تصور کنید که چشمی مسلط بر عالم دارید که توانایی نگاه کردن به ستاره های دور یا صحابی هایی با وضوح و روشنی شگفت انگیز را به شما می دهد، و این که شما می توانید به وقایعی نگاه کنید که میلیارد ها سال پیش اتفاق افتاده اند واقعا چیز جالبی است.ستاره شناسان این اعمال را فقط با تلسکوپ فضایی هابل انجام می دهند.

تلسکوپ فضایی هابل دقیقا چیست؟چرا به این اندازه استثنایی است؟چگونه این چنین عکس های شگفت انگیزی می گیرد وما کجا می توانیم آنها را ببینیم؟ما به طور دقیق به بررسی این وسیله ای که انقلابی را در ستاره شناسی و نجوم پیش آورد می پردازیم.

مشکل بزرگ تلسکوپ های مستقر در زمین این بود که مشاهده ی نور ستاره های دور دست قبل از اینکه از اتمسفر زمین بگذرند ممکن نبود-از کنار ابر ها و آب و هوا-و اتمسفر زمین که مکان غلیان است-با گرد و غبار وهوای گرمی که جریان دارد و به بالا صعود می کندو هوای سرد با نزول به سمت زمین می آید و آب ها بخار می شوند.

همه ی این عوامل باعث می شوند که عکس های ستارگان تیره و غیر دقیق از آب در بیایند و فواید تلسکوپ های زمینی را محدود کنند.

در سال 1946یک متخصص فیزیک نجومی با نام دکتر لمن اسپیتزر(1997-1914)پیشنهاد داد که تلسکوپی در فضا می تواندعکس های واضح تری را از چیز های دورتربگیرد که تلسکوپ های زمینی قادر به آن نمی باشند.با توجه به این که هنوز هیچ موشکی به فضای خارجی پرتاب نشده بود این یک ایده ی عصبانی کننده بود .هنگامی که برنامه های فضایی ایلات متحده ی آمریکا در سالهای بین 1960 و 1970 توسعه یافت و برتری پیدا کرد،اسپیتزر در ناسا و همایش توسعه دادن تلسکوپ های فضایی سخن رانی کرد.در سال 1975 آژانس فضایی اروپاو ناسا شروع به توسعه دادن تلسکوپ های فضایی کردند.در سال1997مجلس برای تلسکوپ های فضایی بودجه ای را تصویب کردو ناسا با شرکت لاکهید مارتین به عنوان پیمان کار اصلی قرار داد بست تا بر ساخت و ساز نظارت کند.

در سال 1983 تلسکوپ فضایی به نام ستاره شناس آمریکائی ادوین هابل نام گذاری شد.هابل کسی بود که با مشاهداتی بر روی ستاره های متغییر در کهکشان های دیگر مطمئن شد که جهان در حال انبساط و بزرگ شدن است که نظریه ی مهبانگ یا انفجار اولیه در عالم را تائید می کرد.ساخت تلسکوپ فضایی هابل 8سال به طول انجامید،که پنج وسیله ی علمی در این تلسکوپ جای گذاری شده اند.این تلسکوپ بیش از چهار صد هزار قطعه داردو بالغ بر بیست و شش هزار مایل سیم کشی الکتریکی دارد.

تلسکوپ فضایی هابل 50 بار حساس تر از تلسکوپ های زمینی است و همچنین 10 بار دقیق تر و تفکیک پذیر تر از تلسکوپ های زمینی است.بعد از تاخیری طولانی به علت حادثه چالنجر،تلسکوپ فضایی هابل در سال 1990 در مدارش قرار گرفت.

خورشید می توانست از موز ساخته شده باشد

خورشید بسیار پرحرارت است زیرا وزن چند میلیارد میلیارد میلیارد تنی آن گرانش عظیمی به وجود می آورد که در نتیجه هسته ستاره را تحت فشاری غیرقابل تصور گذاشته و در نتیجه فشار

بالاحرارت فوق العاده تولید می کند. در صورتی که به جای گاز هیدروژن از میلیاردها میلیارد میلیارد تن موز استفاده می شد نیز همان میزان فشار و در نتیجه همان مقدار حرارت در خورشید به وجود

می آمد. با این حال با افزایش حرارت، اتم ها با بخش های مختلف ساختار ستاره یی برخورد کرده و انرژی اتمی را به وجود می آورند که در اینجا تفاوت میان حضور هیدروژن و موز در ساختار

خورشید آشکار خواهد شد.

