественников, а именно: усовершенствовать подзорную трубу так, чтобы ею можно было пользоваться для серьёзных наблюдений за небесными объектами.

Конечно, первый телескоп Галилея тоже был далёк от совершенства. Увеличение он давал небольшое, а картинка получалась размытой, но для того времени это стало серьёзным прорывом в науке.

Рис.5. Первый телескоп Галилея

Телескоп Галилея, сделанный в 1609 году, представлял собой конструкцию, состоявшую из нескольких линз, заключённых в трубу из свинца.

Именно Галилея традиционно считают первым человеком, направившим в небо подзорную трубу, пригодную для астрономических исследований.

Галилей был несказанно удивлён и восхищён, обнаружив на Луне горы и кратеры, а в созвездии Плеяд — большое количество звёзд, ранее неизвестных астрономам.

Галилей был первым человеком, которому выпало счастье наблюдать за «лунами Юпитера» (его спутниками). Рассмотрев Венеру, учёный обнаружил, что она очень напоминает Землю и не является звездой, как люди думали раньше.

Интересно, что сам Галилей не употреблял в своём лексиконе слова «телескоп». Подзорную трубу он называл «окуляром». Слово «телескоп» впервые было применено к инструменту коллегой и современником Галилея, итальянским астрономом и математиком Демесиани. В переводе с греческого языка «телескоп» означает «смотрю вдаль».

От Кеплера до Ньютона: как совершенствовали телескоп

Рис.6. Математик, астроном Иоганн Кеплер

Усовершенствование линзового телескопа-рефрактора датируется 1610 годом, когда немецкий астроном Иоганн Кеплер впервые применил двояковыпуклые линзы для объектива и окуляра инструмента.

Именно по такому принципу и сейчас конструируют современные рефракторы, работа которых основана на преломлении световых лучей. В дальнейшем мастерам удалось создать более мощные трубы с увеличением объектов до 100 крат. При этом, фокусное расстояние телескопа составляло 40 метров.

В 1664 году астроном по фамилии Оз установил своеобразный рекорд, создав телескоп с длиной трубы 98 метров.

Рис.7. Английский математик, физик, астроном Исаак Ньютон

Проблему тяжёлых и громоздких телескопов удалось решить Исааку Ньютону, создателю первых зеркальных инструментов. Их основу составляли вогнутые металлические зеркала. Их работа основывалась на отражении (рефлексии) объектов. Отсюда и произошло название зеркального телескопа — рефлектор.

Рис.8 Первый телескоп рефлектор Исаака Ньютона

Первый рефлектор Ньютон построил в 1672 году, а его схему телескопостроители также применяют и по сей день.

Усовершенствованием ньютоновских рефлекторов занимался великий российский учёный М.В. Ломоносов, а Уильям Гершель построил один из выдающихся зеркальных инструментов, который в 19 веке считался одним из лучших.

Роль любительской астрономии в нашей жизни

Сейчас, когда человечество запускает в небо космические телескопы (такие, как, например «Хаббл» или «Кеплер»), небольшие любительские телескопы кому-то могут показаться устаревшими. На самом деле, это не так.

Именно любительская астрономия из века в век вдохновляла людей на первые шаги в изучении звёздного неба и стала отправной точкой для совершения множества полезных открытий, результатами которых человечество пользуется и сейчас.

Источник: https://poznavajamir.ru/information/stati-o-tovarah/teleskopy-info/pervye-teleskopy-i-ih-sozdateli/

Кто изобрел телескоп первым? Устройство и виды телескопов

Устройство и история развития телескопов. Кто изобрел телескоп

Тот, кто изобрел телескоп, несомненно, заслуживает уважения и огромной благодарности со стороны всех современных астрономов. Это одно из величайших открытий в истории. Телескоп позволил изучить ближний космос и узнать много нового о строении вселенной.

С чего все началось

Первые попытки создать телескоп приписываются великому Леонардо да Винчи. Патентов и упоминаний о рабочей модели нет, но ученые нашли остатки чертежей и описаний стекол для разглядывания луны. Возможно, это еще один миф об этом уникальном человеке.

