Nablyudeniya s temnym steklom interesny, kogda nuzhno rassmotret' melkie podrobnosti v pyatnah ili drugih detalyah. V teh sluchayah, kogda vazhno zarisovat' kartinu v celom, nablyudeniya luchshe provodit' na ekrane. Poverhnostnaya yarkost' Solnca dostatochna dlya
togo, chtoby, raspolozhiv pozadi okulyara list beloj bumagi, poluchit' na nem dostatochno bol'shoe, obychno 10--15 sm diametrom, izobrazhenie Solnca. Sfokusirovav izobrazhenie s pomoshch'yu okulyara, my mozhem rassmatrivat' ego na ekrane. Bolee togo, eto izobrazhenie mozhno pokazyvat' mnogim lyudyam odnovremenno i fotografirovat' ekran vmeste s izobrazheniem Solnca. Okulyar teleskopa N'yutona vynesen vbok i ekran dolzhen raspolagat'sya sboku na dlinnom (okolo 0,5 m)
Ris. 77. Solnechnyj proektor.
1 -- 45-gradusnaya prizma ili diagonal'noe zerkalo,
2 -- zatenyayushchij kozhuh, 3 -- ekran.
sterzhne. Esli zhe za okulyarom ustanovit' 45-gradus-nuyu prizmu ili ploskoe zerkalo, mozhno napravit' puchok vniz vdol' truby. |kran v etom sluchae raspolagaetsya v rajone osi sklonenij i mozhet byt' ukreplen na trube ili korpuse osi sklonenij.
K sozhaleniyu, pryamoj solnechnyj svet i rasseyannyj svet neba ochen' zasvechivaet ekran. CHtoby zashchitit' ekran ot pryamyh luchej Solnca, dostatochno na verhnem konce truby ukrepit' kusok kartona, ten' ot kotorogo padala by na ekran. No luchshe zashchitit' ego i ot rasseyannogo sveta neba. Dlya etogo nado snabdit' ekran yashchikom v vide piramidy, v osnovanii kotoroj nahoditsya ekran, a v vershine--okulyar (ris. 77). CHtoby mozhno bylo videt' izobrazhenie, v odnoj iz stenok nuzhno sdelat' dostatochno bol'shoe okno.
Menyaya okulyary, mozhno poluchit' izobrazheniya razlichnyh masshtabov. Obychnye, dazhe ochen' horoshie okulyary ploho rabotayut v kachestve proekcionnyh sistem, poetomu gorazdo luchshee izobrazhenie mozhno poluchit', primenyaya korotkofokusnye fotoob®ektivy. 50-milli-metrovyj fotoob®ektiv tipa "Industar-50" ili analogichnyj emu pri proekcionnom rasstoyanii 500 mm dast 9-kratnoe uvelichenie. |to znachit, chto esli diametr solnechnogo izobrazheniya v fokuse teleskopa s fokusnym rasstoyaniem 1200 mm raven 11 mm, to na ekrane diametr Solnca budet raven primerno 100 mm. Dlya izucheniya podrobnostej v pyatnah luchshe primenyat' ob®ektivy ot 16- i 8-millimetrovyh kinokamer. Fokusnye rasstoyaniya etih ob®ektivov primerno 10-- 20 mm, a masshtab izobrazheniya pri tom zhe proekcionnom rasstoyanii v 2,5--5 raz bol'she, chem u "Industara-50".
Samyj prostoj sposob fotografirovat' Solnce -- delat' snimok ekrana s solnechnym izobrazheniem. Tak kak fotoapparat nahoditsya ne tochno na osi, izobrazhenie Solnca poluchaetsya slegka splyusnutym. Luchshe, odnako, vmesto ekrana na shirokom konce svetozashchitnogo yashchika ustanovit' kassetu s fotoplastinkoj, a vsyu ustanovku snabdit' fotozatvorom dlya proizvodstva korotkih vyderzhek.
V nekotoryh instrukciyah rekomenduetsya zatvor ustanavlivat' v rajone vyhodnogo zrachka srazu zhe za okulyarom. Hotya s tochki zreniya svetotehniki eto reshenie razumno, vse-taki ustanavlivat' zatvor zdes' ne sleduet, tak kak v vyhodnom zrachke koncentriruetsya bol'shoe kolichestvo tepla. Luchshe snabdit' teleskop diafragmoj na verhnem konce truby, v kotoruyu vmontirovat' zatvor ot fotoapparatov "Fotokor", "Moskva" i t. p., vyvernuv iz korpusa linzy ob®ektiva. Dejstvuyushchee otverstie ob®ektiva "Fotokora" 30 mm, apparatov "Moskva" - 25 mm. |to i budet dejstvuyushchee otverstie nashego teleskopa v dannom sluchae (ris. 78, a).
YArkost' Solnca slishkom velika, i nedostatochno zadiafragmirovat' teleskop i primenit' malochuvstvitel'nuyu emul'siyu; nuzhno prinyat' eshche nekotorye mery dlya snizheniya kolichestva sveta, padayushchego na fotoplastinku. Luchshe vsego prizmu, otrazhayushchuyu svet posle okulyara nazad, perevernut', kak pokazano na ris. 78, b. V etom sluchae ot poverhnosti otrazhaetsya primerno 5% sveta i ego potok umen'sha
etsya v 20 raz. Eshche luchshe ustanovit' dve prizmy, kak pokazano na ris. 78, v. Kombinaciya iz dvuh prizm umen'shaet svetovoj potok v 400 raz.
V poslednem sluchae vyderzhka sostavit okolo 1/50 s, esli chuvstvitel'nost' emul'sii 1 ed. GOSTa (pozitiv-nye plastinki), diametr Solnca na ekrane 50 mm, dia-metr diafragmy ob®ektiva s vyvernutymi linzami,
Ris. 78. Prisposobleniya dlya fotograficheskih nablyudenij Solnca
a) Central'nyj zatvor s trosikom (linzy fotoob®ektiva vynuty), b) otrazhenie solnechnogo sveta ot gipotenuzy 45-gradusnoj prizmy v sluchae solnechnyh nablyudenij, v) otrazheniya ot dvuh prizm.
ustanovlennogo na kryshke teleskopa, 30 mm. Esli vam udalos' dostat' tol'ko odnu prizmu, pridetsya primenit' zheltyj ili oranzhevyj svetofil'tr, ustanovlennyj za okulyarom posle prizmy. Pozitivnye plastinki i plenki malo chuvstvitel'ny k zhelto-oranzhevomu svetu, no naskol'ko v kazhdom otdel'nom sluchae, skazat' trudno, poetomu pridetsya vyderzhku podobrat' opytnym putem.
