Глава II

ОСНОВЫ ОПТИЧЕСКОЙ КОНСТРУКЦИИ. ТЕЛЕСКОПОВ

1. Естественные недостатки линз и зеркал и способы их исправления

Рассматривая принципы действия телескопов, мы совершенно не касались формы и качества линз и зеркал, а также особенностей материала, из которого они изготовляются. Как мы сейчас увидим, оптические принципы могут быть использованы на практике лишь при соблюдении целого ряда условий, осуществление которых зачастую встречает много технических трудностей. Вся история телескопа состояла, в сущности, в изучении и преодолении этих технических трудностей, поскольку основные принципы геометрической оптики были известны до постройки первого телескопа.

Самыми основными недостатками линз н зеркал являются так называемые аберрации, т.е. отклонения хода лучей от той идеальной схемы, которую мы описали в первой главе. При малых относительных отверстиях объектива аберрации не столь велики, но при значительном относительном отверстии аберрации настолько возрастают, что объектив может оказаться практически негодным к употреблению.

Аберрации свойственны и линзам, и зеркалам, хотя и в различной степени. Мы начнем знакомство с ними в исторической последовательности, т.е. с аберраций линз, которые стали первой помехой на пути телескопостроителей.

а) Хроматическая аберрация. Рассматривая в лупу или в окуляр изображение, образованное простой двояковыпуклой линзой (например, очковым стеклом), мы сейчас же заметим, что оно окрашено в радужные цвета. Стараясь получить четкое изображение (отфокусировать его), мы обратим внимание па то, что оно будет выглядеть различно при различных положениях окуляра: придвинув окуляр ближе к линзе, мы увидим оранжево-красную кайму вокруг изображения, отодвинув дальше — сине-фиолетовую. Рассматривая в таких условиях изображение звезды, мы напрасно стали бы искать знакомый нам из теории дифракционный диск: несмотря на все наши старания отфокусировать изображение, звезда будет выглядеть непомерно большим пятном, во много раз большим, чем мы могли ожидать из формулы секунд дуги. Именно такими, а может быть, и еще более расплывчатыми, как можно судить по некоторым описаниям современников, видел звезды Галилей в свой первый телескоп в начале XVII в. Этот порок свойствен любой линзе. Он носит название хроматической (цветовой) аберрации.