Astronet > 3.2 O fotograficheskoi fotometrii

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Precizionnaya fotometriya

<< 3.1 Predvaritel'nye zamechaniya | Oglavlenie | 3.3 Shema fotoelektricheskogo fotometra >>

3.2 Nemnogo o fotograficheskoi fotometrii i vazhnosti lineinosti pri fotometricheskih izmereniyah

V dal'neishem my budem rassmatrivat' pochti isklyuchitel'no voprosy, svyazannye s fotoelektricheskimi metodami, kak s naibolee tochnymi, no vnachale sdelaem neskol'ko zamechanii, kasayushihsya fotograficheskoi fotometrii.

Fotograficheskii metod, voznikshii v seredine XIX stoletiya, byl srazu ispol'zovan astronomami dlya fotometrii. Vyyasnilos', chto fotograficheskii otklik na padayushee izluchenie mozhno harakterizovat' dvumya fizicheskimi velichinami. S uvelicheniem kolichestva sveta, vo-pervyh, rastet diametr izobrazheniya zvezdy, a, vo-vtoryh, uvelichivaetsya pochernenie uchastka fotoplastinki, na kotoryi vozdeistvoval svet zvezdy. Posle togo, kak proizvedeno eksponirovanie uchastka zvezdnogo neba, fotoplastinka proyavlena, otfiksirovana i vysushena, my mozhem libo izmeryat' diametry, libo opredelyat' pocherneniya izobrazhenii zvezd.

Diametr, voobshe govorya, izmeryaetsya ploho. Astronomicheskie vysokochuvstvitel'nye fotoplastinki imeyut vysokuyu zernistost', v rezul'tate chego granicy izobrazhenii zvezd stanovyatsya razmytymi, nerezkimi, i trudno skazat', chto schitat' diametrom etogo izobrazheniya. Oshibki metoda izmereniya diametra dostatochno veliki. Poetomu astronomy bystro otkazalis' ot izmerenii diametrov i pereshli k izmereniyu pochernenii. Izmerenie pochernenii proizvoditsya pri pomoshi mikrofotometrov (ili mikrodensitometrov). Izobrazhenie zvezdy v mikrofotometre stroitsya v ploskosti, v kotoroi ustanavlivaetsya diafragma postoyannogo razmera. Fotoplastinka s izobrazheniyami zvezd osveshaetsya vysokostabil'nym svetovym potokom. V diafragmu proektiruyutsya odno za drugim izobrazheniya zvezd i fona. Svet, proshedshii cherez diafragmu, registriruetsya tem ili inym fotoelektricheskim priborom (chashe vsego fotoelementom s vnutrennim fotoeffektom).

Kak pri izmerenii pochernenii, tak i pri izmerenii diametrov, my stalkivaemsya s sushestvennoi nelineinost'yu zavisimosti mezhdu fotograficheskim otklikom i kolichestvom osvesheniya.

Esli sveta padaet sovsem malo, to na fotoplastinke nichego ne proishodit. Sushestvuet porogovaya ekspoziciya $H_\circ$ , s kotoroi nachinaetsya otklik fotosloya na padayushii svet (ris.3.1).

Ris. 3.1: Shematicheskaya harakteristicheskaya krivaya fotosloya

$\begin{figure}\begin{center} \epsfxsize =0.8\textwidth\epsfbox{lfig3_1.eps}\end{center}\end{figure}$

(Ekspoziciei ili kolichestvom osvesheniya

nazyvaetsya proizvedenie

, gde

-- osveshennost', a

-- prodolzhitel'nost' deistviya sveta, nazyvaemaya vyderzhkoi.) Zatem otklik poyavlyaetsya, odnako, pochernenie rastet medlennee, chem uvelichivaetsya ishodnaya osveshennost'. Oblast' mezhdu ekspoziciyami $H_\circ$ i

nazyvaetsya oblast'yu nedoderzhek. Posle etogo ot tochki

do tochki

, plotnost' proporcional'na kolichestvu osvesheniya. Eto lineinyi uchastok. V etom intervale pochernenii mozhno provodit' fotograficheskuyu fotometriyu, ne opirayas' ni na kakie dopolnitel'nye dannye. Pri ekspoziciyah, bol'shih

, nahoditsya oblast' perederzhek, perehodyashaya u nekotoryh materialov v oblast' solyarizacii. Zavisimost' na ris.3.1 nazyvaetsya harakteristicheskoi krivoi fotograficheskogo materiala.

Iz haraktera zavisimosti fotograficheskogo otklika (logarifma pocherneniya) ot kolichestva sveta , vozdeistvovavshego na edinicu ploshadi fotoplastinki, sleduet, chto udovletvoritel'nye izmereniya mozhno vesti tol'ko na lineinom uchastke, t.e. v kakom-to ogranichennom intervale osveshennostei i vyderzhek. V zavisimosti ot sorta fotoemul'sii etot interval $(\lg H_2 - \lg H_1)$ mozhet byt' libo uzhe, libo shire. Tangens ugla naklona lineinogo uchastka harakteristicheskoi krivoi

$\begin{displaymath} \tg \alpha = \gamma = (d_2 - d_1 )/(\lg H_2 - \lg H_1 ) \end{displaymath}$

(3.1)

oboznachaetsya simvolom $\gamma$ i nazyvaetsya koefficientom kontrastnosti fotosloya. U kontrastnyh fotomaterialov pochernenie na lineinom uchastke ochen' bystro rastet pri uvelichenii ekspozicii, u malokontrastnyh ono rastet medlennee. Takim obrazom, u malokontrastnyh sloev interval $(\lg H_2 - \lg H_1)$ bol'she. Govoryat, chto u nih bol'she fotograficheskaya shirota fotosloya, t.e. shire interval osveshennostei, pri kotoryh otklik fotoplastinki pri zadannoi vyderzhke proporcionalen kolichestvu osvesheniya. Odnako pri sovsem malyh znacheniyah koefficienta $\gamma$ malye oshibki izmereniya pocherneniya vedut k bol'shim oshibkam v znacheniyah $\lg H$ i tochnost' izmerenii zvezdnyh velichin padaet.

Interval kolichestv osvesheniya, v kotorom mozhno uspeshno vesti fotograficheskuyu fotometriyu, uvelichivaetsya, esli pri izmereniyah ispol'zovat' pribor, kotoryi otklikaetsya i na diametr izobrazheniya, i na ego pochernenie. Takim priborom yavlyaetsya irisovyi fotometr -- mikrofotometr s diafragmoi peremennogo diametra. Irisovyi fotometr izmeryaet tak nazyvaemyi fotometricheskii diametr izobrazheniya zvezdy. Ideya irisovogo fotometra prosta, no dostatochno plodotvorna. Fotometricheskim diametrom izobrazheniya zvezdy nazyvaetsya takoi diametr peremennoi irisovoi diafragmy, v kotoryi dlya izobrazhenii raznyh diametrov i raznyh pochernenii prohodit odinakovyi svetovoi potok. Podrobnee ob ustroistve i metodike izmerenii s irisovym fotometrom mozhno prochest', naprimer, v upomyanutoi vo Vvedenii knige D.Ya.Martynova ``Kurs prakticheskoi astrofiziki'' (Gl.III, paragraf 19).

Fotograficheskaya shirota obychnyh fotograficheskih plastinok (naprimer, ORWO ZU-2) pri izmerenii ih na irisovom fotometre sostavlyaet do 7 zvezdnyh velichin. No zametnaya nelineinost' ostaetsya i v etom sluchae. Poetomu dlya opredeleniya po fotografii neizvestnoi zvezdnoi velichiny zvezdy prihoditsya stroit' tak nazyvaemuyu kalibrovochnuyu krivuyu, t.e. zavisimost' mezhdu izvestnymi zvezdnymi velichinami neskol'kih zvezd na fotoplastinke i ih izmerennymi pocherneniyami ili fotometricheskimi diametrami. V etom smysle fotograficheskaya fotometriya yavlyaetsya vsego lish' interpolyacionnym metodom. Primery takih kalibrovochnyh krivyh mozhno naiti v tom zhe ``Kurse prakticheskoi astrofiziki''.

Krome togo, est' po krainei mere eshe dva tipa oshibok, voznikayushih pri ispol'zovanii fotograficheskih sloev i svyazannyh s tehnologiei ih izgotovleniya. Eti oshibki yavlyayutsya vysokoi cenoi za zamechatel'noe svoistvo fotografii: ee panoramnost'. Na fotoplastinke registriruetsya izluchenie bol'shogo kolichestva ob'ektov odnovremenno, no v raznyh chastyah fotoplastinki s razlichnoi, voobshe govorya, chuvstvitel'nost'yu. Pri etom, vo-pervyh, voznikaet oshibka ot tochki k tochke. V kakoi-to tochke fotoemul'sii chuvstvitel'nost' sloya mozhet okazat'sya bol'she (skopilos' bol'she zeren bromistogo serebra), i padayushii svet sozdast v nei bol'shee pochernenie. Togda kak v drugom meste mozhet prosto ne hvatat' svetochuvstvitel'nyh zeren, i tam ``perederzhka'' nastupit v samom nachale ekspozicii. Dopolnitel'nyi svet uzhe ne dast vklada v skrytoe izobrazhenie i pochernenie. Izmenenie chuvstvitel'nosti ot tochki k tochke (a razmerom ``tochki'' zdes' sleduet schitat' diametr izobrazhenii samyh slabyh zvezd) mozhet dostigat' na fotoplastinke velichiny v neskol'ko procentov, a inogda dazhe v 10-20%. Vo-vtoryh, srednee kolichestvo zeren na edinicu ploshadi mozhet plavno izmenyat'sya po vsei ploshadi plastinki. Na kakom-to krayu plastinki emul'siya mozhet okazat'sya neskol'ko bolee ili menee chuvstvitel'noi, chem na drugom. Eto yavlenie my nazyvaem oshibkoi polya^3.1 fotosloya.

Kogda vy berete iz korobki fotograficheskuyu plastinku i zaryazhaete ee v kassetu, vy, kak pravilo, ne imeete predstavleniya o velichine etih oshibok. I, esli vy fotografiruete neznakomuyu oblast' neba, gde vovse ne raskidany tut i tam po vsemu polyu zvezdy-standarty s horosho opredelennymi zvezdnymi velichinami, to etih oshibok vy ne obnaruzhite, uchest' ih ne sumeete, i oni voidut v okonchatel'nyi rezul'tat.

Metodika fotoelektricheskoi fotometrii umeet izbavlyat'sya ot etih oshibok, no, v svoyu ochered', dolzhna dorogo rasplachivat'sya za eto: ona ne obladaet panoramnost'yu i pozvolyaet odnovremenno izmeryat' tol'ko odin ob'ekt.

Vsledstvie etogo, fotografiya, process mokryi i menee tochnyi, vse-taki zhivet, i budushee viditsya ne v ``otmene'' fotografii, ne v ``vymiranii'' ee v konkurencii s fotoelektricheskimi metodami, a v ih sinteze na osnove fotoelektricheskih panoramnyh matrichnyh metodov.

Itak, fotograficheskie priemniki izlucheniya (kak i mnogie drugie priemniki) ne imeyut lineinoi zavisimosti mezhdu svetovym potokom na vhode i otklikom na vyhode. Gorazdo bol'shaya lineinost' - odno iz harakternyh i ochen' vazhnyh svoistv fotoelektricheskogo metoda.

<< 3.1 Predvaritel'nye zamechaniya | Oglavlenie | 3.3 Shema fotoelektricheskogo fotometra >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: Fotometricheskaya sistema - zvezdnaya velichina - fotometriya - spektrofotometriya - atmosfernoe pogloshenie Publikacii so slovami: Fotometricheskaya sistema - zvezdnaya velichina - fotometriya - spektrofotometriya - atmosfernoe pogloshenie
Sm. takzhe: Zvezdnye velichiny Zahodyashaya ten' Zemli Spektral'noe i fotometricheskoe issledovanie linzovidnoi galaktiki s obolochkami NGC 474 Laboratoriya issledovaniya zvezdnogo magnetizma SAO RAN Laboratoriya spektroskopii zvezd SAO RAN Laboratoriya spektroskopii i fotometrii vnegalakticheskih ob'ektov SAO RAN Pokazatel' cveta Vse publikacii na tu zhe temu >>

Obsudit' etu publikaciyu

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce