تلسكوب نيوتن

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

امرأة تنظر من خلال تلسكوب نيوتوني

التلسكوب النيوتوني ، ويُسمى أيضًا التلسكوب العاكس النيوتوني أو ببساطة التلسكوب النيوتوني ، هو نوع من التلسكوبات العاكسة اخترعه العالم الإنجليزي السير إسحاق نيوتن ، ويستخدم مرآة رئيسية مقعرة ومرآة ثانوية قطرية مسطحة . اكتمل بناء أول تلسكوب عاكس لنيوتن عام 1668، وهو أقدم تلسكوب عاكس عملي معروف. [ 1 ] وقد جعل التصميم البسيط للتلسكوب النيوتوني منه شائعًا جدًا بين هواة صناعة التلسكوبات . [ 2 ]

وصف

تصميم تلسكوب نيوتوني

يتكون التلسكوب النيوتوني من مرآة رئيسية أو عدسة موضوعية ، عادةً ما تكون مكافئة الشكل، ومرآة ثانوية مسطحة أصغر حجماً . تُمكّن المرآة الرئيسية من تجميع الضوء من المنطقة المستهدفة في السماء، بينما تُعيد المرآة الثانوية توجيه الضوء خارج المحور البصري بزاوية قائمة بحيث يمكن رؤيته باستخدام العدسة العينية .

مزايا التصميم النيوتوني

  • وهي خالية من الانحراف اللوني الموجود في التلسكوبات الانكسارية.
  • عادة ما تكون التلسكوبات النيوتونية أقل تكلفة لأي قطر عدسة موضوعية (أو فتحة ) معينة مقارنة بالتلسكوبات ذات الجودة المماثلة من الأنواع الأخرى.
  • بما أن هناك سطحًا واحدًا فقط يحتاج إلى الصقل والتلميع إلى شكل معقد، فإن عملية التصنيع بشكل عام أبسط بكثير من تصميمات التلسكوبات الأخرى (كانت التلسكوبات الغريغورية والكاسغرينية والتلسكوبات الانكسارية المبكرة تحتوي على سطحين يحتاجان إلى التشكيل . أما العدسات الانكسارية اللا لونية اللاحقة فكانت تحتوي على أربعة أسطح يجب تشكيلها).
  • يمكن الحصول على نسبة بؤرية قصيرة بسهولة أكبر، مما يؤدي إلى مجال رؤية أوسع .
  • تقع العدسة العينية في الطرف العلوي للتلسكوب. وبالاقتران مع نسب البؤرة القصيرة ، يتيح ذلك نظام تثبيت أكثر إحكامًا، مما يقلل التكلفة ويزيد من سهولة النقل.

عيوب التصميم النيوتوني

تلسكوب نيوتوني كبير مزود بسلم للوصول إلى العدسة العينية في سبرينغفيلد، فيرمونت

الاختلافات

توجد عدة اختلافات في تصميم التلسكوب النيوتوني، حيث تُضاف عدسة إلى النظام لتكوين تلسكوب عاكس كاسر . ويتم ذلك لتصحيح الزيغ الكروي أو لتقليل التكلفة.

شميدت-نيوتوني

تلسكوب شميدت-نيوتوني.

يجمع تلسكوب شميدت-نيوتوني بين التصميم البصري النيوتوني ولوحة تصحيح شميدت كاملة الفتحة أمام المرآة الرئيسية، والتي لا تصحح الزيغ الكروي فحسب ، بل تدعم أيضًا المرآة الثانوية. يتميز النظام الناتج بانخفاض تأثيرات الحيود الناتجة عن انحراف الكوما ودعم المرآة الثانوية. [ 7 ]

ماكسوتوف-نيوتوني

على غرار تلسكوب شميدت-نيوتن، يمكن إضافة مصحح على شكل هلال لتلسكوب ماكسوتوف إلى التكوين النيوتوني، مما يمنحه أقل قدر من الانحرافات على مجال رؤية واسع ، حيث يبلغ انحرافه الكروي ربع انحراف تلسكوب نيوتن القياسي المماثل، ونصف انحراف تلسكوب شميدت-نيوتن. [ 8 ] كما يمكن تقليل حيود الضوء باستخدام نسبة بؤرية عالية مع مرآة قطرية صغيرة نسبيًا مثبتة على المصحح. [ 9 ]

