Значит, объект окажется не в центре поля зрения. Поэтому этот метод гидирования можно применить когда поле зрения астрографа достаточно велико, по крайней мере 5--100. Такое поле, например, имеет объектив "Таир-3" с "Зенитом". Эти рассуждения относятся к случаю, когда гидом служит рефлектор диаметром 120--150 мм. В этом случае в качестве ведущих звезд могут служить звезды до 6-й--7-й звездной величины.
Если же в качестве астрографа употребляется сам телескоп, то его поле зрения при фокусном расстоянии 1200 мм на кадре 24X36 мм в угловой мере составит 1є9' х 1є43'. На таком участке неба может и не оказаться подходящей звезды (6-й -- 7-й звездной величины). В этом случае гидировать придется по слабой звезде, и ее изображение в поле зрения гида должно быть резким, а крест подсвечен (см. рис. 39, в). Так как увеличение должно быть достаточно велико (см. табл. 16), то нити должны быть достаточно тонки (0,01-- 0,02 мм). Такие нити можно получить, расплетая волокна, из которых скручены шелковые нити. Автор книги обычно натягивает пару параллельных нитей вдоль круга склонений (вертикально) с расстоянием между ними примерно 0,05 мм. Одна нить располагается параллельно суточной параллели (горизонтально).
Для того чтобы нити было удобнее натягивать, вытачивается тонкое алюминиевое колечко. Его наружный диаметр равен внутреннему диаметру оправы окуляра в районе полевой диафрагмы. Толщина кольца около 0,5 мм, высота 5 мм. Положив кольцо на ровную поверхность стола и вооружившись лупой, сделаем острым ножом две насечки на ребре кольца на расстоянии примерно 0,1 мм. В противоположной по диаметру точке кольца сделаем одну насечку. Отрежем кусочки нити на 30--40 мм длиннее диаметра кольца и на каждом конце прикрепим кусочки пластилина в качестве грузиков. Натянем нити, утопив их в насечках. В середине кольца расстояние между нитями будет 0,05 мм и они практически параллельны между собой. Для нити, параллельной суточной параллели, сделаем еще пару насечек. Установив в насечки нить, капнем по капельке клея с наружной стороны кольца в местах, где свисают концы нитей с грузиками. После высыха
ния клея обрежем концы нитей с грузиками и вставим кольцо в окулярную оправу, чтобы крест нитей оказался в плоскости диафрагмы и был виден в окуляр резко. Подробно об устройстве окуляра с крестом нитей рассказано в 35 (рис. 39, в).
Р. Кокс предлагает следующую конструкцию "креста нитей" (рис. 83). В районе полевой диафрагмы под
Рис. 83. Схема светящейся сетки Р. Кокса [27].
1 -- пучок света, идущий от зеркала телескопа, 2 -- тонкая стеклянная пластинка, 3 -- стекло, покрытое алюминием или черным лаком, на котором прочерчен крест, 4 -- матовое стекло, 5 -- проекционная линза, 6 -- окуляр телескопа, 7 -- реостат.
углом 45є к оптической оси надо установить тонкое плоскопараллельное стекло, например кусочек отмытой фотопластинки 2. На это стекло надо спроецировать с помощью линзы 5 крест, прочерченный на стеклянной пластинке 5, покрытой алюминием или тонким слоем черного лака. Это перекрытие освещается сзади через матовое стеклышко 4 лампочкой. Стеклянная пластинка отражает в окуляр 6 5% света. Изображение двоится, но нам это не мешает. Сквозь стекло проходит примерно 90% света звезды.
Рассмотрим подробнее вопрос о размерах и увеличении гида. Число звезд даже 10-й величины не так уж велико. На 1 квадратный градус в среднем приходится от шести до восьми таких звезд в районе Млечного Пути, а в удаленных от Млечного Пути частях неба их всего одна - две. Это значит, что если поле зрения астрографа не превышает 1--2є, то может оказаться так, что в слабый гид не удастся найти ни одной ведущей звезды. Для того чтобы можно было уверенно гидировать по звезде 10-й звездной величины, надо, чтобы диаметр гида был по крайней мере 120-- 130 мм. Разумеется, для широкоугольного астрографа вопрос о выборе подходящей звезды решается иначе, как об этом уже рассказывалось. Гид такого астрографа может иметь диаметр 50--100 мм.
В большинстве руководств указывается, что гид должен иметь большое фокусное расстояние, так как в этом случае легче заметить небольшое смещение звезды на кресте. Это и так, и не совсем так. Гид должен иметь, прежде всего, большое увеличение. Для этого он опять-таки должен иметь сравнительно большой диаметр и достаточно сильный окуляр. Правда, в сильный окуляр нити креста будут выглядеть слишком грубыми, и наблюдатель не получит выигрыша. Поэтому лучше применить или линзу Барлоу или окулярный микроскоп. Окулярный микроскоп представляет собой трубку, в которую вставлен микрообъектов, переносящий изображение из фокальной плоскости в новое место с некоторым, обычно небольшим (З--6х) увеличением.
Это увеличенное изображение рассматривается с помощью сравнительно слабого окуляра, в поле зрения которого установлен крест нитей. В этом случае нити видны тонкими, тогда как увеличение телескопа в целом большое. В сущности, объектив окулярного микроскопа выполняет ту же функцию, что и линза Барлоу; он увеличивает эквивалентное фокусное расстояние телескопа. Зависимость увеличения гида от фокусного расстояния астрографа приведена в табл. 16.
Т а б л и ц а 16
Фокусное расстояние объектива астрографа, мм
50
100
150
200
300
500
1000
Точность гидирования, секунды дуги
100
50
30
25
14
10
5
Минимальное увеличение гида
20
35
60
80
120
200
350
Окуляр с крестом нитей должен иметь фокусное расстояние приблизительно 20 мм. Это значит, что для 20-кратного увеличения потребуется гид с фокусным расстоянием 400 мм, а для 350-кратного -- с фокусным расстоянием 7 м! В этом случае вас и выручает линза Барлоу или окулярный микроскоп. Если 150миллиметровый гид имеет фокусное расстояние 1200 мм, то надо применить 5-кратную линзу Барлоу или 5-кратный микроскоп.
Нужно приложить все усилия к тому, чтобы во время гидирования астрограф и гид оставались совершен-то неподвижными относительно друг друга. Ничтожный сдвиг во время экспозиции гида относительно астрографа приведет к тому, что наблюдатель возвратит ведущую звезду на перекрестие и тем самым собьет наводку астрографа.
69. ТЕЛЕСКОП СИСТЕМЫ НЬЮТОНА В КАЧЕСТВЕ АСТРОГРАФА
Соблазнительно не ограничивать себя короткофокусными астрографами. Интересно получить фотографии небесных объектов с помощью рефлектора диаметром 150 мм, а может быть, и больше. Это относительно несложно. О фотографировании Луны и планет мы расскажем несколько позже, а сейчас рассмотрим возможность фотографировать туманности, звездные скопления, галактики.
Поверхностная яркость этих объектов мала, а светосила нашего телескопа недостаточна для коротких выдержек. При относительном отверстии 1/8 и чувствительности пленки 350 ед. ГОСТа при фотографировании, например, одной из самих ярких туманностей -- Большой туманности Ориона -- потребуется выдержка около часа. Для фотографирования слабых туманностей и галактик (М 33 в Треугольнике, "Циррус" в Лебеде, "Улитка" в Водолее) потребуется выдержка 3--4 часа.
Эти выдержки могут быть сокращены в 2--3 раза, если применить специальные астрономические пластинки и пленки или если гиперсенсибилизировать (повысить чувствительность) фотопленку, но все-таки при таком относительном отверстии (1/8) выдержки достаточно продолжительны.
Гидировать телескоп в течение 1--2 часов довольно утомительно. Поэтому надо устранить все, что может мешать работе. Это и недостаточная жесткость монтировки, и неравномерность работы часового привода и микрометренных винтов, и неудобный доступ к ним, и недостаточная яркость ведущей звезды. Достаточную яркость может обеспечить гид большого, не менее чем у астрографа диаметра. Но делать два одинаково мощных телескопа неразумно. Поэтому и в профессиональной и любительской практики все чаще применяются в качестве гида сам астрограф. Для этого в непосредственной близости от фотокассеты устанавливается оку
Рис. 84. Окулярный микроскоп, приспособленный для гидирования ( по Краймеру )
1 -- жесткая пластина фокусировочного устройства, 2 -- винты с возвратными пружинами, 3 -- отверстие на краю поля зрения, 4 -- кассета, 5 -- микроскоп
лярный микроскоп, который может в некоторых пределах перемещаться и наводиться на какую-нибудь яркую (6-й--8-й звездной величины) звезду на краю поля зрения телескопа, за пределами кассеты. Окуляр микроскопа, снабженный освещаемым крестом нитей, жестко закрепляется и начинается гидирование. Выбрать ведущую звезду обычно не составляет труда, тем более, что можно "обойти" микроскопом около пластинки. Во-вторых, прогибы трубы, случайные скачки изображения не страшны, так как смещение звезд на пластинке и на кресте нитей происходит одновременно и на совершенно одинаковую величину.
