Category: космос

Category was added automatically. Read all entries about "космос".

Эфемерида.

Остановимся подробнее на венерианских таблицах, или эфемеридах, как их называют современные ученые. Их точность обусловлена наблюдением за Солнцем. Предсказания движения Венеры по небосводу сложны из-за того, что планета периодически появляется и исчезает, оставаясь значительное время невидимой. Каким образом можно рассчитать прохождение диска Венеры по диску Солнца, не имея ни телескопов, ни соответствующего математического аппарата? Майя делили полный венерианский цикл движения по небосводу на четыре фазы (этого же деления придерживаются астрономы и сегодня). В качестве утренней звезды Венера сияет 236 дней в году. Затем в течение 90 дней планета не видна, потому что пребывает в так называемом «верхнем соединении», то есть для землян как бы прячется за Солнцем. После этого Венера предстает перед нами в качестве вечерней звезды на целых 250 дней, а затем вновь прячется от наших взоров в течение 8 дней в «нижнем соединении». В общей сложности полный цикл Венеры составляет 584 земных суток. Майяские астрономы заметили, что пять полных венерианских циклов соответствуют восьми 365-дневным солнечным годам. В результате майя приняли за одну из основ при составлении календаря восьмилетний солнечный цикл, который соединял в себе движения Солнца и Венеры.
23-07-2013_21·49·34
Collapse )

ЗЕРКАЛА КАК СРЕДСТВО СВЯЗИ

Зеркала издавна употребляются в целях сигнализации. Ими пользуются маленькие дети, туристы, путешественники в пустыне или океане, военные. Лучи мощных прожекторов проникают в ночь на много километров. Однако эти приспособления имеют ограниченный радиус действия ввиду быстрого ослабления света с расстоянием. Такие мощные источники света, как звезды и планеты нашей Солнечной системы, светят на гораздо большие расстояния благодаря невероятно большой начальной энергии. Тем не менее миллиарды звезд (как бы велики и ярки они ни были) недоступны наблюдению даже в лучшие телескопы из-за огромных расстояний и ослабления света. Их существование может быть доказано лишь с помощью радиотелескопа.
Если бы источник света был достаточно мощным и если бы световой поток не ослабевал по дороге, свет мог бы преодолеть большее расстояние. Такой пучок света мог бы служить превосходным средством связи между удаленными пунктами. Подобно тому как достигающий нас свет звезд и планет приносит информацию о движении и составе этих тел, такой концентрированный пучок мог бы передавать информацию на огромные расстояния — по всей Земле или далеко в космос. Если бы этот пучок можно было также модулировать, изменять колебания составляющих его волн так, чтобы они передавали звук, изображение или команды телеуправления (как это делается сейчас с помощью радиоволн), то наука приобрела бы неоценимое средство связи.
Ныне такой пучок света уже получен в лазере, и опять благодаря зеркалам. Самым тщательным образом отполированные зеркала играют решающую роль в работе рубинового лазера. Перед зеркальным лазером, хотя он существует считанные годы, уже открылись неограниченные возможности в области техники, связи, медицины.
Лазеры, отражатели солнечной энергии и другие конструкции из зеркал, упомянутые в этой главе, будут подробнее описаны дальше. Но сначала обратимся к некоторым удивительным и забавным фокусам, которые можно делать с зеркалами.

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕЛЕСКОПА

С течением времени создавались все более крупные телескопы-рефлекторы, так как астрономы поняли, что только очень большие зеркала могут собрать заметное количество света, скудно доходящего до нас от далеких областей бесконечной Вселенной. В 1723 г. Дж. Гадлей, изобретатель морского секстанта, построил ньютоновский рефлектор с фокусным расстоянием более полутора метров и 230-кратным увеличением. Другой английский астроном В. Гершель обнаружил позднее, что можно увеличить количество отраженного зеркалом света, взяв сплав, содержащий на одну часть олова две части меди. Гершель, кроме того, построил рефлектор с фокусным расстоянием 12 м. Диаметр зеркала составлял 120 еж, а весило оно больше тонны.
В 1845 г. лорду Россу удалось построить рефлектор с поперечником зеркала 180 см; это было рекордное по тому времени точно отшлифованное зеркало. По своим качествам рефлектор Росса стоит в одном ряду с современными прецизионными телескопами.
На этом этапе искусство изготовления зеркал для телескопов поднялось на новую ступень благодаря развитию чувствительного метода контроля за точностью формы искривленных зеркальных поверхностей. Этот метод принадлежит Леону Фуко, французскому физику, проделавшему много важных экспериментов, в числе которых доказательство вращения Земли вокруг оси. Метод Фуко, известный как метод «лезвия ножа», прост, точен и чувствителен. Все лучи света, падающие на вогнутое зеркало, отражаются обратно на ту поверхность, на которой находится их источник. Наблюдение получающегося при таком отражении изображения позволяет определить характер отражающей поверхности и точность ее шлифовки. Метод «лезвия ножа» позволяет шлифовать большие объективы для телескопов с высокой степенью точности и используется по сей день как один из важных методов контроля в прецизионной оптике.
Во второй половине XIX столетия как теоретическая оптика, так и производство оптического стекла получили большое развитие. Поэтому телескопы-рефракторы вновь привлекли к себе внимание. В 1865 г. Алван Кларк в Америке построил рефрактор, линза объектива которого имела диаметр 45 см. В 1873 г. появился 65-см рефрактор. В 1888 г. Ликская обсерватория в Калифорнии (США) приобрела у фирмы Кларка 90-см рефрактор. В 1897 г. Джордж Хэйл построил для йеркской обсерватории в Висконсине (США) крупнейший по тем временам 100-слс рефрактор.
Однако большой вес объективов больших рефракторов породил неразрешимые инженерные и оптические трудности. Невозможно было добиться того, чтобы гигантские линзы не прогибались под действием собственного веса. К тому же они не способны были собрать достаточно света, чтобы астрономы могли получить с их помощью требующуюся информацию о далеких областях безбрежной Вселенной. В результате рефлекторы снова вошли в моду, и внимание исследователей сосредоточилось на изготовлении больших зеркал.
Все крупные телескопы, построенные в XX столетии, были рефлекторами. Три из них (150-сл и 2,5-л рефлекторы обсерватории Маунт Вилсон и 5-м рефлектор обсерватории Маунт Паломар) построены под руководством Джорджа Хэйла. Ъ-м телескоп Хэйла на Маунт Паломар — самый большой и знаменитый в мире. Его изготовление, потребовавшее более 20 лет, явилось непревзойденным достижением телескопостроения. Паломарский инструмент используется теперь почти исключительно для фотографирования далеких галактик и туманностей.