Устройство телескопа пришло на ум Томасу Диггесу, который и пытался его создать. Он использовал выпуклое стекло и вогнутое зеркало. Само по себе изобретение могло работать, и, как покажет история, подобное устройство будет создано вновь.

Но технически еще не было средств для воплощения этого замысла, создать рабочую модель ему так и не удалось. Наработки остались в тот период невостребованными, а Диггес вошел в историю астрономии за описание гелиоцентрической системы.

Тернистый путь

В каком году изобрели телескоп, вопрос по-прежнему остается спорным. В 1609-м голландский ученый Ханс Липперсгей представил патентному бюро свое увеличительное изобретение. Назвал он его подзорной трубой.

Но патент был отклонен в силу чрезмерной простоты, хотя сама подзорная труба плотно вошла в обиход. Особенную популярность она приобрела у мореходов, а для астрономических нужд оказалась слабовата.

Шаг вперед был уже сделан.

В том же году подзорная труба попала в руки Томаса Хариота, изобретение ему пришлось по нраву, но нуждалось в значительной доработке первоначального образца. Благодаря его работе астрономы впервые смогли увидеть, что луна имеет свой рельеф.

Галилео Галилей

Узнав о попытке создания специального прибора для увеличения звезд, Галилей по-настоящему загорелся этой идеей. Итальянец решил создать для своих исследований подобную конструкцию. Математические знания помогли ему с расчетами. Устройство состояло из трубки и вставленных в нее линз, изготовленных для людей с плохим зрением. По сути, это и был первый телескоп.

Сегодня этот вид телескопов называют рефракторными. Благодаря усовершенствованной конструкции Галилео сделал немало открытий. Он сумел доказать, что луна имеет форму сферы, разглядел на ней кратеры и горы.

20-кратное увеличение позволило рассмотреть 4 спутника Юпитера, наличие колец у Сатурна и много чего еще. На тот момент устройство оказалось самым совершенным прибором, но он имел свои недостатки.

Узкая трубка значительно сокращала круг обзора, а искажения, полученные за счет большого числа линз, делали картинку размытой.

Эпоха рефракторных телескопов

Четко ответить на вопрос, кто первым изобрел телескоп, не получится, ведь Галилей только усовершенствовал уже существующую трубу для созерцания неба. Без идеи Липперсгея ему могла и не прийти в голову эта мысль. В последующие годы шло постепенное совершенствование прибора. Развитие значительно тормозила невозможность создания больших линз.

Толчком дальнейшего развития стало изобретение штатива. Трубу теперь не надо было держать в руках продолжительное время. Благодаря этому стало возможным удлинение трубки.

Христиан Гюйгенс в 1656 году представил аппарат с увеличением в 100 раз, достигнуть этого удалось за счет увеличения расстояния между линзами, которые помещались в трубку длиной 7 метров.

Спустя 4 года был создан телескоп длиной 45 метров.

Помехой для исследований мог стать даже небольшой ветер. Уменьшения искажения картинки пытались добиться путем дальнейшего увеличения расстояние между линзами. Развитие телескопов пошло в сторону удлинения. Самый длинный из них достигал 70 метров. Такое положение вещей сильно затрудняло работу, да и саму сборку устройства.

Новый принцип

Развитие космической оптики зашло в тупик, но долго так продолжаться не могло. Кто изобрел телескоп принципиально нового образца? Это был один из величайших ученых всех времен – Исаак Ньютон. Вместо линзы для фокусировки стало использоваться вогнутое зеркало, что позволило избавиться от хроматических искажений. Рефракторные телескопы ушли в прошлое, по праву уступив место рефлекторным.

Открытие телескопа, работающего по принципу рефлектора, перевернуло астрономическую науку. Зеркало, использованное в изобретении, Ньютону пришлось делать самостоятельно.

Для его изготовления был использован сплав олова, меди и мышьяка. Первая рабочая модель продолжает храниться, по сей день, ее пристанищем стал Лондонский музей астрономии. Но оставалась небольшая проблема.

Те, кто изобрел телескоп, еще долгое время не могли создать зеркало идеальной формы.

