Оптико-механический блок.
Рассмотрим последовательно отдельные элементы оптико-механического блока одноканального звездного электро фотометра, схематически представленные па рис. 202. Оптическое устрой ство, устанавливаемое перед диафрагмой поля фотометра, может осущест вляться в нескольких вариантах в зависимости от возлагаемых на него функ ций. В простейшем виде оно служит лишь для осмотра достаточно большого
Рис. 202.
поля с целью отождествления нужной звезды и введения ее в рабочую диаф рагму. В этом случае устройство состоит из откидного зеркала S и слабого широкоугольного окуляра О 1 , позволяющего обозревать достаточно большое поле. Окуляр имеет освещенный крест нитей К, который центрируется так, чтобы звезда, приведенная на его перекрестье, после откидывания зеркала оказывалась в центре диафрагмы поля фотометра. Другой вариант устройства, называемый иногда офсетом, позволяет вводить в рабочую диафрагму любой объект — звезду или определенную структуру протя женной туманности, — даже невидимый для глаза. Для этого используется одна из соседних звезд. В рассматриваемом устройстве диагональное зеркало имеет центральное эллиптическое отверстие, пропускающее свет объекта к диафрагме поля. Окуляр О 1 устанавливается на каретке, позволяющей перемещать его по двум направлениям, соответствующим экваториальным координатам ? и ? . Для введения нужного объекта в диафрагму поля окуляр О 1 смещается по точным линейкам на разность координат объекта и вспомогательной звезды (лежащей, конечно, вне отверстия в зеркале). Наведя теперь эту звезду на крест смещенного окуляра, мы можем быть уверены, что интересующий нас объект находится в центре диафрагмы поля. Вспомо гательная звезда может служить и для гидирования в процессе наблюдения. Для совмещения положения креста нитей К с рабочей диафрагмой и для наведения непосредственно по наблюдаемому объекту необходимо либо иметь дополнительное откидное зеркало, заполняющее эллиптическое от верстие в зеркале S , либо перемещать параллельно все зеркало S в направ лении малой полуоси эллиптического выреза.
Диафрагм поля D бывает обычно несколько. Удобно, когда их размеры увеличиваются в отношении 1,5 : 1. Для максимального уменьшения эф фекта фона неба желательно максимально уменьшить и диафрагму поля. Предел этому ставится, с одной стороны, размерами турбулентного диска звезды, а с другой, — точностью ведения телескопа. Практическим пре делом размера диафрагмы в электрофотометре обычного типа является ее диаметр, равный 5". что соответствует площади около 20 кв. секунд дуги. Для такой диафрагмы эффект от безлунного фона неба будет соответство вать звезде 18 m — 17, m 5.
Процесс наблюдения на одноканальном электрофоюметре состоит в по очередном наведении его на звезду (+ фон) и на соседний участок фона, что чревато большими потерями времени, связанными со смещением теле скопа и повторной центрировкой звезды в диафрагме поля. В связи с этим появилась тенденция использовать для наблюдения фола либо «прыгающую» диафрагму поля, выделяющую попеременно то звезду, то соседний с ней участок фона, либо специальные диафрагмы-спутники, симметрично рас положенные по отношению к основной диафрагме. В последнем случае про цесс перехода от звезды к фону состоит в поочередном открывании и закрыва нии диафрагм специальным затвором. Общая площадь диафрагм-спутников может быть большей, чем площадь рабочей диафрагмы, что позволяет сокра тить время наблюдения фона.
О контрольном микроскопе О 2 О 3 с выдвижной призмой P 1 'Предназ наченном для проверки положения звезды в диафрагме поля, миого говорить не приходится. Весьма существенно чтобы при его введении включалась подсветка краев диафрагмы поля (а также и диафрагм-спутников), которая должна немедленно гаситься при начале выдвижения призмы Р 1 . Это необ ходимо во избежание засветки фотоумножителя ФЭУ.
Отика фотометрического стандарта L должна обеспечивать освещение им той же части фотокатода, что и освещаемая зрачком выхода основной опти ческой системы (обычный размер выходного зрачка 3—6 мм). Желательно, чтобы и апертуры обеих оптических систем были по возможности близки. Соблюдение этих условий исключает возможность возникновения система тических ошибок при сравнении световых потоков от звезды и от фотомет рического стандарта. Изображение диафрагмы D 1 освещаемой стандартом, строится на фотокатоде ФЭУ при помощи выдвижной призмы P 2 и линз О 4 О 5 . Для обеспечения воспроизводимости условий проецирования призма P 2 должна перемещаться в направлении, перпендикулярном к плоскости рисунка. Совмещение на фотокатоде изображения диафрагмы D 1 и выход ного зрачка основной оптической системы осуществляется посредством юстировки узла, состоящего из этой диафрагмы и фотометрического стан дарта L .
Светофильтры F устанавливаются обычно на одном или двух вращаю щихся дисках, в каждом из которых оставляется но одному свободному отверстию. Расстояние фильтров от фокальной плоскости (диафрагм ноля) должно быть таким, чтобы внефокальное изображение звезды в плоскости фильтра было достаточно большим (не менее 5 мм). Тогда при любом положении звезды в диафрагме будет работать практически одна и та же часть светофильтра, а отдельные осевшие на нем пылинки не будут оказывать вредного влияния. Конструкция узла фильтров должна предусматривать их удобную замену. Что касается линзы Фабри О 5 , то хотя она и является частью оптической схемы электрофотометра, но конструктивно она объеди няется обычно с блоком фотоумножителя, который мы будем рассматривать в следующем параграфе.
Обратимся теперь к некоторым вопросам, связанным с общей конструк цией оптико-механической части электрофотометра. Выше отмечалось зна чение термостатирования и светофильтров и фотометрического стандарта. Эта задача наиболее просто решается, если термостатировать весь оптико механический блок. Температура должна быть выше самой высокой ноч ной температуры ж поддерживаться с точностью —1°. Применение термо статирования требует надежной теплоизоляции, а также и герметизации оптико-механического блока, что благоприятно с точки зрения пылезащиты расположенных в нем оптических элементов. Термостатирование облег чается при введении дистанционного управления всеми механизмами блока: смещениями диафрагм, перемещениями призм Р 1 и P 2 светофильтров, которые могут осуществляться в соответствии с заранее заданной програм мой. Подобное программирование чрезвычайно облегчает работу наблюда теля и исключает случайные ошибки, возникающие при его утомлении.
Задачи по физике с решениями Интересное и познавательное о астрофизике