В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения . В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом . Оптические системы зеркальных телескопов разделяются по типам используемых объективов.
Система Ньютона
Система Кассегрена
Система Ричи - Кретьена
Система Ричи - Кретьена является усовершенствованием системы Кассегрена. Главное зеркало тут не параболическое, а гиперболическое. Поле зрения этой системы - около 4° .
Система Гершеля (Ломоносова)
Ещё в 1616 году Н. Цукки предложил заменить линзу вогнутым зеркалом, наклонённым к оптической оси телескопа. Подобный телескоп-рефлектор был сконструирован Уильямом Гершелем в 1772 году (на 10 лет раньше данную оптическую схему реализовал М. В. Ломоносов). В нём первичное зеркало имеет форму внеосевого параболоида и наклонено так, что фокус находится вне главной трубы телескопа, и наблюдатель не закрывает собой поступающий свет. Недостатком такой схемы является большая кома , но при малом относительном отверстии она почти незаметна.
По своей оптической схеме делятся на:
- Линзовые (рефракторы или диоптрические) - в качестве объектива используется линза или система линз.
- Зеркальные (рефлекторы или катаптрические) - в качестве объектива используется вогнутое зеркало .
- Зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрические) - в качестве объектива используется сферическое зеркало , а линза , система линз или мениск служит для компенсации аберраций .
Характеристики
- Разрешающая способность телескопа зависит от диаметра объектива. Предел разрешения накладывает явление дифракции - огибание световыми волнами краёв объектива, в результате чего вместо изображения точки получаются кольца. Для видимого диапазона он определяется по формуле
где r {\displaystyle r} - угловое разрешение в угловых секундах, а D {\displaystyle D} - диаметр объектива в миллиметрах. Эта формула выведена из определения предела разрешения двух звёзд по Рэлею . Если использовать другие определения предела разрешения, то численный коэффициент может быть меньше вплоть до 114 по Дове (Dawes" Limit).
На практике, угловое разрешение телескопов ограничивается атмосферным дрожанием - приблизительно 1 угловой секундой, независимо от апертуры телескопа.
- Угловое увеличение или кратность телескопа определяется отношением
где F {\displaystyle F} и f {\displaystyle f} - фокусные расстояния объектива и окуляра соответственно. В случае использования дополнительных оптических узлов между объективом и окуляром (оборачивающих систем, линз Барлоу , компрессоров и т. п.) увеличение должно быть умножено на кратность используемых узлов.
ω = Ω Γ {\displaystyle \omega ={\frac {\Omega }{\Gamma }}} ,где Ω {\displaystyle \Omega } - угловое поле зрения окуляра (Apparent Field Of View - AFOV), а Γ {\displaystyle \Gamma } - увеличение телескопа (которое зависит от фокусного расстояния окуляра - см. выше).
A = D F = 1 ∀ = ∀ − 1 {\displaystyle A={\frac {D}{F}}={\frac {1}{\forall }}={\forall }^{-1}} . ∀ = F D = 1 A = A − 1 {\displaystyle {\forall }={\frac {F}{D}}={\frac {1}{A}}={A}^{-1}} .A {\displaystyle A} и ∀ {\displaystyle {\forall }} являются важными характеристиками объектива телескопа. Это обратные друг другу величины. Чем больше относительное отверстие, тем меньше относительное фокусное расстояние и тем больше освещённость в фокальной плоскости объектива телескопа, что выгодно при фотоработах (позволяет уменьшить выдержку при сохранении экспозиции). Но при этом на кадре фотоприёмника получается меньший масштаб изображения.
- Масштаб изображения на приёмнике:
где u {\displaystyle u} - масштаб в угловых минутах на миллиметр ("/мм), а F {\displaystyle F} - фокусное расстояние объектива в миллиметрах. Если известны линейные размеры ПЗС-матрицы, её разрешение и размер её пикселов, то отсюда можно вычислить разрешение цифрового снимка в угловых минутах на пиксел.
Классические оптические схемы
Схема Галилея
Телескоп Галилея имел в качестве объектива одну собирающую линзу, а окуляром служила рассеивающая линза. Такая оптическая схема даёт неперевернутое (земное) изображение. Главными недостатками галилеевского телескопа являются очень малое поле зрения и сильная хроматическая аберрация . Такая система все ещё используется в театральных биноклях , и иногда в самодельных любительских телескопах.
Схема Кеплера
Схема Грегори
Эту конструкцию предложил в 1663 году Джеймс Грегори в книге Optica Promota . Главное зеркало в таком телескопе - вогнутое параболическое. Оно отражает свет на меньшее вторичное зеркало (вогнутое эллиптическое). От него свет направляется назад - в отверстие по центру главного зеркала, за которым стоит окуляр. Расстояние между зеркалами больше фокусного расстояния главного зеркала, поэтому изображение получается прямое (в отличие от перевёрнутого в телескопе Ньютона). Вторичное зеркало обеспечивает относительно большое увеличение благодаря удлинению фокусного расстояния .
Схема Кассегрена
Схема Ричи-Кретьена
Приемники излучения
CCD-матрицы
ПЗС-матрица (CCD, «Charge Coupled Device») состоит из светочувствительных фотодиодов , выполнена на основе кремния , использует технологию ПЗС - приборов с зарядовой связью. Долгое время ПЗС-матрицы единственным массовым видом фотосенсоров. Развитие технологий привело к тому, что к 2008 году КМОП-матрицы стали альтернативой ПЗС.
CMOS-матрицы
КМОП-матрица (CMOS, «Complementary Metal Oxide Semiconductor») выполнена на основе КМОП-технологии . Каждый пиксел снабжён усилителем считывания, а выборка сигнала с конкретного пиксела происходит, как в микросхемах памяти, произвольно.
Системы адаптивной оптики
- Система лазерной гидирующей звезды. Лазерный луч направляется в небо, чтобы создать на любом участке неба искусственную звезду в натриевом слое атмосферы Земли на высоте около 90 километров. Свет от такой искусственной звезды используется для деформации специального зеркала, которое устраняет мерцание и улучшает качество изображения.
Механика
Монтировка
Монтировка - это поворотная опора, которая позволяет наводить телескоп на нужный объект, а при длительном наблюдении или фотографировании - компенсировать суточное вращение Земли . Состоит из двух взаимно перпендикулярных осей для наводки телескопа на объект наблюдения, может содержать приводы и системы отсчёта углов поворота. Устанавливается монтировка на какое-либо основание: колонну, треногу или фундамент. Основная задача монтировки - обеспечение выхода трубы телескопа в указанное место и плавность ведения объекта наблюдений.
Основные факторы, влияющие на качество решения задачи, следующие :
- Сложность закона изменения атмосферной рефракции
- Дифференциальная рефракция
- Технологическая точность изготовления привода
- Точность подшипников
- Деформация монтировки
Экваториальная монтировка и её разновидности
- Деформации монтировки различны в зависимости от положения телескопа.
- При изменении положения телескопа изменяется и нагрузка на подшипники
- Сложность при синхронизации с куполом монтировки
Альт-азимутальная монтировка
Крупнейшие оптические телескопы
Телескопы-рефракторы
| Обсерватория | Местонахождения | Диаметр, см / дюйм | Год сооружения / демонтажа |
Примечания |
|---|---|---|---|---|
| Телескоп всемирной Парижской выставки 1900 года. | Париж | 125 / 49.21" | 1900 / 1900 | Самый крупный рефрактор в мире, из когда либо построенных. Свет от звёзд направлялся в объектив неподвижного телескопа с помощью сидеростата . |
| Йеркская обсерватория | Уильямс Бэй, Висконсин | 102 / 40" | 1897 | Крупнейший рефрактор в мире 1897-1900 гг. После демонтажа телескоп всемирной Парижской выставки 1900 года снова стал крупнейшим из эксплуатируемых рефракторов. Рефрактор Кларка . |
| Обсерватория Лика | гора Гамильтон, Калифорния | 91 / 36" | 1888 | |
| Парижская обсерватория | Медон , Франция | 83 / 33" | 1893 | Двойной, визуальный объектив 83 см, фотографический - 62 см. |
| Потсдам , Германия | 81 / 32" | 1899 | Двойной, визуальный 50 см, фотографический 80 см. | |
| Обсерватория Ниццы | Франция | 76 / 30" | 1880 | |
| Пулковская обсерватория | Санкт-Петербург | 76 / 30" | 1885 | |
| Обсерватория Аллегейни | Питтсбург , Пенсильвания | 76 / 30" | 1917 | Рефрактор Thaw |
| Гринвичская обсерватория | Гринвич , Великобритания | 71 / 28" | 1893 | |
| Гринвичская обсерватория | Гринвич , Великобритания | 71 / 28" | 1897 | Двойной, визуальный 71 см, фотографический 66 |
| Обсерватория Архенхольда | Берлин , Германия | 70 / 27" | 1896 | Самый длинный современный рефрактор |
Солнечные телескопы
| Обсерватория | Местонахождения | Диаметр, м | Год сооружения |
|---|---|---|---|
| Китт-Пик | Тусон, Аризона | 1,60 | 1962 |
| Сакраменто-Пик | Санспот, Нью-Мексико | 1,50 | 1969 |
| Крымская астрофизическая обсерватория | Крым | 1,00 | 1975 |
| Шведский солнечный телескоп | Пальма , Канары | 1,00 | 2002 |
| Китт-Пик , 2 штуки в общем корпусе с 1,6 метра | Тусон, Аризона | 0,9 | 1962 |
| Тейде | Тенерифе , Канары | 0,9 | 2001 |
| Саянская солнечная обсерватория , Россия | Монды , Бурятия | 0,8 | 1975 |
| Китт-Пик | Тусон, Аризона | 0,7 | 1973 |
| , Германия | Тенерифе , Канары | 0,7 | 1988 |
| Митака | Токио , Япония | 0,66 | 1920 |
Камеры Шмидта
| Обсерватория | Местонахождения | Диаметр коррекционной пластины - зеркала, м | Год сооружения |
|---|---|---|---|
| Обсерватория Карла Шварцшильда | Таутенбург , Германия | 1,3-2,0 | 1960 |
| Паломарская обсерватория | гора Паломар, Калифорния | 1,2-1,8 | 1948 |
| Обсерватория Сайдинг-Спринг | Кунабарабран , Австралия | 1,2-1,8 | 1973 |
| Токийская астрономическая обсерватория | Токио , Япония | 1,1-1,5 | 1975 |
| Европейская южная обсерватория | Ла-Силья, Чили | 1,1-1,5 | 1971 |
Телескопы-рефлекторы
| Название | Местонахождения | Диаметр зеркала, м | Год сооружения |
|---|---|---|---|
| Гигантский южно-африканский телескоп , SALT | Сатерленд , ЮАР | 11 | 2005 |
| Большой Канарский телескоп | Пальма , Канарские острова | 10,4 | 2002 |
| Телескопы Кек | Мауна-Кеа , Гавайи | 9,82 × 2 | 1993, 1996 |
| Телескоп Хобби-Эберли , HET | Джефф-Дэвис , Техас | 9,2 | 1997 |
Телескопы-рефлекторы, их достоинства и недостатки
Настало время разобраться в том, что же такое рефлектор и чем он принципиально отличается от рефрактора.
Само слово рефлектор произошло от английского «reflect» - отражать. Из этого ясно, что в качестве основного элемента схемы выступает зеркало. Отцом рефлектора стал Исаак Ньютон, который собрал первый такой телескоп в 1688 году. До этого существовала лишь одна схема – созданный Галилеем рефрактор, который сильно грешил хроматической аберрацией (будучи неахроматическим, неспособным собрать в фокус лучи с разной длиной волны, значительно изменяя картинку).
Оптическая схема
До сих пор схема Ньютона остается самой популярной для каждого, кто захочет купить зеркальный телескоп. Суть ее крайне проста: свет попадает на параболическое (иногда — сферическое) главное зеркало, которое, в свою очередь, направляет его на диагональное зеркало (плоское). И уже этот элемент выводит свет на окуляр.
