Рефлекторы или отражательные телескопы — оптические инструменты, назначенные для рассматривания небесных тел, в которых действительное изображение рассматриваемых предметов получается с помощью вогнутых отражающих зеркал. Вогнутое зеркало дает действительное изображение бесконечно удаленного предмета (небесное светило) на расстоянии от зеркала, равном половине радиуса кривизны зеркала, и называемом главным фокусным расстоянием F зеркала. Величина изображения предмета зависит от главного фокусного расстояния зеркала; если угловой диаметр светила (т. е. угол, составляемый двумя линиями, проведенными из глаза наблюдателя к двум крайним точкам диаметра светила) равен α дуговым секундам, то величина изображения его, полученного при помощи зеркала с главным фокусным расстоянием в F стм, будет равняться приблизительно стм, т. е. растет пропорционально F. Яркость изображения растет прямо пропорционально квадрату диаметра D зеркала и обратно пропорционально величине даваемых им изображений, т. е. обратно пропорционально F. Вогнутые сферические зеркала обладают сферической аберрацией (см. Катоптрика), растущей при одном и том же фокусном расстоянии весьма быстро с увеличением диаметра зеркала; это обстоятельство принуждает делать диаметр зеркала весьма небольшим в сравнении с его фокусным расстоянием ( около 1/20), и придавать зеркалу, для уничтожения еще остающейся сферической аберрации, форму поверхности не шарового отрезка, но форму близкую к отрезку параболоида вращения вокруг главной оси зеркала. Получаемое от зеркала изображение рассматривается с помощью лупы-окуляра; если фокусное расстояние окуляра равно f стм, то полученное увеличение равно будет . Совокупность зеркала и окуляра дает Р. Изображение, даваемое зеркалами, лежит впереди зеркала, на пути падающих лучей, и для того, чтобы голова наблюдателя по возможности не задерживала падающих лучей, придумано было несколько расположений частей Р., удовлетворяющих этим условиям: 1) Р. Гершеля (1789 — front view telescope) имеет зеркало SS (фиг. 1), расположенное несколько наклонно к оси трубы, так что изображение получается у края трубы в a, где рассматривается окуляром O. Этот тип, очевидно, применим только к зеркалам весьма большого диаметра (телескоп Гершеля [1789], D = 50 дюймов; телескоп лорда Росса, D = 72 дюйма). Поле зрения равно приблизительно угловому диаметру окуляра, рассматриваемому с расстояния зеркала от него. 2) В Р. Ньютона (1668) сходящиеся лучи, идущие от зеркала SS (фиг. 2), отражаются в сторону небольшим плоским зеркалом p, расположенным под углом в 45° к оси большого зеркала, и дают изображение в b перед окуляром O, вделанным в трубку в боковой стенке трубы. Угол поля зрения выражается так же, как в Р. Гершеля. Вместо зеркала p выгоднее пользоваться призмой с полным внутренним отражением (см. Диоптрика). 3) В рефлекторе Грегори (1663) зеркало SS (фиг. 3) имеет в центре отверстие; лучи, идущие от изображения a, вновь отражаются от маленького вогнутого зеркала V, расположенного так, что его главный фокус лежит весьма близко к a между a и V, и, пройдя через отверстие в SS, дают новое увеличенное изображение в b, которое рассматривается окуляром O, ввинченным в основание трубы против отверстия большого зеркала; винт nm служит для точной установки зеркала V. Увеличение Р. Грегори равно , где F и F′ — главные фокусные расстояния большого и малого зеркала, f — фокусное расстояние лупы, p — расстояние между a и главным фокусом зеркала V. Угол поля зрения равен приблизительно разности угловых диаметров зеркал S и V, рассматриваемых с расстояний, соответственно равных их фокусным расстояниям. Перед Р. Гершеля и Ньютона тип Р. Грегори имеет преимущество симметричного расположения и возможности соответственным подбором зеркал S и V в высокой мере избавиться от влияния на изображение сферической аберрации. 4) В Р. Кассегрена (Cassegrain, 1672) вогнутое зеркало показанное на фиг. 3 заменено выпуклым, расположенным до места образования изображения a. Пучок сходящихся лучей, отразившись от выпуклого зеркала, делается менее сходящимся и собирается в изображение в b (фиг. 3), где рассматривается окуляром O. Увеличение и угол поля зрения определяются теми же выражениями, что и для Р. Грегори. Преимущества типа Кассегрена перед типом Грегори заключается в его меньшей длине при том же фокусном расстоянии зеркала и в том, что сферические аберрации зеркал могут быть удобно компенсированы. В недавнее время (1876) Форстером и Фритчем (Вена) предложено было, под названием «брахителескопа», очень удобное для небольших инструментов видоизменение типа Кассегрена, в котором (фиг. 4) маленькое выпуклое зеркало помещено не по оси большого зеркала, что, кроме других преимуществ, дает возможность не снабжать зеркало M отверстием; этот тип, благодаря хорошим качествам и дешевизне, пользуется большой популярностью между любителями астрономии. Главная часть Р. — зеркало, которое готовится либо из металла, либо из посеребренного стекла. Металлические зеркала льются из сплава меди и олова (682 части меди, 318 олова — сплав лорда Росса), чрезвычайно белого и плотного, шлифуются и полируются подобно оптическим стеклам, причем им раньше придается сферическая поверхность, которая затем от руки сниманием металла у краев зеркала переводится в параболоидную. Чрезвычайно трудная и сложная, требующая огромного искусства и терпения, техника изготовления больших металлических зеркал была почти всецело выработана в Англии трудами выдающихся любителей-астрономов (лорд Росс, Гершель, Коммон), которые сами строили свои инструменты. Фуко предложил заменить металлические зеркала стеклянными вогнутыми поверхностями, приготовленными обычным путем и посеребренными осаждением на них химическим путем тончайшего слоя серебра (см. Серебрение). Стеклянные зеркала менее тяжеловесны и легче готовятся, и хотя, несомненно, тускнеют быстрее металлических, но легче исправляются новым серебрением, между тем как потускневшее металлическое зеркало требует переполировки. Огромную важность при устройстве Р. играет закрепление зеркала в трубе, так как при значительном весе большого зеркала возможен прогиб его от собственной тяжести, что тотчас отзовется на качестве изображения; например, давление пальцем на спинку металлического зеркала в 2 дюйма толщиной при достаточном увеличении вызывает уже весьма заметное искажение изображения. Описание методов отливки и шлифовки зеркал и подробности о Р. можно найти в J. Herschel, «The Telescope» (Эдинбург, 1861); Earl of Ross, «On the construction of Specula» («Philosoph. Transactions», 1861); L. Foucault, «Récueil de travaux»; Common, «On the construction of a five-foot telescope» («Memoirs Royal Astronomical Society», том 50, 1890—1891), a также в ряде весьма важных для данного вопроса статей H. Schroeder’a в «Central-Zeitung f. Optik und Mechanik» за 1896, 1897 и 1898 гг. История Р. см. J. Priestley, «The history and present state of Optiks» (Лондон, 1772, есть немецкий перевод) и Wilde, «Geschichte der Optik» (Б., 1838). О брахителескопах см. K. Fritsch, «Das Brachyteleskop» (В., 1877).
В Германии и России нет ни одного значительного Р. Они имеют некоторое распространение только во Франции и Англии. Р. до сих пор не могут считаться инструментами измерительной астрономии — они исключительно служат для рассматривания небесных объектов и здесь, по силе света, ввиду сравнительной легкости изготовить зеркало чем линзу соответственных размеров, а также отсутствию хроматической аберрации, они соперничают с рефракторами. Спутники Сатурна, Урана, Нептуна были открыты Гершелем и Ласселем с помощью Р. Изумительные подробности в туманностях, частью подтвержденные в новейшее время фотографией, видимы в большой Р. лорда Росса. Нужно сказать, однако, что зеркало более 4 футов в диаметре уже слишком заметно подвержено деформациям вследствие своей тяжести. Непомерный вес зеркал и монтировки делает Р. крайне неуклюжими и неповоротливыми инструментами. Мельбурнский Р. весит (конечно, без каменных пьедесталов оси) 8200 кг, из них 1600 приходятся на одно зеркало. Гигантский Р. Росса (зеркало диаметром в 6 футов) может только наклоняться выше или ниже; в стороны он передвигается очень мало и нужно ждать, когда светило придет в поле зрения. Сам Росс редко наблюдал в этот Р.; обыкновенно он пользовался 3-футовым зеркалом. Гершель чаще употреблял не 4-футовый, а 18-дюймовый Р. Зеркала Р. быстро тускнеют и их приходится заново шлифовать или серебрить. Потеря света в Р. (до 60%) гораздо больше, чем в рефракторе (около 30%). Можно считать, что при равных достоинствах диаметры зеркала Р. и объектива рефрактора относятся как 3:2. Знаменитые Р. Гершеля более не существуют. Труба и некоторые части от 4-футового зеркала хранятся в поместье Гершелей. Рефлектор Ласселя (Мальта), с зеркалом в 4 фута, уничтожен владельцем.
Из существующих Р. наибольшие:
| Зеркала, в дюймах |
Мастер | Система | Зеркало | |
|---|---|---|---|---|
| 72 | Лорд Росс | Ньютон | Метал. | Парсонстоун, Ирландия |
| 60 | Коммон | Ньютон | Стекл. | Ealing, англ. поместье Коммона |
| 48 | Грубб | Кассегрен | Метал. | Мельбурн, обсерватория |
| 47 | Мартен Эйшен | Ньютон | Стекл. | Париж, обсерватория |
| 36 | Лорд Росс | Ньютон | Метал. | Парсонстоун, обсерватория |
| 33½ | Анри, Секретан | Ньютон | Стекл. | Тулуза, обсерватория |
| 31½ | Фуко, Эйшен | Ньютон | Стекл. | Париж, обсерватория |