Instrumente de astronomie
Științele astronomice sunt susținute de instrumente care pot ajuta oamenii să măsoare și să colecteze date. Primul instrument folosit este, fără îndoială, ochiul uman și intuițiile cu ochiul liber . Cu toate acestea, astăzi tehnologia astronomică permite o utilizare largă a instrumentelor.
Istorie
Primele instrumente ale astronomiei
În zorii astronomiei , singurul „instrument” pe care omul îl avea la dispoziție era ochiul liber , alături de acesta erau folosite instrumente simple pentru a măsura poziția stelelor. Egiptenii foloseau merkhetul , format din două linii plombate ținute de doi observatori: merkhetul era folosit pentru a identifica poziția stelelor.
În insula Java, pentru a identifica data însămânțării, o mână plină de orez a fost îndreptată seara spre centura Orion , dacă au căzut câteva boabe, a fost momentul potrivit. Tribul Daiacchi din Borneo, pe de altă parte, a folosit o trestie de bambus plină cu apă cu aceeași metodă, de îndată ce cantitatea a scăzut sub un anumit nivel, a venit timpul să semăn.
Un alt instrument folosit în antichitate a fost tija Arhimede , constând dintr-o tijă de lemn deasupra unui capăt în care observatorul care observă soarele între nori poate determina distanța unghiulară a discului solar.
Hipparchus a folosit două brațe care reprezentau cercurile fundamentale ale sferei cerești ; fiecare armilă consta dintr-un inel de bronz îndreptat unul pe planul ecuatorului ceresc și celălalt pe polii eclipticii ; prin alte cercuri interioare mobile a fost posibil să se indice o stea și astfel să se determine coordonatele cerești .
Mașina Anticitera
Mașina Antikythera este un instrument astronomic care, mișcat de roți dințate, calculează mișcarea obiectelor cerești: răsăritul soarelui, fazele lunii , mișcările celor 5 planete cunoscute, echinocțiile, lunile și zilele săptămână; poate fi datată în jurul anilor 100-150 î.Hr. Această descoperire confirmă faptul că deja în epoca greacă cunoștințele erau destul de avansate în domeniul astronomic; în Siracuza încă din 213 î.Hr. Marco Tullio Cicero menționează prezența unei mașini circulare construite de Arhimede cu care erau reprezentate mișcările Soarelui, planetelor și Lunii, precum și fazele și eclipsele sale.
Instrumentele lui Ptolemeu
Ptolemeu a introdus cadranul , un instrument îmbunătățit ulterior care consta dintr-un sfert de cerc fin gradat și două tije perpendiculare fixe care unesc capetele cercului în centrul său; o a treia tijă mobilă articulată în centru a determinat distanța zenit a stelei, instrumentul era în mod evident echipat cu o linie plumbă pentru ao regla. Pentru a elimina erorile de măsurare, Ptolemeu a introdus ulterior triquetrul sau conducătorul lui Ptolemeu . Acesta consta dintr-un stâlp vertical și două reguli articulate pe stâlpul însuși, rigla superioară ar putea aluneca deasupra celei inferioare care a fost gradată și, deoarece au format un triunghi isoscel, a fost ușor să se determine distanța zenitului . Ultimul instrument introdus de Ptolemeu a fost astrolabul (probabil descoperit de Hipparchus și dezvoltat ulterior de arabi), va deveni o adevărată bijuterie tehnico-matematică. A constat dintr-o armilă și o riglă cu două priveliști, dar în modelele mai complexe a devenit chiar o mică planisferă cerească. Unele modele au funcții diferite, de la determinarea înălțimilor, până la posibilitatea de a prezice poziția stelelor în funcție de timp. De fapt, astrolabul a readus toate coordonatele cerești în plan, devenind în curând un instrument fundamental pentru dezvoltarea astronomiei, comparabil doar cu viitorul telescop .
Un alt instrument de observare antic a fost octantul , de formă similară cu sextantul și cu cadranul, format dintr-un arc gradat de ⅛ al unui cerc, folosit pentru măsurători unghiulare.
Nașterea instrumentelor optice
Primul pas către astronomie optică a venit datorită cercetărilor lui Ruggero Bacone , care a studiat proprietățile lentilelor convexe plane obținute prin disecarea unei sfere de sticlă cu un plan. Bacon a remarcat faptul că mărirea obținută a fost determinată de refracția imaginii, aceasta depindea de distanța focală a obiectivului și de distanța pe care a fost plasat ochiul; de fapt, la scurt timp după aceea lentilele s-au răspândit împreună cu primele modele de ochelari de vedere . Cu toate acestea, pentru o utilizare astronomică va trebui să aștepte până în 1608 , când olandezii vor construi un model simplu al unui telescop refractar , instrument care în anul următor a fost perfecționat de Galileo Galilei . Descoperirile lui Galileo sunt bine cunoscute, la fel cum este bine cunoscută revoluția introdusă: astronomia optică era în curs.