Википедия утверждает, что существует еще 7 различных рефлекторных схем, но изучать их имеет смысл разве что из праздного любопытства. По большей части в промышленных телескопах используется именно схема Ньютона. Если кто-то говорит «рефлектор», то он имеет в виду именно «рефлектор Ньютона», все прочие схемы будут обозначаться по фамилии создателя. Это объясняется тем, что все они значительно менее удобны. Где-то требуется больше зеркал, где-то смотреть приходится под углом. Ньютон – это простая и нестареющая классика.
Достоинства рефлектора
Его создавали для того, чтобы избавиться от хроматических аберраций, которые давали линзовые телескопы. Было бы странно полагать, что они у него остались. Полное отсутствие этого дефекта – главное достоинство рефлекторов. К тому же, они обладают высокой светосилой (до 1:4 в серийных моделях), которая рефракторам не может и присниться. Именно зеркальная схема сделала телескопы с большим диаметром доступными простому обывателю. Из-за большого фокусного расстояния рефрактору с большим диаметром понадобилась бы очень длинная (около 7 метров) труба. К ней, естественно, нужна огромная монтировка. Стоимость такого устройства исчислялась бы, наверное, в миллионах. То, что мы можем купить телескоп с большим диаметром за гораздо меньшие деньги – заслуга исключительно рефлекторов.
Недостатки зеркального телескопа
Формально к ним относятся световые потери из-за наличия второго зеркала (в рефракторе свет идет сразу вам в глаз, а в рефлекторе ему нужно «попутешествовать» между зеркалами), воздушные потоки внутри открытой трубы и прочее. На практике же вам будет портить жизнь лишь одна вещь – необходимость настройки зеркал (юстировки) после любой перевозки. Юстировка отнимает малую часть драгоценного времени наблюдений. При наличии опыта она занимает не более 5 минут.Впрочем, юстировки не нужно бояться – она совсем не сложна, научиться сможет любой.
Вердикт
Начиная с диаметра 110мм, имеет смысл купить рефлектор. Рефрактор, который вы сможете купить за эти деньги, будет иметь значительно меньший диаметр (в районе 90мм). Рефлекторы просты и удобны в настройке, их рекомендуется брать всем, за исключением тех, кому необходимы наземные объекты.
Астрономы-любители при наблюдениях используют в основном телескопы двух традиционных типов. Это телескопы - рефракторы
, в которых для построения изображения применяются линзы и телескопы — рефлекторы
, где для этих целей служит зеркало.
Иногда для построения изображения используют катадиоптрические системы
, представляющие собой комбинации нескольких линз и зеркал (зеркально-линзовый телескоп
).
Когда мы думаем о наблюдении звездного неба, то представляем что-то в этом роде. Реальность, сразу говорю, отличается от фотографии
Основной частью любого телескопа, которая строит изображение, является объектив . От его характеристик - апертуры D, фокусного расстояния /и фокального отношения f/D - зависит диапазон наблюдений, которые позволяет проводить данный телескоп.
Разумеется, телескопы с широкой апертурой (с большим диаметром объектива) предпочтительней, так как они имеют большую собирающую свет поверхность, обладают высокой разрешающей способностью и обеспечивают значительное увеличение. Однако телескопы с большой апертурой, к какому бы типу они не относились, более дороги и громоздки.
Собирающая и разрешающая способность телескопов
Самой важной характеристикой как телескопа, так и бинокля является апертура (D) - диаметр объектива .
Апертура определяет размеры собирающей поверхности, площадь которой пропорциональна квадрату диаметра. Чем больше собирающая поверхность прибора, тем более слабый объект он позволяет наблюдать. Таким образом, от квадрата диаметра объектива зависит предельная звездная величина объекта, который можно наблюдать в данный телескоп.
Следующая важная характеристика телескопа - разрешающая способность , т. е. способность различать мельчайшие образования на дисках планет или двойные звезды.