Nado li govorit', chto pri ispol'zovanii fotoplastinok (ili plenok) dazhe maloj chuvstvitel'nosti svetozashchitnyj yashchik dolzhen byt' sovershenno svetonepronicaemym. Dlya etogo vse shcheli nuzhno prokleit' chernoj fotobumagoj iznutri, a snaruzhi vse shvy na uglah zadelat' alyuminievym ugolkom. CHtoby proverit' yashchik na svetozashchitu, v kassetnuyu chast' (luchshe ee vzyat' pryamo ot starogo "Fotokora") vstavim kassetu s plastinkoj, otkroem kassetu na 1--2 minuty posle etogo zakroem. Ochevidno, chto zatvor vse eto vremya dolzhen byt' zakrytym. Posle proyavleniya plastinki stanet yasno, propuskaet yashchik svet ili net. § 63. PROSTOJ GORIZONTALXNYJ SOLNECHNYJ TELESKOP
Kak ni udoben teleskop, prednaznachennyj dlya nablyudeniya i fotografirovaniya Solnca na ekrane, vse-taki special'nyj teleskop mozhet stat' nastoyashchim centrom lyubitel'skih nablyudenij Solnca. V prostejshem vide solnechnyj teleskop (ris. 79) sostoit vsego iz dvuh opticheskih detalej: glavnogo dlinnofokusnogo zerkala 1 i vspomogatel'nogo ploskogo zerkala 2 primerno togo zhe diametra, chto i glavnoe (ris. 79).
Diametr izobrazheniya Solnca raven 0,009F == F/110.
Ris. 79. Prostejshij gorizontal'nyj solnechnyj teleskop (s risunka R. Portera).
1--glavnoe zerkalo, 2 --vspomogatel'noe ploskoe zerkalo, 3 -- ob®ektiv ot fotoapparata.
|to znachit, chto esli fokusnoe rasstoyanie zerkala ravno 5000 mm, to diametr solnechnogo izobrazheniya budet raven 45 mm. |to uzhe dostatochno dlya fotografirovaniya na plastinkah razmerom 6X9 ili 4,5 H 6. Esli fokusnoe rasstoyanie ravno 3000 mm, to diametr izobrazheniya raven 27 mm, i ego mozhno fotografirovat' maloformatnoj kameroj na format 21X36 mm, esli u
fotoapparata vyvernut' ob®ektiv. Odnako mozhno vybrat' fokusnoe rasstoyanie znachitel'no bol'she, skazhem, 20--30 m, togda izobrazhenie Solnca budet imet' diametr180--270mm. Takoe izobrazhenie udobno nablyudat' vizual'no. Skoree vsego, nuzhno ostanovit'sya na fokusnom rasstoyanii primerno 3--5 m i dlya polucheniya bol'shih izobrazhenij dlya vizual'nyh nablyudenij primenit' okulyarnuyu proekciyu na ekran, primeniv dlya etoj celi fotoob®ektiv 3 s fokusnym rasstoyaniem 80--100 mm i polevuyu ploskovypukluyu linzu, kak v okulyare Kel'nera ili Ramsdena. Naznachenie polevoj linzy -- perehvatit' luchi na krayu polya zreniya i napravit' ih v proekcionnyj ob®ektiv, tem samym uvelichiv pole zreniya.
Shema teleskopa elementarna. Vysokokachestvennoe ploskoe zerkalo napravlyaet svet Solnca na glavnoe sfericheskoe (stoyashchee yuzhnee), a to v svoyu ochered' napravlyaet konus luchej obratno (na sever), tak chto ryadom s ploskim zerkalom poluchaetsya izobrazhenie Solnca, kotoroe rassmatrivaetsya na ekrane ili fotografiruetsya. Rassmatrivaya shemu, obratim vnimanie na to, chto izobrazhenie Solnca okazyvaetsya ne na opticheskoj osi glavnogo zerkala. Takoe smeshchenie izobrazheniya privodit k obrazovaniyu tak nazyvaemyh polevyh aberracij -- komy i astigmatizma. CHtoby ih vliyanie bylo minimal'nym, sleduet kak mozhno men'she smeshchat' izobrazhenie s osi ili, inache govorya, maksimal'no priblizit' izobrazhenie k ploskomu zerkalu. Vo-vtoryh, otnositel'noe otverstie glavnogo zerkala dolzhno byt' nebol'shim.
Dlya 120-millimetrovogo zerkala fokusnoe rasstoyanie ne dolzhno byt' koroche 3000 mm, a ego otnositel'noe otverstie, sledovatel'no, ne dolzhno prevyshat' 1/25.
Dlya 180-millimetrovogo zerkala minimal'noe fokusnoe rasstoyanie 5000 mm, a otnositel'noe otverstie 1/28.
Diametr ploskogo vspomogatel'nogo zerkala mozhet byt' na 15--20% men'she diametra glavnogo. Izgotavlivaya ploskoe zerkalo, ego mozhno ispytyvat' v sheme Kommona v sochetanii s glavnym sfericheskim (sm. ris. 37, 6). Neudobstvo zaklyuchaetsya v tom, chto radius krivizny glavnogo zerkala vdvoe bol'she ego fokusnogo rasstoyaniya, i dlina ispytatel'nogo pomeshcheniya dolzhna byt' ravna 6--10 m. Dlya rassmatrivaniya tenevoj kartiny na takom rasstoyanij mozhno primenit' nebol'shuyu podzornuyu trubu ili binokl', razmestiv ih pozadi nozha Fuko, gde obychno pomeshchaetsya glaz. 5--6 -kratnogo uvelicheniya vpolne dostatochno. Esli zhe ispytaniya v takom dlinnom pomeshchenii -- nepreodolimoe prepyatstvie, mozhno izgotovit' drugoe vspomogatel'noe sfericheskoe zerkalo s radiusom krivizny 1,5 --2 m i diametrom v poltora raza men'she, chem u ispytuemogo ploskogo zerkala. Esli ploskie zerkala v dvuh nashih primerah imeyut diametry okolo 150 i 100 mm, to vspomogatel'nye etalonnye sfericheskie zerkala dlya ispytaniya etih "ploskostej" dolzhny imet' diametry primerno 100--70 mm. Izgotovit' takie zerkala s radiusami krivizny, 1,5--2 m dlya lyubitelya, postroivshego svoj pervyj teleskop, ne predstavlyaet truda.
