굴절 망원경

Refracting telescope
"케플러 망원경"이 여기로 리디렉션됩니다.케플러 우주 망원경과 혼동하지 마세요.
포즈나ń 천문대의 직경 200mm 굴절 망원경

굴절망원경(굴절망원경이라고도 함)은 이미지를 형성하기 위해 렌즈를 사용하는 광학망원경의 한 종류이다.굴절망원경 디자인은 원래 망원경이나 천체망원경에 사용됐지만 장초점 카메라 렌즈에도 사용된다.19세기 후반에는 큰 굴절 망원경이 매우 인기가 있었지만, 대부분의 연구 목적을 위해 굴절 망원경은 더 큰 구멍을 허용하는 반사 망원경으로 대체되었다.대물렌즈의 초점거리를 접안렌즈의 초점거리로 [1]나누어 굴절기의 배율을 산출한다.

굴절 망원경은 일반적으로 전면에 렌즈가 있고, 그 다음에 긴 튜브가 있고, 그 다음에 접안경 또는 기구가 후면에 있어 망원경의 시야에 초점이 맞춰집니다.원래 망원경은 하나의 원소를 목표로 했지만, 한 세기 후에 두 개, 심지어 세 개의 원소 렌즈가 만들어졌다.

굴절망원경은 쌍안경, 줌렌즈, 망원렌즈, 장초점렌즈 등 다른 광학장치에 자주 적용돼 온 기술이다.

발명.

주요 기사:망원경의 역사

굴절기는 최초의 광학 망원경이었다.굴절 망원경에 대한 최초의 기록은 1608년경에 네덜란드에서 나타났는데, 당시 Middelburg의 한 안경 제작자 Hans Lipershey가 그 [2]망원경의 특허를 얻으려다 실패했다.특허에 대한 소식은 빠르게 퍼졌고 갈릴레오 갈릴레이는 1609년 5월에 우연히 베니스에 있게 되었고, 그 발명품에 대해 듣고, 자신만의 버전을 만들어 천문학적인 [3]발견에 적용했다.

굴절 망원경 설계

Kepschem.png

모든 굴절 망원경은 같은 원리를 사용한다.대물렌즈 1과 어떤 종류의 접안렌즈 2의 조합은 인간의 눈이 스스로 모을 수 있는 것보다 더 많은 빛을 모을 수 있고, 초점을 맞추고, 보다 밝고 선명하고 확대된 가상 이미지 6을 시청자에게 제공하기 위해 사용된다.

굴절 망원경의 물체는 빛을 굴절시키거나 굴절시킨다.이 굴절은 평행한 광선이 초점에 수렴되는 반면 평행하지 않은 광선은 초점 평면에 수렴됩니다.망원경은 광축이 있는 평행 광선 다발을 각도 β를 가진 두 번째 평행 다발로 변환한다.β/α 비율을 각도 확대라고 합니다.이는 [4]망원경을 사용한 경우와 사용하지 않은 경우의 망막 이미지 크기 비율과 동일합니다.

굴절 망원경은 영상 방향 및 수차 유형을 보정하기 위해 다양한 구성으로 제공됩니다.이 이미지는 빛의 굴절에 의해 형성되었기 때문에, 이러한 망원경은 굴절 망원경 또는 굴절기라고 불립니다.

갈릴레오 망원경

갈릴레오 망원경 광학도 – 원거리 물체; y – – 물체로부터의 실제 이미지; y – – 접안 렌즈로부터의 확대된 가상 이미지; D – 입구 동공 직경; d – 가상 출구 동공 직경; L1 – 대물 렌즈; L2 – 접안 렌즈 e – 가상 출구 동공 – 망원경과 같다[5].

갈릴레오 갈릴레이가 1609년에 사용한 디자인은 보통 갈릴레오 [6]망원경이라고 불린다.수렴(평면 볼록) 대물렌즈와 발산(평면 오목) 접안렌즈를 사용했다(갈릴레오,[7] 1610).갈릴레오 망원경은 설계에 중간 초점이 없기 때문에 비반전 및 일부 장치의 도움을 받아 수직 이미지를 [8]생성합니다.

총 길이가 980 밀리미터(3피트 3인치)[6]인 갈릴레오의 가장 강력한 망원경은 물체를 약 30배 [8]확대했다.렌즈의 형태나 좁은 [8]시야등의 디자인상의 결함 때문에, 화상이 흐릿하고 일그러져 있었다.이러한 결점에도 불구하고, 망원경은 갈릴레오가 하늘을 탐험하기에 충분했다.그는 그것을 [9]달의 크레이터,[10] 목성의 가장 큰 4개의 달, 그리고 [11]금성의 위상을 보기 위해 사용했다.

멀리 있는 물체(y)로부터의 평행한 빛은 대물렌즈의 초점면(F l L1 / y′)에 초점을 맞춘다.접안 렌즈(L2)는 이러한 광선을 차단하여 다시 한 번 평행하게 만듭니다.각도α1로 이동하는 물체로부터의 평행하지 않은 광선은 접안렌즈를 통과한 후 더 큰 각도(α2>α1)로 이동한다.이로 인해 외관 각도 크기가 증가하며 인식된 배율의 원인이 됩니다.

최종 이미지(y))는 무한대에 위치한 가상 이미지이며 객체와 동일한 방식으로 위로 이동합니다.

케플러 망원경

요하네스 헤벨리우스가 [12]만든 46m(150ft) 초점 거리 케플러 천체 굴절 망원경의 조각 그림.

1611년 요하네스 케플러에 의해 발명된 케플러 망원경은 갈릴레오의 [13]디자인을 개선한 것이다.그것은 갈릴레오의 오목한 렌즈 대신 볼록한 렌즈를 접안 렌즈로 사용한다.이 배치의 장점은 접안렌즈에서[dubious – discuss] 나오는 광선이 수렴된다는 것입니다.따라서 시야가 훨씬 넓어지고 눈도 더 넓어지지만 뷰어의 이미지는 반전됩니다.이 설계로 상당히 높은 배율에 도달할 수 있지만, 수차를 극복하기 위해서는 단순한 대물 렌즈가 매우 높은 f 비율을 가져야 한다(요한네스 헤벨리우스는 46미터(150피트) 초점 거리를 가진 렌즈를 제작했고, 심지어 더 긴 튜브리스 "공기 망원경"을 제작했다).또한 이 설계에서는 초점 평면에서 마이크로미터를 사용할 수 있습니다(관측된 물체 사이의 각도 크기 및/또는 거리 결정).

Huygens는 19cm (7.5인치)의 단일 원소 [14]렌즈로 런던 왕립 협회를 위한 항공 망원경을 만들었습니다.

무채색 굴절체

주요 기사:무채색 망원경
Alvan Clark는 1896년에 지름 1미터가 넘는 큰 Yerkes 무채색 대물렌즈를 닦았다.
이 12인치 굴절기는 돔에 장착되며 지구의 자전과 함께 가 회전합니다.

굴절 망원경의 진화의 다음 주요 단계는 색수차 문제를 해결하고 더 짧은 초점 거리를 가능하게 하는 여러 요소를 가진 렌즈인 무채색 렌즈의 발명이었다.이것은 1733년 체스터 무어 홀이라는 이름의 영국 법사들에 의해 발명되었지만, 1758년경에 존 돌론드에 의해 독립적으로 발명되고 특허가 취득되었다.이 설계는 색과 구면 수차를 줄이기 위해 서로 다른 분산을 가진 두 개의 유리 조각, 즉 '크라운'과 '플린트 유리'로 만들어진 물체를 사용함으로써 굴절 망원경에서 매우 긴 초점 거리의 필요성을 극복했다.각 조각의 각 면을 연마하여 연마하고 두 조각을 조립한다.무채색 렌즈는 같은 평면에서 두 개의 파장(일반적으로 빨강과 파랑)을 초점으로 맞추도록 보정됩니다.

Chester More Hall은 1730년에 [15]최초의 트윈 컬러 보정 렌즈를 만든 것으로 알려져 있다.

돌론드 무채색은 18세기에 [16][17]꽤 인기가 있었다.가장 큰 매력은 더 [17]짧아질 수 있다는 것이었다.하지만, 유리 제조의 문제점은 유리 물체의 지름이 [17]약 4인치를 넘지 않았다는 것을 의미했다.

19세기 후반, 스위스의 안경사 피에르 루이 기낭은[18] 4인치 [17][19]이상의 고품질 유리 블랭크를 만드는 방법을 개발했다.그는 이 기술을 그의 견습생 요제프 폰 프라운호퍼에게 물려주었고, 그는 이 기술을 더욱 발전시켰고 프라운호퍼 더블렛 렌즈 [17]디자인도 개발했습니다.유리 제조 기술의 비약적인 발전은 19세기의 거대한 굴절체로 이어졌고, 이 굴절체는 천문학에서 은으로 된 유리 반사 망원경으로 대체되기 전까지 10년 동안 점차 커졌고, 결국 그 세기 말까지 1미터 이상에 달했다.

19세기의 유명한 렌즈 제조업체는 다음과 같습니다.[20]

그리니치 28인치 굴절기는 21세기 런던에서 인기 있는 관광 명소이다.

19세기의 유명한 더블렛 굴절기로는 제임스 릭 망원경(91cm/36인치)과 그리니치 28인치 굴절기(71cm)가 있습니다.오래된 굴절기의 예는 (1700년대 후반까지 거슬러 올라가는) Shuckburg 망원경입니다.유명한 굴절기는 1851년 런던에서 열린 전시회에서 선보인 "트로피 망원경"이었다.19세기 '위대한 굴절기'의 시대에는 거대한 무채색 렌즈가 등장했고, 그 결과 1900년의 파리 전시 망원경이라는 가장 큰 무채색 굴절기가 탄생했다.

영국 왕립 천문대의 1838년형 장비인 그리니치는 Cauchoix의 [26]목표를 포함하고 있다.Sheepshanks는 6.7인치(17cm) 폭의 렌즈를 가지고 있었고, 약 20년 [27]동안 그리니치에서 가장 큰 망원경이었다.

천문대의 1840년 보고서에 따르면 당시 새로운 Sheepshanks 망원경과 Cauchoix doublet에 [28]대해 다음과 같이 기록되어 있다.

이 망원경의 힘과 일반적인 장점은 그것을 천문대의 기구들에 가장 반가운 추가물로 만든다.

1900년대에 유명한 광학 제조업체는 [29]자이스였다.굴절기의 주요 업적의 예로서, 그리피스 천문대의 12인치 자이스 굴절기를 1935년 개관한 이래 7백만 명 이상의 사람들이 볼 수 있었습니다. 이는 망원경으로 [29]본 사람 중 가장 많은 사람들입니다.

무채색은 천문학에서 별 카탈로그를 만드는 것으로 인기가 있었고, 금속 거울보다 유지관리가 덜 필요했습니다.무채색을 사용한 유명한 발견으로는 해왕성과 화성의 달이 있다.

긴 무채색은 큰 반사체보다 작은 구멍을 가졌음에도 불구하고 종종 "프레스티지" 관측소로 선호되었다.18세기 후반에는 몇 년마다 더 크고 긴 굴절기가 등장했습니다.

예를 들어, 니스 천문대는 77센티미터(30.31인치) 굴절기로 데뷔했는데, 이는 그 당시 가장 큰 규모였지만 불과 [30]몇 년 만에 뛰어넘었습니다.

아포크로매틱 굴절기

주요 기사:아포크로마토
Apochromat lens.svg
아포크로매틱 렌즈는 보통 세 가지 다른 주파수의 빛을 공통의 초점에 가져오는 세 가지 요소로 구성됩니다.

아포크로매틱 굴절기는 특수하고 초저분산 재료를 사용하여 제작되었습니다.3개의 파장(일반적으로 빨강, 초록, 파랑)을 같은 평면에서 초점에 맞추도록 설계되어 있습니다.잔류 색 오차(테리어리 스펙트럼)는 무채색 [citation needed]렌즈보다 작은 크기까지 줄일 수 있다.이러한 망원경은 물체에 불소 또는 특수 초저분산(ED) 유리의 원소를 포함하며 색수차가 [31]거의 없는 선명한 이미지를 생성합니다.제작에는 특수한 재료가 필요하기 때문에, 아포크로매틱 굴절기는 보통 비슷한 조리개를 가진 다른 유형의 망원경보다 더 비쌉니다.

18세기에, 인기 있는 더블렛 망원경 제작자인 Dollond도 세쌍둥이를 만들었지만, 두 개의 원소 [17]망원경만큼 인기가 있지는 않았다.

유명한 세쌍둥이 목표 중 하나는 씨달 [32]수차를 교정할 수 있는 것으로 알려진 쿡 세쌍둥이입니다.그것은 [33][34]사진 분야에서 가장 중요한 객관적 디자인 중 하나로 인정받고 있다.쿡 트리플렛은 단 세 가지 요소로 하나의 파장, 구면 수차, 혼수, 난시, 필드 곡률, [34]왜곡에 대해 보정할 수 있습니다.

기술적 고려 사항

102cm(40인치) 굴절기로 천문학적으로 사용된 것 중 가장 큰 무채색 굴절체(1921년 5월 6일 아인슈타인이 방문했을 때 찍은 사진)

굴절체는 잔류 색수차와 구면수차로 고생한다.이것은 긴 초점비보다 짧은 초점비에 더 많은 영향을 미칩니다.100mm(4인치)의 f/6 무채색 굴절기는 상당한 색주름(일반적으로 밝은 물체 주위에 보라색 후광)을 나타낼 수 있습니다.100mm(4인치) f/16은 색주름이 거의 없습니다.

매우 큰 구멍에서는 중력 변형 유리의 결과로 인해 렌즈가 처지는 문제도 있습니다.렌즈는 가장자리에 의해서만 고정할 수 있기 때문에, 큰 렌즈의 중심이 중력에 의해 처져, 화상을 왜곡합니다.굴절 망원경에서 가장 큰 실제 렌즈 크기는 약 1미터(39인치)[35]입니다.

유리 결함, 줄무늬 또는 유리 내부에 작은 기포가 끼이는 문제가 더 있습니다.또한 유리는 특정 파장에 대해서는 불투명하며, 공기유리 계면을 통과하여 유리 자체를 통과할 때 가시광선조차 반사 및 흡수에 의해 희미해진다.이러한 문제의 대부분은 반사 망원경에서 회피되거나 감소하는데, 반사 망원경은 훨씬 더 큰 구멍에서 만들어질 수 있고 천문 연구를 위해 굴절기를 거의 대체했다.

보이저 1/2에 탑재된 ISS-WAC는 1970년대 말에 우주로 발사된 6cm(2.36도) 렌즈를 사용했는데,[36] 이는 우주에서 굴절기를 사용하는 사례이다.

응용 프로그램 및 성과

80cm(31.5인치)와 50cm(19.5인치) 렌즈를 갖춘 이중망원경인 Groee Reflaktor는 1904년 칼슘을 성간 매체로 발견하는 데 사용되었다.
우주 비행사는 큰 렌즈를 가진 카메라로 훈련한다.

굴절망원경은 지상관측뿐만 아니라 천문학에서도 사용되는 것으로 알려져 있다.태양계의 많은 초기 발견은 싱글렛 굴절체로 이루어졌다.

굴절 망원경 광학은 사진술에 많이 사용되며 지구 궤도에서도 사용됩니다.

굴절 망원경의 가장 유명한 응용 프로그램 중 하나는 갈릴레오가 1609년 목성의 가장 큰 4개의 위성을 발견하기 위해 그것을 사용했을 때였다.게다가, 초기 굴절기들은 또한 토성의 가장 큰 위성인 타이탄과 토성의 위성 3개를 발견하기 위해 수십 년 후에 사용되었다.

19세기에는 천체사진촬영과 분광학의 선구적인 연구를 위해 굴절 망원경이 사용되었고, 이와 관련된 기구인 태양계가 처음으로 다른 별과의 거리를 계산하는데 사용되었다.그들의 작은 구멍은 많은 발견으로 이어지지 않았고 전형적으로 구멍은 너무 작아서 많은 천체들이 오랜 노출 사진술이 등장할 때까지 관찰할 수 없었다. 그 때 반사 망원경의 명성과 기호는 굴절기의 것을 넘어서기 시작했다.그럼에도 불구하고, 몇몇 발견에는 화성의 달, 목성의 다섯 번째 달, 그리고 시리우스를 포함한 많은 이중성 발견이 포함됩니다.리팩터는 사진 및 지상파 시청의 다른 용도 외에도 위치 천문학에 종종 사용되었다.

관광용 망원경은 스위스의 마터호른을 가리켰다.

단품 갈릴레이 위성과 태양계의 다른 많은 위성들은 단원소 목적과 공중 망원경으로 발견되었다.

갈릴레오 갈릴레이는 1610년 [37]굴절 망원경으로 목성의 갈릴레이 위성을 발견했다.

토성의 달 타이탄은 1655년 3월 25일 네덜란드 천문학자 크리스티안 호이겐스에 [38][39]의해 발견되었다.

Doublets In 1861년 밤하늘에서 가장 밝은 별인 시리우스는 18인치 반인치 디어본 굴절 망원경을 사용하여 더 작은 동반성을 가진 것으로 밝혀졌다.

18세기에 이르러 굴절기는 반사체와 크게 경쟁하기 시작했고, 반사체는 상당히 크게 만들 수 있었고 일반적으로 색수차에서와 같은 고유한 문제를 겪지 않았습니다.그럼에도 불구하고, 천문학계는 현대 기구에 비해 적당한 구멍의 더블렛 굴절기를 계속 사용했다.유명한 발견으로는 화성의 달과 목성의 다섯 번째 달인 아말테아가 있다.

아삽 홀 8월 12일 1877년에 대해 07:48 협정 세계시와 포보스에서 188월 1877년에, 미국 해군성 천문대 워싱턴 DC에서에 대해 09:14 그리니치 표준시(현대 자원을, 118월 14시 40분과 8월 17일 16:06로 발견의 시간을 주는 날 noon,[40]에서 시작된pre-1925 천문학적인 규칙을 사용하여 워싱턴 r. 시간 말 데이모스를 발견했다espectively).[41][42][43]

발견에 사용된 망원경은 26인치(66cm) 굴절기(렌즈가 달린 망원경)로 당시 포기 [44]보텀에 위치해 있었다.1893년에 렌즈는 다시 장착되었고 새로운 돔에 설치되었고, 21세기까지 [45]남아 있다.

목성의 위성 아말테아는 1892년 9월 9일 에드워드 에머슨 바너드에 의해 [46][47]릭 천문대의 36인치(91cm) 굴절 망원경을 사용하여 발견되었다.그것은 더블렌즈 [37]굴절기로 직접 육안으로 관찰하여 발견되었다.

1904년, 포츠담의 대굴절기를 사용하여 발견된 것 중 하나는 성간 [48]매질이었다.천문학자 하르트만 교수는 오리온자리에 있는 쌍성 민타카의 관측을 통해 중간 [48]공간에 칼슘 원소가 있다는 것을 알아냈다.

세쌍둥이

명왕성은 3원소 13인치 렌즈를 [49][50]가진 천체사진인 굴절망원경으로 촬영한 사진(천문학의 '판')을 통해 발견됐다.

상세 정보:태양계 행성과 그 달의 발견 연표

가장 큰 굴절 망원경 목록

1893년 시카고에서 열린 세계 박람회에 장착된 Yerkes Great 굴절기는 당시까지 가장 높고 길며 가장 큰 조리개 리팩터입니다.
비엔나 대학 천문대의 68cm(27인치) 굴절기

직경이 60cm(24인치) 이상인 가장 큰 무채색 굴절 망원경의 예.

「 」를 참조해 주세요.

추가 정보

레퍼런스

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외부 링크

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