Newton teleskopu

Newton teleskopu, İngiliz bilim adamı tarafından icat edilen (Isaac Newton 1642-1727), 1668'de tamamlanan ve bilinen en eski fonksiyonel yansıtıcı teleskoptur.[1] Newton teleskopunun basit tasarımı, amatör teleskop yapımcıları arasında çok popüler olmuştur.

Newton teleskop tasarımı

Tarih

Newton'un yansıtıcı teleskop fikri yeni değildi. Galileo Galilei ve Giovanni Francesco Sagredo, refrakter teleskopun icat edilmesinden kısa bir süre sonra bir ayna kullanarak görüntü oluşturma hedefi olarak tartışmışlardır [2] ve Niccolò Zucchi gibi diğerleri 1616'ya kadar bu fikri denediklerini iddia etmişlerdir.[3] Newton'un, James Gregory'nin parabolik aynalar kullanarak yansıtan teleskop tasarımlarını yansıtan 1663 Optica Promota kitabını okumuş olabilceği düşünülüyor.[4] (Gregory'nin hayata geçirmekte başarısız olduğu bir teleskop modeli).[5]

Newton'un 1672'de Kraliyet Topluluğuna sunduğu ikinci yansıtıcı teleskopunun bir kopyası.[6]

Newton yansıtıcı teleskopunu inşa etti, çünkü beyaz ışığın bir renk yelpazesinden oluştuğunu teorisini kanıtlayabileceğini düşünüyordu.[5] Renk bozulması ( kromatik sapma ) Newton'un teleskoplarını kırmanın ana hatasıydı ve buna neyin sebep olduğu konusunda birçok teori vardı. 1660'ların ortalarında , renk teorisi üzerine yaptığı çalışmalarla Newton, bu kusurun, denediği prizmalar gibi davranan kırılma teleskopunun merceğinden kaynaklandığını ve beyaz ışığı parlak astronomik nesnelerin etrafındaki renk gökkuşağına böldüğü sonucuna vardı.[7][8] Eğer bu doğruysa, o zaman bir lens kullanmayan bir teleskop - yansıtıcı bir teleskop inşa edilerek renk sapmaları ortadan kaldırılabilirdi.

1668'in sonlarında Isaac Newton ilk yansıtıcı teleskopunu yaptı . Objektif aynası için en uygun malzeme olarak kalay ve bakır alaşımı ( spekulum metali ) seçti. Daha sonra aynayı şekillendirmek ve öğütmek için araçlar tasarladı (optik yüzeyi parlatmak için bir adım aralığı [9] kullanan ilk kişi olabilir). Yapısını basitleştirmek için aynası için bir parabol yerine küresel bir şekil seçti; küresel sapmayı ortaya çıkarsa da, yine de renk sapmasını düzeltecekti. Reflektörüne, görüntüyü teleskopun yan tarafına monte edilen bir göz merceğine 90 ° açıyla yansıtmak için birincil aynanın odağına yakın bir diyagonal olarak monte edilmiş bir Newton teleskopunun tasarımının ayırt edici özelliğini ekledi. Bu eşsiz ekleme görüntünün objektif aynanın en az engellenecek şekilde görülmesini sağladı. Ayrıca tüp, montaj ve bağlantı parçalarını yaptı. Newton'un ilk versiyonunu birincil ayna çapı 13 inç (330 mm) ve f / 5 odak oranına sahiptir.[10] Teleskopun renk bozulması olmadan çalıştığını ve Jüpiter'in dört Galil uydusunu ve Venüs gezegeninin hilal evresini görebildiğini buldu. Newton'un arkadaşı Isaac Barrow, 1671'in sonunda Londra Kraliyet Cemiyeti'nden küçük bir gruba ikinci teleskopu gösterdi. Ondan çok etkilendiler, Ocak 1672'de II . Charles'a gösterdiler. Newton aynı yıl toplumun bir üyesi olarak kabul edildi.

