टेलीस्कोपिक बीम पथ के साथ ऑप्टिकल उपकरण: केपलर ट्यूब और गैलिलियन ट्यूब। पाइप के आवर्धन को निर्धारित करने की इस विधि को गैलिलियन विधि कहा जाता है, स्थापना के विशिष्ट कार्यान्वयन के बारे में कुछ शब्द

एक स्पॉटिंग स्कोप (रेफ्रेक्टर टेलीस्कोप) को दूर की वस्तुओं का अवलोकन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ट्यूब में 2 लेंस होते हैं: एक ऑब्जेक्टिव और एक ऐपिस।

परिभाषा 1

लेंसलंबी फोकल लंबाई वाला एक अभिसारी लेंस है।

परिभाषा 2

ऐपिस- यह कम फोकल लंबाई वाला लेंस है।

अभिसरण या अपसारी लेंस का उपयोग नेत्रिका के रूप में किया जाता है।

दूरबीन का कंप्यूटर मॉडल

कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग करके, आप 2 लेंसों से केप्लर टेलीस्कोप के संचालन को प्रदर्शित करने वाला एक मॉडल बना सकते हैं। दूरबीन को खगोलीय अवलोकन के लिए डिज़ाइन किया गया है। चूंकि डिवाइस एक उलटी छवि प्रदर्शित करता है, यह जमीन-आधारित अवलोकनों के लिए असुविधाजनक है। प्रोग्राम को इस तरह से कॉन्फ़िगर किया गया है कि पर्यवेक्षक की आंख अनंत दूरी तक समायोजित हो सके। इसलिए, दूरबीन में किरणों का एक दूरबीन पथ किया जाता है, यानी, दूर के बिंदु से किरणों का एक समानांतर किरण, जो कोण ψ पर लेंस में प्रवेश करती है। यह बिल्कुल समानांतर किरण की तरह ही ऐपिस से बाहर निकलता है, लेकिन एक अलग कोण φ पर ऑप्टिकल अक्ष के संबंध में।

कोणीय आवर्धन

दूरबीन का कोणीय आवर्धनकोण ψ और φ का अनुपात है, जिसे सूत्र γ = φ ψ द्वारा व्यक्त किया जाता है।

निम्नलिखित सूत्र लेंस एफ 1 और ऐपिस एफ 2 की फोकल लंबाई के माध्यम से दूरबीन के कोणीय आवर्धन को दर्शाता है:

γ = - एफ 1 एफ 2।

एफ 1 लेंस के सामने कोणीय आवर्धन सूत्र में दिखाई देने वाले नकारात्मक चिह्न का अर्थ है कि छवि उलटी है।

यदि वांछित है, तो आप लेंस और ऐपिस की फोकल लंबाई F 1 और F 2 और कोण ψ को बदल सकते हैं। कोण φ और कोणीय आवर्धन γ के मान डिवाइस स्क्रीन पर दर्शाए गए हैं।

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बहुत दूर की वस्तुएँ नहीं?

मान लीजिए कि हम किसी अपेक्षाकृत निकट की वस्तु को अच्छी तरह से देखना चाहते हैं। केप्लर ट्यूब की मदद से यह काफी संभव है। इस मामले में, लेंस द्वारा निर्मित छवि लेंस के पिछले फोकल तल से थोड़ी आगे होगी। और ऐपिस को इस प्रकार स्थित किया जाना चाहिए कि यह छवि ऐपिस के सामने वाले फोकल तल में हो (चित्र 17.9) (यदि हम अपनी दृष्टि पर दबाव डाले बिना अवलोकन करना चाहते हैं)।

समस्या 17.1.केप्लर ट्यूब को अनंत पर सेट किया गया है। इसके बाद इस ट्यूब की नेत्रिका को लेंस से दूर D दूरी पर ले जाया जाता है एल= 0.50 सेमी, दूरी पर स्थित वस्तुएं पाइप के माध्यम से स्पष्ट रूप से दिखाई देने लगीं डी. यदि लेंस की फोकल लंबाई है तो यह दूरी निर्धारित करें एफ 1 = 50.00 सेमी.

लेंस को हिलाने के बाद यह दूरी बराबर हो गई

एफ = एफ 1+डी एल= 50.00 सेमी + 0.50 सेमी = 50.50 सेमी.

आइए उद्देश्य के लिए लेंस सूत्र लिखें:

उत्तर: डी»51 मी.

रुकना! स्वयं निर्णय लें: बी4, सी4।

गैलीलियो की तुरही

पहला टेलीस्कोप केपलर द्वारा नहीं, बल्कि 1609 में इतालवी वैज्ञानिक, भौतिक विज्ञानी, मैकेनिक और खगोलशास्त्री गैलीलियो गैलीली (1564-1642) द्वारा डिजाइन किया गया था। गैलीलियो के टेलीस्कोप में, केपलर के टेलीस्कोप के विपरीत, ऐपिस एक संग्रह नहीं है, बल्कि बिखरनेलेंस, इसलिए इसमें किरणों का मार्ग अधिक जटिल है (चित्र 17.10)।

किसी वस्तु से निकलने वाली किरणें अब, लेंस से गुजरें - एक एकत्रित लेंस के बारे में 1, जिसके बाद वे किरणों की अभिसारी किरणें बनाते हैं। यदि वस्तु अब- असीम रूप से दूर, फिर उसकी वास्तविक छवि अबलेंस के फोकल तल में होना होगा। इसके अलावा, यह छवि छोटी और उलटी हो जाएगी। लेकिन अभिसारी किरणों के पथ में एक नेत्रिका होती है - एक अपसारी लेंस के बारे में 2, जिसके लिए छवि अबएक काल्पनिक स्रोत है. ऐपिस किरणों की एक अभिसारी किरण को अपसारी किरण में बदल देता है और बनाता है आभासी प्रत्यक्ष छवि ए¢ में¢.

चावल। 17.10

देखने का कोण b जिस पर हम छवि देखते हैं ए 1 में 1, स्पष्ट रूप से उस दृश्य कोण a से बड़ा है जिस पर वस्तु दिखाई देती है अबनंगी आँखों से.

पाठक: यह किसी तरह बहुत पेचीदा है... हम पाइप के कोणीय आवर्धन की गणना कैसे कर सकते हैं?

चावल। 17.11

लेंस वास्तविक छवि देता है ए 1 मेंफोकल तल में 1. अब आइए ऐपिस के बारे में याद रखें - एक अपसारी लेंस जिसके लिए छवि ए 1 में 1 एक काल्पनिक स्रोत है.