جونز-بيرد

يستخدم تلسكوب جونز-بيرد النيوتوني (يُسمى أحيانًا بيرد-جونز) مرآةً كرويةً أساسيةً بدلًا من المرآة المكافئة، مع تصحيح الانحرافات الكروية بواسطة عدسة تصحيح فرعية [ 10 ] تُركّب عادةً داخل أنبوب التركيز أو أمام المرآة الثانوية. يُقلل هذا التصميم من حجم التلسكوب وتكلفته، وذلك بفضل طول أنبوب التلسكوب الإجمالي الأقصر (مع عدسة التصحيح التي تُطيل البُعد البؤري في تصميم يُشبه التلسكوبات المقربة) بالإضافة إلى مرآة كروية أقل تكلفة. وقد لوحظ أن النسخ المُنتجة تجاريًا من هذا التصميم تعاني من ضعف في الأداء البصري، نظرًا لصعوبة إنتاج عدسة تصحيح فرعية بالشكل الصحيح، وهي مُصممة خصيصًا للفئة الاقتصادية من سوق التلسكوبات. [ 11 ]

تاريخ

لم تكن فكرة نيوتن عن التلسكوب العاكس جديدة. فقد ناقش الفلكي غاليليو غاليلي والرياضي جيوفاني فرانشيسكو ساغريدو استخدام مرآة كعدسة لتكوين الصورة بعد فترة وجيزة من اختراع التلسكوب الكاسر، [ 12 ] وادعى آخرون، مثل نيكولو زوتشي ، أنهم جربوا الفكرة منذ عام 1616. [ 13 ] وربما يكون نيوتن قد قرأ كتاب جيمس غريغوري "أوبتيكا بروموتا" الصادر عام 1663 ، والذي وصف تصاميم التلسكوبات العاكسة باستخدام المرايا المكافئة [ 14 ] (وهو تلسكوب كان غريغوري يحاول بناءه دون جدوى). [ 15 ] ومع ذلك، يُعتبر تلسكوب نيوتن أول تلسكوب عاكس، نظرًا لأن التصاميم السابقة لم تُطبّق عمليًا أو انتهت بالفشل عند محاولتها. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

بنى نيوتن تلسكوبه العاكس لأنه كان يعتقد أنه قادر على إثبات نظريته القائلة بأن الضوء الأبيض يتكون من طيف من الألوان. [ 19 ] كان تشوه الألوان ( الانحراف اللوني ) العيب الرئيسي في التلسكوبات الكاسرة في عصر نيوتن، وقد ظهرت العديد من النظريات حول أسبابه. خلال منتصف ستينيات القرن السابع عشر، ومع عمله على نظرية الألوان ، استنتج نيوتن أن هذا العيب ناتج عن عدسة التلسكوب الكاسر التي تتصرف بنفس طريقة الموشورات التي كان يجري عليها تجاربه، حيث تكسر الضوء الأبيض إلى قوس قزح من الألوان حول الأجرام السماوية الساطعة . [ 20 ] [ 21 ] إذا صحّ هذا، فإنه يمكن التخلص من الانحراف اللوني ببناء تلسكوب لا يستخدم عدسة - أي تلسكوب عاكس.

نسخة طبق الأصل من تلسكوب عاكس ثانٍ قدمه نيوتن إلى الجمعية الملكية عام 1672 (أُعير التلسكوب الأول الذي صنعه عام 1668 إلى صانع أدوات، ولكن لا توجد سجلات أخرى لما حدث له). [ 22 ]

