Астрономическая оптика - Мaксутов Д.Д.
Скачать (прямая ссылка):
5) экранирование действующих пучков должно быть в телескопе по возможности малым;
6) кроме исправления сферической аберрации и комы, желательно возможно больше снизить астигматизм и кривизну поля, причем снижению астигматизма следует отдать предпочтение.
Сейчас трудно еще заявлять окончательно, но, по-видимому, будущий гигантский апланатический телескоп будет осуществлен но схеме зеркальных систем автора.
22. КАТАДИОПТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. СИСТЕМА ШМИДТА
В свое время предлагалось немалое число катадиоптрических (смешанных) систем, в которых одиночная положительная линза, определявшая собою диаметр действующего отверстия системы, сочеталась с зеркалами и линзами меньшего размера, назначение которых состояло в исправлении аберраций, вносимых главной линзой. К числу таких систем принадлежит, например, система Гамильтона (1814 г.) и более современная система Шупмана (1899 г.). Но все они страдают сложностью конструкции, большим
21*
323
числом отражающих поверхностей и, что самое главное, далеко не совершенным исправлением аберраций, неудовлетворительным при сколько-нибудь значительном относительном отверстии системы. Неудивительно, что такие системы не получили практического распространения, сданы в архив и представляют для нас липг= исторический интерес.
Из катадиоптрических систем, построенных на иных принципах, заслуживают внимания, и притом самого серьезного, две современные системы: Росса и Шмидта.
В системе Росса роль приемника лучистой энергии выполняет параболическое зеркало, которое должно построить в фокусе изображение, свободное от хроматизма и сферической аберрации,
Рис. 136.
но испорченное комой. Для исправления комы Росс вводит линзовую систему в сходящийся к фокусу пучок и располагает ее сравнительно близко от фокуса.
Эта система не должна испортить ни ахроматизма, ни стигматизма параболического зеркала. Поэтому линзовая система в простейшем случае может быть выполнена в виде двух линз, положительной и отрицательной, отшлифованных из одного и того же сорта стекла и представляющих собою приблизительно афокаль-ную систему.
Действительно, если выполнить линзы из различных сортов стекла, например крона и флинта, то система обязательно будет обладать вторичным спектром; если же система из двух линз одинакового сорта стекла будет далека от афокальной, то она обязательно внесет хроматизм положения. Линзы системы Росса должны быть достаточно тонкими, а промежуток между ними должен быть весьма мал, — иначе неизбежен значительный хроматизм увеличения.
В результате получается телескоп, схематически изображенный на рис. 136, где А —главное параболическое зеркало и В — линзовая система Росса, состоящая из двух линз, формы которых мы не уточняем. Так как система В близка к афокальной, то относительное отверстие пучка до и после системы В остается практически одинаковым.
324
Задача вычислителя сводится к приданию таких кривизн линзам системы В, чтобы она, не внося сферической аберрации и хроматизма, построила в фокальной плоскости ? изображение, свободное от комы. А это значит, что проекция любого луча ?а (пунктирная линия) должна пересечь соответственный падающий луч М'М в такой точке Мч которая лежит на сфере МСЫ с центрами кривизны в фокусе Р. С такой задачей вычислитель может справиться, а потому система Росса оказывается практически осуществимой.
Задача решается тем легче и тем выгоднее для остаточных аберраций, чем больше расстояние между ?иВ, т. е. чем крупнее линзовая система Б; но в этом случае она производит и большее экранирование и требует больших масс стекла для своего осуществления, что невыгодно.
Система Росса интересна тем, что она может преобразовать каждый из существующих телескопов с параболическим зеркалом в апланатическую систему.
К недостаткам системы Росса следует отнести некоторую сложность ее конструкции, приводящую к четырем отражениям света на четырех поверхностях линз, что влечет за собою значительные дополнительные потери света и появление рефлексов, способных в некоторых случаях создавать вредное вуалирование фотопластинки. Как было указано, расстояние между Г я В желательно по возможности увеличивать, но в таком случае при гигантских размерах телескопа его линзовый элемент В может оказаться таким крупным, что современная техника стекловарения не обеспечит стекла надлежащего оптического качества. Тогда поневоле придется уменьшать размеры элемента В, что невыгодно для остаточных аберраций и величины полезного поля зрения. Кроме того, крупные размеры элемента Б, изготовленного даже из вполне однородного стекла, повлекут за собою значительное светопоглощение в толще стекла и особенно в наиболее ценной для астронома сине-фиолетовой и близкой ультрафиолетовой части спектра.
Если бы не существовало чисто зеркальных апланатических систем телескопов или если бы их изготовление представляло непреодолимые технические трудности по сравнению с изготовлением параболоида А рис. 136, системы Росса можно было бы считать наилучшим решением задачи о крупных апланатических телескопах. Но мы знаем, что некоторые апланатические зеркальные системы не только не труднее, но даже легче в изготовлении, чем эквивалентное им параболическое зеркало; а потому чисто зеркальный апланатический телескоп следует предпочесть системе Росса по многим соображениям и в том числе по экономическим. *
