Cпектрдің жақын ИҚ аймағындағы сатурынның бұлытты жамылғысының сенімді спектрлік бақылау мәлметтерін алу
Кіріспе
1 Шолу
1.1 Есептің қойылымы
1.2 Бақылаү жүргізү аратураға қатысты талаптар
2 ИҚ спектр аймағында сатурнның спектрофотомериялық зерттеу аппаратурасы
2.1 Сатурн спектрн фотомериялық өлшеу аппаратурасы
2.2 Электір сигналдарын тіркеу болг
2.3 Сатурн дөңгелегіндегі центірінің жарықтану коэффиценттерінің обьсолютты өлшемдері
3 Сатурынды фотометриялық бақылаудың нәтижелері
3.1 жарықтаныдың таралуын зерттеу
3.2. Центрлік меридиан жарықтанудың таралуы
4 Сатурн атмосферасының параметрін бағалау
4.1 Сатурн экваторы бойындағы метанның құрамын 1980 жылғы бақылаулар бойынша екі қаьбатты модель бойынша бағалау
4.2. Атмосфера параметрлерінің ендік вариациялары
5 Сатурн планетасының оптикалық параметірін бақалау
5.1 Планетадан шағылған сәуленің түзілген моделін таңдау
5.2 Атмосфера параметірін есептеудегі ателіктер
Қортынды
Әдебиеттер
1 Шолу
1.1 Есептің қойылымы
1.2 Бақылаү жүргізү аратураға қатысты талаптар
2 ИҚ спектр аймағында сатурнның спектрофотомериялық зерттеу аппаратурасы
2.1 Сатурн спектрн фотомериялық өлшеу аппаратурасы
2.2 Электір сигналдарын тіркеу болг
2.3 Сатурн дөңгелегіндегі центірінің жарықтану коэффиценттерінің обьсолютты өлшемдері
3 Сатурынды фотометриялық бақылаудың нәтижелері
3.1 жарықтаныдың таралуын зерттеу
3.2. Центрлік меридиан жарықтанудың таралуы
4 Сатурн атмосферасының параметрін бағалау
4.1 Сатурн экваторы бойындағы метанның құрамын 1980 жылғы бақылаулар бойынша екі қаьбатты модель бойынша бағалау
4.2. Атмосфера параметрлерінің ендік вариациялары
5 Сатурн планетасының оптикалық параметірін бақалау
5.1 Планетадан шағылған сәуленің түзілген моделін таңдау
5.2 Атмосфера параметірін есептеудегі ателіктер
Қортынды
Әдебиеттер
Бұл жұмыс астрофизикалық институтта АН ҚазССР – да спектрдің (λ 0.6 – 1.1 мкм ) жақын инфрақызыл аймағында жүргізілген планета дискісі бойынша жарықтықтың обьсолютты спектрлік коэффисенттерін жеті жылдық комплексті бақалау негізінде сатурн атмосферасының газды және аэрозольды ортасының оптикалық қасиеттерін зерттеуге арналған.сатурн планетасы ғасырдан – ғасырға астроном бақылаушыларының назарын аударған , бірақ толығырақ зерттеу өткен ғасырдың 60- жылдарында ғана басталды деуге болады. Ғарыштық апараттармен айды, венераны, марысты, меркуриды сәтті түрде дамуын зерттеу сондай –ақ жерді бақылаулармен күн жүйесіндегі мейлінше алыс планеталардың зерттеу әдістерін енгізеді. (оның ішінде сатурн планетасы)
1)Кейплер Дж.П.Атмосферы земли и планеты. ИЛ,1952
2) Мороз.В.И. спектры юпитера и сатурана в области ( 0.9 – 2.5 мкм) Астрон. Журнал38,6,1961, 1080 – 1084.
3) Мороз.В.И. спектры юпитера и сатурана в области ( 0.9 – 2.5 мкм) Астрон. Журнал38,6,1966, 579 – 592.
4)Физические характеристики планет – гигантов . справочник – обзор/под ред. В.Г.Тейфеля/. Алма –ата , наука, 1971.
5) Тихов.Г.А.Двухцветная фотогафия Марса и сатурана, палучениые при помощи пулковского 30 – дюймового рефрактор способом светофильтров. Изв. Русск. Астрон. ОБЩ.17,5.1911.
6) Шайн.Г.А.Распеределении интенсивности в спектре сатурана и его колца. Циркуляр Гл. Астрон .обсер.в.Пулкове 13. 1935, 9 – 16
7) Фурдьло В.Д. Монохроматическая фотометірия колец Сатурна . – Уч. Зап. Харьковского унта, 23,1941, 53 – 68.
8) Лебединец В.Н. Абсолютная фотографическая фотометрия Юпитера Сатурана астрон. Цикуляр. 12.1957.167- 239.
9) Аврамчук.В.В. Кругов.В.Д. результаты фотометрических наблюдений сатурана 698, 1972, 1- 4.
2) Мороз.В.И. спектры юпитера и сатурана в области ( 0.9 – 2.5 мкм) Астрон. Журнал38,6,1961, 1080 – 1084.
3) Мороз.В.И. спектры юпитера и сатурана в области ( 0.9 – 2.5 мкм) Астрон. Журнал38,6,1966, 579 – 592.
4)Физические характеристики планет – гигантов . справочник – обзор/под ред. В.Г.Тейфеля/. Алма –ата , наука, 1971.
5) Тихов.Г.А.Двухцветная фотогафия Марса и сатурана, палучениые при помощи пулковского 30 – дюймового рефрактор способом светофильтров. Изв. Русск. Астрон. ОБЩ.17,5.1911.
6) Шайн.Г.А.Распеределении интенсивности в спектре сатурана и его колца. Циркуляр Гл. Астрон .обсер.в.Пулкове 13. 1935, 9 – 16
7) Фурдьло В.Д. Монохроматическая фотометірия колец Сатурна . – Уч. Зап. Харьковского унта, 23,1941, 53 – 68.
8) Лебединец В.Н. Абсолютная фотографическая фотометрия Юпитера Сатурана астрон. Цикуляр. 12.1957.167- 239.
9) Аврамчук.В.В. Кругов.В.Д. результаты фотометрических наблюдений сатурана 698, 1972, 1- 4.
РЕФЕРАТ
Жұмыстың құрылымы: бұл жұмыс 27 бет, 6 формула, 7 сурет, 5 кесте және 18 қолданылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
Жұмыстың мақсаты: спектрдің жақын ИҚ аймағындағы сатурынның бұлытты жамылғысының сенімді спектрлік бақалау мәлметтерін алу болып табылады. Фотометрлік мәліметтер анализы бұлыт қабатының кейбір физикалық сипаттамаларын және сатурынның бұлыт үстіндегі атмосфералық бағалауға мүмкіндік береді.
Негізгі ұғымдар: спектр, толқын ұзындығы, интерперетция, Жалтырау, ИҚ облысы, Фабри линзасы, ФЭК , Жарықталу, Тұтас спектр, Жолақты спектр.
Жаңалығы: бұл жұмыста сатурынның бұлытты жамылғысының спектрлік қасиеттерін жеткілікті толық сипаттайтын, толқын ұзындығының аз зерттелген диапазонында алынған бақалау материялы жаңа болып табылады.
Зерттеу обьектілері:
* Жұтылу алқабында бұлыт қабатының жарықтық коэффисенті;
* Бір рет шашырау альбедосы;
* Бұлыт үстіндегі атмосфераның оптикалық қалыңдығы;
* Аэрозольдағы және бұлыт қабатының жоғары шегарасының жанында газбен жұтылған шашраудың көлемдік коэффиценттері;
* Бұлыт үстіндегі атмосферадағы метан құрамасы;
* Бұлыт қабатындағы шашрау актілерінің арасындағы фотондардың орташа еркін жүру жолына келетін жұтылыу газының молшері;
Зерттеу нәтижелері: сатурн экваторының эклиптика жазықтығына иілу жазықтығы болмаған кезде сатурынды фотометірлік өлшеулерін жүргізіу.
ГЛОССАРИЙ
Толқын ұзындығы - бірдей фазадағы тербеліп тұрған бір-бірімен өте жақын екі нүктенің орта қашықтығы. Әдетте толқын ұзындығын гректің λ әрпімен белгілейді.
Интерперетция - бірдей тербеліу жиіліктегі ені қойлған кездегі толқынның көлеңкеленуіне дейінгі жарықтың күшеюі немесе әлсіреу құбылысы.
Спектр - (латын сөзінің spectare - көру) физикада физикалық шамалардың мәнінің орналасуы, сонымен қатар осындай таралуды графиктік түрде әдетте спектр ішіндегі электромагниттік спектр болады. Электромагниттік сәуле шығару жилік спектрі.
Жалтырау - бірлік уақыт ішінде шығарылатын энергия.
Жарықталу - бірлік аудан ішінде бір секундта өтетін энергия.
Тұтас спектр - Қыздырылған дененің тығыздығы артқан сайын, олардың спектрі жаймаланып, бір түстен екніші түске жайлап өтеді. Ондай спектрді тұтас спектр деп аталады.
Жолақтық спектр - Күрделі молекулалардан тұратын шығарғыш газдар молекула құрамына кіретін, химиялық элементтерге тән, спектрлік сызықтар тобын құрайтын бірнеше жолақ тудырады.
Фабри линзасы - екі параллель тұрған айна сәулені шағылдырады.
ФЭК - фотоэффектік ақылы шыққан электрондар санын электродтар арқылы көбейтеді.
ИҚ облысы (инфрақызыл облыс) - толқын ұзындығының 4700-7000Ả аралықта көрінуі.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
1 Шолу
0.1 Есептің қойылымы
0.2 Бақылаү жүргізү аратураға қатысты талаптар
1 ИҚ спектр аймағында сатурнның спектрофотомериялық зерттеу аппаратурасы
0.1 Сатурн спектрн фотомериялық өлшеу аппаратурасы
0.2 Электір сигналдарын тіркеу болг
0.3 Сатурн дөңгелегіндегі центірінің жарықтану коэффиценттерінің обьсолютты өлшемдері
3 Сатурынды фотометриялық бақылаудың нәтижелері
3.1 жарықтаныдың таралуын зерттеу
3.2. Центрлік меридиан жарықтанудың таралуы
4 Сатурн атмосферасының параметрін бағалау
4.1 Сатурн экваторы бойындағы метанның құрамын 1980 жылғы бақылаулар бойынша екі қаьбатты модель бойынша бағалау
4.2. Атмосфера параметрлерінің ендік вариациялары
5 Сатурн планетасының оптикалық параметірін бақалау
5.1 Планетадан шағылған сәуленің түзілген моделін таңдау
5.2 Атмосфера параметірін есептеудегі ателіктер
Қортынды
Әдебиеттер
КІРІСПЕ
Бұл жұмыс астрофизикалық институтта АН ҚазССР - да спектрдің (λ 0.6 - 1.1 мкм ) жақын инфрақызыл аймағында жүргізілген планета дискісі бойынша жарықтықтың обьсолютты спектрлік коэффисенттерін жеті жылдық комплексті бақалау негізінде сатурн атмосферасының газды және аэрозольды ортасының оптикалық қасиеттерін зерттеуге арналған. сатурн планетасы ғасырдан - ғасырға астроном бақылаушыларының назарын аударған , бірақ толығырақ зерттеу өткен ғасырдың 60- жылдарында ғана басталды деуге болады. Ғарыштық апараттармен айды, венераны, марысты, меркуриды сәтті түрде дамуын зерттеу сондай - ақ жерді бақылаулармен күн жүйесіндегі мейлінше алыс планеталардың зерттеу әдістерін енгізеді. (оның ішінде сатурн планетасы)
Ең алдымен бұл ғарыштық планеталардың зерттеу әдістерін және есептерін жетілдіріу қажеттілігі туындады. 60-жылдардың ортасында астрофизикалық инситтут АН ҚазССР - да В.Г.Тейфельдың жетекшілігімен спектрдің көрінетін аймағында сатурынды жүйелік бақалаулар басталған, мұндай бақылаулар шетелдің басқа обсерваторияларында жүргізілген, Дж.П.Койпер[1] және В.И.Мароз[2.3] фотоэлектірлік спектрометірдің көмегімен λ 1 - 1,2,5мкм диапазонында сатурын спектрін алды.
Сол кезде инфрақызыл аймақта (0.6 - 1.1мкм) сатурн спектрі аз зерттелген болып қала береді. Бұл жайында мына дәлел бойынша жорыуға болады: В.Г.Тейфельдың[4] жетекшілігімен 1970 жылға дейін басылп шыққан. Барлық мәлметтер қамтылған. Алып - планеталардың физикалық сипаттамалары анықтама шолуында спектірдің осы аймағында тұтылу алқабы белгіленген.
Толқын ұзындықтардың бұл диапазоны әртүрлі интенсивтегі метанның айнымалы тербелмелі жұтылу алқабының болумен сипатталады және олардың әрқайсында сатурын атмосферасында түрліше бүлыт қабатының құрылымы туралы мәлімет бар (осыған сәйкес ) сонымен қатар спектірдің жақын инфрақызыл аймағында (0.6 - 1.1мкм) сатурн дискісі бойынша әртүрлі өлшеу нәтижелері бойынша алынған, планеталардың әр түрлі оптикалық параметірлерін салыстру қызығушылық туғызады.
спектрдің (0.6 - 1.1мкм) жақын инфрақызыл аймағында сатурнның бұлытты жамылғысының сенімді спектрлік бақалау мәліметтерін алу болп табылады. Фотометірлік мәлметтер анализы бұлыт қабатының кейбір физикалық сипаттамаларын және сатурнның бұлыт үстіндігі атмосферасын бағалауға мүмкіндік береді. бұл жұмыста сатурнның спектірлік қасиеттерін жеткілікті толық сипаттайтын, толқын ұзындығы λ 0.6 - 1.1мкм аз зерттелген диапазонда алынған бақалау мәтериялы жаңа болып табылады. Толқын ұзындығының 0.6 - дан 1.1 мкм диапазонында сатурнды спектірлік бақалаулар нәтижесін және олардың планета атмосферасындағы сәуле шығару тасмалындағы маңызды роль атқаратын газды - азрозольды ортасының келесі оптикалық параметірлерін бақалауға мүмкіндік берген атмосфераның екі қабатты моделі маңайындағы түсіндірмесін ұсынды:
* Жұтылу алқабында бұлыт қабатының жарықтық коэффисенті;
* Бір рет шашырау альбедосы;
* Бұлыт үстіндегі атмосфераның оптикалық қалыңдығы;
* Аэрозоьдағы және бұлыт қабатының жоғары шегерасының жанында газбен жұтылған шашраудың көлемдік коэффиценттері;
* Бұлыт үстіндегі атмосферадағы метан құрамасы;
* Бұлыт қабатындағы шашрау актілерінің арасындағы фотондардың орташа еркін жүру жолына келетін жұтылыу газының молшері;
Жарықтың таралуы және атмосфералық оптикалық параметірлерінің бағасы жөнінде мәліметтер теориялық есептерді шешу кезінде қолданылады. Ал дербес жағдайда біртекті емес моделдерді есептеу үшін, мүнымен қатар (сатурнды ғарыштық зерттеу). Сатурынды жерлік және ғарштық зерттеу бағдарламасын ойлап шыңаруда қолданылады.
