뉴턴 망원경

Newtonian telescope
뉴턴 망원경
NewtonsTelescopeReplica.jpg
뉴턴의 두 번째 반사 망원경의 복제품으로, 그가 1672년에 왕립 학회에 제출했다.
의 이름을 따서 명명됨아이작 뉴턴 Edit this on Wikidata
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뉴턴식 망원경 설계

뉴턴식 반사경 또는 뉴턴식으로도 불리는 뉴턴식 망원경은 영국의 과학자 아이작 뉴턴 경 (1642–1727)에 의해 오목한 1차 거울과 평평한 대각선 보조 거울을 사용하여 발명된 반사 망원경의 한 종류이다.뉴턴의 첫 번째 반사 망원경은 1668년에 완성되었고 알려진 가장 초기의 기능 [1]반사 망원경이다.뉴턴 망원경의 단순한 디자인은 아마추어 망원경 [2]제작자들에게 큰 인기를 끌었다.

역사

다음 항목도 참조하십시오.망원경의 역사

반사 망원경에 대한 뉴턴의 생각은 새로운 것이 아니었다.갈릴레오 갈릴레이와 조반니 프란체스코 사그레도는 굴절망원경의 [3]발명 직후 거울을 이미지 형성 목적으로 사용하는 것에 대해 논의했고 니콜로 애호박과 같은 다른 사람들은 1616년까지 [4]그 아이디어를 실험했다고 주장했다.뉴턴은 포물선[5] 거울을 이용한 망원경 디자인을 반영하는 것을 묘사한 제임스 그레고리의 1663년 책 [6]옵티카 프로모타를 읽었을지도 모른다.

뉴턴이 반사 망원경을 만든 것은 하얀 빛이 다양한 [7]색상으로 이루어져 있다는 그의 이론을 증명할 수 있을 것이라고 의심했기 때문이다.색 왜곡(색수차)은 뉴턴 시대의 굴절 망원경의 주요 단층이었고, 그 원인에 대한 많은 이론들이 있었다.1660년대 중반, 색깔 이론에 대한 그의 연구로 뉴턴은 이 결함이 그가 실험하던 프리즘과 같은 굴절 망원경의 렌즈로 인해 발생했고, 밝은 천문 [8][9]물체 주변의 하얀 빛을 무지개 색깔로 깼다고 결론지었다.만약 이것이 사실이라면 그때의 색수차는 반사 망원경 – 렌즈를 사용하지 않았다 망원경을 세우에 의해 제거될 수 있다.

1668년 후반에 아이작 뉴턴은 그의 첫 반사 망원경을 만들었다.그는 자신의 거울에 가장 적합한 재료로 주석과 구리의 합금(스펙트럼 메탈)을 선택했습니다.그는 나중에 거울을 성형하고 연마하는 방법을 고안했고, 광학 표면을 광내기 위해 피치[10] 랩을 사용한 최초의 사람일 수 있다.그는 구조를 단순화하기 위해 포물선 대신 거울의 구형을 선택했다; 비록 구면 수차를 발생시키지만, 여전히 색수차를 보정할 것이다.그는 반사경에 뉴턴식 망원경 디자인의 특징이 무엇인지 추가했다. 이것은 망원경의 측면에 장착된 접안 렌즈에 90° 각도로 이미지를 반사하기 위해 주 거울의 초점 근처에 있는 보조 대각선으로 장착된 거울이다.이 독특한 추가 기능으로 대물 미러의 장애물을 최소화하면서 이미지를 볼 수 있습니다.그는 또한 튜브, 받침대, 부속품도 만들었다.뉴턴의 첫 번째 버전은 1.3인치(33mm)의 1차 거울 직경과 f/[11]5의 초점 비율을 가지고 있었다.그는 이 망원경이 색의 왜곡 없이 작동하고 목성의 네 개의 갈릴레이 위성들과 금성의 초승달 단계를 볼 수 있다는 것을 발견했다.뉴턴의 친구 아이작 바로우는 1671년 말 런던 왕립 협회의 작은 그룹에 두 번째 망원경을 보여주었다.그들은 그것에 매우 감명받아서 1672년 1월에 찰스 2세에게 그것을 시연했다.뉴턴은 같은 해에 학회 회원으로 인정받았다.

그 이전의 그레고리처럼, 뉴턴은 효과적인 반사체를 만드는 것이 어렵다는 것을 알았다.검체 금속을 일정한 곡률로 연마하는 것은 어려웠다.표면 또한 빠르게 변색되었다; 결과적으로 거울의 낮은 반사율과 작은 크기는 망원경을 통한 시야가 현대의 굴절기에 비해 매우 어둡다는 것을 의미했다.이러한 건설상의 어려움 때문에, 뉴턴 반사 망원경은 처음에는 널리 채택되지 않았다.1721년 존 해들리는 왕립학회에 [12]훨씬 개선된 모델을 보여주었다.해들리는 포물선 거울을 만드는 많은 문제들을 해결했다.거울 직경이 6인치(150mm)인 그의 뉴턴식 망원경은 [13]당시의 대형 공중 굴절 망원경에 비해 양호했다.반사 망원경의 크기는 이후 빠르게 증가하여 약 50년마다 [14]1차 거울 지름이 두 배씩 증가하였다.

