Ilmiy rahbar: aytimbetov n. Bajardi: jumaboyeva ch

2.3. Sferik aberratsiya

Sferik sirtga ega botiq ko‘zguda, shuningdek, sferik sirtlarga ega qavariq linzalarda sferik aberratsiya kuzatiladi. Bu aberratsiyani tushuntirish uchun sferik ko‘zgudan qaytgan nurlarning fokusga yig‘ilishini parabolik ko‘zgudan qaytgan nurlarning yig‘ilishi bilan solishtirib o‘rganamiz.



4-rasm. Sferik aberratsiyani tushuntirish.
Parabolik ko‘zgudan aks qaytgan to‘lqin frontlari uchun ko‘zguning fokuslari gomotsentrikdir, sferik ko‘zguniki – bunday emas. Shuning uchun sferik ko‘zguning optik o‘qidan uzoqlashgan sari undan qaytgan parallel nurlar ko‘zguga yaqinroq nuqtalarda kesishadi.
Parabolik ko‘zguning sirti parabola deb ataluvchi geometrik egri chiziqni uning o‘qi atrofida aylanishi natijasida hosil bo‘lgan sirtga o‘xshash bo‘ladi. Parabolik ko‘zguga uning o‘qiga parallel holda tushayotgan nurlar undan aks qaytadi va fokusida kesishadi. Ma’lumki, parabola bu uning fokusidan va direktrisasidan birxil uzoqlikda joylashgan nuqtalar o‘rnidir. Parabolaga tushayotgan to‘lqin frontining o‘rni uning direktrisasi bilan ustma ust tushadi. Demak, yulduzdan kelayotgan va parabolik sirtdan aks qaytgan parallel nurlar (yassi to‘lqin fronti) uning fokusida kesishadi va yulduz tasvirini hosil qiladi.
Endi sferik ko‘zguni parabolik ko‘zgu ichiga shunday joylashtiraylikki, ularning optik o‘qlari ustma-ust tushsin (4-rasmga qarang). Ko‘zgularning optik o‘qi yaqinida ikkala ko‘zgudan aks qaytgan (paraksial) nurlar ularning umumiy fokusi F₀ da kesishadi. Optik o‘qdan uzoqda parabolik ko‘zgdan qaytgan nurlar ham F₀ da kesishadi. Biroq sferik ko‘zgudan aks qaytgan va optik o‘qdan uzoqdagi nurlar ko‘zguga yaqinroq masofada kesishadi. Buning sababi optik o‘qdan uzoqlashgan sari sferik sirtni parabolik sirtdan chetlashishini kuchayaborishidir. Shuning uchun ayrim hollarda (masalan, quyosh teleskoplarida) uzun fokusli sferik ko‘zgular qo‘llaniladi, chunki bunday ko‘zgu paraksial (optik o‘k yaqinidagi) nurlar uchun parabolik ko‘zgudan farq qilmaydi. Biroq bunday sferik ko‘zgu juda kam (1:30) optik kuchga ega va yulduzlarni kuzatishda yaramaydi. Yulduzlarni kuzatishda katta (1:3) optik kuchga ega teleskoplar qo‘llaniladi.
Sferik ko‘zguga yassi to‘lqin fronti tushganda sferik aberratsiya ro‘y beradi. Sferik ko‘zguning sferik aberratsiyasini ko‘zguga tushayotgan to‘lqin frontini o‘zgartirish yo‘li bilan bartaraf etish mumkin. Bu amal sferik ko‘zgu oldiga o‘rnatiladigan va yassi to‘qin frontga hisoblagandek shakl beradigan yupqa linza yordamida bajariladi. Bu linza yassi to‘lqin frontni shunday o‘zgartiradiki u sferik sirtdan qaytgach, linzaning fokusga nisbatan gomotsentrik frontga aylanadi.
Maksutov teleskopida bunday linzaning bir tomoni kichik egrilikka ega botiq ikkinchisi esa qabariq sitrdan iborat va u menisk deb ataladi. Shmidt kamerasida bu linza murakkab shaklga ega. Bu linza undan o‘tayotgan yassi frontga shunday shakl beradiki, u sferik ko‘zgudan qaytgach gomotsentrik frontga aylanadi [11].
Sferik linzalarning sferik aberratsiyasi linza sirtlarining egriligini tanlash yo‘li bilan kamaytirilishi mumkin. Masalan bir tomoni (yoritqichga qaragan) qabariq ikkinchisi tekis linzaning sferik aberratsiyasi kam bo‘ladi. Yuqorida ko‘rilgan axromatik ob’ektivdagi flint linzani qabariq-botiq shaklda yasash yo‘li bilan sferik aberratsiyani bartaraf etish mumkin. Bunday ikki linzali ob’ektiv endi apoxromat deb ataladi va unda sferik aberratsiya kuzatilmaydi va xromatik aberratsiya kuchsiz bo‘ladi.
Linzalarda ko’pgina hollarda bir necha kamchiliklar mavjuddir. Shuning uchun linzalarni biriktirib ishlatishga to’g’ri keladi. Bir-biriga jips birlashgan linzalar optik sistemani tashkil kiladi.
Yuqorida yupqa linzani ko’rib o’tganda bosh optik o’qga juda yaqin yo’nalgan nurlarni ko’rgan edik. Amaliyotda bosh optik o’qdan ancha yuqorida yotgan nurlar bilan ish ko’rishga to’g’ri keladi. Bunday vaqtlarda tasvirlar uncha aniq bo’lmaydi. Linza orqali o’tgan nurlar bosh optik o’qni bitta nuqtada kesib o’tmaydi, xar hil nuqtada kesib o’tadi. Bu kamchilik sferik aberratsiya deyiladi. Sferik aberratsiya, ko’ndalang , bo’ylama sferik aberratsiyaga bo’linadi .
1
. Ko’ndalang sferik abberatsiya. Biror A nuktadan nur chiqaryotgan bo’lsin, bosh optik o’qga yaqinroq bo’lgan nurlar ozroq va bosh optik o’qdan uzoqroq bo’lgan nurlar ko’proq sinib A nuqtaning bir necha tasviri hosil bo’ladi (5-rasm).
5-rasm
Agar bosh optik o’qga tik ekran qo’yilsa ekranda noaniq yoyilgan tasvir xosil bo’ladi. Bu kamchilik ko’ndalang sferik aberratsiya deyiladi.
2. Bo’ylama sferik abberatsiya.
A
ytaylik, linzaga parallel bo’lgan nurlar dastasi tushayotgan bo’lsin. U holda paraksial nurlar linzaning f¹ uzoq fokusida, chetki nurlar esa yakinroq f¹₂ fokusida to’planadi, f¹ va f¹₂ orasida qolgan hamma nurlarning fokuslari yotadi. Bu xildagi abberatsiya bo’ylama sferik abberratsiya deyiladi (6-rasm).
6-rasm
Astrofizik kuzatishlar, birinchidan, yorug‘ligi va kattaligi bir-birinikidan juda katta farq qiladigan yoritqichlarni o‘z ichiga olsa, ikkinchidan, tekshirishlar har xil spektral diapazonlarda olib borilishi mumkin, uchinchidan, qo‘llanilayotgan nurlanish priemniklar har xil spektral sezgirlikka hamda kvant chiqishlarga ega, to‘rtinchidan, qo‘yilgan masalalar har xil bo‘lishi mumkin (masalan, yulduzlar osmonini sur’atga olish yoki birorta yulduzni alohida holda tekshirish).
Qo‘yilgan astrofizik tekshirishlardan chiqqan holda teleskop turi tanlanadi. Teleskopni yasashga kirishishdan oldin, unda bajariladigan tekshirishlarda qo‘yilgan shartlardan (ajrataolish qobiliyati, ko‘rish maydoni kengligi va boshqalar) chiqqan holda, uning optik sxemasi va qismlari sirtining egriligi va ularni bir-biriga nisbatan joylashtirilish uzoqliklari hisoblab chiqiladi hamda yasash uchun zarur xomashyolarning optik ko‘rsatgichlari (masalan sindirish koeffisenti) beriladi. Optik usto yoki optik avtomat mashina maxsus nazorat tizimlari yordamida optik qismlarni yasaydi. Bu qismlar texnik buyurtmada belgilangandek ketma-ket optik o‘qqa joylashtiriladi va mahkamlanadi. Tayyor teleskop maxsus nazoratdan o‘tkaziladi va uning optik ko‘rsatgichlari buyurtmadagiga mos kelsa, uni amalda qo‘llashga ruxsat beriladi.
Optik teleskoplar uchta turga bo‘linadi. 1) refraktor, ya’ni linzalardan yasalgan teleskop. Nurlarni yig‘ish linzalarda ularni sinishi (refraksiyasi) ga asoslangan. 2) reflektorlar, ya’ni botiq ko‘zgudan yasalgan teleskop. Nurlarni yig‘ilishi botiq ko‘zgudan aks qaytish natijasida ro‘y beradi. 3) katadioptrik teleskop, ya’ni botiq ko‘zgu va linzalar (minisk, korreksion plastinka va afokal sistema) dan yasalgan teleskop. Ular optik sxemasi yoki nurni yig‘ish va tasvir hosil qilish prinsipi, aberrasiyalarni qanday bartaraf etish yo‘llari hamda ulardan qanday ishlar bajarishga mo‘ljallanganliklari bilan bir-biridan farq qiladilar