في أواخر عام 1668، بنى إسحاق نيوتن أول تلسكوب عاكس له . اختار سبيكة ( معدن المرآة ) من القصدير والنحاس باعتبارها المادة الأنسب لمرآته الشيئية . لاحقًا ، ابتكر وسائل لتشكيل المرآة وصقلها، وربما كان أول من استخدم أداة الصقل [ 23 ] لتلميع سطحها البصري. اختار شكلًا كرويًا لمرآته بدلًا من القطع المكافئ لتبسيط عملية التصنيع؛ فرغم أن ذلك كان سيؤدي إلى ظهور الزيغ الكروي ، إلا أنه كان سيصحح الزيغ اللوني. أضاف إلى تلسكوبه العاكس السمة المميزة لتصميم التلسكوبات النيوتونية، وهي مرآة ثانوية مثبتة قطريًا بالقرب من بؤرة المرآة الرئيسية لعكس الصورة بزاوية 90 درجة إلى عدسة عينية مثبتة على جانب التلسكوب. سمحت هذه الإضافة الفريدة برؤية الصورة بأقل قدر من التشويش على المرآة الشيئية. كما صنع نيوتن الأنبوب والحامل والتجهيزات. كان قطر المرآة الرئيسية للنسخة الأولى من تلسكوب نيوتن 33 ملم (1.3 بوصة ) ونسبة بؤرية f/5. [ 24 ] وقد وجد أن التلسكوب يعمل دون تشويه لوني، وأنه يستطيع رؤية أقمار جاليليو الأربعة لكوكب المشتري وهلال كوكب الزهرة من خلاله. وفي نهاية عام 1671، عرض صديق نيوتن، إسحاق بارو، تلسكوبًا ثانيًا على مجموعة صغيرة من الجمعية الملكية في لندن. وقد أُعجبوا به لدرجة أنهم عرضوه على الملك تشارلز الثاني في يناير 1672. وفي العام نفسه، انضم نيوتن إلى الجمعية كعضو. 

كما هو الحال مع غريغوري من قبله، وجد نيوتن صعوبة في بناء عاكس فعال. فقد كان من الصعب صقل معدن المرآة للحصول على انحناء منتظم. كما أن سطحها كان يتأكسد بسرعة؛ مما أدى إلى انخفاض انعكاسية المرآة وصغر حجمها، وبالتالي كانت الرؤية من خلال التلسكوب خافتة للغاية مقارنةً بالتلسكوبات الكاسرة للضوء في ذلك الوقت. وبسبب هذه الصعوبات في التصنيع، لم ينتشر استخدام تلسكوب نيوتن العاكس على نطاق واسع في البداية. في عام 1721، عرض جون هادلي نموذجًا مُحسَّنًا بشكل كبير على الجمعية الملكية. [ 25 ] كان هادلي قد حلّ العديد من مشاكل صنع مرآة مكافئة . وقد تفوق تلسكوبه النيوتني، بقطر مرآة يبلغ 150 ملم (6 بوصات )، على التلسكوبات الكاسرة للضوء الكبيرة المستخدمة في ذلك الوقت. [ 26 ] 

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ هول، أ. روبرت (1992). إسحاق نيوتن: مغامر في الفكر . مطبعة جامعة كامبريدج . ص  67. ISBN 9780521566698.
  2. ↑ إنغالز، ألبرت ج. ، محرر (1935). صناعة التلسكوبات للهواة ( الطبعة الرابعة). مون وشركاه، المحدودة. 
  3. ↑ ساك، فلاديمير (14 يوليو 2006). "8.1.1. الانحرافات النيوتونية خارج المحور" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 سبتمبر 2009. ينخفض ​​أداء المرآة المكافئة خارج المحور بسرعة كبيرة مع زيادة الفتحة النسبية بعد ~ƒ/6
  4. ↑ كنيسلي، ديفيد (2004). "مصحح كوما تيلي فيو باراكور للتلسكوبات النيوتونية" (ملف PDF) . مراجعة تلسكوبات كلاودي نايتس . تاريخ الاسترجاع: 29 نوفمبر 2010 .
  5. ↑ هيبرا، أليكس (2010). فيزياء القياس: كل شيء عن الأدوات: من عجلات الترولل إلى الساعات الذرية . سبرينغر ساينس + بيزنس ميديا . ص 258-259 . ISBN  978-3-211-78381-8.
  6. ↑ كوك، أنتوني (2009). خصص وقتًا للنجوم: دمج علم الفلك في حياتك المزدحمة . سبرينغر ساينس + بيزنس ميديا . ص 14. ISBN  978-0-387-89341-9.
  7. ↑ "تلسكوب شميدت-نيوتن" . telescopeOptics.net . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 أغسطس 2012 .
  8. ^ روتن ، هاري جي جي. فان فينرويج، مارتن آم (1988). بصريات التلسكوب: التقييم والتصميم . ويلمان بيل. رقم ISBN  9780943396187.
  9. ↑ موليس، رود (28 فبراير 2009). اختيار واستخدام اختبار تكيفي جديد . سبرينغر. ص 101. ISBN  9780387097725.
  10. ↑ 10.1.2. أمثلة على مصححات الفتحة الفرعية: أنظمة المرآة المفردة – جونز بيرد
  11. ↑ "التلسكوبات - نظرة عامة وأنواع التلسكوبات، تلسكوب نيوتن ذو العدسة الكاتاديوبترية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 نوفمبر 2014 .
  12. ↑ فريد واتسون (2007). مُراقب النجوم: حياة التلسكوب وأزمنته . ألين وأونوين. ص 108. ISBN  978-1-74176-392-8.
  13. ↑ مشروع جاليليو > العلوم > نيكولو كوسة
  14. ^ ديريك جيرتسن (1986). دليل نيوتن . روتليدج وكيجان بول. ص. 562. ردمك  978-0-7102-0279-6.
  15. ↑ مايكل وايت (1999). إسحاق نيوتن: الساحر الأخير . دار بيسيك بوكس. ص 169. ISBN  978-0-7382-0143-6.
  16. ↑ هنري سي. كينغ (1955). تاريخ التلسكوب . ريتشارد غريفين وشركاه. الصفحات 68-72 . ISBN  978-0-486-43265-6.{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  17. ↑ أ. روبرت هول (1996). إسحاق نيوتن: مغامر في الفكر . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 67-68 . ISBN  978-0-521-56669-8.
  18. ↑ رولاندز، بيتر (2017). نيوتن ونظام العالم العظيم . دار النشر العالمية العلمية . ص 245. doi : 10.1142/q0108 . ISBN  978-1-78634-372-7.
  19. ↑ مايكل وايت (1999). إسحاق نيوتن: الساحر الأخير . دار بيسيك بوكس. ص 170. ISBN  978-0-7382-0143-6.
  20. اعتقد نيوتن أنه لا يمكن فعل الكثير لتصحيح الانحرافات البصرية إلا بصنع عدسات بفتحة عدسة f/50 أو أكبر. " لا تستطيع العدسة الشيئية لأي تلسكوب تجميع جميع الأشعة القادمة من نقطة واحدة في الجسم، بحيث تتجمع عند بؤرتها في حيز أصغر من الحيز الدائري الذي يبلغ قطره 1/50 من قطر فتحته. "
  21. ↑ ستيفن باركنسون (1870). رسالة في علم البصريات . ماكميلان. ص 112 . 
  22. ↑ هنري سي. كينغ (1955). تاريخ التلسكوب . شركة كورير. ص 74. ISBN  978-0-486-43265-6تم الاطلاع عليه بتاريخ 2013-08-01 .{{cite book}}عدم توافق رقم ISBN / التاريخ ( مساعدة )
  23. ↑ ريموند ن. ويلسون (2007). بصريات التلسكوب العاكس 1: نظرية التصميم الأساسية وتطورها التاريخي . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 9. ISBN  978-3-540-40106-3.
  24. ↑ telescope-optics.net التلسكوبات العاكسة: أنظمة نيوتن، وأنظمة المرايا الثنائية والثلاثية
  25. ↑ amazing-space.stsci.edu – عاكس هادلي
  26. ↑ عالم الفلك الهاوي الكامل – عاكس جون هادلي

مراجع

  • سميث، وارن جيه، الهندسة البصرية الحديثة ، ماكجرو هيل، 1966، ص  400