Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Tanescope ya macho

Darubini ya kukataa inchi nane katika Space Chabot na Kituo cha Sayansi

Tanescope ya macho ni darubini inayokusanya na inalenga mwanga, hasa kutoka kwa sehemu inayoonekana ya wigo wa umeme , ili kuunda picha yenye ukubwa kwa mtazamo wa moja kwa moja, au kufanya picha , au kukusanya data kupitia sensorer za elektroniki.

Kuna aina tatu za msingi za darubini ya macho:

  • wachuuzi , ambao hutumia lenses ( dioptrics )
  • reflectors , ambayo hutumia vioo ( catoptrics )
  • telescopes ya catadioptri , ambayo huchanganya lenses na vioo

Nuru ya darubini ya kukusanya nguvu na uwezo wa kutatua undani ndogo ni moja kwa moja kuhusiana na kipenyo (au kufungua) ya lengo lake (lens msingi au kioo kinachokusanya na kinalenga mwanga). Lengo kubwa, darubini zaidi hukusanya na maelezo mazuri yanayotatua.

Watu hutumia telescopes na binoculars kwa ajili ya shughuli kama vile uchunguzi wa astronomy , ornithology , majaribio na utambuzi , na kuangalia michezo ya sanaa au utendaji.

Yaliyomo

Historia

Darubini ni ugunduzi zaidi wa wafundi wa macho kuliko uvumbuzi wa mwanasayansi. [1] [2] Lens na mali ya kutafakari na kuonyesha mwanga zilikuwa zimejulikana tangu zamani na nadharia juu ya jinsi walivyofanya kazi zilizoundwa na falsafa za kale za Kigiriki , zimehifadhiwa na kupanuliwa katika ulimwengu wa Kiislamu wa kati , na zimefikia juu sana hali kwa wakati wa uvumbuzi wa darubini katika Ulaya ya kisasa ya kisasa . [3] [4] Lakini hatua muhimu zaidi iliyotajwa katika uvumbuzi wa telescope ilikuwa maendeleo ya lens kutengeneza kwa viwanja , [2] [5] [6] kwanza huko Venice na Florence katika karne ya kumi na tatu, [7] na baadaye katika vituo vinavyotengeneza tamasha huko Uholanzi na Ujerumani. [8] Ni katika Uholanzi mnamo 1608 ambapo terekoko za kwanza zilizotajwa za macho ( kutafakari telescopes ) zilionekana. Uvumbuzi huo umejulikana kwa watunga tamasha Hans Lippershey na Zacharias Janssen huko Middelburg , na mtengenezaji wa vifaa na mtaalam wa macho James Metius wa Alkmaar . [9]

Galileo iliboresha sana [ kinachohitajika ] juu ya miundo hii mwaka uliofuata, na kwa ujumla hujulikana kuwa ni wa kwanza kutumia darubini ya astronomy. Darubini ya Galileo ilitengeneza design ya Hans Lippershey ya lens lengo la convex na lens concave lens , na design hii sasa inaitwa telescope ya Galilaya . Johannes Kepler alipendekeza uboreshaji juu ya mpango [10] uliotumia jicho la uso, ambayo mara nyingi huitwa Telescope ya Kepeleri .

Hatua kubwa inayofuata katika maendeleo ya mabaki ilikuwa ujio wa lens Achromatic katika karne ya 18, mapema [11] ambayo ilirekebisha uharibifu wa chromatic katika telescopes ya Kepleri hadi wakati huo-kuruhusiwa kwa vyombo vifupi vifupi na malengo makubwa zaidi.

Kwa kuonyesha darubini , ambazo hutumia kioo kilichopigwa badala ya lens lengo, nadharia kabla ya mazoezi. Msingi wa kioo wa vioo uliofanana na lenses pengine ulianzishwa na Alhazen , ambao nadharia zake zilikuwa zimeenezwa sana katika tafsiri za Kilatini za kazi yake. [12] Muda mfupi baada ya kuanzishwa kwa darubini ya refracting Galileo, Giovanni Francesco Sagredo , na wengine, wakiongozwa na ujuzi wao kwamba vioo vyema vilikuwa na mali sawa na lenses, walijadili wazo la kujenga darubini kwa kutumia kioo kama lengo la kutengeneza picha. [13] Faida za uwezekano wa kutumia vioo vya kimapenzi (hasa kupunguza upungufu wa mzunguko na kuondoa uharibifu wa chromatic ) imesababisha miundo kadhaa iliyopendekezwa kwa kutafakari telescopes, [14] inayojulikana zaidi ambayo ilichapishwa mwaka wa 1663 na James Gregory na ikaja aitwaye darubini ya Gregory , [15] [16] lakini hakuna mifano ya kazi iliyojengwa. Isaac Newton amethibitishwa kwa jumla kwa kujenga darubini za kwanza za kutafakari vitendo, darubiniko ya Newtonian , mwaka wa 1668 [17] ingawa kutokana na shida yao ya ujenzi na utendaji mbaya wa vioo vya chuma vya speculum vilichukua miaka zaidi ya 100 kwa ajili ya wafadhili kuwa maarufu . Mafanikio mengi ya kutafakari telescopes yalijumuisha ukamilifu wa uumbaji wa kioo wa kioo katika karne ya 18, [18] kioo kilichopigwa kioo katika karne ya 19, mipako ya aluminium ya kudumu katika karne ya 20, [19] vioo vyenye kuruhusu upeo mkubwa , na optics kazi ya fidia kwa deformation mvuto. Innovation katikati ya karne ya 20 ilikuwa kamera za catadioptri kama vile kamera ya Schmidt , ambayo inatumia lens zote (sahani ya corrector) na kioo kama vipengele vya msingi vya macho, hasa kutumika kwa ajili ya picha kubwa ya shamba bila kuzingatia.

Mwishoni mwa karne ya 20 umeona maendeleo ya optics adaptive na darubini ya nafasi ya kushinda matatizo ya kuona angani .

Kanuni

Mpango wa msingi ni kwamba kipengele cha msingi cha kukusanya mwanga ni lengo (1) ( lens convex au kioo concave kutumika kukusanya mwanga zinazoingia), inalenga kwamba mwanga kutoka kitu mbali (4) na ndege ya focal ambapo ni aina ya kweli picha (5). Sura hii inaweza kurekebishwa au kutazamwa kwa njia ya jicho (2), ambayo hufanya kama kioo kinachotukuza. Jicho (3) kisha hutazama picha ya ukubwa iliyotukuzwa (6) ya kitu.

Mpangilio wa darubini ya kutafakari ya Kepeleri . Mshale kwenye (4) ni uwakilishi (wa uongo) wa picha ya asili; mshale kwenye (5) ni picha iliyoingizwa kwenye ndege kuu; mshale kwenye (6) ni picha halisi ambayo huunda katika nyanja ya kuona ya mtazamaji. Mionzi nyekundu hutoa midpoint ya mshale; seti nyingine mbili za mionzi (kila nyeusi) huzalisha kichwa na mkia wake.

Picha zilizoingizwa

Miundo mingi ya darubini huzalisha picha iliyoingizwa kwenye ndege ya msingi; hizi zinajulikana kama inverting telescopes . Kwa hakika, picha hiyo yote imegeuka chini na kugeuzwa kushoto kwenda kulia, hivyo kwamba kabisa ni kuzungushwa na digrii 180 kutoka kwa lengo orientation. Katika darubini za astronomical mtazamo uliozunguka kwa kawaida haukusahihishwa, kwani hauathiri jinsi darubini inavyotumika. Hata hivyo, kioo kiingilizi mara nyingi hutumiwa kuweka kichocheo katika mahali rahisi zaidi ya kuangalia, na katika hali hiyo picha imara, lakini bado inarudi kushoto kwenda kulia. Katika darubini za ardhi kama vile vipimo vya kutazama , monoculars na binoculars , prisms (mfano, prisms Porro ) au lens relay kati ya lengo na eyepiece hutumiwa kurekebisha mwelekeo wa picha. Kuna miundo ya darubini ambayo haifai picha iliyoingizwa kama vile refractor wa Galilaya na mtazamaji wa Gregory . Hizi zinajulikana kama kuimarisha telescopes .

Tengeneza vipengee

Aina nyingi za darubini au kupindua njia ya macho na vioo vya sekondari au vya juu. Hizi zinaweza kuwa sehemu muhimu ya kubuni ya macho ( darubini ya Newtonian , Reflecteur ya Cassegrain au aina sawa), au inaweza kutumika tu kuweka nafasi ya macho au detector kwa nafasi rahisi zaidi. Miundo ya teknolojia inaweza pia kutumia lenses za ziada au vioo vya ziada ili kuboresha ubora wa picha juu ya uwanja mkubwa wa mtazamo.

Tabia

Maagizo ya kubuni yanahusiana na sifa za darubini na jinsi inavyofanya optically. Mali kadhaa ya vipimo vinaweza kubadilika na vifaa au vifaa vilivyotumiwa na darubini; kama vile lenses Barlow , diagonal nyota na eyepieces . Vifaa hivi ambavyo havibadililishana havibadili vipimo vya darubini, hata hivyo hubadilisha njia ya kazi za darubini, kawaida kukuza , azimio la angular na FOV .

Ufumbuzi wa uso

Sehemu ndogo ya kutatuliwa ya kitu, kama inavyoonekana kupitia darubini ya macho, ni sehemu ndogo ya kimwili ambayo inaweza kutatuliwa. Ni sawa na azimio la angular , lakini linatofautiana katika ufafanuzi: badala ya uwezo wa kujitenga kati ya vyanzo vya mwanga-mwanga inahusu sehemu ya kimwili ambayo inaweza kutatuliwa. Njia inayojulikana ya kueleza tabia ni uwezo wa kutatua wa vipengele kama vile nyanga za mchana au matangazo ya jua . Ufafanuzi kwa kutumia fomu hutolewa kwa jumla ya nguvu mbili za kutatua juu ya kipenyo cha kufungua imeongezeka kwa vitu vya kipenyo imeongezeka kwa mara kwa mara wote umegawanyika na vitu vyenye kipenyo . [20] [21]

Kutatua nguvu inatokana na wavelength kutumia kitengo sawa kama kufungua ; ambapo 550 nm kwa mm hutolewa na: .
Mara kwa mara inatokana na radians hadi kitengo sawa kama vitu vinavyoonekana kipenyo ; ambapo Miezi inayoonekana kipenyo cha radians kwa arcsecs ni kutolewa na: .

Mfano kwa kutumia darubini kwa aperture ya 130 mm kuchunguza Moon katika 550 nm wavelength , ni iliyotolewa na:

Kitengo kinachotumiwa katika kipimo cha kipenyo cha kipengele katika vipengele vidogo vinavyoweza kutatuliwa katika kitengo hicho. Katika mfano ulio juu wao wanafikiriwa kilomita na kusababisha kamba ndogo za kutengeneza Mwezi zikiwa na urefu wa 3.22 km . Hubble Space darubini ina msingi kioo aperture wa 2400 mm inayotoa uso resolvability ya Moon volkeno kuwa 174.9 mita kipenyo, au sunspots ya 7,365.2 km katika mduara.

Azimio la angani

Kupuuza kuchanganyikiwa kwa sanamu kwa ukatili katika anga ( anga kuona ) na kutokamilika macho ya telescope, azimio la angular ya telescope ya macho ni kuamua na ukubwa wa kioo msingi au lens kukusanya mwanga (pia inaitwa " kufungua " yake) .

Kigezo cha Rayleigh kwa kikomo cha azimio (katika radians ) hutolewa na

wapi ni wavelength na ni aperture. Kwa nuru inayoonekana ( = 550 nm) katika umbali wa pembe ndogo , usawa huu unaweza kuandikwa tena:

Hapa, inaashiria kikomo cha azimio katika masharti na ni katika milimita. Katika kesi nzuri, vipengele viwili vya mfumo wa nyota mbili vinaweza kutambuliwa hata ikiwa ni tofauti na kidogo kidogo . Hii inazingatiwa na kikomo cha Dawes

The equation inaonyesha kwamba, yote mengine kuwa sawa, kubwa ya kufungua, bora azimio angular. Azimio ni si iliyotolewa na kiwango cha juu ukuzaji (au "nguvu") ya darubini. Simu za mkononi zilizochangiwa kwa kutoa maadili ya juu ya nguvu nyingi hutoa picha mbaya.

Kwa darubini kubwa ya msingi ya ardhi, azimio ni mdogo na kuona anga . Kikomo hiki kinaweza kuondokana na kuweka vidoleko juu ya anga, kwa mfano, juu ya mwinuko wa milima ya juu, juu ya ndege na ndege za kuruka, au katika nafasi . Vipimo vya ufumbuzi pia vinaweza kushinda na optics inayofaa , imaging ya speckle au imaging bahati ya darubini za msingi.

Hivi karibuni, imekuwa ni vitendo kufanya awali ya kufungua na safu za darubini za macho. Picha za azimio kubwa zinaweza kupatikana kwa vikundi vya vidogo vya darubini vidogo vilivyounganishwa, vinavyounganishwa pamoja na njia za macho za uangalifu, lakini hizi interferometers zinaweza kutumika tu kwa vitu vilivyotambulika kama vile nyota au kupima vidonda vyema vya galaxi .

Focal urefu na focal uwiano

Urefu wa mfumo wa macho ni kipimo cha jinsi mfumo huo unavyogeuka au hupunguza mwanga . Kwa mfumo wa macho katika hewa, ni umbali ambao ulikuwa na mionzi ya awali ya collimated kwenye lengo . Mfumo unao urefu wa muda mfupi una nguvu kubwa zaidi kuliko moja yenye urefu wa muda mrefu; yaani, hupunguza rays zaidi, kuwaleta kwa lengo katika umbali mfupi. Katika astronomy, idadi ya f inajulikana kama uwiano wa focal uliotajwa kama . Uwiano wa juu wa darubini inaelezewa kama urefu wa juu ya lengo limegawanywa na kipenyo chake au kwa ukubwa wa kuacha kufungua katika mfumo. Urefu wa upeo hudhibiti shamba la mtazamo wa chombo na ukubwa wa picha inayowasilishwa kwenye ndege kuu kuelekea jicho , filamu sahani, au CCD .

Mfano wa darubini na urefu wa kati ya 1200 mm na upana wa kipenyo cha 254 mm hutolewa na:

Uwiano wa kimaumbile wa kimaumbile unasemwa kuwa ni mrefu au upole . Nambari ndogo ni fupi au kwa haraka . Hakuna mistari mkali ya kuamua wakati wa kutumia maneno haya, mtu anaweza kuzingatia viwango vyao vya uamuzi. Miongoni mwa darubini za kisayansi za kisasa, darubini yoyote iliyo na uwiano wa polepole (idadi kubwa) kuliko f / 12 kwa ujumla inachukuliwa kuwa polepole, na darubini yoyote yenye uwiano wa kasi zaidi (idadi ndogo) kuliko f / 6, inachukuliwa kwa haraka. Mipangilio ya kasi mara nyingi huwa na uharibifu zaidi wa macho mbali na katikati ya uwanja wa mtazamo na kwa kawaida huhitaji zaidi miundo ya macho ya macho kuliko ya polepole. Mfumo wa haraka mara nyingi hutakiwa kwa madhumuni ya kufanya kazi katika kupiga picha ya picha kwa lengo la kukusanya picha nyingi zaidi kwa wakati fulani kuliko mfumo wa polepole, na kuruhusu kupiga picha kupoteza muda ili kuondokana na matokeo kwa haraka.

Vidokezo vya shamba-mbali (kama vile astrographs ), hutumiwa kufuatilia satelaiti na asteroids , kwa utafiti wa cosmic-ray , na kwa tafiti za anga za angani. Ni vigumu zaidi kupunguza upungufu wa macho kwenye darubini na uwiano mdogo f kuliko katika darubini na uwiano mkubwa wa f.

Kukusanya mwanga nguvu

Nguvu ya kusanyiko la mwanga wa darubini ya macho, pia inajulikana kama upatikanaji wa mwanga au upatikanaji wa kufungua, uwezo wa telescope kukusanya mwanga zaidi kuliko jicho la mwanadamu. Nguvu yake ya kusanyiko la mwanga ni pengine muhimu sana. Darubini hufanya kama ndoo ya mwanga , kukusanya photons yote inayotokana na kitu kilicho mbali, ambapo ndoo kubwa hushikilia photons zaidi kusababisha mwanga zaidi kupokea wakati uliopangwa, kwa ufanisi kuangaza picha. Ndio maana wanafunzi wa macho yako huongezeka usiku ili mwanga zaidi ufikia retinas. Nguvu ya kukusanya ikilinganishwa na jicho la mwanadamu ni matokeo ya squared ya mgawanyiko wa kufungua juu ya kipenyo cha mwanafunzi wa mwangalizi , [20] [21] na wastani wa watu wazima wana kipenyo cha mwanafunzi wa 7mm. Watu wadogo mwenyeji wa kipenyo kikubwa, hujulikana kuwa 9mm, kama kipenyo cha mwanafunzi kinapungua na umri.

Mfano wa kukusanya nguvu ya kufungua na 254 mm ikilinganishwa na kipenyo cha mwanafunzi wa mtu mzima kuwa 7mm kinatolewa na:

Nguvu za kukusanya mwanga zinaweza kulinganishwa kati ya darubini kwa kulinganisha maeneo ya apertures mbili tofauti.

Kwa mfano, nguvu ya kukusanya mwanga ya darubini ya mita 10 ni 25x ya darubini ya mita 2:

Kwa uchunguzi wa eneo fulani, uwanja wa mtazamo ni muhimu tu kama nguvu ya kukusanya mwanga wa mbichi. Majarida ya uchunguzi kama vile Kitabu cha Upeo Kikuu cha Upeo wa Sanaa kujaribu kuongeza bidhaa za kioo na eneo la mtazamo (au mstari ) badala ya uwezo wa kukusanya mwanga wa mbichi pekee.

