Бесплатная техническая библиотека

Телескоп. История изобретения и производства

Справочник / История техники, технологии, предметов вокруг нас

 Комментарии к статье

Телескоп - инструмент, который помогает в наблюдении удаленных объектов путем сбора электромагнитного излучения (например, видимого света).

Современный телескоп

Подобно очкам, зрительная труба была создана человеком, далеким от науки. Декарт в своей "Диоптрике" так повествует об этом важном изобретении: "К стыду истории наших наук столь замечательное изобретение было впервые сделано чисто опытным путем и притом благодаря случаю. Около тридцати лет тому назад Яков Мециус, "человек, никогда не изучавший наук", полюбивший устраивать зеркала и зажигательные стекла, имея для этого различной формы линзы, вздумал посмотреть через комбинацию выпуклого и вогнутого стекла, а затем так удачно установил их на двух концах трубы, что совершенно неожиданно получил первую зрительную трубу". Говорят, что на это его подтолкнули дети, игравшие со стеклами.

Таким образом, первая зрительная труба появилась в Нидерландах в начале XVII века. Причем ее изобрели, кроме Мециуса, независимо друг от друга сразу несколько человек. Все они были не ученые-оптики, а обычные ремесленники. Один из них - очковый мастер из Миддельбурга Иоанн Лепперсгей - в 1608 году представил созданную им трубу Генеральным Штатам. Услышав об этой новинке, знаменитый итальянский ученый Галилео Галилей писал в 1610 году: "Месяцев десять тому назад дошел до наших ушей слух, что некий бельгиец построил перспективу (так Галилей называл телескоп), при помощи которой видимые предметы, далеко расположенные от глаз, становятся отчетливо различимы, как будто они были близко".

Принципа работы телескопа Галилей не знал, но он был хорошо осведомлен в законах оптики и вскоре догадался о его устройстве и сам сконструировал зрительную трубу.

"Сначала я изготовил свинцовую трубку, - писал он, - на концах которой я поместил два очковых стекла, оба плоские с одной стороны, с другой стороны одно было выпукло-сферическим, другое же вогнутым. Помещая глаз у вогнутого стекла, я видел предметы достаточно большими и близкими. Именно, они казались в три раза ближе и в десять раз больше, чем при рассмотрении естественным глазом. После этого я разработал более точную трубу, которая представляла предметы увеличенными больше чем в шестьдесят раз. За этим, не жалея никакого труда и никаких средств, я достиг того, что построил себе орган настолько превосходный, что вещи казались через него при взгляде в тысячу раз крупнее и более чем в тридцать раз приближенными, чем при рассмотрении с помощью естественных способностей".

Галилей первым понял, что качество изготовления линз для очков и для зрительных труб должно быть совершенно различно. Из десяти очковых лишь одна годилась для использования в зрительной трубе. Он усовершенствовал технологию изготовления линз до такой степени, какой она еще никогда не достигала. Это позволило ему изготовить трубу с тридцатикратным увеличением, в то время как зрительные трубы очковых мастеров увеличивали всего в три раза.

Телескоп Галилея

Галилеева зрительная труба состояла из двух стекол, из которых обращенное к предмету (объектив) было выпуклое, то есть собирающее световые лучи, а обращенное к глазу (окуляр) - вогнутое, рассеивающее стекло. Лучи, идущие от предмета, преломлялись в объективе, но прежде, чем дать изображение, они падали на окуляр, который их рассеивал. При таком расположении стекол лучи не делали действительного изображения, оно составлялось уже самим глазом, который составлял здесь как бы оптическую часть самой трубы.

Объектив O давал в своем фокусе действительное изображение ba наблюдаемого предмета (это изображение обратное, в чем можно было бы убедиться, приняв его на экран). Однако вогнутый окуляр O1, установленный между изображением и объективом, рассеивал лучи, идущие от объектива, не давал им пересечься и тем препятствовал образованию действительного изображения ba. Рассеивающая линза образовывала мнимое изображение предмета в точках A1 и B1, которое находилось на расстоянии наилучшего зрения. В результате Галилей получал мнимое, увеличенное, прямое изображение предмета.