Esli teleskop dejstvuet v svoej prostejshej forme, bol'shoj pomehoj sluzhat toki teplogo vozduha, podnimayushchegosya nad nagretoj poverhnost'yu 3emli.
CHtoby ih umen'shit', zhelatel'no, chtoby pod teleskopom rosla trava. Eshche luchshe, esli puchki sveta mezhdu ploskim i glavnym zerkalami zaklyucheny v trubu. |ta truba mozhet byt' metallicheskoj, asbocementnoj, derevyannoj i t. p. Luchshe brat' material s nizkoj teploprovodnost'yu, naprimer derevo ili asbocement. Snaruzhi trubu nado pokrasit' beloj kraskoj, chtoby umen'shit' nagrevanie solnechnymi luchami.
Vblizi ploskogo zerkala, gde obrazuetsya izobrazhenie Solnca, nado ustanovit' trubku s kremal'eroj ili drugim fokusirovochnym ustrojstvom i rez'boj M42 H 1 dlya navorachivaniya maloformatnogo fotoapparata ili salazki s kassetnym ustrojstvom, esli primenyayutsya plastinochnye kassety. Dlya togo chtoby ekran ili kassetu zashchitit' ot pryamogo solnechnogo i rasseyannogo sveta neba, okno, gde ustanovlen teleskop, nado zakr'gt' stavnej s nebol'shim otverstiem ili plotnoj shtoroj. Tak kak vyderzhki korotkie, nekotoroe kolichestvo parazitnogo sveta ne strashno. § 64. POLYARNYJ SOLNECHNYJ TELESKOP
Reflektor N'yutona mozhno legko prevratit' v polyarnyj solnechnyj teleskop (ris. 80). Dlya etogo truba teleskopa napravlyaetsya na polyus mira, dlya chego ee
orientiruyut na sever i naklonyayut k gorizontu na ugol, ravnyj shirote mesta nablyudenij s tochnost'yu do 1--2º. Pered verhnim koncom truby ustanavlivaetsya ploskoe zerkalo, nazyvaemoe siderostatom. Siderostat mozhet naklonyat'sya v vilke po skloneniyu i povorachivat'sya na osi vilki po chasovomu uglu. Luchshe vsego, esli os'yu vilki budet sluzhit' os' chasovogo mehanizma ot sutochnogo meteorologicheskogo samopisca (barografa, termografa i dr.). V etom sluchae zerkalo, povorachivayas' vsled za Solncem so skorost'yu 1 ob/sut, budet uderzhivat' izobrazhenie v centre polya zreniya ili na ekrane neopredelenno dolgo.
Ris. 80. Polyarnyj solnechnyj teleskop.
Teleskop prednaznachen dlya polevyh uslovij, kogda on ustanavlivaetsya na dvuh vkopannyh v zemlyu stolbah i zakryvaetsya sverhu rastyanutoj palatkoj. Na dannoj fotografii teleskop ustanovlen na sluchajnom shtative.
Prezhde chem ustanavlivat' chasovoj mehanizm na mesto, nado ego ispytat'. Dlya etogo na konce osi chasovogo mehanizma s pomoshch'yu gajki ukrepim bumazhnuyu strelku. Razmetiv krugluyu kryshku mehanizma na 24 ravnye chasti, zavedem mehanizm i ustanovim strelku po chasam. Za sutki mehanizm ne dolzhen otstavat' ili speshit' bolee chem na 10--15 minut. V etom sluchae Solnce budet uderzhivat'sya v centre polya zreniya v techenie 1--1,5 chasa, t. e. vsego vremeni nablyudenij. Esli mehanizm sil'no otstaet, ostorozhno ego razberem i na balansire vyvernem paru simmetrichno raspolozhennyh vintikov-gruzikov. Esli mehanizm speshit, simmetrichno otnositel'no centra nasadim na balansir paru kroshechnyh kusochkov plastilina. |ti mery neobhodimy v sluchae, esli mehanizm "greshit" na 1,5--2 chasa v sutki. Esli oshibka men'she, mozhno ogranichit'sya regulirovkoj s pomoshch'yu obychnogo regulyatora.
CHtoby izobrazhenie Solnca sproecirovat' na gorizontal'nyj stolik, gde ego znachitel'no udobnee nablyudat', ustanovim srazu za okulyarom 45-gradusnuyu prizmu ili ploskoe opticheski tochnoe zerkalo i napravim puchok vniz *).
*) CHtoby 45-gradusnaya prizma otklonila luchi vniz, nado, chtoby opticheskaya os' okulyara byla gorizontal'na.
Eshche luchshe vmesto obychnoj 45-gradusnoj prizmy vnutri teleskopa, otklonyayushchej svet v okulyar, ustanovit' ploskoe zerkalo, kotoroe srazu napravit puchok vniz na stol. Okulyar v etom sluchae napravlen vniz. Polyarnyj teleskop nuzhno ustanovit' v temnom pomeshchenii, chtoby snaruzhi okazalsya tol'ko siderostat. Razumeetsya, pomeshchenie ne dolzhno otaplivat'sya i v nem dolzhna podderzhivat'sya ta zhe temperatura, chto i na ulice, inache strui teplogo vozduha sovershenno isportyat izobrazhenie. V polevyh usloviyah polyarnyj teleskop mozhet ustanavlivat'sya v palatke, zatenyayushchej ekran. Dlya fotografirovaniya grupp pyaten maloformatnyj fotoapparat so shtornym zatvorom kladetsya s vyvernutym ob®ektivom na stol. Izobrazhenie fokusiruetsya po listu bumagi, lezhashchemu na stole, i fotoapparat pododvigaetsya k gruppe, chtoby ona "provalilas'" v apparat. Vyderzhka osushchestvlyaetsya zatvorom apparata.
