Воздушный телескоп

Воздушный телескоп — это с очень длинным фокусным расстоянием телескоп-рефрактор , построенный во второй половине 17 века, в котором не использовалась труба. ^[1] Вместо этого объектив крепился на столбе, дереве, башне, здании или другой конструкции на поворотном шаровом шарнире. Наблюдатель стоял на земле и держал окуляр , который был соединен с объективом веревкой или шатуном. Натягивая веревку и маневрируя окуляром, наблюдатель мог направить телескоп на объекты в небе. Идея создания телескопа этого типа, возможно, возникла в конце 17 века у голландского математика , астронома и физика Христиана Гюйгенса и его брата Константина Гюйгенса-младшего . ^[2]^[3] хотя неясно, действительно ли они это изобрели. ^[4]

Изобретение и применение

Очень длинные «трубчатые» телескопы

В телескопах, построенных в 17 и начале 18 веков, использовались одноэлементные неахроматические объективы , которые страдали от мешающих радужных ореолов ( хроматической аберрации ), вызванных неоднородными преломляющими свойствами одиночных стеклянных линз. Это ухудшило качество создаваемых ими изображений. Производители телескопов того времени обнаружили, что объективы с очень длинным фокусным расстоянием не имели заметной хроматической аберрации (нескорректированная хроматическая аберрация попадала в пределы большой дифракционной картины в фокусе). Они также поняли, что, когда они удвоили диаметр своих объективов, им пришлось увеличить фокусное расстояние объектива в 4 раза (фокусное расстояние нужно было возвести в квадрат ), чтобы достичь того же уровня минимальной хроматической аберрации. ^[5] Поскольку диаметр объектива этих телескопов-рефракторов был увеличен, чтобы собирать больше света и разрешать более мелкие детали, их фокусное расстояние стало достигать 150 футов. Помимо очень длинных трубок, этим телескопам требовались строительные леса или длинные мачты и краны, чтобы их удерживать. Их ценность как исследовательских инструментов была минимальной, поскольку опорная рама и труба телескопа изгибались и вибрировали при малейшем ветерке, а иногда и вовсе разрушались. ^[3]^[6]

Бескамерные «воздушные» телескопы

Примерно в 1675 году братья Христиан и Константин Гюйгенсы решили создать объективы с очень длинным фокусным расстоянием, полностью отказавшись от трубки. В «воздушном» телескопе Гюйгенса объектив был установлен внутри короткой железной трубки, закрепленной на поворотном шаровом шарнире на вершине регулируемой мачты. Окуляр устанавливался в другой короткой трубке (иногда на подставке), и две трубки удерживались на одном уровне с помощью натянутой соединительной нити. Христиан Гюйгенс опубликовал проекты этих бескамерных «воздушных телескопов» в своей книге 1684 года «Astroscopia Compendiaria» , и их изобретение приписывают ему и его брату Константину. ^[2]^[3] хотя похожие конструкции использовал и Адриен Аузу ; эту идею даже иногда приписывают Кристоферу Рену . ^[4]

Гюйгенсы изобрели несколько хитроумных приспособлений для наведения этих «воздушных телескопов» на объект, видимый в ночном небе. Телескоп можно было нацелить на яркие объекты, такие как планеты, ища их изображение на белом картонном кольце или промасленном полупрозрачном бумажном экране, а затем центрируя его в окуляре. Более тусклые объекты можно было найти, наблюдая за отражением лампы, которую держит в руке наблюдатель, отраженным от объектива, а затем центрируя это отражение на объекте. Другие приспособления для той же цели описаны Филиппом де ла Гиром. ^[7] и Николаас Хартсокер . ^[8] Объективы воздушных телескопов иногда имели очень большие фокусные расстояния. Христиан Гюйгенс утверждает, что в 1686 году он и его брат изготовили объективы диаметром 8 дюймов (200 мм) и 8,5 дюймов (220 мм) и фокусным расстоянием 170 и 210 футов (52 и 64 м) соответственно. Константин Гюйгенс-младший представил объектив диаметром 7,5 дюймов (190 мм) и фокусным расстоянием 123 фута (37,5 м). ^[9] в Лондонское королевское общество в 1690 году. ^[9] Адриен Аузут и другие изготовили телескопы с фокусным расстоянием от 300 до 600 футов (от 90 до 180 м), а Азут предложил огромный воздушный телескоп длиной 1000 футов, который он будет использовать «для наблюдения за животными на Луне». ^[10]

