Разделы статьи:

Наблюдательные приборы
Библиотека
Освещение
Журнал наблюдений
Как организовать наблюдения

Наблюдательные приборы

Первоосновой любой обсерватории является наблюдательный прибор — главный инструмент в арсенале астронома. И по крайней мере один такой инструмент у вас уже есть. Это ваши глаза.

Луна около полнолуния.

Круг задач, которые решаются при наблюдениях невооружённым глазом. достаточно широк: первое общее знакомство с небом, созвездиями, сменой лунных фаз, движениями ярких планет и т, д. Такие наблюдения дают замечательную практику и тренируют глаза, подготавливают их к более детальному исследованию небесных объектов в бинокль или телескоп. Наблюдал переменные звёзды, метеорные потоки, планеты и Луну невооружённым глазом, вы осваиваете основные методы изучения небесных тел, учитесь пользоваться звёздными картами и делать записи при слабом освещении. Кроме того, вы, сами того не ведая, запоминаете расположение и блеск звёзд в созвездиях, условия их видимости в вашей местности.

Не надо думать, что наблюдения невооружённым глазом преследуют только учебно-познавательные цели, Если вы горите желанием принести пользу науке, если чувствуете уверенность в своих силах, то можете испытать себя в наблюдениях переменный звёзд, серебристых облаков или метеорных потоков. Существует множество руководств по наблюдениям этих объектов и явлений, и в каждом есть рекомендации по их изучению невооружённым глазом.

Следующим звеном в иерархии наблюдательных приборов являются бинокль и его ближайший родственник монокуляр. Бинокль — идеальный инструмент для начинающих. Он имеет большое поле зрения и даёт прямое изображение, которое удобно сравнивать с видимым невооружённым глазом или нанесённым на звёздную карту. Монокуляр обладает всеми характеристиками бинокля и отличается от него лишь тем, что предназначен для наблюдений одним глазом.

К основным характеристикам бинокля относятся увеличение и апертура, т. е. диаметр входного зрачка. Обычно они отражены в самом названии прибора. Например, название «БП 20 х 50» принадлежит биноклю призменному (БП) с увеличением в 20 раз и апертурой 50 мм. При выборе бинокля или монокуляра в первую очередь обратите внимание на значение апертуры. Помните: чем она больше, тем более слабые небесные объекты вы сможете рассмотреть. Увеличение совместно с апертурой определяет поле зрения бинокля. При одинаковых апертурах прибор с большим увеличением будет обладать меньшим полем зрения. Кстати, это утверждение справедливо и для телескопов.

Обзор солнечной поверхности с малым увеличением. Зарисовка на солнечном экране.

Наблюдая даже в простейший театральный бинокль «с рук», вы вскоре заметите, что изображение сильно колеблется и практически невозможно зафиксировать взгляд на объекте. Причина в том, что руки устают и начинают дрожать. Бинокль увеличивает эти подрагивания, и наблюдения крайне затрудняются. Чтобы избежать этого, нужно изготовить подставку для бинокля. Самый простой вариант — прямоугольная фанерная площадка на опоре подходящей высоты. Если установить бинокль на фотоштативе, он будет легко и быстро наводиться на выбранный объект. Ну а приладив к такой конструкции короткофокусный фотоаппарат и используя бинокль в качестве гида, вы сможете получать неплохие снимки звёздных полей.

Дифракционные изображения звезды при наблюдении в телескоп:
а — идеальная картина;
б — изображение, искажённое ошибками телескопа;
в — изображение двойной звезды, находящейся на пределе разрешения телескопа.

Число небесных объектов и явлений, доступных для наблюдений в бинокль или монокуляр, заметно возрастает по сравнению с видимыми невооружённым глазом. Помимо переменных звёзд смело включайте в программу наблюдений кометы, звёздные скопления, туманности, яркие галактики, лунные и солнечные затмения. Вы станете свидетелем явлений в системе спутников Юпитера и сможете следить за изменением положений пятен на диске Солнца. Только помните, что даже в театральный бинокль нельзя смотреть на Солнце без специальных светофильтров! А лучше всего установить бинокль на штативе и оборудовать его солнечным экраном. Зарисовки солнечной поверхности, сделанные на экране, в любом случае точнее выполненных по наблюдениям непосредственно в бинокль.

Но, несмотря на всю романтичность «прогулок» по звёздному небу с биноклем, главным инструментом при изучении его сокровищ является телескоп. Даже небольшой любительский телескоп с апертурой 80 мм обладает всеми атрибутами своих больших собратьев. Его труба закреплена на устойчивом штативе или колонне, механизмы поворота вокруг осей снабжены зажимными ключами и винтами точных движений, в комплект телескопа входит набор сменных окуляров, светофильтров и т. д. Сейчас в продаже имеются прекрасные инструменты для любителей: зеркальные телескопы «Мицар» и «Алькор», менисковый (зеркально-линзовый) «Интес», а также широкий выбор зрительных труб. Закреплённая должным образом на штативе, труба вполне может заменить телескоп в обсерватории начинающего астронома. Если по тем или иным причинам вам не удаётся приобрести телескоп заводского изготовления, то при достаточном усердии вы можете сами сделать довольно хороший телескоп-рефлектор. Вопрос постройки самодельного телескопа детально освещён в литературе для любителей астрономии.