На рис. 84 показана конструкция фотографического узла в ньютоновском фокусе. Кассета 4, предназначенная для одного кадра, устанавливается с некоторым
трением в пазах, укрепленных на пластине 1, на которой, кроме кассеты, устанавливается микроскоп 5, имеющий возможность перемещаться в пределах 90є. Фокусировочное устройство - три винта с возвратными пружинами 2.
Для фотографирования в ньютоновском фокусе можно приспособить и корпус фотоаппарата (лучше зеркального, типа "3енит").
Любитель, знакомый с методикой теневых испытаний, может применить гораздо более надежные способы фокусирования, чем фокусировка по матовому стеклу. Для этого открываем заднюю крышку аппарата, уже установленного на телескопе, и на кадровую рамку кладем нож Фуко, который в данном случае представляет собой металлическую пластинку с одним остро заточенным на одну сторону краем. Надо проследить за тем, чтобы на рамке лежала рабочая поверхность ножа и чтобы плоскость ножа и пленки строго совпадали. Теперь приводим в поле зрения яркую (2-й--3-й звездной величины) звезду и наблюдаем на зеркале теневую картину. Установить нож в положении, когда его плоскость в точности совпадает с фокальной плоскостью, не составит труда. Для этого на параболическом зеркале надо увидеть "плоский" рельеф, а на сфере -- рельеф с подвернутым краем. В этом нет ничего удивительного: ведь на этот раз источник света -звезда--находится не в центре кривизны, а в бесконечности. Будет мешать турбуленция воздуха, но это не очень страшно, так как довольно легко можно установить, когда площади между светлыми и темными непрерывно бегущим участками теневой картины примерно равны. После установки на фокус убираем нож и заряжаем пленку. Можно выточить специальный стакан, который наворачивается на ту же резьбу, что и фотоаппарат. В дне стакана делается отверстие и сверху кладется нож. Надо тщательно выставить нож с таким расчетом, чтобы его плоскость находилась на том же расстоянии от посадочной поверхности стакана, что и расстояние между посадочной поверхностью аппарата и плоскостью пленки. При относительном отверстии 1/6-- 1/8 точность должна составить 0,2--0,3 мм. В тех случаях, когда применяется плоская кассета, нож Фуко может быть смонтирован на пластине, которая вставляется вместо кассеты.
70 ОКУЛЯРНАЯ КАМЕРА
Для фотографирования планет и Луны можно использовать главный фокус телескопа. Здесь можно получить снимки фаз Луны с большим числом кратеров и других деталей, можно сфотографировать систему спутников Юпитера, но значительно интереснее попытаться получить крупномасштабные фотографии участков поверхности Луны, фотографии поверхностей планет, колец Сатурна и т. д. Однако при фокусном расстоянии 1200 мм масштаб изображения таков, что полный диск Луны получается на негативе кружком диаметром 11 мм. При 10-кратном увеличении фотоувеличителем при печати можно получить достаточно резкое изображение диаметром 110 мм. Юпитер в главном фокусе будет иметь диаметр 0,23 мм и подробностей на его поверхности сфотографировать не удастся.
Для того чтобы масштаб изображений планет был приемлемым, надо увеличить эквивалентное фокусное расстояние. Для этого следует применять или линзу Барлоу, или окулярную камеру. Эквивалентное относительное отверстие чаще всего выбирается равным 1/100--1/150. Это значит, что нам потребуется 8--12-кратное увеличение.
На рис. 85 показаны примеры окулярных камер. В схеме а) объектив О проецирует изображение из фокальной плоскости телескопа f' на фокальную плоскость окулярной камеры f'1. Камера работает наподобие фотоувеличителя: вместо негатива -- изображение Луны или планеты в фокусе телескопа, вместо изображения на столе -- изображение Луны или планеты на фотопленке.
