Upload
aidan-sweet
View
65
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Кузнецов М.В. Отдел изучения Галактики и переменных звезд ГАИШ МГУ. Телескопы и ПЗС. Телескопы история развития Окуляры Расчет и измерения поля зрения телескопов Дефекты изготовления и изображения Монтировки Приемники излучения Цифровая эра в астрономии - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Телескопы и ПЗСТелескопы история развития
ОкулярыРасчет и измерения поля зрения телескопов
Дефекты изготовления и изображенияМонтировки
Приемники излученияЦифровая эра в астрономии
Любительская астрономия с телескопом и ПЗС
Кузнецов М.В. Отдел изучения Галактики и переменных звезд ГАИШ МГУ
Галилео Галилей(15.02.1564-8.01.1642)
• 1604 году новой звезды, - сверхновая Кеплера.
• 1609 году конструирует собственноручно первый телескоп
и направляет его в небо
Рефракторы• Телескоп Галилея
• Телескоп Кеплера
• Ахромат (2-х линзовый объектив)• Апохромат (3-х линзовый объектив)
Обсерватория Местонахождения Диаметр, дюйм/см Дата Примечания
Йеркская обсерватория
Уильямс Бэй, Висконсин 40/102 1897 Рефрактор Кларка
Обсерватория Лика
гора Гамильтон, Калифорния 36/91 1888
Парижская Обсерватория Медон, Франция 33/83 1893 визуальный - 83 см,
фотографический — 62 см.
Астрофизическая Обсерватория
Потсдам, Германия 32/81 1899 Двойной, визуальный 50 см,
фотографический 80 см.
Обсерватория Ниццы Франция 30/76 1880
Пулковская обсерватория Санкт-Петербург 30/76 1885—
1941
Аллегенская обсерватория
Питтсбург, Пенсильвания 30/76 1917 Рефрактор Thaw
Гринвичская обсерватория
Гринвич, Великобритания 28/71 1897 Двойной, визуальный 71 см,
фотографический 66
Обсерватория Архенхольда Берлин, Германия 27/70 1896 Самый длинный
современный рефрактор
Йеркская обсерватория
Рефрактор Кларка
Исаак Ньютон(04.01.1643-31.03.1727)• Первая конструкция
Ньютона (1668)
Рефлектор
10-метровые Телескопы им. Кека
Уильям Гершель(15.11.1738-25.08.1822)
• Брат Каролины Гершель, отец Джона Гершеля. • Планета Уран — произошло 13 марта 1781
года. • Спутники Сатурна Мимас и Энцелад (1789).• Спутники Урана Титанию и Оберон.• Ввел термин «астероид»• Движение Солнечной системы в
сторону созвездия Геркулеса.• Инфракрасного излучения. • Менее известен двадцатью четырьмя
симфониями, автором которых он является.
NGC2683 открыта 05.02.1788
Зеркально-Линзовые телескопыСистема Шмидта(1930) Система Максутова
(1941)
Обсерватория МестонахожденияДиаметр
коррекционной пластины — зеркала, м
Год сооружения
Обсерватория Карла
Шварцшильда Таутенбург,
Германия 1,3-2,0 1960
Паломарская обсерватория
гора Паломар, Калифорния 1,2-1,8 1948
Англо-австралийская обсерватория
Сайдинг-Спринг, Австралия 1,2-1,8 1973
Токийская астрономическая
обсерваторияТокио, Япония 1,1-1,5 1975
Европейская южная
обсерваторияЛа-Силья, Чили 1,1-1,5 1971
Название Местонахождения Диаметр, м Дата
Гигантский южно-африканский телескоп, SALT Сазерлэнд, ЮАР 11 2005
Gran Telescopio Canarias Ла-Пальма, Канары 10,4 2002
Телескопы Кек Мауна-Кеа, Гавайи 9,82 × 2 1993
Большой бинокулярный телескоп, LBT гора Грэхем, Аризона 8,4 × 2 2004
Very Large Telescope, ESO VLT Серро Параналь, Чили 8,2 × 4 1998
Subaru Telescope Мауна-Кеа, Гавайи 8,2 1999
Gemini North Telescope, GNT Мауна-Кеа, Гавайи 8,1 2000
Gemini South Telescope, GST Серро Пашон, Чили 8,1 2001
Мультизеркальный телескоп MMT гора Хопкинс, Аризона 6,5 2000
Magellan Telescope Лас Кампанас, Чили 6,5 × 2 2002
Большой телескоп азимутальный, БТА гора Пастухова, Россия 6,0 1975
Large Zenith Telescope, LZT Мейпл Ридж, Канада 6,0 2001
G.E.Hale 200-inch Telescope, MMT гора Паломар, Калифорния 5,08 1948
Параметры телескопа• Разрешающая способность
• Увеличение
• Равнозрачковое увеличение
DммммDD
"7 1381000
105.520626522.122.1
dD
fF
Г
DммFмм
ммDммF
fммDмм
Г 66/6
• Относительное отверстие и светосила телескопа
• Предельная звездная величина для наблюдения глазом в телескоп
Параметры телескопа
DF
AFD
A
11
ГDm lg5.2lg5.25.5
Окуляры
Окуляры НПЗ
Специальные окуляры
Аберрации и их проявления
• Сферическая аберрация• Кома• Астегматизм• Кривизна поля (Фокальной
плоскости)• Дисторсия
Сферическая аберрация
• Разные кольцевые зоны зеркала или линзы имеют собственный фокус
Кома
• Сферическая аберрация лучей идущих под углом к главной оптической оси
Кома
Хроматизм
• Разное значение фокуса для различных длин волн
Астегматизм
Кривизна поля
Изображение плоского объекта, перпендикулярного к оптической оси объектива, лежит на поверхности, вогнутой либо выпуклой к объективу. Эта аберрация вызывает неравномерную резкость по полю изображения.
Дисторсия
• Линейное увеличение изменяется по полю зрения. При этом нарушается подобие между объектом и его изображением.
Юстировка любительских телескопов (Ньютон)
Немецкая монтировка• Две оси
(Часовой угол и склонение)
• Выставление на полюс мира
• Балансировка• Возможно
часовое и автонаведение
• Неизменное положение поля зрения
Вилочная монтировка
• Две оси (Часовой угол и склонение)
• Выставление на полюс мира
• Возможно часовое и автонаведение
• Неизменное положение поля зрения
• Две оси• Полностью ручное
наведение• Поворот поля
зрения в процессе ведения
• Простота конструкции
Альт-азимутальная монтировка Добсона
Альт-азимутальная монтировка• Две оси• При правильной
настройке автоматическое наведение
• Часовое ведение
• Поворот поля зрения в процессе ведения
Глаз
• Два зрения (ночное и дневное)
• Большой диапазон яркостей
• Нелинейность• Слепое пятно• Маленькая
экспозиция• Не имеет
возможность накапливать сигнал
• Чувствительность 7%
Фотопластинка и фотопленка
• Особый спектральный диапазон
• Небольшой диапазон яркостей
• Недодержка и передержка
• Накопление сигнала• Квантовый выход
11%
Фотоумножитель• Высоковольтная техника• По сути один
чувствительный пиксель с неравномерной чувствительностью
• Считает фотоны• Линейный приемник• Крайне малое время
реакции – нс• Квантовый выход до 25%• Особенные диапазоны
чувствительности
Устройство ПЗС камеры на примере SBIG ST7-D
• Квантовый выход от 50% до 90%
• Широкий спектральный диапазон
• Линейный приемник• Небольшой или
средний динамический диапазон
• Накопление сигнала
Параметры ПЗС камеры на примере SBIG ST7-D
ПЗС Kodak KAF-0402ME + TI TC-237
Массив пикселей 765 x 510 pixels
Линейны размер 6.9 x 4.6 mm
Всего 390,000
Размеры 9 x 9 мкм квадратные
Full Well Capacity ~100,000 e-
Темновой ток 1e-/пиксель/с на 0 градусов C.
Устройство ПЗС камеры на примере SBIG ST7-D
Затвор Электромеханический
Экспозиция 0.12 до 3600 секунд
АЦП 16 бит (65535 ADU)
АЦП Gain 1.5e-/ADU
Шум считывания 15e RMS�
Бинирование 1 x 1, 2 x 2, 3 x 3
Скорость АЦП До 420.000 пикселей в секунду
Время считывания
полного кадра ~1 секунды
Принципы работы
Калибровки• DARK – темновой ток• BIAS – шум считывания• FLAT FIELD – плоское поле
Основы фотометрии на примере ПЗС изображений
Сложение кадров
BO MonПараметр ЗначениеRA 07 59 50.1Dec -03 28 37Type EA/SDMax 10.0Min 12.1E0 2443507.5970 Period 2.2252193Spectrum A2M-m 15
Цифровая эра в астрономии0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7
9.5
10
10.5
11
11.5
12
12.5
13
13.5
BVRcIcРешение BРешение VРешение RcРешение Ic
Любительская астрономия с телескопом и ПЗС