आइए इस काल्पनिक स्रोत की एक छवि बनाएं (चित्र 17.12)।

1. आइए एक किरण बनाएं में 1 के बारे मेंलेंस के ऑप्टिकल केंद्र के माध्यम से - यह किरण अपवर्तित नहीं होती है।

चावल। 17.12

2. आइए बिंदु से निकालें में 1 किरण में 1 साथ, मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर। लेंस के साथ प्रतिच्छेदन तक (अनुभाग सीडी) एक बहुत ही वास्तविक किरण है, और क्षेत्र में डी.वी 1 एक विशुद्ध रूप से "मानसिक" पंक्ति है - बिंदु तक में 1 सच मेंरे सीडीनहीं पहुंचता! यह इसलिए अपवर्तित होता है विस्तारअपवर्तित किरण अपसारी लेंस के मुख्य अग्र फोकस - बिंदु से होकर गुजरती है एफ 2 .

बीम चौराहा 1 किरण निरंतरता के साथ 2 एक बिंदु बनाओ में 2- किसी काल्पनिक स्रोत की काल्पनिक छवि में 1 . एक बिंदु से गिरना में 2 मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के लंबवत, हमें एक बिंदु मिलता है ए 2 .

अब ध्यान दें कि ऐपिस से छवि किस कोण पर दिखाई देती है ए 2 में 2 कोण है ए 2 ओबी 2 = बी. डी से ए 1 ओबी 1 कोना. परिमाण | डी| ऐपिस लेंस सूत्र से पाया जा सकता है: यहाँ काल्पनिकस्रोत देता है काल्पनिकअपसारी लेंस में छवि, इसलिए लेंस सूत्र है:

.

यदि हम चाहते हैं कि आंखों पर दबाव डाले बिना अवलोकन संभव हो, तो एक आभासी छवि ए 2 में 2 को अनंत तक "भेजा" जाना चाहिए: | एफ| ® ¥. फिर नेत्रिका से किरणों की समानांतर किरणें निकलेंगी। और काल्पनिक स्रोत ए 1 मेंऐसा करने के लिए, 1 को अपसारी लेंस के पिछले फोकल तल में होना चाहिए। वास्तव में, जब | एफ | ® ¥

.

यह "सीमित" मामला चित्र में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है। 17.13.

डी से ए 1 के बारे में 1 में 1

एच 1 = एफ 1 ए, (1)

डी से ए 1 के बारे में 2 में 1

एच 1 = |एफ 1 |बी, (2)

आइए हम समानताओं (1) और (2) के दाहिने पक्षों की बराबरी करें, हमें प्राप्त होता है

.

तो, हमें गैलीलियो की नली का कोणीय आवर्धन मिला

जैसा कि हम देख सकते हैं, सूत्र केपलर ट्यूब के संबंधित सूत्र (17.2) के बहुत समान है।

गैलीलियो के पाइप की लंबाई, जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है। 17.13, बराबर

एल = एफ 1 – |एफ 2 |. (17.14)

समस्या 17.2.थिएटर दूरबीन का लेंस फोकल लंबाई वाला एक अभिसारी लेंस होता है एफ 1 = 8.00 सेमी, और ऐपिस एक फोकल लंबाई वाला अपसारी लेंस है एफ 2 = -4.00 सेमी . यदि छवि को आंख द्वारा सर्वोत्तम दृष्टि की दूरी से देखा जाए तो लेंस और ऐपिस के बीच की दूरी क्या है? आपको ऐपिस को कितना हिलाने की आवश्यकता है ताकि छवि को अनंत तक समायोजित आंख से देखा जा सके?

नेत्रिका के संबंध में यह छवि दूरी पर स्थित एक काल्पनिक स्रोत की भूमिका निभाती है एनेत्रिका के तल के पीछे. आभासी छवि एसनेत्रिका द्वारा दिया गया 2 दूरी पर है डी 0 ऐपिस तल के सामने, कहाँ डी 0 – सामान्य आँख की सर्वोत्तम दृष्टि की दूरी.

आइए ऐपिस के लिए लेंस सूत्र लिखें:

लेंस और ऐपिस के बीच की दूरी, जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है। 17.14, बराबर

एल = एफ 1 – ए= 8.00 – 4.76 »3.24 सेमी.

उस स्थिति में जब आंख को अनंत तक समायोजित किया जाता है, सूत्र (17.4) के अनुसार पाइप की लंबाई बराबर होती है

एल 1 = एफ 1 – |एफ 2 | = 8.00 – 4.00 » 4.00 सेमी.

इसलिए, नेत्रिका विस्थापन है

डी एल = एल - एल 1 = 4.76 – 4.00 » 0.76 सेमी.

उत्तर: एल»3.24 सेमी; डी एल»0.76 सेमी.

रुकना! स्वयं निर्णय लें: बी6, सी5, सी6।

पाठक: क्या गैलीलियो की तुरही स्क्रीन पर छवि बना सकती है?

चावल। 17.15

हम जानते हैं कि एक अपसारी लेंस केवल एक ही स्थिति में वास्तविक छवि बना सकता है: यदि काल्पनिक स्रोत लेंस के पीछे पिछले फोकस के सामने स्थित है (चित्र 17.15)।

समस्या 17.3.गैलिलियन टेलीस्कोप लेंस फोकल प्लेन में सूर्य की एक सच्ची छवि बनाता है। लेंस और ऐपिस के बीच कितनी दूरी पर सूर्य की छवि स्क्रीन पर प्राप्त की जा सकती है, जिसका व्यास ऐपिस के बिना प्राप्त होने वाली वास्तविक छवि से तीन गुना बड़ा है? लेंस की फोकल लंबाई एफ 1 = 100 सेमी, नेत्रिका – एफ 2 = -15 सेमी.

अपसारी लेंस स्क्रीन पर बनता है असलीइस काल्पनिक स्रोत की छवि एक खंड है ए 2 में 2. छवि पर आर 1 स्क्रीन पर सूर्य की वास्तविक छवि की त्रिज्या है, और आर- केवल लेंस द्वारा बनाई गई सूर्य की वास्तविक छवि की त्रिज्या (आईपिस की अनुपस्थिति में)।

समानता से डी ए 1 ओबी 1 और डी ए 2 ओबी 2 हमें मिलता है:

.

आइए इसे ध्यान में रखते हुए, ऐपिस के लिए लेंस सूत्र लिखें डी< 0 – источник мнимый, च > 0 - मान्य छवि:

|डी| = 10 सेमी.

फिर चित्र से. 17.16 आवश्यक दूरी ज्ञात कीजिए एलऐपिस और लेंस के बीच:

एल = एफ 1 – |डी| = 100 – 10 = 90 सेमी.

उत्तर: एल= 90 सेमी.