РЕФЛЕКТОР НЬЮТОНА

В 1672 г. Исаак Ньютон, крупнейший научный мыслитель своего времени, пришел к заключению, что невозможно построить телескоп-рефрактор, который удовлетворил бы запросы астрономов при наблюдении далеких звезд и изучении строения наших соседей — планет и их спутников. У Ньютона родилась мысль применить в качестве объектива вогнутое зеркало вместо выпуклой линзы.
Зеркало Ньютона, выполняющее роль отражателя, рефлектора, удалось сделать намного больше, чем линзу, так что оно могло собирать гораздо больше света. Более того, оно не разлагало свет на цвета спектра, так как зеркала не подвержены хроматической аберрации, этому пороку всех линз, ибо зеркала одинаково отражают лучи всех цветов. В телескопе-рефлекторе Ньютона было еще небольшое плоское зеркало, отражавшее свет» собранный объективом, под прямым углом к оси трубы, где изображение рассматривалось через окуляр.

Использование зеркал ознаменовало важный шаг в развитии астрономии, так как легче изготовить большое зеркало, чем большую линзу, и легче собрать больше света. Поэтому рефракторы были надолго вытеснены рефлекторами. Лишь позднее, когда были разработаны усовершенствованные сорта стекла, удалось сконструировать и улучшенные рефракторы, хотя ни один из них уже не смог состязаться по своим размерам с большими рефлекторами, построенными по мере развития науки.
Самый первый рефлектор был очень маленьким; теперь типичный рефлектор системы Ньютона имеет зеркало диаметром 15 см с фокусным расстоянием 120 см. Фокусным расстоянием называется расстояние между зеркалом и плоскостью, где строится первичное изображение. Зеркало Ньютона было сделано из сплава олова и меди, который так и называют зеркальным сплавом. Хотя оно и не страдало хроматической аберрацией, оно имело сферическую аберрацию. Этот дефект состоит в том, что лучи, отраженные от края зеркала, собираются в иной точке, чем лучи, отраженные от его центральной части. Этот порок на практике преодолим, если вогнутое зеркало не сферической формы, а параболической. Чем больше диаметр зеркала, тем больше опасность, что изображение будет испорчено сферической аберрацией. Тем не менее рефлектор Ньютона со сферическим зеркалом благодаря простоте изготовления остается и сегодня основным типом телескопа. В большинстве любительских и профессиональных телескопов до сих пор используется первоначальная ньютоновская конструкция.
В дальнейшем астрономы, признав преимущества зеркал перед линзами, усовершенствовали зеркальные телескопы. В телескопе, сконструированном Н. Кассегреном, в качестве объектива использовано параболическое зеркало с отверстием в центре. Свет, отраженный объективом, падает на небольшое выпуклое зеркало, помещенное на пути приходящих лучей, которое в свою очередь снова отражает свет, направляя его в окуляр через отверстие в объективе. Преимущество такой конструкции в том, что возрастает фокусное расстояние объектива телескопа, а вместе с тем и его увеличение. Кроме того, разглядывая изображение, наблюдатель смотрит в ту же сторону, куда направлен сам телескоп, тогда как, работая с рефлектором Ньютона, приходится располагаться сбоку от телескопа. Система Кассегрена использована в некоторых современных телеобъективах для фотокамер, когда требуется получить снимки удаленных предметов с большим увеличением.