뉴턴설계의 장점

튜브(1), 프라이머리 미러(2) 및 2차 대각선 미러 서포트(「스파이더 서포트」라고도 불린다)(3)를 나타내는 뉴턴 광학 어셈블리.
  • 굴절 망원경에서 볼 수 있는 색수차가 없습니다.
  • 뉴턴식 망원경은 보통 다른 종류의 동등한 품질의 망원경보다 주어진 객관적인 지름(또는 조리개)에 대해 비용이 적게 든다.
  • 갈아서 복잡한 모양으로 연마해야 하는 표면은 한 개뿐이기 때문에 전체적인 제작은 다른 망원경 설계(그레고리안, 카세그레인, 초기 굴절기)보다 훨씬 단순합니다.이후 무채색 굴절기 목표는 4개의 표면을 그려야 했습니다.)
  • 짧은 초점비를 보다 쉽게 얻을 수 있어 시야가 넓어집니다.
  • 접안렌즈는 망원경의 상단 끝에 있습니다.짧은 F-Ratio와 조합하여 훨씬 콤팩트한 마운트 시스템을 구현하여 비용을 절감하고 휴대성을 높일 수 있습니다.

뉴턴설계의 단점

  • 포물선 거울을 사용한 다른 반사 망원경 설계와 마찬가지로 뉴턴교도 혼수 현상을 겪는데, 이는 이미지를 안쪽으로 그리고 광축을 향해 빛을 발하게 하는 축외 수차이다(시야 가장자리에 있는 별들은 "모양 같은" 형태를 띤다.이 플레어는 축에 대해 0이며, 필드 각도가 증가하는 선형이며 미러 초점 비율(미러 초점 거리를 미러 직경으로 나눈 값)의 제곱에 반비례합니다.3차 접선 혼수의 공식은 3µ / 16F²입니다. 여기서 θ는 이미지에 대한 축에서 벗어난 각도이고 F는 초점 비율입니다.초점비가 f/6 이하(예를 들어 f/5)인 뉴턴학자는 시각적 또는 사진적 [15]용도로 점점 더 심각한 혼수상태에 있는 것으로 간주된다.초점비가 낮은 프라이머리 미러는 혼수 상태를 보정하는 렌즈와 조합하여 [16]필드 전체의 이미지 선명도를 높일 수 있습니다.
1873년에 제작된 대형 뉴턴식 반사경으로 접안렌즈에 접근할 수 있는 구조입니다.
  • 뉴턴학자는 광로에 있는 보조 거울 때문에 중심 장애물이 있다.이 장애물과 보조 미러의 지지 구조(스파이더라고 함)에 의한 회절 스파이크에 의해 콘트라스트가 저하됩니다.시각적으로, 이러한 효과는 다리가 두 개 또는 세 개 달린 곡면 거미를 사용함으로써 줄일 수 있습니다.이렇게 하면 회절 옆구리의 강도가 약 4배 감소하고 영상 대비를 개선하는 데 도움이 되며, 원형 거미는 바람에 의한 진동에 더 잘 노출될 수 있습니다.
  • 휴대용 뉴턴학자의 경우 콜리메이션이 문제가 될 수 있습니다.프라이머리 및 세컨더리는 운반 및 취급과 관련된 충격으로 인해 정렬 상태가 흐트러질 수 있습니다.즉, 망원경을 설치할 때마다 다시 정렬(시준)해야 할 수 있습니다.굴절기 및 강직증(특히 막수토프 케이스그레인)과 같은 다른 설계에는 고정 콜리메이션이 있습니다.
  • 초점 평면이 비대칭 점 및 광튜브 어셈블리의 맨 위에 있습니다.특히 적도 망원경 [17]마운트에서 육안 관찰을 위해 튜브 방향은 접안렌즈를 매우 보기 어려운 위치에 둘 수 있으며, 대형 망원경은 [18]접안렌즈에 접근하기 위해 사다리나 지지구조가 필요하다.일부 설계에서는 접안 렌즈 마운트 또는 전체 튜브 어셈블리를 더 나은 위치로 회전시키는 메커니즘을 제공합니다.연구용 망원경의 경우, 이 초점에 장착된 매우 무거운 계측기의 균형을 고려해야 한다.

변화

존스-버드

존스-버드 반사 망원경(일명 버드-존스)은 아마추어 망원경 시장에서 판매되는 전통적인 뉴턴식 디자인의 거울 렌즈(대격변형) 변형이다.이 설계에서는 포물선 미러 대신 구형 프라이머리 미러를 사용하며, 일반적으로 포커서 튜브 내부 또는 보조 미러 앞에 장착된 서브 어퍼처 보정 렌즈로[19] 구형 수차를 보정합니다.이 설계는 더 짧은 전체 망원경 튜브 길이("망원경" 유형 레이아웃에서 초점 거리를 연장하는 보정기 포함)와 더 저렴한 구형 거울로 망원경의 크기와 비용을 줄입니다.상업적으로 생산된 이 설계 버전은 저렴한 망원경 [20]시장을 겨냥한 망원경에서 정확한 모양의 보조 교정기를 제작하는 것이 어렵기 때문에 광학적으로 손상된 것으로 알려져 있다.

갤러리

  • Newtonian Reflector

    뉴턴 반사체

  • Very large trailer mounted Newtonian and its ladder

    대형 트레일러에 장착된 뉴턴과 그 사다리

  • Newtonian (Truss-tube Dobsonian)

    뉴턴어(트루스 튜브 돕소니아어)

  • Altazimuth mounted Newtonian

    알타지무트 기마 뉴턴식

  • Newtonian eyepiece mount

    뉴턴식 접안 렌즈 마운트

  • Amateur built 150mm Newtonian telescope

    아마추어 제작 뉴턴식 망원경

  • Astroscan, a commercial wide-field Newtonian reflector

    아스트로시안, 상업용 광역 뉴턴 반사체

  • Diagram of a commercial Newtonian reflector

    상업용 뉴턴 반사체 도표

  • Amateur commercial Newtonian diagram

    아마추어 상업용 뉴턴 도표

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ Hall, A. Rupert (1992). Isaac Newton: Adventurer in Thought. Cambridge University Press. p. 67. ISBN 9780521566698.
  2. ^ Ingalls, Albert G., ed. (1935). Amateur Telescope Making (4th ed.). Munn and Co., Inc. [1]
  3. ^ Fred Watson (2007). Stargazer: The Life and Times of the Telescope. Allen & Unwin. p. 108. ISBN 978-1-74176-392-8.
  4. ^ 갈릴레오 프로젝트> 과학> 애호박, 니콜로
  5. ^ Derek Gjertsen (1986). The Newton Handbook. Routledge & Kegan Paul. p. 562. ISBN 978-0-7102-0279-6.
  6. ^ Michael White (1999). Isaac Newton: The Last Sorcerer. Basic Books. p. 169. ISBN 978-0-7382-0143-6.
  7. ^ Michael White (1999). Isaac Newton: The Last Sorcerer. Basic Books. p. 170. ISBN 978-0-7382-0143-6.
  8. ^ 뉴턴은 F/50 또는 그 이상의 렌즈를 만드는 것 외에는 수차를 교정하기 위해 할 수 있는 일이 거의 없다고 생각했다.어떤 망원경의 물체 유리는 물체의 한 지점에서 오는 모든 광선을 모을 수 없기 때문에 지름의 50분의 1인 원형 공간보다 더 작은 공간에 모여들게 할 수 없다.
  9. ^ Stephen Parkinson (1870). A Treatise on Optics. Macmillan. p. 112.
  10. ^ Raymond N. Wilson (2007). Reflecting Telescope Optics I: Basic Design Theory and its Historical Development. Springer Science & Business Media. p. 9. ISBN 978-3-540-40106-3.
  11. ^ telescope-optics.net 반사 망원경:뉴턴식, 2-미러 및 3-미러 시스템
  12. ^ amazing-space.stsci.edu – Hadley의 리플렉터
  13. ^ 완전한 아마추어 천문학자 – John Hadley의 반사경
  14. ^ Racine, René (2004). "The Historical Growth of Telescope Aperture". The Publications of the Astronomical Society of the Pacific. 116 (815): 77–83. Bibcode:2004PASP..116...77R. doi:10.1086/380955.
  15. ^ Sacek, Vladimir (2006-07-14). "8.1.1. Newtonian off-axis aberrations". Retrieved 2009-09-29. off-axis performance of the paraboloidal mirror drops so quickly with the increase in relative aperture beyond ~ƒ/6
  16. ^ Knisely, David (2004). "Tele Vue Paracor Coma Corrector for Newtonians" (PDF). Cloudy Nights Telescope Review. Retrieved 29 November 2010.
  17. ^ Alex Hebra (2010). The Physics of Metrology: All about Instruments: From Trundle Wheels to Atomic Clocks. Springer Science & Business Media. pp. 258–259. ISBN 978-3-211-78381-8.
  18. ^ Antony Cooke (2009). Make Time for the Stars: Fitting Astronomy into Your Busy Life. Springer Science & Business Media. p. 14. ISBN 978-0-387-89341-9.
  19. ^ 10.1.2. 서브어퍼처 보정기의 예:싱글 미러 시스템– Jones-Bird
  20. ^ 망원경 – 개요 및 망원경 유형, 대격변형 뉴턴

레퍼런스

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  • Smith, Warren J., McGraw-Hill Inc., Modern Optical Engineering, 1966, 페이지 400