Razumeetsya, vmesto okulyarov luchshe primenit' fotograficheskie ili proekcionnye ob®ektivy, kak uzhe govorilos' ran'she. Sravnivaya izobrazheniya, davaemye razlichnymi okulyarami i ob®ektivami, mozhno legko i bystro otobrat' luchshie iz nih. Ne nuzhno stremit'sya pri fotografirovanii k ochen' bol'shomu masshtabu. Delo v tom, chto struj teplogo vozduha sil'no portyat
izobrazheniya, poetomu dlya pryamogo (bez ob®ektiva) fotografirovaniya pyaten maloformatnym apparatom dostatochno imet' na ekrane izobrazhenie Solnca diametrom ne bolee 70--100 mm. Dlya vizual'nyh zhe nablyudenij podrobnostej nuzhnyj masshtab legko podobrat' prakticheski; on okazhetsya znachitel'no bol'she. § 65. AVTOMATICHESKIJ PATRULXNYJ ASTROGRAF
Dlya organizacii lyubitel'skoj sluzhby neba (registraciya vspyshek novyh zvezd, poletov bolidov i t. p.) V. I. Koval' predlozhil [25] ispol'zovat' maloformatnye apparaty, ustanovlennye na pruzhinnom meha-
Ris. 81. Patrul'nyj astrograf lyubitel'skoj sluzhby neba.
nizme meteorologicheskogo samopisca tak zhe, kak zerkalo siderostata. |ti samopiscy otnositel'no netrudno dostat' v magazinah uchebno-naglyadnyh posobij, oni nedorogi, neprihotlivy v obsluzhivanii. Otregulirovannyj, kak bylo rasskazano vyshe, takoj mehanizm mozhet povorachivat' fotoapparat tipa "Zenit" ili paru fotoapparatov tipa "Smena" za sutochnym vrashcheniem neba v techenie 15--20 minut. Oshibka v hode mehanizma v etom sluchae ne dolzhna prevyshat' 10 minut v sutki. Esli my zahotim primenit' s "Zenitom" ob®ektiv s fokusnym rasstoyaniem 100 mm, to oshibka ne dolzhna prevyshat' 5 minut v sutki.
Na ris. 81 dana fotografiya patrul'nogo astrografa, postroennogo v klube im. Maksutova. Fokusnoe rasstoyanie ob®ektiva ne dolzhno prevyshat' 100-- 135 mm, inache massa apparata okazhetsya velika. Odnako esli vmesto podshipnikov skol'zheniya, v kotoryh vrashchaetsya glavnaya os' chasovogo mehanizma, ustanovit' sharikopodshipniki, a vsyu montirovku horosho sbalansirovat', to mozhno primenit' i 200-millimetrovyj ob®ektiv. S takimi ob®ektivami mozhno poluchit' zamechatel'nye fotografii krupnyh tumannostej i skoplenij. Primeniv vysokochuvstvitel'nye plenki, mozhno poluchit' izobrazheniya zvezd do 13--14-j zvezdnoj velichiny. Esli zhe na fotoapparate stoit "shtatnyj" ob®ektiv s fokusnym rasstoyaniem 40--50 mm, to na fotografiyah poluchatsya bol'shie oblasti neba i zvezdy do 10--11-j zvezdnoj velichiny. |ti ob®ektivy interesny dlya poiska novyh zvezd, fotografirovaniya asteroidov, peremennyh zvezd, sostavleniya fotograficheskih atlasov neba. Nuzhno tol'ko pomnit', chto obychnye fotoob®ektivy imeyut na krayu polya zreniya plohie izobrazheniya, poetomu nado ispol'zovat' primerno 50--70% ploshchadi kadra. § KAMERA SHMIDTA
Tam, gde neobhodimy bol'shie polya zreniya, opisannyj astrograf nezamenim. Odnako, kogda my hotim poluchat' fotografiyu tumannosti, zvezdnogo skopleniya, galaktiki ili komety v bol'shom masshtabe, neobhodim astrograf s bol'shim fokusnym rasstoyaniem. V kachestve takogo astrografa mozhno primenit' maloformatnuyu kameru s ob®ektivami tipa "Tair-3", "MTO-500", "MTO-1000", ukreplennuyu na trube teleskopa, snabzhennogo chasovym mehanizmom ili hotya by mikrometrennymi vintami po obeim osyam. K sozhaleniyu, eti ob®ektivy imeyut maloe otnositel'noe otverstie i, sledovatel'no, maluyu svetosilu. Poetomu dazhe dlya polucheniya sravnitel'no yarkih protyazhennyh
ob®ektov trebuetsya vyderzhki poryadka chasa i bolee.
Mozhno poluchit' gorazdo bol'shee otnositel'noe otverstie s edinstvennoj opticheskoj detal'yu -- sfericheskim zerkalom, pered kotorym ustanovlena kasseta s plenkoj. K sozhaleniyu, polevye aberracii sil'no portyat izobrazheniya srazu vne opticheskoj osi zerkala.
Ris. 82. Shema kamery SHmidta i konstrukciya kassety.
a) Kamera SHmidta, b) kasseta. 1 -- baraban, 2--fokusirovochnyj vint. 3 -- rastyazhki, 4 -- magnitnoe kol'co, 5--vypukloe dno kassety, 6 -- fotoplenka, 7 -- prizhimnoe kol'co, 8 -- kryshka, 9 -- sklejki epoksidnoj smoloj.
Vot esli by kazhdaya tochka fokal'noj poverhnosti okazalas' na osi zerkala! Na pervyj vzglyad eto yavnyj absurd. No eto tol'ko na pervyj vzglyad. |stonskij optik Bernard SHmidt, rabotaya v Gamburgskoj observatorii, izobrel sistemu, gde eto uslovie vypolneno. V centre krivizny sfericheskogo zerkala on ustanovil diafragmu, kotoraya na 30--40% men'she diametra zerkala. Rassmotrim, kak dejstvuet eta sistema (Ris. 82).
Puchok sveta, idushchij ot zvezdy, padaet na zerkalo tochno vdol' osi simmetrii zerkala i diafragmy, znachit etot puchok central'nyj i posle otrazheniya ot uchastka 1 zerkala on upadet na plenku v tochke a. Razumeetsya, chto ni komy, ni astigmatizma ne vozniknet, tak kak puchok central'nyj. Rassmotrim puchok ot drugoj zvezdy, padayushchij na uchastok 2 zerkala i otrazhayushchijsya otnositel'no svoej osi simmetrii v tochku b na plenke. Centr diafragmy, centr osveshchennogo puchkom uchastka zerkala 2 i izobrazhenie tochki lezhat tochno na osi simmetrii etogo puchka, sledovatel'no, i zdes' ne vozniknut kraevye aberracii koma i astigmatizm. Mozhno rassmotret' lyuboj, ne srezannyj kraem sfericheskogo zerkala puchok, i vse oni okazhutsya sovershenno ravnopravnymi drug pered drugom. Sledovatel'no, ni koma, ni astigmatizm ne vozniknut v predelah plenki na uchastkah ot tochki b do tochki s. V dejstvitel'nosti i za predelami etogo uchastka koma ne vozniknet, no osveshchennost' plenki nachnet padat' i tem bol'she, chem sil'nee budut srezat'sya kraem zerkala ochen' naklonnye puchki.
Itak, gramotno razmestiv pered prostym zerkalom diafragmu, B. SHmidt sumel sozdat' kameru, svobodnuyu srazu ot hromaticheskoj aberracii, komy i astigmatizma. Ostaetsya neispravlennoj sfericheskaya aberraciya. Na pervyj vzglyad dostatochno zamenit' sfericheskoe zerkalo na parabolicheskoe i mozhno svesti k nulyu i sfericheskuyu aberraciyu, no na samom dele eto ne tak, potomu, chto paraboloid imeet razlichnuyu kriviznu na raznyh zonah. Poetomu padayushchie na kraya zerkala puchki ne budut ravnopravnymi s central'nym puchkom, i zdes' vozniknut aberracii.
CHtoby ustranit' sfericheskuyu aberraciyu, B. SHmidt ustanovil v diafragme special'nuyu linzu -- otricatel'nuyu na krajnih zonah i polozhitel'nuyu v centre. Izgotovlenie etoj linzy ne po silam nachinayushchim lyubitelyam, no u nas est' eshche odno sredstvo, pozvolyayushchee sil'no snizit' sfericheskuyu aberraciyu etoj kamery: nado umen'shit' otnositel'noe otverstie. Raschety pokazyvayut, chto esli otnositel'noe otverstie takoj uproshchennoj kamery SHmidta s dejstvuyushchim otverstiem 100 mm ne budet prevyshat' 1/2,8, to pyatno izobrazheniya zvezdy budet imet' dopustimyj diametr -- okolo 0,1 mm. |to otnositel'noe ot
verstie v 1,6 raza bol'she, chem u "Taira-3", a svetosila bol'she v 2,5 raza. Znachit, dlya s®emki odnogo i togo zhe ob®ekta s nashej kameroj potrebuetsya v 2,5 raza men'shaya vyderzhka, chem s "Tairom", a vyigrysh po sravneniyu s "MTO-500" i "MTO-1000" sostavit sootvetstvenno 8 i 12 raz! Tam, gde "Tairu-3" potrebuetsya vyderzhka v 45 minut (tumannost' Oriona, napri-
T a b l i c a 15
|
Dejstvuyushchee otverstie (diametr diafragmy), mm |
Predel'noe fokusnoe rasstoyanie, mm |
Dlina kamery, mm |
Diametr sfericheskogo zerkala, mm |
Diametr polya zreniya |
Otnositel'noe otverstie |
|
|
mm |
gradusy |
|||||
|
70 |
165 |
330 |
115 |
23 |
7,3 |
1/2,4 |
|
80 |
200 |
400 |
130 |
27 |
6,9 |
1/2,5 |
|
100 |
280 |
560 |
165 |
33 |
6,1 |
1/2,8 |
|
120 |
370 |
740 |
200 |
40 |
5,6 |
1/3,1 |
|
150 |
515 |
1030 |
250 |
50 |
5,0 |
1/3,4 |
mer), nashej kamere dlya togo zhe rezul'tata nuzhna vyderzhka 18 minut.
V tabl. 15 privedeny osnovnye parametry uproshchennoj kamery SHmidta. Ukazany naibolee korotkie iz vozmozhnyh fokusnye rasstoyaniya i maksimal'no vozmozhnye otnositel'nye otverstiya. Kak vidno, kamera SHmidta v dva raza dlinnee svoego fokusnogo rasstoyaniya. Dannye etoj tablicy spravedlivy tol'ko dlya fotograficheskih rabot. Diametry i otnositel'nye otverstiya vizual'nyh instrumentov sm. v tabl. 5 i 6. § 67. KASSETA KAMERY SHCHMIDTA
Tak kak fokal'naya ploskost' kamery SHmidta raspolozhena vnutri kamery, ee kasseta otlichaetsya ot obychnyh kasset dlya plastinok. Vo-pervyh, kasseta proeciruetsya na zerkalo i zaslonyaet podobno diagonal'nomu zerkalu teleskopa N'yutona chast' ego poverhnosti. Bez osobogo vreda dlya dela mozhno zaslonit' 30--40% diametra puchka. Tak, esli diametr puchka raven 120 mm, to diametr kassety mozhet ravnyat'sya 35 --50 mm. Vo-vtoryh, fokal'naya poverhnost' kamery SHmidta iskrivlena i predstavlyaet soboj sferu radiusa, ravnogo fokusnomu rasstoyaniyu, napravlennuyu vypuklost'yu k zerkalu. Poetomu dno kassety delayut vypuklym. Tak kak s cel'yu ekonomii ploshchadi kadra kassetu prihoditsya delat' krugloj, to i dno kassety krugloe; poetomu ego mozhno vytochit' podobno metallicheskomu shlifoval'niku (sm. Prilozheniya). Konstrukciya kassety vidna na ris. 82, b. Dlya krepleniya kassety na meste v centre truby delaetsya sistema rastyazhek ili stavitsya para stoek pod uglom 90º drug k drugu. Na etih stojkah ukreplen baraban 1 so skvoznym otverstiem s rez'boj. V etoj rez'be dvizhetsya vint 2, na kotorom krepitsya magnitnoe kol'co 4. Magnitnoe kol'co uderzhivaet stal'nuyu kassetu vo vremya eksponirovaniya. Mozhno predusmotret' i zamkovoe kreplenie kassety. Vint mehanizma sluzhit dlya fokusirovaniya i fiksiruetsya gajkoj.
Dlya nablyudenij za izobrazheniem vo vremya fokusirovki v stenku truby kamery nado vdelat' trubochku, napravlennuyu tochno na centr dna kassety. V etu trubochku vstavlyaetsya prostaya zritel'naya trubka, sfokusirovannaya na dno kassety. Vstaviv v kassetu kusok zasvechennoj plenki 6 i prizhav ego pruzhinyashchim kol'com 7 k dnu, rassmatrivaem ego cherez etu trubku i, vrashchaya vint, dobivaemsya nailuchshej rezkosti. Nado pomnit', chto po mere peremeshcheniya kassety vdol' opticheskoj osi menyaetsya rasstoyanie i mezhdu ob®ektivom fokusirovochnoj trubki i kassetoj, poetomu sbivaetsya fokusirovka i v trubke. Ustanoviv kassetu v novoe polozhenie, nado sfokusirovat' i trubku, nemnogo peremeshchaya ee blizhe ili dal'she ot kassety ili dejstvuya okulyarom. Dlya etogo v centre zasvechennogo kuska plenki nado nachertit' perekrestie. Fokusiruem kameru, napraviv ee na yarkuyu zvezdu ili na Lunu. Na praktike fokusirovka otnimaet ochen' malo vremeni.
Vo vremya ustanovki kassety v kameru ee kryshka 8 dolzhna byt' zakryta, tak kak, snyav kryshku kassety, my nemedlenno mozhem zasvetit' plenku. Dlya ustanovki kassety, dlya snimaniya s nee kryshki i nadevaniya posle ekspozicii v stenkah kamery nado sdelat' dva otverstiya, raspolozhennyh nemnogo dal'she ot zerkala, chem kasseta, chtoby kogda s etih otverstij snimayutsya kryshki, plenka ne zasvetilas' pryamym svetom, idushchim cherez otverstiya.
Dlya udobstva zaryadki chasto delayut zaryadnye meshki, kotorye imeyut na odnom konce otverstie s prode
toj rezinkoj (etim otverstiem meshok nadevaetsya na kameru), a na drugom konce rukava, kuda vstavlyayutsya ruki s kassetoj.
V kassetu kamery SHmidta vstavlyaetsya kruglyj kusok plenki, kotoryj mozhno vyrezat' (tochnee, vybit') puansonom. Ustanoviv puanson na plenku, lezhashchuyu na kuske plastmassy, b'em molotkom po verhushke puansona i vynimaem iz puansona kusok plenki. § 68. GID I KREST NITEJ
Gidom v astrofotografiya nazyvayut vspomogatel'nyj teleskop, s pomoshch'yu kotorogo nablyudatel' kontroliruet hod chasovogo mehanizma i vnosit popravki, esli ego hod narushaetsya ili voznikayut drugie prichiny, iz-za kotoryh zvezdy na plastinke mogut smestit'sya. Takim gidom dlya astrografa mozhet prekrasno sluzhit' nash teleskop-reflektor, snabzhennyj chasovym privodom ili hotya by mikrometrennymi vintami po obeim osyam.
Dlya togo chtoby gidirovanie bylo udobnym, v pole zreniya okulyara nado ustanovit' krest nitej (sm. ris. 39, v). V prostejshem sluchae -- eto dve tonkie (0,1--0,2 mm) provolochki, natyanutye pod uglom 90º drug k drugu v fokal'noj ploskosti okulyara. |ta ploskost' sovpadaet s ploskost'yu polevoj diafragmy. Proverit' pravil'nost' ustanovki mozhno prosto: ustanoviv krest nitej na mesto, smotrim v okulyar, derzha ego pered listom chistoj bumagi. Niti dolzhny byt' vidny rezkimi bez napryazheniya glaz. Esli eto ne tak, nado nemnogo smestit' krest vdol' osi okulyara v tu ili inuyu storonu.
Nablyudatel' podyskivaet yarkuyu zvezdu, kotoraya nazyvaetsya vedushchej zvezdoj i slegka rasfokusiruet okulyar, chtoby zvezda vyglyadela razmytym svetlym pyatnyshkom. Perekrestie pomeshchaetsya na fone etogo pyatnyshka, i ono dostatochno horosho vidno. Zadacha nablyudatelya tak vesti teleskop, chtoby krugloe pyatnyshko postoyanno delilos' na chetyre sovershenno ravnye chasti. Takoj krest nitej goditsya tol'ko v sluchae korotkofokusnogo astrografa.
YArkih zvezd ne tak uzh mnogo, chtoby v lyuboj tochke neba ih mozhno bylo najti. Poetomu, navodya teleskop na ob®ekt, my podyskivaem dostatochno yarkuyu zvezdu.
Kak pravilo, teleskop prihoditsya nemnogo smestit' v storonu. Znachit, ob®ekt okazhetsya ne v centre polya zreniya. Poetomu etot metod gidirovaniya mozhno primenit' kogda pole zreniya astrografa dostatochno veliko, po krajnej mere 5--100. Takoe pole, naprimer, imeet ob®ektiv "Tair-3" s "Zenitom". |ti rassuzhdeniya otnosyatsya k sluchayu, kogda gidom sluzhit reflektor diametrom 120--150 mm. V etom sluchae v kachestve vedushchih zvezd mogut sluzhit' zvezdy do 6-j--7-j zvezdnoj velichiny.
Esli zhe v kachestve astrografa upotreblyaetsya sam teleskop, to ego pole zreniya pri fokusnom rasstoyanii 1200 mm na kadre 24X36 mm v uglovoj mere sostavit 1º9' h 1º43'. Na takom uchastke neba mozhet i ne okazat'sya podhodyashchej zvezdy (6-j -- 7-j zvezdnoj velichiny). V etom sluchae gidirovat' pridetsya po slaboj zvezde, i ee izobrazhenie v pole zreniya gida dolzhno byt' rezkim, a krest podsvechen (sm. ris. 39, v). Tak kak uvelichenie dolzhno byt' dostatochno veliko (sm. tabl. 16), to niti dolzhny byt' dostatochno tonki (0,01-- 0,02 mm). Takie niti mozhno poluchit', raspletaya volokna, iz kotoryh skrucheny shelkovye niti. Avtor knigi obychno natyagivaet paru parallel'nyh nitej vdol' kruga sklonenij (vertikal'no) s rasstoyaniem mezhdu nimi primerno 0,05 mm. Odna nit' raspolagaetsya parallel'no sutochnoj paralleli (gorizontal'no).
