당신이 그것에 대해 생각한다면, 그것은 첫 망원경이 발명되기 전의 시간 문제였습니다. 사람들은 밀레니아의 결정에 매료되었습니다. 많은 수정들 (예 : 석영)은 완전히 투명합니다. 기타 – 루비 – 빛의 일부 주파수를 흡수하고 다른 빛을 통과시킵니다. 절단, 텀블링 및 연마를 통해 결정을 구체로 성형 할 수 있습니다. 이렇게하면 날카로운 모서리가 제거되고 표면이 둥글게됩니다. 결정을 해부하는 것은 결함을 찾는 것으로 시작합니다. 반구 또는 크리스탈 세그먼트를 만들면 서로 다른 두 개의 표면이 만들어집니다. 볼록한 전면에 의해 빛이 모여 평면 후면에 의해 수렴 점을 향해 투사됩니다. 크리스탈 세그먼트에는 심한 곡선이 있기 때문에 초점 지점이 크리스탈 자체에 매우 근접 할 수 있습니다. 초점 거리가 짧기 때문에 수정 부분이 망원경보다 현미경이 더 좋습니다.
현대의 망원경을 가능하게하는 것은 크리스탈 세그먼트가 아니라 유리 렌즈였습니다. 볼록 렌즈는 원거리 시력을 교정하기 위해 유리 바닥에서 나왔습니다. 안경과 수정 세그먼트가 모두 볼록하지만 원거리 렌즈의 곡선은 덜 심합니다. 광선은 평행선에서 약간만 구부러집니다. 이로 인해 이미지가 형성되는 지점이 렌즈에서 훨씬 멀어집니다. 이로 인해 사람이 세부적으로 검사 할 수있을 정도로 이미지 크기가 커집니다.
시력을 향상시키기 위해 렌즈를 처음 사용하는 것은 11 세기 중동으로 거슬러 올라갑니다. 아라비아 텍스트 (과학자-수학자 Al-hazen이 쓴 광학 시소러스)는 수정 구슬의 세그먼트가 작은 물체를 확대하는 데 사용될 수 있다고 지적합니다. 13 세기 후반, 영어 스님 (로저 베이컨의 Perspectiva를 1267이라고 지칭 할 수도 있음)은 성경을 읽는 데 도움이되는 최초의 실용적인 근 초점 안경을 만들었다 고합니다. 쿠사 (Cusa)의 니콜라스 (Nicholas of Cusa)가 근시를 교정하기 위해 첫 번째 렌즈를 when을 때까지 1440 년이 되어서야 그리고 렌즈 모양 자체의 결함 (난시)이 일련의 안경에 의해 도움을 받기까지는 4 세기가 더 걸렸습니다. (이것은 1827 년 영국의 천문학 자 조지 에어리 (George Airy)가 더 유명한 천문학자인 요한 케플러 (Johan Kepler)가 빛에 대한 렌즈의 효과를 정확하게 묘사 한 후 220 년이 지난 후에 이루어졌다.)
최초의 망원경은 근시와 노안을 모두 교정하는 수단으로 안경 연삭이 잘 된 직후에 형성되었습니다. 원거리 렌즈는 볼록하므로 빛의 좋은 "수집기"를 만듭니다. 볼록 렌즈는 거리에서 평행 광선을 가져 와서 공통 초점 지점으로 구부립니다. 이것은 공간에 가상 이미지를 생성합니다.이 이미지는 두 번째 렌즈를 사용하여 더 자세히 검사 할 수 있습니다. 집광 렌즈의 장점은 두 가지입니다. 빛을 결합하여 (강도 증가) – 이미지 스케일을 증폭시켜 – 눈만으로는 할 수있는 것보다 훨씬 더 큰 정도입니다.
오목한 렌즈 (근시를 교정하는 데 사용)는 빛을 바깥쪽으로 비추고 사물이 눈에 작게 보이도록 만듭니다. 오목한 렌즈는 눈 자체 시스템 (고정 각막 및 모핑 렌즈)이 망막에 이미지의 초점을 맞추지 못할 때마다 눈의 초점 거리를 늘릴 수 있습니다. 오목 렌즈는 아이가 볼록 렌즈에 의해 투사 된 가상 이미지를보다 면밀하게 검사 할 수있게하므로 좋은 접안 렌즈를 만듭니다. 이는 집광 렌즈로부터의 수렴 광선이 오목 렌즈에 의해 평행을 향해 굴절되기 때문에 가능하다. 효과는 멀리있는 가상 이미지를 근처에 표시하는 것입니다. 단일 오목 렌즈를 사용하면 눈 렌즈가 무한대에 초점을 둔 것처럼 긴장을 풀 수 있습니다.
볼록 렌즈와 오목 렌즈를 결합하는 것은 시간 문제였습니다. 우리는 렌즈 그라인더의 오늘의 수고를 겪은 어린이들, 또는 안경사가 다른 렌즈를 사용하여 한 렌즈를 검사하라는 요청을 받았을 때 처음 발생하는 것을 상상할 수 있습니다. 그러한 경험은 거의 마술처럼 보였을 것입니다. 먼 탑은 마치 긴 산책 끝에 다가온 것처럼 즉시 직조됩니다. 인식 할 수없는 인물은 갑자기 친한 친구 인 것으로 보인다. 운 하나 강과 같은 자연의 경계는 머큐리의 날개가 치유에 붙어있는 것처럼 뛰어 넘습니다…
망원경이 만들어지면 두 가지 새로운 광학 문제가 생겼습니다. 집광 렌즈는 구부러진 가상 이미지를 만듭니다. 이 곡선은 바닥이 관찰자를 향하도록 약간“구형”입니다. 물론 이것은 눈 자체가 세상을 보는 방식과 반대입니다. 눈은 중심이 망막에있는 큰 구체에 배열 된 것처럼 보입니다. 따라서 주변 광선을 눈을 향해 다시 그리는 것이 필요했습니다. 이 문제는 1650 년대에 천문학 자 Christiaan Huygens에 의해 부분적으로 해결되었습니다. 그는 여러 렌즈를 하나로 결합하여이를 수행했습니다. 두 개의 렌즈를 사용하면 더 많은 주변 광선이 집광 렌즈에서 평행을 향하게되었습니다. Huygen의 새로운 접안 렌즈는 이미지를 효과적으로 평평하게하여 더 넓은 시야에서 초점을 맞출 수있었습니다. 그러나 그 분야는 오늘날 대부분의 관찰자들에게 여전히 폐소 공포증을 유발할 것입니다!
최종 문제는 더 다루기 어려웠습니다. 굴절 렌즈는 파장이나 주파수에 따라 빛을 구부립니다. 주파수가 클수록 특정 색상의 빛이 구부러집니다. 이러한 이유로, 다양한 색상의 광 (다 색광)을 표시하는 물체는 전자기 스펙트럼에 걸쳐 동일한 초점에서 보이지 않습니다. 기본적으로 렌즈는 프리즘과 유사한 방식으로 작동하여 각각 고유 한 초점을 갖는 다양한 색상을 만듭니다.
갈릴레오 최초의 망원경은 가상 이미지를 확대 할 수있을 정도로 시선을 끄는 문제 만 해결했습니다. 그의기구는 초점을 맞추기 위해 제어 된 거리로 분리 할 수있는 두 개의 렌즈로 구성되었습니다. 대물 렌즈는 빛을 모으고 색 주파수에 따라 다양한 초점으로 가져 오기 위해 곡선이 덜 심했습니다. 더 짧은 초점 거리의 더 심한 곡선을 가진 작은 렌즈는 갈릴레오의 관찰 눈이 이미지에 가깝게 확대되어 확대 된 디테일을 볼 수있게했습니다.
그러나 갈릴레오의 범위는 접안 렌즈 시야의 중간 부근에서만 초점을 맞출 수있었습니다. 그리고 초점은 당시 갈릴레오가보고 있던 모든 것에 의해 방출되거나 반사되는 지배적 인 색에 기초하여 설정 될 수있었습니다. 갈릴레오는 일반적으로 조리개를 사용하여 달, 금성, 목성과 같은 밝은 연구를 관찰했으며 그 아이디어를 생각 해낸 것에 자부심을 느꼈습니다!
Christiaan Huygens는 Galileo 시대 이후 최초의 Huygenian 접안 렌즈를 만들었습니다. 이 접안 렌즈는 단일 오목 렌즈가 아니라 수집 렌즈를 향한 두 개의 평면 볼록 렌즈로 구성됩니다. 두 렌즈의 초점면은 대물 렌즈와 눈 렌즈 요소 사이에 있습니다. 두 개의 렌즈를 사용하면 이미지의 곡선이 평평 해졌지만 단지 몇도 정도의 겉보기 시야를 넘어서게되었습니다. 호이 겐 시대 이후 접안경은 훨씬 더 정교 해졌습니다. 이 독창적 인 개념의 다중성에서 시작하여 오늘날의 접안 렌즈는 모양과 위치에 따라 재 배열 된 또 다른 광학 요소를 추가 할 수 있습니다. 아마추어 천문학 자들은 이제 겉보기 직경 -2에서 80도를 초과하는 상당히 평평한 필드를 제공하여 선반에서 접안 렌즈를 구입할 수 있습니다.
1670 년대에 Isaac Newton 경이 작업 반사경 망원경을 설계하고 제작할 때까지 색채가 찍힌 다색 이미지의 세 번째 문제는 망원경으로 해결되지 않았습니다. 이 망원경은 수집 렌즈를 완전히 제거했습니다. 그러나 여전히 내화 접안 렌즈를 사용해야했습니다 (대물 렌즈보다 "가짜 색"에 훨씬 덜 기여합니다).
한편, 굴절기를 고치려는 초기 시도는 단순히 더 길게 만드는 것이었다. 140 피트 길이의 스코프가 고안되었습니다. 특별한 렌즈 직경을 가진 사람은 없었습니다. 이러한 스핀이 많은 다이너소어들은 진정으로 모험적인 관찰자를 필요로했지만 색 문제를“톤 다운”했습니다.
색상 오류를 제거했지만 초기 반사판에도 문제가있었습니다. 뉴턴의 스코프는 구형의 검경 거울을 사용했습니다. 현대식 반사경의 알루미늄 코팅에 비해 검경은 약한 성능입니다. 알루미늄의 집광 능력의 약 4 분의 3에서, 검경은 가벼운 파악력에서 약 1 배의 크기를 잃습니다. 따라서 뉴턴이 고안 한 6 인치 기기는 현대식 4 인치 모델처럼 동작했습니다. 그러나 이것이 뉴턴의 악기 판매를 어렵게 만든 것은 아니며 이미지 품질이 매우 떨어졌습니다. 그리고 이것은 구형으로 된 1 차 거울을 사용했기 때문입니다.
뉴턴의 거울은 모든 광선을 공통 초점으로 가져 오지 않았습니다. 결함은 검경으로 인한 것이 아니라 거울 모양으로되어 있는데, 360도 연장되면 완전한 원을 만들 수 있습니다. 이러한 거울은 중앙 광선을 림에 가까운 광선과 동일한 초점으로 가져올 수 없습니다. 스코틀랜드의 존 쇼트 (John Short)가 거울을 포물선 화하여이 문제를 (축상 조명에 대해) 수정 한 것은 1740 년이되어서였습니다. 구면 거울의 중심에 가까운 평행 광선이 주변 광선을 오버 슈트하기 때문에 왜 중심을 깊게하고 고르지 않습니까?
1850 년대까지는 은이 검경을 선택한 거울면으로 대체했습니다. 물론 존 쇼트 (John Short)가 제작 한 1000 개 이상의 포물면 반사경에는 검경 거울이있었습니다. 그리고 검과 마찬가지로 은은 시간이 지남에 따라 산화에 대한 반사성을 잃습니다. 1930 년까지 최초의 전문 망원경은 내구성과 반사성이 더 높은 알루미늄으로 코팅되었습니다. 이러한 개선에도 불구하고, 작은 반사기는 유사한 개구의 굴절 기보다 초점에 더 적은 광을 제공한다.
한편, 굴절기도 진화했습니다. John Short의 시대에, 안경점들은 뉴턴이 가지고 있지 않은 것을 알아 냈습니다. 굴절에 의해 공통 초점에서 적색과 녹색 빛이 합쳐지는 방법 이것은 1725 년 체스터 무어 홀 (Chester Moor Hall)에 의해 처음 달성되었으며, 1 세기 후 존 돌 란드 (John Dolland)에 의해 재발견되었습니다. Hall과 Dolland는 서로 다른 두 가지 렌즈를 결합했습니다. 하나는 볼록하고 다른 하나는 오목합니다. 각각은 다른 굴절률을 기반으로 빛을 다르게 굴절시키는 다른 유리 유형 (크라운 및 플린트)으로 구성되었습니다. 크라운 유리의 볼록 렌즈는 모든 색상의 빛을 수집하는 즉각적인 작업을 수행했습니다. 이 안쪽으로 구부러진 광자. 네거티브 렌즈는 수렴 빔을 약간 바깥쪽으로 ed습니다. 포지티브 렌즈로 인해 적색광이 초점을 초과하는 경우, 네거티브 렌즈로 인해 적색이 언더 슈트되었습니다. 빨간색과 초록색이 섞여서 눈이 노랗게 보였습니다. 그 결과 오늘날 많은 아마추어 천문학 자들이 값 비싸고 작은 조리개, 넓은 시야를 제공하지만 초점 거리가 짧을수록 이상적인 이미지 품질보다 덜 선호되는 무색 굴절 망원경이 만들어졌습니다.
19 세기 중반이 되어서야 안경점들은 청자색에 초점을 맞춰 빨강과 초록에 합류하게되었습니다. 이 개발은 처음에는 망원경이 아닌 고출력 광학 현미경의 이중 대상에서 이물질 (Flourite)을 사용하여 이루어졌습니다. 표준 유리 유형 (삼중 항)을 사용하는 3 요소 망원경 디자인은 40 년 후 (20 세기 직전)에도 문제를 해결했습니다.
오늘날의 아마추어 천문학자는 다양한 스코프 유형 및 제조업체 중에서 선택할 수 있습니다. 모든 하늘, 눈 및 천체 연구에 대한 범위는 없습니다. 1930 년대에 개발 된 새로운 광학 구성에 의해 전계 평탄도 (특히 고속 뉴턴 망원경과 함께) 및 대형 광학 튜브 (대 굴절 기 관련) 문제가 해결되었습니다. SCT (Schmidt-Cassegrain 망원경) 및 MCT (Maksutov-Cassegrain 망원경)와 같은 계측기 유형과 Newton-esque Schmidt 및 Maksutov 변형 및 경사 반사기는 현재 미국과 전세계에서 제조됩니다. 각 스코프 유형은 스코프 크기, 벌크, 필드 평탄도, 이미지 품질, 대비, 비용 및 휴대 성과 관련된 일부 유효한 우려 사항 또는 다른 문제를 해결하기 위해 개발되었습니다.
한편 굴절 장치는 다른 제약 조건과 상관없이 가능한 한 최상의 이미지 품질을 원하는 사람들과 같은 친애 성 사이에서 중심 단계를 차지했습니다. 완전 아포 크로매틱 (색상 보정) 굴절 기는 광학, 사진 및 CCD 이미징 용도로 사용할 수있는 가장 멋진 이미지 중 일부를 제공합니다. 그러나 아쉽게도, 이러한 모델은 재료 (이방성 저 분산 결정 및 유리) 비용, 제조 (최대 6 개의 광학 표면이 형성되어야 함) 및 더 큰 하중지지 요구 사항 (무거운 유리 디스크 때문에)으로 인해 더 작은 조리개로 제한됩니다 ).
오늘날의 다양한 스코프 유형은 모두 거리가 먼 곳에서 인간의 지각을 전달하기 위해 곡률이 다른 두 렌즈가 눈에 고정 될 수 있다는 발견으로 시작되었습니다. 많은 대단한 기술 발전과 마찬가지로 현대 천체 망원경은 세 가지 기본 요소 인 필요성, 상상력 및 에너지와 물질의 상호 작용 방식에 대한 이해의 증가로 나타났습니다.
그렇다면 현대 천체 망원경은 어디에서 왔을까요? 확실히 망원경은 오랜 시간 동안 지속적으로 개선되었습니다. 그러나 아마도 아마도 아마도 망원경은 본질적으로 인간의 눈과 마음과 생각을 통해 깊은 감탄을 불러 일으키는 우주 자체의 선물 일 것입니다.
-1 누가 원근 및 근시를 수정 한 안경을 처음 만들 었는지에 대한 질문이 있습니다. 아부 알리 알-하산 이븐 알-하 잇담이나 로저 베이컨이 이런 식으로 렌즈를 사용한 적이 없을 것입니다. 출처 문제를 혼동하는 것은 실제로 안경을 어떻게 착용했는지에 대한 문제입니다. 최초의 시각 보조 자료는 단순히 단 안경으로 눈에 고정되어있을 수 있습니다. 그러나 그러한 원시적 방법은 역사적으로“광경의 기원”으로 간주 될까요?
-2 반드시 구부러진 가상 이미지를 보정하는 특정 접안 렌즈의 능력은 효과적인 초점 비율과 스코프 아키텍쳐에 의해 근본적으로 제한됩니다. 따라서 초점 거리가 몇 배인 조리개는“이미지 평면”에서 순간 곡선이 적습니다. 한편, 초기에 빛을 굴절시키는 스코프 (캐나다 및 굴절 기)는 축외 조명을 더 잘 처리 할 수 있다는 장점이 있습니다. 두 가지 요소 모두 영사 이미지의 곡률 반경을 증가시키고 접안 렌즈가 눈에 평평한 시야를 제공하는 작업을 단순화합니다.
저자에 관하여 :
1900 년대 초의 걸작 인“3, 4, 5 인치 망원경을 통한 하늘”에서 영감을 얻은 Jeff Barbour는 7 세에 천문학 및 우주 과학을 시작했습니다. 현재 Jeff는 많은 시간을 하늘을 관찰하고 웹 사이트 Astro.Geekjoy를 유지하고 있습니다.
