Телескопические системы Введение в специальность кафедра прикладной и компьютерной оптики 2 Телескопическая система Телескопическая система – оптическая система, с помощью которой можно рассматривать увеличенное изображение удаленного объекта бинокли, зрительные трубы, телескопы, перископы, дальномеры и геодезические приборы (теодолиты, нивелиры и др.) f = f = объектив окуляр F об Fок 3 Видимое увеличение телескопической системы Видимое увеличение оптической системы – это отношения угла, под которым наблюдается изображение в оптической системе, к угловому размеру объекта при наблюдении его непосредственно глазом f об tg tg f ок Г > 0 – изображение прямое Г < 0 – изображение перевернутое Единицы измерения – краты (например 8) 4 Поле зрения телескопической системы tg tg Угловое поле окуляра: примерно 50 - 70° Видимое увеличение: примерно 10 - 30 Угловое поле: не превышает 10° 5 Диаметры входного и выходного зрачков телескопической системы Диаметр выходного зрачка определяется зрачком глаза: D Dгл Диаметр входного зрачка: D D Светосила: H gD2 где g – коэффициент пропорциональности, зависящий от коэффициента пропускания оптической системы 6 Угловой предел разрешения телескопической системы 120 1.22 D D [мм] Например, диаметр входного зрачка 6 м: 120 0.02 6000 мм 7 Полезное видимое увеличение телескопической системы Угловой предел разрешения глаза: гл 1 Угловой предел разрешения телескопа в пространстве изображений: гл Полезное видимое увеличение – увеличение, при котором глаз полностью использует разрешающую способность телескопической системы гл 60 п D 0.5D 120 0.2 D п 0.75 D 8 Схема Кеплера объектив окуляр F об Fок 9 Длина системы Кеплера Длина оптической системы: L f об f ок Например, при фокусном расстоянии окуляра f ок 30 мм и увеличении 40 : фокусное расстояние объектива: f об f ок 1.2 м общая длина системы: L f об f ок 1.5 м 10 Линзовые оборачивающие системы оборачивающая система объектив окуляр F об Fок 11 Призменные оборачивающие системы 12 Особенности схемы Кеплера Большая длина оптической системы Перевернутое изображение Наличие промежуточного изображения в фокусе объектива Используются: для телескопов, подзорных труб, дальномеров, морских биноклей большого увеличения (до 20), измерительных систем 13 Схема Галилея объектив окуляр F об Fок 14 Особенности схемы Галилея Небольшая длина оптической системы L f об f ок Прямое изображение Малое поле зрения Отсутствие промежуточного изображения Используются: для театральных биноклей с увеличением 2-3, систем сумеречного и ночного наблюдения, в видоискателях фотоаппаратов и видеокамер 15 Схема Кассегрена объектив окуляр F об Fок 16 Особенности зеркальных телескопов Меньше длина системы Увеличение диаметра зеркала дает возможность увеличить диаметр входного зрачка: увеличение светосилы увеличение видимого увеличения увеличение разрешающей способности Уменьшение хроматических аберраций 17 Характеристики биноклей Carl Zeiss Модель Увеличение, Диаметр Диаметр вых. Поле зрения крат объектива, мм зрачка, мм Габариты, мм Вес, г Activa 7x35 WP.FP 7 35 9.3° 5 180x62.5x129.5 680 Activa 8x42D WP XL 8 42 6.3° 4.2 127x145x56 620 Activa 10x42D WP Sport 10 42 6.1° 4.2 127x151x51 640 Activa 12x25 FM 12 25 4.5° 2.1 103x46x106 270 Activa 12x50 WP.FP 12 50 5.5° 4.2 192x69x182 870 Activa Zoom 8-22x27 FM 8-22 27 4.3-2.5° 3.4-1.2 110x53x118 370 Activa Zoom 10-30x27FM 10-30 27 3.6-2.0° 2.7-0.9 110x53x118 370 18 Характеристики любительских телескопов Наименование Диаметр гл.з., мм f , мм Увеличение, крат Разрешающая способность Габаритные размеры, мм Вес, кг HUBBLE 700 60 714 35,57,89,178 4,6 " 1250х750х140 2,5 АСТЕЛ-102 МН 102 561 200,22,56 1,14 " 145х563 17,2 ТАЛ 65 502 33, 88, 133 2,5 " 520х400х1260 9 ТАЛ-М 80 526 20, 35, 96 1,9 " 530х500х1400 12 ТАЛ-1, ТАЛ-1М 110 805 32, 54, 96,162 1,5 " 640х780х1400 20 ТАЛ-2 150 1200 28, 81, 190, 316 0,9 " 1160х915х1700 40 ТАЛ-100R 100 1000 40, 102 1,4 " 950х920х1460 25 ТАЛ-100RM 100 1000 40, 102 1,4 " 950х920х1460 25 ТАЛ-150 П 150 750 30, 60, 75, 150 1" 850х910х1620 25 ТАЛ-150 K 150 1550 47, 94, 117, 234 0.8 " 850x910x1620 25 ТАЛ-120, ТАЛ-120М 120 805 32, 54, 96, 162 1,2 " 640х780х1400 20 ТАЛ-200К 200 2000 80, 160, 200, 400 0,6 " 550х780х1320 30 19 Любительские телескопы Внешний вид любительских телескопов Фотографии луны, сделанные любительским телескопом 20 Большой Телескоп Азимутальный (БТА) БТА – самый большой оптический телескоп со сплошным зеркалом (Карачаево-Черкесия, Зеленчукский район, гора Пастухова, высота 2100 метров над уровнем моря) создан на ЛОМО в 60-х годах, введен в эксплуатацию в 1976 году, главное зеркало: параболоид, D=6 м, f =24 м, допуск на кривизну 0,01 мкм башня высотой 53 м, диаметр купола 45,2 м ширина открывающейся щели 11 м масса всего телескопа 850 т масса подвижной части телескопа 650 т масса зеркала с оправой 80 т масса главного зеркала 42 т http://www.sao.ru/ – cайт Специальной астрофизической обсерватории (САО) Российской академии наук 21 БТА (вид изнутри) 22 Большие телескопы телескоп KECK I, KECK II GEMINI North, GEMINI South SUBARU D, м место установки участники проекта 10 Mauna Kea, Гавайи США 8 Mauna Kea, Гавайи Cerro Pachon, Чили США, Англия, Канада, Чили, Аргентина 8.2 Mauna Kea, Гавайи Япония VLT (четыре телескопа) 8.2х4 Paranal, Чили ЕЭС, Чили LBT (бинокулярный) 8.4х2 Mt. Graham , Аризона США, Италия, Германия год 1996 1998-2000 1998 1998-2001 2001 2002 GTC (Gran Telescopio Canarias) 10 La Palma, Канарские острова Испания HET (Hobby&Eberly) 11 Mt. Fowlkes, Texac США, Германия 1998 SALT (Southern African Large Telescope) 11 Sutherland, Южная Африка ЮАР, США, Германия, Великобритания 2005? ELT 35 США 2012? OWL 100 Германия, Швеция, Дания 2020? 23 Большие телескопы 24 Большие телескопы 25 Область деятельности кафедры Расчет оптической системы телескопов, биноклей, и т.д. Моделирование работы телескопов различных типов Компьютерная обработка измерений Контроль качества телескопов 26 Интернет-ресурсы http://www.telescope.ru/ Сайт посвящен астрономам-любителям. На сайте рассказывается о любительских телескопах, советы по покупке телескопов, биноклей и подзорных труб, список литературы об астрономии и телескопах и интернет-магазин. http://astronomer.ru На сайте приводится описание фирм-производителей любительских телескопов, ссылки на аналогичные сайты, статьи и ссылки.