Выбираем телескоп. Рефрактор или рефлектор

Добро пожаловать на сайт, посвященный одной из самых прекраснейших и древнейших наук

АСТРОНОМИИ


 

         Рефрактор или рефлектор  

           Вопрос об относительных достоинствах и недостатках рефракторов и рефлекторов всегда был предметом горячих споров. Можно сказать, что астрономы разделились на два лагеря; к одному примкнули сторонники рефракторов, к другому – рефлекторов. Надо сказать, что в этом споре сторонникам рефлектора почему-то приходилось быть защитниками права на существование зеркального телескопа, тогда как рефрактор считался практически неуязвимым для критики. Это парадоксальное положение трудно объяснить. Весьма возможно, что здесь с одной стороны, сыграло роль предубеждение наблюдателей практически беспомощных и боящихся прикасаться к «жизненным» центрам инструмента, а с другой, - привычное преклонение перед профессиональными оптиками, которые целиком держали в своих руках производство рефракторов, тогда как рефлекторы изготовлялись кустарным способом, часто людьми, не причастными к науке.

Основные достоинства рефрактора таковы. Объектив рефрактора всегда готов к работе и практически не изменяется со временем, тогда как зеркало постепенно тускнеет и по истечении известного срока должно быть заново покрыто металлическим слоем. Центрировка рефрактора значительно устойчивее, чем рефлектора. Деформации объектива рефрактора от собственной тяжести не очень опасны, так как изменение формы одной поверхности компенсируется противоположным изменением формы другой. У рефлектора же, где одна отражающая рабочая поверхность объектива, прогибы зеркала и его температурные искажения могут существенно снизить качество изображения. Далее, у рефрактора нет никаких вспомогательных поверхностей между объективом и окуляром, какими являются вторичные зеркала у рефлектора, неизбежно вызывающие потери света. Кроме того, отсутствие таких промежуточных частей, стоящих на пути лучей, падающих на объектив, избавляют рефрактор от дополнительных дифракционных явлений, производимых оправами вторичных зеркал рефлектора и ухудшающих изображение. Рефрактор плотно закрыт; это представляет огромное преимущество, не только потому, что его внутренние части защищены от пыли, но еще и потому, что в нем не легко образоваться токам воздуха различной плотности, портящим качество изображения. Рефрактор имеет еще и то достоинство, что небольшие нарушения регулировки меньше смещают изображение, что важно для астрометрических работ.

Укажем на недостатки рефрактора. Прежде всего, конечно, рефрактор всегда и в значительной степени страдает от хроматической аберрации. Уменьшение вторичного спектра возможно лишь путем применения особых стекол и ценою больших жертв, так как влечет за собой уменьшение относительного отверстия, понижение долговечности объективов (из-за необходимости применения особых, легко выветривающихся сортов стекла) и рост кривизны и толщины линз. Даже небольшие недостатки стекла (оптическая неоднородность и др.)  сильно сказываются на качестве изображений, даваемого объективом. Стекло объектива поглощает значительную часть света, особенно в фиолетовой и ультро-фиолетовой частях спектра, что особенно досадно; это поглощение усиливается при увеличении размеров объектива вследствие возрастания толщины линз. Кроме того, свет теряется при отражении от поверхности линз.

Относительное отверстие рефрактора не может без ущерба для качества быть больше 1:15 – 1:18 и часто бывает еще меньшим, что недостаточно для многих работ. Кроме того, при этом труба рефрактора должна быть очень длинной.

Достоинства рефлектора, прежде всего, определяются его полной ахроматичностью. Поэтому для достижения идеального изображения требуется лишь придание поверхностям его зеркал требуемой точной формы. Вследствие полного ахроматизма рефлектор может обладать большим относительным отверстием (до 1:3), совершенно недостижимым для рефрактора. Особые типы рефлекторов могут быть еще светосильнее. Большое относительное отверстие очень важно для многих исследований. При большом относительном отверстии инструмент может быть относительно коротким, что облегчает механическую часть устройства, позволяет уменьшить здание, вмещающее инструмент. Удобное расположение окуляра (у системы Ньютона) позволяет проводить наблюдения, не поднимая головы. Качество материала для зеркала должно отвечать только механическим требованиям; самые же большие затруднения (например, оптическая однородность стекла), которые играют такую важную, подчас роковую роль при изготовлении рефрактора, здесь совершенно отпадают. Увеличение диаметра зеркального объектива не приводит к увеличению потерь света. При подборе соответственно отражающего слоя рефлектор может отражать лучи любой длины волны, включая и ультрафиолетовые, в чем состоит преимущество рефлектора при астрофизических наблюдениях. Изготовление рефлектора обходится гораздо дешевле изготовления рефрактора того же размера.

