न्यूटोनियन टेलीस्कोप

न्यूटोनियन टेलीस्कोप, जिसे न्यूटोनियन परावर्तक या सिर्फ न्यूटोनियन भी कहा जाता है, एक प्रकार का परावर्तक दूरबीन है, जिसका आविष्कार अंग्रेजी वैज्ञानिक सर आइजैक न्यूटन ने एक अवतल प्राथमिक दर्पण और एक सपाट विकर्ण द्वितीयक दर्पण का उपयोग करके किया था। न्यूटन का न्यूटन का परावर्तक 1668 में बनकर तैयार हुआ था और यह सबसे पहला ज्ञात कार्यात्मक परावर्तक दूरदर्शी है। न्यूटोनियन दूरबीन के सरल डिजाइन ने इसे शौकिया दूरबीन बनाने के साथ बहुत लोकप्रिय बना दिया है।

विवरण
एक न्यूटोनियन दूरबीन एक प्राथमिक दर्पण या उद्देश्य (ऑप्टिक्स) से बना होता है, सामान्यतः आकार में परवलयिक परावर्तक होता है और एक छोटा सपाट माध्यमिक दर्पण होता है। प्राथमिक दर्पण आकाश के नुकीले क्षेत्र से प्रकाश एकत्र करना संभव बनाता है, जबकि द्वितीयक दर्पण प्रकाश को प्रकाशीय अक्ष से एक समकोण पर पुनर्निर्देशित करता है, इसलिए इसे एक ऐपिस के साथ देखा जा सकता है।

न्यूटोनियन डिजाइन के लाभ

 * वे दूरदर्शी दूरबीनों में पाए जाने वाले रंगीन विपथन से मुक्त हैं।
 * न्यूटोनियन टेलिस्कोप सामान्यतः अन्य प्रकार के तुलनीय गुणवत्ता वाले दूरबीन की तुलना में किसी दिए गए उद्देश्य व्यास (या एपर्चर) के लिए कम खर्चीले होते हैं।
 * चूंकि केवल एक सतह है जिसे पीसने और एक जटिल आकार में पॉलिश करने की आवश्यकता होती है, समग्र निर्माण अन्य दूरबीन डिज़ाइनों की तुलना में बहुत सरल है (ग्रेगोरियन टेलीस्कोप, कैसग्रेन परावर्तक, और प्रारंभिक अपवर्तक में दो सतहें होती हैं जिन्हें गिनने की आवश्यकता होती है। बाद में अक्रोमैटिक लेंस अपवर्तक उद्देश्य चार सतहें थीं जिनका पता लगाना है)।
 * एक छोटा फोकल अनुपात अधिक आसानी से प्राप्त किया जा सकता है, जिससे देखने का एक व्यापक क्षेत्र या खगोल विज्ञान हो जाता है।
 * ऐपिस दूरबीन के ऊपरी छोर पर स्थित है। छोटे एफ-अनुपातों के साथ यह बहुत अधिक कॉम्पैक्ट माउंटिंग प्रणाली की अनुमति दे सकता है, लागत कम कर सकता है और सुवाह्यता बढ़ा सकता है।

न्यूटोनियन डिजाइन के हानि
परवलयिक दर्पणों का उपयोग करने वाले अन्य परावर्तक दूरबीन डिज़ाइनों की तरह न्यूटोनियन कोमा ऑफ- अक्ष विपथन से ग्रस्त हैं,जो इमेजरी को अंदर की ओर और प्रकाशीय अक्ष की ओर भड़कने का कारण बनता है (देखने के क्षेत्र के किनारे की ओर तारे धूमकेतु जैसी आकृति लेते हैं)। यह भड़कना अक्ष पर शून्य है, और बढ़ते क्षेत्र कोण के साथ रैखिक है और दर्पण फोकल अनुपात (दर्पण व्यास द्वारा विभाजित दर्पण फोकल लंबाई) के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती है। तीसरे क्रम के स्पर्शरेखा कोमा का सूत्र 3θ / 16F² है, जहां θ कांति में छवि के अक्ष से दूर कोण है और एफ फोकल अनुपात है। एफ/6 या कम (उदाहरण के लिए एफ/5) के फोकल अनुपात वाले न्यूटोनियन को दृश्य या फोटोग्राफिक उपयोग के लिए तेजी से गंभीर कोमा माना जाता है। कम फोकल अनुपात वाले प्राथमिक दर्पणों को उन लेंसों के साथ जोड़ा जा सकता है जो क्षेत्र में छवि की तीक्ष्णता बढ़ाने के लिए कोमा के लिए सही होते हैं।
 * प्रकाश पथ में द्वितीयक दर्पण के कारण न्यूटोनियनों में एक केन्द्रीय अवरोध होता है। यह बाधा और द्वितीयक दर्पण के समर्थन संरचना (मकड़ी कहा जाता है) के कारण होने वाले विवर्तन स्पाइक कंट्रास्ट को कम करते हैं। दृष्टिगत रूप से, दो या तीन टांगों वाली घुमावदार मकड़ी का उपयोग करके इन प्रभावों को कम किया जा सकता है। यह विवर्तन साइडलोब  तीव्रता को लगभग चार के कारक से कम कर देता है और संभावित दंड के साथ छवि कंट्रास्ट को उत्तम बनाने में सहायता करता है, जो कि गोलाकार मकड़ियों को हवा से प्रेरित कंपन से अधिक प्रवण होता है।
 * वहनीय न्यूटोनियन्स के लिए संपार्श्विक प्रकाश या कोलिमेशनऔर विसंखलन एक समस्या हो सकती है। प्राथमिक और माध्यमिक परिवहन और हैंडलिंग से जुड़े झटकों से संरेखण से बाहर हो सकते हैं। इसका मतलब यह है कि दूरबीन को हर बार सेट अप करने के बाद फिर से संरेखित (कोलिमेटेड) करने की आवश्यकता हो सकती है। अपवर्तक और कैटैडोप्ट्रिक्स (विशेष रूप से मकसुतोव टेलीस्कोप) जैसे अन्य डिज़ाइनों में निश्चित समतलीकरण है।
 * फोकल प्लेन एक असममित बिंदु पर और प्रकाशीय ट्यूब विधानसभा के शीर्ष पर है। दृश्य अवलोकन के लिए, विशेष रूप से विषुवतीय पर्वतों पर, ट्यूब अभिविन्यास ऐपिस को बहुत खराब देखने की स्थिति में डाल सकता है, और बड़ी दूरबीनों को इसे एक्सेस करने के लिए सीढ़ी या समर्थन संरचनाओं की आवश्यकता होती है। कुछ डिज़ाइन ऐपिस माउंट या संपूर्ण ट्यूब सभा को उत्तम स्थिति में घुमाने के लिए तंत्र प्रदान करते हैं। अनुसंधान दूरबीनों के लिए, इस फ़ोकस पर लगे बहुत भारी उपकरणों को प्रतिसंतुलित करने पर विचार करना होगा।

रूपांतर
न्यूटोनियन डिजाइन पर कई भिन्नताएं हैं जो प्रणाली में एक कैटाडियोप्टिक प्रणाली या कैटाडियोप्टिक प्रणाली या कैटाडियोप्टिक दूरबीन बनाने के लिए एक लेंस जोड़ती हैं। यह गोलाकार विपथन को ठीक करने या लागत कम करने के लिए किया जाता है।

श्मिट-न्यूटोनियन
एक श्मिट-न्यूटोनियन दूरबीन न्यूटनियन प्रकाशीय डिज़ाइन को प्राथमिक दर्पण के सामने एक पूर्ण-एपर्चर श्मिट सुधारक प्लेट के साथ जोड़ता है जो न केवल गोलाकार विपथन को ठीक करता है किंतु द्वितीयक दर्पण का भी समर्थन कर सकता है। परिणामी प्रणाली में कम कोमा (प्रकाशिकी) और द्वितीयक दर्पण समर्थन प्रेरित विवर्तन प्रभाव हैं।

मकसुतोव-न्यूटोनियन
श्मिट-न्यूटोनियन के समान, एक मकसुतोव दूरबीन दूरबीन के मेनिस्कस सुधारक को न्यूटोनियन विन्यास में जोड़ा जा सकता है, जो इसे देखने के विस्तृत क्षेत्र में न्यूनतम विपथन देता है, एक समान मानक न्यूटोनियन के एक-चौथाई कोमा और आधे कोमा के साथ एक श्मिट-न्यूटोनियन की है। सुधारक पर आनुपातिक रूप से छोटे विकर्ण दर्पण के साथ उच्च फोकल अनुपात का उपयोग करके विवर्तन को भी कम किया जा सकता है।

जोन्स–पक्षी
एक जोन्स-बर्ड न्यूटोनियन (कभी-कभी बर्ड-जोन्स कहा जाता है) एक परवलयिक के स्थान पर एक गोलाकार प्राथमिक दर्पण का उपयोग करता है, जिसमें गोलाकार विपथन के साथ कैटैडोप्ट्रिक प्रणाली या उप-एपर्चर सुधारक लेंस द्वारा सुधार किया जाता है। सामान्यतः फोकसर ट्यूब के अंदर या द्वितीयक दर्पण के सामने लगाया जाता है। यह डिज़ाइन दूरबीन के आकार और लागत को कम करता है और एक कम खर्चीले गोलाकार दर्पण के साथ मिलकर एक छोटी समग्र दूरबीन ट्यूब लंबाई (टेलीफोटो प्रकार के लेआउट में फोकल लंबाई को बढ़ाने वाले सुधारक के साथ) को कम करता है। इस डिजाइन के व्यावसायिक रूप से निर्मित संस्करणों को एक सही आकार के उप-एपर्चर सुधारक के उत्पादन में कठिनाई के कारण वैकल्पिक रूप से समझौता करने के लिए नोट किया गया है, और दूरबीन बाजार के सस्ते सिरे पर लक्षित है।

इतिहास
परावर्तक दूरदर्शी के लिए न्यूटन का विचार नया नहीं था। गैलीलियो गैलीली और जॉन फ्रांसिस साग्रेडो ने अपवर्तक दूरबीन के आविष्कार के तुरंत बाद एक छवि बनाने वाले उद्देश्य (ऑप्टिक्स) के रूप में एक दर्पण का उपयोग करने पर चर्चा की थी, और निकोलो जुची जैसे अन्य लोगों ने 1616 तक इस विचार के साथ प्रयोग करने का दावा किया। न्यूटन ने शायद जेम्स ग्रेगोरी (खगोलविद और गणितज्ञ) को भी पढ़ा होगा | जेम्स ग्रेगरी की 1663 की पुस्तक ऑप्टिका प्रोमोटा जिसमें रवलयिक दर्पणों का उपयोग करके दूरबीन डिज़ाइन को प्रतिबिंबित करने का वर्णन किया गया है (एक दूरबीन ग्रेगरी बनाने की असफल प्रयास कर रहा था)।

न्यूटन ने अपनी परावर्तक दूरबीन का निर्माण किया क्योंकि उन्हें संदेह था कि यह उनके सिद्धांत को साबित कर सकता है कि सफेद प्रकाश रंगों के एक स्पेक्ट्रम से बना है। रंग विरूपण (रंगीन विपथन) न्यूटन के दिनों के अपवर्तक दूरबीनों का प्राथमिक दोष था और इसके कारण कई सिद्धांत थे। 1660 के दशक के मध्य में समय न्यूटन के प्रारंभिक जीवन और उपलब्धियों पर अपने काम के साथ या न्यूटन के रंग के सिद्धांत, न्यूटन ने निष्कर्ष निकाला कि यह दोष अपवर्तक दूरबीन के लेंस के कारण हुआ था जो प्रिज्म (ऑप्टिक्स) के समान व्यवहार कर रहा था, जिसके साथ वह चमकदार खगोलीय पिंडों के चारों ओर रंगों के इंद्रधनुष में सफेद रोशनी को तोड़ने का प्रयोग कर रहा था। यदि यह सच होता तो रंगीन विपथन को एक ऐसे दूरबीन के निर्माण से समाप्त किया जा सकता था एक परावर्तक टेलीस्कोप जिसमें लेंस का उपयोग नहीं किया जाता था

1668 के अंत में आइज़ैक न्यूटन ने अपने न्यूटन के परावर्तक का निर्माण किया। उन्होंने अपने वस्तुनिष्ठ (प्रकाशिकी) दर्पण के लिए सबसे उपयुक्त सामग्री के रूप में विश्वास करना और तांबे की एक मिश्र धातु (स्पेकुलम धातु) को चुना। बाद में उन्होंने दर्पण को आकार देने और पीसने के लिए साधन तैयार किए और हो सकता है कि उन्होंने बाद में दर्पण को आकार देने और पीसने के लिए साधन तैयार किए और ऑप्टिकल सतह को चमकाने के लिए पिच लैप का उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति हो सकते हैं। उन्होंने निर्माण को आसान बनाने के लिए एक परवलय के अतिरिक्त अपने दर्पण के लिए एक गोलाकार आकार चुना; भले ही यह गोलाकार विपथन प्रस्तुत  करेगा फिर भी यह रंगीन विपथन को सही करेगा। उन्होंने अपने परावर्तक में जोड़ा कि न्यूटोनियन टेलीस्कोप के डिजाइन की पहचान क्या है,प्राथमिक दर्पण के फोकस के पास एक द्वितीयक तिरछा माउंटेड दर्पण, जो दूरबीन के किनारे लगे ऐपिस पर 90 डिग्री के कोण पर छवि को प्रतिबिंबित करता है। इस अनूठे जोड़ ने छवि को वस्तुनिष्ठ दर्पण के न्यूनतम अवरोध के साथ देखने की अनुमति दी। उन्होंने ट्यूब, दूरबीन माउंट और फिटिंग भी बनाई। न्यूटन के पहले संस्करण का प्राथमिक दर्पण व्यास था 1.3 in और एफ/5 के दूरबीन में एक एफ-नंबर या फोकल अनुपात। उन्होंने पाया कि दूरबीन रंग विकृति के बिना काम करती है और वह इसके साथ बृहस्पति के चार गैलिलियन चंद्रमाओं और शुक्र के चरण को देख सकते हैं। न्यूटन के मित्र इसहाक बैरो ने 1671 के अंत में लंदन की रॉयल सोसाइटी के एक छोटे से समूह को दूसरा दूरबीन दिखाया। वे इससे इतने प्रभावित हुए कि उसी वर्ष में उन्होंने जनवरी 1672 में इंग्लैंड के चार्ल्स द्वितीय को इसका प्रदर्शन किया।

उससे पहले ग्रेगरी की तरह, न्यूटन को एक प्रभावी परावर्तक बनाने में कठिनाई हुई। स्पेकुलम धातु को नियमित वक्रता में पीसना कठिन था। सतह भी तेजी से धूमिल हुई; दर्पण की परिणामी कम परावर्तकता और इसके छोटे आकार का अर्थ यह था कि दूरबीन के माध्यम से दृश्य समकालीन अपवर्तक की तुलना में बहुत मंद था। निर्माण में इन कठिनाइयों के कारण, न्यूटोनियन परावर्तक दूरदर्शी को प्रारंभ में व्यापक रूप से अपनाया नहीं गया था। 1721 में जॉन हैडली ने रॉयल सोसाइटी को एक बहुत उत्तम मॉडल दिखाया। हैडली ने एक परवलयज दर्पण बनाने की कई समस्याओं को हल किया था। उनका न्यूटनियन एक दर्पण व्यास के साथ 6 in दिन के बड़े हवाई दूरबीन के अनुकूल तुलना की गई।

यह भी देखें

 * दूरबीन प्रकार की सूची
 * श्मिट-न्यूटन दूरबीन
 * कैटोपट्रिक्स

संदर्भ

 * Smith, Warren J., Modern Optical Engineering, McGraw-Hill Inc., 1966, p. 400