Шолу
Сатурн атмосферасындағы зерттеу толқын ұзындығының кең интервалындағы фотометрлік, поляриметрлік және спектірлік бағалауға негізделген. Бақылау жұмыстары планеталық атмосферада сәуле шығаруды тасмалдау бойынша теориялық зерттеулердің дамуымен тығыз байланысты. Өткен тәрихи мәлметтерге көз жүгіртпей- ақ, сатурынды фотометірлік бақалау өткен ғасырдың басында пулковский обьсерваториясында Г.А.Тихов[5], кейін Г.А.Шайнмен [6] жүргізді. Айдың және планеталардың фотометриясы, оның ішінде сатурындікі И.П.Барабошовтың жетекшілігімен Храков астрономиалық обсьерваториясында кең көлемде дамый бастады.[7-10]
Спектрофотометриялық өлшеу интенсивтіктердің сатурн дискісі бойынша үлестрілулердің спектрометрлік өлшеулері екі фактормен күрделенеді, планета өте үлкен емес бұрыштық өлшеммен (доғаның 20сек маңайында ) және жерге және күнге қатысты. Сатурн экваторының ең көп жазықтығындағы кең аумақта өзгерумен (27˚ маңайында). Сондықтан сол жылдардағы ерте зерттеулер негізінен экватор интенсивтігінің жанынындағы жарықтықты өлшеу бірдей емес оптикалық сипаттамаларға ие планеталардың әр түрлі кең белдеулері арқылы өтеді және сондықтан бұл бақалауларды түсіндіру мүмкін емес. Әр түрлі жылдарда орндалған жұмыстың бір қатарында осындай қателік бар.[11 - 15]
Осы тұрғыда сатурн экваторының эклиптика жазықтығына иілу жазықтығы болмаған кезде сатурнды фотометрлік өлшеулер үлкен қызығушылық туғызады. Сатурн дискісінің центірінің жарықтығының обьсолютты спектрлік коэффисенттерін өлшеу фотометірлік бақалаулардыдәлме - дәлдік үшін қажет. Бірақ, мұндай бақалаулар өте аз жүргізіледі. Тек Л.А.Бугаенко [23] және В.Г.Тейфель[23] және Макарти[21] спектірдің (0.6 - 0.2мкм) ұзын толқынды аймағында сатурнның жекелеген зоналардың геометриялық альбедодан дискінің шетіне қарай күңгірттеу коэффисентін қолданып, жарықтың коэффицентерін жуықтап табуға болады. А.М.Герецкийдің [24] фотометірлік өлшеулері бойынша сатурн дискісінің центірінің жарықтық коэффисенті анықталады. Оның алған нәтижелері жұмыстарда келтірілген жарықтың коэффиценті біршама өзгеше [21.23] және олар λ=0.655мкм 0.56мкм(КС - 11 фильтірі) және λ= 0.536мкм - 0.45мкм (3С - 1 фильтірі) құрайды. Автордың өзі 20% - ке дейін жүиелік қателік мүмкін екенін ескертеді. Кейін автор [27.24] сатурн дискісінің жарықтық коэффиценттерін анықтауды спектірдің жақын инфрақызыл аймағында, ультракүлгін және көрінетін аймақта А.П.Видмаченко [25], С.М.Гайсин.[26.32]
Спектрдің ультракүлгін және көрінетін аймағындағы диск центірінің абьсолютты жарықтық коэффисенттерін бақалаудың қысқаша қортындысын жасауға болады.
спектрлер және спектрлік анализ
ұзындығы шамамен 4000- 7600-A ге дейінгі электір магниттік толқындар адам көзіне әсер ете отырып, аралықтары бір бірімен анық шегарамен бөлінбейін көк, көгілдір, сары және қызғыл сары түстердің бүкіл рендері жататын қою күлгінен ( 4000A) қоңыр қызылға дейінгі түс реңіне береді. сы жарық толқындарының көзге тұтастай әсер еуі ақ үтс болып көрінеді. дегенмен, ақ түсі жіңшке саңылау арқылы, онан кейннен үш қырлы шыны призыма арқылы өткізіп құрамды бөлікерге жікеуге болады.(10-суре ) призымада ақ жарық сәулесінің қүраушылары өздерінің толқын ұзындықтарына байланысты әр түрлі ұзын толқынды сәулелер азырақ сынады. сондықан призымадан толқын ұзындығының өсіу ретімен орналысқан, шашыраүда сәулелер шоғы шығады. спектр - деп аталатын тұсіт жолақ үзеді.
спектрлердің түрлері әрқалай болып келеді, қызған тығыз зат мүмкін электр магниттік толқындардың бәрін шығарады. сондықан оның спектрі түтас немесе түрлі түсті жолақ түрінде үздіксіз болады. бірекі химиалық табиғаты сиретілген жарық шығаратын газдар қатаң түрде белгілі бір ұзындықтағы толқындарды шығарады, сондық олардың спектрі өздерінің саны мен орналасуы газдың химиалық табиғатына байланысты болатын жеке жарық жіңшке сызықардан түрады. мұндай спектрлерді сызықық спект рлер дейді. дәлірек айқанда, жарық шығаратын сутегі швейцария физигі И.Бальмер (1825 - 1898) есімі берілген бальмер сериясы деп аталатын спекірлік сызықар сериясын шығарады. Ғалам 1885 жылы спектрдің көрінерлік бөлігінде орналасқан осы серияның төрт сызығының толқын ұзындықтары арасындағы тәуелділікі айтқан болатын. бүл төрт сызық мынадай симолдармен белгіленеді:
H - қызыл сызық (6563A), H - жасыл сызық (4861A), H көк сызық(4340A), H- күлгін сызық (4103A),
күрделі молекулардан тұратын жарық шығарған газдар молекула құрамына кіреін, химиялық элементтерге тән. Спектірлік сызықар тобын құрайын бірнеше енді жолақ тудырады. егер де ыстық тығыз заттан шыққан жарық аздап қыздырылған сиреген газдан өтсе , онда үздіксіз спектр осы газға тән жарық сызықтар орналасқан орындарда жіңішке қара сызықтармен көлденең кесіледі. Бұл газдардың ұздіксіз спекірден өздері шығараылатын жарық толқындарын ғана жұта алатынымен , яғни 1859 жылы немс физігі Р.Кирхгоф (1824 - 1887) ашқан заңмен түсіндіріледі. бұл атомдардың жарықты жұтыу мен шағылуы әрбір химиалы элементке тән белгілі бір жиіліктер мен порциялармен өсетіндігн білдіреді. Қара сызықармен көлденең кесілген үздіксіз спекірлерді жұтыу спектрлері деп атайды. осылайша, спектрлерді шығарыу және жұту ретінде қарап заттың химиялық құрамын анықауға болады.
1) басқа нәтижелердің көпшілігі өзара жақсы үйлесімді.
2) сатурн дискісінің центірінің абьсолютты жарықтық коэффиценті толқын ұзындығы 0.4 - тен 0.7мкм - ге дейін жеткен сайын 0.2 - ден 0.8 - ге дейін монотонды өседі.
Сатурн дискісіндегі молекулалық жұтылуды зерттеу атмосфераның газды компаненттерін анықтап қана қоймай, сонымен қатар аэрозольдағы жұтылу және шағылу коэффиценттері, бұлыт үстіндегі атмосферадағы метан құрамы және басқалар сияқты планетаның бұлыт қабатының сипаттамаларын алуға болады. Сатурн спектірінің жақын инфрақызыл және көрінетін аймағында тек метанның жұтылу алқабы ғана бөлініп тұрады. Сатурн спектіріндегі бар басқада газдардың жұтылу алқабынан амиактің (λ=6450 А˚) жұтылу алқабын бөліп алуға болады. 6450 А˚ аймақтағы әлсіз жұтылу ГАО АИ УССР дейін [28] спектрометірлік өлшеулер бойынша және Мак Дональдың обьсерваториясындағы өлшеулер бойынша анықталады. Бақалаулар λ= 6450 А˚ алқабының тереңдігі сатурн дискісінің центіріне айтарлықтай әлсірейтінін көрсетті. [30] метанның жұтылу алқабы үлкен интенсивтікке ие, және сондықтан олардың планета дискісі бойынша бақалаулар экватормен салстрғанда планетаның оңтүстік және солтүстік жартышарларында 6190 А˚ метанның алқабының интенсивтілігінің күшейтетінін көрсетті. [16.31.33.34] метанның жұтылу жолағының интенсивтілігінің айтарлықтай вариациясы күйінде көптеген жұйелік емес бақалауларда келтіріледі. Астрофизикалық институт АН ҚазССР - де В.Г.Тейфель және Г.А.Харитонва 1966 - дан 1974 жыл аралығын қамтитын 7250 А˚ сатурындағы және 6190 А˚ метанның жұтылу жолағына жүйелік зерттеулер жүргізілді. [35] бақылаулар қортындысы бойынша олар мынадай қортындыға келеді:
1) Біріңғай ендікке қарағанда, экватордағы жұтылу айтарлықтай кем.
2) Экваториалдық зона үшін және меридиандағы жолақ тереңдігінң бірңғай ендігінде,Және шетінде дәлдікпен өлшеу қателктеріне дейін сәйкестенеді. Бақалау нәтижелерін түсіндіріу теориялық есептеулердің дамумен тығыз байлансты және жартылай шексіз бүлытты қабатты планета атмосферасында сәулелі энергияны тасмалдау бойынша есепті шешуге негізделген.
Алып планеталарға қолданып мұндай есептеулерді Хеьн - Гинстейн индикаториясы үшін Ж.М.Длугоч және Э.Г.Яновщкий жұргізілді:
χ (φ) = 1 - g2 (1+ g2 - 2g cos γ)32
G параметірінің әр түрлі мәндерімен, мұндағы γ - құлау бағыттарының арасындағы бұрыш В.В.Лоскут В.В.Аврамчук [39] мынадай түрдегі үіш мүшелі индикаторис қатары үшін осындай есептеулер жүргізеді:
χ = 1+ х1 cos γ + х2 Р2 (cos γ) ( мұндағы Р - Лежандыр палиномы) .
Планетамен шағылған күн сәулесінің қалптасуына алдыға қарай күшті созылыңқы шашрау индикаториасы ірі бөлшектер үшін кері шашрау маңызды роль атқарады. Бұл уақытта Хеньи - Гинстейннің комбинацияланған индикаторсалары үшін жартылай шексіз бұлытты қабатта сәулелік энергияның шашрауының теориялық есептеулерін К.Ю.Ибрагимов жүргізді. [41]
χ (γ) = bχ(g1 γ)+(1 - b) χ (g2, γ) (1.3)
В параметірін түрлендіре отырып, кері шашыраудың үлесін өзгертуге болады.
Бұл есептеулермен сатурындағы бақалау сәйкестігінg2=0,8, g2=-0,6, b = 0,95
Болған кезде В.Г.Тейфель алды жұтылу жолағының бақалау нәтижелерін түрлендірген кезде ассиметрия параметірі болатын Хеньи- Гинстейн индикатриса алынады. [40] 1690 А˚ және 7250 А˚ жұтылу жолағы өлшеу бойынша сатурынның ішкі бұлытты қабатында және сырытқы атмосферадағы метан құрамы төменде кестеде келтірілген.
Мұндағы С - бұлт үстіндегі атмосферадағы жұтылатын газдың құрамы. С - бұлтты қабаттағы шашырау актысының арасындағы фотондардың еркін жүріу жолының орташа ұзындығына келетін жұтылатын газдың мөлшері, С- нормалды шарттарға қатысты алынған бұлт үстіндегі атмосфераның негізіндегі метанның тығыздығы.
Жұтылу жолақтары үшін екі белдеудің әрқайсына 1690 А˚ және 7250 А˚ бұлт үстіндегі атмосферадағы метан құрамын бақалау едәуір ерекшеленеді. В.Г.Тейфль [40] айтып өткендей, бұл өлшеу қателктеріне емес, экваторлық және бірқалпты ендіктерде әр түрлі болатын сатурнның бұлттық жамылғысының едәуір вертикалды түрдегі біртекті еместігінен туындағын.
1 - Кесте
экватор
экватор
СН4 6190АСН4
7250А
СН4 6190А СН4
7250А
Хеньи-Гристейнның индикатрисасы (g =0,75, ρ0=0,75)
Сa м-амега 54 34 85 43
Сс, 11 9,4 13 15
Сs 16 10 27 14
Комбинацияланған индикатриса (g1 =0,8, g 2=-0,6, b=0,95
Са, 68 42 98 51
Сс, 13 13 16 25
Сs, 22 13 32 16
3.1 Есептің қойылымы
спектірдің көрінетін, ультракулгін және инфрақызыл аймақтарында сатурнның жетіліуін сәтті түрде зерттеуге қарамастан, жақын ИҚ - аймақта оның 0.6 - 1.1мкм спектірі аз сәулеленетін болып қала береді. Жоғарыда аталып өткендей, планетаның аз әсерленуі туралы В.Г.Тейфель жалпы редаксиясының 1970 жылға дейін басып шығарған атмосфералардың физикалық қасиеттерімен алып планеталардың ішкі құрамы туралы барлық ақпаратты қамтитын алып панеталардың физикалық сипаттамалары атты анықтама шолуында спектрдің бұл аймағында жұтылу жолақтары байқалған.
