Рефлекторы

Определение "Рефлекторы" в словаре Брокгауза и Ефрона

Рефлекторы
Рефлекторы*

или отражательные телескопы — оптические инструменты, назначенные для рассматривания небесных тел, в которых действительное изображение рассматриваемых предметов получается с помощью вогнутых отражающих зеркал. Вогнутое зеркало дает действительное изображение бесконечно удаленного предмета (небесное светило) на расстоянии от зеркала, равном половине радиуса кривизны зеркала, и называемом главным фокусным расстоянием F зеркала. Величина изображения предмета зависит от главного фокусного расстояния зеркала; если угловой диаметр светила (т. е. угол, составляемый двумя линиями, проведенными из глаза наблюдателя к двум крайним точкам диаметра светила) равен α дуговым секундам, то величина изображения его, полученного при помощи зеркала с главным фокусным расстоянием в F стм, будет равняться приблизительно ^{α F}/₂₀₆₀₀₀ стм, т. е. растет пропорционально F. Яркость изображения растет прямо пропорционально квадрату диаметра D зеркала и обратно пропорционально величине даваемых им изображений, т. е. обратно пропорционально F. Вогнутые сферические зеркала обладают сферической аберрацией (см. Катоптрика), растущей при одном и том же фокусном расстоянии весьма быстро с увеличением диаметра зеркала; это обстоятельство принуждает делать диаметр зеркала весьма небольшим в сравнении с его фокусным расстоянием (^D/_F около ¹/₂₀), и придавать зеркалу, для уничтожения еще остающейся сферической аберрации, форму поверхности не шарового отрезка, но форму близкую к отрезку параболоида вращения вокруг главной оси зеркала. Получаемое от зеркала изображение рассматривается с помощью лупы-окуляра; если фокусное расстояние окуляра равно f стм, то полученное увеличение равно будет ^F/_f. Совокупность зеркала и окуляра дает Р. Изображение, даваемое зеркалами, лежит впереди зеркала, на пути падающих лучей, и для того, чтобы голова наблюдателя по возможности не задерживала падающих лучей, придумано было несколько расположений частей Р., удовлетворяющих этим условиям:

1) Р. Гершеля (1789 — front view telescope) имеет зеркало SS (фиг. 1), расположенное несколько наклонно к оси трубы, так что изображение получается у края трубы в a, где рассматривается окуляром O.

Фиг. 1.

Этот тип, очевидно, применим только к зеркалам весьма большого диаметра (телескоп Гершеля [1789], D = 50 дюймов; телескоп лорда Росса, D = 72 дюйма). Поле зрения равно приблизительно угловому диаметру окуляра, рассматриваемому с расстояния зеркала от него.

2) В Р. Ньютона (1668) сходящиеся лучи, идущие от зеркала SS (фиг. 2), отражаются в сторону небольшим плоским зеркалом p, расположенным под углом в 45° к оси большого зеркала, и дают изображение в b перед окуляром O, вделанным в трубку в боковой стенке трубы.

Фиг. 2.
Угол поля зрения выражается так же, как в Р. Гершеля. Вместо зеркала p выгоднее пользоваться призмой с полным внутренним отражением (см. Диоптрика).

3) В рефлекторе Грегори (1663) зеркало SS (фиг. 3) имеет в центре отверстие; лучи, идущие от изображения a, вновь отражаются от маленького вогнутого зеркала V, расположенного так, что его главный фокус лежит весьма близко к a между a и V, и, пройдя через отверстие в SS, дают новое увеличенное изображение в b, которое рассматривается окуляром O, ввинченным в основание трубы против отверстия большого зеркала; винт nm служит для точной установки зеркала V.

Фиг. 3.

Увеличение Р. Грегори равно ^FF'/_fp, где F и F' — главные фокусные расстояния большого и малого зеркала, f — фокусное расстояние лупы, p — расстояние между a и главным фокусом зеркала V. Угол поля зрения равен приблизительно разности угловых диаметров зеркал S и V, рассматриваемых с расстояний, соответственно равных их фокусным расстояниям. Перед Р. Гершеля и Ньютона тип Р. Грегори имеет преимущество симметричного расположения и возможности соответственным подбором зеркал S и V в высокой мере избавиться от влияния на изображение сферической аберрации.

4) В Р. Кассегрена (Cassegrain, 1672) вогнутое зеркало показанное на фиг. 3 заменено выпуклым, расположенным до места образования изображения a. Пучок сходящихся лучей, отразившись от выпуклого зеркала, делается менее сходящимся и собирается в изображение в b (фиг. 3), где рассматривается окуляром O. Увеличение и угол поля зрения определяются теми же выражениями, что и для Р. Грегори. Преимущества типа Кассегрена перед типом Грегори заключается в его меньшей длине при том же фокусном расстоянии зеркала и в том, что сферические аберрации зеркал могут быть удобно компенсированы.

Фиг. 5. Установка рефлектора Кассегрена. A — полярная ось, B — ось склонений, u — часовой механизм, F — рефлектор, o — окуляр, S — искатель.

В недавнее время (1876) Форстером и Фритчем (Вена) предложено было, под названием "брахителескопа", очень удобное для небольших инструментов видоизменение типа Кассегрена, в котором (фиг. 4) маленькое выпуклое зеркало помещено не по оси большого зеркала, что, кроме других преимуществ, дает возможность не снабжать зеркало M отверстием; этот тип, благодаря хорошим качествам и дешевизне, пользуется большой популярностью между любителями астрономии.

Фиг. 4.

Главная часть Р. — зеркало, которое готовится либо из металла, либо из посеребренного стекла. Металлические зеркала льются из сплава меди и олова (682 части меди, 318 олова — сплав лорда Росса), чрезвычайно белого и плотного, шлифуются и полируются подобно оптическим стеклам, причем им раньше придается сферическая поверхность, которая затем от руки сниманием металла у краев зеркала переводится в параболоидную. Чрезвычайно трудная и сложная, требующая огромного искусства и терпения, техника изготовления больших металлических зеркал была почти всецело выработана в Англии трудами выдающихся любителей-астрономов (лорд Росс, Гершель, Коммон), которые сами строили свои инструменты. Фуко предложил заменить металлические зеркала стеклянными вогнутыми поверхностями, приготовленными обычным путем и посеребренными осаждением на них химическим путем тончайшего слоя серебра (см. Серебрение). Стеклянные зеркала менее тяжеловесны и легче готовятся, и хотя, несомненно, тускнеют быстрее металлических, но легче исправляются новым серебрением, между тем как потускневшее металлическое зеркало требует переполировки. Огромную важность при устройстве Р. играет закрепление зеркала в трубе, так как при значительном весе большого зеркала возможен прогиб его от собственной тяжести, что тотчас отзовется на качестве изображения; например, давление пальцем на спинку металлического зеркала в 2 дюйма толщиной при достаточном увеличении вызывает уже весьма заметное искажение изображения.

Описание методов отливки и шлифовки зеркал и подробности о Р. можно найти в J. Herschel, "The Telescope" (Эдинбург, 1861); Earl of Ross, "On the construction of Specula" ("Philosoph. Transactions", 1861); L. Foucault, "R écueil de travaux"; Common, "On the construction of a five-foot telescope" ("Memoirs Royal Astronomical Society", том 50, 1890—1891), a также в ряде весьма важных для данного вопроса статей H. Schroeder'a в "Central-Zeitung f. Optik und Mechanik" за 1896, 1897 и 1898 гг. История Р. см. J. Priestley, " T he history and present state of Optiks" (Лондон, 1772, есть немецкий перевод) и Wilde, "Geschichte der Optik" (Б., 1838). О брахителескопах см. K. Fritsch, "Das Brachyteleskop" (В., 1877).

А. Г.

В Германии и России нет ни одного значительного Р. Они имеют некоторое распространение только во Франции и Англии. Р. до сих пор не могут считаться инструментами измерительной астрономии — они исключительно служат для рассматривания небесных объектов и здесь, по силе света, ввиду сравнительной легкости изготовить зеркало чем линзу соответственных размеров, а также отсутствию хроматической аберрации, они соперничают с рефракторами. Спутники Сатурна, Урана, Нептуна были открыты Гершелем и Ласселем с помощью Р. Изумительные подробности в туманностях, частью подтвержденные в новейшее время фотографией, видимы в большой Р. лорда Росса. Нужно сказать, однако, что зеркало более 4 футов в диаметре уже слишком заметно подвержено деформациям вследствие своей тяжести. Непомерный вес зеркал и монтировки делает Р. крайне неуклюжими и неповоротливыми инструментами. Мельбурнский Р. весит (конечно, без каменных пьедесталов оси) 8200 кг, из них 1600 приходятся на одно зеркало. Гигантский Р. Росса (зеркало диаметром в 6 футов) может только наклоняться выше или ниже; в стороны он передвигается очень мало и нужно ждать, когда светило придет в поле зрения. Сам Росс редко наблюдал в этот Р.; обыкновенно он пользовался 3-футовым зеркалом. Гершель чаще употреблял не 4-футовый, а 18-дюймовый Р. Зеркала Р. быстро тускнеют и их приходится заново шлифовать или серебрить. Потеря света в Р. (до 60%) гораздо больше, чем в рефракторе (около 30%). Можно считать, что при равных достоинствах диаметры зеркала Р. и объектива рефрактора относятся как 3:2. Знаменитые Р. Гершеля более не существуют. Труба и некоторые части от 4-футового зеркала хранятся в поместье Гершелей. Рефлектор Ласселя (Мальта), с зеркалом в 4 фута, уничтожен владельцем.

Из существующих Р. наибольшие:

Зеркала, в дюймах	Мастер	Система	Зеркало
72 60 48 47 36 33 1/2 31 1/2	Лорд Росс Коммон Грубб Мартен Эйшен Лорд Росс Анри, Секретан Фуко, Эйшен	Ньютон Ньютон Кассегрен Ньютон Ньютон Ньютон Ньютон	Метал. Стекл. Метал. Стекл. Метал. Стекл. Стекл.	Парсонстоун, Ирландия Ealing, англ. поместье Коммона Мельбурн, обсерватория Париж, обсерватория Парсонстоун, обсерватория Тулуза, обсерватория Париж, обсерватория

В. С.