Teleskoopid: definitsioon, põhiliigid ja tööpõhimõte
Avasta teleskoopide definitsioon, peamised liigid ja tööpõhimõte — kuidas peeglid, läätsed ja kosmoseteleskoobid avavad universumi saladusi ja toovad kauged objektid lähemale.
Teleskoop on astronoomia oluline vahend, mis kogub valgust ja suunab selle ühte punkti. Mõned teevad seda kõverpeeglite, mõned kõverläätsede ja mõned mõlemaga. Teleskoobid muudavad kauged asjad suuremaks, heledamaks ja lähemal olevaks. Galileo oli esimene inimene, kes kasutas teleskoopi astronoomias, kuid ta ei leiutanud seda. Esimene teleskoop leiutati Madalmaades 1608. aastal. Mõned teleskoobid, mida ei kasutata peamiselt astronoomias, on binoklid, kaameraläätsed või luureläätsed.
Mis teeb teleskoobi teleskoobiks?
Teleskoobi põhieesmärk on koguda võimalikult palju elektromagnetkiirgust (nähtavat valgust või muid lainepikkusi) ja koondada see vaatluseks. Peamised osad on objektiiv (peegel või lääts), okulaari või detektor, toetav torn ja jälgimissüsteem. Kaks tähtsat omadust, mida teleskoobiga määratakse, on:
- Valgustikogumise võime – objektiivi pindala määrab, kui palju nõrka valgust teleskoop koguda suudab; suuremad peeglid võimaldavad näha nõrgemaid ja kaugemaid objekte.
- Suurendus ja lahutusvõime – suurendus teeb objekti näiliselt suuremaks, kuid tähtsam on lahutusvõime, mis määrab, kui väikseid detaile teleskoop eristada suudab.
Põhilised teleskoobi tüübid
Rõhutades originaalset klassifikatsiooni: mõned teleskoobid kasutavad kõverpeegleid (nn reflektorid), teised kõverläätsesid (nn refraktorid) ja on ka kombineeritud disainid (katadioptrilised süsteemid). Lisaks jagunevad teleskoobid vastavalt vaadeldavale lainepikkusele:
- Nähtav valgus – traditsioonilised optilised teleskoobid, mida kasutavad nii amatöörid kui ka suured observatooriumid.
- Infrapuna – Infrapunateleskoobid näevad lainepikkusi, mida inimsilma ei näe; neid tuleb hoida külmalt, sest soojad esemed kiirgavad infrapunavalgust ja häirivad mõõtmisi.
- Raadio – Raadioteleskoobid toimivad nagu suured antennid (taldrikud) ja registreerivad madalama energia laineid.
- Kõrgeenergia kiirgus – röntgen- ja gammakiirte teleskoobid vajavad erilist peegeldusmeetodit (grazing incidence), sest kiirgus läbib või tungib läbi paljude materjalide.
Teleskoopide tööpõhimõte lühidalt
Tavaline optiline teleskoop kogub valgust suunates selle fookusesse, kus kas inimene vaatluse teeb okulaari kaudu või detektor (nt CCD-kaamera) salvestab andmed. Peeglitel on kõver pind, mis peegeldab ja koondab valgust; läätsedel murdub valgus läbides optilise aine. Suuremate teleskoopide juures on oluline ka jäik ja täpne kinnitus ning automaatne jälgimissüsteem, mis kompenseerib Maa pöörlemist.
Spetsiifilised probleemid ja lahendused
Röntgen- ja gammakiirte teleskoopide puhul on probleemiks see, et kiirgus läbib enamikku metalle ja klaase. Selle probleemi lahendamiseks on peeglid kujundatud üksteise sees olevate rõngaste kujuliseks, nii et kiired tabavad neid väikese nurga all ja peegelduvad. Need teleskoobid on
kosmoseteleskoobid, sest Maale jõuab sellest kiirgusest vähe. Teised kosmoseteleskoobid pannakse orbiidile, et Maa atmosfäär ei segaks.
Teleskoopide paigutus ja täiendavad tehnikad
- Maapealsed observatooriumid – paiknevad tavaliselt kõrgel ja kuivas kohas, et vähendada atmosfäärilist summutust ja õhu liikumisest tingitud hägustust.
