Kính thiên văn quang học là gì và làm thế nào để chọn chúng?

Nhiều người không biết kính thiên văn quang học là gì, và do đó không thể tìm ra cách chọn chúng, cách phân tích phân loại và sơ đồ. Ngoài ra, những người quan tâm đến quan sát thiên văn chắc chắn sẽ rất vui khi biết chúng dùng để làm gì và kính thiên văn đầu tiên được phát minh bởi ai. Sẽ rất hữu ích cho họ khi biết những kính thiên văn hiện đại lớn nhất thế giới trong phạm vi quang học.

Kính thiên văn quang học là thiết bị đặc biệt thu thập và hội tụ các chùm tia điện từ trong phạm vi nhìn thấy được. Chúng được thiết kế để tăng độ sáng và kích thước góc quan sát của các vật thể thiên văn. Theo quan điểm của vật lý học, mục đích của thiết bị này là tăng lượng ánh sáng đến từ một thiên thể, hay như các chuyên gia nói, khả năng xuyên thấu quang học.

Điều đáng cân nhắc là các thiết bị như vậy không chỉ nhằm mục đích quan sát trực tiếp không gian của cá nhân mà còn để chụp ảnh. Hơn nữa, đối với các chuyên gia, phần chính của công việc chỉ là chụp ảnh, và sau đó họ mới nghiên cứu các hình ảnh thu được bởi hệ thống. Các đặc điểm chính của kính thiên văn là:

• mặt cắt của thấu kính;

• tiêu cự của nó;

• tiêu điểm và trường nhìn của thị kính.

Nguyên lý hoạt động của kính thiên văn liên quan trực tiếp đến cấu tạo của chúng. Bên trong là hệ thống thấu kính hoặc gương. Các thiết bị có một kính quang học đã không được tìm thấy trong một thời gian dài.Khi một nhà thiên văn làm việc với kính thiên văn của mình, anh ta thay đổi các thông số của thị kính, làm cho thấu kính không thay đổi. Điều này cho phép bạn thay đổi độ phóng đại. Thiết bị này bao gồm cả thấu kính thu và thấu kính khuếch tán, tùy thuộc vào việc lựa chọn và sử dụng đúng cách mà độ rõ nét và độ chính xác của hình ảnh.

Đôi khi người ta nói rằng chiếc kính thiên văn đầu tiên được phát triển bởi Galileo. Tuy nhiên, không phải vậy. Cho đến nay, nhà phát triển chính xác vẫn chưa được biết và không có khả năng nó sẽ được cài đặt. Có một quan điểm rộng rãi rằng bước quyết định được thực hiện bởi nhà sản xuất kính John Lippersgey. Nhưng, rất có thể, việc tạo ra kính thiên văn diễn ra ở nhiều nơi cùng một lúc, độc lập với nhau, bởi vì vào đầu thế kỷ 17, người ta có thể thấy rõ nhu cầu về nó.

Điều này được xác nhận gián tiếp bởi các sự kiện nổi tiếng. Khi nộp đơn đăng ký bằng sáng chế, hóa ra một số thiết bị cùng loại đã được đăng ký. Người ta tin rằng nguyên mẫu của kính thiên văn được tạo ra bởi Leonardo da Vinci. Vai trò của Galileo là ông đã phát triển một kính thiên văn phản xạ, và hơn thế nữa, ông có thể nâng độ phóng đại từ 3 lên 32 lần trong một vài mẫu.

Ngày nay, những chỉ số như vậy sẽ được nhận thức một cách đáng nể ngay cả đối với những người nghiệp dư về thiên văn học. Nhưng sau đó kính thiên văn Galilean đã có thể thực hiện một số khám phá quan trọng, bao gồm làm nổi bật các ngôi sao trong Dải Ngân hà và phát hiện các vết đen. Thật kỳ lạ khi cái tên "kính thiên văn" chỉ xuất hiện vào năm 1611, và nó được đặt bởi nhà toán học người Hy Lạp Dimisianos.

Vào thế kỷ 17-18, kính thiên văn khúc xạ vẫn được sử dụng rộng rãi. Điều này phần lớn là do chi phí cao và độ phức tạp của các tấm phản xạ. Vào giữa thế kỷ 19, gương kính tráng bạc đã được sử dụng. Trong thế kỷ trước, một sự đổi mới quan trọng chủ yếu là việc sử dụng những tấm gương khổng lồ. Sự sáng tạo của họ sẽ không thể tưởng tượng được nếu không có sự phát triển của một cơ sở công nghiệp hùng mạnh.

Loại này còn được gọi là khúc xạ. Việc sử dụng nhiều thấu kính thay vì một thấu kính cho phép bạn làm suy yếu các khuyết tật quang học của từng loại riêng biệt. Lược đồ ngụ ý tầm quan trọng của tiêu cự, xác định kích thước tuyến tính của các vật thể ở xa trong mặt phẳng tiêu cự. Một bộ thị kính được thêm vào mỗi kính thiên văn, phù hợp với những trường hợp cụ thể. Cùng với các vật liệu khúc xạ thông thường, cũng có những vật liệu được thiết kế để chụp ảnh (chúng được gọi là máy đo chiêm tinh).

Loại kính thiên văn này còn được gọi là kính phản xạ. Gương dễ làm hơn. Nó có thiết kế hình parabol lõm. Độ cong là khá nhỏ. Một lượng nhỏ nhôm dạng bột được phủ lên bề mặt.

