Рефлектор Ньютона
Первый телескоп-рефлектор, построенный сэром Исааком Ньютоном в 1668 году. [ 3 ] является важной вехой в истории телескопов , поскольку является первым известным успешным телескопом-рефлектором . [ 4 ] [ 5 ] Это был прототип конструкции, которая позже стала называться ньютоновским телескопом . Было несколько ранних прототипов, а также современные копии этой конструкции.
Описание
[ редактировать ]Исаак Ньютон построил свой телескоп-рефлектор как доказательство своей теории о том, что белый свет состоит из спектра цветов. [ 6 ] Он пришел к выводу, что линза любого телескопа-рефрактора будет страдать от дисперсии света на цвета ( хроматическая аберрация ). В телескопе, который он построил, в качестве объектива использовались зеркала , позволяющие обойти эту проблему. Для создания главного зеркала Ньютон использовал специальный состав металла, состоящий из шести частей меди и двух частей олова , раннего состава зеркального металла . [ 4 ] Он изобрел средства для придания формы и шлифовки зеркала и, возможно, был первым, кто применил притирку. [ 7 ] полировать оптическую поверхность. Он выбрал для своего зеркала сферическую форму вместо параболы, чтобы упростить конструкцию: он убедился, что хроматическая, а не сферическая аберрация является главным дефектом преломляющих телескопов . Он добавил к своему рефлектору то, что является отличительной чертой конструкции «ньютоновского телескопа» , — вторичное «диагональное» зеркало рядом с фокусом главного зеркала, которое отражает изображение под углом 90 ° к окуляру, установленному сбоку телескопа. Это уникальное дополнение позволило просматривать изображение с минимальным препятствием для зеркала объектива. Он также изготовил все трубки, крепления и фитинги.
Ньютон описал свое изобретение так:
«Диаметр сферы, до которой был отшлифован вогнутый металл, составлял около 25 английских дюймов, и, как следствие, длина инструмента — около шести дюймов с четвертью. Очко было плоско-выпуклым, а диаметр сферы — выпуклая сторона которого была отшлифована, составляла около 1/5 дюйма или немного меньше, и, как следствие, она увеличилась в 30-40 раз. При другом способе измерения я обнаружил, что она увеличена в 35 раз. вогнутый металл имел отверстие размером в дюйм и третью часть, но отверстие ограничивалось не матовым кругом, закрывающим край металла вокруг, а представлял собой непрозрачный круг, помещенный между очками и глазом и перфорированный в посередине с небольшим круглым отверстием для прохождения Лучей к Глазу, поскольку этот Круг, расположенный здесь, останавливал большую часть ошибочного Света, который в противном случае нарушил бы Видение, сравнив его с довольно хорошим. Перспектива длиной четыре фута, сделанная с помощью вогнутой лупы, я мог читать на большем расстоянии с помощью моего собственного инструмента, чем с помощью стекла. Однако предметы в нем казались намного темнее, чем в стекле, и это отчасти потому, что больше света терялось из-за отражения в металле, чем из-за преломления в стекле, а отчасти потому, что мой инструмент был перезаряжен. Если бы он увеличился хотя бы в 30 или 25 раз, Объект выглядел бы более оживленным и приятным»… «Металлический объект имел ширину два дюйма и толщину около одной трети дюйма, чтобы он не сгибался. . У меня было два таких металла, и, отполировав их оба, я попробовал, какой из них лучше; а другой снова заземлим, чтобы посмотреть, смогу ли я сделать его лучше того, что я сохранил».
Ньютон описывает телескоп с объективным вогнутым главным зеркалом диаметром 2 дюйма (50 мм) и толщиной 0,3 дюйма, отшлифованным так, чтобы соответствовать сфере диаметром 25 дюймов, что дает ему радиус 12,5 дюймов и фокусное расстояние 6,25 дюйма ( 158 мм). Апертура зеркала была уменьшена до эффективной апертуры 1,3 дюйма за счет размещения диска с отверстием между глазом наблюдателя и окуляром. Телескоп имел плоское диагональное вторичное зеркало, отражающее свет под углом 90° к плоско-выпуклому окуляру с вероятным фокусным расстоянием 4,5 мм, что давало наблюдаемое им 35-кратное увеличение. Ньютон сказал, что длина телескопа составляет 6,25 дюйма; это соответствует длине инструмента, изображенного в его монографии «Оптика». Похоже, что второй телескоп, подаренный Королевскому обществу, имеет большее фокусное расстояние, поскольку оно значительно длиннее, чем первый, показанный на его иллюстрации и описанный в «Оптике». [ 8 ] Ньютон завершил свой первый телескоп-рефлектор в конце 1668 года и впервые написал о нем в письме от 23 февраля 1669 года Генри Ольденбургу (секретарю Королевского общества )». [ 9 ]
он может видеть четыре галилеевых спутника Юпитера Ньютон обнаружил , и фазу серпа планеты Венера . что в свой новый маленький телескоп [ 8 ] Друг Ньютона Исаак Барроу показал телескоп небольшой группе представителей Лондонского королевского общества в конце 1671 года. Они были настолько впечатлены им, что продемонстрировали его Карлу II в январе 1672 года. [ 10 ] Этот телескоп оставался в хранилище Королевского общества, пока не распался, а затем исчез из их записей. Последнее упоминание о нем было в 1731 году, где говорилось, что от него осталось только два зеркала. [ 2 ]
Практический потенциал первого телескопа Ньютона стал более понятен к концу 18 века, когда апертура самого большого рефлектора выросла почти до 50 дюймов (126 см). [ 11 ] в то время как размер самой большой ахроматической линзы составлял не более 5 дюймов (13 см). [ 12 ]
Была некоторая неясность в отношении ранних телескопов, построенных Ньютоном, но теперь ясно, что его первый телескоп был прототипом, который он построил в 1668 году. Его видели только несколько друзей в Кембридже, и о нем известно очень мало. . Этот прототип имел зеркало диаметром чуть больше дюйма (вероятно, 1,3 дюйма) и около 6 дюймов в длину. [ 13 ] В последующие годы Ньютон редко упоминал об этом прототипе, поэтому его второй прицел часто называют первым.
Второй телескоп Ньютона был создан в 1671 году; у него было зеркало диаметром 2 дюйма и фокусным расстоянием от 6,25 до 6,3 дюйма. Он сделал два зеркала и выбрал лучшее для телескопа. Он недолго хранил этот телескоп, а представил его на рассмотрение Королевскому обществу. В отчете об этом телескопе сразу после его презентации в декабре 1671 года описывалось, что его длина составляет около 7 дюймов, а диаметр - около 2,25 дюйма. Изображение рассматривалось через отверстие в боковой части трубки «размером с большую булавочную головку». Трубка была цельной, а зеркало перемещалось снизу вверх, чтобы сфокусировать ее. Он был установлен на шаровом креплении. [ 14 ] Этот второй телескоп остался в обществе и к 1731 году распался до такой степени, что остались только два металлических зеркала. Впоследствии оно исчезло. Совершенно очевидно, что это не тот телескоп, который сейчас находится в распоряжении Королевского общества, поскольку это зеркало содержало серебро, а третье зеркало телескопа не содержит серебра, но имеет добавление мышьяка. Это было то, что Ньютон предложил как улучшение своего второго зеркала телескопа, поскольку он обнаружил, что металл был слишком мягким из-за серебра.
Третий телескоп Ньютона был построен в 1671–1672 годах Ньютоном и его «камерным коллегой» в Тринити-колледже Джоном Виккинсом. Он сообщил, что Викинс справился с заданием зеркала лучше, чем со своим вторым телескопом. Это телескоп, который был у него под рукой, когда он писал «Оптику». Телескоп через некоторое время появился в мастерской производителей инструментов «Хит и Уинг» вместе с инструментом Ньютонов, принадлежавшим Эдмонду Галлею. Скорее всего, телескоп перешел к Галлею, а затем к Хит и Уингу. Зеркало этого третьего телескопа было повреждено в 1694 году Ньютоном при попытке его очистить. Считается, что зеркало позже было переработано реставраторами с учетом заглушенного отверстия для окуляра на расстоянии, подходящем для зеркала с фокусным расстоянием 6,25 дюйма, и нового положения окуляра для нынешнего зеркала с фокусным расстоянием 8,5 дюйма. Нынешний латунный окуляр не является оригинальным и был добавлен позже. Этот телескоп был восстановлен Хитом и Уингом и представлен Королевскому обществу в 1766 году как телескоп, созданный Ньютоном. Позднее к этому телескопу была добавлена мемориальная доска с неправильной надписью, в которой утверждалось, что это был его первый телескоп, изготовленный в 1671 году. Этот телескоп, вероятно, включает в себя оригинальные зеркала, отшлифованные части оригинального основания, оригинальную опорную планку и, возможно, оригинальная трубка или ее части. [ 2 ]
Технические характеристики
[ редактировать ]- Для 2-дюймового зеркального отражателя
- Отражатель — металлический состав зеркала, изготовленный по индивидуальному заказу.
- оптического Диаметр зеркала — 2 дюйма (50 мм).
- Оптическая диафрагма закрыта — 1,3 дюйма (33 мм).
- Оптическое фокусное расстояние — 6,25 дюйма (158 мм).
- Оптическое эффективное (сдержанное) число F — f /4,78
- Оптическое голое зеркало. Число F — f /3,16.
- оптического Фокусное расстояние окуляра — 0,17 дюйма (4,5 мм).
Реплики
[ редактировать ]Реплика телескопа Ньютона 1668 года была изготовлена в 1924 году Ф. Л. Агатом для Музея науки в Лондоне . [ 15 ] В 1960-х годах были изготовлены две копии оригинала: одна для королевы, а другая для Европейской Северной обсерватории в Ла-Пальме. [ 16 ] Еще одна копия была изготовлена в 1984 году для главного конструктора телескопа Уильяма Гершеля. [ 16 ] Реплика 1984 года к началу XXI века оказалась в коллекции Национального морского музея. [ 16 ]
См. также
[ редактировать ]- Телескоп Исаака Ньютона , 2,5-метровый телескоп, названный в честь Исаака Ньютона, построенный в 1967 году.
- Список крупнейших оптических телескопов XVIII века
- Список крупнейших оптических телескопов на Британских островах
- Джеймс Грегори (математик) и григорианский телескоп
Ссылки
[ редактировать ]- Смит, Уоррен Дж., Современная оптическая техника , McGraw-Hill Inc., 1966, с. 400
- ^ Генри К. Кинг (1955). История телескопа . п. 74. ИСБН 978-0-486-43265-6 . Проверено 1 августа 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с «Отчет о телескопе Ньютона Королевского общества». Заметки и отчеты Лондонского королевского общества . 50 : 1–11. 1996. doi : 10.1098/rsnr.1996.0001 . S2CID 145717959 .
- ^ А. Руперт Холл (1996). Исаак Ньютон: авантюрист в мысли . Издательство Кембриджского университета. п. 67 . ISBN 978-0-521-56669-8 .
- ^ Jump up to: а б «Удивительный космос» .
- ^ Энциклопедия астрономии и физики, Телескопы в истории, Питер Бонд
- ^ Майкл Уайт (1999). Исаак Ньютон: Последний колдун . Основные книги. п. 170. ИСБН 978-0-7382-0143-6 .
- ^ Раймонд Н. Уилсон (2007). Оптика отражающего телескопа I: Базовая теория конструкции и ее историческое развитие . Springer Science & Business Media. п. 9. ISBN 978-3-540-40106-3 .
- ^ Jump up to: а б Майкл Уайт (1999). Исаак Ньютон: Последний колдун . Основные книги. п. 168. ИСБН 978-0-7382-0143-6 .
- ^ Хронология НЬЮТОНА - Хронология жизни Исаака Ньютона - Работа - Публикация, доктор Роберт А. Хэтч - Университет Флориды
- ^ Генри К. Кинг (2003). История телескопа . Курьерская корпорация. п. 74. ИСБН 978-0-486-43265-6 .
- ^ «Оригинальное зеркало для 40-футового телескопа Уильяма Гершеля, 1785 год» . Библиотека изображений «Наука и общество» . Проверено 22 ноября 2008 г.
- ^ «Телескоп Крейга — линза» .
- ^ Отчет о телескопе Ньютона Королевского общества, А. Руперт Холл и ADC Simpson Notes Rec. Р. Сок. Лонд. 1996 50 Страница 3
- ^ Отчет о телескопе Ньютона Королевского общества, А. Руперт Холл и ADC Simpson Notes Rec. Р. Сок. Лонд. 1996 50 Страница 4
- ^ Телескоп-рефлектор Исаака Ньютона (копия) . sciencemuseumgroup.org.uk
- ^ Jump up to: а б с «Результаты коллекции | Королевские музеи Гринвича» .