Астрономическая оптика - Мaксутов Д.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Апланатические чисто зеркальные телескопы представляют огромный интерес для современной астрономии, во-первых, потому что они абсолютно ахроматичны, и, во-вторых, потому, что их диаметр и определяемая им разрешающая и проницающая способность могут быть неограниченно большими. В таких телескопах предел росту диаметра ставят не остаточные аберрации, не свето-поглощение и не неоднородность стекла, как это имеет место в рефракторах, а технические и экономические соображения.
Условие апланатической зеркальной системы выполняется, конечно, в первом приближении, если Ки выражения (386) равно нулю.
В этом случае
232
ef = i + r±T; (387>
е\ может быть равно единице, а главное зеркало иметь параболическую форму лишь в одном случае, когда [3=0. Но при [3=0 система превращается в афокальную систему Мерсена, пригодную для питания бесщелевых спектрографов, но непригодную для фотографических и визуальных телескопов.
311
310
Поэтому в апланатическом телескопе главное зеркало может иметь поверхность формы любого конического сечения, но т о-льконепараболоида.
Подстановка (387) в выражение (367) позволяет определить форму поверхности вторичного зеркала апланатического телескопа:
(?~~'1)(3 + 1)2-23*^ 4 =-(зЗ~гр1-. (388)
Приняв по-прежнему а =+4, вычисляем и строим на рис. 131 кривые е\ и кривые ё\ апланатического телескопа. На кривых
е2
«=±4 || 7 є 1 4 ? 3 Є - I - I ? ' 1 1 ^ 1 Qj - / в / ^ / * / 1^ / 1 *
J---- Г" і ~~~гР^~ __+s
-4 -з -z/Ъ -1 /Засрокальные cut ef / Укорачивающие 0 -1 :темы -2 -з Уд лиш :і Рис. 1 - Лредсрс іюіцие 131. zj 3 ч 1 скальные системы і ' Укорачивающие
рисунка мы находим два упоминавшихся выше решения, М и А, в которых либо главное, либо вторичное зеркало обладает сферической формой поверхности.
В то время как все предфокальные системы требуют для главного зеркала гиперболической формы поверхности {е\ > 1), системы зафокальные (удлиняющие — во всех случаях, а укорачивающие — в некоторых) могут быть составлены из двух вогнутых зеркал эллиптической формы; а такие зеркала удается точно изготовить, так как для них существует отличный и простой контрольный метод, позволяющий исследовать каждое зеркало в отдельности и без посредства вспомогательных зеркал. Такие
312
апланатические системы должны оказаться на практике наиболее точными и наиболее дешевыми.
Апланатические зеркальные телескопы были изобретены только в XX в. В 1905 г. Шварцшильд* разработал теорию и предложил схему апланатического телескопа, представляющего собою укорачивающую предфокальную систему рис. 131. В этой системе, кроме сферической аберрации и комы, Шварцшильд устранил кривизну поля, что выгодно в смысле возможности производить фотографирование на плоских пластинках; но астигматизм в системе Шварцшильда остался неисправленным, а потому и ограничивал размеры полезного поля и светосилу инструмента.
А. Кудер в 1926 г. решил совершенно правильно, что если в апланатическом телескопе не удается одновременно исправить кривизну поля и астигматизм, то уже лучше освободиться от последнего, мирясь с неизбежной кривизной поля. Действительно, при неисправленном астигматизме никакими способами не получить удовлетворительного изображения на значительном расстоянии от оси, тогда как при неисправленной кривизне поля, во-первых, можно применять кривые пластинки или пленки, изогнутые по кривизне поля, и, во-вторых, с помошью линзы Пиацци-Смита (1873 г.). устанавливаемой непосредственно перед пластинкой, всегда можно исправить кривизну поля и получить таким образом резкие для всего поля изображения. Рассчитав при таком условии предфокальную укорачивающую систему с исправленными сферической аберрацией, комой и астигматизмом, но с неустранен-ной кривизной поля, А. Кудер создал более совершенный аналог системы Шварцшильда.
В 1922 г. Кретьен** предложил апланатическую предфокальную удлиняющую систему, т. е. имеющую ту же оптическую схему, что и телескоп Кассегрена. Но для достижения апланатизма, как это видно из рис. 131, здесь главное зеркало должно быть гиперболоидом.
В 1923—1924 гг. я занялся исследованием систем из двух зеркал, ничего не подозревая о работах не только Кретьена, но и Шварцшильда. Уже в 1924 г. я разработал излагаемую здесь теорию систем из двух зеркал и сделал доклад в Одесском отделении Общества любителей мироведения об апланатических телескопах. Опубликовать эти работы по объективным условиям мне удалось лишь значительно позже.*** В этом исследовании системы Шварцшильда и Кретена занимают свое место как частные
*К. Schwarzschieid. Untersuchungen zur geometrischen Optik. П. — Astron. Mitt. d. kgl. Sternwarte zu Gottingen, Teil 10, Gottingen, 1905.
** H. С h r e t i e n. Le tolescope de Newton et le telescope aplaneti-quo. — Rev. d'optique, 1922, t. 1, p. 13, 49.
*** Д. Максутов. Анаберрационные отражательные поверхности и системы и новые способы их испытания. — Тр. ГОИ, 1932, вып. 86.
ЗІЗ
случаи задачи, решаемой в общем виде для любых возможных сочетаний главного и вторичного зеркал телескопа.