Бұл толқындар ұзындығын зерттеу барысында бұлтты қабаттың құрамы туралы қосымша ақпарат беретін интенсивтегі әр түрлі метанның аймағындатербелмелі жолақтарының жұтылумен сипатталады. Көрсетілгендей, бұлт үстіндегі атмосферада 7250 А˚ жұтылу жолағы бойынша анықталған метанның құрамы 6190 А˚ жолағы бойынша анықталған метанға қарағанда кем емес. Яғни терең жұтылу жолағына метан құрамының мейлінше аз болуына сәйкес келеді. 0.6 - 1.1мкм толқын ұзындығының аралығында өзінің интенсивтілігі бойынша 6190 және 7250 А˚ жуық 8860 және 9870 А .жұтылу жолақтары бар, және интенсивтіглігі әр түрлі жұтылу жолақтарын бақалаудан алынған метанның құрамын салструым үлкен қызығушылық туғызады. Осыған байлансты метанның жұтылу жолақтарымен олармен көршілес үздіксіз спектір аймақтарында спектірдің жуық ИҚ аймағында сатурнның бұлтты жамылғысының бақалаудағы сенімді мәлметтерін талдау мәлметтері бұлттық қабатпен сатурнның бұлт үстіндегі атмоспераның кейбір физикалық сипаттамаларын бақалауға мүмкіндік береді.[40]
3.2 Бақалау әдістемесі мен аппараттарға қатысты талаптар
Әдетте, молекулалық тұтылудың зерттеу жұтылу жолақтарының профьидерін зерттеуге негізделген. Бірақ, бұл әдіс күшті жұтылу жолақтарының тереңдіктерін зерттеу негізінде жеткілікті нақтылқты қамтамасыз етпейді. Сондықтан да, метанды жұтылуды зерттеу кезінде жолақтар профилдерін өлшеудің классикалық әдісінен бас тарттық.
Біздің бақалаулар мәселесіне тереңдігі 0.4 - 0.7 құрайтын бірқалпты жұтылу жолақтарын (7250A˚ , 7900A˚ , 8610A˚) зерттеу, сондай - ақ, R - 0.95 күшті жолақтарда (8860A˚ , 9870A˚) зерттеу кіреді. Бұл кезде ең үлкенсәулелену қарқындылығы үздіксіз спектір аймағындағы сатурн дискісінің орталығына сәйкес, ал ең аз әсерлену - күшті жұтылу жолақтарындағы дискінің шеткі аймақтарына сәйкес келеді. Осылайша, сатурнды спектірлі бақалау кезінде интенсивтіліктің ең үлкен төмендеуі 65 Дб құрайды. Мұндай үлкен динамикалық динамикалық дипазон күшейту коэффисенттерін қосылмауынсыз сызықты күшейткіштермен байлансты болуы мүмкін. Сондықтан сатурн дөңгелегңі бойынша зерттелетін толқын ұзындығын жұтылу жолағының ортасында, сондай - ақ оның көршілес үздіксіз спектір аймағындада тіркеп кеңістіктік сканерлеу жүргізіу шешімі қабылданады. Бұл кезде интенсивтіліктің түсіуі 30 Дб аспайды, және динамикалық сызықты күшейткіштердің ауқымында жатады. Сканерлеу бағытты барлық сканер дөңгелектің ортасынан өтіуі керек еді. Бұл дөңгелектің ортасына өлшенетін интенсивтіктерді нормалыу үшін және дөңгелек ортасының абьсолютты жарықтану коэффисенттерімен байланыс орнату үшін ыңғайлы. Алынған сканер бойынша сәйкес толқын ұзындығына сатурын изатоптары тұрғызылады. Алынатын кескін профилінің белгілі масштаптарында дөңгелек ортасының В сақинасына қатысты орналасыуын анықтау оңай( кескіндер масштабы және анықталады) сатурнның өсінің эклиптика жазықтығына қатысты едәуір еңкіштігіне байлансты сфералық координаталарына өтіп, жеке бұлыттық құралулардың бойындағы, жарықтану таралуын алу мақсатында түсіу бұрышы мен шағылу бұрышының арасындағы байлансты анықталыды. Салстыру үшін таңдап алынған тіркеуші жұлдыз стандарттарына байлансты, 0.8 мкм жоғары болатын аймақтарында абсолютты бірліктерінде энергияның таралуы туралы мәлметтер жоқ. Абьсолютты сатурн спектірі параметриясының орндалуы барысында екі кезеңге бөлінеді:
1) Күнге қатысты планета дөңгелегінің центірінің салстырмалы шағылдыру қасиеттерін анықтау ( λ=6800А˚ қатысты нормаланған )
2) салстрмалы шағылдырғыш қасиетті анықтау сатурнге салстыру әдісімен жұргізіледі. Ай мен күндізгі аспанның спектірлері үшін тиімді емес. Себебі, олар зерттелетін толқындар аймағындағы күннің толқын ұзындығынан едәуір ерекшеленеді;
сипатталған өлшеу әдісі мүмкіндік береді:
1) бір күшейтіу ауқымында динамикалық ауқымы 30 Дб аспайтын фотометірлік өлшеу дәлдігін жоғарлатуға.
2) Жұтылу жолақтарының профильдерінің жазбалары кескінің сапасын бақалауға мүмкіндік болған кезде алынатын кескін профильдері бақалау бойынша тікелей кескін сапасын бақалауға. Атмосфералық діріл кескінін түзету бақалауларға 1980 жылы қолдану нәтижесінде өлшеу дәлдігін жоғарлатуға мүмкіндік береді. Таңдап алынған толқындарда сатурн дөңгелегінің берілген аймақтарының жіңшке жолақтары фотомериясын ескеретін бақалаулармен абсолютты жарықтану коэффисенттерін өлшеу жиынтығын сәтті жүргізіу үшін келесі талаптарды қанағаттандыратын аппаратураны жасау қажеттілігі туындайды.
oo Жұлдызды стандарттарға абсолютты байлануды алу.
oo 30 - дан 240 А˚ - дейінгі спектірлік рұқсаты бар берілген бағытпен толқын ұзындығының үлкен аралығында планетаның дискісіне жарықтанудың салстырмалы таралуын алу.
oo Планета дөңгелегіндегі фотометрияланатын аймақтың дәлдігі 0.05 радиусынан төмен болмайтын белгілеу.
oo Атмосфералық тосқауылдарды бақалаумен болашақта ескеру мүмкіндігі.
2 0.6 - Дан 1.1 мкм - ГЕ ДЕЙІНГІ СПЕКТР АЙМАҒЫНДА САТУРЫННЫҢ СПЕКТРОМЕТРИЯЛЫҚ ЗЕРТТЕУ АППАРАТУРАСЫ.
Спектрометриялық зерттеулер кезінде бақаланатын ақпараттарды алу фото бақалау құрылғыларын дұрыс таңдауға , олардың қызыметіне , сигналдардың келесі электронды өңдеумен тиімді сәйкестік шамаларына сондай - ақ ақырғы тіркеуші қондырғыға тәуелді. Берілген тарауда 0.6 - 1.1 мкм спектірлік аралығында сатурын дөңгелегі бойынша метанды жұтылуды зерттеу үшін аппаратураның зертханалық және табиғый зерттеулер, жетілдіру сұрақтары қарастырылады. Фотометірлік өлшемдерге қолданылатын аппаратура бақалау барысында жетілдіріледі. Алғашқыда АСП - 21 спектрографы спектр мен өріс бойынша бір каналды сканерлеуші спектрометірге айналдырады. Жер атмосферасы енгізетін кеңістіктік бұрмаланудағы есептеу және де мүмкіндігінше ескерілу мақсатында спектрометірдің бір каналды нұсқасы екі каналды кеңстіктік және спектрлі сканерлеуші спектрометірге айналады. Ag - O - Cs, фотокатоды бар фотоэлектірлі көбейткіштердің өзіндік шуыл деңгейі салстырмалы түрде жоғары болғандықтан сигналдың шуылға қатысты алу фотокөбейткішті суыту қажеттілігі мен байлансты. Ол үшін ФЭУ - ді құрғақ көмір қышқылының температурасына дейін суыту үшін тоңазыту камерасы құрастырылып жасалады. Электір сигналдарын күшейтіу мен тіркеу электронды жүйе арқылы жүргізіледі. Ал қызымет көрсету барысында үнемі жетілдіріп отырады. Алғашқы жылдары кұшейткіштердің қайта жөндеумен өткен шығарылатын блогы бар кактус - СМ - 1 түріндегі алдын - ала өнеркәсіптік күшейткіш қолданылады. Соның ішінде өлшенетін сигналды интегралдау мүмкіндігі мен сигналды алыу қатынасы кіреді.
2.1 Сатурн спектрн фотометриялық өлшеу аппаратурасы
Атмосфералық тосқауылды ескеріу және мүмкіндігі бойынша әсерін әлсәретіу үшін және бақалаулар эффективтілігі жоғарлату үшін АН ҚазССР астрофизикалық иниститутта сол АСП - 21 стандартты спектрографтың негізінде оптикалық схемасы 1 - суретте көрсетілген екі каналды спектрометір жасалады. Спектрометірдің кіріс саңалауы телескоптың позициялық подшипнигі арқылы планета дискісіне қатысты керек бағытта спектрометірдің ішіне зерттелген обьлстан сәуле енгізіп бағдарланады. Тікелей кіріс саңалаудың беттерінің астына телескоптың фокалдық жазықтықтан 0.5 мм қашықтықта өзінің бетіне үіш төрітбұрышты тесігі бар 2 сканерлеуші элемент орналасқан. Олардың әрқайсының қызметі келесідей:
1-сурет Сатурн спектрн фотометриялық өлшеу аппаратурасы
1) АЭТ - 8 - дің 28- метірлік фокусында 1.0 бұр.сек 7.4 бұр.сек бұрыштық өлшемдерге сәйкес ені 0.14 және биіктігі мм сканерлеуші диафрвгма. Жұмыс кезінде сканерлеуші диафрагманың биіктігі өзгеріуі іздеу шамасына қарай спектрометірдің кіріс саңалауының диафрагмасымен беріледі. Телескоптың көрсетілген фокусында фокалдық жазықтықтан 0.5 мм қашықтық кеңістік айрмашылығы 0.1 бұр.сек кем емес шамаға нашарлатылады.
2) Жұлдыздық стандарттарға абсолютты айналатын диафрагма ені 0.4 мм және 2.95 бұр.сек биктігі спектрометірдің кіріс саңалаумен бақаланады.
3) Ені 8 мм (- 60 бұр.сек ) диафрагма планетаның алынған обьлысына интегралдық (өріс бойынша ) зерттеулер жүргізіуге мүмкіндік береді.
Тұтастай сканерлеуші элемент шамасын санау жұмыстық диафрагманың планета дискісіндегі ішкі координат жұйесіне қатысты орын 0.1 бұр.сек дәлдікпен анықтауға мүмкіндік беретін стандартты микрометірлік винтпен қозғалысқа келтіреді қозғалу механизімі жұмысты қолмен басқаратын және автоматты режимдерін қарастырады. Соңғы жағдайда 0.5 бұр.сек - тен 100 бұр.сек дейінгі көкте сканерлеу жамылғысының кең ауқымы қарастырылған. Сканерлеу бағытын автоматты аустыру тіркеуші құрылғымен реперлі сигналды беріу арқылы электронды басқару схемасымен іске асырылады. Қалыңдығы 1.5 мм мөлдір кварцты 3 пластина өткен сәулені екі шоққа бөледі. Негізгі бірінші спектрометірдің опиткалық жүйесі, 4 шығыс саңалау, 0.3 - 1.1 мкм дипазонындағы толқын ұзындығы 600 ден - 300 ге дейін штрихты алмалы - салмалы дифракциялық торларды қолмен және механикалықбұру арқылы шығарылады. 2 - ден 240 А шетіндегі спектірлік айрғыштық шығыс саңалаудың енімен беріледі. Екінші көмекші шоқ фабри линзасы. Тірек толқын ұзындығын таңдауға мүмкіндік беретін 6 амалы - салмалы интерференциялық жарық фильтірлері жұйесімен өтіп фотокөбейткішке түседі.
Кварцты пастинаны енгізгендегі негізгі арнадағы жарықтың әлсіреуі 7% - ден асқан жоқ. Бұл тұтастай жүйесінің өтімділік күшіне ықпал еткен жоқ. Екі арнадада өріс бойынша жарық берілудің бір қалптылығы күндізгі аспан бойынша тексеріледі. Шаұылдыруыш беттердің тазалығына және екі арнаның юстровкасы дәлдігіне қойылатын талаптарды сақтағанда жарық берілу барлық өріс бойынша бірқалптылығна ауытқуы 2 % - тен асқан жоқ.
Сатурн дискісіндегі фотоэлектірлік қиықтарды алынған планетаны гидірлеу шарттарын жеңілдету үшін спектрометірдің кіріс саңалауына қатысты (оптикалық оське перпендикулияр ) 8 гидірлеуші микроскоптың окуляры 9 арнайы крестке орналастырылады. Планетаның берілген бұрыштық мөлшеріне есептелген планеталық элепистің диаметіріне тең a және b жарықтары ішінде планеталық дискінің кескіні ұсталып тұрған рамка болып келеді. Бұл айтарлықтай дәрежеде гидірлеу шарттарын жеңілдетеді. Экваторлық және полярлық радиустар үлесінде градуирленген X және Y осьтері жеткілікті дәлдікпен диафрагманың жұмыстық күйін немесе спектрометірдің кіріс саңалауын 10 мкм винттың көмегімен гидірлеуші микроскоптың қозғалмалы окулярын жылжыту арқылы қойылады.
Бірінші арна суытумен ФЭУ - 62 , ФЭУ - 83 қолданылса ФЭУ - 79 да тірек толқын ұзындығы кұшті жұлдыздан еркін λ=6600А˚ деп таңдалғандықтан. Мультисілтілік ФЭУ осы обьлыста жеткілікті сезімталдыққа ие болғандықтан суытпай ФЭУ - 79 бен жұмыс жүргізіледі. Λ 0.8 мкм - ге сезімтал фото катоттар шудың салстырмалы жоғары деңгеймен сипатталатындықтан фото көбейткіштер суыту мәселесіне сөзсіз байлансты. Сондықтан, ФЭУ - 62, ФЭУ - 28, ФЭУ - 83 үіш типті сұйық көмір қышқылы температурасына дейін суыту мәселесін сәтті шешкен суыту камерасы конструкцияланады. ФЭУ - мен фотоблоктың эскизі 2 - суретте бейнеленген.
Сәулеленудің барлық қабылдағыштары жарық беру сызықты болуына тексеруден өтті және жарықтануды 4 рет өткізгенде күшейтіудің барлық дипазонның 1% - нашар емес қанағаттанарлық нәтижелер көрсетті. Әрбір дипазонның ішіндегі жарықтанудың өзгеріуін жарықтандыратын көзді алыстату арқылы іске асырылады. Бұл жағдайда электір сигналы фотокатоттан жарық көзіне дейінгі қашықтықтың квадраттарына кері пропорционал өзгереді. Ал әр бір дипазоннан келесіне өткенде бейтарап (нейтрал) сүзгілерді енгізіу арқылы өзгереді.
ФЭК үшін тоңазытқыш құрылғы:
Дюралюминаден жасалған тоңлазытқыш камера 1 арасындағы жылулық, металдық корпуспен 2 қапталған пенопласты 3 тұрады. Жарық өткізгіш 4 ұзындығы 10мм ден 60мм сол оргайнетпен тұрады. ФЭУ тор бөлігі 5 арқылы фотокатодты суыту орындалады. Кіріс камераның кіріс саңалауында жарық ағынның 6 тұрады. Саңалау 7 арқылы хладоагентпен толтырлады. ФЭУ диаметіріне байлансты бөлшектің ішіне өткізгіш центірлік вклвдыш 8 орналастырылады. Фотокөбейткіштің ұзындығының айырымы тоңлазытқышпен 10 фотоблокта 9 сәйкеседі . бұл ФЭУ үшін ыңғайлы. Фотоблок корпусына кернеу айрымы 11 және уақытшы көбейткіш 12 орналысқан. ФЭУ цоколь 13, панел 14 және кернеу айрымы герматталған. Суыту жүйесінің нәтижесі:
1) Фотокөбейткіштің шуы екі есе азаяды.
2) Тоңазытқыштың сағат бойы жұмыс кезінде ФЭУ фотокатодтың болуы және жарық өткізгіштігінің болмауы.
3.2 электір сигналдарын тіркеу болгы
электір сигналдардың көмегімен тіркелуі қызмет көрсету барысында үнемі жетілдіріліп отырған электронды жүйемен жүзеге асырылады. Тіркеу болгының ақырғы жартылай өткізгіштік нұсқасы АФИАН ҚазССР СС құрылымдық бөлімінде шығарылумен 3 - сурет көрсеткендей жасалып шығарылады. Екі каналды бірдей қолданатын ФЭУ түрлер ескермегенде ФЭУ 1.2 - ден электір сигналдарын ток күшейткіштерінің функтсиасы орындайтын алдын ала күшейткіштерге 3.4 келіп түседі. Ары қарай күшейткіштен шығатын сигналдар бірден жазылатын ЭПП - 09, 11, 12 п жүргізілетін интеграторларға отенцияметрлері келіп түседі немесе комутацияланады Вк 1 тумбілерімен 7.8 келіп түседі. Интеграторлы электір сигналдарын таймермен13 берілетін белгілі бір уақыт ішінде қосындыланады. 3 суретте тіткеуіш құралдың блогы
2 сурет- ФЭК үшін тоңазытқыш құрылғы
2-кесте
1.2 - ФЭУ 3,4 алдын ала күшейткіштер , 7.8 интеграторлар, 14 - ЭПП -0.9 базасында қатынас схемасы . екі электір сигналдары да ЭПП - 0.9 базасында орналасқан және екі електір сигналдың орын басыу схемасы байынша орындалған. Екінші каналдағы электір сигналдардың 1 қатынасын алу схемасына 14 келіп түседі.
3-суретте салстыру үшін бір мезгілде алынған интегралдық жинақтаушымен ( қисық 2) жұтылу жолағының жазбаларын салыстру үшін келтірілген.
Жарық сигналы шуылының елеулі мәндерінде интегратор өлшеу нәтижелерін орталайды. Ол бақаланатын материялдық өңдеуді жылдамдатуға және өлшеу арқасында дәлдікті жоғарлатуға мүмкіндік бар.
Планета дөңгелегінің шекті аймақтарындағы спектрлік ерекшеліктерді зерттеу кезінде атмосфералық тосқауылдарды автоматты түрде ескеру үшін сигналдар 1950 ж Һ.Хилттнер ұсынған әдіс бойынша өздігінен жазатын құрылғыда қатынастар схемасына екі каналдан беріліп тіркеледі. Ол жұмыста өз қолданысын тапты. Біреуі (тіркеуіш) үздіксіз спектірлік, ал екіншісі(негізгісі) жұтылу жолақтарының әр түрлі аймақтарында қатысты болатын екі толқын ұзындықтарында планетаның фотометірлік профилдерін тіркеумен параллель жүретін қатынастар схемасы планета дөңгелегі бойынша таралу жанама түрде ақпарат бере алады.
Сипатталған аппаратура бақалау прогаммасына қатысты төмендегі талаптарды орындау барысында ауқымды бақалау мәтериялын алуға мүмкіндік береді:
oo сатурн дөңгелегі центірінің жұлдызды стандартталған абсолютты байлануын алу;
oo берілген бағытта және 30 - дан 240 А˚ дейінгі спектрлік рухсаты бар толқын ұзындығының ккең аумағында планета дөңгелегі бойынша салыстырмалы жарықтану таралуын алу;
oo доғаның 0.05 радиустан кем болмайтын планета дөңгелегіндегі фотометірияланатын аймақты тіркеу;
oo 1% - ден кем түспейтін өлшеу дәлдігі мен нәтижелердің алынуы;
oo Бақалау және болашақта атмосфералық тосқауылдардыескеру мүмкіндігі;
3.3 Сатурн дөңгелегі центірінің жарықтану коэффицентінің абсолютты өлшемдері
Салыстру мақсатында таңдап алынған тіркеуші жулдызды стандарттар үшін λ 0.8 мкм спектір аймақтарында абсолютты біркелкі энергияның таралуы мәлметтердің болмауына байлансты, сатурынның абсолютты спектрометрия себебі оны жүзеге асыру барысында екі кезеңге бөлінеді:
1. Λ 0.5 1.1 мкм күнге қатысты планета дөңгелегінің центірінң салстырмалы түрдегі шағылдырушы мүмкіндіктерін анықтау (λ= 6800А˚ қатысты нормаланған) .
2. Λ 0.5 1.1 мкм стандартты жұлдызында абсолютты байлану, салстырмалы шағылдырғыш мүмкіндіктерді анықтау сатурн мен тікелей күн дөңгелектері центірінің спектрілерін тексеріу үшін пайдалану тиімді деп табылған. Себібі, олар зерттелетін толқындар аймақтарындағы күн спектірін зерттеуден едәуір ерекшеленеді салыстыру спектірлерін алыу үшін мейлінше тәуір- ол күннің өзінің спектрі.
Салстыру спектірлерін алыу үшін күннің өзінің спектірі жақсы сәйкес келеді. Бірақ ол аз кезінде оның ағынның 9 -10 есеге әлсіретуге және күн мен планеталық спектірлерді тіркеу мезетінде атмосфераның тұнықтылығын өзгертуді ескертуді қажет етеді. ИҚ - спектірлерінің жуық аймақтарында зеттеу кезінде таза жер атмосферасының қарамағынан әлсіретуші фоктор - шашрау емес, таза жұтылу болып табылады.
Экстинкциялық тұрақсыздығы ең бастысы су буының ауспалы құралының бақалау 0.93 мкм шамасындағы су буының интенивтілік жолақтарының өлшеу арқылы жүргізіледі және бақалау шарттары бірдей деп есептеленеді. Егер салстыру жұлдызы мен күн спектірндегі тең зинитті қашықтыққа 10 сағаттық уақыт интервалмен алынған су жолақтардағы айрмашылқтар 3 - 5 пайздан аспайды. Күннің жарық ағынның әлсіреуі әр түрлі радиустың шеңберлерінде симетриялы орналасқан тесіктер жүйесі болып табылатын гартман диафрагмасымен жүзеге асырылады, оның әсері телескоптың кіріс көзінің эффективті ауданнының кішіреюіне негіздглген. Сонымен күннен келетін ағынның шамасы шамамен төтіт есе азайады. Ары қарай азайту күн дөңгелегіне доғаның 4 кв. Сек (λ= 0.32 мм 28 -фокуста) ауданы аймақтың бөлінуіне байлансты 6 есеге жетті. Жалпы алғанда күн ағыны шамамен 10 оғыз дәрежесінен 10 оныншы дәрежесіне дейін әлсіреді жіне толқтай фотометриялы болады. Күн дөңгелегінің центірінің спектірін бүкіл дисктің спектіріне ауысу мына формула бойынша жүргізіледі:
Bg(λ)=β(λ)Bц(λ) (4)
Мұндағы,β(r)- ,бүкіл күн дөңгелегінің спектіріне Bg(λ) энергияның таралуы мен күн дөгелегінің ортасында Bц(λ) энергияның таралуы арасындағы қатынасты өрнектейтін спектірлк коэффициент. β(λ)-- коэффиценті жарықтанудың түсіуін күн дөңгелегінің центірінен ортасына қарайғы бағытта сипаттайды және қазіргі кезде спектірдің кең ауқымы мен күн сызықтаының ұлкен саны үлесін жақсы зерттеген (0.5% аспайтын қателікпен) .
Күшейту коэффисенттерінің әр түрлі мәндерінде алынған сатурн мен күн спектірінің жазбаларын сәйкестендіріу мысалдары келтірілген. Спектірлік қисықтар нормаланған интенсивтілікке қатысты λ= 6800А˚ толқын ұзындығы күшті жұтылудан еркін аймақта таңдап алынады. Спектрометірдің гадиуиренуі сынап сызықтары бойынша жүргізіледі. Жарық көзі ретінде ПРК -2 түріндегі қорғасын шырағы қолданылады.
Салструға 1977, 1979, 1980 жж үшін сатурн дөңгелегінің центірінің шағылдырушы қабылетін зерттеу нәтижелері келтірілген,сатурн дөңгелегі центірінің шағылдырғыш қасиеттерін әсіресе, 8860 және 9870А˚ жолақтарында ерекше байқалады. Көрінетін айамышылқтардың жылдан - жылға артуы дөңгелектің көрінетін центіріне планетаның әр түрлі ені сәйкес келумен вариациалары жапсарлаады.
Абсолютты бірлікте жарықтану коэффиценттерін анықтау үшін орталық мердиан енінің 2 сек доғасында спектірлерді тіркеу жұргізіледі. Ал экваторлы белдеудің 1980 ж салыстыру жұлдызының энергиясының белгілі спектірлік таралуы бар жұлдыздар олардың тең зинитті қашықтықтарды өтіудің уақыттық интеавалы 30мин аспайтындай етіп таңдап алынды.
Осындай бақалау әдістемесінде атмосфераның мөлдір болу коэффицентін бақалау қажеттілігі туындады. Спектрометірдің кіріс көзінің ені(сатурн белдеуінің зерттеленетін ені) стандартты микрометірмен айқындалады. Планета дисксі центірінің жарықтану коэффисенттері мына формула бойынша анықталады:
P(λ)=kPIr²ω*Bпл(λ)E(λ)I(0.λ)B*(λ) .EI(r.λ)dr (5)
Мұндағы, к- әр түрлі күшейту реимдеріндегі өту ауысу коэффиценті, R -сатурнның радиус вектры, w сатурн дөңгелегінде келіп алынатын бенелік бұрыш. Bпл(λ) , B*(λ).диаграмма лентасынан түсіріп алынған есеп берулер, B*(λ) -жүлдыз спектрндегі энергияның абсолютты таралуы E(λ) күн спектріндегі энергияның абсолютты таралуы I(0.λ) дөңгелектің ортасындағы интенсивтілігінің мәні.Экватордың бүкіл жарықтануынан(орталық мердианның) дөңгелектің центіріне ауысуға қажетті жеке толқын ұзындықтарындағы (6800,7250,7900А˚) орталық мердианның немесе сатурын экваторының бойындағы жарықтанудың таралуы солкүні алынған планета экваторының сандары( орталық мердианның ) алынады.
Жарықтану коэффиценті кесте 50А˚ қадамы бар 1 - 3 қосымшаларында келтірілген үздіксіз спектірдің аймақтарындағы алғашқы стандарттардың спектірлерінде қателктерді ескермегенде жарықтану коэффиценттерінің анықтаудағы қателік 3 - 3.5 пайызға жетеді. Өлшеу нәтижелерін басқа авторлармен салстыру қыйынрақ, біріншіден: жақын ИҚ - спектр аймағынлдағы абсолютты коэффиценттері тіпті жүргізілмеді десек те болады. Екіншіден: дөңгелек центірін өлшеу әр түрлі бақалау мезгілдерінде жүргізіледі және олар әсіресе жжұтылу жолақтарында байқалатын өзының шаылдырғыш қасиеттерін әр түрлі белдеулік ендіктерде орналасқан. Сәікестік спектірдің 0.5 - 0.7 мкм жаылмалы аймақтарында мүмкінболады, бірақ бұл сәйкестік нақты емес, себебі, мултисілтілік фотокатодтардың сеззгіштігі λ 0.5 мкм жуықтағанда төмендейді. Ал өз кезінде оттегі - цезилі ФЭУ сезгіштігі λ 0.5 мкм - не бастап бірқалпты өседі. Сондықтан - да , спектрді бұл аймақтардағы өлшеу дәлдігі төмен. Бірақ, сонда да λ 0.6 мкм аймағында көптеген абсолютты өлшемдермен салстру жүргізіуге болады.
Сатурн үшін осындай түрдегі спектрометірлік зерттеулерді тек Л.А.Бугаенков[22] мен В.Г.Тейфель[21] және Г.А.Харитонова [23]жүргізді.
