¿Cómo funciona el Telescopio Hubble?
Telescopio de Galileo
La gente siempre siente curiosidad por cosas que no entienden, como por ejemplo cómo son los cuerpos celestes distantes. Por lo tanto, las personas imaginan que tienen una especie de clarividencia y pueden ver las cosas a lo lejos con claridad. En 1608 finalmente se inventó la clarividencia, que fue el telescopio.
Este año, un aprendiz estaba jugando en un taller de gafas en los Países Bajos. Cuando observó el objeto con dos lentes, descubrió que el objeto distante estaba muy cerca de él. Inspirado por esto, inventó el telescopio. Su jefe no perdió tiempo en convertir este invento en un producto comercial y lo dedicó al gobierno. Con la ayuda de estos telescopios, la débil marina holandesa derrotó a la poderosa flota española, lo que permitió a los Países Bajos obtener la independencia.
Los holandeses mantuvieron un estricto secreto sobre este invento, pero la noticia sobre el telescopio llegó a Galileo, e inmediatamente se dio cuenta del valor y la función de tal cosa. Después de un cuidadoso estudio, Galileo también inventó de forma independiente su propio telescopio. A medida que este telescopio astronómico recorría lentamente el cielo, el telón de la ciencia moderna se abrió lentamente y los hechos más básicos sobre la astronomía fueron descubiertos uno por uno. La gente dice: "Colón descubrió el Nuevo Mundo y Galileo descubrió el nuevo universo".
El telescopio de Galileo era muy simple. Se compone de dos lentes. La frontal se llama lente objetivo, que es una lente con bordes delgados y medio grueso. Con función de aumento. La parte posterior se llama ocular. La lente es delgada en el medio y gruesa en el exterior, lo que tiene el efecto de reducir el tamaño de la lente. De esta forma, dos lentes combinadas con un cilindro constituyen el telescopio más sencillo. Galileo lo utilizó para descubrir que siempre hay cuatro pequeñas estrellas alrededor de Júpiter. Son los cuatro satélites de Júpiter, también llamados satélites galileanos. También descubrió que Saturno parecía tener un par de orejas grandes, que son los anillos de Saturno. También observó atentamente los cráteres de la luna. Gracias a los telescopios, la gente finalmente supo que la Vía Láctea en el cielo estaba compuesta originalmente por innumerables estrellas. Estos nuevos descubrimientos se convirtieron en una fuerte evidencia a favor de Copérnico y la teoría heliocéntrica.
Telescopio de Kepler
Kepler desarrolló aún más el telescopio y cambió el ocular del telescopio de una lente cóncava a una lente convexa, de modo que tanto la lente delantera como la trasera tenían un efecto de aumento, mejorando la aumento del telescopio. Parece un telescopio invertido, pero tiene poco impacto en las observaciones astronómicas. Este telescopio se llama telescopio Kepler.
Si se apunta una lente convexa directamente al sol, tendrá un foco muy brillante en el suelo. La distancia desde este foco hasta el centro de la lente se llama distancia focal de la lente. Para el telescopio Kepler, el aumento se puede encontrar dividiendo la distancia focal de la lente del objetivo por la longitud focal del ocular. Los telescopios Kepler suelen tener tubos muy largos, lo que también aumenta su aumento.
Fue William Herschel quien hizo desarrollar el telescopio Kepler, y fue el hombre que descubrió Urano. Afiló las lentes de muchos telescopios grandes a lo largo de su vida, y su telescopio parecía un arma gigante apuntando hacia el cielo. Esto hace que su método de observación sea siempre mejor que otros y también le aporta muchos logros académicos. Bajo su liderazgo, su hermana y su hijo también se convirtieron en astrónomos.
Telescopio de Newton
Los telescopios de Galileo y Kepler son ambos telescopios refractores, compuestos por dos lentes. Su principio de funcionamiento no es complicado, pero sus deficiencias también son obvias. El aumento del telescopio de Galileo era demasiado pequeño y el tubo del telescopio de Kepler era demasiado largo. ¿Hay alguna manera de hacer un telescopio con un tubo de aumento grande pero no demasiado largo? Los telescopios reflectores tienen esta ventaja.
Los telescopios reflectores se subdividen y hay muchos tipos. El más común es el telescopio reflector newtoniano. Fue inventado por el físico británico Newton en 1671. Su lente objetivo es un espejo cóncavo, no convexo, y está instalado detrás del tubo del telescopio, no delante. Su superficie está plateada para enfocar la luz hacia el frente. En el punto focal se fija un espejo. Este espejo gira la imagen de la lente del objetivo 90 grados y la ilumina en la pared del telescopio. En la pared del telescopio hay un ocular. Estrictamente hablando, se trata de un grupo de oculares, que se compone de varias lentes y equivale a un ocular, que puede mejorar la calidad de la imagen. Al observar objetos celestes con este tipo de telescopio, el observador no se encuentra detrás del telescopio, sino a un lado del mismo. Debido a que su reflector es muy complicado de arreglar, el cilindro de su lente no es un círculo estándar, sino que tiene un bulto en el medio, como una calabaza, por lo que también se le llama telescopio de calabaza del tesoro.
