Історія винайдення телескопа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

 

Дослідження небесних тіл проводяться в наукових інститутах, університетах та обсерваторіях. Деякі дослідження тривають значний час, через те, що ми не можемо проводити досліди над досліджуваним тілом так як у хімії та фізиці. Тільки космонавтика може більш детально рздивитися більш широкі питання.

Багато термінів брали свій початок ще тисячі років тому, але вони за сучасними поняттями дуже не точні. Основним методом досліджень є візуальне спостереження. Основним інструментом для дослідження є телескоп. Будь-яка людина, яка коли-небудь цікавилася астрономією, знає, що телескоп – це пристрій, який призначений для спостереження за небесними тілами. Під цим терміном також розуміють пристрої, які призначені для дослідження електромагнітних хвиль, які є невидимі для людини. Телескоп був винайдений італійським ученим Галілео Галілеєм у 1609 році.

Існує декілька типів телескопів: оптичні телескопи, радіотелескопи, рентгенівські телескопи, гамма-телескопи. Оптичні телескопічні системи можуть використовувати в астрономії (для спостереження за небесними світилами). Також, телескоп може використовуватися в якості зорової труби.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Історія винайдення телескопа

     Важко сказати, хто перший винайшов телескоп. Роком винаходу телескопа, а вірніше зорової труби, вважають 1608 рік, коли голландський майстер Іоанн Ліпперсгей продемонстрував свій винахід у Гаазі. Проте патенту він не отримав, в силу того що й інші майстри, такі як Захарій Янсен з Міделбурга і Якоб Метіус з Алкмара, вже мали примірники підзорних труб, а останній невдовзі після Ліпперсгея подав запит на патент у Генеральні штати (голландський парламент). Майбутні дослідження показали , що, ймовірно, підзорні труби були відомі раніше, ще в 1605 році, в «Дополнениях в Вителлию», опублікованих в 1604 р. Кеплер розглянув хід променів в оптичній системі, що була з двоопуклою та двоувігнутою лінзами. Найперші креслення найпростішого лінзового телескопа (причому як однолінзового, так і дволінзового) були виявлені ще в записах Леонардо да Вінчі, що датуються 1509- м роком. Також зберігся його запис: «Зробив скло, щоб дивитися на повний Місяць » (« Атлантичний кодекс »). Як би там не було, до кінця 1608 року першиі підзорні труби були виготовлені і чутки про ці новиі оптичні прилади швидко розповсюджувалися по всій Європі.

  Великий прорив стався, коли італійський вчений Галілео Галілей дізнався про спробу голландця запатентувати лінзову трубу. Галлей вирішив зробити такий прилад для себе. У 1609 році саме Галілео Галілей виготовив перший у світі повноцінний телескоп. Спочатку, це була всього лише зорова труба - комбінація очкових лінз, сьогодні б її назвали рефрактор. Завдяки приладу, Галілей відкрив кратери на Місяці, довів сферичність Місяця, відкрив чотири супутники Юпітера, кільця Сатурна і зробив багато інших відкриттів.

  Сьогоднішній людині телескоп Галілея не здається особливим, будь яка десятирічна дитина може легко зібрати набагато кращий прилад з використанням сучасних лінз. Але телескоп Галілео був єдиним реальним працездатним телескопом на той день з 32-кратним збільшенням, але з маленьким полем зору, розмитим зображенням та іншими недоліками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

(рис. 1) Телескоп Галілея

 

Час і розвиток науки дозволяв створювати більш потужні телескопи, які давали змогу бачити набагато більше. Астрономи почали використовувати об'єктиви з великою фокусною відстанню. Самі телескопи перетворилися у великі не підйомні труби за розміром і, звичайно, були не дуже зручні у використанні. Тоді для них винайшли штативи . Телескопи поступово удосконалювали. Однак їх максимальний діаметр не перевищував декількох сантиметрів - не вдавалося виготовити лінзи великого розміру. 
         До 1656 Християн Гюйенс зробив телескоп, що міг збільшувати спостережувані об'єкти в 100 разів. Його розмір був більш ніж 7 метрів, апертура близько 150 мм. Цей телескоп вже відносять до рівня сьогоднішніх аматорських телескопів для початківців. До 1670-х років був побудований вже 45-метровий телескоп, який ще більше міг збільшувати об'єкти і давав більший кут зору.

Ісаак Ньютон в той період зумів дати нове життя телескопам за допомогою дзеркала. Перше дзеркало для телескопа діаметром 30 мм він зробив зі сплаву міді, олова і миш'яку в 1704 році. Зображення стало чітким. 
          Французом Кассегреном була запропонована дводзеркальна система лінз в телескопі. Реалізувати свою ідею в повній мірі Кассегрен не зміг через відсутність технічної можливості винаходу потрібних дзеркал, але на даний момент його креслення реалізовані. Саме телескопи Ньютона і Кассегрена вважаються першими «сучасними» телескопами, винайденими в кінці 19 століття. До речі, космічний телескоп Хаббл побудований за принципом телескопа Кассегрена. А фундаментальний принцип Ньютона із застосуванням одного увігнутого дзеркала використовується в спеціальній астрофізичної обсерваторії в Росії з 1974 року. 
            Я.В. Брюс прославився розробкою спеціальних металевих дзеркал для телескопів. Ломоносов і Гершель, незалежно один від одного, винайшли абсолютно нову конструкцію телескопа, в якій головне дзеркало нахиляється без вторинного , тим самим зменшуючи втрати світла .

А. Гершель власноруч в майстерні сплавляв дзеркала з міді та олова. Головна праця його життя - великий телескоп з дзеркалом діаметром 122 см. (рис. 2). 
          До кінця 18 століття компактні зручні телескопи прийшли на заміну громіздким рефлектора . Металеві дзеркала теж виявилися не дуже практичні - дорогі у виробництві. 
         Лише до кінця 19 століття винайшли новий метод виробництва лінз. Скляні поверхні почали обробляти срібною плівкою, яку наносили на скляне дзеркало шляхом впливу виноградного цукру на солі азотнокислого срібла. Ці принципово нові лінзи відображали до 95 % світла, на відміну від старовинних бронзових лінз, що відбивали всього 60 % світла. Л. Фуко створив рефлектори з параболічними дзеркалами, змінюючи форму поверхні дзеркал. 
         Наприкінці 19 століття Кросслей, астроном - любитель, звернув свою увагу на алюмінієві дзеркала. Куплене ним увігнуте скляне параболічне дзеркало діаметром 91 см відразу було встановлено в телескоп. Сьогодні телескопи з подібними величезними дзеркалами встановлюються в сучасних обсерваторіях . 
            Сучасні великі обсерваторії давно комп'ютеризовані. Однак такі телескопи як Хаббл (рис. 4), все ще базуються на принципах роботи, винайдених Галілеєм.

Телескоп Хаббл названий на честь Едвіна Хаббла - знаменитого американського астронома. Був запущений на орбіту Землі в 1990 році шатлом Дискавері.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис. 2) Телескоп  А. Гершеля. (рис. 3) Телескоп Я.В. Брюса.

 

 

        

(рис. 4) Телескоп Хаббл

Астрономія – наука про дослідження небесних тіл та явищ. В рамки вивчення входять Сонячна система, її зірки, міжзоряне середовище, наша Галактика та інші галактики. Дослідження всіх тіл та явищ вимагають різного підходу для дослідження. Існують методи для визначення положень об’єктів на небесній сфері, інші вивчають рух у просторі  або вивчають будову небесних тіл. Всі методи використовуються, але основним методом який включає в себе майже всі можливі – це метод спостереження. Всі характеристики небесних тіл та систем, рухи у просторі, відстані до них дослідники визначили за допомогою потоків електромагнітних хвиль від них . В астрономії поставити експеримент у фізичному значенні неможливо, але цей термін зустрічається при використанні космічних методів досліджень. В даному випадку можливо тільки перевірити дієздатність  та правильність методу вимірювання величин.

Астрономія має давню історію. Перші записи людей про нагляд за зорями, були зроблені більш ніж 5 років тому. Спостерігали в ті часи люди неозброєним оком, з використанням найпростіших кутомірних приладів. Об’єктами досліджень були Сонце, Місяць, деякі зорі, та найближчі планети (Меркурій, Венера, Юпітер). З часом розвивається цивілізація і з’являється елементарний арсенал для спостереження. Коли на початковій стадії даної ери результати людей були дуже великими, то на протязі декількох десятків років швидкість скаженої  гонки, що осягає все помітно знизилися, стремління поступово заспокоїлись, і космонавтика перенеслась до планомірного і більше обміркованого руху вперед.

У сучасній астрономії використовуються для дослідження такі засоби: 1) Потужні телескопи та прилади, що реєструють  випромінювання від небесних тіл майже у всьому спектрі випромінювання, а також елементарні частинки, що рухаються у Всесвіті. 2) Всі фізичні закони, ідеї та методи теоретичної хімії та фізики. 3) Математичний апарат та можливості обчислювальної техніки та інформаційних технологій. Також широко застосовуються космічні засоби досліджень.

Велика різноманітність об’єктів і засобів та методів їх дослідження зумовила поділ астрономії на декілька окремих розділів. Це так як астрометрія, небесна механіка, астрофізика, зоряна астрономія, гамма-астрономія, та тому подібне. 

