Меняя окуляры, можно получить изображения различных масштабов. Обычные, даже очень хорошие окуляры плохо работают в качестве проекционных систем, поэтому гораздо лучшее изображение можно получить, применяя короткофокусные фотообъективы. 50-милли-метровый фотообъектив типа "Индустар-50" или аналогичный ему при проекционном расстоянии 500 мм даст 9-кратное увеличение. Это значит, что если диаметр солнечного изображения в фокусе телескопа с фокусным расстоянием 1200 мм равен 11 мм, то на экране диаметр Солнца будет равен примерно 100 мм. Для изучения подробностей в пятнах лучше применять объективы от 16- и 8-миллиметровых кинокамер. Фокусные расстояния этих объективов примерно 10-- 20 мм, а масштаб изображения при том же проекционном расстоянии в 2,5--5 раз больше, чем у "Индустара-50".
Самый простой способ фотографировать Солнце -- делать снимок экрана с солнечным изображением. Так как фотоаппарат находится не точно на оси, изображение Солнца получается слегка сплюснутым. Лучше, однако, вместо экрана на широком конце светозащитного ящика установить кассету с фотопластинкой, а всю установку снабдить фотозатвором для производства коротких выдержек.
В некоторых инструкциях рекомендуется затвор устанавливать в районе выходного зрачка сразу же за окуляром. Хотя с точки зрения светотехники это решение разумно, все-таки устанавливать затвор здесь не следует, так как в выходном зрачке концентрируется большое количество тепла. Лучше снабдить телескоп диафрагмой на верхнем конце трубы, в которую вмонтировать затвор от фотоаппаратов "Фотокор", "Москва" и т. п., вывернув из корпуса линзы объектива. Действующее отверстие объектива "Фотокора" 30 мм, аппаратов "Москва" - 25 мм. Это и будет действующее отверстие нашего телескопа в данном случае (рис. 78, а).
Яркость Солнца слишком велика, и недостаточно задиафрагмировать телескоп и применить малочувствительную эмульсию; нужно принять еще некоторые меры для снижения количества света, падающего на фотопластинку. Лучше всего призму, отражающую свет после окуляра назад, перевернуть, как показано на рис. 78, б. В этом случае от поверхности отражается примерно 5% света и его поток уменьша
ется в 20 раз. Еще лучше установить две призмы, как показано на рис. 78, в. Комбинация из двух призм уменьшает световой поток в 400 раз.
В последнем случае выдержка составит около 1/50 с, если чувствительность эмульсии 1 ед. ГОСТа (позитив-ные пластинки), диаметр Солнца на экране 50 мм, диа-метр диафрагмы объектива с вывернутыми линзами,
Рис. 78. Приспособления для фотографических наблюдений Солнца
а) Центральный затвор с тросиком (линзы фотообъектива вынуты), б) отражение солнечного света от гипотенузы 45-градусной призмы в случае солнечных наблюдений, в) отражения от двух призм.
установленного на крышке телескопа, 30 мм. Если вам удалось достать только одну призму, придется применить желтый или оранжевый светофильтр, установленный за окуляром после призмы. Позитивные пластинки и пленки мало чувствительны к желто-оранжевому свету, но насколько в каждом отдельном случае, сказать трудно, поэтому придется выдержку подобрать опытным путем.
Надо ли говорить, что при использовании фотопластинок (или пленок) даже малой чувствительности светозащитный ящик должен быть совершенно светонепроницаемым. Для этого все щели нужно проклеить черной фотобумагой изнутри, а снаружи все швы на углах заделать алюминиевым уголком. Чтобы проверить ящик на светозащиту, в кассетную часть (лучше ее взять прямо от старого "Фотокора") вставим кассету с пластинкой, откроем кассету на 1--2 минуты после этого закроем. Очевидно, что затвор все это время должен быть закрытым. После проявления пластинки станет ясно, пропускает ящик свет или нет.
63. ПРОСТОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ ТЕЛЕСКОП
Как ни удобен телескоп, предназначенный для наблюдения и фотографирования Солнца на экране, все-таки специальный телескоп может стать настоящим центром любительских наблюдений Солнца. В простейшем виде солнечный телескоп (рис. 79) состоит всего из двух оптических деталей: главного длиннофокусного зеркала 1 и вспомогательного плоского зеркала 2 примерно того же диаметра, что и главное (рис. 79).
Диаметр изображения Солнца равен 0,009F == F/110.
Рис. 79. Простейший горизонтальный солнечный телескоп (с рисунка Р. Портера).
1--главное зеркало, 2 --вспомогательное плоское зеркало, 3 -- объектив от фотоаппарата.
