Рефра́ктор — оптический телескоп, в котором для собирания света используется система линз, называемая объективом. Работа таких телескопов обусловлена явлением рефракции (преломления).
История изобретения
Телескоп-рефрактор был впервые использован для астрономических наблюдений Галилеем в 1609 году[1]. Галилей, основываясь на слухах об изобретении голландцами зрительной трубы, разгадал её устройство и изготовил образец, который впервые использовал для астрономических наблюдений. Первый телескоп Галилея имел апертуру 4 сантиметра, фокусное расстояние около 50 сантиметров и степень увеличения 3×. Второй телескоп имел апертуру 4,5 сантиметра, фокусное расстояние 125 сантиметров, степень увеличения 34×. Все телескопы Галилея были весьма несовершенны, но несмотря на это, в течение двух первых лет наблюдений ему удалось обнаружить четыре спутника планеты Юпитер, фазы Венеры, пятна на Солнце, горы на Луне (дополнительно была измерена их высота), наличие у Сатурна «придатков» с двух противоположных сторон (природу этого явления Галилей разгадать не смог).
Устройство
Телескоп-рефрактор содержит два основных узла: линзовый объектив и окуляр. Объектив создаёт действительное уменьшенное обратное изображение бесконечно удалённого предмета в фокальной плоскости. Это изображение рассматривается в окуляр как в лупу. В силу того, что каждая отдельно взятая линза обладает различными аберрациями (хроматической, сферической и проч.), обычно используются сложные ахроматические и апохроматические объективы. Такие объективы представляют собой выпуклые и вогнутые линзы, составленные и склеенные с тем, чтобы минимизировать аберрации.
Телескоп Галилея
Телескоп Галилея имел в качестве объектива одну собирающую линзу, а окуляром служила рассеивающая линза. Такая оптическая схема даёт неперевёрнутое (земное) изображение. Главными недостатками галилеевского телескопа являются очень малое поле зрения и сильная хроматическая аберрация. Такая система всё ещё используется в театральных биноклях, и иногда в самодельных любительских телескопах[2].
Телескоп Кеплера
Иоганн Кеплер в 1611 г. усовершенствовал телескоп, заменив рассеивающую линзу в окуляре собирающей. Это позволило увеличить поле зрения и вынос зрачка, однако система Кеплера даёт перевёрнутое изображение. Преимуществом трубы Кеплера является также и то, что в ней имеется действительное промежуточное изображение, в плоскость которого можно поместить измерительную шкалу. По сути, все последующие телескопы-рефракторы являются трубами Кеплера.
К недостаткам системы относится сильная хроматическая аберрация, которую до создания ахроматического объектива устраняли путём уменьшения относительного отверстия телескопа.
Ахромат
Телескоп-рефрактор с ахроматическим объективом, как правило дублетом. Наиболее широко распространённый вплоть до настоящего времени тип телескопов-рефракторов. Работы по созданию ахроматического объектива начались ориентировочно в 1730-х гг (британские оптики Джордж Басс, Честер Мур Холл). Патент на ахроматический объектив — дублет с линзами из крона и флинта был выдан британскому королевскому оптику Джону Доллонду (John Dolland) в 1758 г. С этого времени началось производство ахроматических рефракторов. Существует несколько разновидностей ахроматических объективов, применяемых в телескопах-рефракторах, в частности, дублеты Литрова, Кларка, Фраунгофера (последний нашёл наибольшее применение).
Апохромат
Телескоп-рефрактор с апохроматическим объективом, оптические аберрации которого, в первую очередь хроматическая, исправлены значительно лучше, чем в ахромате. Как правило (хотя и не во всех случаях), в объективе используются элементы из стекла со сверхнизкой дисперсией или флюорит. Объектив — двух- или трёхлинзовый. По сравнению с ахроматами апохроматы могут иметь большую светосилу и значительно превосходят ахроматы по качеству изображения. Первым апохроматом (апохроматический триплет Доллонда) был телескоп c диаметром объектива 9,53 см и фокальным отношением f/11, созданный Питером Доллондом[англ.] (сыном Джона Доллонда) в Великобритании в 1763 г. Распространение апохроматических рефракторов в астрономической оптике можно отнести ко второй половине XX века, долгое время их распространение сдерживала высокая стоимость флюоритовой оптики или специальных стёкол. С 1990-х годов, благодаря широкому внедрению в оптической промышленности стёкол со сверхнизкой дисперсией, по своим характеристикам близких к флюориту, апохроматические рефракторы стали значительно более доступны и популярны, в том числе и в любительской астрономии.
Современные рефракторы
Самый большой рефрактор мира принадлежит Йеркской обсерватории (США) и имеет диаметр объектива 102 см.
Более крупные рефракторы не используются. Это связано с тем, что качественные большие линзы дороги в производстве и крайне тяжелы, что ведёт к деформации и ухудшению качества изображения. Крупные телескопы обычно являются рефлекторами.
Крупнейшие рефракторы
| Обсерватория | Местонахождения | Диаметр, см/дюйм | Год сооружения — демонтажа | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| Всемирная выставка (1900) | Париж | 125/49 | 1900—1909 | Телескоп Всемирной выставки в Париже 1900 года |
| Йеркская обсерватория | Уильямс Бэй, Висконсин | 102/40 | 1897 | Рефрактор Кларка |
| Ликская обсерватория | гора Гамильтон, Калифорния | 91/36 | 1888 | |
| Парижская обсерватория | Медон, Франция | 83/33 | 1893 | Двойной, визуальный объектив 83 см, фотографический — 62 см. |
| Потсдамский астрофизический институт | Потсдам, Германия | 81/32 | 1899 | Двойной, визуальный 50 см, фотографический 80 см. |
| Обсерватория Ниццы | Франция | 76/30 | 1880 | |
| Пулковская обсерватория | Санкт-Петербург | 76/30 | 1885—1941 | |
| Обсерватория Аллегейни | Питтсбург, Пенсильвания | 76/30 | 1917 | Рефрактор Thaw |
| Гринвичская обсерватория | Гринвич, Великобритания | 71/28 | 1893 | |
| Гринвичская обсерватория | Гринвич, Великобритания | 71/28 | 1897 | Двойной, визуальный 71 см, фотографический 66 см |
| Обсерватория Архенхольда | Берлин, Германия | 70/27 | 1896 | Самый длинный современный рефрактор |
Галерея
102-см телескоп-рефрактор Йеркской обсерватории. Снимок 2006 года
76-см рефрактор обсерватории Ниццы
68-см рефрактор Венской обсерватории
Большой рефрактор обсерватории Архенхольд в Берлине
См. также
Примечания
Литература
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
