Reflecterende telescoop: definitie, werking, variaties

Wat is een spiegeltelescoop?

A reflecterende telescoop is ontwikkeld op basis van het principe van lichtreflectie door een spiegel of een combinatie van gebogen spiegels om een ​​beeld te genereren. Deze telescopen zijn er in verschillende ontwerpvariaties en bevatten soms ook extra optische elementen om de beeldkwaliteit te verbeteren of mechanisch de positie van het beeld te verbeteren. Aangezien bij spiegeltelescopen / reflectoren spiegels betrokken zijn, worden ze aangeduid als 'catoptrisch”Telescopen. Deze telescopen worden veel gebruikt voor astronomische doeleinden. Prominente telescopen zoals de Hubble Space Telescope en sommige amateur-telescopen zijn gebaseerd op dit microscopisch ontwerp. Bovendien gebruiken telescopen die werken met andere golflengten dan het zichtbare bereik (zoals X-RAY-telescopen) ook het principe van reflecterende telescopen. 

Wie heeft de spiegeltelescoop uitgevonden?

• Het gebruik van parabolische spiegels in dergelijke telescopen heeft de sferische aberratie verminderd, wat leidt tot verschillende telescopische ontwerpen die het reflectieprincipe volgen. Een van de belangrijkste telescopische ontwerpen was de Gregoriaanse telescoop die in 1663 door James Gregory werd voorgesteld en in 1673 werd gebouwd door de experimentele wetenschapper Robert Hooke. 
• Sir Isaac Newton wordt beschouwd als de maker van de eerste spiegeltelescoop in 1668. Dit ontwerp wordt de Newtoniaanse telescoop genoemd. De Newtoniaanse telescoop maakt gebruik van een bolvormig geslepen metalen hoofdspiegel en een kleine diagonale spiegel.
• In de late 20e eeuw, het veld van adaptieve optica en gelukkige beeldvorming is getuige geweest van een ontwikkeling die heeft geholpen om de moeilijkheden van het zien te overwinnen. Nu zijn spiegeltelescopen alomtegenwoordig op ruimtetelescopen en verschillende andere soorten beeldapparatuur voor ruimtevaartuigen.

Hoe werkt een spiegeltelescoop?

• De reflectortelescoop heeft een gebogen primaire spiegel als het fundamentele optische element. Deze spiegel wordt gebruikt om een ​​afbeelding in het brandvlak te creëren. De afstand tussen deze spiegel en het brandpuntsvlak wordt de brandpuntsafstand genoemd. Een digitale sensor of film kan op het brandvlak worden gehouden om het geproduceerde beeld op te nemen. Soms kan een secundaire spiegel wordt toegevoegd om het gefocuste licht door te sturen naar een film, digitale sensor of een oculair voor het visueel waarnemen van de optische kenmerken.
• In de meeste moderne telescopen is de hoofdspiegel gemaakt van een massieve glazen cilinder waarvan het vooroppervlak parabolisch of bolvormig is geslepen. Een sterk reflecterende spiegel aan de voorkant wordt gecreëerd door vacuüm om een ​​dunne laag aluminium op de spiegel af te zetten.
• Verschillende methoden maken primaire telescopen. Een van deze methoden omvat het roteren van gesmolten glas om het oppervlak een paraboloïde te maken. Dit wordt voortgezet totdat het glas afkoelt en stolt. De ontwikkelde spiegel is ongeveer paraboloïde qua vorm en vereist minimaal polijsten en slijpen om de juiste figuur te bereiken.

Waarom worden spiegeltelescopen gebruikt voor astronomisch onderzoek?

Momenteel zijn bijna alle grote astronomische telescopen die voor onderzoek worden gebruikt, reflectoren / spiegeltelescopen. Er zijn verschillende redenen waarom de reflectoren de voorkeur hebben voor astronomisch onderzoek:

• · De glazen elementen / lenzen die worden gebruikt in brekende en catadioptrische telescopen absorberen specifieke golflengten van licht of een bepaalde hoeveelheid invallend licht. Reflectoren absorberen zo'n golflengte niet, en daarom werken ze op een breder spectrum van licht.
• · Om een ​​lens correct te laten werken, dient deze geen enkele vorm van aberratie, imperfectie en inhomogeniteit te hebben. De hele structuur moet nauwkeurig zijn. Maar in het geval van spiegels. Alleen het reflecterende oppervlak moet perfect gepolijst worden.
• · Lenzen zijn gemaakt van verschillende materialen met verschillende brekingsindices. Verschillende golflengten van licht reizen met verschillende snelheden en hoeken in verschillende media. Dit leidt tot chromatische aberratie. Om deze afwijkingen te corrigeren, moet men een combinatie van twee of meer lenzen met diafragmaopening gebruiken. Dit verhoogt de geldinvestering van het systeem en maakt het ook aanzienlijk omvangrijker. De beelden gevormd door spiegels hebben geen last van chromatische aberratie. Bovendien blijken spiegels relatief kostenefficiënt te zijn en compact van formaat.
• · Het vervaardigen en opstellen van lenzen met grote diafragmaopeningen kan problemen opleveren. Lenzen kunnen alleen met hun rand worden bevestigd. Het centrale deel van de lens zakt door de zwaartekracht. Dit leidt tot vervorming van het gevormde beeld. Door het gebruik van spiegels worden de mogelijkheden van dergelijke problemen uitgewist. Spiegels kunnen met rugsteun worden vastgehouden en kunnen daarom grote openingen hebben zonder de beeldvorming te beïnvloeden. De grootste lensopening bedraagt ​​momenteel 1 m, terwijl de grootste spiegelopening 10 m bedraagt. 

Wat zijn de verschillende ontwerpen van spiegeltelescoop?

• De Gregoriaanse telescoop (voorgesteld door James Gregory) gebruikt een concave secundaire spiegel om het beeld van de primaire spiegel door een smal gat te reflecteren. Dit wordt gedaan om een ​​rechtopstaand beeld te produceren dat voordelig is voor het uitvoeren van aardse waarnemingen. Er zijn een paar kleine telescopen die op deze manier zijn geconstrueerd. Veel grote moderne telescopen gebruiken ook de Gregoriaanse opstelling. Bijvoorbeeld de Magellan-telescopen, de Vatican Advanced Technology Telescope, de Giant Magellan Telescope en de Large Binocular Telescope.

• De Newtoniaanse telescoop is een spiegelende telescopische ontwerpvariant die werd ontwikkeld door Sir Isaac Newton in het jaar 1668. Dergelijke telescopen bevatten een concave primaire spiegel en een platte diagonale secundaire spiegel. De Newtoniaanse telescoop is beroemd vanwege zijn effectieve en simplistische ontwerp, dat wordt gewaardeerd door telescoopmakers. Bij dit ontwerp bevindt het oculair zich aan de bovenzijde van de telescoopbuis. De plaatsing van het oculair met korte focusverhoudingen zorgt voor een compact montagesysteem, zorgt voor mobiliteit en verlaagt de kosten. [Om meer te weten over het bezoek aan de Newtoniaanse telescoop https://techiescience.com/newtonian-telescope/]

• De Cassegrain telescoop dat werd ontwikkeld door Laurent Cassegrain in het jaar 1672 en omvat een parabolische primaire spiegel en een hyperbolische secundaire spiegel om het invallende licht door een klein gaatje naar de primaire spiegel te reflecteren. De secundaire spiegel wordt voornamelijk gebruikt voor divergeren en vouwen. Dit resulteert in een telescoop met een korte buislengte met een lange brandpuntsafstand. [Ga voor meer informatie over de Cassegrain-telescoop naar https://techiescience.com/cassegrain-telescope/]

• De Ritchey – Chrétien telescoop (ontwikkeld door George Willis Ritchey en Henri Chrétien rond 1910) is een speciale Cassegrain reflector. Dit ontwerp heeft twee hyperbolische spiegels in plaats van een parabolische hoofdspiegel. De Ritchey – Chrétien telescoop is vrij van coma en sferische aberratie en biedt een bijna plat brandpuntsvlak. Deze telescoop is geschikt voor groothoek- en fotografische waarnemingen. De Ritchey – Chrétien telescoopontwerp gebeurt met een van de meest gebruikte professionele reflectortelescopen.

• De Dall-Kirkham telescoop is een ander speciaal type Cassegrain-telescoopontwerp. De Dall-Kirkham telescopisch ontwerp is relatief eenvoudiger te construeren dan een gewone Cassegrain- of Ritchey-Chrétien-telescoop. Dit ontwerp is echter niet in staat de problemen van coma buiten de as te corrigeren. De kleine veldkromming maakt het minder duidelijk of nauwkeurig bij langere brandpuntsverhoudingen; vandaar dat Dall-Kirkham-telescopen nauwelijks sneller zijn dan f / 15.