Жарықтану коэффиценттерін Бейнедер мен Маккарти келтірілген геуметіриялық альбедонның мәндері бойынша анықтауға болады. Біздің өлшеулер осы авторлардың пікірімен сәйкес келеді. Бірақ, А.М.Грецкийдің сезгіштік фотоэлектірлік өлшемдерінен едәуір ерекшеленеді. Автордың өзі симетіриялық қателіктің 20 пайызға дейін болуын жоққа шығармайды. Оның 1971 - 1972 жж жүргізілген бақалаулар бойынша λ 0.655 мкм дөңгелек центірінің жарықтану коэффиценті (КС - 11 сүзгіш ) 0.57 тең болады. Ал өз кезегінде берілген жүмыстың және басқа да авторлар жүмысының нәтижелері бойынша 0.7 - ден 0.8 - ге дейінгі аралықта тербеледі. Сфералық және релей шашырау индикатрисасы бойынша 1 кестеде келтірілген атмосфера параметірінің мәндері алынады.
3 САТУРЫНДЫ ФОТОМЕТРИЯЛЫҚ БАҚЫЛАУДЫҢ НӘТИЖЕЛЕРІ
3.1. Ендік бағытта Сатурн дискісі бойынша жарықтаныдың таралуын зерттеу
1) Бақылаудың әрбір датасы үшін қима масштабын анықтау компоненттердің арасындағы бұрыштық қышықтықты біле отыып қоссарлы жұлдызды сканерлеу арқылы жүргізілді. (Аққудың β және Орион шоқжұлдызындағы α=Sh. 32м, 6, σ=-60, 2). Спектрографтың кіріс саңылауы жұлдыздар жұбын жалғастыратын жалған түзу бойымен бағдарланды. Сканерлеуші саңылаудың конструкциялық ерекшеліктерін (биіктігі 7 сек. Доға және ені 1 сек. доға) кіріс саңлауды жазу (ашу) 7 сек.доға етіп шектелді, ал сканерлеу 1 сек. Доғамен іске асырылды. Жиырма-отыз еселі сканерлеу қию масштабын 1% - тен кем емес дәлдікпен анықтауға мүмкіндік берді.
2) Шайылу функциясын анықтау. Бақылаулардың әрбір сериясынан кейін жұлдыз кескінін планета маңына жазу іске асырылды. 10 - нан 20 - ға дейін жұлдыз жазбаларын орташаланғаннан кейін G(x) шайылу функциясы анықталды. Сканерлеу масштабын анықтағандай іске асырылады. G(x) шайылу функциясын оның ықпалын ескеретін көптеген авторлар Гаусс функциясы бойынша шайылу функциясы гаусстық таралудан ерекшеленеді. Бұл 6 - суретте жақсы көрінеді. G(x) - ті екі гаусстан қосындысы түрінде көрсету ыңғайлы болады.
G(x)=1с(с1ехр (-х2Р12) + (1-с1)ехр(-х2Р22))
С1, С, Р1, Р2 параметрлері нақты таралудан ығысудың ең кіші квадраттары әдісімен анықталады. Шайылу функцисының нақты таралуға ықпалын ескеруді тек 1980 ж. Бақылаулар нәтижесіне қолдану ғана мүмкін болды.
3) Өріс бойынша жарық берілудің бірқалыптылығы және сканерлеудің бірқылыптылығы. Күндізгі аспандағы жазба бойынша бақылаудың әрбір түніне дейін және кейін тексерілді. Қарастырылған жағдайда кіріс саңылаудың ені тұрақты және 1 сек. Доғаға ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Жұмыстың құрылымы: бұл жұмыс 27 бет, 6 формула, 7 сурет, 5 кесте және 18 қолданылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
Жұмыстың мақсаты: спектрдің жақын ИҚ аймағындағы сатурынның бұлытты жамылғысының сенімді спектрлік бақалау мәлметтерін алу болып табылады. Фотометрлік мәліметтер анализы бұлыт қабатының кейбір физикалық сипаттамаларын және сатурынның бұлыт үстіндегі атмосфералық бағалауға мүмкіндік береді.
Негізгі ұғымдар: спектр, толқын ұзындығы, интерперетция, Жалтырау, ИҚ облысы, Фабри линзасы, ФЭК , Жарықталу, Тұтас спектр, Жолақты спектр.
Жаңалығы: бұл жұмыста сатурынның бұлытты жамылғысының спектрлік қасиеттерін жеткілікті толық сипаттайтын, толқын ұзындығының аз зерттелген диапазонында алынған бақалау материялы жаңа болып табылады.
Зерттеу обьектілері:
* Жұтылу алқабында бұлыт қабатының жарықтық коэффисенті;
* Бір рет шашырау альбедосы;
* Бұлыт үстіндегі атмосфераның оптикалық қалыңдығы;
* Аэрозольдағы және бұлыт қабатының жоғары шегарасының жанында газбен жұтылған шашраудың көлемдік коэффиценттері;
* Бұлыт үстіндегі атмосферадағы метан құрамасы;
* Бұлыт қабатындағы шашрау актілерінің арасындағы фотондардың орташа еркін жүру жолына келетін жұтылыу газының молшері;
Зерттеу нәтижелері: сатурн экваторының эклиптика жазықтығына иілу жазықтығы болмаған кезде сатурынды фотометірлік өлшеулерін жүргізіу.
ГЛОССАРИЙ
Толқын ұзындығы - бірдей фазадағы тербеліп тұрған бір-бірімен өте жақын екі нүктенің орта қашықтығы. Әдетте толқын ұзындығын гректің λ әрпімен белгілейді.
Интерперетция - бірдей тербеліу жиіліктегі ені қойлған кездегі толқынның көлеңкеленуіне дейінгі жарықтың күшеюі немесе әлсіреу құбылысы.
Спектр - (латын сөзінің spectare - көру) физикада физикалық шамалардың мәнінің орналасуы, сонымен қатар осындай таралуды графиктік түрде әдетте спектр ішіндегі электромагниттік спектр болады. Электромагниттік сәуле шығару жилік спектрі.
Жалтырау - бірлік уақыт ішінде шығарылатын энергия.
Жарықталу - бірлік аудан ішінде бір секундта өтетін энергия.
Тұтас спектр - Қыздырылған дененің тығыздығы артқан сайын, олардың спектрі жаймаланып, бір түстен екніші түске жайлап өтеді. Ондай спектрді тұтас спектр деп аталады.
Жолақтық спектр - Күрделі молекулалардан тұратын шығарғыш газдар молекула құрамына кіретін, химиялық элементтерге тән, спектрлік сызықтар тобын құрайтын бірнеше жолақ тудырады.
Фабри линзасы - екі параллель тұрған айна сәулені шағылдырады.
ФЭК - фотоэффектік ақылы шыққан электрондар санын электродтар арқылы көбейтеді.
ИҚ облысы (инфрақызыл облыс) - толқын ұзындығының 4700-7000Ả аралықта көрінуі.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
1 Шолу
0.1 Есептің қойылымы
0.2 Бақылаү жүргізү аратураға қатысты талаптар
1 ИҚ спектр аймағында сатурнның спектрофотомериялық зерттеу аппаратурасы
0.1 Сатурн спектрн фотомериялық өлшеу аппаратурасы
0.2 Электір сигналдарын тіркеу болг
0.3 Сатурн дөңгелегіндегі центірінің жарықтану коэффиценттерінің обьсолютты өлшемдері
3 Сатурынды фотометриялық бақылаудың нәтижелері
3.1 жарықтаныдың таралуын зерттеу
3.2. Центрлік меридиан жарықтанудың таралуы
4 Сатурн атмосферасының параметрін бағалау
4.1 Сатурн экваторы бойындағы метанның құрамын 1980 жылғы бақылаулар бойынша екі қаьбатты модель бойынша бағалау
4.2. Атмосфера параметрлерінің ендік вариациялары
5 Сатурн планетасының оптикалық параметірін бақалау
5.1 Планетадан шағылған сәуленің түзілген моделін таңдау
5.2 Атмосфера параметірін есептеудегі ателіктер
Қортынды
Әдебиеттер
КІРІСПЕ
Бұл жұмыс астрофизикалық институтта АН ҚазССР - да спектрдің (λ 0.6 - 1.1 мкм ) жақын инфрақызыл аймағында жүргізілген планета дискісі бойынша жарықтықтың обьсолютты спектрлік коэффисенттерін жеті жылдық комплексті бақалау негізінде сатурн атмосферасының газды және аэрозольды ортасының оптикалық қасиеттерін зерттеуге арналған. сатурн планетасы ғасырдан - ғасырға астроном бақылаушыларының назарын аударған , бірақ толығырақ зерттеу өткен ғасырдың 60- жылдарында ғана басталды деуге болады. Ғарыштық апараттармен айды, венераны, марысты, меркуриды сәтті түрде дамуын зерттеу сондай - ақ жерді бақылаулармен күн жүйесіндегі мейлінше алыс планеталардың зерттеу әдістерін енгізеді. (оның ішінде сатурн планетасы)
Ең алдымен бұл ғарыштық планеталардың зерттеу әдістерін және есептерін жетілдіріу қажеттілігі туындады. 60-жылдардың ортасында астрофизикалық инситтут АН ҚазССР - да В.Г.Тейфельдың жетекшілігімен спектрдің көрінетін аймағында сатурынды жүйелік бақалаулар басталған, мұндай бақылаулар шетелдің басқа обсерваторияларында жүргізілген, Дж.П.Койпер[1] және В.И.Мароз[2.3] фотоэлектірлік спектрометірдің көмегімен λ 1 - 1,2,5мкм диапазонында сатурын спектрін алды.
Сол кезде инфрақызыл аймақта (0.6 - 1.1мкм) сатурн спектрі аз зерттелген болып қала береді. Бұл жайында мына дәлел бойынша жорыуға болады: В.Г.Тейфельдың[4] жетекшілігімен 1970 жылға дейін басылп шыққан. Барлық мәлметтер қамтылған. Алып - планеталардың физикалық сипаттамалары анықтама шолуында спектірдің осы аймағында тұтылу алқабы белгіленген.
Толқын ұзындықтардың бұл диапазоны әртүрлі интенсивтегі метанның айнымалы тербелмелі жұтылу алқабының болумен сипатталады және олардың әрқайсында сатурын атмосферасында түрліше бүлыт қабатының құрылымы туралы мәлімет бар (осыған сәйкес ) сонымен қатар спектірдің жақын инфрақызыл аймағында (0.6 - 1.1мкм) сатурн дискісі бойынша әртүрлі өлшеу нәтижелері бойынша алынған, планеталардың әр түрлі оптикалық параметірлерін салыстру қызығушылық туғызады.
спектрдің (0.6 - 1.1мкм) жақын инфрақызыл аймағында сатурнның бұлытты жамылғысының сенімді спектрлік бақалау мәліметтерін алу болп табылады. Фотометірлік мәлметтер анализы бұлыт қабатының кейбір физикалық сипаттамаларын және сатурнның бұлыт үстіндігі атмосферасын бағалауға мүмкіндік береді. бұл жұмыста сатурнның спектірлік қасиеттерін жеткілікті толық сипаттайтын, толқын ұзындығы λ 0.6 - 1.1мкм аз зерттелген диапазонда алынған бақалау мәтериялы жаңа болып табылады. Толқын ұзындығының 0.6 - дан 1.1 мкм диапазонында сатурнды спектірлік бақалаулар нәтижесін және олардың планета атмосферасындағы сәуле шығару тасмалындағы маңызды роль атқаратын газды - азрозольды ортасының келесі оптикалық параметірлерін бақалауға мүмкіндік берген атмосфераның екі қабатты моделі маңайындағы түсіндірмесін ұсынды:
* Жұтылу алқабында бұлыт қабатының жарықтық коэффисенті;
* Бір рет шашырау альбедосы;
* Бұлыт үстіндегі атмосфераның оптикалық қалыңдығы;
* Аэрозоьдағы және бұлыт қабатының жоғары шегерасының жанында газбен жұтылған шашраудың көлемдік коэффиценттері;
* Бұлыт үстіндегі атмосферадағы метан құрамасы;
* Бұлыт қабатындағы шашрау актілерінің арасындағы фотондардың орташа еркін жүру жолына келетін жұтылыу газының молшері;
Жарықтың таралуы және атмосфералық оптикалық параметірлерінің бағасы жөнінде мәліметтер теориялық есептерді шешу кезінде қолданылады. Ал дербес жағдайда біртекті емес моделдерді есептеу үшін, мүнымен қатар (сатурнды ғарыштық зерттеу). Сатурынды жерлік және ғарштық зерттеу бағдарламасын ойлап шыңаруда қолданылады.
Шолу
Сатурн атмосферасындағы зерттеу толқын ұзындығының кең интервалындағы фотометрлік, поляриметрлік және спектірлік бағалауға негізделген. Бақылау жұмыстары планеталық атмосферада сәуле шығаруды тасмалдау бойынша теориялық зерттеулердің дамуымен тығыз байланысты. Өткен тәрихи мәлметтерге көз жүгіртпей- ақ, сатурынды фотометірлік бақалау өткен ғасырдың басында пулковский обьсерваториясында Г.А.Тихов[5], кейін Г.А.Шайнмен [6] жүргізді. Айдың және планеталардың фотометриясы, оның ішінде сатурындікі И.П.Барабошовтың жетекшілігімен Храков астрономиалық обсьерваториясында кең көлемде дамый бастады.[7-10]
Спектрофотометриялық өлшеу интенсивтіктердің сатурн дискісі бойынша үлестрілулердің спектрометрлік өлшеулері екі фактормен күрделенеді, планета өте үлкен емес бұрыштық өлшеммен (доғаның 20сек маңайында ) және жерге және күнге қатысты. Сатурн экваторының ең көп жазықтығындағы кең аумақта өзгерумен (27˚ маңайында). Сондықтан сол жылдардағы ерте зерттеулер негізінен экватор интенсивтігінің жанынындағы жарықтықты өлшеу бірдей емес оптикалық сипаттамаларға ие планеталардың әр түрлі кең белдеулері арқылы өтеді және сондықтан бұл бақалауларды түсіндіру мүмкін емес. Әр түрлі жылдарда орндалған жұмыстың бір қатарында осындай қателік бар.[11 - 15]
Осы тұрғыда сатурн экваторының эклиптика жазықтығына иілу жазықтығы болмаған кезде сатурнды фотометрлік өлшеулер үлкен қызығушылық туғызады. Сатурн дискісінің центірінің жарықтығының обьсолютты спектрлік коэффисенттерін өлшеу фотометірлік бақалаулардыдәлме - дәлдік үшін қажет. Бірақ, мұндай бақалаулар өте аз жүргізіледі. Тек Л.А.Бугаенко [23] және В.Г.Тейфель[23] және Макарти[21] спектірдің (0.6 - 0.2мкм) ұзын толқынды аймағында сатурнның жекелеген зоналардың геометриялық альбедодан дискінің шетіне қарай күңгірттеу коэффисентін қолданып, жарықтың коэффицентерін жуықтап табуға болады. А.М.Герецкийдің [24] фотометірлік өлшеулері бойынша сатурн дискісінің центірінің жарықтық коэффисенті анықталады. Оның алған нәтижелері жұмыстарда келтірілген жарықтың коэффиценті біршама өзгеше [21.23] және олар λ=0.655мкм 0.56мкм(КС - 11 фильтірі) және λ= 0.536мкм - 0.45мкм (3С - 1 фильтірі) құрайды. Автордың өзі 20% - ке дейін жүиелік қателік мүмкін екенін ескертеді. Кейін автор [27.24] сатурн дискісінің жарықтық коэффиценттерін анықтауды спектірдің жақын инфрақызыл аймағында, ультракүлгін және көрінетін аймақта А.П.Видмаченко [25], С.М.Гайсин.[26.32]
Спектрдің ультракүлгін және көрінетін аймағындағы диск центірінің абьсолютты жарықтық коэффисенттерін бақалаудың қысқаша қортындысын жасауға болады.