El desarrollo de los telescopios
Lo anterior es una descripción básica de tres telescopios relativamente simples, que son demasiado simples para observaciones astronómicas más profesionales. Está lejos de satisfacer las necesidades de la observación. Más tarde, otros inventaron el telescopio Segrin, el telescopio Schmidt y el telescopio Maksutov, todos con el nombre de sus inventores. Los principios de la trayectoria óptica son complicados.
La gente suele perseguir la ampliación telescópica de los telescopios y es imposible ampliarlos infinitamente. Un aumento excesivo afectará la calidad de la imagen. Para los telescopios astronómicos, la ampliación es un aspecto secundario. Lo que la gente busca es el diámetro de la lente del objetivo. Cuanto mayor es el diámetro, más fotones recoge y mayor es la resolución.
En 1948, Estados Unidos construyó un telescopio astronómico de 5 metros de diámetro ubicado en el Observatorio de la Montaña Palomar. Amplió enormemente los horizontes de los astrónomos, les ayudó a tomar muchas fotografías del espacio profundo del universo y, de repente, mejoró el nivel de investigación de los astrónomos estadounidenses. Para no quedarse atrás, los soviéticos no podían quedarse quietos, por lo que construyeron un telescopio con un diámetro de 6 metros. Sin embargo, la calidad de imagen de este telescopio, que en ese momento era el más grande del mundo, era muy pobre.
Ahora la gente se ha dado cuenta de que el diámetro del telescopio no puede ampliarse demasiado.
Si el diámetro es demasiado grande pesará demasiado provocando que la lente se deforme, y su propio peso también presionará a que el equipo eléctrico que lo lleva funcione incorrectamente. Una nueva idea para seguir mejorando la resolución de los telescopios es fabricar muchas lentes pequeñas y luego combinarlas en una lente grande.
En la Tierra, el polvo en el aire y la atmósfera en constante movimiento se han convertido en factores importantes que afectan la calidad de las observaciones telescópicas. Todos los telescopios astronómicos actuales están construidos en la montaña Qingyu. Pero todavía no es ideal, por eso la gente coloca telescopios en el espacio. Hubble es el mejor telescopio espacial disponible actualmente. Orbita la Tierra como un satélite y nos proporciona muchas fotografías de alta precisión de objetos celestes. Se la ha llamado la "máquina de descubrimientos" de la astronomía.
Accesorios para telescopios
La estrella se mueve poco a poco de este a oeste en el cielo. Cuando le apuntes con un telescopio, rápidamente notarás que se está moviendo, por lo que necesitarás un dispositivo de seguimiento automático. Incluso los telescopios utilizados por los entusiastas de la astronomía cuentan ahora con dispositivos de seguimiento automático. Además, hay un espejo guía con el que es fácil encontrar el objetivo. También hay conexiones de cámara si quieres tomar una fotografía de lo que ves y filtros si quieres mirar el sol brillante, porque mirar el sol a través de un telescopio puede quemarte los ojos. Galileo sufrió una enfermedad ocular en sus últimos años, provocada por observar el sol a través de un telescopio.
En la actualidad, el ocular de un telescopio suele estar compuesto por varios juegos de lentes, de modo que se pueden obtener diferentes aumentos del teleobjetivo. Si desea ver un campo de visión amplio, utilice un ocular de baja potencia; si desea ver una estructura fina, utilice un ocular de alta potencia.
En los primeros telescopios, debido al sencillo proceso de fabricación de las lentes, a menudo se producían aberraciones y aberraciones cromáticas, provocando distorsiones o distorsiones del color de lo que se veía. Para solucionar este problema, se intentó ampliar la distancia focal del telescopio. En 1722, la distancia focal del telescopio utilizado por Radley para medir el diámetro de Venus era de 65 metros, la mitad de la órbita de 100 metros. Posteriormente nació el telescopio acromático. Su ocular consta de dos lentes, una convexa y otra cóncava, que pueden eliminar muchos problemas como la aberración cromática y la aberración esférica.
Desde el nacimiento del telescopio hasta la actualidad, ha pasado por varias generaciones de evolución, por lo que se han producido tantas historias. Lo que es seguro es que mientras la gente todavía tenga la curiosidad de explorar los misterios del universo, la historia de los telescopios nunca terminará. (Sitio web de la Administración Nacional del Espacio/Contribución de Beichen)
Conocimientos previos:
Aberración cromática: el haz de luz blanca emitido desde el punto del objeto blanco hacia el sistema óptico es refractado por la serie óptica. , Y los componentes rojo y rojo que forman el haz de luz blanca son La luz naranja, amarilla, verde, cian, azul y violeta no puede converger en el mismo punto, es decir, los puntos de los objetos blancos no pueden formar puntos de imagen blancos, sino puntos de imagen coloreados. puntos de la imagen, lo que se llama aberración cromática.
Aberración esférica: Cono de luz monocromático emitido desde un punto de objeto en el eje principal hacia un sistema óptico. Después de la refracción de esta serie óptica, si los rayos de luz de diferentes ángulos de apertura del haz original no pueden cruzarse en la misma posición en el eje principal, formando así un punto difuso (comúnmente conocido como círculo borroso) en el plano de imagen ideal en el Eje principal, este sistema óptico El error de imagen se llama aberración esférica.