Астрометрія вивчає видимі стани та рухи космічних тіл. Основою цього розділу є визначення координат тіл та їх систем. Механіка небесна  вивчає закони руху небесних тіл. Астрономічна фізика досліджує природу космічних тіл, будову, хімічний склад та властивості. Наука про космос вивчає будову та розвиток всіх галактик як єдиного цілого.

Дослідження небесних тіл проводяться в наукових інститутах, університетах та обсерваторіях. Деякі дослідження тривають значний час, через те, що ми не можемо проводити досліди над досліджуваним тілом так як у хімії та фізиці. Тільки космонавтика може більш детально роздивитися більш широкі питання.

З початком 60-х років був успішно започаткований період зародження побудови космічних аппаратів. Зроблено могутню науково-технічну, матеріально-технічну і виробничу бази, здатні здійснювати розробку, удосконалення і виготовлення в експлуатаційних варіантах космічної техніки різних класів.

За допомогою телескопів та інших існуючих інструментів астрономічної техніки людина за три  століття проникла в такі космічні дали, куди світло - найбільш швидше, ніж будь-що в  світі - може дістатись лише за декілька мільярдів років! Це дає ознаку тому, що відстань досліджуваної людиною Всесвіту росте із шаленою швидкістю, у чимале число разів перевершує швидкість світла!

Сильною зброєю про вивчення космосу став для вчених астрономів спектральний аналіз - вивчення інтенсивного в окремих лініях спектральних випромінювання, в окремих частинах спектру. Спектральний аналіз є дуже важливим методом для дослідження небесних світил. Спектральний аналіз є методом, за допомогою якого визначається хім. складова небесних тіл, їх розміри, температура, відстань до них, будова, і швидкість їх руху. Спектральний аналіз проводиться з використанням технічних засобів: спектроскопа та спектрографа  . За допомогою такого методу з'ясували хімічну складову  комет, зірок, тіл нашої сонячної системи, галактик тому що в спектрі окремі лінії чи їхня сукупність характеризують який-небудь елемент. За інтенсивністю спектра можна визначити температуру зірок.

За спектрами зірки відносять до тих чи інших спектральних класів. По спектральній діаграмі визначити можна видиму зоряні величини зорь, а далі користуючись визначеними формулами знайти абсолютну величину зорі , світність. Це значить і розміри зірок також.

У своєму бажанні дізнатись природу небесних тіл астрономи не зрушили б з місця ні на краплину, якби не знали як створюються у світових просторах електромагнітні коливання однієї або іншої частот. На сьогоднішній день вже відомо декілька зовсім різних механізмів генерування електромагнітного випромінювання. Перший з них пов'язаний з рухом електронів у полі атомних ядер - це механізм тепловий. Тут енергійне випромінювання знаходиться через температури частин та їх кількістю в одиниці об'єму. Cінхротронное вилучення виникає при загальмовуванні  в магнітному полі релятивістських електронів, тобто електронів, швидкість руху яких близька до швидкості світла.  Електромагнітна хвиля виникає також при загасанні механічного коливання неоднорідної плазми (йонізованного газу), та при переході швидких частинок через межу двох середовищ.

Із перелічуавного  виходить те, що мало буде зареєструвати випромінювання певного об'єкта в якійся довжині хвилі. Необхідні дослідження в широкому діапазоні довжин хвиль і всесторонній аналіз отриманих значень. Сьогодні астрономи, мають сучасну ракетну техніку, потужні оптичні та радіотелескопи, складною теорією механізмів випромінювання, ведуть широке вивчення космічного простору в цілому та її окремих частин. Вчені мають переконання в такому сенсі, що вони з розумінням відносяться до природи процесу, що відбувається не близько, за межею всіх земних лабораторій.

Телескоп - пристрій, щото має назначення для небесних світил. Дійсно, це оптичний пристрій являє собою потужну зорову трубу, призначену для спостереження вельми віддалених об'єктів - космічних тіл.

Наукою були винайдені телескопи для всіх ліній електромагнітного спектра: радіотелескопи, оптичні телескопи, телескопи що виконують для дослідження рентгенівські промені, гамма- телескопи. Окрім того, детектори нейтрино часто називають "нейтрино-телескопами". Також, телескопами можуть називати детектори гравітаційних хвиль.

Оптичні телескопічні системи використовують в астрономії (для спостереження за Всесвітом, в оптиці для різних допоміжних цілей: наприклад, для зміни росходу оптичного квантового генератора). Також, телескоп може використовуватися як зорова труба, для вирішеннь завданя спостереження за далекими об'єктами .

 

Телескоп Галілея