望遠鏡を反射する原理

一般的な反射望遠鏡システムは、通常、ニュートンタイプまたはカセグレンタイプです。 これらの望遠鏡は、光を収束させて画像を形成するための主鏡として凹面鏡を使用し、それによってレンズに関連する色収差を回避します。

現代の科学者は望遠鏡の長さを無限に伸ばすことによって色収差を低減しようとしていましたが、ニュートンは屈折望遠鏡の色収差は避けられないと信じていました。 そのため、彼は2.5cmの銅-スズ-ヒ素合金を球形に接地し、焦点の前に配置された平らな鏡を使用して、チューブから焦点を外しました。 1668年に、彼はニュートン望遠鏡として知られる最初の反射望遠鏡の作成に成功しました。これは、依然として最も一般的なタイプの反射望遠鏡です。 1672年、カセグレインは放物線状のプライマリミラーと双曲式のセカンダリミラーを備えたデザインを発表しました。これにより、光路が非常にコンパクトな構造に折りたたまれました。

ニュートンが反射望遠鏡を設計した最初の人ではなかったことは注目に値します。 1663年、グレゴリーは「Optica Promota」で、2つの凹面鏡を使用して主鏡の後ろに直立した画像を形成する光学システムを公開しました。 この設計は、グレゴリオ望遠鏡として知られる、焦点の後ろに配置された放物線状の一次ミラーと凹状の楕円形の二次ミラーを特徴としていました。 この設計のすべての表面は非球面であったため、強力な実用的なスキルを欠いたグレゴリーは、使用可能な望遠鏡を製造することができませんでした。 フックがこの設計の実用的なモデルを首尾よく構築したのは10年後のことでした。

最新のニュートン反射器は、主鏡として放物面鏡を使用します。これは、平行光線を焦点に収束させるため、球面鏡によって引き起こされる球面収差を回避します (図を参照)。 しかし、星は位置していますオフアクシスミラー彗星のような形に歪んで見えることがあります。これはコマとして知られる現象です。

反射望遠鏡はミラーを使用して画像を形成するため、光はレンズを通過しないため、特別なガラスが不要になります。 同じ開口サイズの場合、ニュートン望遠鏡はより手頃な価格です。 鏡面の精度は画質に大きな影響を与えるため、ミラー製造の精度は反射望遠鏡を評価するための重要な指標です。 最新のニュートン反射板は、主鏡に重金属を使用せず、代わりにアルミニウムでコーティングされたガラスを使用しています。 反射望遠鏡には二次鏡が必要なため、輸送後にコリメートする必要があり、面倒な場合があります。

ほとんどすべての大型研究グレードの望遠鏡は反射板です。 たとえば、有名なハッブル宇宙望遠鏡は、カセグレン反射望遠鏡を使用しています (図に示すように)。 この好みの主な理由は、屈折器に対する反射器の主な利点です。色収差がないこと、コストが低いこと、およびより大きな開口部を実現できることです。