रुकना! अपने लिए निर्णय लें: C7, C8।

इन दिनों हम ऑप्टिकल टेलीस्कोप के निर्माण की 400वीं वर्षगांठ मना रहे हैं - सबसे सरल और सबसे प्रभावी वैज्ञानिक उपकरण जिसने मानवता के लिए ब्रह्मांड का द्वार खोल दिया। पहली दूरबीनें बनाने का सम्मान सही मायनों में गैलीलियो को है।

जैसा कि आप जानते हैं, गैलीलियो गैलीली ने 1609 के मध्य में लेंस के साथ प्रयोग करना शुरू किया था, जब उन्हें पता चला कि नेविगेशन की जरूरतों के लिए हॉलैंड में एक दूरबीन का आविष्कार किया गया था। इसे 1608 में, संभवतः एक-दूसरे से स्वतंत्र रूप से, डच ऑप्टिशियंस हंस लिपरशी, जैकब मेटियस और जकर्याह जेनसन द्वारा बनाया गया था। केवल छह महीनों में, गैलीलियो इस आविष्कार में उल्लेखनीय सुधार करने, इसके सिद्धांत पर एक शक्तिशाली खगोलीय उपकरण बनाने और कई अद्भुत खोजें करने में कामयाब रहे।

दूरबीन को बेहतर बनाने में गैलीलियो की सफलता को आकस्मिक नहीं माना जा सकता। उस समय तक इतालवी ग्लास मास्टर पहले से ही पूरी तरह से प्रसिद्ध हो चुके थे: 13वीं शताब्दी में। उन्होंने चश्मे का आविष्कार किया। और यह इटली में था कि सैद्धांतिक प्रकाशिकी अपने सर्वोत्तम स्तर पर थी। लियोनार्डो दा विंची के कार्यों के माध्यम से, यह ज्यामिति के एक खंड से व्यावहारिक विज्ञान में बदल गया। उन्होंने 15वीं सदी के अंत में लिखा था, "अपनी आंखों के लिए चश्मा बनाएं ताकि आप चंद्रमा को बड़ा देख सकें।" यह संभव है, हालाँकि इसका कोई प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं है कि लियोनार्डो एक दूरबीन प्रणाली लागू करने में कामयाब रहे।

उन्होंने 16वीं शताब्दी के मध्य में प्रकाशिकी पर मौलिक शोध किया। इटालियन फ्रांसेस्को मौरोलिकस (1494-1575)। उनके हमवतन जियोवानी बतिस्ता डे ला पोर्टा (1535-1615) ने प्रकाशिकी को दो शानदार काम समर्पित किए: "प्राकृतिक जादू" और "अपवर्तन पर"। उत्तरार्द्ध में, वह दूरबीन का ऑप्टिकल डिज़ाइन भी देता है और दावा करता है कि वह बड़ी दूरी पर छोटी वस्तुओं को देखने में सक्षम था। 1609 में, उन्होंने दूरबीन के आविष्कार में प्राथमिकता का बचाव करने की कोशिश की, लेकिन इसके लिए तथ्यात्मक सबूत पर्याप्त नहीं थे। जो भी हो, इस क्षेत्र में गैलीलियो का काम अच्छी तरह से तैयार जमीन पर शुरू हुआ। लेकिन, गैलीलियो के पूर्ववर्तियों को श्रद्धांजलि देते हुए, हमें याद रखना चाहिए कि यह वह व्यक्ति था जिसने एक मज़ेदार खिलौने से एक कार्यात्मक खगोलीय उपकरण बनाया था।

गैलीलियो ने अपने प्रयोगों को एक उद्देश्य के रूप में एक सकारात्मक लेंस और एक ऐपिस के रूप में एक नकारात्मक लेंस के एक सरल संयोजन के साथ शुरू किया, जिससे तीन गुना आवर्धन हुआ। अब इस डिज़ाइन को थिएटर दूरबीन कहा जाता है। चश्मे के बाद यह सबसे लोकप्रिय ऑप्टिकल डिवाइस है। बेशक, आधुनिक थिएटर दूरबीन लेंस और ऐपिस के रूप में उच्च गुणवत्ता वाले लेपित लेंस का उपयोग करते हैं, कभी-कभी कई चश्मे से बने जटिल लेंस भी। वे दृश्य का विस्तृत क्षेत्र और उत्कृष्ट चित्र प्रदान करते हैं। गैलीलियो ने अभिदृश्यक और नेत्रिका दोनों के लिए सरल लेंस का उपयोग किया। उनकी दूरबीनें गंभीर रंगीन और गोलाकार विपथन से पीड़ित थीं, यानी। एक ऐसी छवि बनाई जो किनारों पर धुंधली थी और विभिन्न रंगों में फोकसहीन थी।

हालाँकि, गैलीलियो ने डच मास्टर्स की तरह, "थिएटर दूरबीन" के साथ काम करना बंद नहीं किया, बल्कि लेंस के साथ प्रयोग जारी रखा और जनवरी 1610 तक 20 से 33 गुना तक आवर्धन के साथ कई उपकरण बनाए। यह उनकी मदद से था कि उन्होंने अपनी उल्लेखनीय खोजें कीं: उन्होंने बृहस्पति के उपग्रहों, चंद्रमा पर पहाड़ों और गड्ढों, आकाशगंगा में असंख्य तारों आदि की खोज की। मार्च 1610 के मध्य में ही, गैलीलियो का काम लैटिन में प्रकाशित हुआ था वेनिस में 550 प्रतियां। स्टाररी मैसेंजर", जहां दूरबीन खगोल विज्ञान की इन पहली खोजों का वर्णन किया गया था। सितंबर 1610 में, वैज्ञानिक ने शुक्र के चरणों की खोज की, और नवंबर में उन्होंने शनि पर एक अंगूठी के संकेत खोजे, हालांकि उन्हें अपनी खोज के सही अर्थ के बारे में कोई जानकारी नहीं थी ("मैंने तीन में सबसे ऊंचे ग्रह का अवलोकन किया," वह लिखते हैं) एक विपर्यय, खोज की प्राथमिकता को सुरक्षित करने की कोशिश कर रहा है)। संभवतः बाद की शताब्दियों में किसी भी दूरबीन ने गैलीलियो की पहली दूरबीन के समान विज्ञान में इतना योगदान नहीं दिया।

हालाँकि, वे खगोल विज्ञान के प्रति उत्साही जिन्होंने चश्मे के चश्मे से दूरबीनों को इकट्ठा करने की कोशिश की है, वे अक्सर उनके डिजाइन की छोटी क्षमताओं से आश्चर्यचकित होते हैं, जो स्पष्ट रूप से गैलीलियो के घर में बने दूरबीन की "अवलोकन क्षमताओं" में हीन हैं। अक्सर, आधुनिक "गैलीलियो" बृहस्पति के उपग्रहों का भी पता नहीं लगा सकते हैं, शुक्र के चरणों का तो जिक्र ही नहीं।

फ्लोरेंस में, विज्ञान के इतिहास के संग्रहालय में (प्रसिद्ध उफीज़ी आर्ट गैलरी के बगल में), गैलीलियो द्वारा निर्मित पहली दूरबीनों में से दो रखी गई हैं। तीसरे टेलीस्कोप का एक टूटा हुआ लेंस भी है। इस लेंस का उपयोग गैलीलियो द्वारा 1609-1610 में कई अवलोकनों के लिए किया गया था। और उनके द्वारा ग्रैंड ड्यूक फर्डिनेंड द्वितीय को प्रस्तुत किया गया था। बाद में लेंस गलती से टूट गया। गैलीलियो की मृत्यु (1642) के बाद, इस लेंस को प्रिंस लियोपोल्ड डे मेडिसी ने रखा था, और उनकी मृत्यु (1675) के बाद इसे उफीज़ी गैलरी में मेडिसी संग्रह में जोड़ा गया था। 1793 में, संग्रह को विज्ञान के इतिहास के संग्रहालय में स्थानांतरित कर दिया गया था।

उत्कीर्णक विटोरियो क्रॉस्टन द्वारा गैलीलियन लेंस के लिए बनाया गया सजावटी आकृति वाला हाथीदांत फ्रेम बहुत दिलचस्प है। समृद्ध और जटिल पुष्प पैटर्न वैज्ञानिक उपकरणों की छवियों के साथ जुड़े हुए हैं; पैटर्न में कई लैटिन शिलालेख व्यवस्थित रूप से शामिल हैं। शीर्ष पर पहले एक रिबन था, जो अब खो गया है, जिस पर लिखा है "मेडिसिया साइडेरा" ("मेडिसी स्टार्स")। रचना के मध्य भाग को उसके 4 उपग्रहों की कक्षाओं के साथ बृहस्पति की छवि के साथ ताज पहनाया गया है, जो "क्लारा ड्यूम सोबोल्स मैग्नम आईओविस इंक्रीमेंटम" ("गौरवशाली [युवा] देवताओं की पीढ़ी, बृहस्पति की महान संतान") से घिरा हुआ है। . बायीं और दायीं ओर सूर्य और चंद्रमा के रूपक चेहरे हैं। लेंस के चारों ओर पुष्पांजलि बुनने वाले रिबन पर शिलालेख में लिखा है: "HIC ET PRIMUS RETEXIT MACULAS PHEBI ET IOVIS ASTRA" ("वह फोएबस (यानी सूर्य) और बृहस्पति के सितारों दोनों की खोज करने वाले पहले व्यक्ति थे")। नीचे दिए गए कार्टूचे पर पाठ है: "कोइलम लिनसी गैलीली मेंटी एपर्टम विट्रिया प्राइमा एचएसी मोल नॉन डम वीज़ा ओस्टेंडिट सिडेरा मेडिसिया आईयूआरई एबी इन्वेंटोर डिक्टा सेपियन्स नेम्पे डोमिनाटूर एट एस्ट्रिस" ("आकाश, गैलीलियो के उत्सुक दिमाग के लिए खुला, इसके लिए धन्यवाद पहली कांच की वस्तु, जिसने तारे दिखाए, तब से आज तक अदृश्य है, जिसे उनके खोजकर्ता मेडिसीन ने ठीक ही कहा है। आखिरकार, ऋषि सितारों पर शासन करते हैं")।

प्रदर्शनी के बारे में जानकारी विज्ञान के इतिहास संग्रहालय की वेबसाइट पर मौजूद है: लिंक नंबर 100101; संदर्भ #404001.

बीसवीं सदी की शुरुआत में, फ्लोरेंस संग्रहालय में संग्रहीत गैलीलियो की दूरबीनों का अध्ययन किया गया (तालिका देखें)। यहां तक ​​कि उनसे खगोलीय अवलोकन भी किये गये।

गैलीलियो दूरबीनों के पहले लेंस और ऐपिस की ऑप्टिकल विशेषताएँ (मिमी में आयाम)

यह पता चला कि पहली ट्यूब का रिज़ॉल्यूशन 20" और देखने का क्षेत्र 15" था। और दूसरा क्रमशः 10" और 15" का है। पहली ट्यूब का आवर्धन 14x और दूसरे का 20x था। पहली दो ट्यूबों की ऐपिस के साथ तीसरी ट्यूब का टूटा हुआ लेंस 18 और 35 गुना आवर्धन देगा। तो, क्या गैलीलियो ने ऐसे अपूर्ण उपकरणों का उपयोग करके अपनी अद्भुत खोजें की होंगी?

ऐतिहासिक प्रयोग

यह बिल्कुल वही सवाल है जो अंग्रेज स्टीफन रिंगवुड ने खुद से पूछा था और इसका उत्तर जानने के लिए उन्होंने गैलीलियो की सर्वश्रेष्ठ दूरबीन (रिंगवुड एस. डी. ए गैलिलियन दूरबीन // द क्वार्टरली जर्नल ऑफ द रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी, 1994) की एक सटीक प्रति बनाई। खंड 35, 1, पृ. 43-50) . अक्टूबर 1992 में, स्टीव रिंगवुड ने गैलीलियो की तीसरी दूरबीन के डिज़ाइन को फिर से बनाया और इसके साथ सभी प्रकार के अवलोकन करने में एक वर्ष बिताया। उनकी दूरबीन के लेंस का व्यास 58 मिमी और फोकल लंबाई 1650 मिमी थी। गैलीलियो की तरह, रिंगवुड ने मर्मज्ञ शक्ति के अपेक्षाकृत कम नुकसान के साथ बेहतर छवि गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए अपने लेंस को डी = 38 मिमी के एपर्चर व्यास पर रोक दिया। ऐपिस एक नकारात्मक लेंस था जिसकी फोकल लंबाई -50 मिमी थी, जो 33 गुना आवर्धन देता था। चूँकि इस टेलीस्कोप डिज़ाइन में ऐपिस को लेंस के फोकल प्लेन के सामने रखा गया है, ट्यूब की कुल लंबाई 1440 मिमी थी।

रिंगवुड गैलीलियो टेलीस्कोप का सबसे बड़ा नुकसान इसके दृश्य क्षेत्र को छोटा मानते हैं - केवल 10", या चंद्र डिस्क का एक तिहाई। इसके अलावा, दृश्य क्षेत्र के किनारे पर, छवि गुणवत्ता बहुत कम है। सरल का उपयोग करना रेले मानदंड, जो लेंस की विभेदन शक्ति की विवर्तन सीमा का वर्णन करता है, कोई 3.5-4.0 पर गुणवत्ता वाली छवियों की अपेक्षा कर सकता है। हालाँकि, रंगीन विपथन ने इसे घटाकर 10-20" कर दिया। दूरबीन की भेदन शक्ति का अनुमान एक सरल सूत्र (2 + 5lg) का उपयोग करके लगाया गया है। डी), +9.9 मीटर के आसपास अपेक्षित था। हालाँकि, वास्तव में +8 मीटर से कमज़ोर तारों का पता लगाना संभव नहीं था।

