Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с телескопа Шмидта )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пути оптических лучей внутри камеры Шмидта
77-сантиметровый телескоп Шмидта, построенный в 1966 году в обсерватории Брорфельде, изначально был оснащен фотопленкой, и здесь инженер показывает коробку с пленкой, которую затем поместили за шкафчик в центре телескопа (в главном фокусе телескопа).

Шмидт камера , также упоминается как телескоп Шмидта , является линзовым astrophotographic телескопа предназначен для обеспечения широкого поля зрения с ограниченными аберрациями . Дизайн был изобретен Бернхардом Шмидтом в 1930 году.

Некоторые известные примеры - телескоп Самуэля Ошина (бывший Паломар Шмидт), британский телескоп Шмидта и ESO Schmidt; они были основным источником фотографических изображений всего неба с 1950 по 2000 год, когда на смену пришли электронные детекторы. Недавний пример - искатель экзопланет космического телескопа Кеплер .

Другие связанные конструкции - камера Райта и телескоп Лурье-Хоутона .

Изобретение и дизайн [ править ]

Фотоаппарат Шмидта был изобретен немецко-эстонским оптиком Бернхардом Шмидтом в 1930 году. [1] Его оптические компоненты представляют собой простое в изготовлении сферическое главное зеркало и асферическую корректирующую линзу , известную как корректирующая пластина Шмидта , расположенная в центре кривизна главного зеркала. Пленка или другой детектор помещается внутри камеры, в основном фокусе. Конструкция отличается очень быстрым фокусным расстоянием при одновременном контроле комы и астигматизма . [2]

Камеры Шмидта имеют очень сильно изогнутые фокальные плоскости , поэтому требуется, чтобы пленка, пластина или другой детектор были соответственно изогнуты. В некоторых случаях извещатель делают изогнутым; в других случаях плоская среда механически согласуется с формой фокальной плоскости с помощью удерживающих зажимов или болтов или с помощью вакуума . Поле уплощение в своей простейшей форме плосковыпуклых линз в передней части пластины пленки или детектора, иногда используется. Поскольку пластина корректора находится в центре кривизны главного зеркала в этой конструкции, длина трубки может быть очень большой для широкопольного телескопа. [3]Существуют также недостатки, заключающиеся в том, что засорение держателя пленки или детектора, установленного в фокусе на полпути вверх по узлу трубки, блокируется небольшое количество света и наблюдается потеря контрастности изображения из-за дифракционных эффектов препятствия и его опорная конструкция. [4]

Приложения [ править ]

Телескоп Альфреда Йенша диаметром 2 метра в обсерватории Карла Шварцшильда в Таутенбурге , Тюрингия , Германия, является самой большой камерой Шмидта в мире.

Из-за своего широкого поля зрения камера Шмидта обычно используется в качестве инструмента обзора для исследовательских программ, в которых необходимо охватить большую часть неба. К ним относятся астрономические исследования , поиск комет и астероидов , а также патрулирование новых звезд.

Кроме того, камеры Шмидта и их производные конструкции часто используются для отслеживания искусственных спутников Земли .

Наземный [ править ]

Первые относительно большие телескопы Шмидта были построены в Гамбургской обсерватории и Паломарской обсерватории незадолго до Второй мировой войны . Между 1945 и 1980 годами по всему миру было построено еще около восьми больших (1 метр и больше) телескопов Шмидта. [5]

Одна особенно известная и производительная камера Шмидта - телескоп Ошина Шмидта в Паломарской обсерватории , построенный в 1948 году. Этот инструмент использовался в обзоре неба Паломарской обсерватории Национального географического общества (POSS, 1958), обзоре POSS-II, Palomar-Leiden (астероид) Обзоры и другие проекты.

Обсерватория Европейская Южная с 1-метрового телескопа Шмидта в Ла Силла и Великобритании исследовательского совета науки с 1,2 метра телескопа Шмидта в обсерватории Сайдинг - Спринг занимается совместным обзора неба в дополнение первый Palomar Sky Survey, но с упором на южном полушарии . Технические усовершенствования, разработанные в ходе этого обзора, способствовали развитию Второго обзора неба Паломарской обсерватории (POSS II). [6]

Телескоп, используемый в обсерватории Лоуэлла для поиска объектов, сближающихся с Землей (LONEOS), также является камерой Шмидта. Телескоп Шмидта обсерватории Карла Шварцшильда - самая большая камера Шмидта в мире.

Космический [ править ]

Шмидта телескоп был в центре Гиппаркос спутника от Европейского космического агентства (1989-1993). Это было использовано в обзоре Hipparcos Survey, который нанес на карту расстояния более миллиона звезд с беспрецедентной точностью: он включал 99% всех звезд до 11 звездной величины . Сферическое зеркало, используемое в этом телескопе, было чрезвычайно точным; если масштабировать его до размеров Атлантического океана , неровности на его поверхности будут около 10 см в высоту. [7]

Фотометр Kepler , установленный на НАСА Kepler космического телескопа (2009-2018), является крупнейшим Шмидта камера запущен в космос.

