3. 망원경의 종류

(1) 굴절 망원경

  망원경은 크게 굴절, 반사, 반사굴절 망원경으로 나뉜다. 굴절 망원경은 대물렌즈와 접안렌즈 사이가 경통에 의해 밀폐되어 있고 고정되어 있으므로, 경통 내부의 공기 흐름이 없어 상이 안정됨은 물론 광축이 틀어짐으로 인해 생기는 빛의 악화도 반사망원경 보다 훨씬 좋다. 그러나 구경이 1500mm 이상으로 커지면, 렌즈의 재료인 유리의 균질성이나 연마의 어려움으로 값이 매우 비싸지고, 성능상 색수차의 영향이 증대하며, 보통 f수가 크게 제작되어 망원경의 크기가 대형화되는 단점이 있다.

① 갈릴레이 식

  접안렌즈를 주경의 초점 앞에 놓게 되므로 정립상이 되는 장점이 있지만, 오목렌즈를 접안렌즈로 쓰기 때문에 시야를 넓게 할 수 없는 단점이 있어 소형 오페라 글라스나 지상망원경에만 이용되고 있다.

<그림 3> 갈릴레이식 망원경의 원리

② 케플러 식

  갈릴레이 식과 달리 볼록렌즈를 접안렌즈로 사용하고, 이 렌즈가 대물렌즈의 초점 뒤에 맺힌 도립실상을 확대해 보므로 거꾸로 보이는 단점이 있지만, 천체를 보는데는 별 지장이 없다. 접안렌즈에서 2매 이상의 렌즈를 조합하여 시야를 넓게 하고 상을 좋게 할 수 있는 장점이 있어 대부분의 천체망원경은 이 방식으로 만들어진다.

<그림 4> 케플러식 망원경의 원리

(2) 반사 망원경

  반사망원경은 렌즈대신 오목 거울을 사용하므로 색수차가 전혀 없고, 제작이 렌즈에 비해 훨씬 쉽다. 그러나 코팅상태가 영구적이지 못하므로 자주 코팅을 해야하며 광축의 오차에 의한 상의 악화가 크고 망원경의 이동에 의해 쉽게 광축이 변하며, 경통이 대기에 개방되어 있으므로 상이 공기의 흐름에 영향을 많이 받는다는 단점이 있다.

① 뉴톤 식

  오목거울을 주경으로 쓰는 것으로, 초점거리가 커지면 접안부의 위치가 바닥으로부터 높아지는 단점이 있지만, 제작이 쉽고 가격이 싸며, 빛이 들어오는 방향과 직각의 위치를 들여다 보는 것이므로 천정방향을 볼 때 편리하다.

<그림 5> 뉴톤식 망원경의 원리

② 그레고리 식

  2차경을 오목거울로 사용하고, 주경의 초점 밖에 2차경이 놓임으로 정립상이 되는 특징을 갖고 있다.

<그림 7> 그레고리 식 망원경의 원리

③ 카세그레인 식

  주경의 초점거리 안에 볼록거울(2차경)을 놓아 합성 초점거리를 주경 초점거리의 몇 배로 늘릴 수 있는 장점이 있어 경통의 크기를 대폭 줄일 수 있다. 주경에 구멍을 뚫어야 하므로, 소구경의 망원경은 잘 만들지 않고 대구경의 망원경에 사용된다.

<그림 8> 카세그레인식 망원경의 원리

④ 쿠드 식

  3차경에서 빛을 재차 반사시켜 망원경의 극축에 따라 빛이 나오도록 제작된 망원경이다. 분광기나 카메라 측정장치 등 무거운 관측기재를 경통에 장치하여 일주운동을 추적할 필요없이 바닥에 고정시켜 놓을 수 있는 편리함이 있다. 따라서 현재 대구경 망원경들은 뉴톤, 카세그레인, 쿠드의 세가지 방식을 전부 사용할 수 있도록 제작된 것이 대부분이다.

<그림 9> 쿠드식 망원경의 원리

(3) 반사굴절 망원경

  반사굴절 망원경은 반사망원경과 굴절망원경의 장점만을 채택해서 만든 망원경으로, 기본형은 반사지만 모든 수차의 보정은 렌즈가 하고 주경은 구면일 뿐이다. 같은 구경에서 굴절 망원경 이상의 성능을 내면서도 크기가 무척 작다는 장점이 있는 반면 가격이 비싼 것이 단점이다.

① 슈미트 카메라

보정판으로 코마수차와 구면수차를 보정 시켜서 밝고 넓은 시야를 얻을 수 있으므로, 사진촬영용으로 많이 쓰여 슈미트 카메라라고 불린다.

<그림 10> 슈미트 카메라의 원리

② 기타

  이밖에도 반사굴절 망원경에는 <그림 11>에 보이는 것처럼 해밀턴 식, 베이커 슈미트 식, 막스토프 식, 막스토프 카메라 식이 있다.

(a) 헤밀턴 식

(b) 베이커-슈미트 식

(c) 막스토프 식

(d) 막스토프 카레라 식

<그림 11> 여러 가지 반사굴절 망원경들의 원리

  

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