Även om reflekterande teleskop ger andra typer av optiska aberrationer, är detta en design som kan uppnå mål med stor diameter. Nästan alla större teleskop som används inom astronomisk forskning är sådana. Reflekteleskop finns i en mängd olika utföranden och kan använda ytterligare optiska element för att förbättra bildkvaliteten eller placera bilden i en mekaniskt fördelaktig position.
Kännetecken hos reflekterande teleskop
Tanken att böjda speglar beter sig som linser går tillbaka åtminstone till Alphazens 1000-talsavhandling om optik, ett verk som cirkulerade brett i latinska översättningar i det tidiga moderna Europa. Kort efter Galileos uppfinning av det brytande teleskopet diskuterade Giovanni Francesco Sagredo och andra, inspirerade av sin kunskap om principerna för böjda speglar, idén att konstruera ett teleskop med hjälp av en spegel isom ett bildverktyg. Bolognese Cesare Caravaggi rapporterades ha byggt det första reflekterande teleskopet runt 1626. Den italienske professorn Niccolo Zucci skrev i ett senare arbete att han experimenterade med en konkav bronsspegel 1616, men sa att den inte gav en tillfredsställande bild.
Skapelsens historia
De potentiella fördelarna med att använda paraboliska speglar, främst minskningen av sfärisk aberration utan kromatisk aberration, har lett till många föreslagna konstruktioner för framtida teleskop. Mest anmärkningsvärd var James Gregory, som publicerade en innovativ design för ett "reflekterande" teleskop 1663. Det tog tio år (1673) innan den experimentella vetenskapsmannen Robert Hooke kunde bygga den här typen av teleskop, som blev känt som det gregorianska teleskopet.
Isaac Newton fick i allmänhet kredit för att bygga det första reflekterande-brytande teleskopet 1668. Den använde en sfärisk metall primärspegel och en liten diagonal i en optisk konfiguration, kallad ett Newtonskt teleskop.
Vidareutveckling
Trots de teoretiska fördelarna med reflektordesign, gjorde designkomplexiteten och den dåliga prestandan hos metallspeglarna som användes vid den tiden att det tog över 100 år för dem att bli populära. Många av framstegen inom reflekterande teleskop inkluderade förbättringar av tillverkningen av paraboliska speglar på 1700-talet.århundradet, silverbelagda glasspeglar på 1800-talet, hållbara aluminiumbeläggningar på 1900-talet, segmenterade speglar för att ge större diametrar och aktiv optik för att kompensera för gravitationsdeformation. En innovation i mitten av 1900-talet var katadioptiska teleskop som Schmidt-kameran, som använder både en sfärisk spegel och en lins (kallad en korrigeringsplatta) som primära optiska element, huvudsakligen för storskalig avbildning utan sfärisk aberration.
I slutet av 1900-talet var utvecklingen av adaptiv optik och framgångsrik avbildning för att övervinna problemen i samband med observation och reflektion av teleskop allmänt förekommande på rymdteleskop och många typer av bildverktyg för rymdfarkoster.
Den krökta primärspegeln är det huvudsakliga optiska elementet i teleskopet, och den skapar en bild i fokalplanet. Avståndet från spegeln till fokalplanet kallas brännvidden. En digital sensor kan placeras här för att spela in en bild, eller så kan en extra spegel läggas till för att ändra de optiska egenskaperna och/eller omdirigera ljuset till filmen, den digitala sensorn eller okularet för visuell observation.
Detaljerad beskrivning
Den primära spegeln i de flesta moderna teleskop består av en massiv glascylinder vars frontyta är slipad till en sfärisk eller parabolisk form. Ett tunt lager av aluminium evakueras på linsen och bildasreflekterande spegel på första ytan.
Vissa teleskop använder primärspeglar som är gjorda på olika sätt. Det smälta glaset roterar för att göra dess yta paraboloid, det svalnar och stelnar. Den resulterande spegelformen approximerar den önskade paraboloidformen, vilket kräver minimal slipning och polering för att uppnå en korrekt figur.
Bildkvalitet
Reflektorteleskop, som alla andra optiska system, skapar inte "ideala" bilder. Behovet av att fotografera objekt på avstånd till oändlighet, att se dem vid olika våglängder av ljus och att kräva något sätt att se bilden som den primära spegeln producerar innebär att det alltid finns någon kompromiss i den optiska designen av ett reflekterande teleskop.
Eftersom den primära spegeln fokuserar ljus till en gemensam punkt framför sin egen reflekterande yta, har nästan alla reflekterande teleskopdesigner en sekundär spegel, filmhållare eller detektor nära denna brännpunkt, vilket delvis förhindrar ljus från att nå den primära spegel. Detta resulterar inte bara i en viss minskning av mängden ljus som systemet samlar in, utan resulterar också i en förlust av kontrast i bilden på grund av diffraktiva obstruktionseffekter, såväl som diffraktiva spikar orsakade av de flesta sekundära stödstrukturer.
Användningen av speglar undviker kromatisk aberration,men de skapar andra typer av aberrationer. En enkel sfärisk spegel kan inte överföra ljus från ett avlägset objekt till ett gemensamt fokus, eftersom reflektionen av ljusstrålar som träffar spegeln vid dess kant inte konvergerar med de som reflekteras från spegelns mitt, en defekt som kallas sfärisk aberration. För att undvika detta problem använder de mest avancerade reflekterande teleskopdesignerna paraboliska speglar som kan föra allt ljus till ett gemensamt fokus.
Gregorian Telescope
Det gregorianska teleskopet beskrivs av den skotske astronomen och matematikern James Gregory i sin bok Optica Promota från 1663 som att använda en konkav sekundär spegel som reflekterar bilden genom ett hål i den primära spegeln. Detta skapar en vertikal bild användbar för markobservationer. Det finns flera stora moderna teleskop som använder den gregorianska konfigurationen.
Newtons reflektorteleskop
Newtons apparat var det första framgångsrika reflekterande teleskopet, byggt av Isaac 1668. Den har vanligtvis en paraboloid primär, men vid fokalförhållanden på f/8 eller mer, en sfärisk primär, vilket kan vara tillräckligt för hög visuell upplösning. En platt sekundär reflekterar ljus vid fokalplanet på sidan av toppen av teleskopröret. Detta är en av de enklaste och billigaste designerna för en given råmaterialstorlek och är vanlig bland hobbyister. Strålbanan för reflekterande teleskop var förstutarbetade exakt på det newtonska provet.
Cassegrain Apparatus
Cassegrain-teleskopet (ibland kallat det "klassiska Cassegrain") konstruerades först 1672, tillskrivet Laurent Cassegrain. Den har en parabolisk primär och en hyperbolisk sekundär som reflekterar ljus bakåt och ner genom ett hål i den primära.
Designen av Dall-Kirkham Cassegrain-teleskopet skapades av Horace Dall 1928 och namngavs i en artikel publicerad i Scientific American 1930 efter en diskussion mellan amatörastronomen Allan Kirkham och Albert G. Ingalls, (den tidskriftens redaktör vid den tidpunkten). Den använder en konkav elliptisk primär och en konvex sekundär. Även om detta system är lättare att slipa än det klassiska Cassegrain- eller Ritchey-Chrétien-systemet, är det inte lämpligt för off-axis koma. Fältets krökning är faktiskt mindre än den för den klassiska Cassegrain. Idag används denna design i många tillämpningar av dessa underbara enheter. Men den ersätts av elektroniska motsvarigheter. Ändå är det denna typ av apparater som anses vara det största reflekterande teleskopet.
