Блок-схема простейшего звездного электрофотометра
В астрономи ческой олектрофотометрпи ставится задача измерения излучения пебеспых объектов в некоторых избранных спектральных областях, определяемых подлежащей решению конкретной проблемой. В ряде случаев наблюдения желательно вести одновременно в нескольких спектральных областях, а иногда для повышения точности измерений осуществлять одновременное сравнение блеска двух объектов, например, переменной звезды и ее звезды сравнения, или вести учет фона неба одновременно с наблюдением звезды. Это приводит к большому разнообразию конструкций электрофотометров. В том случае, когда ведутся одновременные наблюдения в нескольких спектральных областях или сравниваются два объекта, приходится приме нять соответствующее число фотоумножителей со своими каналами измерения. Такие электрофотометры называются многоканальными. Все они основыва ются на схеме простейшего одноканального электрофотометра, в котором при помощи одного фотоумножителя ведутся последовательные наблюдения различных спектральных областей, объектов и фона неба. Поэтому рассмот рение аппаратуры астрономической электрофотометрии мы и начнем с одно канального злектр о фотометра.
Рис. 199.
Рис. 200.
В любом звездном электрофотометре применяется оптическая схема Фабри, в которой на катод фотоумножителя проектируется изображение входного зрачка телескопа. На рис. 199 обозначены 0 1 — входной зрачок телескопа его объектив или главное зеркало, D — диафрагма, ограничиваю щая поле зрения фотометра, О г — линза Фабри, проектирующая 0 1 на фото катод S фотоумножителя. Как видно из хода лучей, каждая точка поля фото метра как бы размазывается на весь выходной зрачок. В результате, не зависимо от положения звезды в диафрагме или фотометрической струк туры протяженного объекта, всегда освещается одна и та же часть фотока тода, что очень важно ввиду неравно мерности поверхностной чувствитель ности фотокатодов. Схема Фабри позво ляет сравнивать световые потоки от звезд и протяженных объектов, обеспечивая для последних надежную фотометри ческую калибровку.
Однако из-за мерцания звезд освещенность входного зрачка телескопа никогда не бывает равномерной. Она испытывает быстрые флуктуации (эф фект бегущих теней) и вся эта картина полностью отображается на фото катоде. Из-за флуктуации освещенности и из-за неравномерной чувствитель ности фотокатода, естественно, возникают и флуктуации фототока. Но по скольку флуктуации освещенности, обусловленные мерцанием, имеют чисто случайный характер, они осредняются при наблюдениях и не вносят в из мерения никаких систематических ошибок. Эффект мерцания сказывается тем меньше, чем больше диаметр входного зрачка телескопа, а его относитель ное значение не зависит от блеска звезд.
Блок-схема одноканального олектрофотометра включает следующие элементы (рис. 200): 1) оптико-механический блок ( O МБ), в который входят диафрагма поля, выделяющая наблюдаемый участок неба, устройство для проверки положения наблюдаемого объекта в этой диафрагме, сменные свето фильтры и фотометрический стандарт; 2) блок фотоумножителя (БФЭУ), который включает обычно линзу Фабри, фотоумножитель, а также пред усилитель; 3) измерительная часть электрофотометра, которая сосюит из основного усилителя (У) ж регистрирующей аппаратуры (Р); 4) высоко стабилизированные источники питания для фотоумножителя (ВС) и осталь ной аппаратуры (ИП).
Наблюдение звезды при помощи одноканального электрофотометра со стоит обычно из измерений фона неба через все применяемые светофильтры, затем звезды+фон в обратной последовательности фильтров и повторение всех этих измерений в обратном порядке. Так, например, последователь ность наблюдений звезды в трех фильтрах ( U , В и V ) будет следующей фон: U , B , V ; звезда+фон: V , В, U , U , В, V ; фон: V , B , U .
Такая симметричная схема позволяет легко интерполировать значение фона для каждого отсчета на звезде+фон и относить все измерения к единому среднему моменту наблюдения.
Задачи по физике с решениями Интересное и познавательное о астрофизике