चंद्रमा का अवलोकन करते समय दूरबीन ने अच्छा प्रदर्शन किया। गैलीलियो द्वारा अपने पहले चंद्र मानचित्रों पर चित्रित किए गए विवरणों से भी अधिक विवरणों को समझना संभव था। "शायद गैलीलियो एक महत्वहीन ड्राफ्ट्समैन थे, या उन्हें चंद्र सतह के विवरण में बहुत दिलचस्पी नहीं थी?" - रिंगवुड आश्चर्यचकित है। या शायद गैलीलियो का दूरबीन बनाने और उनसे अवलोकन करने का अनुभव अभी तक पर्याप्त व्यापक नहीं था? हमें ऐसा लगता है कि यही कारण है. गैलीलियो के अपने हाथों से पॉलिश किए गए कांच की गुणवत्ता आधुनिक लेंसों से प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकती थी। और, निःसंदेह, गैलीलियो ने तुरंत दूरबीन से देखना नहीं सीखा: दृश्य अवलोकन के लिए काफी अनुभव की आवश्यकता होती है।

वैसे, पहली दूरबीनों के निर्माता - डच - ने खगोलीय खोजें क्यों नहीं कीं? थिएटर दूरबीन (आवर्धन 2.5-3.5 गुना) और फ़ील्ड दूरबीन (आवर्धन 7-8 गुना) के साथ अवलोकन करने के बाद, आप देखेंगे कि उनकी क्षमताओं के बीच एक अंतर है। आधुनिक उच्च-गुणवत्ता वाले 3x दूरबीन इसे संभव बनाते हैं (जब एक आंख से देखते हैं!) सबसे बड़े चंद्र क्रेटर को मुश्किल से ही नोटिस कर पाते हैं; जाहिर है, समान आवर्धन, लेकिन कम गुणवत्ता वाला एक डच तुरही भी ऐसा नहीं कर सका। फ़ील्ड दूरबीन, जो गैलीलियो की पहली दूरबीनों के समान ही क्षमताएं प्रदान करती हैं, हमें कई गड्ढों के साथ चंद्रमा को उसकी पूरी महिमा में दिखाती हैं। डच तुरही में सुधार करके, कई गुना अधिक आवर्धन प्राप्त करके, गैलीलियो ने "खोज की दहलीज" पर कदम रखा। तब से, यह सिद्धांत प्रायोगिक विज्ञान में विफल नहीं हुआ है: यदि आप डिवाइस के अग्रणी पैरामीटर को कई बार सुधारने का प्रबंधन करते हैं, तो आप निश्चित रूप से एक खोज करेंगे।

बेशक, गैलीलियो की सबसे उल्लेखनीय खोज बृहस्पति के चार उपग्रहों और ग्रह की डिस्क की खोज थी। अपेक्षाओं के विपरीत, दूरबीन की निम्न गुणवत्ता ने बृहस्पति उपग्रहों की प्रणाली के अवलोकन में बहुत हस्तक्षेप नहीं किया। रिंगवुड ने सभी चार उपग्रहों को स्पष्ट रूप से देखा और गैलीलियो की तरह, हर रात ग्रह के सापेक्ष उनकी गतिविधियों को चिह्नित करने में सक्षम था। सच है, एक ही समय में ग्रह और उपग्रह की छवि को अच्छी तरह से फोकस करना हमेशा संभव नहीं था: लेंस का रंगीन विपथन बहुत मुश्किल था।

लेकिन जहां तक ​​बृहस्पति का सवाल है, रिंगवुड, गैलीलियो की तरह, ग्रह की डिस्क पर किसी भी विवरण का पता लगाने में असमर्थ था। भूमध्य रेखा के साथ बृहस्पति को पार करने वाले निम्न-विपरीत अक्षांशीय बैंड विपथन के परिणामस्वरूप पूरी तरह से धुल गए।

शनि का अवलोकन करते समय रिंगवुड को एक बहुत ही दिलचस्प परिणाम प्राप्त हुआ। गैलीलियो की तरह, 33x आवर्धन पर उन्होंने ग्रह के किनारों पर केवल हल्की सूजन ("रहस्यमय उपांग," जैसा कि गैलीलियो ने लिखा था) देखी, जिसे महान इतालवी, निश्चित रूप से, एक अंगूठी के रूप में व्याख्या नहीं कर सके। हालाँकि, रिंगवुड के आगे के प्रयोगों से पता चला कि अन्य उच्च आवर्धन ऐपिस का उपयोग करते समय, स्पष्ट रिंग विशेषताओं को अभी भी देखा जा सकता है। यदि गैलीलियो ने अपने समय में ऐसा किया होता, तो शनि के छल्लों की खोज लगभग आधी सदी पहले हो गई होती और ह्यूजेन्स (1656) की नहीं होती।

हालाँकि, शुक्र के अवलोकन से साबित हुआ कि गैलीलियो जल्दी ही एक कुशल खगोलशास्त्री बन गए। यह पता चला कि सबसे बड़े बढ़ाव पर शुक्र के चरण दिखाई नहीं देते हैं, क्योंकि इसका कोणीय आकार बहुत छोटा है। और केवल जब शुक्र पृथ्वी के करीब आया और चरण 0.25 में इसका कोणीय व्यास 45" तक पहुंच गया, तो इसका अर्धचंद्राकार आकार ध्यान देने योग्य हो गया। इस समय, सूर्य से इसकी कोणीय दूरी अब इतनी बड़ी नहीं थी, और अवलोकन करना मुश्किल था।

रिंगवुड के ऐतिहासिक शोध में सबसे दिलचस्प बात, शायद, गैलीलियो के सूर्य के अवलोकन के बारे में एक पुरानी ग़लतफ़हमी का उजागर होना था। अब तक, यह आम तौर पर स्वीकार किया गया था कि स्क्रीन पर छवि प्रक्षेपित करके गैलिलियन दूरबीन से सूर्य का निरीक्षण करना असंभव था, क्योंकि ऐपिस का नकारात्मक लेंस वस्तु की वास्तविक छवि नहीं बना सकता था। केवल केपलर टेलीस्कोप, जिसका कुछ समय बाद आविष्कार किया गया, जिसमें दो सकारात्मक लेंस शामिल थे, ने इसे संभव बनाया। ऐसा माना जाता था कि पहली बार सूर्य को एक नेत्रिका के पीछे रखी स्क्रीन पर जर्मन खगोलशास्त्री क्रिस्टोफ शाइनर (1575-1650) ने देखा था। उन्होंने केप्लर के साथ मिलकर और स्वतंत्र रूप से 1613 में एक समान डिजाइन की दूरबीन बनाई। गैलीलियो ने सूर्य का अवलोकन कैसे किया? आख़िरकार, वह वही था जिसने सनस्पॉट की खोज की थी। लंबे समय से यह धारणा थी कि गैलीलियो दिन के उजाले को एक ऐपिस के माध्यम से अपनी आंखों से देखते थे, बादलों को प्रकाश फिल्टर के रूप में उपयोग करते थे या क्षितिज के ऊपर कोहरे में सूर्य की तलाश करते थे। ऐसा माना जाता था कि बुढ़ापे में गैलीलियो की दृष्टि की हानि आंशिक रूप से सूर्य के उनके अवलोकन के कारण हुई थी।