Другие приложения [ править ]

В 1977 году в обсерватории Йеркса с помощью небольшого телескопа Шмидта было определено точное оптическое положение планетарной туманности NGC 7027, что позволило сравнить фотографии и радиокарты объекта. [8]

Начиная с начала 1970-х годов, Celestron начала продавать 8-дюймовые камеры Schmidt. Камера была сфокусирована на заводе и изготовлена ​​из материалов с низким коэффициентом расширения, поэтому ее никогда не нужно было фокусировать в полевых условиях. Ранние модели требовали от фотографа вырезать и проявлять отдельные кадры 35-мм пленки, поскольку держатель пленки мог вмещать только один кадр пленки. Было выпущено около 300 фотоаппаратов Celestron Schmidt.

Система Шмидта была популярна, но использовалась наоборот, для телевизионных проекционных систем, особенно в дизайне Адвента Генри Клосса . [9] Большие проекторы Шмидта использовались в кинотеатрах, но системы размером до 8 дюймов предназначались для домашнего использования и других небольших площадок.

Производные конструкции [ править ]

Lensless Schmidt [ править ]

В 1930-х годах Шмидт заметил, что пластину корректора можно заменить простой апертурой в центре кривизны зеркала для медленной камеры (с большим числом диафрагм). Такой дизайн был использован для создания рабочей модели Palomar Schmidt в масштабе 1/8 с полем 5 °. [10] ретроним «безлинзовый Шмидт» был дан этой конфигурация.

Шмидт-Вяйсяля [ править ]

Основная статья: Камера Шмидта – Вяйсяля

Юрьё Вяйсяля изначально разработал «астрономическую камеру», похожую на «камеру Шмидта» Бернхарда Шмидта, но дизайн не был опубликован. Вяйсяля упомянул об этом в лекциях 1924 года со сноской: «проблемная сферическая фокальная плоскость». Как только Вяйсяля увидел публикацию Шмидта, он тут же решил проблему выравнивания поля в конструкции Шмидта, поместив двояковыпуклую линзу немного впереди держателя пленки. Эта результирующая система известна как камера Шмидта – Вяйсяля или иногда как камера Вяйсяля .

Бейкер-Шмидт [ править ]

В 1940 году Джеймс Бейкер из Гарвардского университета изменил конструкцию камеры Шмидта, включив в нее выпуклое вторичное зеркало, которое отражало свет обратно к основному. Затем фотографическая пластинка была установлена ​​рядом с главной звездой, обращенной в небо. Этот вариант называется камерой Бейкера-Шмидта.

Бейкер-Нанн [ править ]

Один из Бейкер - Нанна камер , используемых в Смитсоновском спутникового слежения программы

В конструкции Бейкера-Нанна, разработанной Бейкером и Джозефом Нанном , пластина корректора камеры Бейкера-Шмидта заменена маленькой тройной линзой корректора, расположенной ближе к фокусу камеры. В нем использовалась пленка шириной 55 мм, полученная в процессе создания фильмов Cinemascope 55. [11] [12] Смитсоновская астрофизическая обсерватория для отслеживания искусственных спутников использовала дюжину камер Бейкера-Нанна с диафрагмой f / 0,75 и 20-дюймовыми отверстиями, каждая из которых весит 3,5 тонны, включая многоосевое крепление, позволяющее ей следить за спутниками в небе. с июня 1958 г. [13] до середины 1970-х гг. [14]

Мерсенн-Шмидт [ править ]

Камера Мерсенна – Шмидта состоит из вогнутого параболоидального главного зеркала, выпуклого сферического вторичного зеркала и вогнутого сферического третичного зеркала. Первые два зеркала (конфигурация Мерсенна) выполняют ту же функцию корректирующей пластины обычного Шмидта. Эта форма была изобретена Полом в 1935 году [15]. В более поздней статье Бейкера [16] была представлена ​​конструкция Пола-Бейкера, аналогичная конфигурация, но с плоской фокальной плоскостью. [17]

Шмидт-Ньютон [ править ]

Основная статья: телескоп Шмидта-Ньютона

Добавление плоского вторичного зеркала под углом 45 ° к оптической оси конструкции Шмидта создает телескоп Шмидта-Ньютона .

Шмидт-Кассегрен [ править ]

Основная статья: телескоп Шмидта-Кассегрена

Добавление выпуклого вторичного зеркала к конструкции Шмидта, направляющего свет через отверстие в главном зеркале, создает телескоп Шмидта-Кассегрена .

Последние две конструкции популярны у производителей телескопов, поскольку они компактны и используют простую сферическую оптику.

Список камер Шмидта [ править ]

Краткий список известных и / или крупных фотоаппаратов Шмидта.

Избранные большие камеры Шмидта по годам
ОбсерваторияДиафрагмаГоды)Примечание
Паломарская обсерватория46 см1936 г.первый в Северной Америке
Паломарская обсерватория122 см1948 г.телескоп Samuel Oschin
Гамбургская обсерватория80 см1954 г.Переехал в обсерваторию Калар-Альто в 1974 г.
Обсерватория Карла Шварцшильда134 см1960 г.Наибольшая апертура [18]
Конколи обсерватория60 см1962 г.в Пишкестете, Венгрия
Квистабергская обсерватория100 см1963 г.Самый большой в Скандинавии [19]
Обсерватория Ла Силья100 см1971 г.ESO [20]
Британский телескоп Шмидта120 см1973В обсерватории Сайдинг-Спринг в Австралии
Фотометр Кеплера95 см2009 г.Самый большой в космосе

См. Также [ править ]

  • Список типов телескопов
  • Максутовский телескоп
  • Камера Райта

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ ast.cam.ac.uk (Институт астрономии (IoA), Кембриджский университет (UoC)) - Камера Шмидта [ постоянная мертвая ссылка ]
  2. ^ Райт, Франклин Б. (1959). «Теория и конструкция апланатических отражателей с корректирующей линзой». В Ingalls, Альберт Г. (ред.). Продвинутый любительский телескоп . Scientific American . С. 401–409.
  3. ^ "Оптика телескопа - Шмидт" . Архивировано из оригинального 20 октября 2009 года . Проверено 1 октября 2014 года .
  4. ^ "Препятствие" в оптических инструментах. Архивировано 20 июня 2010 г. на Wayback Machine.
  5. ↑ Cannon, RD (7–11 марта 1994 г.). Джессика Чепмен; Рассел Кэннон; Сандра Харрисон; Бамбанг Хидаят (ред.). Телескопы Шмидта: их прошлое, настоящее и будущее . Представлено на конференции IAU Colloq. 148: Будущее использование телескопов Шмидта. 84 . Бандунг; Индонезия: ASP. п. 8. Bibcode : 1995ASPC ... 84 .... 8C .
  6. Перейти ↑ Pratt, NM (1977). «Измерительная машина КОСМОС». Перспективы в астрономии . 21 (1): 1–42. Bibcode : 1977VA ..... 21 .... 1P . DOI : 10.1016 / 0083-6656 (77) 90001-0 .
  7. ^ "Архивная копия" . Архивировано 13 сентября 2008 года . Проверено 2 марта 2011 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  8. ^ Cudworth, KM; Оравец, М. (1978). «Астрометрия с маленьким телескопом Шмидта - положение NGC 7027». Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 90 : 333. Bibcode : 1978PASP ... 90..333C . DOI : 10,1086 / 130337 .
  9. ↑ CP Gilmore (1979), «Три новых пути к недорогому, сверхъяркому телевизору с гигантским экраном» , Popular Science , стр. 30–33
  10. ^ Fawdon, P .; Гэвин, М.В. (декабрь 1989 г.), "Камера Шмидта без объектива", Журнал Британской астрономической ассоциации , 99 (6): 292–295, Bibcode : 1989JBAA ... 99..292F
  11. ^ Картер, BD; Эшли, MCB; Вс, Я.-С .; Стори, JWV (1992). «Переделка камеры Бейкера-Нанна для получения изображений ПЗС». Астрономическое общество Австралии . 10 (1): 74. Bibcode : 1992PASAu..10 ... 74C . DOI : 10.1017 / S1323358000019305 . ISSN 0066-9997 . 
  12. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2006-05-16 . Проверено 15 мая 2006 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  13. ↑ НАСА, Авангард: История , Глава 9, «Системы слежения»
  14. ^ "SeeSat-L ноябрь 96: Камера Бейкера-Нанна" . См. Sat-L . 12 ноября 1996 года. Архивировано 4 марта 2016 года . Проверено 23 апреля 2018 года .
  15. ↑ М. Пол (май 1935 г.). "Systèmes correcteurs pour réflecteurs astronomiques". Revue d'Optique Théorique et Instrumentale . 14 (5): 169–202.
  16. ^ Бейкер, JG (1969). «О повышении эффективности больших телескопов». IEEE Transactions по аэрокосмическим и электронным системам . IEEE. 2 (2): 261–272. Bibcode : 1969ITAES ... 5..261B . DOI : 10.1109 / TAES.1969.309914 . S2CID 51647158 . 
  17. ^ Владимир Sacek. «Пол-Бейкер и другие трехзеркальные анастигматические апланаты» . Архивировано 17 июня 2013 года.
  18. ^ "2m-Alfred-Jensch-Telescope" . Архивировано 3 декабря 2013 года . Проверено 1 октября 2014 года .
  19. ^ "Квистабергская обсерватория: телескоп Шмидта" . Архивировано 21 сентября 2014 года . Проверено 1 октября 2014 года .
  20. ↑ ESO: «Национальные и проектные телескопы в обсерватории ESO La Silla» (доступ 12 ноября 2010 г.). Архивировано 2 ноября 2010 г., в Wayback Machine.

Внешние ссылки [ править ]

  • Джим Швиллинг "Камера спутникового слежения BAKER-NUNN"
  • Безобъективная камера Шмидта