Uundaji wa

Kupanua kwa njia ya darubini inalenga kitu cha kutazama huku kinapunguza FOV . Kubunuli mara nyingi hupotosha kama nguvu ya macho ya darubini, tabia yake ni neno lisilojulikana zaidi linalotumiwa kuelezea dunia inayoonekana. Kwa sifa za juu ubora wa picha hupungua kwa kiasi kikubwa, matumizi ya lens ya Barlow -ambayo huongeza urefu wa ufanisi wa mfumo wa macho-huongeza kupunguza ubora wa picha.

Madhara madogo yanayofanana yanaweza kuwapo wakati unapotumia diagonal nyota , kama nuru inapitia kwa wingi wa lenses ambazo zinaongeza au hupunguza urefu ulio na ufanisi. Ubora wa picha kwa ujumla inategemea ubora wa optics (lenses) na hali ya kutazama-sio kukuza.

Ukuta yenyewe ni mdogo na sifa za macho. Kwa darubini yoyote au microscope, zaidi ya ukuzaji wa juu wa vitendo, picha inaonekana kubwa zaidi lakini haina maelezo zaidi. Inatokea wakati undani bora zaidi ya chombo kinachoweza kutatua imetukuzwa ili kufanana na ufafanuzi bora zaidi ambayo jicho linaweza kuona. Ukubwa zaidi ya upeo huu wakati mwingine huitwa kupanua tupu .

Ili kupata maelezo zaidi kutoka kwenye darubini, ni muhimu kuchagua ukubwa wa haki kwa kitu kinachozingatiwa. Vipengee vingine vinaonekana vyema kwa nguvu ndogo, baadhi ya nguvu nyingi, na wengi kwa ukuzaji wa wastani. Kuna maadili mawili ya kukuza, kiwango cha chini na kiwango cha juu. Kipande kikubwa cha mtazamo wa macho kinaweza kutumiwa kuweka kichocheo kimoja cha urefu wakati wa kutoa ukubwa huo kwa njia ya darubini. Kwa darubini la ubora mzuri linalofanya kazi katika hali nzuri ya anga, ukuaji wa juu unaotumiwa hupunguzwa na diffraction.

Visual

Ukuzaji wa kuona ya shamba la mtazamo kupitia darubini inaweza kuzingatiwa na urefu wa darubini kugawanywa na eyepiece focal urefu (au kipenyo). [20] [21] Upeo ni mdogo na kipenyo cha macho ya macho .

Mfano wa Visual ukuzaji kutumia darubini na 1200 mm focal urefu na 3 mm eyepiece anapewa na:

chache

Kuna upanuzi wa chini zaidi juu ya darubini. Kuongezeka kwa mwangaza na kupanua kupunguzwa kuna kikomo kuhusiana na kitu kinachoitwa mwanafunzi wa kutoka . Mwanafunzi wa kushoto ni silinda la mwanga linatoka kwenye jicho la macho, kwa hiyo chini ya kukuza , kikubwa cha mwanafunzi . Kima cha chini inaweza kuhesabiwa kwa kugawanya ufunguzi wa darubini juu ya mduara wa mwanafunzi wa kutoka . [22] Kupungua kwa ukubwa uliopita kupita kikomo hiki hawezi kuongeza mwangaza, kwa kikomo hiki hakuna faida kwa kupungua kwa ukuaji. Vivyo hivyo kuhesabu mwanafunzi wa kutoka ni mgawanyiko wa kipenyo cha kufungua na ukuzaji wa kuona kutumika. Kima cha chini cha mara nyingi haipatikani na vidoleko vingine, darubini na urefu wa muda mrefu sana huhitaji muda mrefu zaidi wa macho zaidi kuliko iwezekanavyo.

Mfano wa ukuzaji wa chini kabisa unaotumiwa kwa kutumia 254 mm na upungufu wa 7 mm mwanafunzi hutolewa na: , Wakati njia ya kutoka mwanafunzi mduara kwa kutumia 254 mm aperture na 36x ukuzaji anapewa na:

Optimum

Rejea muhimu ni:

  • Kwa vitu vidogo vilivyo na mwangaza wa chini (kama vile galaxi ), tumia ukubwa wa wastani.
  • Kwa vitu vidogo vilivyo na mwangaza wa juu wa uso (kama vile nebulae ya sayari ), tumia ukuzaji wa juu.
  • Kwa vitu vingi bila kujali mwangaza wa uso (kama vile kueneza nebula ), kutumia ukuzaji wa chini, mara nyingi katika ukubwa wa ukuzaji wa chini.

Uzoefu wa kibinafsi tu huamua ukubwa bora kwa vitu, kutegemea ujuzi wa uchunguzi na hali ya kuona.

Shamba la mtazamo

Shamba la mtazamo ni kiwango cha dunia inayoonekana inayoonekana wakati wowote, kupitia chombo (kwa mfano, telescope au binoculars ), au kwa jicho la uchi. Kuna maneno mbalimbali ya uwanja wa mtazamo , kuwa ni vipimo vya jicho au kipengele kinachojulikana kutoka kwa macho ya macho na darubini . Kikomo kimwili hutoka kwenye mchanganyiko ambapo FOV haiwezi kutazamwa zaidi kuliko kiwango cha juu kilichoelezwa, kutokana na diffraction ya optics.

unaoonekana

Dhahiri FOV ni dunia zinazoonekana aliona njia ya ocular eyepiece bila kuingizwa katika darubini . Ni mdogo kwa ukubwa wa pipa uliotumiwa kwenye darubini, kwa ujumla na darubini za kisasa ambazo zinaweza kuwa inchi 1.25 au 2 inchi. Pana FOV inaweza kutumika kufikia zaidi kubwa zinazoonekana dunia kutokana huo ukuzaji ikilinganishwa na ndogo FOV bila maelewano na ukuzaji. Kumbuka kwamba kuongezeka kwa FOV kunapunguza mwangaza wa uso wa kitu kilichozingatiwa, kama mwanga uliokusanyika unenea juu ya eneo zaidi, kwa kuzingatia jamaa kuongezeka kwa eneo la kuchunguza kwa kiasi kikubwa hupunguza upeo wa uso kupungua kitu kilichoonekana. Eyepieces nyingi za FOV hufanya kazi bora katika ukumbi wa chini na apertures kubwa, ambapo ukubwa wa jamaa wa kitu hutazamwa kwa viwango vya juu vya kulinganisha na kukuza ndogo kutoa picha ya kuvutia kwa kuanzia.

