Prinzip der Reflexion von Teleskopen

Übliche reflektierende Teleskops ysteme sind typischer weise vom Newtonschen oder Cassegrain-Typ. Diese Teleskope verwenden einen konkaven Spiegel als Primär spiegel, um Licht zu konvergieren und ein Bild zu bilden, wodurch die mit Linsen verbundene chromatische Aberration vermieden wird.

Während zeitgenössische Wissenschaftler versuchten, die chromatische Aberration durch unendliche Verlängerung der Länge von Teleskopen zu reduzieren, glaubte Newton, dass eine chromatische Aberration bei brechenden Teleskopen unvermeidlich sei. Daher gemahlen er eine 2,5 cm große Kupfer-Zinn-Arsen-Legierung in eine Kugelform und verwendeten einen flachen Spiegel vor dem Brennpunkt, um den Fokus aus dem Rohr heraus zu lenken. 1668 schuf er erfolgreich das erste reflektierende Teleskop, das als Newtonsches Teleskop bekannt ist und nach wie vor die häufigste Art eines reflektieren den Teleskops ist. Im Jahr 1672 führte Cassegrain ein Design mit einem parabolischen Primär spiegel und einem hyperbolischen Sekundär spiegel ein, die den Lichtweg zu einer sehr kompakten Struktur falteten.

Es ist erwähnens wert, dass Newton nicht der erste war, der ein reflektieren des Teleskop entwarf. 1663 ver öffentlichte Gregory in „ Optica Promota “ein optisches System, bei dem zwei konkave Spiegel verwendet wurden, um ein aufrechtes Bild hinter dem Primär spiegel zu bilden. Dieses Design bestand aus einem parabolischen Primär spiegel und einem konkaven ellipsoiden Sekundär spiegel hinter dem Brennpunkt, dem so genannten Gregor ia nischen Teleskop. Da alle Oberflächen in diesem Design asphärisch waren, konnte Gregory, dem starke praktische Fähigkeiten fehlten, kein brauchbares Teleskop herstellen. Erst 10 Jahre später baute Hooke erfolgreich ein funktionieren des Modell dieses Designs.

Moderne Newtonsche Reflektoren verwenden einen Parabolspiegel als Primär spiegel, der parallele Lichtstrahlen zu einem Brennpunkt konvergiert und so eine durch sphärische Spiegel verursachte sphärische Aberration vermeidet (wie im Diagramm gezeigt). Sterne befinden sich jedochOff-axisKann verzerrt in kometen ähnliche Formen erscheinen, ein Phänomen, das als Koma bekannt ist.

Reflektierende Teleskope bilden Bilder mit Spiegeln, sodass kein Licht durch Linsen fließt, sodass kein spezielles Glas erforderlich ist. Bei gleicher Blenden größe sind Newtonsche Teleskope günstiger. Da die Präzision der Spiegel oberfläche die Bildqualität erheblich beeinflusst, ist die Genauigkeit der Spiegel herstellung eine entscheidende Messgröße für die Bewertung von Reflexions teleskopen. Moderne Newtonsche Reflektoren verwenden kein Schwermetall mehr für den Primär spiegel, sondern mit Aluminium beschichtetes Glas. Da reflektierende Teleskope einen Sekundär spiegel benötigen, müssen sie nach dem Transport kollimiert werden, was umständlich sein kann.

Fast alle großen Forschungs teleskope sind Reflektoren. Zum Beispiel verwendet das berühmte Hubble-Weltraum teleskop ein Cassegrain-Spiegelte leskop (wie im Diagramm gezeigt). Die Hauptgründe für diese Präferenz sind die Hauptvorteile von Reflektoren gegenüber Refraktoren: keine chromatische Aberration, geringere Kosten und die Möglichkeit, größere Aperturen zu erzielen.