Прорыв

1720 год стал знаменательной датой для всей астрономической науки. Именно в этом году оптикам удалось создать рефлекторное зеркало диаметром 15 см. к слову сказать, зеркало ньютона имело диаметр всего 4 см.

Это был настоящий прорыв, проникнуть в тайны вселенной стало гораздо проще. Миниатюрные телескопы по сравнению с 40-метровыми гигантами были всего 2 метра длиной.

Наблюдение за космосом стало доступно большему кругу людей.

Компактные и удобные телескопы могли бы надолго войти в моду, если бы не одно “но”. Сплав металла быстро тускнел и тем самым терял свои отражательные свойства. Вскоре зеркальная конструкция была усовершенствована и приобрела новые черты.

Два зеркала

Очередным усовершенствованием устройство телескопа обязано французу Кассегрену. Он придумал использовать 2 стеклянных зеркала вместо одного, сделанного из металлического сплава. Его чертежи оказались рабочими, но самому ему не удалось в этом убедиться, техническое оснащение не позволило воплотить мечту.

Телескопы Ньютона и Кассегрена можно уже считать первыми современными моделями. На их основе продолжается сейчас развитие телескопостроения. По принципу Кассегрена построен современный космический телескоп “Хаббл”, который уже принес множество информации человечеству.

Возвращение к основам

Рефлекторы не смогли окончательно одержать победу. Рефракторы триумфально вернулись на пьедестал с изобретением двух новых сортов стекла: крон – более легкого, и флинт – тяжелого. Такая комбинация пришлась в помощь тому, кто изобрел телескоп без ахроматических погрешностей. Это оказался талантливый ученый Дж. Доллонд, в честь него и был назван новый вид объектива – доллондовый.

В 19-м веке рефракторный телескоп пережил свое второе рождение. С развитием технической мысли стало возможным изготавливать линзы идеальной формы и все большего размера.

В 1824 году диаметр объектива составлял 24 см, к 1966 году он вырос в два реза, а в 1885 году составил уже 76 сантиметров. Условно говоря, диаметр объектива рос примерно на 1 см в год.

О зеркальных устройствах почти забыли, в то время как линзовые теперь росли не в длину, а в сторону увеличения диаметра. Это позволяло улучшить угол обзора и одновременно увеличить картинку.

Возродили рефлекторные установки астрономы-любители. Одним из них был Уильям Гершель, несмотря на то что основной род его деятельности – это музыка, он сделал немало открытий.

Самое первое его открытие – это планета Уран. Небывалый успех окрылил его на создание телескопа большего диаметра.

Создав в домашней лаборатории зеркало диаметром 122 см, он сумел рассмотреть 2 спутника Сатурна, неизвестных ранее.

Успехи любителей подталкивали к новым экспериментам. Основную проблему металлических зеркал – быстрое помутнение – так и не удалось преодолеть. Это натолкнуло французского физика Леона Фуко на мысль вставить в телескоп другое зеркало. В 1856 году он изготовил для увеличительного устройства стеклянное зеркало с серебряным напылением. Результат превзошел самые смелые прогнозы.

Еще одно важное дополнение внес Михаил Ломоносов. Он изменил систему так, что зеркало стало вращаться независимо от линзы. Это позволило максимально уменьшить потери световых волн и настраивать изображение. Одновременно с ним о подобном открытии заявил и Гершель.

Сейчас активно используются обе конструкции, и продолжается совершенствование оптики. В дело вступают современные компьютеры и космические технологии. Самый большой телескоп из тех, что расположены на Земле, – это большой Канарский телескоп. Но скоро его величие затмится, уже в работе проекты с зеркалами диаметром 30 м против его 10,4 м.

Телескопы-гиганты строят на возвышенности, чтобы максимально исключить преломление картинки земной атмосферой. Перспективным направлением является строительство космических телескопов. Они дают самую четкую картинку с максимальным разрешением. Все это было бы невозможно, если бы в далеком 17-м веке не была создана подзорная труба.

Источник: https://FB.ru/article/227648/kto-izobrel-teleskop-pervyim-ustroystvo-i-vidyi-teleskopov

Эволюция телескопов: история развития и появления

Устройство и история развития телескопов. Кто изобрел телескоп
Назад к списку

Телескоп — оптический прибор, позволяющий наблюдать отдаленные объекты. Он имеет особую конструкцию, которая собирает электромагнитное излучение, в результате чего формируется увеличенное изображение небесного тела. 

Предыстория

Кто и когда изобрел телескоп до сих пор точно неизвестно, но предполагается, что это был голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей

Именно он впервые в 1607 году в Гааге показал прибор, который больше был похож на современную подзорную трубу, а такое изобретение давно ждали мореплаватели. Только в выдаче патента изобретателю отказали, так как точно такие же приборы уже были у Захария Янсена из Мидделбурга и Якоба Метиуса из Алкмара. 

Задолго до этого изобретения самые первые чертежи были сделаны Леонардо да Винчи еще в 1509 году. Это были простые приборы, похожие на телескопы, с одной и двумя линзами.

Изобретение первого телескопа рефрактора

Полноценный прибор для наблюдения космических объектов был специально изобретен известным ученым Галилео Галилеем в 1609 году. Первый прибор изобретателя имел трехкратное, второй — 8-кратное, а третий — 32-кратное увеличение. При этом, пользуясь такими несовершенными телескопами, Галилео Галилей сделал много важных открытий, связанных с Космосом. В частности, он впервые рассмотрел:

  • горы и кратеры на Луне;
  • звезды Млечного Пути;
  • пятна на Солнце;
  • четыре спутника Юпитера;
  • кольца Сатурна.

Настоящий телескоп получил свое название не сразу. В 1611 году известный математик Иоаннис Димисианос из Греции предложил данный прибор называть телескопом.  

Так началась эра рефрактора в астрономии, открытая Галилео Галилеем.

Изобретение рефлектора Ньютоном

Телескоп постоянно пытались усовершенствовать, но не удавалось изготовить линзы больших размеров. Из-за этого приборы были длинными, неподъемными и с узким полем зрения. К ним в то время смогли только изобрести штативы.

Во второй половине ХVII века Христиан Гюйенс сделал телескоп длиной 7 метров, который увеличивал в 100 раз, при этом апертура была примерно 15 см. Сегодня примерно такой же прибор относят к любительским и рекомендуют начинающим астрономам.

Телескоп не один раз пытались усовершенствовать. К концу ХVII века был собран телескоп длиной 70 метров! Но как им управлять и настраивать его? При этом даже обычный ветер был помехой для наблюдений. Великие умы прилагали все усилия, чтобы улучшить его.

 

Совершенно новое изобретение стало принадлежать Исааку Ньютону. Его прибор позволял собирать и фокусировать лучи с помощью вогнутого зеркала. Таким образом, рефрактор Галилея «превратился» в рефлектор Ньютона. Здесь главной задачей было сделать для прибора зеркало хорошего качества.

Для него Ньютон применил сплав меди, олова и мышьяка, чем улучшил изображение в несколько раз, при этом добился 40-кратного увеличения. Телескоп так понравился королю, что Ньютон сразу стал членом Королевского общества. Это шел 1704 год, а значит, начало ХVIII века стало новой эрой рефлектора Ньютона.

Его самодельный телескоп до сих пор хранится в лондонском музее астрономии. 

Телескопы стали удобнее и компактнее (чаще не более 2 метров в длину), но все равно громоздкими. Но хотя их можно было уже носить и брать с собой, куда угодно.

История развития рефрактора и рефлектора

Телескоп совершенно другого типа разработали в конце ХVIII века. Француз Кассегрен предложил вместо одного зеркала в приборе использовать два.

Но свою идею он не мог воплотить в жизнь, так как на тот момент не было возможности сделать нужные зеркала. Его изобретение реализовали в наше время в мощном телескопе Хаббл.

В нем установлены зеркала, работающие по принципу, который описал Кассегрен. 

К сожалению, рефлекторы оказались дорогими, кроме этого, основные элементы — металлические зеркала — со временем теряли яркость и становились тусклыми. Поэтому телескоп-рефрактор продолжал совершенствоваться.

В 1758 году были изобретены два совершенно новых сорта зеркал: крон и флинт. Их удачно применил Дж. Доллонд в своем телескопе с двухлинзовой системой. Такой прибор впоследствии назвали доллондовым.

Успех рефрактора был однозначным!

Но астрономы-любители не забыли о рефлекторах.

Так, английский музыкант Вильям Гершель собрал собственный телескоп-рефлектор и в 1781 году совершил потрясающее открытие: в космическом пространстве он нашел новую планету — Уран, чем удивил всех.

Такой успех побудил любителя астрономии усовершенствовать телескоп и сделать его большего размера. Им был создан самый большой на то время рефлектор с диаметром зеркала 122 см. В результате были открыты еще 2 спутника Сатурна.

За Гершелем последовал английский лорд Росс, который собрал рефлектор с диаметром зеркала 182 см. Он сразу открыл неизвестные ранее спиральные туманности. Но и эти телескопы были несовершенны: тяжелые, с малым отражением света, а зеркала в них быстро тускнели.                 

Только в 1856 году французский физик Леон Фуко применил зеркало из посеребренного стекла. Этот опыт оказался удачным.

Русские ученые тоже не остались в стороне, они принимали участие в новых изобретениях: Я.В. Брюс разрабатывал металлические зеркала, М.В.Ломоносов (также как и Гершель) работал над новой конструкцией, которая уменьшала бы потери света.

Только в конце ХIХ века стали выпускать линзы со стеклянной поверхностью, обработанной серебром. Такие линзы отражали до 95% светового потока, что стало настоящим прорывом в области телескопостроения. 

Л.Фуко создал рефлектор, применив параболическое зеркало, которое по тем временам было просто громадное 91 см.

В ХХ веке телескопы с огромными зеркалами стали не редкость. Например, прибор с диаметром 256 см установлен в обсерватории Моунт-Вильсон, а гигантский рефлектор с диаметром в 2 раза больше — в Калифорнии.

Телескопы ХХ века

Благодаря открытиям, сделанным в прошлых столетиях, и разработкам ХХ века телескопы вышли на совершенно иной уровень. Они стали давать качественное изображение и точную информацию о космических объектах. Все это сопровождается компьютерным ведением. Вот некоторые из них.

  • В 1976 году советским ученым удалось смонтировать на Северном Кавказе телескоп, который получил название БТА — Большой Телескоп Азимутальный. В нем установлено шестиметровое 42-тонное зеркало. С помощью прибора сделано много важных открытий в области взаимодействия и эволюции Галактик. На тот момент это был единственный гигантский телескоп.
  • Космический телескоп «Хаббл» — орбитальная обсерватория, имеющая все необходимое оборудование для астрономических наблюдений и исследований. Так как земная атмосфера не создает ему помех, снимки, сделанные им в Космосе, являются самыми качественными. Он выведен на орбиту в 1990 году и его планируют заменить после 2020 года.
  • Два самых эффективных телескопа-близнеца KECK 1 и KECK 2 размером с 8-этажный дом установлены в 1993 – 1996 году на горе потухшего вулкана Мануа Кеа. Его угловые разрешения высокой точности позволили открыть экзопланеты и исследовать их.

Современные телескопы

У современных телескопов выросли размеры зеркал, точность изготовления, возросло количество диапазонов длин волн, в которых ведется наблюдение. Обсерватории работают в инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском, терагерцовом и других диапазонах. Они оснащены уникальными компьютерными программами, позволяющими накапливать данные и анализировать их.

  • Большой Канарский телескоп-рефлектор установлен в 2007 году на вулкане Мучачос на высоте 2400 метров. Он позволяет изучать наиболее отдаленные объекты в космическом пространстве.
  • В чилийской пустыне Атакама, расположенной на высоте 5100 метров над уровнем моря, где крайне сухой воздух, с 2005 года работает детектор CONDOR. С его помощью Вселенную изучают в терагерцовом диапазоне. 
  • Дорогостоящий комплекс из радиотелескопов, расположенный также в пустыне Атакама в Чили, начал научные наблюдения с 2011 года. С его помощью ученые попытаются воссоздать эволюционные процессы во Вселенной, в том числе зарождение звезд и Галактик. 

Данные телескопы стали настоящим прорывом в изучении Космоса. Они позволяют заглянуть в самые отдаленные уголки Вселенной, разгадать загадки далеких звезд, планет и Галактик.

Какими бы гигантскими ни были современные телескопы, простых любителей астрономии все равно будет интересовать свой личный прибор, поэтому предлагаем заглянуть на страницы нашего сайта и выбрать оптимальный вариант телескопа лично для себя или в подарок близкому человеку!

Назад к списку

Источник: https://veber.ru/item/telescopes-history-and-development/

История изобретения телескопа | Телескоп Галилея

Устройство и история развития телескопов. Кто изобрел телескоп

С чего началась история создания телескопа? Кому человечество обязано за его изобретение? До сих пор не совсем ясно и все еще обсуждается в кругах историков и теоретиков. Ещё в 385 г. до н.э. Демокрит объявил, что Млечный Путь состоит из множества звезд.

Некоторые специалисты утверждают, что к такому выводу можно прийти только с помощью телескопических наблюдений. Другие указывают на сохранившиеся греческие и римские тексты в которых описывается некий оптический инструмент, похожий на сегодняшний телескоп.

Тем не менее, это только косвенные доказательства принадлежности какого-либо человека к истории создания телескопа, и кажется, что делать такие далеко идущие выводы неоправданно.

Телескопы, работающие по принципу преломления света на границе центров

Технология шлифования была известна еще в древности. Только первые линзы были сделаны не из стекла, а из обработанного и полированного кварца (диоксид кремния, SiO2), твердого материала, который довольно часто встречается в природе. Однако трудно выяснить, являются ли предметы, найденные археологами, украшениями или сознательными попытками сделать линзы.

Первое хорошо документированное в истории использование линз появляется в греческих и римских источниках.

Официальным началом телескопической астрономии можно считать деятельность месопотамского астронома Альхазена (Ибн аль-Хайсам), жившего в 11 веке.

Он был величайшим физиком и считается отцом оптики, много занимался вопросами рефракции и расщепления света, и его работы оказали значительное влияние на развитие современного телескопа.

Также древние окуляры были обнаружены в археологических находках в Висби, Готланд (территория Швеции), и датируются второй половиной 11 века. Эти линзы имеют интересную форму – половина – почти идеальный эллипсоид, а другая сторона – плоская. Некоторые из них имели серебряную оправу и, вероятно, использовались в качестве подвесок.

В нескольких исследованиях, написанных между 1230 и 1235 годами, Роберт Гроссетест, основатель оксфордской философской и естественнонаучной школы, писал: Эта часть оптики, если ее хорошо понять, показывает нам, как мы можем сделать очень отдаленные объекты очень близкими, а крупные близкие объекты кажутся маленькими и мы можем сделать удаленные объекты нужного размера, чтобы можно было читать самые маленькие буквы с невероятных расстояний.

Широко признано, что в Европе очки, корректирующие дальнозоркость с помощью соответствующих линз, были изобретены в северной Италии на рубеже 13 и 14 веков.

Около 1450 года было обнаружено, что вогнутые линзы исправляют миопию.

Таким образом, в середине пятнадцатого века два типа линз, необходимых для создания телескопа, были уже известны, и открытие телескопа, как вы можете догадаться, было лишь вопросом времени.

Однако мир не обладает достаточными письменными или материальными источниками, чтобы можно было с уверенностью сказать, был ли уже построен соответствующий телескоп в то время.

С другой стороны мы имеем хорошо документированные доказательства, что оптические и зеркальные телескопы были известны в Англии уже во второй половине 16-го века.

Письма Яна Ди и Томаша Диггса от 1570 и 1571 годов соответственно описывают использование этих оптических конструкций отцом Томаша, Леонардом Диггсом.

Независимое подтверждение этого факта можно найти и в других записях того периода.

Первые телескопы состояли из фокусирующей линзы и рассеивающей линзы. Благодаря множеству практических применений, значительное их количество быстро распространилось по всей Европе.

