Глава первая. НЕМНОГО ТЕОРИИ

§ 3. КАК РАБОТАЕТ ТЕЛЕСКОП?

Спроецируем с помощью линзы изображение предмета, например окна в комнате, на кусочек матового стекла или кальки и добьемся резкости. С противоположной стороны станем рассматривать изображение на матовом стекле с помощью лупы (рис. 5). Мы увидим увеличенное изображение, которому будут мешать крапинки на стекле. Уберем матовое стекло, не меняя расстояние между первой линзой и лупой. Мы ясно увидим предмет, его "воздушное" изображение. Первая линза - объектив, вторая (лупа) - окуляр телескопа (рис. 6, а).

Чему равно увеличение телескопа?

Рис. 5. Принцип действия телескопа рефрактора: 1 - объектив, 2 - окуляр, 3 - матовое стекло, которое в реальных условиях отсутствует

Существует простая формула, по которой легко определить увеличение телескопа?

Г = f' / Ф.

Здесь f' — фокусное расстояние объектива, Ф — фокусное расстояние окуляра. Чем больше фокусное расстояние объектива и меньше фокусное расстояние окуляра, тем больше увеличение телескопа. Например, фокусное расстояние объектива Ф = 500 мм, фокусное расстояние окуляра f' = 20 мм. Увеличение телескопа Г = 500:20 = 25^x. На первый взгляд, подбирая различные фокусные расстояния объектива и окуляра, можно получить какие угодно большие увеличения телескопа. На самом же деле это совсем не так, но подробно этот вопрос мы рассмотрим позже. Пока же заметим, что минимальное разумное увеличение не нужно выбирать меньше

Г_min = D / 6 ,

где D — диаметр объектива или главного зеркала, а макcимальное не может быть больше

Г_max = D / 0,7 = 1,4D .

Чему равно поле зрения телескопа?

Поднесем к глазу окуляр и направим его на небо, не закрывая второй глаз. Если нижнюю часть поля зрения совместить с горизонтом, то можно оценить на глаз, на сколько градусов над горизонтом поднимается верхняя часть поля зрения. Это “субъективное” поле зрения окуляра, выраженное в угловой мере. Для фабричных окуляров субъективное поле обычно равно 40—50°, реже 60—70° . Поле зрения одиночной линзы придется ограничить до 15—20°. Поле зрения телескопа равно субъективному полю зрения окуляра, деленному на увеличение телескопа с этим окуляром,

Рис. 6. Телескоп-рефрактор: схема (а), о₁ - объектив, о₂ - окуляр, аб - выходной зрачок; простейший телескоп (б)

2W = 2v / Г

где 2v — субъективное поле окуляра. Обычно в оптике рассматривают половину поля зрения, поэтому для выражения полного поля зрения приходится его удваивать, как это и сделано в формуле. Рассмотрим пример. Окуляр, дающий увеличение 50^x, имеет поле зрения 50°. Поле зрения телескопа в пространстве предметов равняется 1°. Так как угловой видимый диаметр Луны равен 0,5°, то поле зрения телескопа составит два лунных диаметра. Кстати, телескоп увеличивает видимые угловые размеры объекта. Если видимые невооруженным глазом размеры объекта обозначить s , то в телескоп он будет виден под углом e = Гs .

При возрастании увеличения телескопа поле зрения в пространстве предметов уменьшается. Это ведет к неудобствам: труднее “поймать” объект, увеличивается “тряска” изображения из-за вибраций трубы телескопа, уменьшается яркость объектов в поле зрения. Поэтому максимальные увеличения не всегда удобны.