спектрлер және спектрлік анализ
ұзындығы шамамен 4000- 7600-A ге дейінгі электір магниттік толқындар адам көзіне әсер ете отырып, аралықтары бір бірімен анық шегарамен бөлінбейін көк, көгілдір, сары және қызғыл сары түстердің бүкіл рендері жататын қою күлгінен ( 4000A) қоңыр қызылға дейінгі түс реңіне береді. сы жарық толқындарының көзге тұтастай әсер еуі ақ үтс болып көрінеді. дегенмен, ақ түсі жіңшке саңылау арқылы, онан кейннен үш қырлы шыны призыма арқылы өткізіп құрамды бөлікерге жікеуге болады.(10-суре ) призымада ақ жарық сәулесінің қүраушылары өздерінің толқын ұзындықтарына байланысты әр түрлі ұзын толқынды сәулелер азырақ сынады. сондықан призымадан толқын ұзындығының өсіу ретімен орналысқан, шашыраүда сәулелер шоғы шығады. спектр - деп аталатын тұсіт жолақ үзеді.
спектрлердің түрлері әрқалай болып келеді, қызған тығыз зат мүмкін электр магниттік толқындардың бәрін шығарады. сондықан оның спектрі түтас немесе түрлі түсті жолақ түрінде үздіксіз болады. бірекі химиалық табиғаты сиретілген жарық шығаратын газдар қатаң түрде белгілі бір ұзындықтағы толқындарды шығарады, сондық олардың спектрі өздерінің саны мен орналасуы газдың химиалық табиғатына байланысты болатын жеке жарық жіңшке сызықардан түрады. мұндай спектрлерді сызықық спект рлер дейді. дәлірек айқанда, жарық шығаратын сутегі швейцария физигі И.Бальмер (1825 - 1898) есімі берілген бальмер сериясы деп аталатын спекірлік сызықар сериясын шығарады. Ғалам 1885 жылы спектрдің көрінерлік бөлігінде орналасқан осы серияның төрт сызығының толқын ұзындықтары арасындағы тәуелділікі айтқан болатын. бүл төрт сызық мынадай симолдармен белгіленеді:
H - қызыл сызық (6563A), H - жасыл сызық (4861A), H көк сызық(4340A), H- күлгін сызық (4103A),
күрделі молекулардан тұратын жарық шығарған газдар молекула құрамына кіреін, химиялық элементтерге тән. Спектірлік сызықар тобын құрайын бірнеше енді жолақ тудырады. егер де ыстық тығыз заттан шыққан жарық аздап қыздырылған сиреген газдан өтсе , онда үздіксіз спектр осы газға тән жарық сызықтар орналасқан орындарда жіңішке қара сызықтармен көлденең кесіледі. Бұл газдардың ұздіксіз спекірден өздері шығараылатын жарық толқындарын ғана жұта алатынымен , яғни 1859 жылы немс физігі Р.Кирхгоф (1824 - 1887) ашқан заңмен түсіндіріледі. бұл атомдардың жарықты жұтыу мен шағылуы әрбір химиалы элементке тән белгілі бір жиіліктер мен порциялармен өсетіндігн білдіреді. Қара сызықармен көлденең кесілген үздіксіз спекірлерді жұтыу спектрлері деп атайды. осылайша, спектрлерді шығарыу және жұту ретінде қарап заттың химиялық құрамын анықауға болады.
1) басқа нәтижелердің көпшілігі өзара жақсы үйлесімді.
2) сатурн дискісінің центірінің абьсолютты жарықтық коэффиценті толқын ұзындығы 0.4 - тен 0.7мкм - ге дейін жеткен сайын 0.2 - ден 0.8 - ге дейін монотонды өседі.
Сатурн дискісіндегі молекулалық жұтылуды зерттеу атмосфераның газды компаненттерін анықтап қана қоймай, сонымен қатар аэрозольдағы жұтылу және шағылу коэффиценттері, бұлыт үстіндегі атмосферадағы метан құрамы және басқалар сияқты планетаның бұлыт қабатының сипаттамаларын алуға болады. Сатурн спектірінің жақын инфрақызыл және көрінетін аймағында тек метанның жұтылу алқабы ғана бөлініп тұрады. Сатурн спектіріндегі бар басқада газдардың жұтылу алқабынан амиактің (λ=6450 А˚) жұтылу алқабын бөліп алуға болады. 6450 А˚ аймақтағы әлсіз жұтылу ГАО АИ УССР дейін [28] спектрометірлік өлшеулер бойынша және Мак Дональдың обьсерваториясындағы өлшеулер бойынша анықталады. Бақалаулар λ= 6450 А˚ алқабының тереңдігі сатурн дискісінің центіріне айтарлықтай әлсірейтінін көрсетті. [30] метанның жұтылу алқабы үлкен интенсивтікке ие, және сондықтан олардың планета дискісі бойынша бақалаулар экватормен салстрғанда планетаның оңтүстік және солтүстік жартышарларында 6190 А˚ метанның алқабының интенсивтілігінің күшейтетінін көрсетті. [16.31.33.34] метанның жұтылу жолағының интенсивтілігінің айтарлықтай вариациясы күйінде көптеген жұйелік емес бақалауларда келтіріледі. Астрофизикалық институт АН ҚазССР - де В.Г.Тейфель және Г.А.Харитонва 1966 - дан 1974 жыл аралығын қамтитын 7250 А˚ сатурындағы және 6190 А˚ метанның жұтылу жолағына жүйелік зерттеулер жүргізілді. [35] бақылаулар қортындысы бойынша олар мынадай қортындыға келеді:
1) Біріңғай ендікке қарағанда, экватордағы жұтылу айтарлықтай кем.
2) Экваториалдық зона үшін және меридиандағы жолақ тереңдігінң бірңғай ендігінде,Және шетінде дәлдікпен өлшеу қателктеріне дейін сәйкестенеді. Бақалау нәтижелерін түсіндіріу теориялық есептеулердің дамумен тығыз байлансты және жартылай шексіз бүлытты қабатты планета атмосферасында сәулелі энергияны тасмалдау бойынша есепті шешуге негізделген.
Алып планеталарға қолданып мұндай есептеулерді Хеьн - Гинстейн индикаториясы үшін Ж.М.Длугоч және Э.Г.Яновщкий жұргізілді:
χ (φ) = 1 - g2 (1+ g2 - 2g cos γ)32
G параметірінің әр түрлі мәндерімен, мұндағы γ - құлау бағыттарының арасындағы бұрыш В.В.Лоскут В.В.Аврамчук [39] мынадай түрдегі үіш мүшелі индикаторис қатары үшін осындай есептеулер жүргізеді:
χ = 1+ х1 cos γ + х2 Р2 (cos γ) ( мұндағы Р - Лежандыр палиномы) .
Планетамен шағылған күн сәулесінің қалптасуына алдыға қарай күшті созылыңқы шашрау индикаториасы ірі бөлшектер үшін кері шашрау маңызды роль атқарады. Бұл уақытта Хеньи - Гинстейннің комбинацияланған индикаторсалары үшін жартылай шексіз бұлытты қабатта сәулелік энергияның шашрауының теориялық есептеулерін К.Ю.Ибрагимов жүргізді. [41]
χ (γ) = bχ(g1 γ)+(1 - b) χ (g2, γ) (1.3)
В параметірін түрлендіре отырып, кері шашыраудың үлесін өзгертуге болады.
Бұл есептеулермен сатурындағы бақалау сәйкестігінg2=0,8, g2=-0,6, b = 0,95
Болған кезде В.Г.Тейфель алды жұтылу жолағының бақалау нәтижелерін түрлендірген кезде ассиметрия параметірі болатын Хеньи- Гинстейн индикатриса алынады. [40] 1690 А˚ және 7250 А˚ жұтылу жолағы өлшеу бойынша сатурынның ішкі бұлытты қабатында және сырытқы атмосферадағы метан құрамы төменде кестеде келтірілген.
Мұндағы С - бұлт үстіндегі атмосферадағы жұтылатын газдың құрамы. С - бұлтты қабаттағы шашырау актысының арасындағы фотондардың еркін жүріу жолының орташа ұзындығына келетін жұтылатын газдың мөлшері, С- нормалды шарттарға қатысты алынған бұлт үстіндегі атмосфераның негізіндегі метанның тығыздығы.
Жұтылу жолақтары үшін екі белдеудің әрқайсына 1690 А˚ және 7250 А˚ бұлт үстіндегі атмосферадағы метан құрамын бақалау едәуір ерекшеленеді. В.Г.Тейфль [40] айтып өткендей, бұл өлшеу қателктеріне емес, экваторлық және бірқалпты ендіктерде әр түрлі болатын сатурнның бұлттық жамылғысының едәуір вертикалды түрдегі біртекті еместігінен туындағын.
1 - Кесте
экватор
экватор
СН4 6190АСН4
7250А
СН4 6190А СН4
7250А
Хеньи-Гристейнның индикатрисасы (g =0,75, ρ0=0,75)
Сa м-амега 54 34 85 43
Сс, 11 9,4 13 15
Сs 16 10 27 14
Комбинацияланған индикатриса (g1 =0,8, g 2=-0,6, b=0,95
Са, 68 42 98 51
Сс, 13 13 16 25
Сs, 22 13 32 16
3.1 Есептің қойылымы
спектірдің көрінетін, ультракулгін және инфрақызыл аймақтарында сатурнның жетіліуін сәтті түрде зерттеуге қарамастан, жақын ИҚ - аймақта оның 0.6 - 1.1мкм спектірі аз сәулеленетін болып қала береді. Жоғарыда аталып өткендей, планетаның аз әсерленуі туралы В.Г.Тейфель жалпы редаксиясының 1970 жылға дейін басып шығарған атмосфералардың физикалық қасиеттерімен алып планеталардың ішкі құрамы туралы барлық ақпаратты қамтитын алып панеталардың физикалық сипаттамалары атты анықтама шолуында спектрдің бұл аймағында жұтылу жолақтары байқалған.
Бұл толқындар ұзындығын зерттеу барысында бұлтты қабаттың құрамы туралы қосымша ақпарат беретін интенсивтегі әр түрлі метанның аймағындатербелмелі жолақтарының жұтылумен сипатталады. Көрсетілгендей, бұлт үстіндегі атмосферада 7250 А˚ жұтылу жолағы бойынша анықталған метанның құрамы 6190 А˚ жолағы бойынша анықталған метанға қарағанда кем емес. Яғни терең жұтылу жолағына метан құрамының мейлінше аз болуына сәйкес келеді. 0.6 - 1.1мкм толқын ұзындығының аралығында өзінің интенсивтілігі бойынша 6190 және 7250 А˚ жуық 8860 және 9870 А .жұтылу жолақтары бар, және интенсивтіглігі әр түрлі жұтылу жолақтарын бақалаудан алынған метанның құрамын салструым үлкен қызығушылық туғызады. Осыған байлансты метанның жұтылу жолақтарымен олармен көршілес үздіксіз спектір аймақтарында спектірдің жуық ИҚ аймағында сатурнның бұлтты жамылғысының бақалаудағы сенімді мәлметтерін талдау мәлметтері бұлттық қабатпен сатурнның бұлт үстіндегі атмоспераның кейбір физикалық сипаттамаларын бақалауға мүмкіндік береді.[40]
3.2 Бақалау әдістемесі мен аппараттарға қатысты талаптар
Әдетте, молекулалық тұтылудың зерттеу жұтылу жолақтарының профьидерін зерттеуге негізделген. Бірақ, бұл әдіс күшті жұтылу жолақтарының тереңдіктерін зерттеу негізінде жеткілікті нақтылқты қамтамасыз етпейді. Сондықтан да, метанды жұтылуды зерттеу кезінде жолақтар профилдерін өлшеудің классикалық әдісінен бас тарттық.