• De Herscheliaans reflector (voorgesteld door William Herschel in 1789) is ingebouwd voor het bouwen van zeer grote telescopen. Het Herscheliaanse ontwerp maakt gebruik van een gekantelde primaire spiegel. Dit zorgt ervoor dat het licht niet wordt geblokkeerd door het hoofd van de waarnemer. Dit reflectorontwerp heeft echter bepaalde geometrische afwijkingen. Ongeacht dat, wordt het gebruikt om het gebruik van een Newtoniaanse secundaire spiegel te vermijden. De secundaire spiegel is meestal opgebouwd uit speculum metalen spiegels die snel worden aangetast en een reflectievermogen van slechts 60% bieden.

Wat zijn de fouten die worden geproduceerd door de spiegeltelescoop?

Spiegeltelescopen zijn gevoelig voor het produceren van specifieke fouten tijdens het vormen van afbeeldingen, net als elk ander optisch systeem. De gevormde beelden hebben objectafstanden tot oneindig, en deze beelden worden bij verschillende lichtgolflengten bekeken. Deze factoren veroorzaken specifieke fouten bij de beeldvorming.

• Coma - Coma is een soort aberratie die het midden van het beeld op een punt focust, maar de randen zien er over het algemeen radiaal vlekkerig (komeetachtig) of langwerpig uit.

• Veldkromming - Soms zijn de beelden niet goed over het hele veld scherpgesteld. Dit gebeurt vanwege de kromming van het beeldvlak en wordt gecorrigeerd door een veldafvlakkingslens te gebruiken.
  • Astigmatisme - Astigmatisme is een soort aberratie die een azimutale focale variatie rond het diafragma veroorzaakt. Als resultaat hiervan zien off-axis puntbronbeelden er elliptisch uit. Astigmatisme veroorzaakt meer fouten wanneer het gezichtsveld groot is en kwadratisch begint te variëren met de veldhoek. In het geval van een kleiner / smaller gezichtsveld is astigmatisme meestal geen probleem.

• Verdraaiing - Vervorming is een aberratie-effect dat de vorm van het beeld verstoort. De beeldscherpte wordt niet beïnvloed door vervorming. Deze aberratie wordt doorgaans gecorrigeerd met behulp van beeldverwerking. 

• Sferische aberratie: Sferische aberratie is een defect dat optreedt wanneer een sferische spiegel / lens niet in staat is om licht van verschillende verre objecten op hetzelfde punt te focussen. Dit defect wordt opgelost door parabolische spiegels te gebruiken in plaats van de bolvormige. De parabolische spiegel werkt echter niet goed bij beeldvorming van licht dat op de rand van zijn gezichtsveld valt en produceert aberraties buiten de as. 

Bezoek voor meer informatie over lensmeting https://techiescience.com/a-detailed-overview-on-lensometer-working-uses-parts/

Om meer te weten over delen van een telescoopbezoek https://techiescience.com/steps-to-use-a-telescope-parts-of-a-telescope/

Lees meer over Galileïsche telescoop.

Lees ook:

• Spectroscopie in telescopen
• Vergroting berekenen in telescopen
• Numerieke uitlijning van telescoopoptiek
• Planetaire beeldvorming met telescopen
• Telescoopfilters
• Telescoop voor variabele sterstudies
• Berekening van de lengte van de telescoopbuis
• Refractieve telescoop
• Schmidt cassegrain-telescopen
• Telescoop voor het vastleggen van sterrenstelsels

Sanchari Chakraborty

Hallo, ik ben Sanchari Chakraborty. Ik heb de master Elektronica gedaan.
Ik vind het altijd leuk om nieuwe uitvindingen op het gebied van elektronica te ontdekken.
Ik ben een leergierige leerling en investeer momenteel in het vakgebied Toegepaste Optica en Fotonica. Ik ben ook een actief lid van SPIE (International society for optics and photonics) en OSI (Optical Society of India). Mijn artikelen zijn bedoeld om kwalitatief hoogstaand wetenschappelijk onderzoek op een eenvoudige maar informatieve manier aan het licht te brengen. Wetenschap evolueert sinds mensenheugenis. Dus ik probeer mijn steentje bij te dragen aan de evolutie en deze aan de lezers te presenteren.
Laten we doorverbinden