* تلسکوپ های شکستی:

در تلسکوپ شکستی ، عدسی های شیئی معمولا از دو عدسی با جنس های متفاوت شیشه ای تشکیل شده اند. این قبیل عدسی ، آکرومات (عدسی ساده) نامیده می شود. منشور شیشه ای می تواند برای ساخت رنگین کمان از نور سفید استفاده شود. این به دلیل این است که شیشه، رنگهای نور را به درجات مختلف منحرف میکند.

زمانی که کسی تصویر واضح و تیزی (نوک دار) را از چیزی که به آن می نگرد، می‌خواهد داشته باشد، این تاثیر آزار دهنده می شود که بهنام خطای رنگی[1] (ابیراهی رنگ) شناخته می شود. آکرومات برای از بین بردن این تاثیر با استفاده از عدسی هایی از دو نوع شیشه طراحی شده است. یکی از عدسی ها کوژ است و جنس آن از شیشه ی گرد[2]است. عدسی دیگر کاو است و از جنس ظرف بلور، چیزی که اگر مقارن یک عدسی هم شکلش ساخته شود ، متراکم تر و انحراف نور در آن قوی تر از شیشه ی گرد است. اگرچه، همچنین این انحراف نور بیشتر بطور قوی صورت می گیرد اما همچنین اختلاف در چگونگی انحراف نورها با رنگهای مختلف ،حتی به نسبت افزایش مقدار زیادی از انحراف، بیشتر بیان شده است.

بنابراین ،می توان دو عدسی نزدیک به هم، یکی از شیشه ی بلوری و یکی از شیشه ی گرد ساخته شود که نور را به دو راه مخالف انحراف دهند. بنابراین این اختلاف در انحراف رنگها ، این تاثیرات را از بین می برد ، اما این عدسی هنوز خودش یک کار اساسی از انحراف نور گذرنده از میان آن در یک راستا را ایفا می کند.

هرچند ، به علت رفتار رنگهای مختلف نور در شیشه، یک قانون ساده ی ثابت را دنبال نمی کند، این حذف کردن میتواند تنها براین دو رنگ تحمیل شود. این هنوز یک پیشرفت بزرگ خارج از میدان عدسی است. اما بعضی اوقات یک پیشرفت بزرگتر مطلوب است و سپس یک عدسی از 3 عدسی شیئی برای تلسکوپهای کمی بیشتر گران قیمت طراحی شد.

عدسی شیئی روی تلسکوپ، به جای شبیه بودن به یک بزرگ کننده معمولی عدسی شیشه ای در شکل، بطور مساوی بر هر دو وجه برآمده است، معمولا یک شکل هلالی شده دارد ، و این قبیل عدسی، عدسی هلالی[3] نامیده می شوند.

این برای کم کرن انحراف دیگری، به نام خطای کروی [4] انجام شده است. انحراف نور با یک عدسی از قانونی ریاضی به نام قانون های شکست نور (قانون اسنل) [5] پیروی می کند ، و این ناشی از حقیقت نور گذرنده است که در شیشه آرامتر از آن چه در هوا می پیماید، سرعت دارد.

یک سطح کروی بطور متناسب برای ساخت زمان ساییدن عدسیها آسان است، اما این تنها یک شباهت زیاد، به شکلی است که سطح آن، مایل به متمرکز کرن پرتوهای وارد آینده به آن در تنها یک نقطه در تصویر است.

گاهی ، مخصوصا زمانی که خیلی از عدسی ها برای تثبیت هدف، با قالب گرفته شدن از پلاستیک ، ساخته می شوند، این بدترین هزینه برای ساخت قالب ضروری کامل تصویر به منظور ساختن سطح ایده آلی از انحراف نور در تصویر است. عدسی های شبیه این با نام عدسی های کروی نامیده می شوند.

گاهی حتی از این قبیل عدسی ها از جنس شیشه برای منظورهای خاصی ساخته می شوند ، اما این قبیل عدسی ها گران گرانهستند و بنابراین استفاده ی عمومی ندارند.

اصطلاح انحنادار، زیرا این به معنای «غیرکروی» است، گاهی دیگر انواع عدسی ها که ساختن آنها دشوار نیست، استفاده می شوند. آنها هنوز سطح خمیده دارند چیزی که دایره هایی به جای خم های پیچیده برای ساختن تصاویر کامل را نیاز می شود. برای نمونه، تو شاید عدسی‌های استوانه‌ای را که می‌تواند یک خط منتشره ی بلندتر را بسازد ، دیده باشی، حتی در میان آنها ، این را عریض تر نمی سازد. ازاین قبیل عدسی ها می توان ابزارهای نوری که یک چیز در یک جهت را انجام می‌دهند و اشیا مختلف دیگر ساخت.

یک کاربرد این عدسی های تغییر شکل دهنده[6] استفاده برای فشردن عرض تصویر روی پرده‌ی فیلم (2.35 برابر به همان پهنای درازا) در قاب تصویر متحرک فیلم طراحی شده برای تصویر متحرک اصلی به نسبت صفحه که 1.33 برابر ، به همان پهنای درازا است ، شبیه تصویر روی تلویزیون تو است. (درواقع از زمان ادیسون تصویر متحرک استاندارد کمی برای ساختن فیلم های معمولی به نسبت صفحه 1.37 : 1 تغییر داده شد. هر چند فیلمها 2.35 :1 به نسبت صفحه هستند، در یک محدوده روی فیلم ضبط شده اند اما فیلم همچنین چندین آثار صدای بزرگ را به خوبی نگه داشت)

دیگر کاربرد آن عینک است. عدسی های عینک معمولا حلقوی هستند و نه کروی ، بطوریکه همچنین می تواند برای اشتباه روی هم رفته ی فاصله کانونی در عدسی های چشمی را تصحیح کند بهاستثنای اختلاف‌ها در فاصله کانونی در جهات گوناگون یا ناهم خوانیهای بینایی[7] .

معمولا عدسی های شیئی تلسکوپ در تلسکوپهای شکستی نجومی از ابزار کروی استفاده نمی کنند.

دو مثال برای تلسکوپ شکستی درمقابل تصویر شده است:

عدسی های باریک، خطای کروی کمتری از عدسی های کلفت دارند. حتی بعد از تصحیح برای رفع انحراف رنگی ، دو ابزار شیئی، مختصری کلفت تر از یک عدسی شامل تنها یک ابزار ساخته است، باز هم خطای کروی هنوز بطور مساعد ضعیف می باشد.

 درست کردن عملی یک عدسی هلالی، آن را به حداقل می رساند، زیرا هنگامیکه روی هم رفته شکل عدسی ، سطح منحنی را دنبال می کند تا جایی که جریان پرتوهای نور منحرف می‌شود به جهت مطلوب جدید، هنگامی است که نگاه داشتن فضای یکنواخت بین آنها ، ازدست نرود. (البته، چرا آن باید یک اختلاف پیچیده بسازد.)

همچنین ممکن است توجه بشود که انحناها بر عدسی ها در شکل بالا، برای هدفهای تصویری اغراق شده است.

زمانی که در جلوی سطح شدیدا کوژ شده باشد، در فاصله کانون کوتاهتر تلسکوپ در قسمت پایین تر شکل نشان داده شده است ، تراز کردن نوار انحراف بین دو سطح هدایت کننده به سطح پشتی ،کوژ به جای کاو می شود، اما با انحنای سطح کمتر قوی. این تلسکوپ سومین ابزار را نیاز دارد ، همچنین ساخت از فلوئوریت کلسیم یا از گونه خاصی شیشه ، برای تنظیم کردن بیشتر سراسر آن را برای گرایش شیشه به منحرف ساختن نور آبی بیشتر قوی از نور زرد و نور زرد بیشتر قوی از نور قرمز. با دو ابزار ، یک عدسی آکروماتیک می تواند هر دو نور قرمز و آبی به کانون یکسان بیاورد اما نور زرد نیز به جای کانونی شدن در یک نقطه، به طول معمولی شیشه های گرد و بلوری است ، استفاده می شوند ، انحراف بیشتر قوی و زودتر به کانون آوردن.

استفاده از 3 ابزار و بطور بیشتر مهم ، ابزاری که شیشه معمولی نیستند، به 3 رنگ اجازه می دهد تا به کانون یکسانی آورده شوند، اما این نیز زمانی که کانونی شدن رنگها در بین داشتن اشتباه های خیلی کمتر، به خوبی صورت بگیرد ،منجرمی شود.

