यदि आप इसके बारे में सोचते हैं, तो यह पहली बार दूरबीन का आविष्कार करने से कुछ समय पहले था। सहस्राब्दी के लिए लोग क्रिस्टल से मोहित हो गए हैं। कई क्रिस्टल - उदाहरण के लिए क्वार्ट्ज - पूरी तरह से पारदर्शी हैं। अन्य - माणिक - प्रकाश की कुछ आवृत्तियों को अवशोषित करते हैं और दूसरों को पास करते हैं। स्फेयर में स्फटिक को क्लीविंग, टंबलिंग और पॉलिशिंग द्वारा किया जा सकता है - यह तेज किनारों को हटाता है और सतह को गोल करता है। एक क्रिस्टल को भंग करना एक दोष खोजने के साथ शुरू होता है। एक आधा क्षेत्र - या क्रिस्टल सेगमेंट बनाना - दो अलग-अलग सतहों का निर्माण करता है। उत्तल फ्रंटफेस द्वारा लाइट को इकट्ठा किया जाता है और प्लेनर बैकफेस द्वारा अभिसरण के एक बिंदु की ओर प्रक्षेपित किया जाता है। क्योंकि क्रिस्टल सेगमेंट में गंभीर मोड़ होते हैं, इसलिए फोकस का बिंदु क्रिस्टल के बहुत करीब हो सकता है। छोटी फोकल लंबाई के कारण, क्रिस्टल सेगमेंट दूरबीनों की तुलना में बेहतर सूक्ष्मदर्शी बनाते हैं।
यह क्रिस्टल खंड नहीं था - लेकिन ग्लास का लेंस - जिसने आधुनिक दूरबीनों को संभव बनाया। दूर दृष्टि दोष को ठीक करने के लिए उत्तल लेंस एक तरह से कांच की जमीन से बाहर आते हैं। हालांकि दोनों चश्मा और क्रिस्टल खंड उत्तल हैं, दूरदर्शी लेंसों में कम गंभीर मोड़ होते हैं। प्रकाश की किरणें केवल समानांतर से थोड़ी मुड़ी हुई होती हैं। इस वजह से, वह बिंदु जहां छवि बनती है, लेंस से बहुत दूर है। यह विस्तृत मानव निरीक्षण के लिए छवि के पैमाने को काफी बड़ा बनाता है।
दृष्टि को बढ़ाने के लिए लेंस का पहला उपयोग 11 वीं शताब्दी के मध्य पूर्व में वापस पता लगाया जा सकता है। एक अरबी पाठ (वैज्ञानिक-गणितज्ञ अल-हज़ेन द्वारा लिखित ऑप्टिका थिसॉरस) नोट करता है कि क्रिस्टल गेंदों के खंडों का उपयोग छोटी वस्तुओं को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। 13 वीं शताब्दी के अंत में, एक अंग्रेजी भिक्षु (संभवतः 1267 के रोजर बेकन के पर्सपेक्टिवा का उल्लेख करते हुए) ने कहा है कि बाइबल पढ़ने में सहायता करने के लिए पहला व्यावहारिक निकट-केंद्रित चश्मा बनाया गया है। यह 1440 तक नहीं था जब क्यूसा के निकोलस ने निकट दृष्टिदोष -1 को सही करने के लिए पहला लेंस लगाया। और यह लेंस की आकृति में दोषों (दृष्टिवैषम्य) से पहले एक और चार शताब्दियों का होगा जो चश्मे के एक सेट द्वारा सहायता प्राप्त होगा। (यह 1827 में ब्रिटिश खगोल विज्ञानी जॉर्ज एयर द्वारा कुछ 220 साल बाद पूरा किया गया था - एक और प्रसिद्ध खगोल विज्ञानी - जोहान केपलर ने पहली बार प्रकाश पर लेंस के प्रभाव का सटीक वर्णन किया था।)
तमाशा पीसने के बाद जल्द से जल्द दूरबीनों ने रूप ले लिया, दोनों मायोपिया और प्रेस्बोपिया को ठीक करने के साधन के रूप में अच्छी तरह से स्थापित हो गए। क्योंकि दूरदर्शी लेंस उत्तल होते हैं, वे प्रकाश के अच्छे "संग्राहक" बनाते हैं। उत्तल लेंस दूरी से समानांतर बीम लेता है और उन्हें एक सामान्य बिंदु पर केंद्रित करता है। यह अंतरिक्ष में एक आभासी छवि बनाता है - एक जिसे एक दूसरे लेंस का उपयोग करके अधिक बारीकी से निरीक्षण किया जा सकता है। एक एकत्रित लेंस का गुण दुगुना है: यह प्रकाश को एक साथ जोड़ता है (इसकी तीव्रता को बढ़ाता है) - और छवि पैमाने को बढ़ाता है - दोनों एक डिग्री तक संभवतया केवल आंख से अधिक सक्षम है।
अवतल लेंस (निकट दृष्टिदोष को ठीक करने के लिए प्रयुक्त) प्रकाश को बाहर की ओर खींचते हैं और चीजें आंख से छोटी दिखाई देती हैं। जब भी आंख का अपना सिस्टम (निश्चित कॉर्निया और मॉर्फिंग लेंस) रेटिना पर एक छवि को केंद्रित करने से कम हो जाता है, तो एक अवतल लेंस आंख की फोकल लंबाई बढ़ा सकता है। अवतल लेंस अच्छे ऐपिस बनाते हैं क्योंकि वे आंख को अधिक उत्तल लेंस द्वारा आभासी छवि डाली का निरीक्षण करने में सक्षम बनाते हैं। यह संभव है क्योंकि एक एकत्रित लेंस से अभिसारी किरणें अवतल लेंस द्वारा समानांतर की ओर अपवर्तित होती हैं। इसका प्रभाव आस-पास की आभासी छवि को दिखाना है, हालांकि बड़ी दूरी पर है। एक एकल अवतल लेंस आंख के लेंस को आराम करने की अनुमति देता है जैसे कि अनन्तता पर ध्यान केंद्रित किया जाता है।
उत्तल और अवतल लेंसों का मेल केवल एक समय था। हम बहुत पहले अवसर की कल्पना कर सकते हैं जैसे कि बच्चों को दिन के लेंस-ग्राइंडर के साथ खिलवाड़ किया जाता है - या संभवतः जब ऑप्टिशियन को एक लेंस का दूसरे का उपयोग करने का निरीक्षण करने के लिए बुलाया गया हो। ऐसा अनुभव लगभग जादुई प्रतीत हुआ होगा: एक दूर का टॉवर तुरंत करघे की तरह चलता है, जैसे कि एक लंबी चहलकदमी के अंत में; पहचानने योग्य आंकड़े अचानक करीबी दोस्त बन जाते हैं; प्राकृतिक सीमाएँ - जैसे कि नहरें या नदियाँ - लीप ली जाती हैं जैसे कि मरकरी के अपने पंख हील से जुड़े होते हैं ...
एक बार दूरबीन के आने के बाद, दो नई ऑप्टिकल समस्याओं ने खुद को प्रस्तुत किया। लाइट कलेक्टिंग लेंस घुमावदार आभासी चित्र बनाते हैं। वह वक्र थोड़ा "कटोरे के आकार का" है जो नीचे की ओर पर्यवेक्षक की ओर है। यह बिल्कुल विपरीत है कि आंख खुद को दुनिया कैसे देखती है। आंख के लिए चीजों को देखता है जैसे कि एक महान क्षेत्र पर स्थित है जिसका केंद्र रेटिना पर स्थित है। तो कुछ को आंख की ओर परिधि किरणों को खींचने के लिए किया जाना था। इस समस्या का हल आंशिक रूप से खगोल विज्ञानी क्रिस्टियान ह्यूजेंस ने 1650 में निकाला था। उन्होंने एक इकाई के रूप में कई लेंसों को एक साथ जोड़कर ऐसा किया। दो लेंसों के उपयोग से परिधीय किरणों का अधिक एकत्रण लेंस से समानांतर की ओर हो गया। Huygen की नई ऐपिस ने छवि को प्रभावी ढंग से समतल कर दिया और आंख को व्यापक क्षेत्र में ध्यान केंद्रित करने की अनुमति दी। लेकिन यह क्षेत्र आज भी अधिकांश पर्यवेक्षकों में क्लौस्ट्रफ़ोबिया को प्रेरित करेगा!
अंतिम समस्या अधिक दखल देने वाली थी - अपवर्तन लेंस तरंगदैर्घ्य या आवृत्ति के आधार पर प्रकाश को मोड़ते हैं। अधिक से अधिक आवृत्ति, प्रकाश का एक विशेष रंग तुला होता है। इस कारण से, इलेक्ट्रो-मैग्नेटिक स्पेक्ट्रम में फोकस के एक ही बिंदु पर विभिन्न रंगों (पॉलीक्रोमैटिक लाइट) के प्रकाश को प्रदर्शित करने वाली वस्तुओं को नहीं देखा जाता है। मूल रूप से लेंस प्रिज्म के समान ही कार्य करते हैं - प्रत्येक अपने स्वयं के अनूठे केंद्र बिंदु के साथ, रंगों का प्रसार।
गैलिलियो की पहली दूरबीन ने आभासी छवि को बढ़ाने के लिए केवल एक आंख को बंद करने की समस्या को हल किया। उनका उपकरण फोकस सेट करने के लिए एक नियंत्रित दूरी से अलग दो लेंस से बना था। उद्देश्य लेंस में प्रकाश को इकट्ठा करने और रंग-आवृत्ति के आधार पर फोकस के विभिन्न बिंदुओं पर लाने के लिए कम गंभीर वक्र था। छोटे लेंस - छोटी फोकल लंबाई के अधिक गंभीर वक्र से युक्त होते हैं - जिससे गैलीलियो की अवलोकन आंख को आवर्धित विस्तार देखने के लिए छवि के काफी करीब पहुंच सकते हैं।
लेकिन गैलीलियो के दायरे को केवल भौं के क्षेत्र के मध्य के पास ध्यान केंद्रित करने के लिए लाया जा सकता है। और उस समय गैलीलियो जो कुछ भी देख रहा था, उसके द्वारा केंद्रित या परिलक्षित रंग के आधार पर ही ध्यान केंद्रित किया जा सकता था। गैलीलियो ने आमतौर पर चंद्रमा, शुक्र और बृहस्पति जैसे उज्ज्वल अध्ययनों का अवलोकन किया - एपर्चर स्टॉप का उपयोग करते हुए और विचार के साथ आने में कुछ गर्व किया!
गैलीलियो के समय के बाद क्रिस्टियान हुइगेन्स ने पहला - ह्युजिआन - आईपेड बनाया। इस ऐपिस में दो प्लेनो-उत्तल लेंस होते हैं जो एकत्रित लेंस का सामना करते हैं - एक अवतल लेंस नहीं। दो लेंसों का फोकल तल उद्देश्य और नेत्र लेंस तत्वों के बीच स्थित है। दो लेंसों के उपयोग ने छवि के वक्र को चपटा कर दिया - लेकिन केवल दृश्य के स्पष्ट क्षेत्र के स्कोर या इतने डिग्री पर। Huygen के समय से, ऐपिस अधिक परिष्कृत हो गए हैं। बहुलता की इस मूल अवधारणा के साथ शुरुआत करते हुए, आज के ऐपिस एक और आधा दर्जन या इतने ऑप्टिकल तत्वों को जोड़ सकते हैं जो आकार और स्थिति दोनों में पुनर्व्यवस्थित हैं। शौकिया खगोलविद अब सुस्पष्ट व्यास -2 में 80 डिग्री से अधिक समतल क्षेत्र देने वाले शेल्फ से ऐपिस खरीद सकते हैं।
तीसरी समस्या - रंग-बिरंगी बहु-रंगीन छवियों की - जब तक कि कार्यशील परावर्तक दूरबीन को 1670 के दशक में सर आइजैक न्यूटन द्वारा डिज़ाइन और निर्मित नहीं किया गया था, तब तक टेलीस्कोपी में हल नहीं किया गया था। उस दूरबीन ने एकत्रित लेंस को पूरी तरह से समाप्त कर दिया - हालाँकि इसके लिए अभी भी एक आग रोक ऐपिस के उपयोग की आवश्यकता थी (जो कि उद्देश्य की तुलना में "झूठे रंग" में बहुत कम योगदान देता है)।
इस बीच रेफ्रेक्टर को ठीक करने के शुरुआती प्रयास बस उन्हें लंबा करने के लिए थे। 140 फीट लंबाई के स्कोप तैयार किए गए थे। कोई भी विशेष रूप से अत्यधिक लेंस व्यास नहीं था। इस तरह के धुँधले dynasaurs का उपयोग करने के लिए वास्तव में साहसी पर्यवेक्षक की आवश्यकता थी - लेकिन रंग समस्या "टोन डाउन" किया।
रंग त्रुटि को समाप्त करने के बावजूद, शुरुआती रिफ्लेक्टरों में भी समस्याएं थीं। न्यूटन के दायरे में एक गोलाकार ग्राउंड स्पेकुलम मिरर का इस्तेमाल किया गया था। आधुनिक रिफ्लेक्टर दर्पणों की एल्यूमीनियम कोटिंग की तुलना में, स्पेकुलम एक कमजोर कलाकार है। लगभग तीन-तिमाहियों में एल्यूमीनियम की प्रकाश एकत्रित करने की क्षमता, स्पेकुलम प्रकाश पकड़ में एक परिमाण को खो देता है। इस प्रकार न्यूटन द्वारा तैयार छह इंच के उपकरण ने समकालीन 4 इंच मॉडल की तरह व्यवहार किया। लेकिन ऐसा नहीं है कि न्यूटन के इंस्ट्रूमेंट को बेचना मुश्किल हो गया है, यह बस बहुत खराब छवि गुणवत्ता प्रदान करता है। और यह उस गोलाकार जमीन के प्राथमिक दर्पण के उपयोग के कारण था।
न्यूटन के दर्पण में प्रकाश की सभी किरणों को आम ध्यान में नहीं लाया गया। गलती स्पेकुलम के साथ नहीं हुई - यह दर्पण के आकार के साथ है, जो - यदि 360 डिग्री तक विस्तारित है - तो एक पूर्ण चक्र बना देगा। इस तरह का दर्पण केंद्रीय प्रकाश किरणों को उसी बिंदु पर ध्यान केंद्रित करने में असमर्थ है जो रिम के निकट है। यह 1740 तक नहीं था जब स्कॉटलैंड के जॉन शॉर्ट ने इस समस्या को (पर-अक्ष प्रकाश के लिए) आईने को पार्बल करके सही किया। लघु ने इसे बहुत ही व्यावहारिक तरीके से पूरा किया: चूंकि समानांतर किरणें एक गोलाकार दर्पण के केंद्र के समीप होती हैं, जो सीमांत किरणों का निरीक्षण करती हैं, क्यों न केवल केंद्र को गहरा किया जाए और उन्हें पुष्ट किया जाए?