Біздің бақалаулар мәселесіне тереңдігі 0.4 - 0.7 құрайтын бірқалпты жұтылу жолақтарын (7250A˚ , 7900A˚ , 8610A˚) зерттеу, сондай - ақ, R - 0.95 күшті жолақтарда (8860A˚ , 9870A˚) зерттеу кіреді. Бұл кезде ең үлкенсәулелену қарқындылығы үздіксіз спектір аймағындағы сатурн дискісінің орталығына сәйкес, ал ең аз әсерлену - күшті жұтылу жолақтарындағы дискінің шеткі аймақтарына сәйкес келеді. Осылайша, сатурнды спектірлі бақалау кезінде интенсивтіліктің ең үлкен төмендеуі 65 Дб құрайды. Мұндай үлкен динамикалық динамикалық дипазон күшейту коэффисенттерін қосылмауынсыз сызықты күшейткіштермен байлансты болуы мүмкін. Сондықтан сатурн дөңгелегңі бойынша зерттелетін толқын ұзындығын жұтылу жолағының ортасында, сондай - ақ оның көршілес үздіксіз спектір аймағындада тіркеп кеңістіктік сканерлеу жүргізіу шешімі қабылданады. Бұл кезде интенсивтіліктің түсіуі 30 Дб аспайды, және динамикалық сызықты күшейткіштердің ауқымында жатады. Сканерлеу бағытты барлық сканер дөңгелектің ортасынан өтіуі керек еді. Бұл дөңгелектің ортасына өлшенетін интенсивтіктерді нормалыу үшін және дөңгелек ортасының абьсолютты жарықтану коэффисенттерімен байланыс орнату үшін ыңғайлы. Алынған сканер бойынша сәйкес толқын ұзындығына сатурын изатоптары тұрғызылады. Алынатын кескін профилінің белгілі масштаптарында дөңгелек ортасының В сақинасына қатысты орналасыуын анықтау оңай( кескіндер масштабы және анықталады) сатурнның өсінің эклиптика жазықтығына қатысты едәуір еңкіштігіне байлансты сфералық координаталарына өтіп, жеке бұлыттық құралулардың бойындағы, жарықтану таралуын алу мақсатында түсіу бұрышы мен шағылу бұрышының арасындағы байлансты анықталыды. Салстыру үшін таңдап алынған тіркеуші жұлдыз стандарттарына байлансты, 0.8 мкм жоғары болатын аймақтарында абсолютты бірліктерінде энергияның таралуы туралы мәлметтер жоқ. Абьсолютты сатурн спектірі параметриясының орндалуы барысында екі кезеңге бөлінеді:
1) Күнге қатысты планета дөңгелегінің центірінің салстырмалы шағылдыру қасиеттерін анықтау ( λ=6800А˚ қатысты нормаланған )
2) салстрмалы шағылдырғыш қасиетті анықтау сатурнге салстыру әдісімен жұргізіледі. Ай мен күндізгі аспанның спектірлері үшін тиімді емес. Себебі, олар зерттелетін толқындар аймағындағы күннің толқын ұзындығынан едәуір ерекшеленеді;
сипатталған өлшеу әдісі мүмкіндік береді:
1) бір күшейтіу ауқымында динамикалық ауқымы 30 Дб аспайтын фотометірлік өлшеу дәлдігін жоғарлатуға.
2) Жұтылу жолақтарының профильдерінің жазбалары кескінің сапасын бақалауға мүмкіндік болған кезде алынатын кескін профильдері бақалау бойынша тікелей кескін сапасын бақалауға. Атмосфералық діріл кескінін түзету бақалауларға 1980 жылы қолдану нәтижесінде өлшеу дәлдігін жоғарлатуға мүмкіндік береді. Таңдап алынған толқындарда сатурн дөңгелегінің берілген аймақтарының жіңшке жолақтары фотомериясын ескеретін бақалаулармен абсолютты жарықтану коэффисенттерін өлшеу жиынтығын сәтті жүргізіу үшін келесі талаптарды қанағаттандыратын аппаратураны жасау қажеттілігі туындайды.
oo Жұлдызды стандарттарға абсолютты байлануды алу.
oo 30 - дан 240 А˚ - дейінгі спектірлік рұқсаты бар берілген бағытпен толқын ұзындығының үлкен аралығында планетаның дискісіне жарықтанудың салстырмалы таралуын алу.
oo Планета дөңгелегіндегі фотометрияланатын аймақтың дәлдігі 0.05 радиусынан төмен болмайтын белгілеу.
oo Атмосфералық тосқауылдарды бақалаумен болашақта ескеру мүмкіндігі.
2 0.6 - Дан 1.1 мкм - ГЕ ДЕЙІНГІ СПЕКТР АЙМАҒЫНДА САТУРЫННЫҢ СПЕКТРОМЕТРИЯЛЫҚ ЗЕРТТЕУ АППАРАТУРАСЫ.
Спектрометриялық зерттеулер кезінде бақаланатын ақпараттарды алу фото бақалау құрылғыларын дұрыс таңдауға , олардың қызыметіне , сигналдардың келесі электронды өңдеумен тиімді сәйкестік шамаларына сондай - ақ ақырғы тіркеуші қондырғыға тәуелді. Берілген тарауда 0.6 - 1.1 мкм спектірлік аралығында сатурын дөңгелегі бойынша метанды жұтылуды зерттеу үшін аппаратураның зертханалық және табиғый зерттеулер, жетілдіру сұрақтары қарастырылады. Фотометірлік өлшемдерге қолданылатын аппаратура бақалау барысында жетілдіріледі. Алғашқыда АСП - 21 спектрографы спектр мен өріс бойынша бір каналды сканерлеуші спектрометірге айналдырады. Жер атмосферасы енгізетін кеңістіктік бұрмаланудағы есептеу және де мүмкіндігінше ескерілу мақсатында спектрометірдің бір каналды нұсқасы екі каналды кеңстіктік және спектрлі сканерлеуші спектрометірге айналады. Ag - O - Cs, фотокатоды бар фотоэлектірлі көбейткіштердің өзіндік шуыл деңгейі салстырмалы түрде жоғары болғандықтан сигналдың шуылға қатысты алу фотокөбейткішті суыту қажеттілігі мен байлансты. Ол үшін ФЭУ - ді құрғақ көмір қышқылының температурасына дейін суыту үшін тоңазыту камерасы құрастырылып жасалады. Электір сигналдарын күшейтіу мен тіркеу электронды жүйе арқылы жүргізіледі. Ал қызымет көрсету барысында үнемі жетілдіріп отырады. Алғашқы жылдары кұшейткіштердің қайта жөндеумен өткен шығарылатын блогы бар кактус - СМ - 1 түріндегі алдын - ала өнеркәсіптік күшейткіш қолданылады. Соның ішінде өлшенетін сигналды интегралдау мүмкіндігі мен сигналды алыу қатынасы кіреді.
2.1 Сатурн спектрн фотометриялық өлшеу аппаратурасы
Атмосфералық тосқауылды ескеріу және мүмкіндігі бойынша әсерін әлсәретіу үшін және бақалаулар эффективтілігі жоғарлату үшін АН ҚазССР астрофизикалық иниститутта сол АСП - 21 стандартты спектрографтың негізінде оптикалық схемасы 1 - суретте көрсетілген екі каналды спектрометір жасалады. Спектрометірдің кіріс саңалауы телескоптың позициялық подшипнигі арқылы планета дискісіне қатысты керек бағытта спектрометірдің ішіне зерттелген обьлстан сәуле енгізіп бағдарланады. Тікелей кіріс саңалаудың беттерінің астына телескоптың фокалдық жазықтықтан 0.5 мм қашықтықта өзінің бетіне үіш төрітбұрышты тесігі бар 2 сканерлеуші элемент орналасқан. Олардың әрқайсының қызметі келесідей:
1-сурет Сатурн спектрн фотометриялық өлшеу аппаратурасы
1) АЭТ - 8 - дің 28- метірлік фокусында 1.0 бұр.сек 7.4 бұр.сек бұрыштық өлшемдерге сәйкес ені 0.14 және биіктігі мм сканерлеуші диафрвгма. Жұмыс кезінде сканерлеуші диафрагманың биіктігі өзгеріуі іздеу шамасына қарай спектрометірдің кіріс саңалауының диафрагмасымен беріледі. Телескоптың көрсетілген фокусында фокалдық жазықтықтан 0.5 мм қашықтық кеңістік айрмашылығы 0.1 бұр.сек кем емес шамаға нашарлатылады.
2) Жұлдыздық стандарттарға абсолютты айналатын диафрагма ені 0.4 мм және 2.95 бұр.сек биктігі спектрометірдің кіріс саңалаумен бақаланады.
3) Ені 8 мм (- 60 бұр.сек ) диафрагма планетаның алынған обьлысына интегралдық (өріс бойынша ) зерттеулер жүргізіуге мүмкіндік береді.
Тұтастай сканерлеуші элемент шамасын санау жұмыстық диафрагманың планета дискісіндегі ішкі координат жұйесіне қатысты орын 0.1 бұр.сек дәлдікпен анықтауға мүмкіндік беретін стандартты микрометірлік винтпен қозғалысқа келтіреді қозғалу механизімі жұмысты қолмен басқаратын және автоматты режимдерін қарастырады. Соңғы жағдайда 0.5 бұр.сек - тен 100 бұр.сек дейінгі көкте сканерлеу жамылғысының кең ауқымы қарастырылған. Сканерлеу бағытын автоматты аустыру тіркеуші құрылғымен реперлі сигналды беріу арқылы электронды басқару схемасымен іске асырылады. Қалыңдығы 1.5 мм мөлдір кварцты 3 пластина өткен сәулені екі шоққа бөледі. Негізгі бірінші спектрометірдің опиткалық жүйесі, 4 шығыс саңалау, 0.3 - 1.1 мкм дипазонындағы толқын ұзындығы 600 ден - 300 ге дейін штрихты алмалы - салмалы дифракциялық торларды қолмен және механикалықбұру арқылы шығарылады. 2 - ден 240 А шетіндегі спектірлік айрғыштық шығыс саңалаудың енімен беріледі. Екінші көмекші шоқ фабри линзасы. Тірек толқын ұзындығын таңдауға мүмкіндік беретін 6 амалы - салмалы интерференциялық жарық фильтірлері жұйесімен өтіп фотокөбейткішке түседі.
Кварцты пастинаны енгізгендегі негізгі арнадағы жарықтың әлсіреуі 7% - ден асқан жоқ. Бұл тұтастай жүйесінің өтімділік күшіне ықпал еткен жоқ. Екі арнадада өріс бойынша жарық берілудің бір қалптылығы күндізгі аспан бойынша тексеріледі. Шаұылдыруыш беттердің тазалығына және екі арнаның юстровкасы дәлдігіне қойылатын талаптарды сақтағанда жарық берілу барлық өріс бойынша бірқалптылығна ауытқуы 2 % - тен асқан жоқ.
Сатурн дискісіндегі фотоэлектірлік қиықтарды алынған планетаны гидірлеу шарттарын жеңілдету үшін спектрометірдің кіріс саңалауына қатысты (оптикалық оське перпендикулияр ) 8 гидірлеуші микроскоптың окуляры 9 арнайы крестке орналастырылады. Планетаның берілген бұрыштық мөлшеріне есептелген планеталық элепистің диаметіріне тең a және b жарықтары ішінде планеталық дискінің кескіні ұсталып тұрған рамка болып келеді. Бұл айтарлықтай дәрежеде гидірлеу шарттарын жеңілдетеді. Экваторлық және полярлық радиустар үлесінде градуирленген X және Y осьтері жеткілікті дәлдікпен диафрагманың жұмыстық күйін немесе спектрометірдің кіріс саңалауын 10 мкм винттың көмегімен гидірлеуші микроскоптың қозғалмалы окулярын жылжыту арқылы қойылады.
Бірінші арна суытумен ФЭУ - 62 , ФЭУ - 83 қолданылса ФЭУ - 79 да тірек толқын ұзындығы кұшті жұлдыздан еркін λ=6600А˚ деп таңдалғандықтан. Мультисілтілік ФЭУ осы обьлыста жеткілікті сезімталдыққа ие болғандықтан суытпай ФЭУ - 79 бен жұмыс жүргізіледі. Λ 0.8 мкм - ге сезімтал фото катоттар шудың салстырмалы жоғары деңгеймен сипатталатындықтан фото көбейткіштер суыту мәселесіне сөзсіз байлансты. Сондықтан, ФЭУ - 62, ФЭУ - 28, ФЭУ - 83 үіш типті сұйық көмір қышқылы температурасына дейін суыту мәселесін сәтті шешкен суыту камерасы конструкцияланады. ФЭУ - мен фотоблоктың эскизі 2 - суретте бейнеленген.
Сәулеленудің барлық қабылдағыштары жарық беру сызықты болуына тексеруден өтті және жарықтануды 4 рет өткізгенде күшейтіудің барлық дипазонның 1% - нашар емес қанағаттанарлық нәтижелер көрсетті. Әрбір дипазонның ішіндегі жарықтанудың өзгеріуін жарықтандыратын көзді алыстату арқылы іске асырылады. Бұл жағдайда электір сигналы фотокатоттан жарық көзіне дейінгі қашықтықтың квадраттарына кері пропорционал өзгереді. Ал әр бір дипазоннан келесіне өткенде бейтарап (нейтрал) сүзгілерді енгізіу арқылы өзгереді.
ФЭК үшін тоңазытқыш құрылғы:
Дюралюминаден жасалған тоңлазытқыш камера 1 арасындағы жылулық, металдық корпуспен 2 қапталған пенопласты 3 тұрады. Жарық өткізгіш 4 ұзындығы 10мм ден 60мм сол оргайнетпен тұрады. ФЭУ тор бөлігі 5 арқылы фотокатодты суыту орындалады. Кіріс камераның кіріс саңалауында жарық ағынның 6 тұрады. Саңалау 7 арқылы хладоагентпен толтырлады. ФЭУ диаметіріне байлансты бөлшектің ішіне өткізгіш центірлік вклвдыш 8 орналастырылады. Фотокөбейткіштің ұзындығының айырымы тоңлазытқышпен 10 фотоблокта 9 сәйкеседі . бұл ФЭУ үшін ыңғайлы. Фотоблок корпусына кернеу айрымы 11 және уақытшы көбейткіш 12 орналысқан. ФЭУ цоколь 13, панел 14 және кернеу айрымы герматталған. Суыту жүйесінің нәтижесі:
1) Фотокөбейткіштің шуы екі есе азаяды.
2) Тоңазытқыштың сағат бойы жұмыс кезінде ФЭУ фотокатодтың болуы және жарық өткізгіштігінің болмауы.
3.2 электір сигналдарын тіркеу болгы
электір сигналдардың көмегімен тіркелуі қызмет көрсету барысында үнемі жетілдіріліп отырған электронды жүйемен жүзеге асырылады. Тіркеу болгының ақырғы жартылай өткізгіштік нұсқасы АФИАН ҚазССР СС құрылымдық бөлімінде шығарылумен 3 - сурет көрсеткендей жасалып шығарылады. Екі каналды бірдей қолданатын ФЭУ түрлер ескермегенде ФЭУ 1.2 - ден электір сигналдарын ток күшейткіштерінің функтсиасы орындайтын алдын ала күшейткіштерге 3.4 келіп түседі. Ары қарай күшейткіштен шығатын сигналдар бірден жазылатын ЭПП - 09, 11, 12 п жүргізілетін интеграторларға отенцияметрлері келіп түседі немесе комутацияланады Вк 1 тумбілерімен 7.8 келіп түседі. Интеграторлы электір сигналдарын таймермен13 берілетін белгілі бір уақыт ішінде қосындыланады. 3 суретте тіткеуіш құралдың блогы
2 сурет- ФЭК үшін тоңазытқыш құрылғы
2-кесте
1.2 - ФЭУ 3,4 алдын ала күшейткіштер , 7.8 интеграторлар, 14 - ЭПП -0.9 базасында қатынас схемасы . екі электір сигналдары да ЭПП - 0.9 базасында орналасқан және екі електір сигналдың орын басыу схемасы байынша орындалған. Екінші каналдағы электір сигналдардың 1 қатынасын алу схемасына 14 келіп түседі.