Положение объектива относительно фокальной плоскости телескопа и изображения на матовом стекле можно легко определить на практике. Для этого возьмем лампочку от карманного фонарика, поднесем к ней микрообъектив передней его стороной, а если это фото или кинообъектив,-- задней и попытаемся спроецировать изображение волоска на любой экранчик. Добившись резкости на экране, измерим расстояние объектива от волоска и экрана. Масштаб изображения получим, положив лампочку на миллиметровку и оценив длину волоска, а потом разделив длину изображения на длину самого волоска.
Надо помнить, что часто описываемые окулярные камеры, работающие с окуляром в качестве проекционной системы, на практике плохи, так как окуляр дает слишком плохие изображения при проекции, в чем нетрудно убедиться, проецируя изображение волоска лампочки с помощью окуляра, микрообъектива
б)
Рис. 85. Фотографирование с помощью окулярной проекции.
а) Схема "окулярной" проекции с помощью объектива от 16- или 8-мм кинокамеры, б) камера с объективом, установленная сразу за окуляром.
или кинообъектива. Проецировать надо в большом масштабе, например на стену, сравнивая качество изображения и прежде всего наличие цветной каймы (хроматическая аберрация), бесцветного туманного ореола (сферическая аберрация), контраста изображения в целом (паразитное рассеяние на линзах). Этим способом можно легко и быстро выбрать подходящий объектив. Если все-таки читатель на первых порах вынужден пользоваться окуляром, его надо снабдить желтым светофильтром, чтобы уменьшить влияние хроматической аберрации.
В качестве собственно камеры лучше всего применить зеркальный фотоаппарат типа "Зенит". Большое преимущество зеркальных камер в том, что изображение, предназначенное для фотографирования, можно наблюдать непосредственно перед съемкой на матовом стекле. При этом видны все дефекты изображения: недостаточная резкость, наличие засветки, волнение изображения из-за атмосферных помех, виньетирование и т. п.
Проекционную трубу на первых порах можно собрать из насадочных (удлинительных) колец к фотоаппарату и бумажно-клеевой трубки, но лучше, конечно, трубку выточить, предусмотрев в ней оправу для проекционного объектива.
Можно несколько упростить процедуру съемки с окулярным увеличением. Для этого достаточно, не вынимая окуляра из окулярной трубки, установить сразу за окуляром фотоаппарат с его "штатным" объективом. После окуляра пучок света выходит параллельным и падает на объектив фотоаппарата, объектив его снова фокусирует на матовое стекло (рис. 85, б). Диафрагма объектива фотоаппарата должна быть открыта до диаметра несколько больше выходного зрачка телескопа.
Эквивалентное фокусное расстояние системы равно фокусному расстоянию фотообъектива, умноженному на увеличение телескопа при визуальном наблюдении с данным окуляром. Так, если фокусное расстояние объектива 50 мм, а увеличение телескопа 50 раз, то эквивалентное фокусное расстояние системы равно 2500 мм. Если в случае нашего 150-миллиметрового телескопа с фокусным расстоянием 1200 мм потребуется эквивалентное фокусное расстояние 5000 мм, то, значит, масштаб изображения возрастет в 4,2 раза. Для получения эквивалентного фокусного расстояния 5000 мм с 50-миллиметровым фотообъективом потребуется увеличение телескопа в 100 раз. Нам придется взять окуляр с фокусным расстоянием 12 мм. Этот способ применяется обычно при небольшом увеличении, когда фотографируется Луна или участки ее поверхности.
71. "ОЛЛ-СКАЙ" КАМЕРА
"Олл скай" (аll sky) в переводе с английского значит "все небо". "Олл-скай" камера -- это камера, которая в состоянии одновременно сфотографировать все или почти все небо. Наиболее подходящим объективом для этого служит так называемый "фиш ай" ("рыбий глаз") -- специальный объектив с углом зрения 170-- 180є. К сожалению, эти объективы дороги, и любители нашли другой достаточно остроумный способ фотографировать все небо (рис. 86). Для этого берется обычный фотоаппарат, например "Зенит" или "Зоркий", и устанавливается перед выпуклым зеркалом большой кривизны. Таким зеркалом может быть алюминированная конденсорная линза большого диаметра, химическая колба; на худой конец можно взять елочный
Рис. 86. "Олл-скай" камера.
