Оптические телескопы

Телескоп представляет собой трубу (сплошную, каркасную или ферму), установленную на монтировке, снабжённой осями для наведения на объект наблюдения и слежения за ним. Визуальный телескоп имеет объектив и окуляр. Задняя фокальная плоскость объектива совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра^[6]. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом^[7]. Телескоп фокусируется при помощи фокусера (фокусировочного устройства).

По своей оптической схеме большинство телескопов делятся на:

• Линзовые (рефракторы или диоптрические) — в качестве объектива используется линза или система линз.

• Зеркальные (рефлекторы или катаптрические) — в качестве объектива используется вогнутое зеркало.

• Зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрические) — в качестве объектива используется сферическое зеркало, а линза, система линз или мениск служит для компенсации аберраций.

Кроме того, для наблюдений Солнца профессиональные астрономы используют специальные солнечные телескопы, отличающихся конструктивно от традиционных звездных телескопов.

Характеристики оптических телескопов

Оптический телескоп — это афокальная система (оптическая сила равна нулю^[6]), состоящая из объектива и окуляра. Телескоп увеличивает видимый угловой размер и видимую яркость наблюдаемых объектов^[3]. Основными параметрами, которые определяют другие характеристики телескопа, являются: диаметр объектива (апертура) и фокусное расстояние объектива.

• Разрешающая способность зависит от апертуры. Приблизительно определяется по формуле

,

где  — угловое разрешение в угловых секундах, а  — диаметр объектива в миллиметрах.

• Угловое увеличение определяется отношением

,

где и  — фокусные расстояния объектива и окуляра.

В случае использования оборачивающей системы или линзы Барлоу это увеличение должно быть умножено на их кратность.

• Максимальное оптическое увеличение телескопа определяется удвоенным значением диаметра его объектива, выраженного в миллиметрах, увеличение выражается в кратах (N^x — эн крат),

.

• Диаметр поля зрения телескопа (size of visible sky field-размер видимого поля неба). Опытным путём установлено, что диаметр поля зрения телескопа, выраженный в минутах дуги, зависит от применённого увеличения,

.

• Относительное отверстие телескопа  — это отношение диаметра объектива телескопа к его фокусному расстоянию , где и выражаются в миллиметрах,

.

• Светосила телескопа ,

.

Относительное отверстие телескопа и светосила являются важной характеристикой объектива телескопа. Это обратные друг другу величины. Чем больше светосила — меньше относительное отверстие, тем ярче формирует изображение в фокальной плоскости объектив телескопа. Но при этом получается меньшее увеличение, которое даёт данный объектив.

• Проницающая сила (оптическая мощь)  — звёздная величина наиболее слабых звёзд, видимых с помощью телескопа при наблюдении в зените. Для визуального телескопа может быть оценена по формуле Боуэна:

.^[9]

Так же в литературе встречается другая, упрощённая формула:

.

Проницающая сила рефлекторов на 1-2^m выше, чем у рефракторов. Проницающая сила телескопа сильно зависит от качества оптики, яркости неба, прозрачности атмосферы и её спокойствия. Уровень и тип оптических искажений (аберраций) зависит от конструкции телескопа, и физических свойств его оптических компонентов — линз, зеркал, призм и стеклянных корректоров.

• Линейные размеры диаметров дисков Солнца и Луны в фокальной плоскости объектива телескопа вычисляются по формуле

,

где  — диаметр диска Солнца в фокусе в миллиметрах, а  — фокусное расстояние объектива в миллиметрах.

• Масштаб фотонегатива (или ПЗС)

,

где  — масштаб в угловых минутах на миллиметр ('/мм), а  — фокусное расстояние объектива в миллиметрах. Если известны линейные размеры ПЗС матрицы, её разрешение и размер её пикселов, то тогда отсюда можно вычислить разрешение цифрового снимка в угловых минутах на пиксел.