Koronograf
From Celestia
Obszerne informacje znajdują się na witrynie: serge.bertorello.free.fr/corono/corono.html
Spis treści |
Zasada działania i budowa amatorskiego koronografu
Korona słoneczna jest wielokrotnie ciemniejsza od tarczy słonecznej, dlatego nie jest możliwe bezpośrednie jej dostrzeganie, a tylko w czasie zaćmienia Słońca. Ideą koronografu jest umieszczenie przed okularem teleskopu elementu zasłaniającego (dokładnie!) widok tarczy, czyli wywołanie sztucznego zaćmienia. W praktyce sposób taki jest skrajnie niebezpieczny dla oczu, oraz mało efektywny z uwagi na rozpraszanie światła w ziemskiej atmosferze i wewnątrz teleskopu prze drobiny pyłu i inne zanieczyszczenia.
W latach 30-tych Bernard Lyot opracował zestaw optyczny eliminujący światło rozproszone i jego dyfrakcję w obiektywie teleskopu. Zestaw zawiera też bardzo istotny, wąskopasmowy filtr interferencyjny, przepuszczający tylko światło linii wodoru H-alfa o długości fali 656,3 nanometrów, Filtr ten skutecznie „obcina” światło nieba i tarczy słońca, bez osłabienia świecenia protuberancji.
Obraz słońca zasłaniany jest przez stożek C, którego podstawa znajduje się w płaszczyźnie ogniskowej obiektywu O. Pierwsza soczewka L1, usytuowana tuż za stożkiem, rzutuje obraz z obiektywu na diafragmę D (płytka z nieprzeźroczystego, czarnego materiału, z wywierconym centrycznie otworem o średnicy nieco mniejszej od średnicy obrazu rzutowanego przez obiektyw). Jest to ten ważny element koronografu, który zatrzymuje szkodliwe promienie, „zdyfrakcjonowane” (ugięte) na powierzchniach obiektywu. Pozostała wiązka promieni jest filtrowana przez filtr H i następnie zebrana przez soczewkę L2, która formuje obraz końcowy przed okularem, w płaszczyźnie P. W przypadku fotografowania obrazu, Błona foto-graficzna powinna znajdować się w tej właśnie płaszczyźnie.
Elementy konstrukcji koronografu.
Obiektyw
Koronograf powinien być instalowany na lunecie (refraktorze), ponieważ jej optyka rozprasza dużo mniej światła niż reflektor. Poza tym wsporniki lusterka wtórnego reflektora powodują dodatkową szkodliwą dyfrakcję światła. Koneserzy stosują jako obiektyw - pojedynczą soczewkę specjalnie starannie wykonaną. Jej aberracja chromatyczna jest bez znaczenia, ponieważ filtr interferencyjny ogranicza spektrum do bardzo wąskiego zakresu.
Stożek
Sztuczne zaćmienie realizowane jest za pomocą stożka odbijającego promienie słoneczne. Światło, które tworzy obraz Słońca jest więc „odsyłane” na ścianki (pobocznicę obudowy) koronografu. W ten sposób unika się powrotu promieni odbitych od przesłony do obiektywu, co zakłóciło by słabe światło korony. Obraz słońca formuje się w płaszczyźnie podstawy stożka. Ponieważ średnica pozorna tego obrazu zmienia się w ciągu roku z odległością Słońca od Ziemi, konieczne jest przygotowanie kilku stożków o różnych średnicach.
Soczewki L1 i L2
Są to zwykłe soczewki pojedyncze, najlepiej płasko-wypukłe. W soczewce L1 wykonuje się otwór do zamocowania podstawy stożka, stosuje się tez naklejanie stożka na soczewkę.
Filtr interferencyjny H-alfa
Ogranicza spektrum świetlne do wąskiego pasma promieniowania H-alfa (656,3 nm), i w ten sposób powiększa kontrast widzenia protuberancji, ponieważ świecą one głownie w tym zakresie promieniowania.
Drugą istotną rolą filtra jest zapewnienie bezpieczeństwa obserwatora. W praktyce koronograf nie zawsze jest idealnie ustawiony na tle tarczy słonecznej i niekiedy odsłania się jej część. Obserwator widzi wtedy światło osłabione przez filtr.
Stosuje się filtry o szerokości pasma przepuszczania rzędu 1nm (10 angstremów). Filtr jest jedynym, naprawdę kosztownym elementem (ok. 180 – 500$)
Przykłady realizacji
Przykład realizacji koronografu prze grupę astro-fanów z Association Marseillase d’Astronomie (Francja):
Wykorzystano refraktor Zeiss Telementor 63/840 z bardzo przydatnym ustawianiem ostrości na obiektywie. Soczewki L1 i L2 - były to lupy zegarmistrzowskie o średnicy 25 mm i ogniskowych 43 mm i 48 mm. Odległości między elementami obliczono, posługując się odpowiednimi formułami optycznymi. Całość zmontowano, jak niżej:
Witam w opisie znika wykonanie elementu ze siatką dyfrakcyjną 1000/mm i
zastosowanie miejsce i jego posadowienia na urządzenie.
Stożki wykonano tak:
Inny przykład konstrukcji:
Warto dodać, że projektowanie (wymiarowanie) rozmieszczenia poszczególnych elementów optycznych jest bardzo ułatwione, dzięki specjalnemu arkuszowi kalkulacyjnemu, który w sposób interaktywny, po wpisaniu danych (ogniskowe, średnice) posiadanych elementów – wylicza odległości między nimi, oraz średnice przesłony (stożka).
Przy dobrym seeingu można zobaczyć coś takiego, co wynagradza wszelkie trudy i koszty przy konstruowaniu koronografu:
Na podstawie materiałów ze stron francuskich opracował Daniel Dudycz.