А -- выпуклое зеркало, a -- угол между нормалями на краях зеркала.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Если же в качестве астрографа употребляется сам телескоп, то его поле зрения при фокусном расстоянии 1200 мм на кадре 24X36 мм в угловой мере составит 1є9' х 1є43'. На таком участке неба может и не оказаться подходящей звезды (6-й -- 7-й звездной величины). В этом случае гидировать придется по слабой звезде, и ее изображение в поле зрения гида должно быть резким, а крест подсвечен (см. рис. 39, в). Так как увеличение должно быть достаточно велико (см. табл. 16), то нити должны быть достаточно тонки (0,01-- 0,02 мм). Такие нити можно получить, расплетая волокна, из которых скручены шелковые нити. Автор книги обычно натягивает пару параллельных нитей вдоль круга склонений (вертикально) с расстоянием между ними примерно 0,05 мм. Одна нить располагается параллельно суточной параллели (горизонтально).
Для того чтобы нити было удобнее натягивать, вытачивается тонкое алюминиевое колечко. Его наружный диаметр равен внутреннему диаметру оправы окуляра в районе полевой диафрагмы. Толщина кольца около 0,5 мм, высота 5 мм. Положив кольцо на ровную поверхность стола и вооружившись лупой, сделаем острым ножом две насечки на ребре кольца на расстоянии примерно 0,1 мм. В противоположной по диаметру точке кольца сделаем одну насечку. Отрежем кусочки нити на 30--40 мм длиннее диаметра кольца и на каждом конце прикрепим кусочки пластилина в качестве грузиков. Натянем нити, утопив их в насечках. В середине кольца расстояние между нитями будет 0,05 мм и они практически параллельны между собой. Для нити, параллельной суточной параллели, сделаем еще пару насечек. Установив в насечки нить, капнем по капельке клея с наружной стороны кольца в местах, где свисают концы нитей с грузиками. После высыха
ния клея обрежем концы нитей с грузиками и вставим кольцо в окулярную оправу, чтобы крест нитей оказался в плоскости диафрагмы и был виден в окуляр резко. Подробно об устройстве окуляра с крестом нитей рассказано в 35 (рис. 39, в).
Р. Кокс предлагает следующую конструкцию "креста нитей" (рис. 83). В районе полевой диафрагмы под
Рис. 83. Схема светящейся сетки Р. Кокса [27].
1 -- пучок света, идущий от зеркала телескопа, 2 -- тонкая стеклянная пластинка, 3 -- стекло, покрытое алюминием или черным лаком, на котором прочерчен крест, 4 -- матовое стекло, 5 -- проекционная линза, 6 -- окуляр телескопа, 7 -- реостат.
углом 45є к оптической оси надо установить тонкое плоскопараллельное стекло, например кусочек отмытой фотопластинки 2. На это стекло надо спроецировать с помощью линзы 5 крест, прочерченный на стеклянной пластинке 5, покрытой алюминием или тонким слоем черного лака. Это перекрытие освещается сзади через матовое стеклышко 4 лампочкой. Стеклянная пластинка отражает в окуляр 6 5% света. Изображение двоится, но нам это не мешает. Сквозь стекло проходит примерно 90% света звезды.
Рассмотрим подробнее вопрос о размерах и увеличении гида. Число звезд даже 10-й величины не так уж велико. На 1 квадратный градус в среднем приходится от шести до восьми таких звезд в районе Млечного Пути, а в удаленных от Млечного Пути частях неба их всего одна - две. Это значит, что если поле зрения астрографа не превышает 1--2є, то может оказаться так, что в слабый гид не удастся найти ни одной ведущей звезды. Для того чтобы можно было уверенно гидировать по звезде 10-й звездной величины, надо, чтобы диаметр гида был по крайней мере 120-- 130 мм. Разумеется, для широкоугольного астрографа вопрос о выборе подходящей звезды решается иначе, как об этом уже рассказывалось. Гид такого астрографа может иметь диаметр 50--100 мм.
В большинстве руководств указывается, что гид должен иметь большое фокусное расстояние, так как в этом случае легче заметить небольшое смещение звезды на кресте. Это и так, и не совсем так. Гид должен иметь, прежде всего, большое увеличение. Для этого он опять-таки должен иметь сравнительно большой диаметр и достаточно сильный окуляр. Правда, в сильный окуляр нити креста будут выглядеть слишком грубыми, и наблюдатель не получит выигрыша. Поэтому лучше применить или линзу Барлоу или окулярный микроскоп. Окулярный микроскоп представляет собой трубку, в которую вставлен микрообъектов, переносящий изображение из фокальной плоскости в новое место с некоторым, обычно небольшим (З--6х) увеличением.
Это увеличенное изображение рассматривается с помощью сравнительно слабого окуляра, в поле зрения которого установлен крест нитей. В этом случае нити видны тонкими, тогда как увеличение телескопа в целом большое. В сущности, объектив окулярного микроскопа выполняет ту же функцию, что и линза Барлоу; он увеличивает эквивалентное фокусное расстояние телескопа. Зависимость увеличения гида от фокусного расстояния астрографа приведена в табл. 16.
Т а б л и ц а 16
Фокусное расстояние объектива астрографа, мм
50
100
150
200
300
500
1000
Точность гидирования, секунды дуги
100
50
30
25
14
10
5
Минимальное увеличение гида
20
35
60
80
120
200
350
Окуляр с крестом нитей должен иметь фокусное расстояние приблизительно 20 мм. Это значит, что для 20-кратного увеличения потребуется гид с фокусным расстоянием 400 мм, а для 350-кратного -- с фокусным расстоянием 7 м! В этом случае вас и выручает линза Барлоу или окулярный микроскоп. Если 150миллиметровый гид имеет фокусное расстояние 1200 мм, то надо применить 5-кратную линзу Барлоу или 5-кратный микроскоп.
Нужно приложить все усилия к тому, чтобы во время гидирования астрограф и гид оставались совершен-то неподвижными относительно друг друга. Ничтожный сдвиг во время экспозиции гида относительно астрографа приведет к тому, что наблюдатель возвратит ведущую звезду на перекрестие и тем самым собьет наводку астрографа.
69. ТЕЛЕСКОП СИСТЕМЫ НЬЮТОНА В КАЧЕСТВЕ АСТРОГРАФА
Соблазнительно не ограничивать себя короткофокусными астрографами. Интересно получить фотографии небесных объектов с помощью рефлектора диаметром 150 мм, а может быть, и больше. Это относительно несложно. О фотографировании Луны и планет мы расскажем несколько позже, а сейчас рассмотрим возможность фотографировать туманности, звездные скопления, галактики.
Поверхностная яркость этих объектов мала, а светосила нашего телескопа недостаточна для коротких выдержек. При относительном отверстии 1/8 и чувствительности пленки 350 ед. ГОСТа при фотографировании, например, одной из самих ярких туманностей -- Большой туманности Ориона -- потребуется выдержка около часа. Для фотографирования слабых туманностей и галактик (М 33 в Треугольнике, "Циррус" в Лебеде, "Улитка" в Водолее) потребуется выдержка 3--4 часа.
Эти выдержки могут быть сокращены в 2--3 раза, если применить специальные астрономические пластинки и пленки или если гиперсенсибилизировать (повысить чувствительность) фотопленку, но все-таки при таком относительном отверстии (1/8) выдержки достаточно продолжительны.
Гидировать телескоп в течение 1--2 часов довольно утомительно. Поэтому надо устранить все, что может мешать работе. Это и недостаточная жесткость монтировки, и неравномерность работы часового привода и микрометренных винтов, и неудобный доступ к ним, и недостаточная яркость ведущей звезды. Достаточную яркость может обеспечить гид большого, не менее чем у астрографа диаметра. Но делать два одинаково мощных телескопа неразумно. Поэтому и в профессиональной и любительской практики все чаще применяются в качестве гида сам астрограф. Для этого в непосредственной близости от фотокассеты устанавливается оку
Рис. 84. Окулярный микроскоп, приспособленный для гидирования ( по Краймеру )
1 -- жесткая пластина фокусировочного устройства, 2 -- винты с возвратными пружинами, 3 -- отверстие на краю поля зрения, 4 -- кассета, 5 -- микроскоп
лярный микроскоп, который может в некоторых пределах перемещаться и наводиться на какую-нибудь яркую (6-й--8-й звездной величины) звезду на краю поля зрения телескопа, за пределами кассеты. Окуляр микроскопа, снабженный освещаемым крестом нитей, жестко закрепляется и начинается гидирование. Выбрать ведущую звезду обычно не составляет труда, тем более, что можно "обойти" микроскопом около пластинки. Во-вторых, прогибы трубы, случайные скачки изображения не страшны, так как смещение звезд на пластинке и на кресте нитей происходит одновременно и на совершенно одинаковую величину.