Kweli

FOV ya kweli ni ulimwengu unaoonekana ingawa jicho la macho limeingizwa kwenye darubini . Kujua FOV halisi ya eyepieces ni muhimu sana kwa vile inaweza kutumika kulinganisha kile kinachoonekana kwa njia ya jicho kwa kuchapishwa au nyaraka nyota za nyaraka zinazosaidia kutambua kile kinachoonekana. FOV ya Kweli ni mgawanyiko wa FOV inayoonekana kukuza zaidi . [20] [21]

Mfano wa FOV ya kweli kwa kutumia chombo cha macho na 52 ° inayoonekana FOV iliyotumiwa katika ukuzaji wa 81.25x inatolewa na:

Upeo wa

Max FOV ni neno linalotumiwa kuelezea FOV muhimu zaidi ya kweli iliyopunguzwa na optics ya darubini , ni kiwango cha kimwili ambapo huongeza zaidi ya upeo kubaki kwa kiwango cha juu. Max FOV ni ukubwa wa pipa juu ya urefu wa darubini kubadilishwa kutoka radian hadi digrii. [20] [21]

Mfano wa Max FOV kwa kutumia darubini na ukubwa wa pipa wa 31.75 mm (1.25 inchi ) na urefu wa urefu wa 1200 mm hutolewa na:

Kuangalia kupitia darubini

Kuna mali nyingi za darubini za macho na ugumu wa uchunguzi kwa kutumia moja inaweza kuwa kazi ya kutisha; uzoefu na majaribio ni wafadhili wakuu wa kuelewa jinsi ya kuongeza maoni ya mtu. Katika mazoezi, tu mali kuu mbili za darubini huamua jinsi uchunguzi unatofautiana: urefu na ufunuo . Hizi zinahusiana na jinsi mfumo wa macho unavyoona kitu au upeo na ni kiasi gani cha mwanga kinakusanyika kwa njia ya macho ya macho . Eyepieces zaidi kuamua jinsi uwanja wa mtazamo na ukuzaji wa dunia inayoonekana mabadiliko.

Dunia inayozingatiwa

Dunia inayoonekana inaelezea kile kinachoweza kuonekana kwa kutumia darubini, wakati wa kuangalia kitu au mtazamaji anaweza kutumia mbinu nyingi tofauti. Kuelewa nini kinaweza kutazamwa na jinsi ya kuiangalia inategemea uwanja wa mtazamo . Kuangalia kitu katika ukubwa kwamba inafaa kabisa katika uwanja wa maoni ni kipimo kutumia mbili darubini properties- urefu focal na aperture , pamoja na ushirikishwaji wa ocular eyepiece na kufaa focal urefu (au mduara). Kulinganisha ulimwengu unaoonekana na kipenyo cha angular cha kitu kinaonyesha ni kiasi gani cha kitu tunachokiona. Hata hivyo, uhusiano na mfumo wa macho hauwezi kusababisha mwangaza wa juu wa uso . Vitu vya mbinguni mara nyingi hupungua kwa sababu ya umbali wao mkubwa, na maelezo yanaweza kupunguzwa na diffraction au mali zisizofaa za macho.

Shamba la maoni na uhusiano wa kukuza

Kutafuta kile kinachoweza kuonekana kupitia mfumo wa macho huanza na jicho la macho linatoa uwanja wa mtazamo na ukuzaji ; ukuzaji hutolewa na mgawanyiko wa darubini na urefu wa macho ya macho. Kutumia mfano wa darubini ya amateur kama vile darubini ya Newtonian yenye kufungua ya 130 mm (5 ") na urefu wa juu ya mm 650 mm (25.5 inches), moja hutumia chombo cha macho na urefu wa juu ya mm 8 na shamba la maoni ya 52 °. Ukuzaji ambao ulimwengu unaoonekana unatazamwa hutolewa na: . Uwanja wa kweli wa mtazamo inahitaji kukuza, ambayo imeandaliwa na mgawanyiko wake juu ya shamba la mtazamo dhahiri: . Eneo la mtazamo wa kweli ni 0.64 °, kuruhusu kitu kama vile nebula ya Orion , inayoonekana elliptical na kipenyo cha angular cha 65 × 60 michakato , ili kuonekana kwa njia ya darubini kwa ukamilifu, ambapo yote ya nebula iko ndani dunia inayoonekana. Kutumia mbinu kama vile hii inaweza kuongeza sana uwezekano wa kutazama uwezekano wa kuhakikisha dunia inayoonekana inaweza kuwa na kitu chote, au iweze kuongeza au kupungua kwa ukubwa kutazama kitu katika kipengele tofauti.

Mwangaza sababu

Mwangaza wa uso katika kukuza vile kwa kiasi kikubwa hupunguza, na kusababisha kuonekana mbali sana. Kuonekana kwa dimmer kuna matokeo ya chini ya visu ya kitu. Maelezo kama vile suala, pete, silaha za juu, na gesi zinaweza kujificha kabisa kutoka kwa mwangalizi, kutoa mtazamo wa chini sana wa kitu au aina. Fizikia inataja kwamba katika ukubwa wa kinadharia ya kukuza kiwango cha juu, upeo wa uso ni 100%. Kwa kawaida, vigezo mbalimbali vinazuia mwangaza wa 100%; hizi zinajumuisha vikwazo vya darubini ( urefu wa focal , urefu wa macho ya juu, nk) na umri wa mwangalizi.

Umri una jukumu katika mwangaza, kama sababu inayochangia ni mwanafunzi wa mwangalizi. Kwa umri mwanafunzi kawaida hupungua kwa kipenyo; kwa kawaida kukubaliwa na umri mdogo anaweza kuwa na mduara wa kipenyo cha 7mm, mtu mzee wazima kama mdogo wa 5 mm, na mtu mdogo anaweza kufikia 9 mm. Ukuzaji wa chini inaweza kuelezwa kama mgawanyiko wa kufungua na mwanafunzi kipenyo kilichotolewa na: . Mfano tatizo inaweza kuwa dhahiri, kufikia kinadharia uso mwangaza wa 100%, kama inavyotakiwa na ufanisi focal urefu wa mfumo wa macho inaweza kuhitaji eyepiece na kubwa mno mduara.

Vidokezo vingine haziwezi kufikia uangavu wa uso wa kinadharia wa 100%, wakati baadhi ya darubini zinaweza kufikia kwa kutumia jicho la kipenyo kidogo sana. Ili kupata chochote chochote kinachohitajika ili kupata ukubwa wa chini kunaweza kupanga upya formula ya kukuza, ambapo sasa ni mgawanyiko wa urefu wa darubini ya darubini juu ya ukubwa wa chini: . Kipande cha macho ya mm 35 ni ukubwa usio wa kawaida na hautaweza kununuliwa; katika hali hii kufikia 100% moja ingehitaji kiwango cha kawaida cha utengenezaji wa macho ya 40mm. Kama kipande cha macho kina urefu mkubwa wa ukubwa kuliko ukubwa wa chini, wingi wa nuru iliyopotea haipatikani kwa macho.

Toka mwanafunzi

Kuongezeka kwa mwangaza wa uso kama moja kunapunguza ukuzaji ni mdogo; upeo huo ni kile kinachoelezewa kama mwanafunzi wa kutoka : silinda la nuru ambalo linatoa nje ya macho kwa mtazamaji. Mwanafunzi anayeondoka lazima afanye au awe mdogo mdogo kuliko mwanafunzi wa mtu kupata kiasi kamili cha mwanga uliopangwa; mwanafunzi mkubwa kutoka nje husababisha mwanga uliopotea. Mwanafunzi wa kutoka inaweza kupatikana na kutoka kwa mgawanyiko wa ufunguzi wa darubini na ukuzaji wa chini , inayotokana na: . Mwanafunzi na kuacha mwanafunzi ni sawa na kipenyo, bila kutoa nuru inayoonekana inayoonekana na mfumo wa macho. Mwanafunzi 7 mm hupungua kidogo ya upepo wa 100%, ambapo mwangaza wa uso inaweza kupimwa kutoka kwa bidhaa ya mara kwa mara 2, na mraba wa mwanafunzi kusababisha: . Ukomo hapa ni kipenyo cha mwanafunzi; ni matokeo mabaya na huharibika kwa umri. Baadhi ya upotevu wa mwanga unaoonekana unaotarajiwa na kupungua kwa kukuza hawezi kuongeza mwangaza wa uso mara moja mfumo umefikia upanuzi wake wa chini unaoweza kutumika, kwa hiyo kwa nini muda huo unatumiwa kuwa unatumika .

Macho haya kuwakilisha kuongezwa takwimu ya jicho binadamu ambapo 15 px = 1 mm, wana mwanafunzi mduara wa 7 mm. Kielelezo A kina kipenyo cha mwanafunzi wa kipenyo cha mm 14, ambacho kwa madhumuni ya astronomy husababisha kupoteza kwa mwanga wa 75%. Kielelezo B ina mwanafunzi wa kutosha wa 6.4 mm, ambayo inaruhusu kamili ya 100% ya mwanga unaoonekana inayoonekana na mwangalizi.

Picha ya Scale

Unapotumia CCD kurekodi uchunguzi, CCD imewekwa kwenye ndege kuu. Kiwango cha picha (wakati mwingine huitwa sahani wadogo ) kinaelezea jinsi ukubwa wa angular wa kitu kinachozingatiwa ni kuhusiana na ukubwa wa kimwili wa picha iliyopangwa kwenye ndege ya focal

wapi ni kiwango cha picha, ni ukubwa wa angular wa kitu kilichoonekana, na ni ukubwa wa kimwili wa picha iliyopangwa. Kwa upande wa kiwango cha juu cha picha ya urefu ni

wapi inapimwa kwa radians kwa mita (rad / m), na inapimwa kwa mita. Kwa kawaida hutolewa kwa vitengo vya arcseconds kwa millimeter ("/ mm). Kwa hiyo ikiwa urefu wa juu unapimwa kwa milimita, kiwango cha picha ni

Kupatikana kwa usawa huu ni sawa sawa na matokeo ni sawa kwa kutafakari au kukataza darubini. Hata hivyo, kufikiriwa rahisi zaidi kwa kuzingatia darubini inayoonyesha. Ikiwa kitu kilichopanuliwa na ukubwa wa angular huzingatiwa kupitia darubini, kisha kutokana na Sheria za kutafakari na Trigonometry ukubwa wa picha iliyopangwa kwenye ndege ya msingi

Thefore, kiwango cha picha (ukubwa wa angular wa kitu kilichogawanywa na ukubwa wa picha iliyopangwa) itakuwa

na kwa kutumia uhusiano mdogo , lini (NB halali tu kama iko katika radians), tunapata

Picha isiyo kamili

Hakuna darubiniko inaweza kuunda picha kamilifu. Hata kama darubini inayoonyesha inaweza kuwa na kioo kamilifu, au darubini ya kukataa inaweza kuwa na lens kamilifu, athari za kufungua diffraction haziwezekani. Kwa kweli, vioo kamilifu na lenses kamili hazipo, kwa hivyo uharibifu wa picha pamoja na kufungua tofauti unapaswa kuzingatiwa. Ufafanuzi wa picha unaweza kupunguzwa katika madarasa mawili kuu, monochromatic, na polychromatic. Mnamo mwaka wa 1857, Philipp Ludwig von Seidel (1821-1896) alivunja matukio ya kwanza ya uharibifu wa mchanga ndani ya tano. Wao sasa hujulikana kama Aberrations tano za Seidel.

Mabadiliko tano ya Seidel

Uhamisho wa siri
Tofauti katika urefu wa katikati ya mionzi ya rangi na mionzi ya chini, sawa na mraba wa kipenyo cha lengo.
Coma
Kinga ambayo pointi inaonekana kama patches kama vile asymmetrical patches ya mwanga na mikia, ambayo inafanya kipimo si sahihi. Ukubwa wake mara nyingi hutolewa kwenye theorem ya macho .
Astigmatism
Mfano wa fomu za msingi kwenye mistari ya sagittal na ya tangental na katikati (bila kukosekana kwa coma) sura ya elliptical.
Uvunjaji wa Shamba
Kipande cha shamba cha Petzval kinamaanisha kwamba picha, badala ya kulala katika ndege, kwa kweli iko juu ya uso wa uso, ulioelezewa kama mashimo au pande zote. Hii husababisha matatizo wakati kifaa cha kugundua gorofa kinatumiwa mfano, sahani ya picha au sensor ya picha ya CCD.
Uvunjaji
Pipa au pincushion, upotofu wa radial lazima uelekewe wakati wa kuchanganya picha nyingi (sawa na kuunganisha picha nyingi kwenye picha ya panoramic ).

Kasoro za macho zimeorodheshwa katika utaratibu ulio juu, kwani hii inaelezea uingiliano wao kama upungufu wa kwanza kwa hatua ya wanafunzi wa kuingia / kuingia. Uharibifu wa kwanza wa Seidel, Aberration ya Spherical, ni huru na nafasi ya mwanafunzi wa kutoka (kama ilivyo sawa kwa penseli za axial na ziada-axial). Ya pili, coma, inabadilika kama kazi ya umbali wa wanafunzi na uhamaji wa kimazingira, kwa hiyo matokeo ya kujulikana ambayo haiwezekani kurekebisha coma katika lens bila uhamisho wa sherehe kwa kuhamasisha mwanafunzi. Vidokezo vilivyofanana vinaathiri mabaki yaliyobaki kwenye orodha.

Mabadiliko ya Chromatic

Uingizaji wa chromatic longitudinal : Kama ilivyo kwa uhamisho mkali hii ni sawa kwa penseli za axial na oblique.
Kubadilishana kwa chromatic aberration (kupungua kwa chromatic ya kukuza)

Taasisi za utafiti wa anga

Miwili miwili ya Kitani cha Tani ambacho kinaunda VLT ya ESO , kwenye eneo la mlima wa mbali, mita 2600 juu ya usawa wa bahari katika Jangwa la Atacama la Chile.

Tetescopes ya macho imetumika katika utafiti wa nyota tangu wakati wa uvumbuzi wao katika karne ya kwanza ya 17. Aina nyingi zimejengwa zaidi ya miaka kulingana na teknolojia ya macho, kama vile kufuta na kutafakari, asili ya mwanga au kitu kinachofikiriwa, na hata mahali ambapo huwekwa, kama vile darubini za nafasi . Wengine huwekwa na kazi wanayofanya kama vile darubini za jua .

Reflexer kubwa

Takribani zote kubwa za utafiti wa daraja la anga zinaonyesha. Sababu zingine ni:

  • Katika lens kiasi kikubwa cha nyenzo lazima iwe huru na ukosefu wa kutosha, wakati katika kioo, uso mmoja tu unapaswa kupigwa kikamilifu.
  • Mwanga wa rangi tofauti husafiri kwa njia ya kati kuliko utupu kwa kasi tofauti. Hii inasababishwa na uharibifu wa chromatic .
  • Wachunguzi hufanya kazi kwa wigo wa nuru pana tangu vile vile vidonge vingi vinapatikana wakati wa kupitia vipengele vya kioo kama vile vilivyopatikana katika refractor au catadioptric.
  • Kuna matatizo ya kiufundi yanayohusika na viwanda na kusimamia lenses kubwa ya kipenyo. Moja yao ni kwamba vifaa vyote vya kweli vinapatwa na mvuto. Lens inaweza tu kufanyika kwa mzunguko wake. Kioo, kwa upande mwingine, inaweza kuungwa mkono na upande wote kinyume na uso wake unaoonekana.
Kulinganisha ukubwa wa majina ya vioo vya msingi vya darubini fulani za kuonekana za macho

Wafanyakazi wengi wa tafiti kubwa wanafanya kazi katika ndege tofauti za kulenga, kulingana na aina na ukubwa wa chombo kinachotumiwa. Hizi ni pamoja na mtazamo mkuu wa kioo kikuu, mtazamo wa kipaji (mwanga bounced nyuma nyuma ya kioo msingi), na hata nje ya telescope wote pamoja (kama Nasmyth na coudé lengo ). [23]

Muda mpya wa maandalizi ya darubini ilianzishwa na Kitabu cha Multiple Mirror (MMT), kioo kikiwa na makundi sita yaliyotengeneza kioo cha kipenyo cha mita 4.5. Hiyo sasa imebadilishwa na kioo moja ya 6.5 m. Mfano wake ulifuatiwa na darubini za Keck zilizo na vioo vya sehemu 10 m.

Nguvu zilizopo sasa za msingi zilizo chini ya ardhi zina kioo kikuu cha kati ya mita 6 na 11 kwa kipenyo. Katika kizazi hiki cha telescopes, kioo mara nyingi ni nyembamba sana, na kinachukuliwa kwa sura bora kabisa na safu ya vituo (angalia optics ). Teknolojia hii imesababisha miundo mpya kwa terekoko za baadaye na upeo wa 30, 50 na hata mita 100.

Tanzu ya Harlan J. Smith inayoonyesha darubini katika McDonald Observatory , Texas

Kiasi cha bei nafuu, telescopes ya mita 2 zilizozalishwa kwa mingi hivi karibuni zimeanzishwa na zimeathiri sana utafiti wa astronomy. Hizi kuruhusu malengo mengi ya nyota ya kufuatiliwa daima, na kwa maeneo makubwa ya angani kutafanywa. Wengi ni darubini za robotiki , kompyuta iliyodhibitiwa kwenye mtandao (tazama mfano , Telescope ya Liverpool na Telescope ya Faulkes Kaskazini na Kusini ), kuruhusu kufuatilia automatiska matukio ya anga.

Mwanzo detector kutumika katika telescopes ilikuwa jicho la mwanadamu . Baadaye, sahani ya picha iliyohamasishwa ilichukua nafasi yake, na spectrografu ilianzishwa, kuruhusu kukusanya taarifa ya spectral. Baada ya sahani ya picha, vizazi vilivyofuata vya watambuzi wa umeme, kama kifaa cha kuunganishwa-kifaa (CCDs), wamekuwa wakamilifu, kila mmoja na uelewa zaidi na azimio, na mara nyingi kwa chanjo pana.

