рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

О зоркости радиотелескопов

О зоркости радиотелескопов - Реферат, раздел Физика, Радиотехника и космос - история и современность О Зоркости Радиотелескопов. Благодаря Сложным Оптическим Явлениям Лучи От Зве...

О зоркости радиотелескопов. Благодаря сложным оптическим явлениям лучи от звезды, уловленные телескопом, сходятся не в одной точке (фокусе телескопа), а в некоторой небольшой области пространства вблизи фокуса, образуя так называемое фокальное пятно.

В этом пятне объектив телескопа конденсирует электромагнитную энергию светила, уловленную телескопом. Если взглянуть в телескоп, звезда нам покажется не точкой, а кружочком с заметным диаметром. Но это не настоящий диск звезды, а только ее испорченное изображение, вызванное несовершенством телескопа. Мы видим созданное телескопом фокальное пятно.

Чем больше диаметр объектива, тем меньше и размеры фокального пятна. С величиной фокального пятна тесно связана разрешающая способность телескопа. Так называют наименьшее расстояние между двумя источниками излучения, которые данный телескоп дает различить в отдельности. Если, например, в двойной звезде обе звезды так близки на небе друг к другу, что их изображения, создаваемые телескопом, попадают практически внутрь фокального пятна, двойная звезда покажется в телескоп одиночной.

Оптические телескопы обладают весьма большой раз¬решающей способностью. В настоящее время наилуч¬шие из оптических телескопов способны «разделить» двойные звезды с расстоянием между составляющими в 0,1 секунды дуги! Под таким углом виден человече¬ский волос на расстоянии 30 м. Радиотелескопы воспринимают весьма длинновол¬новое излучение. Поэтому фокальное пятно в радио¬телескопах огромно. И соответственно разрешающая способность этих инструментов весьма низка. Оказы¬вается, например, что радиотелескоп с диаметром зеркала 5 м при длине радиоизлучения 1 м способен разделить источники излучения, если они отстоят друг от друга больше чем на десять градусов! Десять градусов—это двадцать видимых попереч¬ников Луны. Значит, указанный радиотелескоп не спо¬собен «разглядеть» в отдельности такие мелкие для него небесные светила, как Солнце или Луна. Ясно, что низкая разрешающая способность обыч¬ных небольших радиотелескопов — большой недоста¬ток; даже при огромных размерах зеркала она, как правило, уступает разрешающей силе человеческого глаза (не говоря уже об оптических телескопах). Как же можно устранить это препятствие? Физикам уже давным-давно известно явление сло¬жения волн, названное ими интерференцией.

В школь¬ном учебнике физики подробно описано, какое значе¬ние имеет интерференция на практике.

Оказывается, интерференцию можно использовать в радиоастро¬номии. Вообразим, что одновременно из двух источников распространяются две волны. Если они, как говорят физики, находятся в противоположных фазах, то есть «горб» одной приходится как раз против «впадины» другой, обе волны «погасят» друг друга, и колебания среды прекратятся.

Если это световые волны—насту¬пит тьма, если звуковые—тишина, если волны на воде — полный покой. Может случиться, что волны находятся в одинако¬вых фазах («горб» одной волны совпадает с «горбом» другой). Тогда такие волны усиливают друг друга, и колебания среды будут совершаться с удвоенной ин¬тенсивностью. Представим себе теперь устройство, называемое радиоинтерферометром (рис.3). Это два одинаковых радиотелескопа, разделенных расстоянием (базой) и соединенных между собой электрическим кабелем, к середине которого присоединен радиоприемник.

От источника радиоизлучения на оба радиотелескопа не¬прерывно приходят радиоволны. Однако тем из них, которые попадают на левое зеркало, приходится про¬делать несколько больший путь, чем радиоволнам, уловленным правым радиотелескопом. Разница в пу¬тях, называемая разностью хода, равна отрезку АБ. Нетрудно сообразить, что если в этом отрезке уклады¬вается четное число полуволн улавливаемого радио¬излучения, то «левые» и «правые» радиоволны придут в приемник с одинаковой фазой и усилят друг друга. При нечетном числе полуволн произойдет обратное— взаимное гашение радиоволн, и в приемник радиосиг¬налы вовсе не поступят.

Обратите внимание: при изменении направления на источник излучения меняется и разность хода. Достаточно при этом (что очень важно!) лишь весьма незначительное изменение угла , чтобы «гашение» волн сменилось их усилием или наоборот, на что сра¬зу же отзовется весьма чувствительный радиопри¬емник.

Радиоинтерферометры делают, как правило, не¬подвижными. Но ведь Земля вращается вокруг своей оси, и поэтому положение светил на небе непрерывно меняется. Следовательно, в радиоинтерферометре по¬стоянно будут наблюдаться периодические усиления и ослабления радиопередачи от наблюдаемого источни¬ка космических радиоволн.

Радиоинтерферометры гораздо «зорче» обычных радиотелескопов, так как они реагируют на очень ма¬лые угловые смещения светила, а значит, и позволя¬ют исследовать объекты с небольшими угловыми раз¬мерами. Иногда радиоинтерферометры состоят не из двух, а из нескольких радиотелескопов. При этом раз¬решающая способность радиоинтерферометра сущест¬венно увеличивается. Есть и другие технические уст¬ройства, которые позволяют современным «радио глазам» астрономов стать очень «зоркими», гораздо более зоркими, чем невооруженный человеческий глаз! рис.3 Схема радиоинтерферометра (d- его база, т.е. расстояние между радиотелескопами, характеризует направление на источник радиоволн). Радиоинтерферометры гораздо «зорче» обычных радиотелескопов, так как они реагируют на очень ма¬лые угловые смещения светила, а значит, и позволя¬ют исследовать объекты с небольшими угловыми раз¬мерами.

Иногда радиоинтерферометры состоят не из двух, а из нескольких радиотелескопов.

При этом раз¬решающая способность радиоинтерферометра сущест¬венно увеличивается. Есть и другие технические уст¬ройства, которые позволяют современным «радио глазам» астрономов стать очень «зоркими», гораздо более зоркими, чем невооруженный человеческий глаз! В феврале 1976 года советские и американские ученые осуществили интересный эксперимент— радио¬телескопы Крымской и Хайсптекской (США) обсерва¬торий в этом опыте играли роль «глаз» исполинского радиоинтерферометра, а расстояние во много тысяч километров между этими обсерваториями было его базой.

Так как база была очень велика и космические радио объекты наблюдались с разных континентов, до¬стигнутая разрешающая способность оказалась поис¬тине фантастической—одна десятитысячная доля се¬кунды дуги! Под таким углом виден с Земли на Луне след от ноги космонавта! Позже к этим эксперимен¬там присоединились и австралийские ученые, так что астрономы «взглянули» на космические радиоисточ¬ники сразу с трех континентов.

Результаты оправдали затраченные усилия: в ядрах галактик и квазарах обнаружены взрывные процессы необычайной актив¬ности, причем в ряде случаев наблюдаемая скорость разлета космических облаков в квазарах, по-видимо¬му, превосходит скорость света! Таким образом, новая техника поставила перед наукой и новые проблемы принципиального характе¬ра. Достигнутая ныне разрешающая способность ра¬диоинтерферометров — это еще не предел. В будущем, вероятно, радиотелескопы станут еще зорче. Кстати сказать, и в оптической астрономии исполь¬зуют интерферометры. Их присоединяют к крупным телескопам, чтобы измерить реальные поперечники звезд.

В обоих случаях интерферометры играют роль своеобразных «очков», позволяющих рассмотреть важ¬ные подробности в окружающей нас Вселенной. Но оптические интерферометры по зоркости зна¬чительно уступают тем, которые употребляются ныне в радиоастрономии. 6.«Радиоэхо» в астрономии. До сих пор речь шла о пассивном изучении космиче¬ских радиоволн. Они улавливаются радиотелескопами, и задача астронома заключается лишь в том, чтобы наилучшим образом расшифровать эти сигналы, полу¬чить с их помощью как можно больше сведений о не¬бесных телах.

При этом исследователь никак не вме¬шивается в ход изучаемого им явления—он лишь пассивно наблюдает. Та отрасль радиоастрономии, с которой мы теперь кратко познакомимся, имеет иной, если так можно выразиться, активный характер. Ее называют радио¬локационной астрономией. Слово «локация» означает определение местополо¬жения какого-нибудь предмета.

Если, например, для этого используется звук, то говорят о звуковой лока¬ции. Ею, как известно, широко пользуются современ¬ные мореплаватели. Особое устройство, называемое эхолотом, посылает в направлении ко дну океана ко¬роткие, но мощные неслышимые ультразвуки. Отра¬зившись от дна, они возвращаются, и эхолот фикси¬рует время, затраченное звуком на путешествие до дна и обратно. Зная скорость распространения звука в воде, легко подсчитать глубину океана.

Подобным же образом можно измерить и глубину колодца или какого-нибудь ущелья. Громко крикнув, затем ждите, когда до вашего уха донесется эхо — отраженный звук. Учтя, что скорость звука в воздухе равна 337 м/с, легко вычислить искомое расстояние. Любопытно, что звуковая локация встречается и в мире животных. Летучая мышь обладает специальным естественным локационным органом, который, испуская неслышимые звуки, помогает мыши ориентироваться в полете. Эти ультразвуки поглощаются в толстом слое волос, и поэтому, не получив обратного звукового эха, летучая мышь воспринимает голову как «пустое место». Этим и объясняется, что летучая мышь иногда в темноте ударяется о головы людей, не прикрытые головным убором.

Когда говорят о «радиолокации», то под этим словом подразумевают определение местоположения предмета с помощью радиоволн. Радиолокационная астрономия — еще совсем молодая отрасль науки. Систематически радиолокационные наблюдения небесных тел начались всего пятьдесят лет назад.

И все же достигнутые успехи весьма значительны. Очень интересны и дальнейшие перспективы этого активного метода изучения небесных тел.»Активного» потому, что здесь человек сам направляет в космос созданные им искусственные радиоволны и, наблюдая их отражения, может затем по собственному желанию видоизменить эксперимент. Образно говоря, в радиолокационной астрономии человек «дотрагивается» до небесных тел созданным им радиолучем, а не пассивно наблюдает их излучение. 7.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Радиотехника и космос - история и современность

Нормальный ход радиопередачи на волне 14,7 м нарушен шумами, интенсивность которых не остается постоянной. Постепенно выясняется загадочная… Странный период в точности равен продолжительности звездных суток в единицах… Янский пытается отыскать объект, вызывающий радиопомехи. И, несмотря на совершенство радиоаппаратуры, виновник…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: О зоркости радиотелескопов

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Прозрачна ли атмосфера
Прозрачна ли атмосфера. Трудно поверить, что воздух почти не прозрачен, что до наших глаз доходит лишь ничтожная доля всех излучений, существующих в природе. Взгляните на рисунок 1. Он иллюстрирует

Радиотелескопы и рефлекторы
Радиотелескопы и рефлекторы. Вспомним, как устроен телескоп-рефлектор. Лучи, посылаемые небесным телом, попадают на вогнутое параболическое зеркало и, отражаясь от его поверхности, собираетс

Борьба с помехами
Борьба с помехами. Нелегко создать сплошное металлическое зеркало с поперечником в несколько десятков метров, да еще установить так, чтобы, перемещая зеркало с удивительной плавностью, его можно бы

Радиолокация Луны и планет
Радиолокация Луны и планет. Еще в 1928 году, когда большинство радиолюбителей пользовались примитивными детекторными приемни¬ками, советские ученые Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папалекси рассма

Метеоры наблюдают днем
Метеоры наблюдают днем. Звездная ночь. В невообразимой дали тихо сияют ты¬сячи солнц. И вдруг как будто одна из звезд сорва¬лась и полетела, оставляя на небе узенькую светя¬щуюся полоску. Все явлен

В поисках внеземных цивилизаций
В поисках внеземных цивилизаций. Вряд ли есть другая научная проблема, которая вызывала бы такой жгучий интерес и такие жаркие споры, как проблема связи с внеземными цивилиза¬циями. Литерату

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги