توان تفکیک: تفاوت بین نسخه‌ها

از ویکی نجوم
پرش به: ناوبری، جستجو
سطر ۱: سطر ۱:
{{نوشتار خرد}}
 
  
'''توان تفکیک'''
+
== مقدمه ==
 +
 
توانایی یک [[تلسکوپ]] یا میکروسکوپ دراندازه‌گیری جدایی زاویه‌ای دو جسم بسیار نزدیک به هم.در واقع توان تفکیک برای یک تلسکوپ همان توانایی تلسکوپ در آشکار کردن جزییات است. قطر دهانه ورودی و طول موج [[نور]] دوکمیت مهم مرتبط با اندازه قدرت تفکیک زاویه‌ای به شمارمی آیند. قدرت تفکیک تلسکوپ‌هابر حسب ثانیه‌ قوسی بیان می شود.هر چه قطر دهانه بیشتر باشدتوان تفکیک هم بیشتر شده ومی توان جزییات ریزتری از جرم را مشاهده نمود.  
 
توانایی یک [[تلسکوپ]] یا میکروسکوپ دراندازه‌گیری جدایی زاویه‌ای دو جسم بسیار نزدیک به هم.در واقع توان تفکیک برای یک تلسکوپ همان توانایی تلسکوپ در آشکار کردن جزییات است. قطر دهانه ورودی و طول موج [[نور]] دوکمیت مهم مرتبط با اندازه قدرت تفکیک زاویه‌ای به شمارمی آیند. قدرت تفکیک تلسکوپ‌هابر حسب ثانیه‌ قوسی بیان می شود.هر چه قطر دهانه بیشتر باشدتوان تفکیک هم بیشتر شده ومی توان جزییات ریزتری از جرم را مشاهده نمود.  
 
قدرت تفکیک هر عدسی یاآینه به دلیل اثر پدیده پراش محدود است با توجه به طبیعت موجی نور امواج نور ورودی به سیستم با هم تداخل کرده و یک گروه پراش به وجودمی آورند. اگردهانه ورودی نور گرد باشد گرته پراش تولید شده هم گرد بوده واندازه آنرا معیار رالی تعیین می‌کند.  
 
قدرت تفکیک هر عدسی یاآینه به دلیل اثر پدیده پراش محدود است با توجه به طبیعت موجی نور امواج نور ورودی به سیستم با هم تداخل کرده و یک گروه پراش به وجودمی آورند. اگردهانه ورودی نور گرد باشد گرته پراش تولید شده هم گرد بوده واندازه آنرا معیار رالی تعیین می‌کند.  
 +
 +
 +
== توان تفکیک ==
 +
 +
توان دیگری که در تلسکوپ  اهمیت زیادی در اخترشناسی دارد. توان تفکیک  است. سه اثر عمده توان تفکیک را محدود می کنند. اولین آنها کیفیت عدسی یا آینه است. وجود عیب در شکل یا نحوه صیقل دادن قطعات نوری تلسکوپ سبب اعوجاج تصویر و کاهش توان تفکیک موثر تلسکوپ می شود. اگر با تلسکوپی که چنین عیبی دارد به قسمت کوچکی از ماه مثلا به یک گودال نگه کنیم آن را محو و شاید غیر قابل تشخیص ببینیم.
 +
درحالی که همین گودال ماه با یک تلسکوپ بدون عیب به خوبی دیده می شود تلسکوپهای حرفه ای مجومی قطعات نوری تقریبا کاملی دارند و از این رو در آنها محدودیتی از این نظر وجود ندارد. در مواردی استثنایی مثلا در شبی سرد بعد از یک روز گرم به علت تغییر سرع دما شکل تلسکوپ اندکی اوجاج پیدا میکند اخترشناسان به ویژه نگران چنین آثاری هستند و مواظبند که از بروز آنها پیشگیری کنند.
 +
خنک کردن محوطه ی تلسکوپ ساختن آینه ی تلسکوپها از مواد بخصوصی که در اثر تغییر دما تغییر سکل بسیار ناچیزی دارند (مثلا پیرکس ) و گشودن دریچه گنبد رصدخانه بلافاصله بعد از غروب آفتاب و تعدیل دمای رصدخانه از جمله ی اقدامات پیشگیری  کننده است.
 +
تلاطم جوی بر فراز رصدخانه دومین عاملی است که توان تفکیک تلسکوپ را محدود می کند.  البته چنین محدودیتی در تلسکوپهای واقع بر ایستگاههای فضایی وجود ندارد اما رصدخانه های زمینی مهمترین عامل محدود کننده ی توان تفکیک تلسکوپهای بزرگ است به سبب اختلاف دما و حرکتهای تلاطمی هوا هم در نزدیکی سطح زمین و هم در ارتفاعات بالا حرکتهایی در جو پدید می آید که تصویر ایجاد شده در تلسکوپ را به ویژه هنگام استفاده از درشتنمایی های زیاد محو میکند.
 +
هرکسی که ماه را با تلسکوپی که توان درشتنمایی زیادی دارد نگاه کرده باشد با این مسئله اشناست. اغلب تصویر ماه به ارامی می رقصد و در نتیجه جزئیات آن به طور نامشخصی دیده می شود. این حالت در شبهای مختلف به طور متفاوتی بروز می کند گاه تصویری تقریبا ثابت و کامل می توان به دست آورد و گاه تصویری بسیار بد.اخترشناسان  این شرایط جوی رصد را دید می نامند  و حل مسائل نجومی بسیار مهمی در گرومیسر شدن دید مطلوب است .
 +
رصدخانه های معینی در جهان وجود دارند که دید آنها بهتر از رصدخانه های دیگر است. از میان بهترین آنها این دو رصدخانه را میتوان نام برد :رصدخانه شیلی (که مشترکا توسط ایالات متحد امریکا و شیلی در ارتفاع 2400 متری دامنه آند در سرو تولولو در شیلی ساخته شده ) و رصدخانه مونت کی ( که توسط دانشگاه هاوایی در ارتفاع 4100 متری کوه اتشفشانی کی بنا شده است ) در رصد خانه ای که دید متوسط دارد مشاهده جزئیات تصویر به حدود دو ثانیه قوسی محدود میشود این معادل است با اندازه ی یک سکه ی 5 ریالی که بدون تلسکوپ از فاصله 3 کیلومتری مشاهده شود.
 +
 +
سومین عامل محدود کننده ی توان تفکیک تلسکوپ را باید در ماهیت نور جست. چون نور از بعضی  جهات خواص موج را دارد در کناره های محیطی که از آن می گذرد مانند امواج اب می شکند. این پدیده را تفرث یا پراش می گویند که در تلسکوپ سبب محدودیت وضوخ تصویر میشود و به قطر شیئی تلسکوپ و طول موج نور بستگی دارد به سبب این محدودیت تلسکوپهایی با دهانه بزرگ در نوری با طول موج کوتاهتر فواصل کوچکتری را میتوانند تفکیک کنند.
 +
 +
 +
== به طور نظری  ==
 +
 +
 +
یک تلسکوپ 5 اینچی میتواند دو ستاره را در فاصله یک ثانیه قوسی از هم قرار دارند تفکیک کند در حالی تفکیک نظری تلسکوپ 200 اینچی 200 تقسیم بر 5 یعنی 40 بار بیشتر است ( معادل 025/0 ثانیه قوسی ) .
 +
این ارقام در نور مرئی است اما در نور فرابفش فواصل کوچکتر از این را هم می توان تفکیک کرد.
 +
 +
حال اگر همین دو ستاره را در طول موجهای بلندتر مثلا در نور قرمز یا فروسرخ بررسی کنیم توان تفکیک کاهش می یابد و به زحمت می توان آنها را از هم تمیز داد در مورد امواج رادیویی که طول موجشان میلیونها برابر طول موج نور مرئی است توان تفکیک تسلکوپ مورد نظر نیز میلیونها بار کاهش می یابد. به عنوان مثال در طول موج 50 سانتی متر تلسکوپ 200 اینچی قادر به تفکیک دو منبع رادیویی است که 20000ثانیه از هم فاصله دارند.
 +
 +
  
 
==منابع==
 
==منابع==

نسخهٔ ‏۱۶ مارس ۲۰۱۳، ساعت ۱۷:۱۳

مقدمه

توانایی یک تلسکوپ یا میکروسکوپ دراندازه‌گیری جدایی زاویه‌ای دو جسم بسیار نزدیک به هم.در واقع توان تفکیک برای یک تلسکوپ همان توانایی تلسکوپ در آشکار کردن جزییات است. قطر دهانه ورودی و طول موج نور دوکمیت مهم مرتبط با اندازه قدرت تفکیک زاویه‌ای به شمارمی آیند. قدرت تفکیک تلسکوپ‌هابر حسب ثانیه‌ قوسی بیان می شود.هر چه قطر دهانه بیشتر باشدتوان تفکیک هم بیشتر شده ومی توان جزییات ریزتری از جرم را مشاهده نمود. قدرت تفکیک هر عدسی یاآینه به دلیل اثر پدیده پراش محدود است با توجه به طبیعت موجی نور امواج نور ورودی به سیستم با هم تداخل کرده و یک گروه پراش به وجودمی آورند. اگردهانه ورودی نور گرد باشد گرته پراش تولید شده هم گرد بوده واندازه آنرا معیار رالی تعیین می‌کند.


توان تفکیک

توان دیگری که در تلسکوپ اهمیت زیادی در اخترشناسی دارد. توان تفکیک است. سه اثر عمده توان تفکیک را محدود می کنند. اولین آنها کیفیت عدسی یا آینه است. وجود عیب در شکل یا نحوه صیقل دادن قطعات نوری تلسکوپ سبب اعوجاج تصویر و کاهش توان تفکیک موثر تلسکوپ می شود. اگر با تلسکوپی که چنین عیبی دارد به قسمت کوچکی از ماه مثلا به یک گودال نگه کنیم آن را محو و شاید غیر قابل تشخیص ببینیم. درحالی که همین گودال ماه با یک تلسکوپ بدون عیب به خوبی دیده می شود تلسکوپهای حرفه ای مجومی قطعات نوری تقریبا کاملی دارند و از این رو در آنها محدودیتی از این نظر وجود ندارد. در مواردی استثنایی مثلا در شبی سرد بعد از یک روز گرم به علت تغییر سرع دما شکل تلسکوپ اندکی اوجاج پیدا میکند اخترشناسان به ویژه نگران چنین آثاری هستند و مواظبند که از بروز آنها پیشگیری کنند. خنک کردن محوطه ی تلسکوپ ساختن آینه ی تلسکوپها از مواد بخصوصی که در اثر تغییر دما تغییر سکل بسیار ناچیزی دارند (مثلا پیرکس ) و گشودن دریچه گنبد رصدخانه بلافاصله بعد از غروب آفتاب و تعدیل دمای رصدخانه از جمله ی اقدامات پیشگیری کننده است. تلاطم جوی بر فراز رصدخانه دومین عاملی است که توان تفکیک تلسکوپ را محدود می کند. البته چنین محدودیتی در تلسکوپهای واقع بر ایستگاههای فضایی وجود ندارد اما رصدخانه های زمینی مهمترین عامل محدود کننده ی توان تفکیک تلسکوپهای بزرگ است به سبب اختلاف دما و حرکتهای تلاطمی هوا هم در نزدیکی سطح زمین و هم در ارتفاعات بالا حرکتهایی در جو پدید می آید که تصویر ایجاد شده در تلسکوپ را به ویژه هنگام استفاده از درشتنمایی های زیاد محو میکند. هرکسی که ماه را با تلسکوپی که توان درشتنمایی زیادی دارد نگاه کرده باشد با این مسئله اشناست. اغلب تصویر ماه به ارامی می رقصد و در نتیجه جزئیات آن به طور نامشخصی دیده می شود. این حالت در شبهای مختلف به طور متفاوتی بروز می کند گاه تصویری تقریبا ثابت و کامل می توان به دست آورد و گاه تصویری بسیار بد.اخترشناسان این شرایط جوی رصد را دید می نامند و حل مسائل نجومی بسیار مهمی در گرومیسر شدن دید مطلوب است . رصدخانه های معینی در جهان وجود دارند که دید آنها بهتر از رصدخانه های دیگر است. از میان بهترین آنها این دو رصدخانه را میتوان نام برد :رصدخانه شیلی (که مشترکا توسط ایالات متحد امریکا و شیلی در ارتفاع 2400 متری دامنه آند در سرو تولولو در شیلی ساخته شده ) و رصدخانه مونت کی ( که توسط دانشگاه هاوایی در ارتفاع 4100 متری کوه اتشفشانی کی بنا شده است ) در رصد خانه ای که دید متوسط دارد مشاهده جزئیات تصویر به حدود دو ثانیه قوسی محدود میشود این معادل است با اندازه ی یک سکه ی 5 ریالی که بدون تلسکوپ از فاصله 3 کیلومتری مشاهده شود.

سومین عامل محدود کننده ی توان تفکیک تلسکوپ را باید در ماهیت نور جست. چون نور از بعضی جهات خواص موج را دارد در کناره های محیطی که از آن می گذرد مانند امواج اب می شکند. این پدیده را تفرث یا پراش می گویند که در تلسکوپ سبب محدودیت وضوخ تصویر میشود و به قطر شیئی تلسکوپ و طول موج نور بستگی دارد به سبب این محدودیت تلسکوپهایی با دهانه بزرگ در نوری با طول موج کوتاهتر فواصل کوچکتری را میتوانند تفکیک کنند.


به طور نظری

یک تلسکوپ 5 اینچی میتواند دو ستاره را در فاصله یک ثانیه قوسی از هم قرار دارند تفکیک کند در حالی تفکیک نظری تلسکوپ 200 اینچی 200 تقسیم بر 5 یعنی 40 بار بیشتر است ( معادل 025/0 ثانیه قوسی ) . این ارقام در نور مرئی است اما در نور فرابفش فواصل کوچکتر از این را هم می توان تفکیک کرد.

حال اگر همین دو ستاره را در طول موجهای بلندتر مثلا در نور قرمز یا فروسرخ بررسی کنیم توان تفکیک کاهش می یابد و به زحمت می توان آنها را از هم تمیز داد در مورد امواج رادیویی که طول موجشان میلیونها برابر طول موج نور مرئی است توان تفکیک تسلکوپ مورد نظر نیز میلیونها بار کاهش می یابد. به عنوان مثال در طول موج 50 سانتی متر تلسکوپ 200 اینچی قادر به تفکیک دو منبع رادیویی است که 20000ثانیه از هم فاصله دارند.


منابع

کتاب نجوم دینامیکی