Недостатки рефлектора отчасти отмечались ранее попутно с перечислением достоинств рефрактора. К числу недостатков относятся: неудобство для точных астрометрических работ, большая требовательность к правильности поверхности зеркал, чувствительность к прогибам зеркала и деформациям зеркал от изменений температуры. Большим недостатком рефлектора является то, что, его труба открыта, отчего в трубе возникают токи воздуха разной плотности, портящие изображения. Отражающие поверхности зеркал очень нежны и являются в периодическом восстановлении. Вторичное зеркало рефлектора вызывают потерю света, и несколько ухудшает изображение. Наконец, рефлектор системы Ньютона обладает меньшим полезным полем зрения по сравнению с рефрактором. Впрочем, при визуальных наблюдениях этот недостаток несуществен, так как используются сравнительно малые поля.

Это сравнительно краткое перечисление достоинств и недостатков рефлекторов и рефракторов дает достаточно ясную характеристику обоих типов инструментов.

Теперь постараемся разобраться в жизненно важном для астронома любителя вопросе: каковы относительные достоинства и недостатки небольших рефрактора и рефлектора.

Первый вопрос, на который мы должны ответить, следующий: каковы относительные потери света в рефракторе и рефлекторе?

Рефлектор с зеркалом, не очень потускневшим от времени, использует больше света, чем рефрактор, с объективом такого же диаметра. Потери света таковы: на свежепосеребренном зеркале теряется 5%, на алюминированном 10%, а в ахроматическом рефракторе 20%. Однако серебрянное покрытие быстро тускнеет, что приводит к возрастанию потерь. В приморских областях сравнительно быстро уходшается и алюминиевое покрытие. Поэтому небольшой рефрактор сравнительно лучше, чем рефлектор. Надо так же учитывать, что в рефлекторе часть света теряется из-за закрытия центральной части главного зеркала вторичным. Однако рефлектор с диаметром зеркала 250-300 мм успешно конкурирует с рефрактором и гораздо проще в изготовлении.

Второй вопрос, встающий перед любителем, касается величины поля зрения и также решается не в пользу рефлектора.

Третье, в чем рефлектор уступает рефрактору: он легче разлаживается при переноске.     

Достоинства небольшого рефлектора по сравнению с рефрактором состоят в том, что он дает более яркие и чистые изображения, особенно протяженных объектов. Кто хотя бы раз наблюдал светила в рефлектор и рефрактор, тот никогда не забудет ясности, чистости цвета и ясности изображения, свободного в рефлекторе от всякого цвета цветного ореола, так неприятно действующего в рефракторе.

Немаловажным преимуществом рефлектора является то, что при одинаковой силе он имеет гораздо меньшие размеры, чем рефрактор. Так, 150-мм рефлектор системы Ньютона будет иметь трубу длиною около 1,25 м, а высота установки составит около 1 м. Рефрактор же с объективом такого диаметра должен быть, по крайней мере, вдвое длиннее. Поэтому, не говоря уже о трудностях изготовления такого большого инструмента, работа с ним несравненно сложнее. Кроме того, инструмент длиной 2,5 м, монтированный на колонне такой же высоты, потребует большого помещения, тогда как для рефлектора можно обойтись небольшой будкой. Как мы видим, создание телескопа с зеркалом диаметром в 250 мм еще вполне по силам любителю, а рефрактор с таким же диаметром объектива – настоящий гигант, для которого требуется павильон почти с двухэтажный дом.       

Гуровой Кирилл

 

[Главная][Статьи][Астро-фото][Музыка][Новости][Форум][Ссылки]

Rambler's Top100 MaxNet TOP100

Авторское право (c) 2007 принадлежат Гуровому Кириллу, Гузову Алексею и авторам материала. Все права защищены.

2007-2008



Сайт управляется системой uCoz