- Trang Chủ
- Năng lượng
- Giáo trình phân tích ứng dụng những khoảng cách trong thiên văn của thiên thể do nhật động p10
Xem mẫu
- h a n g e Vi h a n g e Vi
XC XC
e e
F- F-
w w
PD
PD
er
er
!
!
W
W
O
O
N
N
y
y
bu
bu
to
to
k
k
lic
lic
lg L = 0, 4(M − M)
C
C
w
w
m
m
w w
w
w
o
o
.c .c
.d o .d o
c u -tr a c k c u -tr a c k
Ví dụ : Sao Thiên lang có cấp sao tuyệt đối là 1,3 thì
LgL = 0,4 (4,8 - 1,3)
L ≈ 25 L
- Chú ý : Tính độ trưng L của mặt trời:
Gọi Q là hằng số mặt trời, tức lượng năng lượng bức xạ toàn phần (đủ các bước sóng)
của mặt trời truyền thẳng góc đến một diện tích 1cm2 ở cách mặt trời một khoảng cách
bằng 1đvtv trong 1 phút. Người ta đo được Q là :
Q = 1,95 Calo/cm2. phút.
Đem nhân hằng số này với diện tích mặt cầu bán kính = 1đvtv ta thu được năng lượng
bức xạ mặt trời trong 1 phút. Chia tiếp cho 60 ta được tổng công suất bức xạ của mặt trời,
hay độ trưng của nó (Q đổi ra jun, biết 1calo = 4,18Jun).
Q.4πd 2
L=
60
1,95.4,18.4.3,14(1,49.1013 ) 2
=
60
= 3,8.10 J / s = 3,8.10 26 w
26
* Như vậy cấp sao tuyệt đối phản ánh chính xác hơn về khả năng bức xạ của sao. Cấp sao
tuyệt đối càng nhỏ năng suất bức xạ càng lớn.
V. KÍNH THIÊN VĂN (TELESCOPES) (hay Kính viễn vọng)
Kính thiên văn theo tiếng Hy Lạp là Telescope có nghĩa là dụng cụ để nhìn những vật
ở xa. Đó là dụng cụ dùng để thu tín hiệu (bức xạ điện từ) phát ra từ thiên thể. Do khí
quyển trái đất chỉ có hai cửa sổ cho bức xạ điện từ là vùng ánh sáng nhìn thấy và vùng
sóng vô tuyến nên có thể có hai loại kính thiên văn đặt trên trái đất là kính thiên văn
quang học và kính thiên văn vô tuyến. Ở đây ta sẽ xét kính quang học. Nguyên tắc của kính
là thu gom ánh sáng từ thiên thể để có thể nhìn được những sao có cấp sao lớn, mắt thường
không nhận ra và khuyếch đại ảnh. Tuy nhiên tính năng thu gom là quan trọng hơn. Vì là
dụng cụ quang học nên kính thường chịu những sai lệch quang học (quang sai, sắc sai) làm
méo, nhòe ảnh nên người ta phải làm kính từ thủy tinh tốt và kết hợp chúng để loại trừ sai
lệch. Ngoài ra, vì là dụng cụ thu bức xạ điện từ, là những bức xạ dể bị ảnh hưởng của môi
trường, nên kính thường phải được đặt ở những vùng núi cao, không khí trong lành khô
ráo, khí quyển ít bị xáo động. Ngày nay, kính thiên văn là dụng cụ cần thiết không thể thiếu
được trong quan sát thiên văn. Rất tiếc ở nước ta chưa có được một đài thiên văn nào tầm
cỡ, với những kính thiên văn tối tân. Đó là vì đất nước còn nghèo nàn, lạc hậu. Nhưng
cũng có thể là do khí hậu nước ta nóng ẩm, mưa bão nhiều, không tiện cho việc đặt kính
quan sát.
- h a n g e Vi h a n g e Vi
XC XC
e e
F- F-
w w
PD
PD
er
er
!
!
W
W
O
O
N
N
y
y
bu
bu
to
to
k
k
lic
lic
C
C
w
w
m
m
w w
w
w
o
o
.c .c
.d o .d o
c u -tr a c k c u -tr a c k
Hình 93
1. Phân loại kính.
Tùy theo hệ thống quang học kính có thể được chia làm 2 loại:
a) Kính thiên văn khúc xạ (Refracting telescopes).
Kính thiên văn được cấu tạo chủ yếu bởi 2 phần: Vật kính và thị kính.
Ở loại kính khúc xạ vật kính là thấu kính (thị kính dĩ nhiên cũng là thấu kính, có tác
dụng phóng đại ảnh).
Kính này được biết đến từ lâu, thường được gọi là ống nhòm. Trong số này có kính
kiểu Kepler, kiểu Galileo...
Kính loại này lớn nhất hiện nay là ở Yeskes Observatory tại Wincosin (Mỹ), sử dụng từ
năm 1890, có thông số :
- Đường kính vật kính D = 1m
- Tiêu cự vật kính F = 19,8m
- Tiêu cự thị kính f = 2,8m
Nhược điểm của loại kính này là khả năng thu gom ánh sáng không cao và bị sắc sai làm
nhòe ảnh.
Hình 94
b) Kính thiên văn phản xạ (Reflecting telescopes).
- h a n g e Vi h a n g e Vi
XC XC
e e
F- F-
w w
PD
PD
er
er
!
!
W
W
O
O
N
N
y
y
bu
bu
to
to
k
k
lic
lic
Loại này có vật kính là gương cầu hoặc gương parabol. Thị kính vẫn là thấu kính. Có
C
C
w
w
m
m
w w
w
w
o
o
.c .c
.d o .d o
c u -tr a c k c u -tr a c k
nhiều kiểu như kiểu Newton, kiểu Cassegrain, kiểu Grigorian, kiểu Conde (xem hình 95)
Hình 95. Kính Thiên văn phản xạ (nguyên lý chung)
Các kiểu khác nhau ở chỗ đặt thêm kính phụ tại tiêu điểm nhằm tăng thêm khả năng
của kính.
a) Kính kiểu Newton b) Kính kiểu Cassegrain
Hình 96
Ngoài ra còn có các loại kính hỗn hợp để tăng cường khả năng của kính, khử độ méo,
tăng thị trường. Hệ vật kính hỗn hợp gồm cả những gương và thấu kính. Đó là các kính
như: Kiểu Schmidt, kiểu Schmidt-Cassegrain, kiểu Maksukov-Bouwer, kiểu Questar v.v...
Hình 97
- h a n g e Vi h a n g e Vi
XC XC
e e
F- F-
w w
PD
PD
er
er
!
!
W
W
O
O
N
N
y
y
bu
bu
to
to
k
k
lic
lic
Kính thiên văn ngày nay được hoàn thiện hơn nhiều, như có thêm CCD để xử lý số liệu
C
C
w
w
m
m
w w
w
w
o
o
.c .c
.d o .d o
c u -tr a c k c u -tr a c k
v.v...
2. Các đặc trưng của kính thiên văn.
Mục đích của kính thiên văn là thu gom bức xạ của thiên thể để làm tăng mật độ bức xạ.
Do đó nó có thể cho thấy cả những thiên thể mà mắt thường không thể thấy được và tách
rõ các chi tiết ở gần làm ta phân biệt rõ các chi tiết của thiên thể. Kính cũng có khả năng
phóng đại hình ảnh thiên thể. Nhưng ta sẽ thấy đây không phải là chức năng chính của
kính.
a) Khả năng thu gom ánh sáng của kính thiên văn (Light - Gathering Power - LGP).
Là đại lượng đặc trưhg cho khả năng thu gom ánh sáng của kính. Đó là đại lượng dùng
để so sánh, không có thứ nguyên. Ta biết vật kính có đường kính D càng lớn thì càng
gom được nhiều ánh sáng tức càng có khả năng nhận được những độ rọi thấp. (Vì quang
thông φ có giá trị liên hệ với độ rọi là:
φ φ 1
, neân E ~ 2 )
E= =
S πD D
2
4
Mà độ rọi càng thấp thì cấp sao càng lớn, tức nhờ kính ta có thể nhìn thấy cả những sao
mờ, mắt thường không thấy được.
Giả sử, kính 1 có đường kính D1 thu được độ rọi là E1.
kính 2 có đường kính D2 thu được độ rọi là E2.
Thì LGP là đại lượng so sánh giữa 2 kính :
2
⎛D ⎞
LGP1, 2 =⎜ 1 ⎟
⎜D ⎟
⎝2 ⎠
Như vậy, kính có đường kính lớn sẽ có LGP lớn.
- Thường người ta hay so sánh với mắt. Con ngươi mắt có đường kính là d = 6mm và
có thể nhìn đến sao cấp + 6. (Ta ký hiệu là mmắt). Giả sử có kính thiên văn có đường kính
là D (tính ra mm). Ta xem so với mắt kính thu được đến cấp sao nào:
1
Ta có : vì E ~ 2
D
2
⎡D⎤
E
Nên mat ~ ⎢ ⎥
Ekinh ⎣ d ⎦
Theo công thức Pogson ĺ
Vậy:
2
⎛D⎞
lg⎜ ⎟ = 0,4(m kính − m maét )
⎝d⎠
2 lg D − 2 lg d = 0,4(m kính − m maét )
5 lg D − 5 lg d = m kính − m maét
m kính = m maét − 5 lg d + 5 lg D
= 6 − 5. lg 6 + 5 lg D
= 6 − 3,9 + 5 lg D
mkính = 2,1 + 5lgD
Ta dùng công thức này để xác định khả năng nhìn thấy sao đến cấp nào của kính, khi
biết đường kính vật kính của kính (tính ra mm - milimet).
- h a n g e Vi h a n g e Vi
XC XC
e e
F- F-
w w
PD
PD
er
er
!
!
W
W
O
O
N
N
y
y
bu
bu
to
to
k
k
lic
lic
Vậy đường kính vật kính của kính thiên văn là một thông số rất quan trọng. Nó càng
C
C
w
w
m
m
w w
w
w
o
o
.c .c
.d o .d o
c u -tr a c k c u -tr a c k
lớn thì ta càng có khả năng nhìn được nhiều vật thể trong vũ trụ hơn. Tuy nhiên không thể
tăng D lên mãi được, vì sẽ làm tăng thêm những sai lệch quang học, làm ảnh không chính
xác. Ở đài thiên văn Pastukhôp của Nga có kính thiên văn D = 6m được coi là lớn nhất
thế giới hiện nay. Ngày nay người ta phối hợp nhiều kính nhỏ để tăng D mà không làm
méo ảnh.
b) Độ bội giác - hay độ phóng đại (Magnifying Power - MP).
Độ phóng đại của ảnh là:
F
K=
f
trong độ : F - tiêu cự của vật kính
f - tiêu cự của thị kính
Ở kính thiên văn vật kính thường là cố định, ta có thể thay đổi thị kính để có độ phóng
đại theo ý muốn. Tuy nhiên, trong thiên văn người ta chứng minh được độ bội giác tỷ lệ
nghịch với khả năng thu gom ánh sáng. Có nghĩa ta càng phóng đại thì ảnh càng mờ. Vì
vậy, độ phóng đại không phải là đặc tính quan trọng của kính thiên văn. Có thể hiểu như
sau: Nếu tăng độ phóng đại bằng cách thay tiêu cự của thị kính thì ảnh to lên. Nhưng
đường kính vật kính không đổi nên lượng ánh sáng gom được không đổi, tức ảnh phải mờ
đi, nhìn không rõ nữa. Mà trong thiên văn điều ta cần là ảnh sáng rõ, chứ không cần to lên.
Độ phóng đại của kính thiên văn cũng không phải là vô hạn. Khả năng phóng đại (theo
chiều dài) cực đại của kính là:
K = 2D
trong đó D là đường kính vật kính tính ra mm (milimet)
c) Năng suất phân giải (Resolving Power).
Năng suất phân giải đặc trưng cho khoảng cách góc giới hạn giữa hai điểm của vật mà
mắt còn phân biệt được.
Theo lý thuyết nhiễu xạ thì yêu cầu này thỏa mãn khi vân sáng nhiễu xạ trung tâm của
điểm này trùng với vân tối thứ nhất của điểm kia.
Công thức tính năng suất phân giải e theo bước sóng quan sát ( và đường kính vật kính
D là:
λ
e = 1,22 rad
D
Nếu e tính ra giây cung, λ, D tính ra mm thì
λ
e" = 2,5.10 5
D
Mắt thường nhạy cảm với bước sóng λ = 5.10-4mm. Từ đó năng suất phân giải với kính
thiên văn quang học là:
2,5.10 5.5.10 − 4 120
e" = ≈
D D
hay :
120"
e=
D(m.m )
- Liên hệ giữa năng suất phân giải và độ phóng đại:
Mắt người có thể phân giải được hai điểm ở cách nhau 2’. Nếu nhìn qua kính có độ phóng
đại K và năng suất phân giải e thì góc nhìn trực tiếp e được phóng đại lên thành Ke. Vậy độ
phóng đại K cần thiết của kính để giúp mắt có thể phân biệt được 2 điểm ở cách nhau một
nguon tai.lieu . vn