این گونه عدسی ها با توجه به بالا، آکروماتیک هستند. طراحی کردن عدسی آکروماتیک بدون استفاده از فلوئوریت یا مواد شبیه آن ممکن است. پلاستیک ها، از قبیل آکریلیک ، نیز با شیشه های نوری در دومین قابل فرق می کنند، گرچه آنها خیلی زیاد نسبت به دما از شیشه حساس هستند. همچنین، اینجا اختلاف بین شیشه های نوری معمولی که اجازه بدهد به آنها تا برای ساخت آکروماتیک، به خوبی استفاده شود، وجود دارد.

 اچ دنیس تیلور[8] یک شی نوری–بصری در سال 1895 طراحی کرد چیزی که به فلوئوریت یا پودر گرد با هم نیاز نداشت.

زیرا فلوئوریت بیشتر بطور قوی، با شیشه های معمولی فرق می کند، هرچند یک آکروماتیکی که از فلوئوریت استفاده کند (دوباره یا شیشه ای که تقریبا شبیه آن باشد) به داشتن سطحی هرچند دارای انحنای قوی ، برای بدست آوردن فاصله کانونی مشابه، نیاز ندارد. ابزار مثبت و منفی عدسی، نیاز رسیدن کامل برای نزدیک شدن به حذف هر قدرت خارجی دیگری را، انجام نمی دهد. این تصمیمها انحراف دیگر عدسی را داراست. آکروماتیکِ اچ دنیس تیلور طراحی شد، برای استفاده در تلسکوپ f/16 ، فاصله ای که بیشتر مردم برای تلسکوپهای شکستی آکروماتیک نشان می دادند، چیزی که هنوز برای تصاویر عالی دردسترس قرار دارد. 3 ابزار آکروماتیک -با فلوئوریت- مشابه ابزار ، ازطرفی ، اجازه داد، تلسکوپی ساخته شود که تصاویر گیرا در فاصله کانونی f/6 را انتقال خواهد داد و دو ابزار عدسی ها که خطای کروی را با استفاده از فلوئوریت کم می‌کند – مشابه ابزار ، حتی اگر کسی درباره استفاده از اصطلاح «آکروماتیک» برای توضیح آن بپرسد، می تواند هنوز شبیه f/9 انجام دهد.

* تلسکوپهای نیتونی:

گونه دیگر معمول تلسکوپ، تلسکوپهای نیوتنی[9] هستند که معمولا از ابزار غیرکروی برای ساخت آنها استفاده می شود. در تلسکوپ نیوتنی جای عدسی شیئی با آینه کاو جایگزین می شود، چیزی که می‌تواند بزرگ کند و از تصاویر در بسیاری مشابه طرز عدسی کوژ باشد. یک آینه یدکی، آینه تخت کوچک که به نام مورب [10] نامیده می شود که برای خارج نگهداشتن سر شخص استفاده کننده از تلسکوپ از راه ورود نور می باشد.

این گونه تلسکوپ درمقابل تصویر شده است:

در تلسکوپ نیوتنی ،آینه که کار مشاهده را انجام می دهد به نام آینه نخست نامیده می شود و معمولا بصورت کروی جایگزین نمی شود، اما در طی سایش برای گرفتن ، بر روی شکل سهمیگون با دقت تنظیم می شود. (بنابراین مرحله ای به نام سهموی کردن آینه را تنظیم می کند.)

* تلسکوپهای ماکستوف:

نوع دیگر تلسکوپ با نام تلسکوپ ماکستوف[11] شناخته می شود. این تلسکوپ برای استفاده در بعضی تلسکوپهای خیلی گران با اندازه نسبتا کوچک، طراحی شده است. اخیرا ، بیشتر هزینه های قابل کنترل تلسکوپهایی ازاین گونه دارد فراهم می شود. این تلسکوپ شهرت خیلی خوبی برای کیفیت نوری خود دارد. در این تلسکوپ، آینه نخست با کروی جایگزین شده است. یک ابزار کلفت شیشه ای در جلوی تلسکوپ ، با خمیدگی مشابه بر جلو و عقب، به عنوان مصحح برای خطای کروی آینه رفتار می کند.

