Астрономічні спостереження і телескопи

Реферат на тему:

АСТРОНОМІЧНІ СПОСТЕРЕЖЕННЯ

І ТЕЛЕСКОПИ.

1. Телескопи. Основним астрономічним приладом є теле­скоп.

Призначення телескопа — зібрати якнайбільше світла від до­сліджуваного об'єкта і (при візуальних спостереженнях) збіль­шити його видимі кутові розміри.

Основною оптичною частиною телескопа є об'єктив, який збирає світло і створює зображення джерела.

Якщо об'єктив телескопа являє собою лінзу або систему лінз, то телескоп називають рефрактором (мал. 1), а якщо угнуте дзеркало, — то рефлектором (мал. 2).

Світлова енергія, що її збирає телескоп, залежить від розмірів об'єктива. Чим більша площа його поверхні, тим слабкіші об'єкти, що світяться, можна спостерігати в телескоп.

У рефракторі промені, пройшовши крізь об'єктив, заломлюють­ся й утворюють зображення об'єкта у фокальній площині (мал. 3, а). У рефлекторі промені від угнутого дзеркала відбиваються й потім також збираються у фокальній площині (мал. 3, б). Утво­рене об'єктивом зображення небесного об'єкта можна або розгля­дати крізь лінзу, яку називають окуляром, або фотографувати. Виготовляючи об'єктив телескопа, намагаються звести до мі­німуму всі спотворення, які неминуче має зображення об'єктів. Проста лінза надто викривляє і забарвлює краї зображення. Щоб зменшити ці недоліки, об'єктив виготовляють з кількох лінз з різною кривизною поверхонь і з різних сортів скла. Поверхні угнутого скляного дзеркала, покритій сріблом чи алюмінієм, нада­ють для зменшення викривлень не сферичної, а параболічної форми.

Радянський оптик Д. Д. Максутов розробив систему телескопа, що називається менісковою. Вона поєднує в собі переваги рефрактора і рефлектора. За цією системою побудовано одну з моделей шкільного телескопа. Тон­ке опукло-вгнуте скло — ме­ніск-виправляє викривлення, які дає велике сферичне дзер­кало. Промені, що відбилися від дзеркала, відбиваються потім від посрібленої ділянки на внутрішній поверхні меніска і йдуть в оку­ляр (мал. 3, в), роль якого ви­конує короткофокусна лінза. Існу­ють також інші телескопічні сис­теми.

Телескоп збільшує видимі ку­тові розміри Сонця, Місяця, пла­нет і деталей на них, а також ви­димі кутові відстані між світилами, проте зорі в будь-який телескоп через величезну віддаленість видно тільки як світлі точки.

Мал. 1. Телескоп-рефрактор

Мал. 2. Найбільший у світі телескоп-рефлектор з діаметром дзеркала 6 м (Росія).

У телескопі звичайно вихо­дить перевернуте зображення, але це не має ніякого значення при спостереженні космічних об'єктів. Введення додаткової лінзи в окуляр робить телескоп підзорною трубою, що дає пря­мі зображення, але при цьом втрачається частина світла Під час спостережень у теле скоп рідко використовують збільшення понад 500 раз. При чина цього — повітряні течії, що зумовлюють тим помітніші спотворення зображення, чим сильніший телескоп.

Найбільший рефрактор має об'єктив діаметром близько 1 м Діаметр угнутого дзеркала най більшого в світі рефлектора — 6 м. Цей телескоп виготовлено в СРСР і встановлено в горах Кавказу. Він дає змогу спостерігати зорі, в десятки мільйонів раз слабші, ніж видимі не озброєним оком.

Мал. 3. Схеми ходу променів у телескопах

2. Особливості астрономічних спостережень.

Астрономія грун­тується на спостереженнях, що проводяться із Землі й тільки з 60-х років нашого століття також із космосу — з автоматичних і пілотованих станцій. Спостереження в астрономії, відіграючи та­ку саму роль, як досліди у фізиці й хімії, мають ряд особли­востей.

Перша особливість полягає в тому, що астрономічні спостере­ження здебільшого пасивні відносно об'єктів, що вивчаються. Ми не можемо активно впливати на небесні тіла, ставити досліди (за винятком окремих випадків), як це роблять в інших природ­ничих науках. Тільки використання космічних апаратів дало мож­ливість проводити безпосередні експериментальні дослідження на поверхні Місяця і найближчих планет.

Крім того, багато небесних явищ відбуваються так повільно, що потребують тривалих спостереженьтак, зміна нахилу земної осі до площини її орбіти стає добре помітною лише через сотні років. Тому для нас не втратили значення деякі спостереження, що проводилися тисячі років тому, хоч вони й були, за сучасними поняттями, дуже неточними.

Ми спостерігаємо положення небесних тіл та їх рух із Землі, яка сама перебуває в русі - обертається навколо своєї осі і навколо Сонця. Однак ми, описуючи рух небесних тіл відносно земного спостерігача, нерідко вважаємо його нерухомим. Наприклад, говоримо про схід і захід світил, хоч відо­мо, що це відбувається внаслідок обертання Землі, про річний рух Сонця по сузір'ях, хоч він — наслідок обертання Землі навколо Сонця. Крім того, через рух Землі вигляд неба для земного спосте­рігача протягом року змінюється. Це залежить не лише від того, в якому місці Землі перебуває спостерігач, а й від того, в який час доби й року він спостерігає. Наприклад, коли в нас зимовий день, у Південній Америці літня ніч, і навпаки. Є зорі, видимі лише влітку або взимку.

Третя особливість астрономічних спостережень пов’язана з тим, що всі світила перебувають від нас дуже далеко, так да­леко, що ні на око, ні в телескоп не можна визначити, яке з них ближче, яке далі. Всі вони здаються нам однаково далекими. Тому відстань між об'єктами на небі (наприклад, між зорями) вимірю­ють кутом, який утворюють промені, спрямовані на об'єкти з точки спостереження (мал.). Така відстань називається кутовою і вимірюється градусами та його частками. При цьому вважається, що дві зорі перебувають недалеко одна від одної на й е б і, якщо близькі один до одного напрями, в яких ми їх бачимо (наприклад, зорі А і В, див. мал.). Можливо, що третя зоря С, на небі більш віддалена від А, у просторі до Л ближча, ніж зоря В.

Кутова відстань світила від горизонту Н. (див. мал.) нази­вається висотою світила над горизонтом.

Висоту світил відлічують від 0° (світило перебуває на го­ризонті) до 90° (світило над головою). Положення світила від­носно сторін горизонту (сторін світу) вказують за допомогою другого кута, який називається азимутом і змінюється в межах від 0 до 360° (відлічується від півдня за годинниковою стрілкою).

Мал. Кутові вимірювання на небі й висоти світила над горизонтом Висоту світила і його азимут вимірюють спеціальними кутомір­ними оптичними інструментами — теодолітами.

Для наближеної оцінки кутових відстаней на небі корисно знати, що кутова відстань між двома зорями «ковша» Великої Ведмедиці дорівнює приблизно 5°.

Видимі розміри небесних об'єктів також можна обчислити в кутових одиницях. Наприклад, діаметри Сонця і Місяця в кутовій мірі приблизно дорівнюють по 0,5°.

За своїм лінійним розміром діаметр Сонця більший за діаметр Місяця приблизно в 400 раз. Чому їхні кутові діаметри майже однакові?