Это значит, что если фокусное расстояние зеркала равно 5000 мм, то диаметр солнечного изображения будет равен 45 мм. Это уже достаточно для фотографирования на пластинках размером 6X9 или 4,5 Х 6. Если фокусное расстояние равно 3000 мм, то диаметр изображения равен 27 мм, и его можно фотографировать малоформатной камерой на формат 21X36 мм, если у
фотоаппарата вывернуть объектив. Однако можно выбрать фокусное расстояние значительно больше, скажем, 20--30 м, тогда изображение Солнца будет иметь диаметр180--270мм. Такое изображение удобно наблюдать визуально. Скорее всего, нужно остановиться на фокусном расстоянии примерно 3--5 м и для получения больших изображений для визуальных наблюдений применить окулярную проекцию на экран, применив для этой цели фотообъектив 3 с фокусным расстоянием 80--100 мм и полевую плосковыпуклую линзу, как в окуляре Кельнера или Рамсдена. Назначение полевой линзы -- перехватить лучи на краю поля зрения и направить их в проекционный объектив, тем самым увеличив поле зрения.
Схема телескопа элементарна. Высококачественное плоское зеркало направляет свет Солнца на главное сферическое (стоящее южнее), а то в свою очередь направляет конус лучей обратно (на север), так что рядом с плоским зеркалом получается изображение Солнца, которое рассматривается на экране или фотографируется. Рассматривая схему, обратим внимание на то, что изображение Солнца оказывается не на оптической оси главного зеркала. Такое смещение изображения приводит к образованию так называемых полевых аберраций -- комы и астигматизма. Чтобы их влияние было минимальным, следует как можно меньше смещать изображение с оси или, иначе говоря, максимально приблизить изображение к плоскому зеркалу. Во-вторых, относительное отверстие главного зеркала должно быть небольшим.
Для 120-миллиметрового зеркала фокусное расстояние не должно быть короче 3000 мм, а его относительное отверстие, следовательно, не должно превышать 1/25.
Для 180-миллиметрового зеркала минимальное фокусное расстояние 5000 мм, а относительное отверстие 1/28.
Диаметр плоского вспомогательного зеркала может быть на 15--20% меньше диаметра главного. Изготавливая плоское зеркало, его можно испытывать в схеме Коммона в сочетании с главным сферическим (см. рис. 37, 6). Неудобство заключается в том, что радиус кривизны главного зеркала вдвое больше его фокусного расстояния, и длина испытательного помещения должна быть равна 6--10 м. Для рассматривания теневой картины на таком расстояний можно применить небольшую подзорную трубу или бинокль, разместив их позади ножа Фуко, где обычно помещается глаз. 5--6 -кратного увеличения вполне достаточно. Если же испытания в таком длинном помещении -- непреодолимое препятствие, можно изготовить другое вспомогательное сферическое зеркало с радиусом кривизны 1,5 --2 м и диаметром в полтора раза меньше, чем у испытуемого плоского зеркала. Если плоские зеркала в двух наших примерах имеют диаметры около 150 и 100 мм, то вспомогательные эталонные сферические зеркала для испытания этих "плоскостей" должны иметь диаметры примерно 100--70 мм. Изготовить такие зеркала с радиусами кривизны, 1,5--2 м для любителя, построившего свой первый телескоп, не представляет труда.
Если телескоп действует в своей простейшей форме, большой помехой служат токи теплого воздуха, поднимающегося над нагретой поверхностью 3емли.
Чтобы их уменьшить, желательно, чтобы под телескопом росла трава. Еще лучше, если пучки света между плоским и главным зеркалами заключены в трубу. Эта труба может быть металлической, асбоцементной, деревянной и т. п. Лучше брать материал с низкой теплопроводностью, например дерево или асбоцемент. Снаружи трубу надо покрасить белой краской, чтобы уменьшить нагревание солнечными лучами.
Вблизи плоского зеркала, где образуется изображение Солнца, надо установить трубку с кремальерой или другим фокусировочным устройством и резьбой М42 Х 1 для наворачивания малоформатного фотоаппарата или салазки с кассетным устройством, если применяются пластиночные кассеты. Для того чтобы экран или кассету защитить от прямого солнечного и рассеянного света неба, окно, где установлен телескоп, надо закрьгть ставней с небольшим отверстием или плотной шторой. Так как выдержки короткие, некоторое количество паразитного света не страшно.
64. ПОЛЯРНЫЙ СОЛНЕЧНЫЙ ТЕЛЕСКОП
Рефлектор Ньютона можно легко превратить в полярный солнечный телескоп (рис. 80). Для этого труба телескопа направляется на полюс мира, для чего ее
ориентируют на север и наклоняют к горизонту на угол, равный широте места наблюдений с точностью до 1--2є. Перед верхним концом трубы устанавливается плоское зеркало, называемое сидеростатом. Сидеростат может наклоняться в вилке по склонению и поворачиваться на оси вилки по часовому углу. Лучше всего, если осью вилки будет служить ось часового механизма от суточного метеорологического самописца (барографа, термографа и др.). В этом случае зеркало, поворачиваясь вслед за Солнцем со скоростью 1 об/сут, будет удерживать изображение в центре поля зрения или на экране неопределенно долго.
