Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Астрономия -> Мaксутов Д.Д. -> "Астрономическая оптика" -> 17

Астрономическая оптика - Мaксутов Д.Д.

Maксутов Д.Д. Астрономическая оптика — М.: Наука, 1979. — 395 c.
Скачать (прямая ссылка): astronomicheskayaoptika1979.djv
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 145 >> Следующая

1 2 3
0,-4 К-Л,-Н Н Щ -
Рис. 13.
здает, таким образом, значительно более выгодное дифракционное изображение линии, и этим соображением следует руководствоваться при конструировании спектральных приборов, в которых объектом является щель, т. е. весьма узкая прямая линия.
Высота Ъ прямоугольного отверстия объектива, т. е. сторона прямоугольника в направлении, параллельном линии АВ, никак не влияет на распределение освещенности вдоль сечения, перпендикулярного к изображению линии. Поэтому из той же массы стекла выгоднее сделать призму меньшей высоты, но с более длинными сторонами, и вписать ее проекцию в цилиндрический пучок лучей, идущих от коллиматора, а не наоборот. На рис. 13 представлены три случая расположения проекции призмы относительно пучка лучей коллиматора (пунктирного круга).
Самым невыгодным оказывается первый случай, так как в нем действующее отверстие объектива оказывается круглым, углы же призмы остаются неиспользованными. Значительно более благоприятным является второй случай, в котором благодаря использованию углов призмы сечение пучка оказывается прямоугольным (а—Ь), что выгодно и для размеров дифракционного изображения, и для распределения энергии в нем. Наконец, наиболее выгодным оказывается третий случай (а > Ъ). При переходе от первого случая ко второму и к третьему имело место воз-
42
растание диаметра объектива {И1 < /)2 » И3)\ но следует помнить, что в спектральном приборе наибольшую ценность представляют призмы (и лишь в редких случаях камера), и, кроме того, раз главное назначение прибора — дать предельно четкое изображение спектра, значит, следует примириться с ростом объективов коллиматора и трубы или камеры и с неизбежным увеличением стоимости прибора.
100%
о 1 г х/г
Рис. 14.
Если между вторым и третьим случаем существует лишь количественная разница, то между ними и первым случаем существует, как мы видели, заметное качественное различие, которое проще всего устанавливается сопоставлением кривых распределения освещенности в дифракционном изображении при круглом отверстии объектива (рис. 12) и при отверстии прямоугольном (рис. 14).*
Б. Светлая полоса постоянной конечной ширины
Полосу постоянной конечной ширины можно рассматривать как совокупность бесконечно большого числа параллельных бесконечно тонких полос. Зная распределение освещенности
* При наблюдениях предельно слабых астрономических объектов светосила камеры спектрографа становится решающим параметром и, жертвуя чистотой спектра, в этом случае приходится использовать первый случай. — Прим, ред.
43
в изображении бесконечно тонкой полосы и зная ширину заданной полосы, можно вычислить, математически или графически, распределение освещенности в сечении, перпендикулярном к изображению полосы. Ширину полосы к удобно выражать в долях г (9), т. е. воспользоваться и для этого случая ранее установленной единицей поперечного масштаба.
На рис. 15 представлены дифракционные изображения для четырех значений ширины полосы: Л^О.Зг; &2=0.5г; &3=0.7г; Л4=1.0г. Во всех случаях длина полосы несравнимо больше ее ширины, а объектив свободен от аберраций и имеет круглое отверстие.
АсЬа *сЪ« "Л с а с Ь а
Рис. 15.
Прямоугольники, высота которых оценена в 100%, а ширина равна Л, выражают графически освещенность и размеры геометрического изображения полос. Однако дифракция преобразует резко ограниченные контуры геометрических изображений в расширенные деградированные полосы с максимумом освещенности в центре геометрического изображения полосы. Естественно, что во всех случаях максимумы ниже 100%: они тем относительно меньше, чем меньше относительная ширина полосы Л/г.
На рис. 15 приведены значения центральных максимумов (для точек а) освещенности на границе геометрического изображения (для точек Ъ) и освещенности в точках с и й, отстоящих от края геометрического изображения на к/2 и Н. В силу закона сохранения энергии каждая заштрихованная фигура, продолженная до бесконечности в обе стороны, должна быть равновелика соответственному прямоугольнику геометрического изображения.
Ход кривой распределения освещенности изображен более детально на рис. 16 для частного случая полосы шириной Н~ =0.528г, при которой в центре изображения освещенность близка к 50% от освещенности геометрического изображения. Так, например, если диаметр телескопа # = 140, то, согласно формуле (11), радиус дифракционного кружка точечного изображения, т. е. наша единица масштаба г, равен!"; наблюдая с помощью
44
такого телескопа светлую полосу шириной Л=0.528г=0^528 (в угловых мерах) на черном фоне, мы увидим ее, во-первых, значительно расширенной дифракцией — в соответствии с кривой рис. 16, и, во-вторых, наибольшая яркость в центре изображения полосы будет составлять только половину «геометрической яркости» изображения полосы.
Все сказанное выше относится к прямолинейным полосам. Если полоса криволинейна, но кривизна ее невелика, то распределение освещенности в изображении такой полосы мало чем будет
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 145 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed