Астрофотографические объективы

Успехи фотографической техники во многих областях науки побудили астрономов применять ее для своих целей. Съемки небесных объектов с помощью рефракторов, приспособленных для визуальных целей, не могли дать хороших результатов, так как фоточувствительный слой пластинок и пленок в конце XIX и начале XX в. имел максимум чувствительности около 430 ммк, в то время как наилучшая коррекция рефракторов соответствовала длине волны 560 ммк. С учетом этого обстоятельства сконструировали специальные объективы с астрофотографической коррекцией, т. е. с наилучшим исправлением аберрации для области 430 ммк. Были найдены возможности использовать и старые рефракторы, приставляя к ним добавочную линзу, с помощью которой можно было достигнуть фотографической коррекции. Параллельно с этим велись поиски путей устранения главного дефекта рефрактора — вторичного спектра.

Остаточная хроматическая аберрация, так называемый вторичный спектр — основной недостаток линзовых систем. Таким образом, какие бы сорта стекла не брать для изготовления астрономического объектива, величина вторичного спектра будет всегда одна и та же.

Устранить вторичный спектр можно было только изготовлением новых сортов стекла — флинтов с укороченной, по сравнению с обычными, фиолетовой областью. Аббе возглавил работу по изысканию новых сортов стекла на иенском заводе Шотта и вначале добился некоторых успехов: появились новые сорта стекол — курц-флинты. Из них изготовили объективы с уменьшенным примерно на 30—40% вторичным спектром. Под названием тройных апохроматов (В по каталогу Цейсса) были изготовлены объективы из трех сортов стекла, в том числе курц-флинта. Вторичный спектр был в них почти полностью устранен, особенно в видимой области спектра. В настоящее время открываются, по-видимому, новые перспективы улучшения апохроматов. Уже давно известно, что кристалл флюорита обладает замечательными свойствами, особенно ценными для оптических систем: он прозрачен в ультрафиолетовой области спектра и, главное, его частная относительная дисперсия Р имеет численное значение одного из употребительных кронов. При этом разность величин коэффициентов дисперсии этих стекол весьма большая (для флюорита 95, для соответствующего ему стекла 61), что позволяет получать большие радиусы кривизны. Объектив из флюорита и стекла не чувствителен к де-центрировке, вторичный спектр в видимой области его спектра практически уничтожен.

Правда, естественный флюорит хорошего качества, пригодный для оптических деталей, встречается редко и лишь в небольших кристаллах. Применить его для объектива диаметром свыше 40—50 мм уже нельзя. Поэтому он находит применение лишь при изготовлении объективов микроскопов-апохроматов и для спектрографов, предназначенных для ультрафиолетовой области спектра. За последние годы найдена методика получения флюорита из растворов и получены кристаллы диаметром до 20 см достаточно хорошего качества. Можно ожидать, что они будут применяться при создании апохроматических объективов для астрономических целей.

Вторым материалом, обладающим такими же свойствами, как флюорит, является фтористый литий, который также выращивают из растворов. Методика его получения разработана, трудности обусловливаются недостаточной чистотой необходимого сырья.

Недостатком обоих материалов является их большой температурный коэффициент расширения, вызывающий заметное смещение плоскости изображения даже при небольших изменениях температуры. Это свойство флюорита и фтористого лития ограничивает их применение в точных астрономических приборах.

Известны и другие приемы уменьшения вторичного спектра, но они требуют создания сложных конструкций приборов и поэтому применяются редко. Так, астрономические объективы типа Пецв а л я, обладающие вторичным спектром, укороченным примерно вдвое по сравнению с обычными двухЛинзовыми, очень длинны и сложны.

Дальнейшее развитие фотографических объективов связано с увеличением их углов поля и светосилы. Были созданы объективы из трех линз с большими промежутками между ними — так называемые триплеты, относительное отверстие которых постепенно росло до 1 :2, 1 : 1,5 и даже 1:1 (Д. С. Волосов). Они открывали новые возможности исследования небесного свода. В то время как обычные двухлинзовые рефракторы давали четкое изображение звезд в пределах угла 1—2°, триплеты и другие широкоугольные объективы обеспечивали необходимую резкость при углах до 5о, а более сложные четырехлинзовые объективы — даже до 10°. Это позволило снимать одновременно большие участки неба, организовать систематическое наблюдение над всем небесным сводом с целью обнаружения всяких изменений: появление новых звезд, малых планет, комет и т. д.

К широкоугольным объективам, предназначенным для выполнения астрометрических задач, предъявляются весьма жесткие требования. Чтобы получить резкие изображения звезд в виде четких кружков, следует до предела исправить сферическую аберрацию, кому, астигматизм и кривизну, дисторсия также должна быть тщательно устранена, так как снимки используются для точных определений координат звезд. Хроматическая аберрация не может быть исправлена намного лучше, чем в двухлинзовых рефракторах. Но можно добиться того, что кривая вторичного спектра (см. рис. 54) достигнет своего крайнего значения по оси аб» сцисс при длине волны, к которой фотографические материалы наиболее чувствительны. Так, например, несенси-билизованные материалы максимально чувствительны к длине волн X = 430 ммк, кривая вторичного спектра у которых достигает крайнего значения.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: