CCD приемници и тяхното приложение в астрономията

1. CCD приемници и тяхнотоприложение в астрономията н. с. I ст. д-р Бойко Михов ИА-БАН

2. Телескопи: исторически бележки, характеристики, оптични системи, аберации, механика, съвременни телескопи ИСТОРИЧЕСКИ БЕЛЕЖКИ # Телескоп (гр., терминът е въведен от G.Demisiani, 1611 г.) – далекоглед. # Рефрактори, рефлектори и огледално-лещови телескопи. Обектив. # Етапи в развитието на телескопите-рефрактори: • H.Lippershey, Z. Janssen и J.Metius (около 1608 г., Холандия)изобретяват почти едновременно т.н. перспектива – система от изпъкнала и вдлъбната лещи, приближаваща далечните предмети; • G. Galilei (1609-1610 г.) усъвършенства перспективата и я използва за наблюдение на небесните тела: начало на телескопичната астрономия; • J. Kepler предлага през 1611 г. рефрактор с две изпъкнали лещи имащ по-голямо полезрение в сравнение галилеевия, както и възможност за достъп до фокалната повърхност; основен недостатък на рефракторите е хроматичната аберация;

3. Телескопът на J. Hevelius с фокусно разстояние 45 м Края на XVII в.: строеж на дългофокусни рефрактори за намаляване влиянието на т.н. хроматичната аберация (напр. G. Cassini – фокусно разстояние 11 м, J. Hevelius –фокусно разстояние 45 м); строеж на т.н. въздушни телескопи, т.е. телескопи без тръба (напр. C. & С. Huygens, диаметър – 22 см, фокусно разстояние – 64 м). Наблюдението с такива инструменти е било доста трудно.

4. Въздушният телескоп на C. & C. Huygens • с фокусно разстояние 64 м и диаметър на • обектива 22 см (1686 г.). • Ch. M. Hall конструира през 1733 г. първия • ахроматичен обектив; усъвършенстване на • технологията на производство (J.Dollond, • 1758 г.): тласък в развитието на рефракторите • през XIX в.; през 1817 г. J.Fraunchoffer • построява първия рефрактор, доближаващ • се по конструкция до съвременните.

5. 102 см рефрактор на Йеркската обсерватория Края на XIX в.: А. Кларк и синове изработват през 1897 г. най-големия и до ден днешен телескоп-рефрактор – Йеркския, с диаметър на обектива 102 см. Втори по големина е Ликския рефрактор с диаметър на обектива 91 см. Пределът в размера на рефракторите е поставен от факта, че лещата се крепи само на обиколката си и се огъва от собствената си тежест; също така отливането на висококачествен стъклен блок с големи размери е сложна задача.

8. Телескопът на I. Newton от 1672 г. с диаметър на обектива 3.4 см и фокусно разстояние 15.9 см. Първи конструкции на рефлекторипрез XVII в.: N. Zucchi (1616 г.), J. Gregory (1663 г.) , L. Cassegrain (1672 г.); първият рефлектор пригоден за наблюдения е построен от I. Newton (1668 г.). По това време огледалата се правят от медно-оловна сплав. J. Hadley (1722 г.) представя 15 см нютонов рефлектор, както и методите за неговото изработване; тласък в развитието на рефлекторите.

9. Телескопът на Lord Rosse Първа половина на XIX в.: рефлекторите с метални огледала достигат своя предел: телескопът на Lord Rosse (1845 г.) е с диаметър на огледалото 184 см и фокусно разстояние 15.8 м; W. Lassel (1861 г.) - диаметър на огледалото 122 см и фокусно разстояние 12 м; W. Herschel (1889 г.) - диаметър на огледалото 124 см и фокусно разстояние 12 м.

11. K. von Steinheil, L. Foucault (1856-57 г.): посребряване на стъкло; нова ера в строенето на рефлектори; • L. Foucault (1873 г.): метод за контрол на повърхността на огледалата; • D. Strong (1929 г.): алуминизация; • Класически рефлектори (Cassegrain, паралактична монтировка): Lick 91 см (1895 г.), Mount Wilson 150 см (1908 г.) и 254см (1917 г.), Mount Palomar 508 см (1948 г.), САО 605 см(БТА, алт-азимутална монтировка!); • Трето поколение рефлектори (Ritchey-Chretien, паралактична): 3.6 м ESO, 3.5 м Calar Alto, 3.9 м ААТ, 4 м KPNO и CTIO, 2 м НАО Рожен. • Четвърто поколение рефлектори (тънки или сегментни огледала, активна оптика, алт-азимутална монтировка): VLT, NTT, SUBARU, GEMINI , KECK I, KECK II, GTC.

12. Mount Palomar 508 см рефлектор

14. ПАРАМЕТРИ НА ТЕЛЕСКОПИТЕ • Диаметър и фокусно разстояние на обектива:D, F; • Мащаб: 206265/F [arcsec/mm]; • Относително отверстие: D/F; • Разделителна способност: 1.22λ/D[rad]– ъглов радиус на първия тъмен пръстен на дифракционното изображение (диск на Ери се нарича централния максимум); • Увеличение: F/f, f – фокусно разстояние на окуляра

15. ОПТИЧНИ СИСТЕМИ

16. B. Schmidt (1930 г.) създава огледално-лещова система свободна от сф. аберациия, кома и астигматизъм.

18. ОПТИЧЕСКИ АБЕРАЦИИ Телескоп система Максутов (1941 г.)

21. МЕХАНИКА НА ТЕЛЕСКОПИТЕ

24. СЪВРЕМЕННИ ТЕЛЕСКОПИ – KECK I & II

25. Keck II: вижда се сегментното огледало

26. VLT, ESO

27. 10.4 м.Gran Telescopio Canarias

28. СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ТЕЛЕСКОПИ Слънчеви телескопи

29. Целостат – важен елемент от слънчевите телескопи. • Слънчевият телескоп McMath-Pierce:

30. Схема и практическа реализация на целостат

31. Изображение на слънчевата корона получено с коронографа на спътника SOHO. Виждат се Плеядите иМеркурий, Сатурн, Юпитер и Венера (планетите са от ляво на дясно).

32. Tри планети обикалящи около звездата HR8799, намираща се на 120 светлинни години от нас заснети със звезден коронограф.

33. СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ТЕЛЕСКОПИ Астрометрични инструменти

34. СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ТЕЛЕСКОПИ Болидна и all-sky камери

37. СПЕЦИАЛИЗИРАНИ ТЕЛЕСКОПИ • Схема на бинокъл тип БПЦ • Стереоскопично зрение

38. АКТИВНА И АДАПТИВНА ОПТИКА Активна оптика на GTC

39. Системата от 150 управлявани механични системи (крикове) на телескопа VLT в Европейската южна обсерватория в Чили, които по сигнали от управляващия компютър, променят деформацията на главното огледало на телескопа, така че във всеки един момент да се поддържа неговата идеална форма.

40. Принцип на действие на адаптивната оптика

41. Когато в зрителното поле отсъствува достатъчно ярка опорна звезда се създава т.н. “изкуствена звезда”. За целта се използува лазер, работещ в непрекъснат режим и с мощност от няколко W. Този лазер е настроен на честотата на резонансната линия D2 на Na. Лазерният лъч се фокусира в горните слоеве на атмосферата, на височина 30 km, където има достатъчно Na. Създава се изкуствено ярко светещо петно с диаметър около 1m.

42. Българските телескопи Телескопът на д-р П. Берон. 2м Ritchey-Chretien телескоп на НАО Рожен. Рефракторът Grubb на университетската обсерватория, София (инсталиран 1897 г.).

43. 60 см Cassegrain, НАО Рожен (подобен има и в Белоградчишката обсерватория) 50/70 см Schmidt, НАО Рожен

44. НАО Рожен – кулата на 2 м телескоп