Ход лучей в трубе Галилея

Увеличение телескопа равно отношению фокусных расстояний объектива к фокусному расстоянию окуляра. Казалось бы, можно получать сколь угодно большие увеличения. Однако предел сильному увеличению кладут технические возможности: очень трудно отшлифовать стекла большого диаметра. Кроме того, для слишком больших фокусных расстояний требовалась чрезмерно длинная труба, с которой было невозможно работать. Изучение зрительных труб Галилея, которые хранятся в музее истории науки во Флоренции, показывает, что его первый телескоп давал увеличение в 14 раз, второй - в 19, 5 раза, а третий - в 34, 6 раза.

Несмотря на то что Галилея нельзя считать изобретателем зрительной трубы, он, несомненно, был первым, кто создал ее на научной основе, пользуясь теми знаниями, которые были известны оптике к началу XVII века, и превратил ее в мощный инструмент для научных исследований. Он был первым человеком, посмотревшим на ночное небо сквозь телескоп. Поэтому он увидел то, что до него еще не видел никто. Прежде всего, Галилей постарался рассмотреть Луну. На ее поверхности оказались горы и долины. Вершины гор и цирков серебрились в солнечных лучах, а длинные тени чернели в долинах. Измерение длины теней позволило Галилею вычислить высоту лунных гор. На ночном небе он обнаружил множество новых звезд. Например, в созвездии Плеяд оказалось более 30 звезд, в то время как прежде числилось всего семь. В созвездии Ориона - 80 вместо 8. Млечный Путь, который рассматривали раньше как светящиеся пары, рассыпался в телескопе на громадное количество отдельных звезд.

К великому удивлению Галилея звезды в телескопе казались меньше по размерам, чем при наблюдении простым глазом, так как они лишились своих ореолов. Зато планеты представлялись крошечными дисками, подобными Луне. Направив трубу на Юпитер, Галилей заметил четыре небольших светила, перемещающихся в пространстве вместе с планетой и изменяющих относительно нее свои положения. Через два месяца наблюдений Галилей догадался, что это - спутники Юпитера, и предположил, что Юпитер своими размерами во много раз превосходит Землю. Рассматривая Венеру, Галилей открыл, что она имеет фазы, подобные лунным, и потому должна вращаться вокруг Солнца. Наконец, наблюдая сквозь фиолетовое стекло Солнце, он обнаружил на его поверхности пятна, а по их движению установил, что Солнце вращается вокруг своей оси.

Все эти поразительные открытия были сделаны Галилеем за сравнительно короткий промежуток времени благодаря телескопу. На современников они произвели ошеломляющее впечатление. Казалось, что покров тайны спал с мироздания, и оно готово открыть перед человеком свои сокровенные глубины. Насколько велик был в то время интерес к астрономии, видно из того, что только в Италии Галилей сразу получил заказ на сто инструментов своей системы.

Одним из первых оценил открытия Галилея другой выдающийся астроном того времени Иоганн Кеплер. В 1610 году Кеплер придумал принципиально новую конструкцию зрительной трубы, состоявшую из двух двояковыпуклых линз. В следующем году он выпустил капитальный труд "Диоптрика", где подробно рассматривалась теория зрительных труб и вообще оптических приборов. Сам Кеплер не мог собрать телескоп - для этого у него не было ни средств, ни квалифицированных помощников. Однако в 1613 году по схеме Кеплера построил свой телескоп другой астроном - Шейнер.

Устройство телескопа Кеплера

Множество ученых принялись сами сооружать телескопы, причем более мощные, чем у Галилея. Некоторым удалось достичь увеличения в сто раз, при этом длина трубки достигала 30, 40 и более метров. Рекорд принадлежит, видимо, астроному Озу, которому удалось в 1664 году соорудить телескоп с увеличением в 600 раз. При этом длина трубки была 98 метров. Легко догадаться о затруднениях, которые пришлось претерпеть Озу, ведя наблюдения с помощью такого неуклюжего приспособления. В 1672 году Исааку Ньютону удалось отчасти разрешить это затруднение он предложил новую конструкцию телескопа (получившую название рефлектор), в котором объективом было вогнутое металлическое зеркало.

Устройство телескопа Ньютона

Из всего сказанного видно, что создание телескопа ознаменовало собой подлинную революцию в науке вообще и в оптике в частности. Точная оптика вошла в науку как новое средство познания мира.

Автор: Рыжов К.В.

 Рекомендуем интересные статьи раздела История техники, технологии, предметов вокруг нас:

▪ Суда на воздушной подушке

▪ Двигатель газовый и бензиновый

▪ Штрихкод

Смотрите другие статьи раздела История техники, технологии, предметов вокруг нас.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Вертикальная ферма для промышленного выращивания клубники 12.10.2024

В последние годы сельское хозяйство все активнее внедряет инновационные методы для увеличения урожайности и уменьшения нагрузки на природные ресурсы. Одним из самых впечатляющих примеров этого стал запуск первой в мире вертикальной фермы для промышленного выращивания клубники в штате Виргиния, США. Этот проект не только меняет представление о том, как можно выращивать ягоды, но и задает новый стандарт в области устойчивого агробизнеса. Ферма занимает всего 0,4 гектара, но использует уникальные 30-метровые вертикальные башни для максимальной эффективности. Благодаря такой вертикальной системе выращивания ферма производит более 1,8 миллиона килограммов клубники в год. Для сравнения, для достижения такого же объема продукции в традиционном сельском хозяйстве потребовались бы значительно большие площади и водные ресурсы. Одним из главных преимуществ фермы является ее способность обеспечивать стабильные урожаи круглый год, независимо от погодных условий и сезонов. Это достигается за с ...>>

Устранение причины возгорания аккумуляторов 12.10.2024

Современные аккумуляторы, используемые в электронике и электротранспорте, постоянно совершенствуются, но одна из ключевых проблем до сих пор остается актуальной - это перегрев и последующее возгорание. Недавние исследования, проведенные учеными из Южной Кореи, предлагают инновационное решение, способное повысить безопасность литий-ионных аккумуляторов, которые широко применяются в смартфонах, ноутбуках, электромобилях и другой технике. Исследователи разработали новый материал под названием Safety Reinforced Layer (SRL), который может стать настоящим прорывом в обеспечении безопасности аккумуляторных батарей. Этот сверхтонкий слой, толщиной всего в один микрометр, располагается между катодом и токосъемником батареи и способен предотвращать перегрев, что существенно снижает риск возгорания. Уникальная молекулярная структура SRL активируется при повышении температуры, изменяя электрические свойства материала и тем самым препятствуя возникновению воспламенения. Один из ключевых факто ...>>

Диагностика депрессии по глазам 11.10.2024

Ученые из Стивенсского технологического института (США) разрабатывают инновационные системы на базе искусственного интеллекта (ИИ), способные выявлять признаки депрессии с помощью анализа изображений глаз, сделанных с помощью обычных смартфонов. Эти исследования открывают новые перспективы в области диагностики психических расстройств, используя доступные и повседневные устройства. Профессор Санг Вон Бэ и его команда создали программу под названием PupilSense, которая анализирует зрачки пользователей. Программа измеряет диаметр зрачков и связывает их изменения с депрессивными состояниями. Известно, что зрачки человека могут реагировать на эмоциональные и психические состояния, и с помощью этих реакций можно оценивать состояние психического здоровья. Программа PupilSense анализирует снимки, сделанные с помощью камеры смартфона, и показала 76%-ную точность в выявлении депрессивных эпизодов. Этот результат превосходит другие существующие системы, такие как AWARE, которые используют ...>>

Случайная новость из Архива Технологии Big Data для здравоохранения 08.01.2014 Исследование, проведенное в США, свидетельствует, что руководители учреждений здравоохранения видят большие перспективы технологий Big Data в медицинской сфере, несмотря на кадровые проблемы и возможные риски. Американское Общество Актуариев (Society of Actuaries, SOA) провело исследование, в ходе которого были опрошены руководители учреждений здравоохранения и медицинских страховых компаний в США. Как говорится в отчете по итогам исследования, 66% руководителей видят большой потенциал технологий Big Data в здравоохранении, в то время как 87% считают, что анализ больших данных в будущем сильно повлияет на их бизнес. Половина опрошенных ожидают, что внедрение технологий анализа больших данных способно дать большие преимущества их организации. 45% опрошенных свидетельствовали о большом положительном влиянии Big Data на их практику. 22% сообщили, что уже получили существенную выгоду от построения инфраструктуры анализа больших данных. Составители отчета считают, что соотношение числа признающих возможные выгоды от Big Data c числом уже внедривших эти решения свидетельствуют о добровольном отказе от внедрения Big Data. Более 84% столкнулись с трудностями в поиске сотрудников для оптимизации анализа больших данных, 45% планируют в течение 2014 г. взять на работу профессионалов в этой сфере. В отчете отмечается растерянность руководителей здравоохранения в вопросе применения Big Data, когда анализ больших данных проводится не просто для получения информации, но для принятия мер и конкретных действий. Многие не знают, как использовать эти технологии и пытаются выяснить, в чем они могут быть полезны. 51% руководителей считают, что их организации способны использовать растущие данные. Хотя 51% верят, что Big Data открывает новые возможности для бизнеса в долгосрочной перспективе, 34% рассматривают эти технологии как палку о двух концах, несущую в себе как возможности, так и риски. Чтобы нивелировать эти риски, половина опрошенных намерена активно привлекать сильных специалистов по анализу данных, в том числе из других отраслей. Несмотря на то, что степень проникновения Big Data в российском здравоохранении ниже, чем в США, проблемы отношения к этим технологиям схожие. "Хотя медицина вообще и отечественная медицина в частности является одной из отраслей, в которых технологи управления большими данными дают наиболее яркий эффект, многие относятся к ним пока со скепсисом ввиду не всегда понятной бизнес-выгоды и нехватки специалистов, - считает директор по технологиям дивизиона данных, компании IBS Сергей Кузнецов. - Давайте говорить не об абстрактных теориях, а о конкретных решениях. Предиктивная аналитика помогает строить модели поведения организмов. Носимые устройства и консолидация показателей датчиков дает широкую картину болезни и ее эволюции во времени, помогает заблаговременно предотвратить негативное развитие или вовремя проинформировать ближайшие службы. Обработка результатов лекарственных опытов позволят ускорить сертификацию и вывод на рынок новых лекарственных препаратов. Анализ социальной информации позволяет прогнозировать эпидемии и локализовать ущерб, организация доступа любого врача ко всей истории болезни конкретного пациента повышает качество диагноза. И многое уже делается. Посмотрите на ЕМИАС, чем это не площадка для решений в области больших данных?".

Другие интересные новости:

▪ Карта памяти SanDisk Extreme PRO CFast 2.0 500 МБ/с

▪ Быстрее света

▪ Самый маленький лазер

▪ Комариный укол

▪ Газировка вредит почкам

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Жизнь замечательных физиков. Подборка статей

▪ статья Факультетская терапия. Конспект лекций

▪ статья Когда искусство разделилось на реальное и абстрактное? Подробный ответ

▪ статья Цистит. Медицинская помощь

▪ статья Двухтональный звонок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Двенадцать костей домино. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024