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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Teleskop. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Ein Teleskop ist ein Instrument, das bei der Beobachtung entfernter Objekte hilft, indem es elektromagnetische Strahlung (z. B. sichtbares Licht) sammelt.
Wie die Brille wurde auch das Spektiv von einer Person entwickelt, die weit von der Wissenschaft entfernt ist. Descartes spricht in seiner Dioptrie wie folgt über diese wichtige Erfindung: „Zur Schande für die Geschichte unserer Wissenschaften wurde eine so bemerkenswerte Erfindung zuerst rein durch Erfahrung und noch dazu durch Zufall gemacht.“ Vor ungefähr dreißig Jahren sagte Jacob Mecius, „ein Mann, der die Wissenschaften nie studiert hat“, der gerne Spiegel und Brenngläser anordnete, zu diesem Zweck verschiedene Linsenformen hatte, entschied er sich, durch eine Kombination aus konvexem und konkavem Glas zu schauen, und installierte sie dann so erfolgreich bei den beiden Enden der Pfeife, dass er ganz unerwartet das erste Spektiv erhielt. Sie sagen, dass er von Kindern aufgefordert wurde, die mit Brillen spielten. So erschien Anfang des 1608. Jahrhunderts das erste Spektiv in den Niederlanden. Außerdem wurde es neben Mecius unabhängig von mehreren Personen gleichzeitig erfunden. Sie alle waren keine optischen Wissenschaftler, sondern einfache Handwerker. Einer von ihnen, John Leppershey, ein Brillenmacher aus Middelburg, überreichte die von ihm hergestellte Pfeife 1610 den Generalstaaten. Als der berühmte italienische Wissenschaftler Galileo Galilei von dieser Neuheit hörte, schrieb er XNUMX: „Vor etwa zehn Monaten erreichte uns ein Gerücht, dass ein gewisser Belgier eine Perspektive (wie Galileo das Teleskop nannte) baute, mit deren Hilfe sichtbare Objekte weit entfernt waren von den Augen, werden deutlich unterscheidbar, als ob sie nah wären." Galileo kannte das Funktionsprinzip des Teleskops nicht, aber er kannte die Gesetze der Optik und erahnte bald seine Vorrichtung und entwarf das Teleskop selbst. „Zunächst fertigte ich ein Bleirohr an“, schrieb er, „an dessen Enden ich zwei Brillengläser anbrachte, beide auf der einen Seite flach, das eine dagegen konvex-kugelig, das andere konkav An dem konkaven Glas sah ich Objekte ausreichend groß und nah. Tatsächlich schienen sie dreimal näher und zehnmal größer als mit dem natürlichen Auge. Danach entwickelte ich einen genaueren Tubus, der Objekte um mehr als sechzig vergrößert darstellte Danach habe ich es geschafft, ohne Mühe und Mittel, mir eine Orgel zu bauen, die so vortrefflich ist, dass die Dinge durch sie betrachtet tausendmal größer und mehr als dreißigmal annähernd erscheinen, als wenn man sie mit Hilfe natürlicher Fähigkeiten betrachtet . Galileo erkannte als erster, dass die Qualität von Linsen für Brillen und von Teleskopen völlig unterschiedlich sein muss. Von den zehn Gläsern war nur eines für den Einsatz in einem Spektiv geeignet. Er verbesserte die Linsentechnologie in einem nie zuvor erreichten Ausmaß. Dadurch konnte er ein Fernrohr mit dreißigfacher Vergrößerung herstellen, während die Fernrohre der Brillenmacher nur dreifach vergrößert waren.
Das Galilei-Fernrohr bestand aus zwei Gläsern, von denen das dem Objekt zugewandte (Objektiv) konvexe, dh Lichtstrahlen sammelnde, und das dem Auge zugewandte (Okular) konkave, streuende Glas war. Die vom Objekt kommenden Strahlen wurden in der Linse gebrochen, aber bevor sie ein Bild lieferten, fielen sie auf das Okular, das sie streute. Bei einer solchen Anordnung von Gläsern machten die Strahlen kein wirkliches Bild, es wurde bereits durch das Auge selbst geformt, das hier gleichsam den optischen Teil der Röhre selbst darstellte. Die Linse O gab in ihrem Fokus ein reelles Bild ba des beobachteten Objekts (dieses Bild ist das Gegenteil, wie man sehen konnte, wenn man es auf dem Bildschirm aufnahm). Das zwischen Bild und Objektiv eingebaute konkave Okular O1 streute jedoch die vom Objektiv kommenden Strahlen, ließ sie nicht kreuzen und verhinderte so die Entstehung eines reellen Bildes ba. Die Zerstreuungslinse bildete ein virtuelles Bild des Objekts an den Punkten A1 und B1, das sich in der besten Sichtweite befand. Als Ergebnis erhielt Galileo ein imaginäres, vergrößertes, direktes Bild des Objekts.