- Kosmoseteleskoobid – liiguvad Maa ümber orbiidil või kaugemal, et vaadelda lainepikkusi, mida atmosfäär summutab või blokeerib (nt UV, röntgen, osa infrapuna- ja kogu mikrolainevahemik).
- Adaptive optics (kohanduv optika) – tehnika, mis parandab pildi kvaliteeti, kompenseerides atmosfääri tekitatud moonutusi reaalajas.
- Interferomeetria – mitu teleskoopi töötab koos, et saavutada väga kõrge lahutusvõime, kombineerides eri taldrikute kogutud signaale.
Kasutusalad ja teaduslik tähtsus
Enamik suuri astronoomiateleskoope on tehtud selleks, et vaadata väga hoolikalt asju, mis on juba teada. Newtoni teleskoobid on näiteks. Mõned on tehtud selleks, et otsida asju, näiteks tundmatuid asteroide. Neid nimetatakse mõnikord "astrograafideks". Teleskoope kasutatakse ka:
- planeetide ja kuu detailide uurimiseks,
- tähe evolutsiooni ja galaktikate struktuuri uurimiseks,
- eksooplanetide otsimiseks ja nende atmosfääride analüüsiks (spektroskoopia kaudu),
- kosmilise tausta kiirguse ja kõrgeenergia sündmuste (supernoovad, aktiivsed galaktikatuumad) uurimiseks,
- positsiooni (astromeetria) ja heleduse muutuste (fotomeetria) täpsete mõõtmiste tegemiseks.
Lõppmärkus
Tõsiseltvõetavaks vaatlusvahendiks tõuseb teleskoop siis, kui tema optika, mõõtesüsteemid ja asukoht (maapealne või kosmiline) on optimaalselt valitud vaatlusülesande jaoks. Teleskoobid eksisteerivad eri suurustes ja kujudes: alates lihtsatest amatööriteleskoopidest kuni komplekssete uurimisinstrumentideni, mis aitavad meil mõista universumi ajalugu, koostist ja arengut.
Suur, kaasaegne teleskoop
Väike, vana luuriklaas
Seotud leheküljed
Küsimused ja vastused
K: Mis on teleskoop?
V: Teleskoop on instrument, mida kasutatakse selleks, et kauged objektid näeksid palja silmaga lähemal ja heledamana. See teeb seda, kogudes valgust ja suunates selle ühte punkti, kasutades tavaliselt kumerat peeglit või läätse või mõlemat.
K: Kes leiutas esimese teleskoobi?
V: Esimene teleskoop leiutati Madalmaades 1608. aastal.
K: Kuidas töötab teleskoop ainult silmaga?
V: Kui teleskoope kasutatakse ainult silma abil, tuleb kasutada okulaari, mis kasutab kahte või enamat väiksemat läätse, et kujutist suurendada, et seda saaks fookustada.
K: Millist tüüpi teleskoopi on vaja sügava taeva objektide jälgimiseks?
K: Mis on amatöörteleskoobid?
V: Amatöörteleskoobid on väiksemad kui professionaalsed teleskoobid ja ei maksa tavalisele inimesele liiga palju raha. Mõned populaarsed amatöörteleskoopide tüübid on Dobsoni teleskoobid, mis on Newtoni teleskoobi tüüp.
K: Kas on olemas teleskoopide tüüpe, mis tuvastavad lainepikkusi, mida me ei näe?
V: Jah, on olemas teleskoopide tüübid, mis tuvastavad infrapunavalgust, raadiolainete, röntgen- ja gammakiirgust, mis kõik peegelduvad erinevalt, kuna need lähevad läbi enamiku metallide ja klaaside. Selliseid teleskoope tuleb tavaliselt hoida külmas või paigutada kosmosesse, et Maa atmosfäär neid ei segaks.
K: Milleks teleskoope peamiselt kasutatakse?
V: Teleskoope kasutatakse peamiselt taevaste objektide, näiteks tähtede, planeetide jne vaatlemiseks, kuid neid võivad kasutada ka tavalised inimesed.
Otsige