Việc sử dụng thiết bị gương cho phép bạn tự tin quan sát các chi tiết nhỏ của các vật thể không gian địa phương - hành tinh và vệ tinh, vành đai của chúng. Vật phản xạ thích hợp để nghiên cứu tinh vân, sao chổi và các vật thể mở rộng khác. Nhưng cũng có những kính thiên văn có thấu kính liên kết với một phức hợp gương và thấu kính. Chính những mô hình này là nhỏ gọn nhất.

Kích thước của kính thiên văn được xác định bởi kích thước của các phần tử quang học của nó. Các mẫu vật lớn nhất được đặt khá dễ đoán ở nơi trạng thái khí quyển tối ưu cho không gian quan sát. Đứng đầu danh sách các thiết bị SALT lớn nhất ở Nam bán cầu, nằm ở vùng bán sa mạc của Nam Phi. Riêng gương chính có kích thước 11x9,8 m, được sử dụng trong quan sát thực tế từ năm 2005, được bổ sung thêm một máy ảnh kỹ thuật số đặc biệt và một máy quang phổ đa chức năng.

Các kính thiên văn hiện đại khác bao gồm GTC. Trong các tài liệu và nguồn tài liệu trong nước, nó thường được gọi là Kính viễn vọng Canary Lớn. Nó đã được sử dụng trong thực tế từ năm 2007. Ngoài quang học, nó cũng có thể hoạt động với phạm vi hồng ngoại. Một số thiết bị bổ sung được sử dụng, và kích thước gương là 10,4 m.

“Kính thiên văn cực lớn của Châu Âu” là một cái tên đã nói lên chính nó. Nó không nằm trong số các thiết bị đang hoạt động, vì dự kiến ​​vận hành vào năm 2024. Nhưng đây là kính thiên văn lớn nhất trong số những kính thiên văn đã được chế tạo và kích thước của gương phân đoạn chính là 39,3 m. Vật thể này nằm ở Chile, trên núi Armasones, ở độ cao chỉ hơn 3 km so với mực nước biển.

Kính thiên văn lớn nhất ở Nga là cái gọi là "Kính thiên văn góc phương vị lớn" nằm gần làng Nizhny Arkhyz. Mặt cắt ngang của gương không vượt quá 6 m. Cần lưu ý ngay rằng bản thân vị trí của thiết bị đã được công nhận là không thành công và người ta không thể tin tưởng vào những quan sát hiệu quả nhất.

Kính thiên văn khúc xạ là một loại kính cổ điển. Một trong những gần nhất có thể với "kính điệp viên có chân" truyền thống. Sơ đồ khúc xạ là tối ưu nếu bạn định theo dõi các vật thể sáng như mặt trăng hoặc sao đôi. Nó cũng thích hợp để quan sát ban ngày. Nhưng kính thiên văn khúc xạ không thích hợp lắm để quan sát các vật thể phát sáng mờ ở xa. Cả độ tương phản cao và dễ bảo trì đều không thể giải quyết được nhược điểm này.

Các tấm phản xạ đã được đề cập ở trên được chia thành các nhóm con đơn giản hơn và đắt tiền hơn. Trong trường hợp thứ hai, việc sử dụng một gương parabol được cung cấp. Với chi phí tương đương, gương phản xạ sẽ có phần thấu kính lớn hơn vật liệu khúc xạ. Do đó, hiệu suất quang học sẽ khá cao, cũng như độ tập trung của ánh sáng. Đó là sơ đồ phản xạ được khuyến nghị để quan sát các vật thể khác nhau bên ngoài hệ mặt trời.

Tuy nhiên, kính thiên văn phản xạ có khối lượng lớn hơn kính thiên văn khúc xạ. Bạn sẽ phải nhìn nó từ một góc độ nhất định, điều này sẽ khó đối với một nhà thiên văn thiếu kinh nghiệm làm quen. Catadioptrics là thứ gì đó trung gian giữa hai loại chính. Chúng không cần phải được duy trì một cách có hệ thống.

Tuy nhiên, thật khó hợp lý khi giới hạn bản thân trong những trường hợp được mô tả. Tiết diện của vật kính, còn được gọi là khẩu độ, chủ yếu xác định khả năng của kính thiên văn. Chính thông số này mà người ta có thể đánh giá khả năng thể hiện các chi tiết nhỏ của vật thể. Sự tập trung của ánh sáng quan trọng hơn nhiều so với độ phóng đại. Làm cho khẩu độ lớn hơn dễ dàng hơn nhiều so với việc sử dụng một chiếc gương lớn hơn và đối với người dùng cá nhân, giải pháp này nhẹ và nhỏ gọn hơn.

Trong hầu hết các trường hợp, các nhà thiên văn nghiệp dư chọn kính thiên văn có khẩu độ từ 70 đến 130 mm. Cùng với điều này, họ phải nghiên cứu độ dài tiêu cự. Nó được ràng buộc trực tiếp một cách hợp lý với khẩu độ của ống kính. Độ dài tiêu cự càng dài, độ quang học càng tăng, nhưng khẩu độ giảm đồng thời. Do đó, họ hầu như luôn cố gắng đạt được sự cân bằng của các thông số.

Tăng lên trên diện rộng không phải lúc nào cũng tốt. Và vấn đề không chỉ là nó làm suy giảm các thông số khác của kính thiên văn. Thông thường, điều này làm tăng độ nhạy quá mức đối với rung động, dễ bị biến dạng khí quyển, v.v. Theo kiểu lắp đặt, kính thiên văn phương vị và kính thiên văn xích đạo được phân biệt. Cái trước quay dọc theo hai trục và cái sau chỉ dọc theo một trục, điều này thực tế hơn nhiều.