Приложения

Астроном Джованни Доменико Кассини приказал переместить деревянную башню Марли, первоначально построенную как часть Машины Марли для подъема воды для резервуаров и фонтанов в Версальских садах , на территорию Парижской обсерватории . На этой башне он установил длинные трубчатые телескопы и объективы воздушных телескопов, изготовленные для него итальянским оптиком Джузеппе Кампани . ^[6] В 1684 году он использовал один из своих воздушных телескопов, чтобы найти Диону и Тефию , два спутника Сатурна . ^[11] Джеймс Брэдли 27 декабря 1722 года измерил диаметр Венеры с помощью воздушного телескопа, объектив которого имел фокусное расстояние 212 футов (65 м). ^[12] Франческо Бьянкини попытался нанести на карту поверхность той же планеты и определить период ее вращения в Риме в 1726 году, используя воздушный телескоп 2,6 дюйма (66 мм) с фокусным расстоянием 100 футов. ^[13]

Устаревание

Чрезвычайная сложность использования этих телескопов с очень длинным фокусным расстоянием побудила астрономов разработать альтернативные конструкции. Одним из них был телескоп-рефлектор . В 1721 году Джон Хэдли показал ньютоновский телескоп-рефлектор. Британскому королевскому обществу ^[14]^[15] с зеркалом диаметром 6 дюймов. Инструмент исследовали члены Общества Джеймс Паунд и Джеймс Брэдли. ^[16] которые сравнили его характеристики с воздушным телескопом диаметром 7,5 дюймов (190 мм), построенным Константином Гюйгенсом-младшим, который Общество имело в своей коллекции. При сравнении они отметили, что рефлектор Хэдли «будет нести такой заряд, что заставит его увеличивать объект столько же раз, сколько последний с должным зарядом», и что он отображает объекты столь же отчетливо, хотя и не совсем так ясно и ярко, как воздушный телескоп «Гюйгенс».

Потребность в объективах-рефракторах с очень длинным фокусным расстоянием была окончательно устранена с изобретением ахроматической линзы в середине 18 века.

Франческо Бьянкини держит в руках еще один стильный окуляр для воздушного телескопа.

Реплики

в Лейдене была представлена рабочая копия воздушного телескопа Гюйгенс В мае 2014 года в Старой Лейденской обсерватории . Его заказал Ханс де Рейк, голландский популяризатор науки. Он был открыт во время первого ежегодного мероприятия Kaiser Lente Lezingen (Весенние лекции Кайзера), которое представляет собой местное мероприятие с лекциями по астрономии. ^[17] В отличие от оригинальных телескопов, этот имеет фокусное расстояние всего 4 метра, что значительно упрощает эксплуатацию по сравнению с оригиналом. Телескоп на данный момент является единственной известной полностью работающей копией в мире. Его можно увидеть в дни открытых дверей в Старой обсерватории и по специальному запросу во время экскурсий. ^[18]

Телескоп Гюйгенса установлен в Старой обсерватории в Лейдене.
Телескоп Гюйгенс крупным планом

См. также

Примечания

^ «Телескоп» . Проект Галилео . Проверено 5 марта 2012 г. Таким образом, примерно после 1675 года астрономы отказались от трубки телескопа. Объектив крепился на здании или столбе с помощью шарового шарнира и наводился с помощью веревки...
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Кинг, Генри К. (2003), История телескопа , ISBN 978-0-486-43265-6
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б ^с «Первые телескопы» , «Космическое путешествие: история научной космологии» , Центр истории физики, отделение Американского института физики, заархивировано из оригинала 9 апреля 2008 г. , получено 6 мая 2009 г.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Белл, AE (1948), «Христиан Гюйгенс и развитие науки в семнадцатом веке» , Nature , 162 (4117): 472–473, Бибкод : 1948Natur.162..472A , doi : 10.1038/162472a0
^ «Телескоп Галилея – Хроматическая аберрация» . Museo Galileo — Институт и музей истории науки . Проверено 5 марта 2012 г.
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б «Как усовершенствовались телескопы» , История телескопов , Cartage, заархивировано из оригинала 11 марта 2009 г.
^ Мем. акад. , 1715 г.
^ Смесь. Бероль. , 1710, вып. айпи 261
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Пол Шлайтер, Крупнейшие оптические телескопы мира
^ Марк Пендерграст , 600-футовый телескоп и чудовищные насекомые в «Зеркале», «Зеркало: история человеческой любви с отражением» , стр. 97. ISBN 9780465054701
^ Прайс, Фред Уильям (11 декабря 2000 г.), Справочник наблюдателя за планетами , стр. 279, ISBN 978-0-521-78981-3
^ Этот абзац адаптирован из издания Британской энциклопедии 1888 года .
^ Мур, П., Картирование Венеры , BRITISH ASTRON. АССОК. ЖУРНАЛ Т. 95, № 2/ФЕВ, стр. 50, 1985 г.
^ Amazing-space.stsci.edu - Отражатель Хэдли
^ Полный комплект астронома-любителя - отражатель Джона Хэдли.
^ Паунд сообщил об этом в Phil. Пер. , 1723, № 378, с. 382.
^ «Лейденская копия бескамерного зрителя Гюйгенса представлена в субботу в Хортусе» . Лейдш Дагблад . Архивировано из оригинала 29 октября 2016 г. Проверено 28 октября 2016 г.
^ «Старая обсерватория Гюйгенского в Лейдене» .

Ссылки

Шиэн, Уильям. Планета Марс: история наблюдений и открытий . Архивировано из оригинала 26 апреля 2012 г. Проверено 5 марта 2012 г.

Внешние ссылки

Гюйгенс и его великий рефрактор
Институт и Музей истории науки - Телескоп Галилея - Хроматическая аберрация Анимация, объясняющая необходимость использования объективов с очень длинным фокусным расстоянием из-за хроматической аберрации.
ЕКА - Материалы Международной конференции Титан: от открытия до встречи . Подробная информация о Кассини, Гюйгенсе и оптике, а также линзах Кампани.

[1] «Телескоп» . Проект Галилео . Проверено 5 марта 2012 г. Таким образом, примерно после 1675 года астрономы отказались от трубки телескопа. Объектив крепился на здании или столбе с помощью шарового шарнира и наводился с помощью веревки...

[King_2003-2] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Кинг, Генри К. (2003), История телескопа , ISBN 978-0-486-43265-6

[AIP-3] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б ^с «Первые телескопы» , «Космическое путешествие: история научной космологии» , Центр истории физики, отделение Американского института физики, заархивировано из оригинала 9 апреля 2008 г. , получено 6 мая 2009 г.

[Bell._Ph.D.,_M.Sc-4] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Белл, AE (1948), «Христиан Гюйгенс и развитие науки в семнадцатом веке» , Nature , 162 (4117): 472–473, Бибкод : 1948Natur.162..472A , doi : 10.1038/162472a0

[5] «Телескоп Галилея – Хроматическая аберрация» . Museo Galileo — Институт и музей истории науки . Проверено 5 марта 2012 г.

[Cartage-6] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б «Как усовершенствовались телескопы» , История телескопов , Cartage, заархивировано из оригинала 11 марта 2009 г.

[7] Мем. акад. , 1715 г.

[8] Смесь. Бероль. , 1710, вып. айпи 261

[stjarnhimlen.se-9] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б Пол Шлайтер, Крупнейшие оптические телескопы мира

[10] Марк Пендерграст , 600-футовый телескоп и чудовищные насекомые в «Зеркале», «Зеркало: история человеческой любви с отражением» , стр. 97. ISBN 9780465054701

[11] Прайс, Фред Уильям (11 декабря 2000 г.), Справочник наблюдателя за планетами , стр. 279, ISBN 978-0-521-78981-3

[12] Этот абзац адаптирован из издания Британской энциклопедии 1888 года .

[13] Мур, П., Картирование Венеры , BRITISH ASTRON. АССОК. ЖУРНАЛ Т. 95, № 2/ФЕВ, стр. 50, 1985 г.

[14] Amazing-space.stsci.edu - Отражатель Хэдли

[15] Полный комплект астронома-любителя - отражатель Джона Хэдли.

[16] Паунд сообщил об этом в Phil. Пер. , 1723, № 378, с. 382.

[17] «Лейденская копия бескамерного зрителя Гюйгенса представлена в субботу в Хортусе» . Лейдш Дагблад . Архивировано из оригинала 29 октября 2016 г. Проверено 28 октября 2016 г.

[18] «Старая обсерватория Гюйгенского в Лейдене» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]