На рис. 84 показана конструкция фотографического узла в ньютоновском фокусе. Кассета 4, предназначенная для одного кадра, устанавливается с некоторым
трением в пазах, укрепленных на пластине 1, на которой, кроме кассеты, устанавливается микроскоп 5, имеющий возможность перемещаться в пределах 90є. Фокусировочное устройство - три винта с возвратными пружинами 2.
Для фотографирования в ньютоновском фокусе можно приспособить и корпус фотоаппарата (лучше зеркального, типа "3енит").
Любитель, знакомый с методикой теневых испытаний, может применить гораздо более надежные способы фокусирования, чем фокусировка по матовому стеклу. Для этого открываем заднюю крышку аппарата, уже установленного на телескопе, и на кадровую рамку кладем нож Фуко, который в данном случае представляет собой металлическую пластинку с одним остро заточенным на одну сторону краем. Надо проследить за тем, чтобы на рамке лежала рабочая поверхность ножа и чтобы плоскость ножа и пленки строго совпадали. Теперь приводим в поле зрения яркую (2-й--3-й звездной величины) звезду и наблюдаем на зеркале теневую картину. Установить нож в положении, когда его плоскость в точности совпадает с фокальной плоскостью, не составит труда. Для этого на параболическом зеркале надо увидеть "плоский" рельеф, а на сфере -- рельеф с подвернутым краем. В этом нет ничего удивительного: ведь на этот раз источник света -звезда--находится не в центре кривизны, а в бесконечности. Будет мешать турбуленция воздуха, но это не очень страшно, так как довольно легко можно установить, когда площади между светлыми и темными непрерывно бегущим участками теневой картины примерно равны. После установки на фокус убираем нож и заряжаем пленку. Можно выточить специальный стакан, который наворачивается на ту же резьбу, что и фотоаппарат. В дне стакана делается отверстие и сверху кладется нож. Надо тщательно выставить нож с таким расчетом, чтобы его плоскость находилась на том же расстоянии от посадочной поверхности стакана, что и расстояние между посадочной поверхностью аппарата и плоскостью пленки. При относительном отверстии 1/6-- 1/8 точность должна составить 0,2--0,3 мм. В тех случаях, когда применяется плоская кассета, нож Фуко может быть смонтирован на пластине, которая вставляется вместо кассеты.
70 ОКУЛЯРНАЯ КАМЕРА
Для фотографирования планет и Луны можно использовать главный фокус телескопа. Здесь можно получить снимки фаз Луны с большим числом кратеров и других деталей, можно сфотографировать систему спутников Юпитера, но значительно интереснее попытаться получить крупномасштабные фотографии участков поверхности Луны, фотографии поверхностей планет, колец Сатурна и т. д. Однако при фокусном расстоянии 1200 мм масштаб изображения таков, что полный диск Луны получается на негативе кружком диаметром 11 мм. При 10-кратном увеличении фотоувеличителем при печати можно получить достаточно резкое изображение диаметром 110 мм. Юпитер в главном фокусе будет иметь диаметр 0,23 мм и подробностей на его поверхности сфотографировать не удастся.
Для того чтобы масштаб изображений планет был приемлемым, надо увеличить эквивалентное фокусное расстояние. Для этого следует применять или линзу Барлоу, или окулярную камеру. Эквивалентное относительное отверстие чаще всего выбирается равным 1/100--1/150. Это значит, что нам потребуется 8--12-кратное увеличение.
На рис. 85 показаны примеры окулярных камер. В схеме а) объектив О проецирует изображение из фокальной плоскости телескопа f' на фокальную плоскость окулярной камеры f'1. Камера работает наподобие фотоувеличителя: вместо негатива -- изображение Луны или планеты в фокусе телескопа, вместо изображения на столе -- изображение Луны или планеты на фотопленке.
Положение объектива относительно фокальной плоскости телескопа и изображения на матовом стекле можно легко определить на практике. Для этого возьмем лампочку от карманного фонарика, поднесем к ней микрообъектив передней его стороной, а если это фото или кинообъектив,-- задней и попытаемся спроецировать изображение волоска на любой экранчик. Добившись резкости на экране, измерим расстояние объектива от волоска и экрана. Масштаб изображения получим, положив лампочку на миллиметровку и оценив длину волоска, а потом разделив длину изображения на длину самого волоска.
Надо помнить, что часто описываемые окулярные камеры, работающие с окуляром в качестве проекционной системы, на практике плохи, так как окуляр дает слишком плохие изображения при проекции, в чем нетрудно убедиться, проецируя изображение волоска лампочки с помощью окуляра, микрообъектива
б)
Рис. 85. Фотографирование с помощью окулярной проекции.
а) Схема "окулярной" проекции с помощью объектива от 16- или 8-мм кинокамеры, б) камера с объективом, установленная сразу за окуляром.
или кинообъектива. Проецировать надо в большом масштабе, например на стену, сравнивая качество изображения и прежде всего наличие цветной каймы (хроматическая аберрация), бесцветного туманного ореола (сферическая аберрация), контраста изображения в целом (паразитное рассеяние на линзах). Этим способом можно легко и быстро выбрать подходящий объектив. Если все-таки читатель на первых порах вынужден пользоваться окуляром, его надо снабдить желтым светофильтром, чтобы уменьшить влияние хроматической аберрации.
В качестве собственно камеры лучше всего применить зеркальный фотоаппарат типа "Зенит". Большое преимущество зеркальных камер в том, что изображение, предназначенное для фотографирования, можно наблюдать непосредственно перед съемкой на матовом стекле. При этом видны все дефекты изображения: недостаточная резкость, наличие засветки, волнение изображения из-за атмосферных помех, виньетирование и т. п.
Проекционную трубу на первых порах можно собрать из насадочных (удлинительных) колец к фотоаппарату и бумажно-клеевой трубки, но лучше, конечно, трубку выточить, предусмотрев в ней оправу для проекционного объектива.
Можно несколько упростить процедуру съемки с окулярным увеличением. Для этого достаточно, не вынимая окуляра из окулярной трубки, установить сразу за окуляром фотоаппарат с его "штатным" объективом. После окуляра пучок света выходит параллельным и падает на объектив фотоаппарата, объектив его снова фокусирует на матовое стекло (рис. 85, б). Диафрагма объектива фотоаппарата должна быть открыта до диаметра несколько больше выходного зрачка телескопа.
Эквивалентное фокусное расстояние системы равно фокусному расстоянию фотообъектива, умноженному на увеличение телескопа при визуальном наблюдении с данным окуляром. Так, если фокусное расстояние объектива 50 мм, а увеличение телескопа 50 раз, то эквивалентное фокусное расстояние системы равно 2500 мм. Если в случае нашего 150-миллиметрового телескопа с фокусным расстоянием 1200 мм потребуется эквивалентное фокусное расстояние 5000 мм, то, значит, масштаб изображения возрастет в 4,2 раза. Для получения эквивалентного фокусного расстояния 5000 мм с 50-миллиметровым фотообъективом потребуется увеличение телескопа в 100 раз. Нам придется взять окуляр с фокусным расстоянием 12 мм. Этот способ применяется обычно при небольшом увеличении, когда фотографируется Луна или участки ее поверхности.
71. "ОЛЛ-СКАЙ" КАМЕРА
"Олл скай" (аll sky) в переводе с английского значит "все небо". "Олл-скай" камера -- это камера, которая в состоянии одновременно сфотографировать все или почти все небо. Наиболее подходящим объективом для этого служит так называемый "фиш ай" ("рыбий глаз") -- специальный объектив с углом зрения 170-- 180є. К сожалению, эти объективы дороги, и любители нашли другой достаточно остроумный способ фотографировать все небо (рис. 86). Для этого берется обычный фотоаппарат, например "Зенит" или "Зоркий", и устанавливается перед выпуклым зеркалом большой кривизны. Таким зеркалом может быть алюминированная конденсорная линза большого диаметра, химическая колба; на худой конец можно взять елочный
Рис. 86. "Олл-скай" камера.
А -- выпуклое зеркало, a -- угол между нормалями на краях зеркала.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23