Как видны звёзды в телескоп

Может показаться, что ответ на вопрос, как будет выглядеть звезда в телескоп, предельно прост: как яркая светящаяся точка. Действительно, при расчёте оптической схемы телескопа предполагается, что объектив собирает все падающие на него лучи в одной точке — фокусе. Однако это утверждение справедливо только с позиции геометрической оптики. Реально свет имеет волновую природу и от удалённого источника, каким является звезда, на Землю приходит не узкий пучок лучей, а расходящийся сферический волновой фронт. Одно из его свойств —дифракция, т. е. способность огибать встречающиеся на пути препятствия. Препятствием в нашем случае является оправа объектива телескопа. Объектив «вырезает» из волнового фронта некоторую часть, и на его краях формируется сложная картина колебаний световых волн. В итоге в фокальной плоскости образуется не идеальное точечное, а искажённое—дифракционное изображение звезды, имеющее вид диска, окружённого рядом светлых колеи. В центральном пятне сосредоточено около 86% энергии излучения. Остальная её часть неравномерно распределена между дифракционными кольцами. Размеры дифракционного изображения зависят от диаметра объектива и длины волны излучения. Его угловой диаметр будет тем меньше, чем больше диаметр объектива. Дифракционная картина становится заметной только при относительно больших увеличениях и лишь у ярких звёзд. У слабых звёзд яркость дифракционных колец ничтожна, и человеческий глаз различает только центральные диски. Явление дифракции — естественный фактор, ограничивающий разрешающую способность телескопа. Если угловое расстояние (разделение) между двумя звёздами одинаковой яркости меньше диаметра дифракционного пятна, они будут видны как одна звезда. В этом случае говорят, что телескоп не разрешает эти звёзды. По мере увеличения разделения звёзд центральное пятно их суммарной дифракционной картины вытягивается, превращаясь в подобие восьмёрки, и в конце концов распадается на два пятна равной яркости. В таких случаях можно судить о двойственности наблюдаемой звезды. Всё сказанное справедливо, если у телескопа идеальный объектив и отлично отъюстированная оптика. Если же объектив имеет погрешности изготовления, неправильно установлен или вся схема телескопа расфокусирована, наблюдаемая дифракционная картина немедленно «просигнализирует» об этом. Центральный диск может вытянуться в эллипс или вовсе исчезнуть, кольца — разорваться, стать значительно ярче за счёт ослабления диска и т. п. В любом случае даже самое малое изменение формы дифракционной картины свидетельствует о погрешностях в оптической схеме телескопа. Состояние земной атмосферы также влияет на качество дифракционных изображений звёзд. Сохраняя центральную симметрию, картина в зависимости от конкретных погодных условий заметно меняется. Оценивая видимую в телескоп дифракционную картину по десятибалльной шкале (шкала Пикеринга), можно судить о качестве изображений в ночь наблюдений.

Главный оптический элемент телескопа — объектив. Он может быть как зеркальным (в телескопах-рефлекторах), так и линзовым (в рефракторах). Независимо от типа объектива его основной характеристикой является диаметр. Чем больше диаметр объектива, тем больше света от далёких объектов он может собрать. Однако в условиям большого города крупный телескоп теряет свои преимущества перед инструментом с меньшим диаметром. Виной тому засветка, создаваемая уличными огнями, и загрязнённая атмосфера. Идеальным инструментом для городских условий будет 100 -150-миллиметровый рефлектор.

Монокуляр на штативе, оборудованный для наблюдения Солнца.

Количество объектов, доступных 100-миллиметровому телескопу, огромно. Помимо всех видимых в бинокль к ним добавляются двойные и кратные звёзды, ярчайшие спутники Сатурна и деление Кассини в его кольце, крупные детали рельефа поверхности Луны. Вам откроются полосы и зоны на диске Юпитера, фазы Меркурия и Венеры, солнечная грануляция, Вы сможете наблюдать покрытия звёзд и планет Луной, а во время лунных затмений хронометрировать прохождение земной тени по поверхности нашего спутника, следить за аномальными лунными явлениями.

Группа наблюдателей с любительским телескопом «Алькор».

Став обладателем телескопа или бинокля, проведите его испытания. Проверьте качество даваемых им изображений. Это можно сделать как ночью, так и днём, наводя инструмент на удалённые деревья или высокие здания. Ночью обратите внимание на дифракционные изображения ярких звёзд, создаваемые объективом. В идеале они должны представлять собой маленькие диски, окружённые рядом концентрических колец убывающей просто необходима. Определить её вам поможет служба времени. Установите для себя правило: каждый день в одно и тоже время, например в шесть вечера, сравнивать показания своих часов с радиосигналами точного времени. Поправка будет равна разности между показаниями ваших часов в момент шестого сигнала и точным временем, в данном случае 1.8 ч. Изо дня в день заносите полученное значение в специальную тетрадь, не забыв отметить дату и время сделанного измерения. Так вы сможете судить о суточном ходе ваших часов и корректировать записанные моменты наблюдений.

 

 

Навигация:

Планеты Солнечной системы

Любоваться или наблюдать?

Глаз — основной инструмент наблюдателя

Своя обсерватория

Обсерватория любительского коллектива

Звёздные велечины

Адреса светил на небе

Зачём нужны звёздные каталоги?

Обитатели неба. Созвездия

Расположение светил "на завтра"

Карты и атласы неба

Карта звёздного неба

Какие бывают каталоги

История современных созвездий

Имена и обозначения звёзд

Древние созвездия

Описание созвездий


 
Вверх