التلسكوب العاكس: التعريف ، العمل ، الاختلافات


ما هو التلسكوب العاكس؟

تلسكوب عاكس تم تطويره بناءً على مبدأ انعكاس الضوء بواسطة مرآة أو مجموعة من المرايا المنحنية لتوليد صورة. تأتي هذه التلسكوبات بأشكال تصميم مختلفة وتتضمن أيضًا عناصر بصرية إضافية في بعض الأحيان لتحسين جودة الصورة أو تحسين موضع الصورة ميكانيكيًا. نظرًا لأن التلسكوبات / العواكس العاكسة تتضمن مرايا ، يُطلق عليها "كاتوبتريك"التلسكوبات. تستخدم هذه التلسكوبات بشكل شائع للأغراض الفلكية. تعتمد التلسكوبات البارزة مثل تلسكوب هابل الفضائي وبعض التلسكوبات الهواة على هذا التصميم المجهري. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التلسكوبات التي تعمل بأطوال موجية من الضوء غير النطاق المرئي (مثل تلسكوبات X-RAY) تستخدم أيضًا مبدأ التلسكوبات العاكسة. 

من اخترع التلسكوب العاكس؟

  • أدى استخدام المرايا المكافئة في مثل هذه التلسكوبات إلى تقليل الانحراف الكروي الذي أدى إلى العديد من التصاميم التلسكوبية التي تتبع مبدأ الانعكاس. كان من أهم التصاميم التلسكوبية التلسكوب الغريغوري الذي اقترحه جيمس غريغوري عام 1663 وصممه العالم التجريبي روبرت هوك عام 1673. 
  • يعتبر السير إسحاق نيوتن هو مبتكر أول تلسكوب عاكس في عام 1668. ويشار إلى هذا التصميم باسم تلسكوب نيوتن. يستخدم التلسكوب النيوتوني مرآة أساسية معدنية أرضية كروية ومرآة قطرية صغيرة.
  • في أواخر القرن العشرين ، كان مجال البصريات التكيفية و التصوير المحظوظ شهد تطوراً يساعد في التغلب على صعوبات الرؤية. الآن ، أصبحت التلسكوبات العاكسة منتشرة في كل مكان على التلسكوبات الفضائية وعدة أنواع أخرى من أجهزة تصوير المركبات الفضائية.

كيف يعمل التلسكوب العاكس؟

مسار الضوء في تلسكوب عاكس.
  • التلسكوب العاكس منحني المرآة الأساسية كعنصرها البصري الأساسي. تُستخدم هذه المرآة لإنشاء صورة على المستوى البؤري. المسافة بين هذه المرآة والمستوى البؤري تسمى البعد البؤري. يمكن الاحتفاظ بجهاز استشعار رقمي أو فيلم على المستوى البؤري لتسجيل الصورة المنتجة. في بعض الأحيان ، أ مرآة ثانوية يضاف لإعادة توجيه / إعادة توجيه الضوء المركّز إلى فيلم أو مستشعر رقمي أو عدسة عينية لمراقبة الخصائص البصرية بصريًا.
  • في غالبية التلسكوبات الحديثة ، تتكون المرآة الأساسية من أسطوانة زجاجية صلبة مع سطح أرضي أمامي على شكل قطع مكافئ أو كروي. يتم إنشاء مرآة سطحية أمامية عاكسة للغاية عن طريق الفراغ لإيداع طبقة رقيقة من الألومنيوم على المرآة.
  • طرق مختلفة لصنع التلسكوبات الأولية. تتضمن إحدى هذه الطرق تدوير الزجاج المصهور لجعله سطحًا مكافئًا. يستمر هذا حتى يبرد الزجاج ويصلب. المرآة المطورة هي ذات شكل مكافئ من حيث الشكل تقريبًا وتتطلب الحد الأدنى من الصقل والطحن لتحقيق الشكل الدقيق.

لماذا تستخدم التلسكوبات العاكسة للبحث الفلكي؟

في الوقت الحاضر ، تقريبًا جميع التلسكوبات الفلكية الكبيرة المستخدمة في البحث هي تلسكوبات عاكسة / عاكسة. هناك مجموعة متنوعة من الأسباب وراء تفضيل العواكس في الأبحاث الفلكية:

  • · تمتص العناصر / العدسات الزجاجية المستخدمة في التلسكوبات الانكسارية والانكسارية الانكسارية أطوال موجية محددة من الضوء أو كمية معينة من الضوء الوارد. لا تمتص العاكسات أي طول موجي من هذا القبيل ، وبالتالي ، فإنها تعمل على نطاق أوسع من الضوء.
  • · لكي تعمل العدسة بشكل صحيح ، يجب أن تكون خالية من أي شكل من أشكال الانحراف والعيوب وعدم التجانس. يجب أن يكون الهيكل بأكمله دقيقًا. لكن في حالة المرايا. يتطلب السطح العاكس فقط أن يكون مصقولًا تمامًا.
  • · تتكون العدسات من مواد مختلفة بمؤشرات انكسار مختلفة. تنتقل الأطوال الموجية المختلفة للضوء بسرعات وزوايا مختلفة في وسائط مختلفة. يؤدي هذا إلى ظهور انحراف لوني. من أجل تصحيح هذه الانحرافات ، يحتاج المرء إلى دمج مزيج من عدستين أو أكثر بحجم فتحة العدسة. يؤدي هذا إلى زيادة الاستثمار النقدي للنظام ويجعله أكبر بشكل ملحوظ. الصور التي تشكلها المرايا لا تعاني من الانحراف اللوني. علاوة على ذلك ، أثبتت المرايا أنها فعالة من حيث التكلفة نسبيًا وصغيرة الحجم.
  • · قد يؤدي تصنيع العدسات ذات الفتحات الكبيرة وتركيبها إلى حدوث مشكلات. يمكن تركيب العدسات بحوافها فقط. الجزء المركزي من العدسة ينخفض ​​بسبب الجاذبية. هذا يؤدي إلى تشويه الصورة المتكونة. استخدام المرايا يقضي على احتمالات مثل هذه المشاكل. يمكن إمساك المرايا بدعم خلفي ، وبالتالي يمكن أن تحتوي على فتحات كبيرة دون التأثير على تكوين الصورة. تبلغ أكبر فتحة عدسة حاليًا 1 متر ، بينما تبلغ فتحة المرآة الأكبر 10 أمتار. 

ما هي التصاميم المختلفة للتلسكوب العاكس؟

  • يوفر تلسكوب ميلادي (اقترحه جيمس جريجوري) يستخدم مرآة ثانوية مقعرة لتعكس صورة المرآة الأساسية من خلال ثقب ضيق. يتم ذلك لإنتاج صورة منتصبة تكون مفيدة لإجراء عمليات المراقبة الأرضية. هناك عدد قليل من تلسكوبات رصد صغيرة تم إنشاؤها بهذه الطريقة. تستخدم العديد من التلسكوبات الحديثة الكبيرة أيضًا الترتيب الغريغوري. على سبيل المثال ، تلسكوبات ماجلان ، تلسكوب الفاتيكان للتكنولوجيا المتقدمة ، تلسكوب ماجلان العملاق ، والتلسكوب ذو العينين الكبير.
تلسكوب عاكس
مسار ضوء تلسكوب عاكس جورجي.
مصدر الصورة:كريشنافيدالاتلسكوب ميلاديCC BY-SA 4.0
  • يوفر تلسكوب نيوتن هو تباين تصميم تلسكوبي عاكس تم تطويره بواسطة السير إسحاق نيوتن في عام 1668. تشتمل هذه التلسكوبات على مرآة أساسية مقعرة ومرآة ثانوية قطرية مسطحة. يشتهر التلسكوب النيوتوني بتصميمه الفعال والمبسط ، والذي يحظى بتقدير صانعي التلسكوب. في هذا التصميم ، تقع العدسة في الطرف العلوي لأنبوب التلسكوب. يوفر وضع العدسة ذات النسب البؤرية القصيرة نظام تثبيت مضغوطًا ويضمن التنقل ويقلل من النفقات. [لمعرفة المزيد عن زيارة التلسكوب النيوتوني https://lambdageeks.com/newtonian-telescope/]
مسار ضوء تلسكوب عاكس لنيوتن. مصدر الصورة: كريشنافيدالا - عمل خاص CC BY-SA 4.0
  • يوفر تلسكوب كاسيجرين تم تطويره بواسطة Laurent Cassegrain في عام 1672 يشتمل على مرآة أولية مكافئة ومرآة ثانوية زائدية لعكس الضوء الساقط على المرآة الأساسية من خلال ثقب صغير. تستخدم المرآة الثانوية بشكل أساسي للتباعد والطي. ينتج عن هذا تلسكوب له طول أنبوب قصير بطول بؤري طويل. [لمعرفة المزيد عن زيارة تلسكوب Cassegrain https://lambdageeks.com/cassegrain-telescope/]
مسار ضوء تلسكوب يعكس Cassegrain. مصدر الصورة؛ كريشنافيدالا - عمل خاص CC BY-SA 4.0
  • يوفر ريتشي كريتيان تلسكوب (طوره جورج ويليس ريتشي وهنري كريتيان حوالي عام 1910) هو عاكس كاسيجرين خاص. يحتوي هذا التصميم على مرآتين زائديتين بدلاً من مرآة أولية مكافئة. ال ريتشي كريتيان التلسكوب خالي من الغيبوبة والانحراف الكروي ويوفر مستوى بؤريًا مسطحًا تقريبًا. هذا التلسكوب مناسب للملاحظات واسعة النطاق والتصويرية. ال ريتشي كريتيان يحدث تصميم التلسكوب لواحد من أكثر التلسكوبات العاكسة الاحترافية شيوعًا.
  • يوفر دال- كيرخام تلسكوب هو نوع خاص آخر من تصميم تلسكوب Cassegrain. ال دال- كيرخام التصميم التلسكوبي أسهل نسبيًا في البناء من تلسكوب Cassegrain أو Ritchey-Chrétien العادي. ومع ذلك ، فإن هذا التصميم غير قادر على تصحيح مشكلات الغيبوبة خارج المحور. انحناء مجالها الصغير يجعلها أقل وضوحًا أو دقة عند النسب البؤرية الأطول ؛ وبالتالي ، بالكاد يُنظر إلى تلسكوبات Dall-Kirkham على أنها أسرع من f / 15.
  • يوفر هيرشيليان تم دمج العاكس (الذي اقترحه ويليام هيرشل عام 1789) لبناء تلسكوبات كبيرة جدًا. يستخدم تصميم Herschelian مرآة أساسية مائلة. هذا يضمن أن الضوء لا يحجبه رأس المراقب. ومع ذلك ، فإن تصميم العاكس يأتي مع بعض الانحرافات الهندسية. بغض النظر عن ذلك ، يتم استخدامه لتجنب استخدام مرآة ثانوية نيوتن. تتكون المرآة الثانوية بشكل عام من مرايا منظار معدني تتلوث بسرعة وتوفر انعكاسًا بنسبة 60٪ فقط.
مسار ضوء أ هيرشيليان تلسكوب عاكس. مصدر الصورة: المستخدم: Eudjinnius - عمل خاص
رسم تخطيطي لنظام تلسكوب Herschel-Lomonosov. CC BY-SA 3.0

ما هي الأخطاء التي تنتج عن انعكاس التلسكوب؟

التلسكوبات العاكسة عرضة لإحداث أخطاء معينة أثناء تكوين الصور ، تمامًا مثل أي نظام بصري آخر. الصور التي تم تكوينها لها مسافات جسم تصل إلى ما لا نهاية ، ويتم عرض هذه الصور بأطوال موجية ضوئية مختلفة. هذه العوامل تسبب أخطاء محددة في تكوين الصورة.

  • غيبوبة - الغيبوبة هي نوع من الانحراف يركز مركز الصورة على نقطة ما ، لكن الحواف تظهر عمومًا ملطخة شعاعيًا (تشبه المذنب) أو ممدودة.
تمثيل تخطيطي للانحراف الكوميدي ، مجهول ، عدسة غيبوبةCC BY-SA 3.0
  • انحناء المجال - في بعض الأحيان ، الصور ليست مركزة بشكل جيد في جميع أنحاء المجال. يحدث هذا بسبب انحناء مستوى الصورة ويتم تصحيحه باستخدام عدسة تسطيح المجال.
    • اللانقطية - اللابؤرية هي نوع من الانحراف يسبب اختلافًا بؤريًا سمتيًا حول الفتحة. نتيجة لذلك ، تظهر الصور النقطية البعيدة عن المحور بيضاوي الشكل. تسبب اللابؤرية مزيدًا من الخطأ عندما يكون مجال الرؤية كبيرًا ويبدأ في التباين تربيعيًا بزاوية المجال. في حالة مجال الرؤية الأصغر / الأضيق ، لا يمثل الاستجماتيزم مشكلة في العادة.
تمثيل تخطيطي للاستجماتيزم. أنا سيباستيان كروش اللانقطيةCC BY-SA 3.0
  • تشويه - التشويه هو تأثير انحراف يزعج شكل الصورة. لا تتأثر حدة الصورة بالتشويه. يتم تصحيح هذا الانحراف بشكل عام بمساعدة معالجة الصور. 
  • تفاصيل التحقيق: الانحراف الكروي هو عيب يحدث عندما تكون المرآة / العدسة الكروية غير قادرة على تركيز الضوء من أجسام مختلفة بعيدة في نفس النقطة. يتم حل هذا العيب باستخدام المرايا المكافئة بدلاً من المرايا الكروية. ومع ذلك ، فإن المرآة المكافئة لا تعمل بشكل جيد مع تشكيل الصورة للضوء الساقط على حافة مجال رؤيتها وتنتج انحرافات خارج المحور. 

لمعرفة المزيد عن زيارة قياس العدسة https://lambdageeks.com/a-detailed-overview-on-lensometer-working-uses-parts/

للتعرف على أجزاء زيارة التلسكوب https://lambdageeks.com/steps-to-use-a-telescope-parts-of-a-telescope/

سانشاري تشاكرابورتي

أنا متعلم شغوف ، مستثمر حاليًا في مجال البصريات التطبيقية والضوئيات. أنا أيضًا عضو نشط في SPIE (الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات) و OSI (الجمعية البصرية في الهند). تهدف مقالاتي إلى تسليط الضوء على موضوعات البحث العلمي عالية الجودة بطريقة بسيطة ولكنها غنية بالمعلومات. العلم يتطور منذ زمن سحيق. لذا ، أحاول أن أستفيد من التطور وأقدمه للقراء. دعنا نتواصل من خلال https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

آخر المقالات