3-суретте салстыру үшін бір мезгілде алынған интегралдық жинақтаушымен ( қисық 2) жұтылу жолағының жазбаларын салыстру үшін келтірілген.
Жарық сигналы шуылының елеулі мәндерінде интегратор өлшеу нәтижелерін орталайды. Ол бақаланатын материялдық өңдеуді жылдамдатуға және өлшеу арқасында дәлдікті жоғарлатуға мүмкіндік бар.
Планета дөңгелегінің шекті аймақтарындағы спектрлік ерекшеліктерді зерттеу кезінде атмосфералық тосқауылдарды автоматты түрде ескеру үшін сигналдар 1950 ж Һ.Хилттнер ұсынған әдіс бойынша өздігінен жазатын құрылғыда қатынастар схемасына екі каналдан беріліп тіркеледі. Ол жұмыста өз қолданысын тапты. Біреуі (тіркеуіш) үздіксіз спектірлік, ал екіншісі(негізгісі) жұтылу жолақтарының әр түрлі аймақтарында қатысты болатын екі толқын ұзындықтарында планетаның фотометірлік профилдерін тіркеумен параллель жүретін қатынастар схемасы планета дөңгелегі бойынша таралу жанама түрде ақпарат бере алады.
Сипатталған аппаратура бақалау прогаммасына қатысты төмендегі талаптарды орындау барысында ауқымды бақалау мәтериялын алуға мүмкіндік береді:
oo сатурн дөңгелегі центірінің жұлдызды стандартталған абсолютты байлануын алу;
oo берілген бағытта және 30 - дан 240 А˚ дейінгі спектрлік рухсаты бар толқын ұзындығының ккең аумағында планета дөңгелегі бойынша салыстырмалы жарықтану таралуын алу;
oo доғаның 0.05 радиустан кем болмайтын планета дөңгелегіндегі фотометірияланатын аймақты тіркеу;
oo 1% - ден кем түспейтін өлшеу дәлдігі мен нәтижелердің алынуы;
oo Бақалау және болашақта атмосфералық тосқауылдардыескеру мүмкіндігі;
3.3 Сатурн дөңгелегі центірінің жарықтану коэффицентінің абсолютты өлшемдері
Салыстру мақсатында таңдап алынған тіркеуші жулдызды стандарттар үшін λ 0.8 мкм спектір аймақтарында абсолютты біркелкі энергияның таралуы мәлметтердің болмауына байлансты, сатурынның абсолютты спектрометрия себебі оны жүзеге асыру барысында екі кезеңге бөлінеді:
1. Λ 0.5 1.1 мкм күнге қатысты планета дөңгелегінің центірінң салстырмалы түрдегі шағылдырушы мүмкіндіктерін анықтау (λ= 6800А˚ қатысты нормаланған) .
2. Λ 0.5 1.1 мкм стандартты жұлдызында абсолютты байлану, салстырмалы шағылдырғыш мүмкіндіктерді анықтау сатурн мен тікелей күн дөңгелектері центірінің спектрілерін тексеріу үшін пайдалану тиімді деп табылған. Себібі, олар зерттелетін толқындар аймақтарындағы күн спектірін зерттеуден едәуір ерекшеленеді салыстыру спектірлерін алыу үшін мейлінше тәуір- ол күннің өзінің спектрі.
Салстыру спектірлерін алыу үшін күннің өзінің спектірі жақсы сәйкес келеді. Бірақ ол аз кезінде оның ағынның 9 -10 есеге әлсіретуге және күн мен планеталық спектірлерді тіркеу мезетінде атмосфераның тұнықтылығын өзгертуді ескертуді қажет етеді. ИҚ - спектірлерінің жуық аймақтарында зеттеу кезінде таза жер атмосферасының қарамағынан әлсіретуші фоктор - шашрау емес, таза жұтылу болып табылады.
Экстинкциялық тұрақсыздығы ең бастысы су буының ауспалы құралының бақалау 0.93 мкм шамасындағы су буының интенивтілік жолақтарының өлшеу арқылы жүргізіледі және бақалау шарттары бірдей деп есептеленеді. Егер салстыру жұлдызы мен күн спектірндегі тең зинитті қашықтыққа 10 сағаттық уақыт интервалмен алынған су жолақтардағы айрмашылқтар 3 - 5 пайздан аспайды. Күннің жарық ағынның әлсіреуі әр түрлі радиустың шеңберлерінде симетриялы орналасқан тесіктер жүйесі болып табылатын гартман диафрагмасымен жүзеге асырылады, оның әсері телескоптың кіріс көзінің эффективті ауданнының кішіреюіне негіздглген. Сонымен күннен келетін ағынның шамасы шамамен төтіт есе азайады. Ары қарай азайту күн дөңгелегіне доғаның 4 кв. Сек (λ= 0.32 мм 28 -фокуста) ауданы аймақтың бөлінуіне байлансты 6 есеге жетті. Жалпы алғанда күн ағыны шамамен 10 оғыз дәрежесінен 10 оныншы дәрежесіне дейін әлсіреді жіне толқтай фотометриялы болады. Күн дөңгелегінің центірінің спектірін бүкіл дисктің спектіріне ауысу мына формула бойынша жүргізіледі:
Bg(λ)=β(λ)Bц(λ) (4)
Мұндағы,β(r)- ,бүкіл күн дөңгелегінің спектіріне Bg(λ) энергияның таралуы мен күн дөгелегінің ортасында Bц(λ) энергияның таралуы арасындағы қатынасты өрнектейтін спектірлк коэффициент. β(λ)-- коэффиценті жарықтанудың түсіуін күн дөңгелегінің центірінен ортасына қарайғы бағытта сипаттайды және қазіргі кезде спектірдің кең ауқымы мен күн сызықтаының ұлкен саны үлесін жақсы зерттеген (0.5% аспайтын қателікпен) .
Күшейту коэффисенттерінің әр түрлі мәндерінде алынған сатурн мен күн спектірінің жазбаларын сәйкестендіріу мысалдары келтірілген. Спектірлік қисықтар нормаланған интенсивтілікке қатысты λ= 6800А˚ толқын ұзындығы күшті жұтылудан еркін аймақта таңдап алынады. Спектрометірдің гадиуиренуі сынап сызықтары бойынша жүргізіледі. Жарық көзі ретінде ПРК -2 түріндегі қорғасын шырағы қолданылады.
Салструға 1977, 1979, 1980 жж үшін сатурн дөңгелегінің центірінің шағылдырушы қабылетін зерттеу нәтижелері келтірілген,сатурн дөңгелегі центірінің шағылдырғыш қасиеттерін әсіресе, 8860 және 9870А˚ жолақтарында ерекше байқалады. Көрінетін айамышылқтардың жылдан - жылға артуы дөңгелектің көрінетін центіріне планетаның әр түрлі ені сәйкес келумен вариациалары жапсарлаады.
Абсолютты бірлікте жарықтану коэффиценттерін анықтау үшін орталық мердиан енінің 2 сек доғасында спектірлерді тіркеу жұргізіледі. Ал экваторлы белдеудің 1980 ж салыстыру жұлдызының энергиясының белгілі спектірлік таралуы бар жұлдыздар олардың тең зинитті қашықтықтарды өтіудің уақыттық интеавалы 30мин аспайтындай етіп таңдап алынды.
Осындай бақалау әдістемесінде атмосфераның мөлдір болу коэффицентін бақалау қажеттілігі туындады. Спектрометірдің кіріс көзінің ені(сатурн белдеуінің зерттеленетін ені) стандартты микрометірмен айқындалады. Планета дисксі центірінің жарықтану коэффисенттері мына формула бойынша анықталады:
P(λ)=kPIr²ω*Bпл(λ)E(λ)I(0.λ)B*(λ) .EI(r.λ)dr (5)
Мұндағы, к- әр түрлі күшейту реимдеріндегі өту ауысу коэффиценті, R -сатурнның радиус вектры, w сатурн дөңгелегінде келіп алынатын бенелік бұрыш. Bпл(λ) , B*(λ).диаграмма лентасынан түсіріп алынған есеп берулер, B*(λ) -жүлдыз спектрндегі энергияның абсолютты таралуы E(λ) күн спектріндегі энергияның абсолютты таралуы I(0.λ) дөңгелектің ортасындағы интенсивтілігінің мәні.Экватордың бүкіл жарықтануынан(орталық мердианның) дөңгелектің центіріне ауысуға қажетті жеке толқын ұзындықтарындағы (6800,7250,7900А˚) орталық мердианның немесе сатурын экваторының бойындағы жарықтанудың таралуы солкүні алынған планета экваторының сандары( орталық мердианның ) алынады.
Жарықтану коэффиценті кесте 50А˚ қадамы бар 1 - 3 қосымшаларында келтірілген үздіксіз спектірдің аймақтарындағы алғашқы стандарттардың спектірлерінде қателктерді ескермегенде жарықтану коэффиценттерінің анықтаудағы қателік 3 - 3.5 пайызға жетеді. Өлшеу нәтижелерін басқа авторлармен салстыру қыйынрақ, біріншіден: жақын ИҚ - спектр аймағынлдағы абсолютты коэффиценттері тіпті жүргізілмеді десек те болады. Екіншіден: дөңгелек центірін өлшеу әр түрлі бақалау мезгілдерінде жүргізіледі және олар әсіресе жжұтылу жолақтарында байқалатын өзының шаылдырғыш қасиеттерін әр түрлі белдеулік ендіктерде орналасқан. Сәікестік спектірдің 0.5 - 0.7 мкм жаылмалы аймақтарында мүмкінболады, бірақ бұл сәйкестік нақты емес, себебі, мултисілтілік фотокатодтардың сеззгіштігі λ 0.5 мкм жуықтағанда төмендейді. Ал өз кезінде оттегі - цезилі ФЭУ сезгіштігі λ 0.5 мкм - не бастап бірқалпты өседі. Сондықтан - да , спектрді бұл аймақтардағы өлшеу дәлдігі төмен. Бірақ, сонда да λ 0.6 мкм аймағында көптеген абсолютты өлшемдермен салстру жүргізіуге болады.
Сатурн үшін осындай түрдегі спектрометірлік зерттеулерді тек Л.А.Бугаенков[22] мен В.Г.Тейфель[21] және Г.А.Харитонова [23]жүргізді.
Жарықтану коэффиценттерін Бейнедер мен Маккарти келтірілген геуметіриялық альбедонның мәндері бойынша анықтауға болады. Біздің өлшеулер осы авторлардың пікірімен сәйкес келеді. Бірақ, А.М.Грецкийдің сезгіштік фотоэлектірлік өлшемдерінен едәуір ерекшеленеді. Автордың өзі симетіриялық қателіктің 20 пайызға дейін болуын жоққа шығармайды. Оның 1971 - 1972 жж жүргізілген бақалаулар бойынша λ 0.655 мкм дөңгелек центірінің жарықтану коэффиценті (КС - 11 сүзгіш ) 0.57 тең болады. Ал өз кезегінде берілген жүмыстың және басқа да авторлар жүмысының нәтижелері бойынша 0.7 - ден 0.8 - ге дейінгі аралықта тербеледі. Сфералық және релей шашырау индикатрисасы бойынша 1 кестеде келтірілген атмосфера параметірінің мәндері алынады.
3 САТУРЫНДЫ ФОТОМЕТРИЯЛЫҚ БАҚЫЛАУДЫҢ НӘТИЖЕЛЕРІ
3.1. Ендік бағытта Сатурн дискісі бойынша жарықтаныдың таралуын зерттеу
1) Бақылаудың әрбір датасы үшін қима масштабын анықтау компоненттердің арасындағы бұрыштық қышықтықты біле отыып қоссарлы жұлдызды сканерлеу арқылы жүргізілді. (Аққудың β және Орион шоқжұлдызындағы α=Sh. 32м, 6, σ=-60, 2). Спектрографтың кіріс саңылауы жұлдыздар жұбын жалғастыратын жалған түзу бойымен бағдарланды. Сканерлеуші саңылаудың конструкциялық ерекшеліктерін (биіктігі 7 сек. Доға және ені 1 сек. доға) кіріс саңлауды жазу (ашу) 7 сек.доға етіп шектелді, ал сканерлеу 1 сек. Доғамен іске асырылды. Жиырма-отыз еселі сканерлеу қию масштабын 1% - тен кем емес дәлдікпен анықтауға мүмкіндік берді.
2) Шайылу функциясын анықтау. Бақылаулардың әрбір сериясынан кейін жұлдыз кескінін планета маңына жазу іске асырылды. 10 - нан 20 - ға дейін жұлдыз жазбаларын орташаланғаннан кейін G(x) шайылу функциясы анықталды. Сканерлеу масштабын анықтағандай іске асырылады. G(x) шайылу функциясын оның ықпалын ескеретін көптеген авторлар Гаусс функциясы бойынша шайылу функциясы гаусстық таралудан ерекшеленеді. Бұл 6 - суретте жақсы көрінеді. G(x) - ті екі гаусстан қосындысы түрінде көрсету ыңғайлы болады.
G(x)=1с(с1ехр (-х2Р12) + (1-с1)ехр(-х2Р22))
С1, С, Р1, Р2 параметрлері нақты таралудан ығысудың ең кіші квадраттары әдісімен анықталады. Шайылу функцисының нақты таралуға ықпалын ескеруді тек 1980 ж. Бақылаулар нәтижесіне қолдану ғана мүмкін болды.
3) Өріс бойынша жарық берілудің бірқалыптылығы және сканерлеудің бірқылыптылығы. Күндізгі аспандағы жазба бойынша бақылаудың әрбір түніне дейін және кейін тексерілді. Қарастырылған жағдайда кіріс саңылаудың ені тұрақты және 1 сек. Доғаға ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz