Перейти к содержанию

Подборка

Подборки хранятся в этом браузере без учётной записи. Для них нужен включённый JavaScript.

9.2 ШМИДТ И КАССЕГРЕН

Астрономия9 класс2024ТеоретическаяЕсть решение редакция rv_c14a088398a431f1 ID p_54c9f5cb4fd4d2ce

Астроном-любитель навел свой телескоп системы Шмидт-Кассегрен с диаметром входного отверстия 20 см на Юпитер. Затем он надел на объектив телескопа крышку с отверстием посередине диаметром 15 см и обнаружил, что яркость Юпитера упала в 2 раза. Во сколько раз упадёт яркость по сравнению с изначальной, если диаметр отверстия окажется 10 см? Если 5 см? Выразите эту величину в звездных величинах во всех трех случаях. Во сколько раз изменится видимый в телескоп угловой размер планеты в каждом случае?

Решение

Показать решение

Яркость видимого в телескоп Юпитера, зависит от площади собирающей поверхности. Надо принять во внимание, что в телескопах системы Шмидт-Кассегрен используется вторичное зеркало, установленное в середине входного отверстия. Оно обычно приклеивается непосредственно к коррекционной пластине, установленной на переднем конце трубы телескопа. Запишем отношение рабочих площадей объектива с крышкой и без:

20 2 − d 2 15 2 − d 2 = 2. \frac{20^2 - d^2}{15^2 - d^2} = 2.

Решив это уравнение получаем квадрат диаметра вторичного зеркала: 2 = 50 см2 . Теперь легко можно ответить на поставленные вопросы. В первом случае падение яркости составит

20 2 − 50 10 2 − 50 = 7 pas , \frac{20^2 - 50}{10^2 - 50} = 7 \,\text{pas},

а не 4, как получилось бы, если бы мы забыли про существование вторичного зеркала. Во втором случае диаметр отверстия ≈ 7 см меньше диаметра вторичного зеркала. Поэтому вся собирающая свет поверхность зеркала будет закрыта. Можно сказать, что яркость упадет в бесконечное число раз.

Падение яркости в звездных величинах определим с помощью формулы Погсона:

Δ m 15 = 2.5 lg 2 ≈ 0.75 m , Δ m 10 = 2.5 lg 7 ≈ 2.1 m . \Delta m_{15} = 2.5 \lg 2 \approx 0.75^{\mathrm{m}}, \qquad \Delta m_{10} = 2.5 \lg 7 \approx 2.1^{\mathrm{m}}.

В последнем случае опять имеем формально бесконечную разность звездных величин.

Угловой размер Юпитера зависит от увеличения телескопа, которое, в свою очередь, зависит от отношения фокусных расстояний объектива и окуляра. Поскольку эти величины астроном не изменял, то угловой размер не изменится.