Техника - молодёжи 1945-10-11, страница 9

кп и в корпусе прожектора. В этих световых приборах вогнутое зеркало собирает лучи электрической лампочки или вольтовой дуги, помещенной перед зеркалом-на определенном расстоянии —в его «фокусе», и отражает кх в виде пучка параллельных или почти параллельных лучей, уходящих от зеркала в бесконечность.

Вогнутое зеркало телескопов-рефлекторов выполняет обратную задачу. Оно собирает пучок параллельных лучей, приходящих к нам от далеких небесных тел, и отражает его в виде лучей, сходящихся перед зеркалом в одной точке—фокусе. Как и у линзы, в фокусе зеркала образуется яркое изображение планеты или 'звезды. Астроном может рассматривать его с помощью окуляра любой удобной ему конструкции. Как и в рефракторе, он получит при этом нужное ему увеличение, i

В чем же преимущество рефлектора перед рефрактором?

Оно в том, что световой луч, попавший в рефлектор, не проходи г через стеклянную линзу. Он целиком остается в воздухе. Ему нечего бояться тех испытаний, какие готовит ему даже самое прекрасное в мире стекло. Он не проникает в его толщу. Он лишь слегка касается гладкой поверхности зеркала, этой громадной сверкающей чаши, ловящей звездные лучи, — касается, чтобы тотчас отпрянуть назад.

Так - у зеркального объектива исчезают все недостатки рефрактора, связанные с прохождением света через ве~ щество.

У него нет хроматической аберрации—этого бича астрономических наблюдений. Белый луч, отраженный от зеркала, не разлагается в спектр.

С ним не грозит наблюдателю опасность искажения изображений — призрачных открытий. Астроному не нужно совершенное стекло для линз, он не зависит так сильно от капризов стекловарения. Качества, необходимые Для зеркального стекла, несравненно более скромны, чем для стекла ахроматических объективов.

Неудивительно поэтому, что зеркальные объективы многих рефлекторов значительно превышают в размерах самые большие линзы, какие могут изготовить мастера стеклоделия. Объектив величайшего рефлектора мира в 6К раз больше объектива рефрактора Меркской обсерватории. Этот рефлектор, установленный в обсерватории Моунт-Вильсон в Калифорния, собирает почти в 200 ООО раз более света, чем человеческий глаз. И при всем этом, его фокусное расстояние—всего лишь 13 * метров! В этих цифрах — все превосходство зеркального объектива над линзой.

Но как бы ни было велико это превосходство, все же зеркальный телескоп

имеет свои недостатки. Они иные, чем у рефрактора, но, как и у него, одни из них преодолимы лишь ценою непомерных усилий мастеров мирового масштаба, другие неустранимы совсем. Первые ставят предел размерам рефлектора, со вторыми астрономы волей-неволей мирятся.

При изготовлении вогнутого зеркала трудне^се_лго придать ему нужную для нравильйЪго отражения форму. Обычно сначала стеклу придается форма поверхности шара. Это достигается шлифовкой и полировкой — путем притирки выпуклой поверхности к вогнутой. Зеркала, сделанные из стекла с шаровою поверхностью, оптики называют сферическими. Их изготовление сравнительно просто, но вся беда в том, что сферические зеркала не годятся для хороших рефлекторов. Они обладают недостатком всякого сферического отражателя света: они не собирают точно а одном фокусе падающий на них пучок параллельных лучей. Это получается, да и то приблизитель* но, лишь для лучей, близких к оси отражателя. Но чем дальше лучи от оси, тем, после отражения, все более отступаем от фокуса точка .их пересечения с осью по направлению к поверхности зеркала,

Это явление — простое следствие закона отражения света, известного каждому из школьного курса оптики. Оно носит название сферической аберраций света. Зеркало со сферической аберрацией- непригодно для хорошего объектива: несходимость лучей точно в фокус приводит к искаженным и расплывчатым изображениям.

Рефлектор должен быть так же свободен от сферической аберрации, как рефрактор от аберрации хроматической. Это непременное условие астронома, К счастью, есть способ выполнить это условие: надо придать зеркалу не сферическую поверхность, а иную, известную в математике под названием поверхности параболоида. Такое зеркало вполне свободно от сферической аберрации» Оно отражает параллельные лучи точно в свой фокус.

Но беда в том, что изготовить точное параболическое зеркало неизмеримо труднее сферического. Поверхность параболоида придается стеклу только путем невероятно терпеливой и о^орож-ной шлифовки, только при крайне медленной, постепенной доводки стеклянной поверхности. Это работа, где имеют значение стотысячные доли миллиметра, это подлинная пытка точностью! И в этой работе не существует даже надежных способов контроля изделия. Проверить как следует правильность изготовления зеркала можно для сферической поверхности, но для параболической нельзя Весь успех зависит от опытности редкого мастера, от его профессионального чутья.

Но если сферическую аберрацию можно еще надеяться устранить с помощью терпения и • мастерства, то другие недостатки рефлектора неустранимы по самой сути вещей. Труба рефлектора обязательно должна бы!ъ открытой. Закрыть ее стеклом — значит поста вить на пути светового луча помеху вернуться ко всем недостаткам рефрактора. Но открытая труба вызывает быст-

^эе запыленне и потускнение зеркала, о лее того: во время наблюдений в трубе возникают воздушные тепловые потоки, приводящие к искажению изображений и к резким температурным воздействиям на объектив. Со всем этим астроном должен поневоле мириться. *

Заколдованный круг!

Стремясь избавиться от недостатков рефракторов, оптики строят рефлекторы. Это приводит к новым трудностям, Ж¹ от недостатков не избавляет. На место устраненных приходят иные, не менее тяжкие.

Где же выход?

Кажется, что выхода нет. Ибо найти его —значит изобрести телескоп, вовсе не похожий на существующие: теле скоп дешевый, простой в изготовлении не дающий никаких оптических искажений; телескоп с закрытой и очень короткой трубой, но с большим объективом из самого простого стекла, Этакую фантастическую зрительную трубу, соединяющую в себе все достоинства лучших рефракторов к рефлекторов я свободную от всех их недостатков. Трудно поверить, что изобретательская мысль сможет найти когда-нибудь путь к Такому совершенному инструменту.

Но как этому ни трудно поверить, именно такой инструмент был недавно изобретен!

Это и есть менисковый телескоп Дмитрия Дмитриевича Максутова.

Как же удалось русскому оптику изобрести такой фантастический инстру мент?

Среди различных линз, известных издавна, есть линза, носящая название мениска. Одна из ее поверхностей — вогнутая, другая выпуклая. Такой мениск интересен тем, что надлежащим подбором кривизны его поверхностей он может быть освобожден от недостатка хроматической аберрации. Остающийся у мениска вторичный спектр в 500—'300 раз менее вторичного спектра ахроматических комбинаций двух линз из крова к флинта.

Впрочем, это достоинство ни в ма лейшей степени не делает мениск годным для объектива рефрактора. Мениск не собирающая, а рассеивающая линза: параллельные лучи света, пройдя мениск, расходятся в стороны.

Идея телескопа Максутова» Лучи, далекие от оси зеркала, после отражения сходятся не & фокусе, а в точках, более близких к зеркалу. Лучи, далекие от оси мениска, рассеиваются им Гак, что их продолжения сходятся не в фокусе, а & точках, более далеких от мениска. При соединении вогнутого зеркала и мениска погрешности в сходимости лучей взаимно уничтожаются.

/