Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| § 119. Телескопы. Исключительное значение имеют зритель-
ные трубы (телескопы) в астрономии. Уже Галилей, первый при- менивший зрительную трубу для наблюдения небесных тел, сде- лал ряд важных открытий, хотя его телескоп обладал увеличени- ем всего в 30 раз и, с нашей точки зрения, давал весьма плохое качество изображения. Современные телескопы имеют огромные размеры и представляют собой весьма сложные сооружения. Наряду с телескопами, построенными по типу зрительной трубы — рефракторами, весьма важное значение в астрономии имеют з е р к а л ь н ы е (отражательные) т е л е с к о п ы, или рефлекторы. На рис. 257 приведена схема зеркального телескопа. На сфе- рическое зеркало 1 падает свет от какого-нибудь отдаленного светила. Так как свет от небесных источников идет практически параллельным пучком, то изображение светила получается в фо- кальной плоскости зеркала. Это будет д е й с т в и т е л ь н о е , о б р а т н о е и у м е н ь ш е н н о е изображение небесного тела. Для того чтобы было удобно рассматривать это изображение, вблизи фокуса установлено небольшое п л о с к о е зеркало 2, которое поворачивает световые лучи в сторону. Изображение, даваемое сферическим зеркалом, рассматривают в окуляр 3, как в лупу. Труба телескопа служит для защиты зеркала от посто- роннего света. Рис. 257. Схема зеркального телескопа (рефлектора) Посмотрим прежде всего, что дает телескоп при наблюдении в него сравнительно близких небесных тел, например планет. Угол зрения, под которым видны планеты невооруженным гла- зом, очень мал. Например, планету Марс, имеющую диаметр 6800 км и находящуюся от Земли в наиболее благоприятном случае на расстоянии 5,5 · 10 7
. При столь малом угле зрения она представляется нам светящейся Гл. XII. Оптические приборы 307
т о ч к о й. При наблюдении в телескоп угол зрения, под кото- рым мы видим эту планету, значительно увеличивается, и она представляется нам уже д и с к о м, на котором можно различить некоторые детали. Например, при 75-кратном увеличении теле- скопа Марс будет виден под углом 31
; это тот угол, под которым мы видим Солнце невооруженным глазом. Звезды находятся от нас так далеко, что при наблюдении их даже в самые большие телескопы не удается различить на них детали; звезды продолжают казаться т о ч к а м и, несмотря на то, что некоторые из них во много раз превышают по своим размерам Солнце. Польза от применения телескопа в этом случае заключается в том, что огромное по сравнению со зрачком глаза поперечное сечение зеркала перехватывает гораздо б о л ь ш е с в е т а от каждой звезды, чем это может сделать невооружен- ный глаз. Поэтому в телескоп можно вести наблюдения над такими слабыми звездами, которые не могут быть даже замечены невооруженным глазом. (Этот вопрос будет разъяснен подробнее в следующем параграфе.) Далее, хотя телескоп и дает изображения звезд в виде точек, но он «раздвигает» эти точки, а это позволяет вести разнооб- разные наблюдения и над такими звездами, которые кажутся слитными человеческому глазу. Другими словами, разрешающая способность телескопа во много раз превышает разрешающую способность глаза. Об этом также будет идти речь ниже, в главе о дифракции. Возможности наблюдения, которые дает каждый телескоп, определяются диаметром его отверстия. Поэтому с давних вре- мен научно-техническая мысль направлена на отыскание спо- собов изготовления больших зеркал и объективов. Сейчас уже изготовляют пятиметровые зеркала. Отливка и особенно поли- ровка стекла, а также серебрение такого зеркала представляют серьезную технологическую задачу. С постройкой каждого нового телескопа р а с ш и р я е т с я р а д и у с н а б л ю д а е м о й н а м и ч а с т и В с е л е н н о й и возрастают возможности изучения небесных тел. Например, телескоп, диаметр которого равен 10 см, дает возможность обнаружить на Луне трещины шириной около 40 м и «каналы» на Марсе шириной 5 км; телескоп диаметром 5 м позволяет обнаружить «канавы» на Луне шириной менее 1 м и «каналы» на Марсе шириной около 100 м. (Практически разрешающая способность телескопов несколько меньше вследствие иска- жений, вносимых воздушными потоками и несовершенством оптики телескопа.) Поэтому все трудности усовершенствования |