Dlya togo chtoby niti bylo udobnee natyagivat', vytachivaetsya tonkoe alyuminievoe kolechko. Ego naruzhnyj diametr raven vnutrennemu diametru opravy okulyara v rajone polevoj diafragmy. Tolshchina kol'ca okolo 0,5 mm, vysota 5 mm. Polozhiv kol'co na rovnuyu poverhnost' stola i vooruzhivshis' lupoj, sdelaem ostrym nozhom dve nasechki na rebre kol'ca na rasstoyanii primerno 0,1 mm. V protivopolozhnoj po diametru tochke kol'ca sdelaem odnu nasechku. Otrezhem kusochki niti na 30--40 mm dlinnee diametra kol'ca i na kazhdom konce prikrepim kusochki plastilina v kachestve gruzikov. Natyanem niti, utopiv ih v nasechkah. V seredine kol'ca rasstoyanie mezhdu nityami budet 0,05 mm i oni prakticheski parallel'ny mezhdu soboj. Dlya niti, parallel'noj sutochnoj paralleli, sdelaem eshche paru nasechek. Ustanoviv v nasechki nit', kapnem po kapel'ke kleya s naruzhnoj storony kol'ca v mestah, gde svisayut koncy nitej s gruzikami. Posle vysyha
niya kleya obrezhem koncy nitej s gruzikami i vstavim kol'co v okulyarnuyu opravu, chtoby krest nitej okazalsya v ploskosti diafragmy i byl viden v okulyar rezko. Podrobno ob ustrojstve okulyara s krestom nitej rasskazano v § 35 (ris. 39, v).
R. Koks predlagaet sleduyushchuyu konstrukciyu "kresta nitej" (ris. 83). V rajone polevoj diafragmy pod
Ris. 83. Shema svetyashchejsya setki R. Koksa [27].
1 -- puchok sveta, idushchij ot zerkala teleskopa, 2 -- tonkaya steklyannaya plastinka, 3 -- steklo, pokrytoe alyuminiem ili chernym lakom, na kotorom procherchen krest, 4 -- matovoe steklo, 5 -- proekcionnaya linza, 6 -- okulyar teleskopa, 7 -- reostat.
uglom 45º k opticheskoj osi nado ustanovit' tonkoe ploskoparallel'noe steklo, naprimer kusochek otmytoj fotoplastinki 2. Na eto steklo nado sproecirovat' s pomoshch'yu linzy 5 krest, procherchennyj na steklyannoj plastinke 5, pokrytoj alyuminiem ili tonkim sloem chernogo laka. |to perekrytie osveshchaetsya szadi cherez matovoe steklyshko 4 lampochkoj. Steklyannaya plastinka otrazhaet v okulyar 6 5% sveta. Izobrazhenie dvoitsya, no nam eto ne meshaet. Skvoz' steklo prohodit primerno 90% sveta zvezdy.
Rassmotrim podrobnee vopros o razmerah i uvelichenii gida. CHislo zvezd dazhe 10-j velichiny ne tak uzh veliko. Na 1 kvadratnyj gradus v srednem prihoditsya ot shesti do vos'mi takih zvezd v rajone Mlechnogo Puti, a v udalennyh ot Mlechnogo Puti chastyah neba ih vsego odna - dve. |to znachit, chto esli pole zreniya astrografa ne prevyshaet 1--2º, to mozhet okazat'sya tak, chto v slabyj gid ne udastsya najti ni odnoj vedushchej zvezdy. Dlya togo chtoby mozhno bylo uverenno gidirovat' po zvezde 10-j zvezdnoj velichiny, nado, chtoby diametr gida byl po krajnej mere 120-- 130 mm. Razumeetsya, dlya shirokougol'nogo astrografa vopros o vybore podhodyashchej zvezdy reshaetsya inache, kak ob etom uzhe rasskazyvalos'. Gid takogo astrografa mozhet imet' diametr 50--100 mm.
V bol'shinstve rukovodstv ukazyvaetsya, chto gid dolzhen imet' bol'shoe fokusnoe rasstoyanie, tak kak v etom sluchae legche zametit' nebol'shoe smeshchenie zvezdy na kreste. |to i tak, i ne sovsem tak. Gid dolzhen imet', prezhde vsego, bol'shoe uvelichenie. Dlya etogo on opyat'-taki dolzhen imet' sravnitel'no bol'shoj diametr i dostatochno sil'nyj okulyar. Pravda, v sil'nyj okulyar niti kresta budut vyglyadet' slishkom grubymi, i nablyudatel' ne poluchit vyigrysha. Poetomu luchshe primenit' ili linzu Barlou ili okulyarnyj mikroskop. Okulyarnyj mikroskop predstavlyaet soboj trubku, v kotoruyu vstavlen mikroob®ektov, perenosyashchij izobrazhenie iz fokal'noj ploskosti v novoe mesto s nekotorym, obychno nebol'shim (Z--6h) uvelicheniem.
|to uvelichennoe izobrazhenie rassmatrivaetsya s pomoshch'yu sravnitel'no slabogo okulyara, v pole zreniya kotorogo ustanovlen krest nitej. V etom sluchae niti vidny tonkimi, togda kak uvelichenie teleskopa v celom bol'shoe. V sushchnosti, ob®ektiv okulyarnogo mikroskopa vypolnyaet tu zhe funkciyu, chto i linza Barlou; on uvelichivaet ekvivalentnoe fokusnoe rasstoyanie teleskopa. Zavisimost' uvelicheniya gida ot fokusnogo rasstoyaniya astrografa privedena v tabl. 16.
T a b l i c a 16
|
Fokusnoe rasstoyanie ob®ektiva astrografa, mm |
50 |
100 |
150 |
200 |
300 |
500 |
1000 |
|
Tochnost' gidirovaniya, sekundy dugi |
100 |
50 |
30 |
25 |
14 |
10 |
5 |
|
Minimal'noe uvelichenie gida |
20 |
35 |
60 |
80 |
120 |
200 |
350 |
Okulyar s krestom nitej dolzhen imet' fokusnoe rasstoyanie priblizitel'no 20 mm. |to znachit, chto dlya 20-kratnogo uvelicheniya potrebuetsya gid s fokusnym rasstoyaniem 400 mm, a dlya 350-kratnogo -- s fokusnym rasstoyaniem 7 m! V etom sluchae vas i vyruchaet linza Barlou ili okulyarnyj mikroskop. Esli 150- millimetrovyj gid imeet fokusnoe rasstoyanie 1200 mm, to nado primenit' 5-kratnuyu linzu Barlou ili 5-kratnyj mikroskop.