Кстати, всем студентам-астрономам можно порекомендовать сконструировать такой дешевый и простой телескоп своими руками – самый простой способ – с помощью линз для очков и цилиндрической трубки. Это будет абсолютно фатальный инструмент с точки зрения качества оптики, но с дидактической и когнитивной точки зрения почему бы не попробовать.

Выбор читателей:  10 Фактов о Солнце, планетах, кометах и астероидах

Первый патент

Первым запатентовал телескоп голландский офтальмолог Иоанн Липперсгей в 1608 году. Свои изобретения он поставлял голландскому правительству, вероятно, они были нужны армии и флоту, потому что моряки быстро осознали неоценимую роль телескопа на борту корабля.

Телескоп Липперсгейя, реплика

Видимо, принцип работы телескопа Липперсгей обнаружил, когда двое его детей, играя в мастерской, соединили две линзы одну за другой. Внимание Иоанна привлекли их крики от увиденного.

Изобретение телескопа Галилеем

Пришло время упомянуть человека, которому чаще всего приписывают «открытие» телескопа – Галилей.

Находясь в Венеции в мае 1609 года он услышал о человеке, который сконструировал инструмент, благодаря которому отдаленные объекты выглядели ближе и крупнее, чем видно невооруженным глазом, и что физический принцип, по которому работает устройство, – это преломление света.

Сам Галилей утверждал, что он решил проблему конструкции телескопа в первую ночь после возвращения из Венеции в Падую, а на следующий день у него был готовый инструмент, состоящий из фокусирующей линзы и рассеивающей линзы, прикрепленной на противоположных концах свинцовой трубы.

Несколько дней спустя, сделав лучшую версию телескопа, он отвез ее в Венецию, где объявил о «своём» открытии.

Галилея ждал огромный успех, как во время жизни (он получил пожизненное финансовое обеспечение от собора), так и в умах потомков, в значительной степени незаслуженно передавая историю «первооткрывателя телескопа”.

Телескоп Галилея

Галилей изучал небо с помощью телескопа, сделал правильные выводы и смог распространить их.

Он наблюдал солнечные пятна (известные китайцам в течение долгого времени, хотя механизм их формирования до сих пор полностью не объяснен), фазы Венеры, Луны (правильно распознал форму местности) и заметил, что Сатурн вытянут (его телескоп был слишком мал, чтобы распознать кольцо планеты). Его наиболее важными открытиями были спутники Юпитера.

Источник: neane.ru

В результате своих исследований Солнечной системы он поддержал гелиоцентрическую гипотезу Коперника о построении Солнечной системы, отрицая при этом основы геоцентрической теории Птолемея. Это оказало значительное влияние на развитие науки и на жизнь самого Галилея, но это совсем другая история.

Конечно, Галилей постепенно улучшал свой телескоп – начиная с трехкратного увеличения, сконструировал телескоп с увеличением примерно в тридцать раз, что уже было довольно серьезным оптическим инструментом. Благодаря этому сегодня мы и называем эту структуру телескопом Галилея.

Кеплер и другие

Вскоре Ян Кеплер описал альтернативную конструкцию линзового телескопа, построенного на основе двух выпуклых линз. Преимуществом этой конструкции было значительно большее поле зрения телескопа. Однако контраст полученных изображений был ужасным, поэтому для этих телескопов требовалось большое фокусное расстояние.

Все любители астрономии знают об огромной роли поля зрения.

В качестве дополнительного примечания стоит добавить, что при создании современных любительских телескопов всегда ищется компромисс между увеличением оптических дефектов наряду с уменьшением светоотдачи и с уменьшением поля зрения по мере увеличения фокусного расстояния. Такой компромисс для типичных и относительно недорогих современных конструкций лежит между 1:8 и 1:12.

Во второй половине XVII века произошло значительное улучшение качества сконструированных телескопов: достаточно упомянуть Христиана Гюйгенса, который со своим братом сконструировал инструмент с фокусным расстоянием около 3,5 метров и правильно объяснил природу колец Сатурна.

Но построенные в то время телескопы были чрезвычайно длинными – 30 или даже 60 метров и управлять ими было чрезвычайно сложно.

Зеркальные телескопы, работающие по принципу отражения света

Феномен радуги и преломления света на границе центров был известен на протяжении веков, но только Исаак Ньютон в своих работах описал, что прохождение белого света через призму не создает новые цвета, но расщепляет существующие.

Этим он доказал, что разные длины волн света изгибаются по-разному – в физике мы говорим, что призма является дисперсионной средой для света.

До этого момента учёные считали, что оптические дефекты преломляющих телескопов связаны с плохо выбранной формой линзы, а не с природой самого света.

Хотя есть записи, которые могут указывать на то, что первые зеркальные телескопы были построены в первой половине шестнадцатого века, приоритетное место определенно принадлежит Исааку Ньютону.

В 1663 году Джеймс Грегори написал трактат Optica Promota, в котором он обсуждает изображения, полученные в результате преломления света линзами и отражения света от зеркальных поверхностей. В нем он отмечает, что если линзы или зеркала имеют сферическую форму (их поверхности являются элементами сферы), результирующие изображения будут искривлены.

Он понимал, что любая попытка улучшить телескопы путем придания линзам различной формы не приводит к решению проблемы хроматической аберрации (хотя он явно не называл этот оптический дефект).

И предложил построить зеркальный телескоп без хроматической аберрации (закон отражения в геометрической оптике не зависит от длины волны света).

Однако он так и не смог сконструировать правильный инструмент и не нашел никого, кто бы поддержал его идею. Ньютон сделал это.

Исаак Ньютон | Телескоп Ньютона

Когда в 1666 году Ньютон обнаружил зависимость показателя преломления в зависимости от его цвета, он понял, что недостатки объектива телескопа связаны скорее всего с этим явлением, чем со сферической формой объектива.

Обнаружив, что дефект рефракторов заключается в самой природе света и экспериментально доказав правильное отражение (угол падения света равен углу отражения), он обратил свое внимание на создание зеркального телескопа, выбрав сплав меди и олова как наиболее подходящий для отражающей поверхности.

Поверхность зеркала была отшлифована и отполирована в форме сферы, которую было легче получить, чем вращающийся параболоид.

Он справедливо предположил, что хроматическая аберрация в первую очередь ответственна за оптические дефекты в телескопах, а не за сферическую аберрацию. С помощью построенного им телескопа он наблюдал луны Юпитера и Венеру.

Как и многие великие ученые, он решил, что проблема – по крайней мере на данном этапе – решена, и дальнейшая работа больше не была наукой, а скорее инженерией.

Ахроматический телескоп

Вехой в разработке телескопов стало изобретение рефракционного ахроматического телескопа англичанином Честером Муром Холлом.

Он полагал, что различные области человеческого глазного яблока преломляют световые лучи, так что сетчатка производит изображение без расщепления цвета. Таким образом, изобретатель справедливо указал, что должна быть возможность создать линзу с подобными оптическими свойствами, если будут использоваться центры с соответствующими свойствами преломления.

Вскоре Честер обнаружил, что, комбинируя различные типы стекла, можно создать «ахроматическую линзу», то есть ту, которая исправляет неравномерное преломление света. В 1733 году ему удалось построить рефрактор с апертурой около 7,5 сантиметров и фокусным расстоянием 50 см (то есть с интенсивностью света 1/6,5), которая показала только небольшую хроматическую аберрацию.

Следует отметить, что Мур Холл был очень скромным и небрежным человеком и даже не удосуживался заявить о своем открытии научному миру.

Телескопы Кек 1 и Кек 2

Тем не менее, идея ахроматических телескопов выжила и послужила основанием для огромного развития техники наблюдений, кульминацией которой стали телескопы в Паломарской обсерватории (1948 г., США), 6-метровый советский телескоп на Кавказе (1974 г.) и расположенные на Гавайях Кек 1 и Кек 2 (9,8 м, 1992 и 1996).

Источник: https://joinfor.ru/istorija-izobretenija-teleskopa-teleskop-galileja/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.