Московский Государственный Университет Технологии и Дизайна

1. Телескопы. Основным астрономическим прибором является теле­скоп.

Назначение телескопа — собрать больше всего света от до­сліджуваного объекта и (при визуальных наблюдениях) збіль­шити его видимые угловые размеры.

Основной оптической частью телескопа является объектив, который собирает светло и создает изображение источника.

Если объектив телескопа являет собой линзу или систему линз, то телескоп называют рефрактором (рис. 1), а если вогнутое зеркало, - то рефлектором (рис. 2).

Световая энергия, что ее собирает телескоп, зависит от размеров объектива. Чем большая площадь его поверхности, тем более слабые объекты, которые светятся,
можно наблюдать в телескоп.

В рефракторе лучи, пройдя сквозь объектив, заломлюють­ся и образуют изображение объекта в фокальной плоскости (рис. 3, а). В рефлекторе лучи от вогнутого зеркала отражаются и потом также собираются в фокальной плоскости (рис. 3, бы). Утво­рене объективом изображения небесного объекта можно или розгля­дати сквозь линзу, которую называют окуляром, или фотографировать. Изготовляя объектив телескопа, пытаются свести к мі­німуму все искажения, которые неминуемо имеет изображение объектов. Простая линза слишком искривляет и окрашивает края изображения. Чтобы уменьшить эти недостатки, объектив изготовляют из нескольких линз с разной кривизной поверхностей и из разных сортов стекла. Поверхности вогнутого стеклянного зеркала, покрытой серебром или алюминием, нада­ють для уменьшения искривлений не сферической, а параболической формы.

Советский оптик Д. Д. Максутов разработал систему телескопа, который называется менисковой. Она совмещает в себе преимущества рефрактора и рефлектора. По этой системе построена одна из моделей школьного телескопа. Тон­ке опукло-вгнуте стекло — ме­ніск—виправляє искривления, которые дает большое сферическое дзер­кало. Лучи, которые отразились от зеркала, отражаются потом от посеребренного участка на внутренней поверхности мениска и идут в оку­ляр (рис. 3, в), роль какого ви­конує короткофокусная линза. Існу­ють также другие телескопические сис­теми.

Телескоп увеличивает видимые ку­тові размеры Солнца, Луны, пла­нет и деталей на них, а также ви­димі угловые расстояния между светилами, однако зори в любой телескоп через огромную отдаленность видно только как светлые точки.

В телескопе обычно вихо­дить перевернуто изображение, но это не имеет никакого значения при наблюдении космических объектов. Введение дополнительной линзы в окуляр делает телескоп подзорной трубой, которая дает пря­мі изображение, но при цем теряется часть света

Во время наблюдений в теле скопу редко используют увеличения свыше 500 раз. При чина этого — воздушные течения, которые предопределяют тем более заметные искажения изображения, чем более сильный телескоп.

Наибольший рефрактор имеет объектив диаметром около 1 м Диаметр вогнутого зеркала най большего в мире рефлектора — 6 м. Этот телескоп изготовлен в СССР и установлен в горах Кавказа. Он дает возможность наблюдать зори, в десятки миллионов раз
слабее, чем видимые не вооруженным глазом.

2. Особенности астрономических наблюдений.

Астрономия грун­тується на наблюдениях, которые проводятся из Земли и только с 60-х годов нашего века также из космоса, — из автоматических и пилотируемых станций. Наблюдение в астрономии, играя та­ку саму роль, как опыты в физике и химии, имеют ряд особли­востей.

Первая особенность заключается в потому, что астрономические спостере­ження по большей части пассивные относительно объектов, которые изучаются. Мы не можем активно влиять на небесные тела, ставить опыты (за исключением частных случаев), как это делают в других природ­ничих науках. Только использование космических аппаратов дало мож­ливість проводить непосредственные экспериментальные исследования на поверхности Луны и ближайших планет.

Кроме того, много небесных явлений происходят так медленно, что нуждаются в длительных наблюдениях; да, изменение наклона земной оси к плоскости ее орбиты становится хорошо заметным лишь через сотни лет. Потому для нас не потеряли значения некоторые наблюдения, что проводились тысячи лет потому, хоть они и были, по современным понятиям, очень неточным.

Мы наблюдаем положения небесных тел и их движение из Земли, которая сама находится в движении, — вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Однако мы, описывая движение небесных тел относительно земного наблюдателя, нередко считаем его неподвижным. Например, говорим о востоке и западе светил, хоть відо­мо, что это происходит в результате вращения Земли, о годовом движении Солнца по созвездиям, хоть он — следствие вращения Земли вокруг Солнца. Кроме того, через движение Земли вид неба для земного спосте­рігача на протяжении года изменяется.

Это зависит не только от того, в каком месте Земли находится наблюдатель, но и от того, в какое время суток и года он наблюдает. Например, когда у нас зимний день, в Южной Америке летняя ночь, и наоборот. Есть зори, видимые лишь летом или зимой.

Третья особенность астрономических наблюдений связана с тем, что все светила находятся от нас очень далеко, так да­леко, что ни на глаз, ни на телескоп нельзя определить, которое из них ближе, которое дальше. Все они кажутся нам одинаково далекими. Потому расстояние между объектами на небе (например, между зорями) вимірю­ють углом, который образуют лучи, направленные на объекты из точки наблюдения (рис.). Такое расстояние называется угловым и измеряется градусами и его частицами. При этом считается, что две зари находятся недалеко одна от другой на и е бы и, если близкие друг к другу направления, в которых мы их видим (например, зори Но и В, см. Возможно, что третья заря С, на небе более удаленная от А, в пространстве к Л ближе, чем заря В.

Угловое расстояние светила от горизонта Н. (см. рис.) нази­вається высотой светила над горизонтом.

Высоту светил отсчитывают от 0° (светило находится на го­ризонті) к 90° (светило над председателем). Положения светила від­носно сторон горизонта (сторон мира) указывают с помощью второго угла, который называется азимутом и изменяется в границах от 0 к 360° (отсчитывается от юга по часовой стрелке).

Рис. Угловые измерения на небе и высоты светила над горизонтом

Высоту светила и его азимут измеряют специальными кутомір­ними оптическими инструментами — теодолитами.

Для приближенной оценки угловых расстояний на небе полезно знать, что угловое расстояние между двумя зорями «ковша» Большой Медведицы
равняется приблизительно 5°.

Видимые размеры небесных объектов также можно вычислить в угловых единицах. Например, диаметры Солнца и Луны в угловой мере
приблизительно равняются по 0,5°.

По своему линейному размеру диаметр Солнца больше диаметра Луны приблизительно в 400 раз. Почему их угловые диаметры почти одинаковы?