Taasisi za sasa za utafiti zina vyombo vingi vya kuchagua kama vile:

  • inaonekana, ya majibu tofauti ya spectral
  • spectrographs, muhimu katika mikoa tofauti ya wigo
  • polarimeters, ambayo huchunguza polarization ya mwanga.

Utendaji wa diffraction ya macho huweka kikomo kwa ubora na sura ya ubora ambayo darubini inaweza kufikia, ambayo ni eneo lenye ufanisi wa diski ya Airy , ambayo huzuia jinsi ambavyo vifungo vya karibu vile vinaweza kuwekwa. Kikomo hiki kabisa kinaitwa kikomo cha diffraction (na kinaweza kufikiriwa na kigezo cha Rayleigh , kikomo cha Dawes au kikomo cha uamuzi wa Sparrow ). Kikomo hiki kinategemea urefu wa mwanga uliojifunza (ili kikomo cha nuru nyekundu kinakuja mapema zaidi kuliko kikomo cha mwanga wa bluu) na kwenye kipenyo cha kioo cha telescope. Hii inamaanisha kwamba darubini na kipenyo kioo fulani kinaweza kutatua hadi kikomo fulani kwa kiasi kikubwa. Kwa darubini za kawaida duniani, kikomo cha diffraction sio sahihi kwa visoscopes kubwa kuliko 10 cm. Badala yake, kuona , au kuchanganyikiwa kwa sababu ya anga, huweka kikomo cha azimio. Lakini katika nafasi, au kama optics adaptive hutumiwa, basi kufikia kikomo diffraction wakati mwingine inawezekana. Kwa hatua hii, kama azimio kubwa inahitajika katika urefu wa wavelength, kioo kikubwa kinapaswa kujengwa au kufungwa kwa awali kwa kutumia safu za darubini za karibu.

Katika miaka ya hivi karibuni, teknolojia kadhaa za kushinda uharibifu unaosababishwa na anga kwenye darubini za msingi zinaanzishwa, na matokeo mazuri. Angalia optics adaptive , imaging speckle na interferometry macho .

Angalia pia

  • Astronomy
  • Uchapishaji wa uchapishaji
  • Kitabu cha amateur kinachofanya
  • Bahtinov mask
  • Mask ya Carey
  • Urefu wa shamba
  • Dipleidoscope
  • Globe athari
  • Maski ya Hartmann
  • Historia ya optics
  • Orodha ya darubini za macho
  • Orodha ya darubini kubwa za kutazama macho
  • Orodha ya darubini za kurekodi optical kubwa
  • Orodha ya darubini ya macho kubwa kihistoria
  • Orodha ya darubini za jua
  • Orodha ya darubini ya nafasi
  • Orodha ya aina ya telescope

Marejeleo

  1. ^ galileo.rice.edu The Galileo Project > Science > The Telescope by Al Van Helden – “the telescope was not the invention of scientists; rather, it was the product of craftsmen.”
  2. ^ a b Fred Watson, Stargazer (page 55)
  3. ^ The History of the Telescope By Henry C. King, Page 25-29
  4. ^ progression is followed through Robert Grosseteste Witelo , Roger Bacon , through Johannes Kepler , D. C. Lindberg, Theories of Vision from al-Kindi to Kepler, (Chicago: Univ. of Chicago Pr., 1976), pp. 94-99
  5. ^ galileo.rice.edu The Galileo Project > Science > The Telescope by Al Van Helden
  6. ^ Renaissance Vision from Spectacles to Telescopes By Vincent Ilardi , page 210
  7. ^ galileo.rice.edu The Galileo Project > Science > The Telescope by Al Van Helden
  8. ^ The History of the Telescope By Henry C. King, Page 27 " (spectacles) invention, an important step in the history of the telescope "
  9. ^ galileo.rice.edu The Galileo Project > Science > The Telescope by Al Van Helden "The Hague discussed the patent applications first of Hans Lipperhey of Middelburg, and then of Jacob Metius of Alkmaar... another citizen of Middelburg, Sacharias Janssen had a telescope at about the same time but was at the Frankfurt Fair where he tried to sell it"
  10. ^ See his books Astronomiae Pars Optica and Dioptrice
  11. ^ Sphaera - Peter Dollond answers Jesse Ramsden - A review of the events of the invention of the achromatic doublet with emphasis on the roles of Hall, Bass, John Dollond and others.
  12. ^ Stargazer - By Fred Watson, Inc NetLibrary, Page 108
  13. ^ Stargazer - By Fred Watson, Inc NetLibrary, Page 109
  14. ^ works by Bonaventura Cavalieri and Marin Mersenne among others have designs for reflecting telescopes
  15. ^ Stargazer - By Fred Watson, Inc NetLibrary, Page 117
  16. ^ The History of the Telescope By Henry C. King, Page 71
  17. ^ Isaac Newton: adventurer in thought , by Alfred Rupert Hall, page 67
  18. ^ Parabolic mirrors were used much earlier, but James Short perfected their construction. See "Reflecting Telescopes (Newtonian Type)" . Astronomy Department, University of Michigan.
  19. ^ Silvering was introduced by Léon Foucault in 1857, see madehow.com - Inventor Biographies - Jean-Bernard-Léon Foucault Biography (1819-1868) , and the adoption of long lasting aluminized coatings on reflector mirrors in 1932. Bakich sample pages Chapter 2, Page 3 "John Donavan Strong, a young physicist at the California Institute of Technology, was one of the first to coat a mirror with aluminum. He did it by thermal vacuum evaporation. The first mirror he aluminized, in 1932, is the earliest known example of a telescope mirror coated by this technique."
  20. ^ a b c d e "Telescope Formulae" . SaharaSky Observatory. 3 July 2012.
  21. ^ a b c d e "Optical Formulae" . Ryukyu Astronomy Club. 2 January 2012.
  22. ^ "Telescope Equations" . RocketMime. 17 November 2012.
  23. ^ S. McLean, Electronic imaging in astronomy: detectors and instrumentation, page 91

Viungo vya nje