Если диаметр объектива измерять в миллиметрах, то разрешающая способность, выраженная в секундах дуги, определяется величиной 138/D.
Для длиннофокусных объективов с фокальным отношением более f/12* разрешающая способность несколько выше и определяется по формуле 116/D.
Несколько меньшая разрешающая способность рефлекторов и катадиоптрических телескопов по сравнению с телескопами-рефракторами при том же диаметре объектива частично обусловлена экранировкой центральной части светового пучка, прошедшего через объектив. Качество изображения, особенно у телескопов-рефлекторов, может также сильно пострадать из-за потоков воздуха, возникающих в трубе телескопа.
Телескопы рефракторы
Объектив телескопа-рефрактора представляет собой ахроматическую систему, склеенную из нескольких линз, которая собирает лучи различных длин волн в один фокус.
Обычно фокальные отношения любительских рефракторов меньше f/10 или f/12, так как более короткофокусные ахроматические объективы очень дороги. Поэтому рефракторы лучше использовать при наблюдениях, для которых требуются большие фокальные отношения, довольно большие увеличения и ограниченное поле зрения.
Для серьезных наблюдений необходимо применять телескопы с апертурой не менее 75 мм.
Конечно, можно проводить наблюдения и в телескопы с меньшими апертурами, однако при этом следует помнить, особенно начинающим, что такие наблюдения сопряжены с большими трудностями; по этой причине наблюдения в хороший бинокль могут оказаться более результативными, чем в телескоп с малой апертурой.
В отличие от телескопов других типов в рефракторах отсутствуют потери, обусловленные частичной экранировкой пучка света промежуточными зеркалами, тем не менее при наблюдениях, как правило, используются рефракторы с объективами диаметром менее 100 мм.
Реже встречаются крупные рефракторы с апертурами свыше 150 мм, так как они довольно дороги и громоздки.
Телескопы рефлекторы
Большинство любительских телескопов-рефлекторов имеет фокальные отношения f/6 - f/8; по сравнению с рефракторами они удобнее при наблюдениях, для которых требуются более широкое поле зрения и меньшее увеличение.
Телескопы-рефлекторы бывают разных типов. В практике любительских наблюдений чаще всего используются рефлекторы двух типов: системы Ньютона и системы Кассегрена .
В телескопе системы Ньютона вторичное зеркало плоское, поэтому фокусное расстояние и фокальное отношение объектива постоянны. В телескопе системы Кассегрена вторичное зеркало выпуклое, что значительно увеличивает общее фокусное расстояние телескопа и тем самым изменяет его эффективное фокальное отношение. По этой причине рефлекторы системы Кассегрена находят применение при наблюдениях того же типа, что и телескопы-рефракторы.
Самое большое преимущество рефлекторов - их низкая стоимость. При той же апертуре они значительно дешевле телескопов любого другого типа. Кроме того, нужное зеркало для объектива рефлектора можно изготовить собственными силами или в крайнем случае - просто купить, а трубу такого телескопа нетрудно собрать в домашних условиях.
Практически все любительские телескопы с большой собирающей поверхностью (диаметры объектива свыше 200 мм) являются рефлекторами. Минимальный диаметр объектива рефлекторов, которые обычно используют для общих наблюдений, составляет около 150 мм; такой рефлектор стоит не дороже рефрактора с объективом диаметром 75 мм. Поскольку рефлектор имеет большую собирающую поверхность, в него можно наблюдать более слабые объекты, однако он не столь компактен, как рефрактор.
Рефлекторы меньших размеров, имеющие малые фокальные отношения, по своим характеристикам занимают промежуточное положение между биноклями и обычными рефлекторами; к тому же они достаточно компактны.
Однако у рефлекторов есть и недостатки. Наиболее существенные из них - необходимость время от времени обновлять отражающие, покрытия и юстировать оптические элементы. При отсутствии дорогостоящего оптического стекла, герметически закрывающего трубу рефлектора, приходится укрывать каждое зеркало телескопа крышкой или чехлом, чтобы воспрепятствовать проникновению пыли.
