دوربین CCD: تفاوت بین نسخه‌ها
هانيه اميري (بحث | مشارکتها) جز (جایگزینی متن - 'ي' به 'ی') |
|||
| سطر ۱: | سطر ۱: | ||
| − | == | + | == دوربین CCD == |
[[File:CCD.jpg|thumb|CCD.jpg]] | [[File:CCD.jpg|thumb|CCD.jpg]] | ||
[[پرونده:CCD Zeile Belichtung Transport.gif|قاب|چپ]] | [[پرونده:CCD Zeile Belichtung Transport.gif|قاب|چپ]] | ||
| − | + | این روزها ضبط داده‌های نجومی با تلسكوپ‌های بزرگ و متوسط به ندرت با وسایل عكاسی انجام می‌شود. آشكارسازهای الكترونیكی موسوم به وسایل جفت شده به بار change couplet devices یا CCD جانشین دوربینها و وسایل عكاسی شده‌اند. دوربین‌های دیجیتال و ویدیوی خانگی نیز مجهز به تراشه‌های CCD هستند. یك CCD تشكیل شده است از ویفر سیلیسیوم كه در آرایه‌ای دو بُعدی به تعداد زیادی جز تصویر یا پیكسل تقسیم شده است. وقتی نور به یك جز برخورد می‌كند بار الكتریكی در پیكسل انبار می‌شود. مقدار بار ذخیره شده با تعداد فوتونهای نوری كه بر پیكسل فرود آمده رابطه مستقیم دارد. یعنی متناسب با شدت نور در آن نقطه است. با كنترل الكترونیكی بار جمع شده می‌توان تصویری دو بُعدی ساخت و بر صفحه‌ی رایانه آورد. مساحت این وسیله فقط چند سانتیمتر مربع است كه پشتوانه‌ی میلیون‌ها پیكسل است. پیكسل‌ها معمولا در شبكه‌ای تنظیم شده‌اند. CCDها مزیت‌های چندی نسبت به فیلم یا صفحه‌ی عكاسی دارند و بازده آنها خیلی بیشتر است. CCD تقریبا 75 درصد فوتون‌هایی را كه بر آن می‌تابد، ضبط می‌كند؛ در حالی كه این رقم برای صفحه‌ی عكاسی كمتر از 5 درصد است. پس با یك تلسكوپ معین، زمان نوردهی به CCD ده تا بیست مرتبه كمتر از صفحه‌ی عكاسی است. در تصویرگیری نجومی، CCD جزئیاتی را آشكاز می‌سازد كه عكاسی نشان نمی‌دهد. | |
محدوده کار دوربین تا فروسرخ امتداد می‌یابد. به دلیل جذب تابش فرابنفش در سیلیسیوم، در طول‌موجهای کوتاهتر از 500 نانومتر حساسیت به سرعت افت می‌کند. جهت حل این مشکل دو روش ارائه شده است. یک شیوه، استفاده از پوششی است که فوتونهای فرابنفش را جذب کرده، نوری با طول‌موج بلندتر تابش می‌کند. روش دیگر این است که تراشه را وارونه کنیم و با نازک کردن آن، مقدار جذب را کاهش دهیم. | محدوده کار دوربین تا فروسرخ امتداد می‌یابد. به دلیل جذب تابش فرابنفش در سیلیسیوم، در طول‌موجهای کوتاهتر از 500 نانومتر حساسیت به سرعت افت می‌کند. جهت حل این مشکل دو روش ارائه شده است. یک شیوه، استفاده از پوششی است که فوتونهای فرابنفش را جذب کرده، نوری با طول‌موج بلندتر تابش می‌کند. روش دیگر این است که تراشه را وارونه کنیم و با نازک کردن آن، مقدار جذب را کاهش دهیم. | ||
نسخهٔ ۲ اکتبر ۲۰۱۲، ساعت ۱۵:۴۰
دوربین CCD
این روزها ضبط داده‌های نجومی با تلسكوپ‌های بزرگ و متوسط به ندرت با وسایل عكاسی انجام می‌شود. آشكارسازهای الكترونیكی موسوم به وسایل جفت شده به بار change couplet devices یا CCD جانشین دوربینها و وسایل عكاسی شده‌اند. دوربین‌های دیجیتال و ویدیوی خانگی نیز مجهز به تراشه‌های CCD هستند. یك CCD تشكیل شده است از ویفر سیلیسیوم كه در آرایه‌ای دو بُعدی به تعداد زیادی جز تصویر یا پیكسل تقسیم شده است. وقتی نور به یك جز برخورد می‌كند بار الكتریكی در پیكسل انبار می‌شود. مقدار بار ذخیره شده با تعداد فوتونهای نوری كه بر پیكسل فرود آمده رابطه مستقیم دارد. یعنی متناسب با شدت نور در آن نقطه است. با كنترل الكترونیكی بار جمع شده می‌توان تصویری دو بُعدی ساخت و بر صفحه‌ی رایانه آورد. مساحت این وسیله فقط چند سانتیمتر مربع است كه پشتوانه‌ی میلیون‌ها پیكسل است. پیكسل‌ها معمولا در شبكه‌ای تنظیم شده‌اند. CCDها مزیت‌های چندی نسبت به فیلم یا صفحه‌ی عكاسی دارند و بازده آنها خیلی بیشتر است. CCD تقریبا 75 درصد فوتون‌هایی را كه بر آن می‌تابد، ضبط می‌كند؛ در حالی كه این رقم برای صفحه‌ی عكاسی كمتر از 5 درصد است. پس با یك تلسكوپ معین، زمان نوردهی به CCD ده تا بیست مرتبه كمتر از صفحه‌ی عكاسی است. در تصویرگیری نجومی، CCD جزئیاتی را آشكاز می‌سازد كه عكاسی نشان نمی‌دهد. محدوده کار دوربین تا فروسرخ امتداد می‌یابد. به دلیل جذب تابش فرابنفش در سیلیسیوم، در طول‌موجهای کوتاهتر از 500 نانومتر حساسیت به سرعت افت می‌کند. جهت حل این مشکل دو روش ارائه شده است. یک شیوه، استفاده از پوششی است که فوتونهای فرابنفش را جذب کرده، نوری با طول‌موج بلندتر تابش می‌کند. روش دیگر این است که تراشه را وارونه کنیم و با نازک کردن آن، مقدار جذب را کاهش دهیم.
جریان تاریک
به دلیل نوفه‌ی حرارتی در دوربین، حتی در تاریکی مطلق نیز یک جریان در خروجی وجود دارد که به جریان تاریک معروف است. برای کاهش نوفه، باید دوربین را خنک کرد. معمولاً دوربین‌های سی‌سی‌دی نجومی را با نیتروژن مایع خنک نگه می‌دارند. بدین ترتیب بیشتر جریان تاریک حذف می‌شود. با وجود این، با سرد شدن آشکارساز، حساسیت آن نیز کاهش می‌یابد؛ بنابراین خیلی سرد هم خوب نیست. دما را باید ثابت نگه داشت تا داده‌ی به دست آمده یک‌دست باشد. آماتورها نیز می‌توانند از دوربین‌های سی‌سی‌دی با قیمت مناسب استفاده کنند. این دوربینها به صورت الکتریکی خنک می‌شوند. بسیاری از این دوربینها را می‌توان برای کارهای علمی نیز به کار برد، البته اگر دقت بالایی مد نظر نباشد. جریان تاریک را می‌توان به سادگی با بستن نوربند (شاتر) دوربین اندازه گرفت. اگر این جریان را از تصویر مشاهده شده کم کنیم، تعداد واقعی الکترون‌ها ناشی از نور تابشی به‌دست می‌آید.
منبع
كتاب نجوم به زبان ساده
کتاب مبانی ستاره‌شناسی (ترجمه کتاب Fundamental Astronomy)/ نویسنده: هانو کارتونن و همکاران/ مترجم: غلامرضا شاه‌علی [۱]
