Optische und Infrarot-Teleskope
Optische und Infrarot-Teleskope sammeln und bündeln sichtbares und nahinfrarotes bis mittelinfrarotes Licht, wodurch die Lichtsammelleistung, die Winkelauflösung und das Gesichtsfeld bestimmt werden, die festlegen, was Astronomen beobachten können.
Definition
Ein optisches oder Infrarot-Teleskop ist ein Instrument, das Linsen oder Spiegel verwendet, um elektromagnetische Strahlung im Bereich von etwa 0,3 bis 30 Mikrometer zu sammeln und zu fokussieren, wo sie abgebildet, dispergiert oder photometrisch gemessen werden kann.
Scope
Dieser Bereich umfasst die optischen Konfigurationen von Spiegelteleskopen und Linsenteleskopen, die Herstellung und Lagerung großer Primärspiegel, die besonderen Anforderungen der Infrarotbeobachtung einschließlich thermischem Hintergrund und Detektorkühlung sowie die mechanischen Montierungen und Antriebe, die Teleskope gegen die Erdrotation ausrichten und nachführen.
Sub-topics
Core questions
- Was bestimmt die Lichtsammelleistung und die Winkelauflösung eines Teleskops?
- Wie werden große, präzise Spiegel hergestellt und gegen Schwerkraft und thermische Veränderungen in Form gehalten?
- Was unterscheidet die Infrarotbeobachtung von der Beobachtung im sichtbaren Licht?
- Wie werden Teleskope präzise am Himmel ausgerichtet und nachgeführt?
Key theories
- Apertur, Auflösung und die Beugungsgrenze
- Die Sammelfläche skaliert mit dem Quadrat des Aperturdurchmessers, während die beugungsbegrenzte Winkelauflösung umgekehrt mit dem Durchmesser skaliert, sodass größere Teleskope sowohl schwächere als auch feinere Details erkennen.
- Optische Konfigurationen von Spiegelteleskopen
- Designs wie Cassegrain, Ritchey-Chretien und Gregorian ordnen Primär- und Sekundärspiegel an, um Aberrationen wie Koma und Astigmatismus über ein nutzbares Gesichtsfeld zu kontrollieren.
- Aktive Unterstützung großer Spiegel
- Große moderne Primärspiegel sind dünn oder segmentiert und werden durch computergesteuerte Aktuatoren in Form gehalten, die gravitative und thermische Verformungen ausgleichen, während sich das Teleskop bewegt.
Clinical relevance
Optische und Infrarot-Teleskope sind die Grundlage nahezu jedes Zweigs der beobachtenden Astronomie, von der Vermessung entfernter Galaxien bis zur Charakterisierung von Exoplaneten; Fortschritte in der Spiegeltechnologie und der Infrarotinstrumentierung erweitern direkt die für die Forschung zugängliche Schwachlicht- und Wellenlängenbereiche.
History
Galileos Refraktor eröffnete 1609 die teleskopische Astronomie, und Newtons Reflektor löste die chromatische Aberration. Das 20. Jahrhundert brachte immer größere Glasspiegel hervor, die im 5-Meter-Hale-Teleskop gipfelten, wonach die Technologie der segmentierten und dünnen Meniskusspiegel sowie die aktive Unterstützung die heutige Generation von 8- bis 10-Meter-Teleskopen und die derzeit im Bau befindlichen extrem großen Teleskope ermöglichten.
Key figures
- Isaac Newton
- George Willis Ritchey
- Henri Chretien
- Roger Angel
Related topics
Seminal works
- kitchin2013
- schroeder2000
- bely2003
Frequently asked questions
- Warum sind fast alle großen modernen Teleskope Reflektoren und keine Refraktoren?
- Große Linsen verformen sich unter ihrem Eigengewicht, leiden unter chromatischer Aberration und können nur an ihren Rändern gestützt werden, während Spiegel über ihre gesamte Rückseite gestützt werden können und alle Wellenlängen gleichermaßen reflektieren. Diese praktischen Grenzen begrenzen Refraktoren effektiv auf etwa einen Meter, sodass alle großen Teleskope Spiegel verwenden.
- Warum befinden sich viele Infrarot-Teleskope auf hohen, trockenen Bergen oder fliegen über der Atmosphäre?
- Wasserdampf und die warme Atmosphäre absorbieren und emittieren stark im Infrarotbereich, wodurch schwache Signale überdeckt werden. Hohe, trockene Standorte, luftgestützte Plattformen und Weltraumteleskope reduzieren diesen Hintergrund, und Infrarotinstrumente werden auch gekühlt, damit die Eigenwärme des Teleskops die Beobachtung nicht überfordert.