हालाँकि, रिंगवुड ने पाया कि गैलीलियो की दूरबीन भी स्क्रीन पर सौर छवि का काफी अच्छा प्रक्षेपण कर सकती है, और सनस्पॉट बहुत स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। बाद में, गैलीलियो के एक पत्र में, रिंगवुड ने एक स्क्रीन पर अपनी छवि पेश करके सूर्य के अवलोकन का विस्तृत विवरण खोजा। यह अजीब है कि इस परिस्थिति पर पहले ध्यान नहीं दिया गया।

मुझे लगता है कि हर खगोल विज्ञान प्रेमी कुछ शामों के लिए "गैलीलियो बनने" की खुशी से इनकार नहीं करेगा। ऐसा करने के लिए, आपको बस एक गैलीलियन दूरबीन बनाने और महान इतालवी की खोजों को दोहराने का प्रयास करने की आवश्यकता है। एक बच्चे के रूप में, इस नोट के लेखकों में से एक ने चश्मे के चश्मे से केप्लरियन ट्यूब बनाईं। और पहले से ही वयस्कता में वह विरोध नहीं कर सका और गैलीलियो के दूरबीन के समान एक उपकरण बनाया। +2 डायोप्टर की क्षमता वाले 43 मिमी व्यास वाले एक अटैचमेंट लेंस का उपयोग लेंस के रूप में किया गया था, और लगभग -45 मिमी की फोकल लंबाई वाला एक ऐपिस एक पुराने थिएटर दूरबीन से लिया गया था। टेलीस्कोप बहुत शक्तिशाली नहीं निकला, केवल 11 गुना आवर्धन के साथ, लेकिन इसका देखने का क्षेत्र छोटा निकला, लगभग 50" व्यास का, और छवि गुणवत्ता असमान है, जो किनारे की ओर काफी खराब हो गई है। हालाँकि, जब लेंस एपर्चर को 22 मिमी के व्यास तक कम कर दिया गया, तो छवियां काफी बेहतर हो गईं, और इससे भी बेहतर - 11 मिमी तक। छवियों की चमक, निश्चित रूप से कम हो गई, लेकिन चंद्रमा के अवलोकनों को इससे भी फायदा हुआ।

जैसा कि अपेक्षित था, जब एक सफेद स्क्रीन पर सूर्य को प्रक्षेपण में देखा गया, तो इस दूरबीन ने वास्तव में सौर डिस्क की एक छवि उत्पन्न की। नकारात्मक ऐपिस ने लेंस की समतुल्य फोकल लंबाई को कई गुना बढ़ा दिया (टेलीफोटो लेंस सिद्धांत)। चूँकि इस बात की कोई जानकारी नहीं है कि गैलीलियो ने किस तिपाई पर अपनी दूरबीन स्थापित की थी, लेखक ने दूरबीन को अपने हाथों में पकड़कर देखा, और एक पेड़ के तने, बाड़ या खुली खिड़की के फ्रेम को हाथ के रूप में इस्तेमाल किया। 11x आवर्धन पर यह पर्याप्त था, लेकिन 30x आवर्धन पर गैलीलियो को स्पष्ट रूप से समस्याएँ हो सकती थीं।

हम मान सकते हैं कि पहली दूरबीन को दोबारा बनाने का ऐतिहासिक प्रयोग सफल रहा। अब हम जानते हैं कि आधुनिक खगोल विज्ञान की दृष्टि से गैलीलियो की दूरबीन एक असुविधाजनक और ख़राब उपकरण थी। हर दृष्टि से यह वर्तमान शौकिया वाद्ययंत्रों से भी हीन था। उसका केवल एक ही फायदा था - वह पहला था, और उसके निर्माता गैलीलियो ने अपने उपकरण से वह सब कुछ "निचोड़" लिया जो संभव था। इसके लिए हम गैलीलियो और उनकी पहली दूरबीन का सम्मान करते हैं।

गैलीलियो बनें

वर्तमान वर्ष 2009 को दूरबीन के जन्म की 400वीं वर्षगांठ के सम्मान में अंतर्राष्ट्रीय खगोल विज्ञान वर्ष घोषित किया गया था। मौजूदा साइटों के अलावा, खगोलीय पिंडों की अद्भुत तस्वीरों वाली कई नई अद्भुत साइटें कंप्यूटर नेटवर्क पर सामने आई हैं।

लेकिन इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि इंटरनेट साइटें दिलचस्प जानकारी से कितनी भरी हुई थीं, गृह मंत्रालय का मुख्य लक्ष्य सभी को वास्तविक ब्रह्मांड का प्रदर्शन करना था। इसलिए, प्राथमिकता वाली परियोजनाओं में सस्ती दूरबीनों का उत्पादन था, जो किसी के लिए भी सुलभ हो। सबसे लोकप्रिय "गैलीलोस्कोप" था - अत्यधिक पेशेवर ऑप्टिकल खगोलविदों द्वारा डिज़ाइन किया गया एक छोटा रेफ्रेक्टर। यह गैलीलियो की दूरबीन की हूबहू नकल नहीं है, बल्कि उसका आधुनिक पुनर्जन्म है। "गैलीलोस्कोप" में दो लेंस वाला अक्रोमैटिक ग्लास लेंस होता है जिसका व्यास 50 मिमी और फोकल लंबाई 500 मिमी होती है। चार-तत्व प्लास्टिक ऐपिस 25x आवर्धन प्रदान करता है, और 2x बार्लो लेंस इसे 50x तक लाता है। दूरबीन का दृश्य क्षेत्र 1.5 o (या बार्लो लेंस के साथ 0.75 o) है। ऐसे उपकरण से गैलीलियो की सभी खोजों को "दोहराना" आसान है।

हालाँकि, गैलीलियो ने स्वयं, ऐसी दूरबीन के साथ, उन्हें बहुत बड़ा बना दिया होगा। उपकरण की $15-20 की कीमत इसे वास्तव में किफायती बनाती है। दिलचस्प बात यह है कि एक मानक सकारात्मक ऐपिस (बार्लो लेंस के साथ भी) के साथ, "गैलीलोस्कोप" वास्तव में एक केपलर ट्यूब है, लेकिन जब ऐपिस के रूप में केवल बार्लो लेंस का उपयोग किया जाता है, तो यह अपने नाम के अनुरूप रहता है, 17x गैलिलियन ट्यूब बन जाता है। महान इटालियन की खोजों को ऐसे (मूल!) विन्यास में दोहराना कोई आसान काम नहीं है।

यह एक बहुत ही सुविधाजनक और काफी व्यापक उपकरण है, जो स्कूलों और नौसिखिया खगोल विज्ञान उत्साही लोगों के लिए उपयुक्त है। इसकी कीमत समान क्षमताओं वाले पहले से मौजूद दूरबीनों की तुलना में काफी कम है। हमारे स्कूलों के लिए ऐसे उपकरण खरीदना अत्यधिक वांछनीय होगा।