یه طور مخصوص درمقابل از تلسکوپ ماکستوف تصویر شده است. همچنین نقطه ی دایره ای در مرکز آن وجود دارد که در داخل آینه آن پوشانده شده است. این آینه نوری را که معمولا به کانون آورده می شود ، کمی فراتر از این بازتاب می کند و چون که این آینه سهمویگون است ، کانونی کردن بازتاب نور بازتاب شده در آن تاخیر دارد تا این نور به پشت تلسکوپ از میان سوراخی در مرکز آینه نخست بیرون برود.

تلاشی ،برای کشیدن شکل مقیاسی ساخته شده است، که بر طراحی حقیقی در دفتر دیمیتری ماکستوف[12] بنا شده است. هرچند فاصله از سطح آینه خارجی پشت تلسکوپ تا سطح صاف کانون در عدسی چشمی هنوز اغراق می شود.

این به خصوص از تلسکوپ ماکستوف-کاسگرین[13] عموما شناخته می شود به نام تلسکوپ گریگوری ماکستوف [14] ، زیرا جان گریگوری طراحی ای شامل نقطه ی نقره پوش کرد که ابتدا درغرب به خوبی شناخته شد. طرح نشان داده شد در تصویر بالا برای تلسکوپ f/9 است. تلسکوپهای ممتاز نوری کاملا با آنها ترکیب شده اند.

مشابه، اما کمتر گران و بنابراین محبوبیت مردمی این نوع تلسکوپ بیشتر است که اشمیت کاسگرین تلسکوپ[15] نامیده می شود. در آن، به جای یک قطعه ی کلفت شیشه ای با دو سطح کروی ،اصلاح با قطعه ی خیلی نازک شیشه ای ، تخت بر روی یکطرف و با سطح غیرکروی روی طرف دیگر میسر می شود.

اینجا ،آینه برای بازتاب نور به عقب از میان انتهای تلسکوپ به جلو وسیله بازگردانده می شود. اینگونه تلسکوپ عموما فاصله ی کانونی f/10 با 8 ثانیه (یا 220 میلیمتر) یا دهانه بزرگتر دارد. کسی با 4 ثانیه (یا110  میلیمتر) دهانه شاید ، کمی آهسته فاصله ی کانونی f/12 داشته باشد.

رفتار پیزوالکتریک یا پیزوالکتریسیته عبارتست از تولید الکتریسیته ایجاد شده توسط پلاریزاسیون توسط یک کریستال در اثر اعمال تنش.

زمانی که یک میدان الکتریکی به یک کریستال پیزوالکتریک اعمال شود، تحت کرنش قرار می‌گیرد که اصطلاحا آن را رفتار پیزوالکتریک معکوس می‌نامند.

شرط ضروری برای پیزوالکتریک بودن یک کریستال، عدم وجود تقارن مرکزی در ساختار کریستالی است.

ترکیبات سرب-زیرکنات-تیتانات PZT با ساختار پروسکایت، ZnO و کوارتز مثالهایی از مواد پیزوالکتریک هستند.


پیزوالکتریک Piezoelectric خاصیتی است که برخی کریستالها و از جمله کوارتز به هنگام اعمال ولتاژ به آنها تحت فشار قرار می گیرند یا به هنگام قرار گرفتن در معرض فشار مکانیکی، یک ولتاژ تولید

می کنند از این خاصیت بلور کوارتز در ساعت استفاده می کنند که با اعمال ولتاژ از طریق باطری ساعت و در نظر تعداد خاصی نوسان بلور در یک ثانیه، ثانیه شمار ساعت به اندازه یک ثانیه پیش

می رود یکی دیگر از کاربردهای کوارتز به دلیل داشتن خاصیت پیزوالکتریک، فرستنده های رادیویی، گیرنده های رادیویی و کامپیوترهاست به نوعی می توان گفت که تمام وسائل منقول و غیرمنقول،

دقت و ظرافت خاص خود را مدیون این خاصیت کوارتز هستند تحقیقات نشان می دهند که اگر پاندول درون یک زنگوله به شکل یک بلور کوارتز ساخته شود و به حرکت درآید و به اصطلاح زنگوله به

صدا در بیاید، برای یک دقیقه زنگ خواهد زد حقیقت این امر در اینست که تقریبا هیچ انرژی در این ماده تلف نخواهد شد در صورتیکه محورهای یک زنگ کوارتز دقیقا منطبق با محورهای تک بلور کوارتز

باشد، دارای ولتاژ نوسانی در سطح خود خواهد بود جالبتر اینکه میزان این ولتاژ و نوسان آن هیچ ربطی به دما نخواهد داشت