تلسکوپ

تلسکوپ​

ستاره شناس چینی در سال ۱۶۷۵ میلادی با مدل کره سماوی و اسطرلاب
اغلب گالیله را نخستین کسی می‌‌دانند که از تلسکوپ برای مشاهدات نجومی بهره گرفت. تا آن زمان شناخت بشر از آسمان محدود به قوه بینایی بود و ابزاری برای مشاهده آسمان وجود نداشت. اخترشناسانی چون گالیله و کپلر به کمک تلسکوپ دامنه آگاهی بشر از هستی را وسعت بخشیدند. این منجمان با بهره گیری از تلسکوپ، بر باورهای باطل بشر درباره مرکزیت زمین در کائنات، خط بطلان کشیدند.

تلسکوپ در سده ۱۸ میلادی برای ستاره‌‎شناسان به ابزاری غیر قابل چشمپوشی بدل شده بود. با پیشرفت فن تراش عدسی‌ها و دانش اپتیک، تلسکوپهای بزرگ‌تر و بهتر در رصد خانه‌ها نصب شد. حال آدمی سیارات و ستارگانی را می‌‌دید که پیش از اختراع تلسکوپ از وجود آنها بی خبر بود. او به یاری تلسکوپ پی برد جهان بزرگ‌تر از پندارهایش است.

با افزایش بزرگنمایی و وضوح تصاویر تلسکوپها، دامنه شناخت بشر از دنیای پیرامونش، بزرگ و بزرگ‌تر شد. با این حال در آغاز سده بیستم، اغلب ستاره شناسان اعتقاد داشتند که، جهان فقط از یک کهکشان تشکیل شده است که همان راه شیری است که منظومه خورشیدی از اجزای آن است.

در سال ۱۹۲۴ ادوین هابل، ستاره شناس امریکایی با استفاده از تلسکوپ ۱۰۰ اینچی خود کهکشانهای بسیاری، خارج از کهکشان راه شیری، رصد کرد. وی مشاهده کرد که کهشکانها در حال دور شدن از یکدیگر هستند. پس جهان در حال گسترش است. کشف وی بار دیگر مرزهای شناخت هستی را فروریخت و در پی آن نظریه انفجار بزرگ مطرح شد که تاکنون بهترین پاسخ به دورشدن کهکشانهاست.

اخترشناسان برای مشاهده بهتر آسمان، تلسکوپها را در کوهستانها و نواحی عاری از گرد و غبار و نور شهرها، نصب می‌کنند با این وجود برای رصد آسمان، در بند شرایط جوی هستند.​

 

پاسخ : تلسکوپ

لسکوپ دستگاهی است که برای تشکیل تصاویر از اجسام دور مورد استفاده قرار می گیرد. تلسکوپ، نور را جمع آوری می کند و تصاویر اجسام دور را بزرگ می کند. تلسکوپ بدون شک مهم ترین ابزار تحقیق در نجوم است.

آشنا ترین نوع تلسکوپ ها، تلسکوپ نوری است که در آن از یک سری از لنزها یا یک آینه مقعر برای تمرکز نور قابل مشاهده استفاده می شود. به تلسکوپ نوری ای که در آن از لنز استفاده می شود، تلسکوپ انکساری یا عدسی نور شکن گفته می شود. تلسکوپ نوری ای که در آن آینه مورد استفاده قرار می گیرد به نام تلسکوپانعکاسی یا منعکس کننده شناخته می شود. اولین تلسکوپ ها با انکسار از طریق لنزها، نور مریی را متمرکز می کردند. ابزارهای بعدی، بازتاب از آینه های منحنی (نوری) را مورد استفاده قرار می دادند. تلسکوپ ها از نظر اندازه و پیچیدگی با هم متفاوتند. علاوه بر تلسکوپ های نوری، ستاره شناسان تلسکوپ هایی را مورد استفاده قرار می دهند که امواج رادیویی، اشعه X و دیگر اشکال تابش الکترومغناطیسی را متمرکز می کنند.​

اختراع تلسکوپ ها به یک عینک ساز هلندی به نام هانس لیپرشی نسبت داده می شود. این تلسکوپ یک عدسی نور شکن بود که به طور تصادفی در سال 1608 ساخته شد. این اختراع وی ابتدا برای مصارف نظامی مورد استفاده قرار گرفت.
دانشمند ایتالیایی گالیلئو گالیله جزو اولین کسانی بود که تلسکوپ ساخت. وی در سال 1609، تلسکوپ خود را ساخت و اولین کسی شد که با استفاده از تلسکوپ مشاهدات نجومی انجام داد و به مطالعه اجرام آسمانی پرداخت. تلسکوپ های اولیه گالیله شامل دو لنز شیشه ای بودند که در داخل یک لوله سربی توخالی و نسبتاً کوچک قرار داده می شدند. بزرگ ترین تلسکوپ گالیله در حدود 47 اینچ (120 سانتی متر) طول و 2 اینچ (5 سانتی متر) قطر داشت. پس از آن ستاره شناسانی مانند یوهان کپلر در آلمان و هویگنس در هلند تلسکوپ های قوی تر و بزرگ تری ساختند. به زودی این تلسکوپ ها به قدری بزرگ شدند که به راحتی با دست کنترل می شدند و نیاز به سوار شدن دایمی پیدا کردند. برخی از آنها بیش از 197 فوت (60 متر) بودند.
در این جا بود که مشکلاتی برای ساخت لنزهای مناسب این تلسکوپ ها به وجود آمد. به ویژه اعوجاج رنگی برای تلسکوپ ها به مسئله ای بسیار حاد تبدیل شد.اعوجاج رنگی در یک تصویر تولید شده توسط لنز، ناشی از ناتوانی لنز در تمرکز رنگ های مختلف نور در یک نقطه است. دانشمندان در آن زمان هیچ راهی برای اجتناب از این مشکل بلد نبودند، بنابراین تلسکوپ هایی طراحی کردند که در آنها از آینه های منحنی به جای لنز استفاده می شد.
در سال 1663، ریاضیدان اسکاتلندی جیمز گریگوری اولین تلسکوپ انعکاسی را طراحی کرد. اسحاق نیوتون، دانشمند انگلیسی، در سال 1668 طرح دیگری برای منعکس کننده ها ارایه کرد و دانشمند فرانسوی کسگرین نیز در سال 1672 طرح دیگری ارایه داد. هر سه طرح هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرند. در دهه 1600 میلادی راه مناسبی برای پوشاندن شیشه با یک فیلم بازتاب کننده نازک وجود نداشت. این کاری است که امروزه برای ساختن آینه ها انجام می شود. بنابراین بازتاب کننده های اولیه از آینه هایی استفاده می کردند که از فلز جلا ساخته شده بودند. نیوتن از مخلوطی از مس، قلع و آرسنیک برای تولید یک آینه استفاده می کرد که تنها می توانست 16 درصد از نوری که دریافت می کرد را منعکس کند. آینه های امروزی نزدیک به 100 درصد از نوری که به آنها برخورد می کند را منعکس می کنند.
در اوایل دهه 1730 کشف شد که می توان با قرار دادن دو لنزی که از دو نوع شیشه مختلف ساخته شده اند در جای لنزهای اصلی تلسکوپ، اعوجاج رنگی را به حداقل رساند اما این کار تا اوایل دهه 1800 که علم شیشه سازی به اندازه کافی پیشرفته شد تا این تکنیک عملی شود به انجام نرسید. در پایان قرن 19، تلسکوپ های انعکاسی با لنزهایی که تا یک متر قطر داشتند ساخته شدند.
در قرن 20 بار دیگر ابتکاراتی در زمینه منعکس کننده ها صورت گرفت و این زمانی بود که تکنیک ها برای ساخت آینه های بسیار بزرگ و دقیق پیشرفت کردند. در حال حاضر هم بزرگ ترین تلسکوپ های نوری جهان منعکس کننده هستند و آینه های آنها تا 19 فوت (6 متر) قطر دارند. از دهه 1930 تلسکوپ های رادیویی برای شناسایی و تشکیل تصاویر از امواج رادیویی ساطع شده از اجرام آسمانی مورد استفاده قرار گرفتند. سپس تلسکوپ هایی برای مشاهده اشیا و پدیده ها با تمرکز دادن سایر بخش های طیف الکترومغناطیسی (ستاره شناسی اشعه گاما، ستاره شناسی مادون قرمز، ستاره شناسی با اشعه ماورای بنفش، ستاره شناسی اشعه ایکس) طراحی شدند.

پرواز فضایی این امکان را به وجود آورده که تلسکوپ ها (به عنوان مثال، تلسکوپ فضایی هابل) به مدار زمین ارسال شوند. ارسال تلسکوپ به فضا برای در امان ماندن از پراکندگی و جذب نور ناشی از اثرات جوی است.

تلسکوپ شامل یک سیستم نوری (لنز و یا آینه) و قطعات سخت افزاری برای نگهداشتن سیستم نوری در جای خود است. قطعات سخت افزاری اجازه می دهد سیستم نوری مانور دهد و متمرکز کننده شود. لنزها باید از شیشه نوری -نوع خاصی از شیشه که بسیار خالص تر و یکنواخت تر از شیشه های معمولی است- ساخته شود. مهم ترین ماده خام مورد استفاده برای ساخت شیشه نوری دی اکسید سیلیکون است، که نباید حاوی بیش از یک دهم یک درصد ناخالصی باشد.

شیشه های نوری به طور کلی به شیشه های محدب و شیشه های فلینت تقسیم شده اند. شیشه های محدب حاوی مقادیر متفاوتی اکسید بور، اکسید سدیم، اکسید پتاسیم، اکسید باریم و اکسید روی هستند. شیشه های فلینت حاوی اکسید سربند. پوشش ضد انعکاسی، روی لنزهای تلسکوپ را می پوشاند که این پوشش معمولاً از از فلوراید منیزیم تشکیل شده.
آینه تلسکوپ را می توان از شیشه ای ساخت که خلوص آن تا حدودی کمتر از آن چیزی است که برای ساختن یک لنز مورد استفاده قرار می گیرد. آینه تلسکوپ اغلب از یک شیشه محکم مقاوم در برابر حرارت مانند پیرکس ساخته می شود. پیرکس نامی تجاری برای شیشه ای است که از ترکیب دی اکسید سیلیکون، اکسید بور و اکسید آلومینیوم تشکیل شده است. پوشش بازتابنده برای آینه های تلسکوپ معمولاً از آلومینیوم ساخته شده و پوشش محافظ روی رویه پوشش بازتابنده معمولاً از دی اکسید سیلیکون است.

اجزای سخت افزاری که به طور مستقیم با سیستم نوری در ارتباطند معمولاً از فولاد یا آلیاژهای فولاد و روی ساخته شده اند. قطعات با اهمیت کمتر را می توان از مواد ارزان قیمت مانند آلومینیوم و یا اکریلونیتریل- بوتادین- استایرن پلاستیک که معمولاً ABS نامیده می شوند ساخت.منابع:
Britannica Concise EncyclopediaGale's How Products Are Made​