स्पॉटिंग स्कोप एक ऑप्टिकल उपकरण है जिसे आंखों से बहुत दूर की वस्तुओं को देखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। माइक्रोस्कोप की तरह, इसमें एक लेंस और एक ऐपिस होता है; दोनों कमोबेश जटिल ऑप्टिकल सिस्टम हैं, हालांकि माइक्रोस्कोप के मामले में उतने जटिल नहीं हैं; हालाँकि, हम योजनाबद्ध रूप से उन्हें पतले लेंस के रूप में प्रस्तुत करेंगे। स्पॉटिंग स्कोप में, लेंस और ऐपिस को इस प्रकार स्थित किया जाता है कि लेंस का पिछला फोकस ऐपिस के सामने के फोकस के साथ लगभग मेल खाता है (चित्र 253)। लेंस अपने पिछले फोकल विमान में अनंत पर किसी वस्तु की वास्तविक कम-उलटी छवि बनाता है; इस छवि को ऐपिस के माध्यम से देखा जाता है, जैसे कि एक आवर्धक कांच के माध्यम से। यदि ऐपिस का अगला फोकस लेंस के पिछले फोकस के साथ मेल खाता है, तो किसी दूर की वस्तु को देखते समय, समानांतर किरणों की किरणें ऐपिस से निकलती हैं, जो शांत अवस्था में (बिना आवास के) सामान्य आंख से अवलोकन के लिए सुविधाजनक है ( सीएफ. § 114). लेकिन यदि प्रेक्षक की दृष्टि सामान्य से कुछ भिन्न होती है, तो ऐपिस को "आंखों में" स्थिति में रखकर स्थानांतरित किया जाता है। ऐपिस को घुमाने से, पर्यवेक्षक से बहुत कम दूरी पर स्थित वस्तुओं की जांच करते समय दूरबीन भी "लक्षित" होती है।

चावल। 253. दूरबीन में लेंस और ऐपिस का स्थान: बैक फोकस। लेंस ऐपिस के सामने वाले फोकस से मेल खाता है

टेलीस्कोप लेंस हमेशा एक संग्रह प्रणाली होनी चाहिए, जबकि ऐपिस एक संग्रह और फैलाव प्रणाली दोनों हो सकती है। एकत्रित (सकारात्मक) नेत्रिका वाले दूरबीन को केपलर ट्यूब (चित्र 254, ए) कहा जाता है, अपसारी (नकारात्मक) नेत्रिका वाले दूरबीन को गैलिलियन ट्यूब (चित्र 254, बी) कहा जाता है। टेलीस्कोप लेंस 1 अपने फोकल प्लेन में किसी दूर की वस्तु की वास्तविक उलटी छवि बनाता है। एक बिंदु से किरणों की एक अपसारी किरण नेत्रिका 2 पर गिरती है; चूँकि ये किरणें ऐपिस के फ़ोकल तल में एक बिंदु से आती हैं, इसलिए इसमें से एक किरण मुख्य अक्ष के कोण पर ऐपिस के द्वितीयक ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर निकलती है। आँख में प्रवेश करते हुए, ये किरणें उसके रेटिना पर एकत्रित होती हैं और स्रोत की वास्तविक छवि देती हैं।

चावल। 254. दूरबीन में किरणों का पथ: क) केपलर दूरबीन; बी) गैलीलियो की तुरही

चावल। 255. प्रिज्म क्षेत्र दूरबीन में किरणों का पथ (ए) और इसकी उपस्थिति (बी)। तीर की दिशा में परिवर्तन किरणों के सिस्टम के भाग से गुजरने के बाद छवि के "उलट" को इंगित करता है

(गैलीलियन ट्यूब (बी) के मामले में, आंख को चित्रित नहीं किया गया है ताकि चित्र अव्यवस्थित न हो।) कोण - वह कोण जो लेंस पर आपतित किरणें अक्ष के साथ बनाती हैं।

गैलीलियो ट्यूब, जो अक्सर सामान्य थिएटर दूरबीन में उपयोग की जाती है, वस्तु की सीधी छवि देती है, जबकि केपलर ट्यूब उलटी छवि देती है। परिणामस्वरूप, यदि केपलर ट्यूब को स्थलीय अवलोकन के लिए काम करना है, तो यह एक रैपिंग सिस्टम (एक अतिरिक्त लेंस या प्रिज्म की प्रणाली) से सुसज्जित है, जिसके परिणामस्वरूप छवि सीधी हो जाती है। ऐसे उपकरण का एक उदाहरण प्रिज्मीय दूरबीन है (चित्र 255)। केपलर ट्यूब का लाभ यह है कि इसमें एक वास्तविक मध्यवर्ती छवि होती है, जिसके तल में एक मापने का पैमाना, चित्र लेने के लिए एक फोटोग्राफिक प्लेट आदि रखी जा सकती है। परिणामस्वरूप, केपलर ट्यूब का उपयोग खगोल विज्ञान और में किया जाता है माप से संबंधित सभी मामले।

स्पॉटिंग स्कोप की मदद से, वे आमतौर पर दूर की वस्तुओं की जांच करते हैं, जिनमें से किरणें लगभग समानांतर, कमजोर रूप से विचलन वाली किरणें बनाती हैं। मुख्य कार्य इन किरणों के कोणीय विचलन को बढ़ाना है ताकि उनके स्रोत रेटिना पर सुलझे हुए दिखाई दें (एक बिंदु में विलीन न हों)।

यह चित्र किरणों का मार्ग दर्शाता है केप्लर ट्यूब, दो अभिसरण लेंसों से मिलकर, उद्देश्य का पिछला फोकस ऐपिस के सामने के फोकस के साथ मेल खाता है। मान लीजिए हम चंद्रमा जैसे दूर स्थित पिंड पर दो बिंदुओं पर विचार कर रहे हैं। पहला बिंदु मुख्य ऑप्टिकल अक्ष के समानांतर एक किरण उत्सर्जित करता है (दिखाया नहीं गया है), और दूसरा, चित्र में खींची गई एक तिरछी किरण है, जो पहले से एक छोटे कोण φ पर जा रही है। यदि कोण φ 1' से कम है, तो रेटिना पर दोनों बिंदुओं की छवियां विलीन हो जाएंगी। बीम के विचलन के कोण को बढ़ाना आवश्यक है। यह कैसे करें चित्र में दिखाया गया है। तिरछी किरण को एक सामान्य फोकल विमान में एकत्र किया जाता है और फिर अलग कर दिया जाता है। लेकिन फिर इसे दूसरे लेंस द्वारा समानांतर में बदल दिया जाता है। दूसरे लेंस के बाद, यह समानांतर किरण अक्षीय किरण से बहुत बड़े कोण φ' पर यात्रा करती है। सरल ज्यामितीय तर्क व्यक्ति को उपकरण (कोणीय) आवर्धन का पता लगाने की अनुमति देता है।

