98 (Використання фотографічних методів)

Реферат:

Використання фотографічних методів

План

Вступ

Використання фотографічних методів

Висновок

Література

Вступ

З середини минулого століття в астрономії почав застосовуватися фотографічний метод реєстрації випромінювання. В даний час він займає провідне місце в оптичних методах астрономії.

Тривалі експозиції на високочутливих пластинках дозволяють отримувати фотографії дуже слабких об'єктів, у тому числі таких, які практично недоступні для візуального спостереження. На відміну від ока, фотографічна емульсія здібна до тривалого накопичення світлового ефекту. Дуже важливою властивістю фотографії є панорамність: одночасно реєструється складне зображення, яке може складатися з дуже великого числа елементів. Суттєво, що інформація, яка виходить фотографічним методом, не залежить від властивостей ока спостерігача, як це має місце при візуальних спостереженнях. Фотографічне зображення, отримане одного дня зберігається як завгодно довго, і його можна вивчати в лабораторних умовах.

Фотографічна емульсія складається із зерен галоїдного срібла (AgBr і др.; у різних сортах емульсії застосовуються різні солі), зважених в желатині. Під дією світла в зернах емульсії протікають складні фотохімічні процеси, в результаті яких виділяється металеве срібло. Чим більше світла поглинулося даною ділянкою емульсії, тим більше виділяється срібло.

Використання фотографічних методів

Галоїдне срібло поглинає світло в області A. Область спектру 3000-5000A називають інколи фотографічною (аналогічно візуальній, 3900-7600A). Щоб зробити емульсію чутливою до жовтих і червоних променів, в ній вводять органічні фарбники – сенсибилизаторы, що розширюють область спектральної чутливості. Панхроматичні емульсії – це сенсибилизированні емульсії, чутливі до 6500-7000A (залежно від сорту). Криві спектральної чутливості різних емульсій показані на малюнку. вони широко застосовуються в астрономічній і звичайній фотографії. Значно рідше зустрічаються инфрахроматические емульсії, чутливі до інфрачервоних променів до 9000A, інколи і до 13000A.

Зірки на фотографіях виходять у вигляді кружків. Чим яскравіше зірка, тим більшого діаметру виходить кружечок при даній експозиції (малюнок). Відмінність в діаметрах фотографічних зображень зірок є чисто фотографічним ефектом і ніяк не пов'язаний з їх дійсними кутовими діаметрами. Науковій обробці піддаються, як правило, тільки самі негативи, оскільки при передруку спотворюється укладена в них інформація. У астрономії використовуються як скляні пластинки так і плівки. Пластинки переважно в тих випадках, коли по негативах вивчається відносне положення об'єктів. Порівнюючи між собою фотографії однієї і тієї ж частки неба, отримані в різні дні, місяці і роки, можна судити про зміни, які в цій області сталися. Так, зсув малих планет і комет (коли вони знаходяться далеко від Сонця і хвіст ще не помітний) серед зірок легко виявляється при порівнянні негативів, отриманих з інтервалом в декілька діб. Власні рухи зірок, а також окремих згустків міжзоряної речовини в газових туманностях вивчаються по фотографіях, отриманих через великі інтервали часу, що інколи|іноді| досягають багато десятиліть. Зміна блиску змінних зірок, спалахи нових або найновіших зірок теж легко виявляється при порівнянні негативів, отриманих в різні моменти часу.

Для дослідження подібних змін використовуються спеціальні прилади – стереокомпаратор і блинк-микроскоп. Стереокомпаратор служить для виявлення переміщень. Він є свого роду стереоскопом. Обидві пластинки зняті в різний час, розташовуються так, що дослідник бачить їх зображення поєднаними Якщо яка-небудь зірка помітно змістилася, вона «вискочить» з картинної плоскості. Блинк-микроскоп відрізняються від стереокомпаратора тим, що спеціальною заслінкою можна закривати або одне, або інше зображення. Якщо цю заслінку швидко коливати, то можна порівнювати не лише положення але і величини зображень зірок на обох пластинках. Зміна положення або зміна зоряної величини при цьому легко виявляються. Точні виміри положення зірок не пластинках проводяться на координатних вимірювальних приладах.

Почорніння негативу приблизно визначається добутком освітленості E на тривалість експозиції t. Цей закон називається законом взаимозаместимости. Він виконується більш менш добре лише в обмеженому інтервалі освітленості. Для кожного сорту емульсії, при яких він найбільш ефективний. Зокрема, дуже чутливі кино- і фотоплівки, призначені для коротких експозицій, не придатні для тривалих, вживані в астрономії.

Фотографія дозволяє проводити фотометричні дослідження астрономічних об'єктів, тобто визначати кількість їх яскравість і зоряну величину. Для цього необхідно знати залежність почорніння негативу від освітленості – провести калібрування негативу. Щоб зміряти|виміряти| ступінь почорніння, треба пропустити крізь негатив світловий пучок, інтенсивність якого реєструється. Тоді почорніння D можна виразити через оптичну щільність негативу:

(10)

де J0 – інтенсивність падаючого пучка

J – інтенсивність пучка, що минув|проходив| крізь негатив.

Залежність:

(11)

Називається характеристикою кривої емульсії (малюнок). Можна виділити три ділянки або області характеристичної кривої: область недотримувань, де крутість кривої зменшується із зменшенням Et, область нормальної експозиції, де крутість максимальна і залежність майже лінійна, і область передержок, де крутість зменшується із збільшенням Et. При правильно вибраній експозиції почорніння повинне відповідати лінійній ділянці. Щоб побудувати характеристичну криву, на емульсію удруковується зображення декількох (зазвичай порядка 10) майданчиків, освітленість яких знаходиться у відомому відношенні. Ця операція називається калібруванням негативу.

Знаючи характеристичну криву, можна порівнювати освітленості, відповідні різним точкам негативу, і в разі протяжних об'єктів, таких як туманності або планети, побудувати їх щофоты. Це вистачає для відносної фотометрії (тобто виміри відношення яскравості і блиску). Для абсолютної фотометрії (тобто вимір абсолютних значень яскравості і блиску) необхідно провести, окрім калібрування, ще і стандартизацію. Для стандартизації треба удрукувати на емульсію зображення майданчика з відомою яскравістю (для протяжних джерел) або мати на негативі зірки з відомими зоряними величинами. При відносній фотометрії точкових об'єктів калібрування робиться зазвичай за зірками з відомим блиском.

Висновок

Для виміру почорніння негативу застосовується фотоелектрична мікрофотометрія. У цих приладах інтенсивність світлового пучка, що минув крізь негатив, вимірюється фотоелементом.

Головний недолік фотографічної пластинки приймача випромінювання – це нелінійна залежність почорніння від освітленості. Крім того, почорніння залежить від умов обробки. В результаті точність фотометричних вимірів, вироблюваних фотографічним методом, зазвичай не перевищує 5-7 %.

Література

Дагаєв М.М., Чаругин С.М. Астрофізика. - М.: Освіта, 1988.

Кабардін О.Ф. Фізика. – М.: Освіта, 1988.

Рябов Ю.А. Рух небесних тіл. – М.: Наука, 1988.

Симоненко А.Н. Астероїди або тернисті шляхи досліджень. – М.: Наука, 1985.