यह 1850 तक नहीं था जब तक कि चांदी ने ऐनक को पसंद की दर्पण सतह के रूप में बदल दिया। बेशक जॉन शॉर्ट द्वारा निर्मित 1000 से अधिक पैराबोलिक रिफ्लेक्टर में सभी स्पेकुलम दर्पण थे। और चांदी, स्पेकुलम की तरह, ऑक्सीकरण के लिए समय के साथ परावर्तितता को खो देता है। 1930 तक, पहले पेशेवर दूरबीनों को अधिक टिकाऊ और चिंतनशील एल्यूमीनियम के साथ लेपित किया जा रहा था। इस सुधार के बावजूद, छोटे रिफ्लेक्टर तुलनीय एपर्चर के अपवर्तक की तुलना में ध्यान केंद्रित करने के लिए कम रोशनी लाते हैं।
इस बीच, रेफ्रेक्टर्स भी विकसित हुए। जॉन शॉर्ट के समय के दौरान, ऑप्टिशियंस को लगा कि न्यूटन के पास कुछ नहीं था - अपवर्तन द्वारा ध्यान के एक सामान्य बिंदु पर विलय करने के लिए लाल और हरी रोशनी कैसे प्राप्त करें। यह पहली बार चेस्टर मूर हॉल द्वारा 1725 में पूरा किया गया था और एक चौथाई शताब्दी बाद में जॉन डॉलैंड द्वारा फिर से खोजा गया था। हॉल और डॉलैंड ने दो अलग-अलग लेंसों को संयोजित किया - एक उत्तल और दूसरा अवतल। प्रत्येक में एक अलग ग्लास प्रकार (मुकुट और चकमक पत्थर) होता है जो प्रकाश को अलग तरह से अपवर्तित करता है (अपवर्तक सूचकांकों पर आधारित)। क्राउन ग्लास के उत्तल लेंस ने सभी रंगों के प्रकाश को एकत्रित करने का तात्कालिक कार्य किया। यह अंदर की ओर झुका हुआ है। नकारात्मक लेंस ने अभिसरण किरण को थोड़ा बाहर की ओर फैलाया। जहां सकारात्मक लेंस ने फोकस को ओवरशूट करने के लिए लाल प्रकाश का कारण बनाया, वहीं नकारात्मक लेंस ने लाल रंग को रेखांकित किया। लाल और हरे रंग की मिश्रित और आंखें पीली दिखीं। नतीजा यह था कि अक्रोमैट्रिक रिफ्रैक्टर टेलिस्कोप - एक प्रकार जो आज के कई शौकिया खगोलविदों द्वारा सस्ती, छोटे एपर्चर, विस्तृत क्षेत्र के लिए पसंद किया जाता है, लेकिन - छोटे फोकल अनुपात में - आदर्श छवि गुणवत्ता उपयोग से कम।
यह उन्नीसवीं सदी के मध्य तक नहीं था जब ऑप्टिशियंस ध्यान केंद्रित में लाल और हरे रंग में शामिल होने के लिए ब्लू-वायलेट प्राप्त करने में कामयाब रहे। यह विकास शुरू में उच्च-शक्ति वाले ऑप्टिकल सूक्ष्मदर्शी के दोहरे उद्देश्यों में एक तत्व के रूप में विदेशी सामग्री (आटा) के उपयोग से निकला था - दूरबीन नहीं। मानक ग्लास प्रकारों - ट्रिपल - का उपयोग करके तीन तत्व टेलीस्कोप डिजाइनों ने समस्या को लगभग चालीस साल बाद (बीसवीं शताब्दी के ठीक पहले) हल किया।
आज के शौकिया खगोलविद गुंजाइश प्रकार और निर्माताओं की एक विस्तृत वर्गीकरण से चुन सकते हैं। सभी आसमानों, आंखों और आकाशीय अध्ययन के लिए कोई एक गुंजाइश नहीं है। 1930 के दशक में विकसित किए गए नए ऑप्टिकल कॉन्फ़िगरेशन द्वारा फ़ील्ड फ़्लैटनेस के मुद्दों (विशेष रूप से तेज़ न्यूटनियन दूरबीनों के साथ) और भारी ऑप्टिकल ट्यूब (बड़े रेफ्रेक्टर्स से जुड़े) को संबोधित किया गया है। साधन प्रकार - जैसे एससीटी (श्मिट-कैसग्रेन टेलिस्कोप) और एमसीटी (मकसुतोव-कासेग्रेन टेलिस्कोप) प्लस न्यूटन-एस्क श्मिट और मकसुतोव वेरिएंट और तिरछा रिफ्लेक्टर - अब संयुक्त राज्य अमेरिका और दुनिया भर में निर्मित होते हैं। प्रत्येक स्कोप प्रकार कुछ वैध चिंता या गुंजाइश आकार, बल्क, फील्ड फ्लैटनेस, छवि गुणवत्ता, इसके विपरीत, लागत और पोर्टेबिलिटी से संबंधित है।
इस बीच रेफ्रेक्टर्स ने ऑप्टोफाइल के बीच केंद्र चरण ले लिया है - लोग अन्य बाधाओं के बावजूद उच्चतम संभव छवि गुणवत्ता चाहते हैं। पूरी तरह से एपोक्रोमैटिक (रंग-सही) रिफ्रेक्टर ऑप्टिकल, फोटोग्राफिक और सीसीडी इमेजिंग उपयोग के लिए उपलब्ध कुछ सबसे आश्चर्यजनक छवियां प्रदान करते हैं। लेकिन अफसोस, इस तरह के मॉडल सामग्री की उच्च लागत (विदेशी कम फैलाव क्रिस्टल और ग्लास) की वजह से छोटे एपर्चर तक सीमित हैं, निर्माण (छह ऑप्टिकल सतहों तक का आकार होना चाहिए) और अधिक लोड असर आवश्यकताओं (कांच के भारी डिस्क के कारण) )।
आज के सभी प्रकार के स्कोप के प्रकार इस खोज के साथ शुरू हुए कि असमान वक्रता के दो लेंसों को बड़ी दूरी पर मानव धारणा को ले जाने के लिए आंख तक रखा जा सकता है। कई महान तकनीकी विकासों की तरह, आधुनिक खगोलीय दूरबीन तीन मूलभूत सामग्रियों से बाहर निकली: आवश्यकता, कल्पना, और ऊर्जा और पदार्थ के संपर्क के तरीके की बढ़ती समझ।
तो आधुनिक खगोलीय टेलिस्कोप कहां से आया? निश्चित रूप से टेलिस्कोप निरंतर सुधार की लंबी अवधि के माध्यम से चला गया। लेकिन शायद, बस शायद, दूरबीन ब्रह्मांड का एक उपहार है जो मानव आंखों, दिलों और दिमागों के माध्यम से गहन प्रशंसा में खुद को उकेरता है ...
-1 प्रश्न मौजूद हैं, जिन्होंने सबसे पहले दूर-दूर तक देखे गए चश्मे को बनाया था। यह संभावना नहीं है कि अबू अली अल-हसन इब्न अल-हेथम या रोजर बेकन ने कभी इस तरह से लेंस का इस्तेमाल किया हो। सिद्ध होने के मुद्दे को भ्रमित करना यह सवाल है कि वास्तव में चश्मा कैसे पहना जाता था। यह संभावना है कि पहली दृश्य सहायता केवल एक मोनोकल के रूप में आंख को आयोजित की गई थी - वहां से लेने की आवश्यकता। लेकिन क्या इस तरह की आदिम पद्धति को ऐतिहासिक रूप से "तमाशा की उत्पत्ति" कहा जा सकता है?
-2 एक विशेष रूप से घुमावदार आभासी छवि के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए एक विशेष ऐपिस की क्षमता प्रभावी रूप से फोकल अनुपात और स्कोप आर्किटेक्चर द्वारा मौलिक रूप से सीमित है। इस प्रकार दूरबीन जिनकी फोकल लंबाई कई बार होती है उनका एपर्चर "इमेज प्लेन" में एक तात्कालिक वक्र के कम मौजूद होता है। इस बीच, स्कोप्स जो शुरू में प्रकाश को अपवर्तित करते हैं (कैटैडोप्टिक्स और साथ ही रेफ्रेक्टर्स) को ऑफ-ऐक्सिस लाइट को बेहतर तरीके से संभालने का लाभ मिलता है। दोनों कारक अनुमानित छवि की वक्रता की त्रिज्या को बढ़ाते हैं और आंखों के समतल क्षेत्र को आंखों के समतल क्षेत्र में प्रस्तुत करने के कार्य को आसान बनाते हैं।
लेखक के बारे में:
1900 की प्रारंभिक कृति से प्रेरित: "द स्काई थ्रू थ्री, फोर, एंड फाइव इनच टेलीस्कोप", जेफ बारबोर को सात साल की उम्र में खगोल विज्ञान और अंतरिक्ष विज्ञान में एक शुरुआत मिली। वर्तमान में जेफ अपने समय का अधिकांश हिस्सा आकाश को देखते हुए और वेबसाइट एस्ट्रो.गॉयज को बनाए रखने के लिए समर्पित करता है।