При наблюдениях окуляр в телескопе системы Ньютона может оказаться в неудобном положении; чтобы избежать этого, следует предусмотреть возможность вращения трубы телескопа.
Если труба рефлектора не закрыта герметически оптическим окном, то холодный наружный воздух, проникая в нее, создает там воздушные потоки, ухудшающие изображение. Весьма эффективным средством борьбы с этим недостатком может быть использование больших теплоизоляционных труб, но чаще для этой цели применяют «трубы» скелетной конструкции.
К сожалению, в последнем случае возникают другие проблемы, связанные с потоками теплого воздуха от самого наблюдателя (так что при наблюдениях старайтесь одевать больше теплоизолирующей одежды!). Кроме того, при этом увеличивается выпадение росы на оптические элементы. Поэтому большое значение приобретает правильная конструкция самой обсерватории.
Катадиоптрическая система телескопов (зеркально-линзовый телескоп )
Среди катадиоптрических телескопов наибольшее применение находят телескопы система Максутова и система Шмидта-Кассегрена .
При данном фокусном расстоянии они более портативны и удобны при наблюдениях, особенно в соединении с разнообразными устройствами, обеспечивающими слежение за сложным движением небесных тел. Естественно, такие телескопы значительно дороже как рефракторов, так и рефлекторов того же размера.
Катадиоптрические телескопы имеют большие фокальные отношения: f/10, f/12 и даже f/15, поэтому их можно использовать для выполнения тех же задач, которым служат рефракторы и рефлекторы системы Кассегрена.
Как проверить телескоп перед покупкой
Ряд исследований качества оптики телескопа можно провести самостоятельно, но при этом следует помнить, что идеальных оптических систем не существует. Любая оптическая система искажает изображения, такие искажения называют аберрациями .
При изготовлении телескопа аберрации стремятся свести к минимуму. Конкретные требования к величине допустимых аберраций зависят от характера исследований, для которых предназначен данный телескоп. Например, при изучении планет, и фотографировании небесных объектов требования к величине допустимых аберраций более высокие, чем при наблюдениях .
Хроматическая аберрация , характерная в той или иной мере для , рефракторов и телескопов некоторых других типов, выражается в окрашивании изображения небесных тел. Она особенно заметна на резких границах между светлыми и темными областями, например на лимбах Луны, и т. д. Телескопы-рефлекторы не создают аберрации такого типа.
Наличие дисторсии (искажения в изображении взаимного расположения звезд) можно проверить, наблюдая изображение прямой линии или прямоугольной кладки кирпича в стене дома.
Проверьте, как ваш телескоп строит изображение точечного источника. По возможности это лучше делать в ночное время, исследуя изображение звезд. Такие проверки можно проводить и днем, наблюдая «искусственные звезды» (солнечный свет, отраженный далеким воздушным шаром) или любой другой точечный источник света.
Да, хотя это звучит банально, но все же не лишним будет напомнить — телескоп это точный и очень чувствительный прибор. Тщательно проверьте его перед покупкой, разочарование от некачественной «игрушки» отобьет всю охоту заниматься изучением звездного неба
В хорошем телескопе изображение звезды находится точно в фокусе и имеет форму идеально круглого дифракционного диска. Эти изображения должны иметь форму идеального круга не только в фокусе, но и вне его. Их вытянутость свидетельствует о наличии астигматизма или деформации оптических элементов телескопа, которая может возникнуть из-за неправильного крепления.
На кривизну поля указывает расфокусировка изображения звезды при перемещении ее от центра к краю поля зрения телескопа. Кривизна поля присуща большинству телескопов, но этот дефект в основном сказывается при фотографических наблюдениях. Другая аберрация, кома, проявляется в вытягивании изображения звезды (она принимает форму кометы) на краю поля зрения. Кома также присуща большинству телескопов, но более заметна в рефлекторах, чем в рефракторах.
Проверки механических узлов телескопов и их монтировка в основном имеют общий характер. Для хорошей работы необходимо добиться жесткости конструкции как самой трубы телескопа, так и его монтировки. Лучше всего это достигается твердым креплением осей телескопа - каждая закрепляется на двух достаточно разнесенных опорах.
Вращение вокруг осей должно быть плавным, а на экваториальных установках обе оси следует снабдить стопорными винтами. Все приводы, фокусирующая оправа окуляров и другие механизмы регулировки телескопа должны действовать без люфтов.
Сэр Исаак Ньютон (1643-1727) - английский ученый
Зеркальный телескоп знаменитого английского ученого-исследователя Исаака Ньютона не принадлежит к числу бесценных сокровищ, которые могут вызвать всеобщее восхищение. Телескоп — научный прибор. Но сегодня это бесценная реликвия, потому что Ньютон смастерил его сам. С его помощью он обогатил науку и все человечество новыми знаниями о звездах, о движении света. Добытые им научные данные трудно переоценить.
Интерес к созданию научных приборов, с помощью которых можно было вести исследования, появился у Ньютона еще в школьные годы. Мальчишкой он любил наблюдать, как трудятся плотники, как они возводят дом, как мастерят крылья ветряной мельницы, как создают колеса для водяной мельницы. Он не просто смотрел, он запоминал, а дома зарисовывал, создавал подобие чертежей, по которым изготовлял действующие модели ветряной и водяной мельниц. Но он не просто копировал,- он вносил в каждую модель определенное новшество.
Его увлечение моделированием отмечали учителя в школе, на это обратили внимание родственники и знакомые семьи Ньютона. Однажды он смастерил часы, которые действовали под напором стекавшей из резервуара воды. Она попадала в воронку и затем вращала колеса. К удивлению взрослых, он изготовил миниатюрную мельницу для помола зерна. В роли же двигателя у него выступила мышка, которая вращала колесо. Добился он этого не дрессировкой, а естественным желанием мышки полакомиться, и подвесил над ней мешочек с зерном.
Ньютон не был изобретателем. Ни один из создаваемых им приборов он не придумал. Он брал готовые, но в каждый вносил усовершенствования. Телескоп ему нужен был, чтобы, наблюдая за звездами, определить свойства света, узнать его скорость, разгадать тайны мироздания.
Первые телескопы, или подзорные трубы, появились в Голландии в XVII веке, хотя увеличительное свойство вогнутых стеклянных линз было известно еще за 2500 лет до нашей эры. В 1610 году итальянский ученый Галилео Галилей при помощи сконструированного им прибора наблюдал за звездами и сделал Ошеломляющий вывод, что Вселенная бесконечна. До Галилея многие природные явления описывались умозрительно, редко на основе опытов. Но Галилей оказался первым, кто на основе наблюдений в телескоп сделал вывод о движении звезд, о бесконечности мироздания. Его сравнивали с Колумбом, открывателем неизвестных ранее земель. Его деятельность стала примером для подражания.
В Голландии, Германии, Англии ученые стали изготавливать свои подзорные трубы. Не избежал этого соблазна и Ньютон. Университетская наука в Кембридже требовала новых приборов, и 22-летний студент Ньютон приступил к созданию своего телескопа. Он собственноручно полировал линзы. Это была тяжелейшая работа. В своих «Лекциях по оптике» он описал суть созданного им прибора и его возможности. Только через несколько лет ему удалось, наконец, реализовать свои идеи в новом телескопе.
В 1б71 году весть о том, что в Кембридже никому не известный молодой изобретатель создал особый телескоп с отражающим сферическим зеркалом, с помощью которого можно приблизить небо и наблюдать за звездами, дошла до Лондона. Ньютона попросили прислать прибор в столицу. Его действие хотели продемонстрировать перед монархом. На престоле находился Карл II, в период правления которого Англия переживала экономический расцвет. Телескоп придирчиво осматривали самые видные ученые того времени, которые являлись членами созданного в 1662 году Королевского математического общества. И все признали большую полезность созданного в Кембридже телескопа. Король согласился с мнением ученых, и в том же году 29-летний Ньютон был принят в члены Королевского математического общества.
