Телескопы
Телескопы Гевелия, Гюйгенса, Кеплера
Телескопы
Гевелия, Гюйгенса, КеплераУ телескопов Галилея был существенный недостаток. Показатель преломления стекла зависит от длины волны: красные лучи отклоняются им слабее, чем зелёные, а зелёные – слабее, чем фиолетовые. Следовательно, простая линза даже безупречного качества имеет для красных лучей большее фокусное расстояние, чем для фиолетовых. В результате яркие звёзды будут выглядеть как сине-зелёные точки (ночью глаз чувствительнее всего к сине-зелёным лучам), окружённые красной и синей каймой. Это явление называется хроматической аберрацией; разумеется, оно сильно мешает наблюдению звёзд, Лун и планет.
Теория и опыт показали, что влияние хроматической аберрации можно уменьшить,
если использовать в качестве объектива линзу с очень большим фокусным
расстоянием. Ян Гевелий начал с объективов с 20-метровым
фокусом, а самый длинный его телескоп имел фокусное расстояние около 50
м. Объектив соединялся с окуляром четырьмя деревянными планками, в которые
было вставлено множество диафрагм, делавших конструкцию более жесткой
и защищавших окуляр от постороннего света. Всё это подвешивалось с помощью
системы канатов на высоком столбе; наводился телескоп на нужную точку
неба с помощью нескольких человек, по-видимому, отставных матросов, знакомых
с обслуживанием подвижных судовых снастей. Линзы Гевелий сам не изготовлял,
а покупал их у одного варшавского мастера. Они были настолько совершенны,
что при спокойной атмосфере удавалось увидеть дифракционные
изображения звёзд. Дело в том, что даже самый совершенный объектив
не может построить изображение звезды в виде точки. Из-за волнового характера
света в телескоп с хорошей оптикой звезда выглядит как небольшой диск,
окружённый светлыми кольцами убывающей яркости. Такое изображение называется
дифракционным. Если оптика телескопа несовершенна или атмосфера неспокойна,
дифракционной картины уже не видно: звёзда представляется пятнышком, размер
которого больше дифракционного. Такое изображение называют атмосферным
диском.
Нидерландские
астрономы братья Константин и Христиан Гюйгенсы стоили Галилеевы телескопы
по-своему. Объектив, укреплённый на шаровом шарнире, помещался на столбе
и мог с помощью особого приспособления устанавливаться на нужной высоте.
Оптическая ось объектива направлялась на исследуемое светило наблюдателем,
поворачивавшем его с помощью прочного шнурка. Окуляр монтировался на треноге.
Гюйгенс полировал объективы сам, а его “воздушная труба” оказалась шагом
вперёд по сравнению с “длинными трубами” Гевелия. Придуманный им окуляр
просто изготовить, и он используется до сих пор.
Высокий уровень мастерства, заложенный Галилеем, способствовал расцвету
итальянской оптической школы. В конце XVII в. строилась Парижская обсерватория;
она была оснащена несколькими телескопами системы Галилея. С помощью двух
таких инструментов и 40-метрового телескопа первый её директор, итальянец
Джованни Доменико Кассини сделал замечательные открытия
и наблюдения. Гениальный немецкий астроном Иоганн Кеплер
получил телескоп Галилея на короткое время от одного из друзей. Он мгновенно
сообразил, какие преимущества приобретёт этот прибор, если заменить рассеивающую
линзу окуляра на собирающую. Кеплеров телескоп, дающий в отличие от Галилеева
перевёрнутое изображение, повсеместно и по сей день.