Odată cu apariția opticii, tehnicile de fabricare a lentilelor s-au îmbunătățit; modelul galilean suferea de defecte inerente ale proprietăților lentilelor. De fapt, lentilele nu concentrează fasciculele de lumină într-un singur punct, ci le împart în fascicule variind de la roșu la violet; din acest motiv imaginile suferă de așa-numita aberație cromatică , pentru care imaginea are dificultăți în a fi perfect focalizată. Pentru a rezolva acest defect, a fost mai bine să construiți lentile cu o mică curbură și o distanță focală lungă. Deci, Hevelius a construit în 1647 un instrument cu o distanță focală de 3,5 m, dar ulterior, această valoare a crescut ajungând la 7,5 m sau la 50 m ai instrumentului Huygens , aplicând așa - numita montură aeriană , o soluție care presupunea aplicarea unui fir întins pe care să centreze ocularul cu obiectivul primar.
În 1663 James Gregory a creat un instrument care colecta lumina într-o oglindă paraboloidă care reflecta lumina pe o secundară care o reflecta către primar printr-o gaură centrală. Ideea a fost bună, dar au existat încă probleme practice uriașe.
În 1666, Newton, trecând un fascicul de lumină solară printr-o prismă de sticlă, a obținut un spectru de culori pe care le-a conceput ca elemente naturale ale luminii albe. El a concluzionat, de asemenea, că aberația sferică a fost cauza refracției culorii. Astfel, în 1668 a construit modelul newtonian, cu un primar sferic modificat și un secundar înclinat la 45 °. Ulterior Cassegrain și-a construit faimosul model, modificându-l pe cel propus de Gregory, aplicând ca secundar un convex în loc de un concav.
Evoluția opticii
John Dollond deținea unul dintre cele mai renumite laboratoare instrumentale din Europa. El a încercat să realizeze un sistem optic pe baza studiilor lui Newton , dar cu rezultate nesatisfăcătoare. În 1754, când Samuel Klingenstierna a publicat un memoriu în care, printr-o analiză riguroasă, a demonstrat inconsecvența experimentelor lui Newton cu privire la cercetările sale despre cromatism și a propus altele noi; Dollond a avut o impresie puternică. El a decis să folosească bine sugestiile și a început imediat noi experimente. Rezultatele acestor teste, efectuate cu diferite combinații de ochelari cu dispersie mică și mare, care contraziceau experiențele lui Newton, l-au determinat să creeze obiective acromatice compuse dintr-o lentilă convergentă în coroană și o lentilă divergentă în silex .
În 1758 Dollond a pus la vânzare primele telescoape acromatice de 1,5 metri de focalizare și în 1765 fiul său Peter, care îl succedase în fruntea laboratorului, a propus un obiectiv cu trei lentile, două concavuri de coroană și unul convex de silex . Această soluție a făcut, de asemenea, posibilă reducerea aberației sferice și producerea obiectivelor care aveau dimensiuni mai mari la aceeași distanță focală.
În prima jumătate a secolului al XIX-lea, Fraunhofer a dezvoltat în continuare lentile acromatice , lentile care elimină aberația cromatică din imagini prin interpunerea altor lentile de corecție; în acest fel, telescoapele refractare încep să se răspândească mult mai mult decât în trecut.
Au fost parcurși pași suplimentari prin alte configurații reflectorizante, ultimul dintre acestea fiind realizat de Bernhard Valdemar Schmidt, care a inventat combinația optică cu același nume la începutul secolului al XX-lea. A avut ideea de a corecta aberația sferică a oglinzilor cu un obiectiv plasat în centrul curburii, reușind astfel să obțină un câmp corectat de peste 5 sau 6 grade; în plus, în comparație cu reflectoarele obișnuite, Schmidt a permis un câmp mare și o luminozitate remarcabilă, astfel încât să obțină fotografii cu timpi mici. Configurațiile ulterioare au permis crearea de modele mixte precum Schmidt-Cassegrain sau Maksutov-Cassegrain , instrumente potrivite pentru diferitele nevoi ale observatorilor și astronomilor amatori.
Alte instrumente
Planetariul este un instrument optico-mecanic folosit în scopuri informaționale, reproduce sfera cerească într-un mod realist. Practic constă dintr-un anumit tip de proiector care folosește o cupolă emisferică ca ecran cu dimensiuni cuprinse între 3 și 25 de metri în diametru. Planetariul s-a născut între 1919 și 1923 la compania germană Zeiss , de atunci dezvoltarea a crescut în toată lumea.
Coronograful este un instrument astronomic folosit pentru observarea coroanei solare , a fost introdus în 1930 permițând dezvoltarea unor studii dedicate soarelui.
Elemente conexe
- Telescop
- Binoclu
- Notturlabio
- Micrometru cu fir
- heliometru
- Lentila lui Nimrud
- Torquetum
- Cadrant (astronomie)
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre instrumentele Astronomie
linkuri externe
Instrumente de astronomie (pdf) de pe site-ul web CODAS [ link rupt ]