Nuzhno prilozhit' vse usiliya k tomu, chtoby vo vremya gidirovaniya astrograf i gid ostavalis' sovershen-to nepodvizhnymi otnositel'no drug druga. Nichtozhnyj sdvig vo vremya ekspozicii gida otnositel'no astrografa privedet k tomu, chto nablyudatel' vozvratit vedushchuyu zvezdu na perekrestie i tem samym sob'et navodku astrografa. § 69. TELESKOP SISTEMY NXYUTONA V KACHESTVE ASTROGRAFA
Soblaznitel'no ne ogranichivat' sebya korotkofokusnymi astrografami. Interesno poluchit' fotografii nebesnyh ob®ektov s pomoshch'yu reflektora diametrom 150 mm, a mozhet byt', i bol'she. |to otnositel'no neslozhno. O fotografirovanii Luny i planet my rasskazhem neskol'ko pozzhe, a sejchas rassmotrim vozmozhnost' fotografirovat' tumannosti, zvezdnye skopleniya, galaktiki.
Poverhnostnaya yarkost' etih ob®ektov mala, a svetosila nashego teleskopa nedostatochna dlya korotkih vyderzhek. Pri otnositel'nom otverstii 1/8 i chuvstvitel'nosti plenki 350 ed. GOSTa pri fotografirovanii, naprimer, odnoj iz samih yarkih tumannostej -- Bol'shoj tumannosti Oriona -- potrebuetsya vyderzhka okolo chasa. Dlya fotografirovaniya slabyh tumannostej i galaktik (M 33 v Treugol'nike, "Cirrus" v Lebede, "Ulitka" v Vodolee) potrebuetsya vyderzhka 3--4 chasa.
|ti vyderzhki mogut byt' sokrashcheny v 2--3 raza, esli primenit' special'nye astronomicheskie plastinki i plenki ili esli gipersensibilizirovat' (povysit' chuvstvitel'nost') fotoplenku, no vse-taki pri takom otnositel'nom otverstii (1/8) vyderzhki dostatochno prodolzhitel'ny.
Gidirovat' teleskop v techenie 1--2 chasov dovol'no utomitel'no. Poetomu nado ustranit' vse, chto mozhet meshat' rabote. |to i nedostatochnaya zhestkost' montirovki, i neravnomernost' raboty chasovogo privoda i mikrometrennyh vintov, i neudobnyj dostup k nim, i nedostatochnaya yarkost' vedushchej zvezdy. Dostatochnuyu yarkost' mozhet obespechit' gid bol'shogo, ne menee chem u astrografa diametra. No delat' dva odinakovo moshchnyh teleskopa nerazumno. Poetomu i v professional'noj i lyubitel'skoj praktiki vse chashche primenyayutsya v kachestve gida sam astrograf. Dlya etogo v neposredstvennoj blizosti ot fotokassety ustanavlivaetsya oku-
Ris. 84. Okulyarnyj mikroskop, prisposoblennyj dlya gidirovaniya ( po Krajmeru )
1 -- zhestkaya plastina fokusirovochnogo ustrojstva, 2 -- vinty s vozvratnymi pruzhinami, 3 -- otverstie na krayu polya zreniya, 4 -- kasseta, 5 -- mikroskop
lyarnyj mikroskop, kotoryj mozhet v nekotoryh predelah peremeshchat'sya i navodit'sya na kakuyu-nibud' yarkuyu (6-j--8-j zvezdnoj velichiny) zvezdu na krayu polya zreniya teleskopa, za predelami kassety. Okulyar mikroskopa, snabzhennyj osveshchaemym krestom nitej, zhestko zakreplyaetsya i nachinaetsya gidirovanie. Vybrat' vedushchuyu zvezdu obychno ne sostavlyaet truda, tem bolee, chto mozhno "obojti" mikroskopom okolo plastinki. Vo-vtoryh, progiby truby, sluchajnye skachki izobrazheniya ne strashny, tak kak smeshchenie zvezd na plastinke i na kreste nitej proishodit odnovremenno i na sovershenno odinakovuyu velichinu.
Na ris. 84 pokazana konstrukciya fotograficheskogo uzla v n'yutonovskom fokuse. Kasseta 4, prednaznachennaya dlya odnogo kadra, ustanavlivaetsya s nekotorym
treniem v pazah, ukreplennyh na plastine 1, na kotoroj, krome kassety, ustanavlivaetsya mikroskop 5, imeyushchij vozmozhnost' peremeshchat'sya v predelah 90º. Fokusirovochnoe ustrojstvo - tri vinta s vozvratnymi pruzhinami 2.
Dlya fotografirovaniya v n'yutonovskom fokuse mozhno prisposobit' i korpus fotoapparata (luchshe zerkal'nogo, tipa "3enit").
Lyubitel', znakomyj s metodikoj tenevyh ispytanij, mozhet primenit' gorazdo bolee nadezhnye sposoby fokusirovaniya, chem fokusirovka po matovomu steklu. Dlya etogo otkryvaem zadnyuyu kryshku apparata, uzhe ustanovlennogo na teleskope, i na kadrovuyu ramku kladem nozh Fuko, kotoryj v dannom sluchae predstavlyaet soboj metallicheskuyu plastinku s odnim ostro zatochennym na odnu storonu kraem. Nado prosledit' za tem, chtoby na ramke lezhala rabochaya poverhnost' nozha i chtoby ploskost' nozha i plenki strogo sovpadali. Teper' privodim v pole zreniya yarkuyu (2-j--3-j zvezdnoj velichiny) zvezdu i nablyudaem na zerkale tenevuyu kartinu. Ustanovit' nozh v polozhenii, kogda ego ploskost' v tochnosti sovpadaet s fokal'noj ploskost'yu, ne sostavit truda. Dlya etogo na parabolicheskom zerkale nado uvidet' "ploskij" rel'ef, a na sfere -- rel'ef s podvernutym kraem. V etom net nichego udivitel'nogo: ved' na etot raz istochnik sveta -- zvezda--nahoditsya ne v ce