Kendisinden önceki Gregory gibi Newton da etkili bir reflektör inşa etmeyi zor buldu. Spekulum metalini düzenli bir eğriliğe öğütmek zordu. Yüzey de hızla kararmıştı, bu aynanın ortaya çıkan düşük yansıtıcılığının ve küçük boyutunun teleskopla görüşünün çağdaş refrakterlere kıyasla çok loş olduğu anlamına geliyordu. İnşaattaki bu zorluklar nedeniyle, Newton yansıtıcı teleskopu başlangıçta geniş ölçüde benimsenmedi. 1721'de John Hadley, Kraliyet Toplumu için çok gelişmiş bir model gösterdi.[11] Hadley parabolik bir ayna yapma problemlerinin çoğunu çözmüştü. (Ayna çapı 6 inç (150 mm) olan Newton teleskopu 6 inç (150 mm) günün büyük hava kırılma teleskopları ile karşılaştırıldığında).[12] Yansıtıcı teleskopların boyutu daha sonra hızla büyüdü ve tasarımlar yaklaşık 50 yılda bir birincil ayna çapında iki katına çıktı.[13]

Newton tasarımının avantajları
  • Refrakter teleskoplarda bulunan renk sapmalarını içermez.
  • Newton teleskopları, belirli herhangi bir objektif çapı (veya diyafram ) için genellikle diğer tiplerdeki karşılaştırılabilir kalitede teleskoplardan daha ucuzdur.
  • Yalnızca bir yüzeyinin zeminde olması ve karmaşık bir şekle cilalanması gerektiğinden, genel imalat diğer teleskop tasarımlarına göre üretimi daha kolaydır.
  • Kısa bir odak oranı daha kolay elde edilebilir, bu da daha geniş görüş alanı sağlar.
  • Mercek teleskopun üst ucunda bulunur. Kısa f- ile birlikte oranlarda bu çok daha kompakt montaj sistemi sağlar (maliyeti azaltma ve taşınabilirlik dahil) .

Newton tasarımının dezavantajları
  • Newton teleskopu, parabolik aynalar kullanan diğer yansıtıcı teleskop tasarımları gibi, görüntülerin içe ve optik eksene doğru parlamasına neden olan eksen dışı bir sapmadan muzdariptirler (görüş alanının kenarına doğru yıldızlar "kuyruklu yıldız benzeri" bir şekil alır) . Bu parlama eksen üzerinde sıfırdır ve artan alan açısı ile doğrusaldır ve ayna odak oranının (ayna odak uzunluğunun ayna çapına bölünmesiyle) ters orantılıdır. Üçüncü dereceden teğet koma için formül 3θ / 16F²'dir (F odak oranıdır) burada θ radyan cinsinden görüntüye olan açı eksenidir. Odak oranı f / 6 veya daha düşük olan Newton teleskoplarının (örneğin f / 5) görsel veya fotoğrafik kullanım için giderek daha ciddi komaya sahip oldukları düşünülmektedir.[14] Düşük odak oranlı birincil aynalar, alandaki görüntü netliğini arttırmak için komanın düzelmesini sağlayan lenslerle birleştirilebilir.[15]
Göz merceğine erişmek için yapılan 1873'ten itibaren büyük bir Newton reflektörü.
  • Newton teleskopunun ışık yolundaki ikincil ayna nedeniyle merkezi bir tıkanıklığı vardır. Bu engel ve ayrıca ikincil aynanın destek yapısının ( örümcek adı verilen) neden olduğu kırınım artışları kontrastı azaltır. Görsel olarak, bu etkiler iki veya üç ayaklı kavisli bir örümcek kullanılarak azaltılabilir. Bu, kırınım yan lob yoğunluklarını yaklaşık dört kat azaltır ve dairesel örümceklerin rüzgar kaynaklı titreşime daha yatkın olma potansiyeli ile görüntü kontrastını geliştirmeye yardımcı olur.
  • Taşınabilir Newton'lular için kolimasyon bir sorun olabilir. Birincil ve ikincil, taşıma ve elleçleme ile ilgili şoklar hizadan çıkabilir. Bu, teleskopun her ayarlandığında yeniden hizalanması (toplanması) gerekebileceği anlamına gelir. Refrakter ve katadioptri gibi diğer tasarımlar (özellikle Maksutov güveçleri ) sabit kolimasyona sahiptir.
  • Odak düzlemi, asimetrik bir noktada ve optik tüp düzeneğinin üstündedir. Görsel gözlem için, özellikle ekvatoral teleskop yuvalarında,[16] tüp yönü göz merceğini çok zayıf bir izleme pozisyonuna getirebilir ve daha büyük teleskoplar erişmek için merdiven veya destek yapıları gerekebilir.[17] Bazı tasarımlar, mercek montajının veya tüm tüp tertibatının daha iyi bir konuma döndürülmesi için mekanizmalar içerir. Araştırma teleskopları için, bu odakta monte edilen çok ağır enstrümanların dengelenmesi dikkate alınmalıdır.

Varyasyon

Jones-Bird

Jones-Bird reflektör teleskopu (bazen Bird-Jones olarak da adlandırılır), amatör teleskop pazarında satılan geleneksel Newton tasarımında bir ayna lensi ( katadioptrik ) varyasyonudur. Tasarım, parabolik bir ayna yerine küresel bir ana ayna kullanır; küresel sapmalar, genellikle odaklama tüpünün içine veya ikincil aynanın önüne monte edilmiş olan alt diyafram düzeltici mercek [18] ile düzeltilir. Bu tasarım, teleskopun boyutunu ve maliyetini azaltır(daha uzun maliyetli bir küresel ayna ile birleştirilmiş bir " telefoto " tipi düzende odak uzunluğunu genişleten düzeltici ile). Bu tasarımın ticari olarak üretilen versiyonlarının, teleskop pazarının ucuz ucunu hedefleyen bir teleskopta doğru şekilli bir alt diyafram düzeltici üretme zorluğu nedeniyle optik olarak tehlikeye girdiği kaydedilmiştir.[19]

Galeri
  • Newton Reflektörü
  • Çok büyük römorka monte Newton teleskopu ve merdiveni
  • Newton teleskopu (Makas borusu Dobsonian )
  • Altazimut monte edilmiş Newton teleskopu
  • Newton teleskopu mercek yuvası
  • Amatör Newton teleskopu
  • Ticari bir Newton reflektörünün diyagramı
  • Amatör ticari Newton diyagramı

Notlar
  1. A. Rupert Hall (11 Nisan 1996). Isaac Newton (İngilizce). Cambridge University Press. ISBN 9780521566698.
  2. Fred Watson (2007). Ian Stargazer (İngilizce). Allen & Unwin. ISBN 978-1-74176-392-8.
  3. The Galileo Project > Science > Zucchi, Niccolo
  4. Derek Gjertsen (1 Ocak 1986). The Newton Handbook (İngilizce). Taylor & Francis. ISBN 978-0-7102-0279-6.
  5. Michael White (6 Nisan 1999). Isaac Newton (İngilizce). Basic Books. ISBN 978-0-7382-0143-6.
  6. Henry C. King (1 Ocak 2003). The History of the Telescope (İngilizce). Courier Corporation. ISBN 978-0-486-43265-6.
  7. Newton thought little could be done to correct aberration short of making lenses that were f/50 or more."the object-glass of any telescope cannot collect all the rays which come from one point of an object, so as to make them convene at its focus in less room than in a circular space, whose diameter is the 50th part of the diameter of its aperture”
  8. Parkinson, Stephen (1870). A Treatise on Optics.
  9. Raymond N. Wilson (3 Eylül 2007). Reflecting Telescope Optics I (İngilizce). Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-540-40106-3.
  10. telescope-optics.net Reflecting Telescopes: Newtonian, two- and three-mirror systems
  11. "amazing-space.stsci.edu – Hadley's Reflector". 26 Mayıs 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2020.
  12. The complete Amateur Astronomer – John Hadley's Reflector
  13. Racine (2004). "The Historical Growth of Telescope Aperture". The Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 116 (815). s. 77.
  14. "8.1.1. Newtonian off-axis aberrations". 14 Temmuz 2006. 10 Aralık 2008 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Eylül 2009. off-axis performance of the paraboloidal mirror drops so quickly with the increase in relative aperture beyond ~ƒ/6
  15. "Tele Vue Paracor Coma Corrector for Newtonians" (PDF). Cloudy Nights Telescope Review. 2004. 24 Mart 2005 tarihinde kaynağından (pdf) arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Kasım 2010.
  16. Alex Hebra (6 Nisan 2010). The Physics of Metrology (Lehçe). Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-211-78381-8.
  17. Antony Cooke (9 Nisan 2009). Make Time for the Stars (İngilizce). Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-387-89341-9.
  18. 10.1.2. Sub-aperture corrector examples: Single-mirror systems – Jones-Bird
  19. TELESCOPES – OVERVIEW AND TELESCOPE TYPES, CATADIOPTRIC NEWTONIAN

Kaynakça
  • Smith, Warren J., Modern Optik Mühendisliği, McGraw-Hill Inc., 1966, s.   400
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.