फोकल समतल बिंदु जिस पर तिरछी किरण एकत्र की जाती है, वह किरण की केंद्रीय किरण द्वारा बिना अपवर्तन के पहले लेंस से गुजरने से निर्धारित होती है। दूसरे लेंस के माध्यम से इस किरण के संचरण के कोण को निर्धारित करने के लिए, फोकल विमान के इस बिंदु पर सहायक स्रोत पर विचार करना पर्याप्त है। इससे निकलने वाली किरणें दूसरे लेंस के बाद एक समानांतर किरण में बदल जाएंगी। यह दूसरे लेंस (चित्र) की केंद्रीय किरण के समानांतर होगा। इसका मतलब यह है कि ऊपरी आकृति में खींची गई किरण ऑप्टिकल अक्ष के समान कोण φ' पर जाएगी। यह स्पष्ट है कि और , इसलिए . केपलर ट्यूब का उपकरण आवर्धन फोकल लंबाई के अनुपात के बराबर होता है, इसलिए लेंस की फोकल लंबाई हमेशा बहुत बड़ी होती है। पाइप की क्रिया का सही वर्णन करने के लिए, झुके हुए बंडलों पर विचार करना आवश्यक है। धुरी के समानांतर बीम को पाइप द्वारा छोटे व्यास के बीम में परिवर्तित किया जाता है।

इसलिए, उदाहरण के लिए, तारों को सीधे देखने की तुलना में अधिक प्रकाश ऊर्जा आंख की पुतली में प्रवेश करती है। तारे इतने छोटे होते हैं कि उनकी छवि हमेशा आँख के एक "पिक्सेल" पर बनती है। दूरबीन का उपयोग करके हम रेटिना पर किसी तारे की विस्तारित छवि प्राप्त नहीं कर सकते। हालाँकि, मंद चमकदार तारों का प्रकाश "केंद्रित" किया जा सकता है। इसलिए, पाइप के माध्यम से आप आंखों के लिए अदृश्य तारे देख सकते हैं। इसी तरह, यह बताया गया है कि तारों को दिन के दौरान भी दूरबीन के माध्यम से क्यों देखा जा सकता है, जबकि साधारण आंख से देखने पर उनकी कमजोर रोशनी चमकदार चमकदार वातावरण की पृष्ठभूमि के खिलाफ दिखाई नहीं देती है।

केप्लर ट्यूब में दो कमियाँ हैं जिन्हें ठीक कर दिया गया है गैलीलियो की तुरही. सबसे पहले, केपलर ट्यूब ट्यूब की लंबाई अभिदृश्यक और ऐपिस की फोकल लंबाई के योग के बराबर होती है। यानी यह अधिकतम संभव लंबाई है. दूसरे, और सबसे महत्वपूर्ण बात, यह ट्यूब स्थलीय परिस्थितियों में उपयोग करने के लिए असुविधाजनक है क्योंकि यह एक उलटी छवि बनाती है। किरणों का एक नीचे की ओर किरण ऊपर की ओर किरण में परिवर्तित हो जाता है। खगोलीय अवलोकनों के लिए यह इतना महत्वपूर्ण नहीं है, लेकिन स्थलीय वस्तुओं के अवलोकन के लिए दूरबीनों में प्रिज्म से विशेष "इनवर्टिंग" सिस्टम बनाना आवश्यक है।

गैलीलियो की तुरहीअलग ढंग से व्यवस्थित किया गया है (बाएं चित्र)।

इसमें एक अभिसारी (उद्देश्य) और अपसारी (आईपिस) लेंस होते हैं, जिनका सामान्य फोकस अब दाईं ओर होता है। अब ट्यूब की लंबाई का योग नहीं है, बल्कि लेंस और ऐपिस की फोकल लंबाई के बीच का अंतर है। इसके अलावा, चूंकि किरणें ऑप्टिकल अक्ष से एक दिशा में विचलित होती हैं, इसलिए छवि सीधी होती है। किरण का पथ और उसका परिवर्तन, कोण φ को बढ़ाते हुए चित्र में दिखाया गया है। थोड़ा अधिक जटिल ज्यामितीय तर्क करने के बाद, हम गैलिलियन ट्यूब के वाद्य आवर्धन के लिए उसी सूत्र पर पहुँचते हैं। .

खगोलीय पिंडों का अवलोकन करने के लिए एक और समस्या का समाधान करना होगा। खगोलीय वस्तुएँ आमतौर पर हल्की चमकीली होती हैं। इसलिए, बहुत कम मात्रा में प्रकाश आंख की पुतली में प्रवेश करता है। इसे बढ़ाने के लिए, जितनी संभव हो उतनी बड़ी सतह से प्रकाश को "एकत्रित" करना आवश्यक है जिस पर यह गिरता है। इसलिए, ऑब्जेक्टिव लेंस का व्यास जितना संभव हो उतना बड़ा बनाया जाता है। लेकिन बड़े-व्यास वाले लेंस बहुत भारी होते हैं, निर्माण करना भी मुश्किल होता है और तापमान परिवर्तन और यांत्रिक विरूपण के प्रति संवेदनशील होते हैं, जो छवि को विकृत करते हैं। इसलिए, के बजाय अपवर्तक दूरबीनें(अपवर्तित), अधिक बार उपयोग किया जाने लगा परावर्तक दूरबीनें(प्रतिबिंबित- प्रतिबिंबित)। परावर्तक के संचालन का सिद्धांत यह है कि वास्तविक छवि देने वाले लेंस की भूमिका एक अभिसारी लेंस द्वारा नहीं, बल्कि एक अवतल दर्पण द्वारा निभाई जाती है। दाईं ओर की तस्वीर मकसुतोव द्वारा एक बहुत ही सरल डिजाइन की पोर्टेबल प्रतिबिंबित दूरबीन को दिखाती है। किरणों की एक विस्तृत किरण को अवतल दर्पण द्वारा एकत्र किया जाता है, लेकिन, फोकस तक पहुंचने से पहले, इसे एक सपाट दर्पण द्वारा घुमाया जाता है ताकि इसकी धुरी ट्यूब की धुरी के लंबवत हो जाए। बिंदु s ऐपिस का फोकस है - एक छोटा लेंस। इसके बाद, किरण, जो लगभग समानांतर हो गई है, आंख द्वारा देखी जाती है। दर्पण पाइप में प्रवेश करने वाले प्रकाश प्रवाह में लगभग कोई हस्तक्षेप नहीं करता है। डिज़ाइन कॉम्पैक्ट और सुविधाजनक है। दूरबीन को आकाश की ओर इंगित किया गया है, और दर्शक इसे अपनी धुरी के बजाय किनारे से देखता है। इसलिए, दृष्टि की रेखा क्षैतिज और अवलोकन के लिए सुविधाजनक है।

बड़ी दूरबीनों में एक मीटर से अधिक व्यास वाले लेंस बनाना संभव नहीं है। एक उच्च गुणवत्ता वाला अवतल धातु दर्पण 10 मीटर तक के व्यास के साथ बनाया जा सकता है। दर्पण तापमान प्रभावों के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं, यही कारण है कि सभी सबसे शक्तिशाली आधुनिक दूरबीनें परावर्तक होती हैं।