Die Vergrößerung des Teleskops ist gleich dem Verhältnis der Brennweiten des Objektivs zur Brennweite des Okulars. Es scheint, dass es möglich ist, beliebig große Vergrößerungen zu erhalten. Allerdings setzen die technischen Möglichkeiten einer starken Steigerung Grenzen: Es ist sehr schwierig, Gläser mit großem Durchmesser zu schleifen. Außerdem war bei zu langen Brennweiten ein zu langer Tubus erforderlich, mit dem nicht gearbeitet werden konnte. Eine Untersuchung der Teleskope von Galileo, die im Museum für Wissenschaftsgeschichte in Florenz aufbewahrt werden, zeigt, dass sein erstes Teleskop eine 14-fache, das zweite eine 19-fache und das dritte eine 5-fache Vergrößerung lieferte. Obwohl Galileo nicht als Erfinder des Teleskops angesehen werden kann, war er zweifellos der Erste, der es auf wissenschaftlicher Grundlage geschaffen hat, indem er das Wissen nutzte, das der Optik zu Beginn des 30. Jahrhunderts bekannt war, und es zu einem mächtigen Werkzeug für die wissenschaftliche Forschung machte . Er war der erste Mensch, der durch ein Teleskop in den Nachthimmel blickte. Also sah er etwas, das niemand vor ihm gesehen hatte. Zunächst versuchte Galileo, den Mond zu betrachten. Auf seiner Oberfläche waren Berge und Täler. Die Gipfel der Berge und Kare waren silbern in den Strahlen der Sonne, und die langen Schatten in den Tälern waren schwarz. Durch die Messung der Schattenlänge konnte Galileo die Höhe der Mondberge berechnen. Am Nachthimmel entdeckte er viele neue Sterne. Zum Beispiel gab es im Sternbild Plejaden mehr als 80 Sterne, während es vorher nur sieben waren. Im Sternbild Orion - 8 statt XNUMX. Die Milchstraße, die früher als leuchtendes Paar galt, zerfiel in einem Teleskop in eine riesige Anzahl einzelner Sterne. Zur großen Überraschung von Galileo schienen die Sterne im Teleskop kleiner zu sein, als wenn sie mit bloßem Auge beobachtet würden, da sie ihre Halos verloren. Die Planeten hingegen wurden wie der Mond als winzige Scheiben dargestellt. Galileo richtete das Rohr auf Jupiter und bemerkte vier kleine Leuchten, die sich zusammen mit dem Planeten im Weltraum bewegten und ihre Position relativ zu ihm änderten. Nach zweimonatiger Beobachtung vermutete Galileo, dass dies die Trabanten des Jupiters seien, und schlug vor, dass Jupiter um ein Vielfaches größer sei als die Erde. In Anbetracht der Venus entdeckte Galileo, dass sie ähnliche Phasen wie der Mond hat und sich daher um die Sonne drehen muss. Als er schließlich die Sonne durch das violette Glas beobachtete, fand er Flecken auf ihrer Oberfläche und stellte anhand ihrer Bewegung fest, dass sich die Sonne um ihre Achse dreht. All diese erstaunlichen Entdeckungen wurden von Galileo dank des Teleskops in relativ kurzer Zeit gemacht. Auf die Zeitgenossen machten sie einen verblüffenden Eindruck. Es schien, als wäre der Schleier der Geheimhaltung vom Universum gefallen und bereit, dem Menschen seine innersten Tiefen zu offenbaren. Wie groß das Interesse an der Astronomie damals war, lässt sich daran ablesen, dass Galilei allein in Italien sofort einen Auftrag über hundert Instrumente seines Systems erhielt. Einer der ersten, der Galileos Entdeckungen zu schätzen wusste, war ein anderer herausragender Astronom jener Zeit, Johannes Kepler. 1610 entwickelte Kepler eine grundlegend neue Konstruktion des Teleskops, das aus zwei bikonvexen Linsen bestand. Im folgenden Jahr veröffentlichte er das Hauptwerk Dioptrie, das die Theorie von Teleskopen und optischen Instrumenten im Allgemeinen ausführlich untersuchte. Kepler selbst konnte kein Teleskop zusammenbauen – dazu hatte er weder die Mittel noch qualifizierte Helfer. 1613 baute jedoch nach Keplers Schema ein anderer Astronom, Scheiner, sein Teleskop.
Viele Wissenschaftler begannen, selbst Teleskope zu bauen, die leistungsfähiger waren als die von Galileo. Einige erreichten eine hundertfache Vergrößerung, während die Länge der Röhre 30, 40 oder mehr Meter erreichte. Der Rekord gehört offenbar dem Astronomen Oz, dem es 1664 gelang, ein Teleskop mit 600-facher Vergrößerung zu bauen. Die Länge der Röhre betrug 98 Meter. Es ist leicht zu erraten, welche Schwierigkeiten Oz bei der Beobachtung mit einem so ungeschickten Gerät hatte. 1672 gelang es Isaac Newton, diese Schwierigkeit teilweise zu lösen, er schlug ein neues Design des Teleskops (Reflektor genannt) vor, bei dem die Linse ein konkaver Metallspiegel war.
Aus allem bisher Gesagten geht klar hervor, dass die Schaffung des Teleskops eine echte Revolution in der Wissenschaft im Allgemeinen und in der Optik im Besonderen darstellte. Präzise Optik hielt Einzug in die Wissenschaft als neues Mittel, die Welt zu verstehen. Autor: Ryzhov K.V.
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