Рис. 80. Полярный солнечный телескоп.
Телескоп предназначен для полевых условий, когда он устанавливается на двух вкопанных в землю столбах и закрывается сверху растянутой палаткой. На данной фотографии телескоп установлен на случайном штативе.
Прежде чем устанавливать часовой механизм на место, надо его испытать. Для этого на конце оси часового механизма с помощью гайки укрепим бумажную стрелку. Разметив круглую крышку механизма на 24 равные части, заведем механизм и установим стрелку по часам. За сутки механизм не должен отставать или спешить более чем на 10--15 минут. В этом случае Солнце будет удерживаться в центре поля зрения в течение 1--1,5 часа, т. е. всего времени наблюдений. Если механизм сильно отстает, осторожно его разберем и на балансире вывернем пару симметрично расположенных винтиков-грузиков. Если механизм спешит, симметрично относительно центра насадим на балансир пару крошечных кусочков пластилина. Эти меры необходимы в случае, если механизм "грешит" на 1,5--2 часа в сутки. Если ошибка меньше, можно ограничиться регулировкой с помощью обычного регулятора.
Чтобы изображение Солнца спроецировать на горизонтальный столик, где его значительно удобнее наблюдать, установим сразу за окуляром 45-градусную призму или плоское оптически точное зеркало и направим пучок вниз *).
*) Чтобы 45-градусная призма отклонила лучи вниз, надо, чтобы оптическая ось окуляра была горизонтальна.
Еще лучше вместо обычной 45-градусной призмы внутри телескопа, отклоняющей свет в окуляр, установить плоское зеркало, которое сразу направит пучок вниз на стол. Окуляр в этом случае направлен вниз. Полярный телескоп нужно установить в темном помещении, чтобы снаружи оказался только сидеростат. Разумеется, помещение не должно отапливаться и в нем должна поддерживаться та же температура, что и на улице, иначе струи теплого воздуха совершенно испортят изображение. В полевых условиях полярный телескоп может устанавливаться в палатке, затеняющей экран. Для фотографирования групп пятен малоформатный фотоаппарат со шторным затвором кладется с вывернутым объективом на стол. Изображение фокусируется по листу бумаги, лежащему на столе, и фотоаппарат пододвигается к группе, чтобы она "провалилась" в аппарат. Выдержка осуществляется затвором аппарата.
Разумеется, вместо окуляров лучше применить фотографические или проекционные объективы, как уже говорилось раньше. Сравнивая изображения, даваемые различными окулярами и объективами, можно легко и быстро отобрать лучшие из них. Не нужно стремиться при фотографировании к очень большому масштабу. Дело в том, что струй теплого воздуха сильно портят
изображения, поэтому для прямого (без объектива) фотографирования пятен малоформатным аппаратом достаточно иметь на экране изображение Солнца диаметром не более 70--100 мм. Для визуальных же наблюдений подробностей нужный масштаб легко подобрать практически; он окажется значительно больше.
65. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПАТРУЛЬНЫЙ АСТРОГРАФ
Для организации любительской службы неба (регистрация вспышек новых звезд, полетов болидов и т. п.) В. И. Коваль предложил [25] использовать малоформатные аппараты, установленные на пружинном меха
Рис. 81. Патрульный астрограф любительской службы неба.
низме метеорологического самописца так же, как зеркало сидеростата. Эти самописцы относительно нетрудно достать в магазинах учебно-наглядных пособий, они недороги, неприхотливы в обслуживании. Отрегулированный, как было рассказано выше, такой механизм может поворачивать фотоаппарат типа "Зенит" или пару фотоаппаратов типа "Смена" за суточным вращением неба в течение 15--20 минут. Ошибка в ходе механизма в этом случае не должна превышать 10 минут в сутки. Если мы захотим применить с "Зенитом" объектив с фокусным расстоянием 100 мм, то ошибка не должна превышать 5 минут в сутки.
На рис. 81 дана фотография патрульного астрографа, построенного в клубе им. Максутова. Фокусное расстояние объектива не должно превышать 100-- 135 мм, иначе масса аппарата окажется велика. Однако если вместо подшипников скольжения, в которых вращается главная ось часового механизма, установить шарикоподшипники, а всю монтировку хорошо сбалансировать, то можно применить и 200-миллиметровый объектив. С такими объективами можно получить замечательные фотографии крупных туманностей и скоплений. Применив высокочувствительные пленки, можно получить изображения звезд до 13--14-й звездной величины.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27