Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Рефракторы  (Прочитано 8996 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Ernest

  • Гость
Рефракторы
« : 30 Янв 2006 [12:20:31] »
Какие бывают рефракторы?

Объективы рефракторов содержат только линзовые элементы. Среди любительских инструментов наиболее распространены ахроматы обычно двухлинзовые, но бывают и более сложные.

Почему так много сложностей, почему нельзя использовать одиночную положительную линзу, скажем очковую?

Не говоря уже о том, что очковая "оптика" имеет весьма посредственное качество исполнения поверхностей (вполне, впрочем, достаточное для широкоугольной оптики с характерными апертурами 2-5 мм), одиночная очковая линза весьма неважный кандидат для объектива рефрактора еще и по причине целого букета нескомпенсированных апертурных аберраций. Это прежде всего хроматизм положения (различие в положении заднего фокуса для разных длинн волн визуального спектрального диапазона) и несколько в меньшей степени - сферическая аберрация (различие в положении фокусов для лучей падающих на объектив на различном расстоянии от оси объектива). Причем последняя (сферическая аберрация) в очковых менискообразных линзах особенно велика. Для уменьшения влияния этих аберраций приходится диафрагмировать однолинзовый объектив до весьма малых относительных отверстий (порядка 1:50 и даже менее) или за счет уменьшения диаметра объектива (расположение перед ним диафрагмы) и потери разрешения, или за счет увеличенния фокусного расстояния и катастрофического роста габаритов.

Таким образом, ахроматы-дублеты самый распространенный тип астрономических объективов, они состоят из пары линз  - собирающей и рассеивающей. Эта комбинация при правильном расчете радиусов кривизн оптических поверхностей (четыре) и марок стекол (две) позволяет компенсировать сферическую аберрацию, кому и хроматизм положения для пары длин световых волн (замечу, что не всякий дублет - ахромат). Изобретение ахромата стало в свое время прорывом в астрономической оптике. Появилась возможность создавать относительно компактные трубы телескопов с большими апертурами. В объективах небольшой апертуры (диаметра) линзы рассчитывают так, чтобы они имели взаимодополняющие поверхности обращенные друг к другу, что позволяет их склеивать (специальным особенно однородным и прозрачным оптическим клеем) и получать неразборную конструкцию особенно устойчивую к механическим воздействиям, разъюстировкам и к тому-же с меньшими потерями света. К сожалению, и этот объектив не свободен от аберраций. При больших относительных отверстиях проявляется так называемый вторичный спектр (вторичный хроматизм положения, когда средний в спектральном диапазоне - зеленый - фокус лучей не совпадает с фокусом крайних - синего и красного) и сферохроматизм (когда сферическая аберрация для границ спектрального диапазона оказывается нескомпенсированной). Эти аберрации и не позволяют создавать качественные телескопы этого типа с короткой трубой. Скажем, для того, чтобы давать приемлимое по качеству визуальное изображение 127 мм ахромат должен иметь фокус порядка 1500 мм. Заметим, что Максутов дает много более жесткие рекомендации, для диаметра 127 мм что-то вроде 5000 мм, которые проистекают из допуска 1/4 на вторичный спектр. Однако результаты моделирования таких важных характеристик качества как ЧКХ и критерий Штреля с учетом реальной спектральной чувствительности глаза позволяет смягчить его рекомендации примерно втрое-четверо.
Стоит отметить и то, что изображение, которое строится дублетом (ахроматом или даже апохроматом) в довольно сильной степени страдает от полевого астигматизма - качество изображения быстро ухудшается вне центральной зоны.

То есть ахромат состоит из пары специально расчитанных линз?

Как минимум. Есть и более сложные ахроматы, в которых кроме компенсации сферической, комы и первичного хроматизма ставятся другие цели (например получить большее поле зрения). Например, два класса двухкомпонентных рефракторов изредко используемых в астрономической практике. Телеобъективы - с положительным первым двухлинзовым компонентом и отрицательным вторым. Они имеют несколько худшие характеристики качества изображения в центре поля зрения, но зато позволяют сократить общую длину трубы телескопа при том-же фокусе и в них легче поддаются коррекции полевые аберрации. Обычно линзовые телеобъективы используются в качестве фотографических. Объектив Пецваля состоит из пары положительных дублетов. Труба удлинняется, а остаточные аберрации на оси (прежде всего вторичный хроматизм и сферохроматизм) несколько лучше, чем у равного по фокусному расстоянию дублета при много лучшей коррекции по полю.

Я слышал об АПО, это ведь тоже рефрактор?

Ну да, АПО или, точнее, апохроматы также используются в качестве объективов астрономических рефракторов. При использовании некоторых довольно редких и нетехнологичных (особенно при больших размерах), а потому дорогих оптических материалов: так называемых особых стекол (ОК, ОФ), стекол со сверхнизкой дисперсией (ED), флюорита удается рассчитать объектив рефрактора (двух-, трех- а иногда и четырехлинзовый) в котором существенно уменьшен вторичный спектр и проявления сферохроматизма по сравнению с дублетом на "обычных" стеклах. Такие объективы и называют апохроматы. Апохроматическая коррекция позволяет добиться лучшего, а порой и почти идеального качества изображения безо всяких видимых проявлений аберраций на оси объектива с довольно большим полем зрения или существенно сократить длину трубы (увеличить светосилу - относительное отверстие). Апохроматы особенно в сочетании с корректором поля зрения хороши в качестве астрографов.
« Последнее редактирование: 04 Дек 2008 [10:56:07] от Эрнест »