Фотометриялық бақылау арқылы спектрдің көрінетін жақын инфрақызыл облысындағы Cатурн атмосферасының параметрін анықтау
Кіріспе 6
1 Теориялық бөлім
1.1 Әдебиетке шолу 8
1.2 Есептің берілуі 10
1.3 Бақылау жүргізу әдістемесі және аппаратураға қойылатын талаптар 11
2 Сатурнды фотометриялық зерттеуге арналған құрылғы
2.1 Электр сигналдарын тіркеу блогы 13
3 Сатурынды фотометриялық бақылаудың нәтижелері
3.1 Ендік бағытта Сатурн дискісі бойынша жарықтаныдың таралуын зерттеу 20
3.2 Центрлік меридиан жарықтанудың таралуы. 27
4 Сатурн атмосферасының параметрін бағалау
4.1 Сатурн экваторы бойындағы метанның құрамын 1980 жылғы бақылаулар бойынша екі қаьбатты модель бойынша бағалау 33
4.2 Атмосфера параметрлерінің ендік вариациялары 39
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 47
1 Теориялық бөлім
1.1 Әдебиетке шолу 8
1.2 Есептің берілуі 10
1.3 Бақылау жүргізу әдістемесі және аппаратураға қойылатын талаптар 11
2 Сатурнды фотометриялық зерттеуге арналған құрылғы
2.1 Электр сигналдарын тіркеу блогы 13
3 Сатурынды фотометриялық бақылаудың нәтижелері
3.1 Ендік бағытта Сатурн дискісі бойынша жарықтаныдың таралуын зерттеу 20
3.2 Центрлік меридиан жарықтанудың таралуы. 27
4 Сатурн атмосферасының параметрін бағалау
4.1 Сатурн экваторы бойындағы метанның құрамын 1980 жылғы бақылаулар бойынша екі қаьбатты модель бойынша бағалау 33
4.2 Атмосфера параметрлерінің ендік вариациялары 39
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 47
Аталған жұмыс спектрдің жақын инфрақызыл облысында планета дисксі бойынша жарықтанудың фотометриялық сипаттамаларын жеті жылдық бақылаулар жиынтығына негіздеп сатурн атмосферасының газды және аэрозольды ортасының оптикалық қасиеттерін зерттеуге арналған.
Жұмыстың көкейкестілігі. Сатурн планетасы талай ғасырдан бері бақылаушы астрономдардың назарын аударды, бірақ зеттеудің айтарлықтай белсенділігі өткен жүзжылдықтың тек 60-жылдарында басталды. Айды, шолпанды, марсты ғарыштық аппараттармен зерттеудің сәтті дамуы өз кезегінде Күн жүйесінің неғұрлым қашық планеталарында Жерден бақылауды дамытуды ықпал етті. Бәрінен бұрын бұл ғарыш аппараттарымен алып-планеталарды зерттеу әдістері мен қызметтерін жасау қажеттігіне негізделді.
60 – шы жылдардың ортасында ҚазССР-нің Астрофизикалық Институтында спектірдің көрінетін облысында сатурнды жүйелі бақылаулар біздің елімізде обсерваториялардың бірқатарында жүргізілді. Дж. П. Койпер ./1/ және В.И. Мороз /2,3/ фотоэлектрлік спектрометрдің көмегімен = 1-2,5 мкм диапазонында Сатурн спектрін алды. Жақын ИҚ-облыста (0,6-1,1) мкм спектрі аз зерттелген күйі қалды. Бұл жағдайда 1970 жылға дейін жарияланған барлық ақпарат бар В.Г.Тейфелдің редакциялауымен жазылған «Алып поанеталардың физикалық сипаттамалары» атты анықтама шолуда спектрдің осы облысында жұтылу спектрлері көрсетілмегендігі дәйегі бойынша бағалауға болады. Толқын ұзындығының бұл диапазоны әртүрлі метанның айналмалы-тербелмелі жұтылу жолақтарының бар ьолуымен сипатталады және әрқайсысы сатурн атмосферасындағы әрқалай тасымалданып бұлтты қабат туралы ақпарат береді. Осыған байланысты спектрдің жақын ИҚ – облысында Сатурн дискісі бойынша метандық жұтылуды зерттеу және интенсивтілігі жөнінен әртүрлі жұтылу жолақтарын өлшеу нәтижелері бойынша алынған планетаның әртүрлі оптикалық параметрлерін салыстыру қызығушылық туғызады.
Аталған жұмыстың мақсаты. Метанның жұтылу жолақтарында және оларға көршілес үздіксіз спектрдің облыстарында Сатурнның бұлтты жамылғысының сенімді бақылау нәтижелерін алу болып табылады. Фотометриялық мәліметтерді талдау сатурн бұлтсыз атмосферасы мен бұлтты қабаттарының кейбір физикалық сипаттамаларын бағалауға мүмкіндік береді.
Аталған жұмыстың жаңалығы. Сатурнның бұлтты жамылғысының фотометрлік қасиеттерін жеткілікті толық сипаттайтын, аз зерттелген = 0,6-1,1 толқын ұзындығы диапазонында бақылаушы материалдың алынғандығы болып табылады.
Автор қорғауға 0,6-дан 1,1 мкм-ге дейінгі толқын ұзындығы диапазонында Сатурнды фотометриялық бақылау нәтижелерін және оларды планета атмосферасында сәуленің таралуында айтарлықтай роль атқаратын газды – аэрозольды ортаның келесідей:
- жұтылу жолағындағы бұлтты қабаттың жұтылу коэффициенті;
- бұлтты қабат шетіндегі қараңғылау коэффициенті;
Жұмыстың көкейкестілігі. Сатурн планетасы талай ғасырдан бері бақылаушы астрономдардың назарын аударды, бірақ зеттеудің айтарлықтай белсенділігі өткен жүзжылдықтың тек 60-жылдарында басталды. Айды, шолпанды, марсты ғарыштық аппараттармен зерттеудің сәтті дамуы өз кезегінде Күн жүйесінің неғұрлым қашық планеталарында Жерден бақылауды дамытуды ықпал етті. Бәрінен бұрын бұл ғарыш аппараттарымен алып-планеталарды зерттеу әдістері мен қызметтерін жасау қажеттігіне негізделді.
60 – шы жылдардың ортасында ҚазССР-нің Астрофизикалық Институтында спектірдің көрінетін облысында сатурнды жүйелі бақылаулар біздің елімізде обсерваториялардың бірқатарында жүргізілді. Дж. П. Койпер ./1/ және В.И. Мороз /2,3/ фотоэлектрлік спектрометрдің көмегімен = 1-2,5 мкм диапазонында Сатурн спектрін алды. Жақын ИҚ-облыста (0,6-1,1) мкм спектрі аз зерттелген күйі қалды. Бұл жағдайда 1970 жылға дейін жарияланған барлық ақпарат бар В.Г.Тейфелдің редакциялауымен жазылған «Алып поанеталардың физикалық сипаттамалары» атты анықтама шолуда спектрдің осы облысында жұтылу спектрлері көрсетілмегендігі дәйегі бойынша бағалауға болады. Толқын ұзындығының бұл диапазоны әртүрлі метанның айналмалы-тербелмелі жұтылу жолақтарының бар ьолуымен сипатталады және әрқайсысы сатурн атмосферасындағы әрқалай тасымалданып бұлтты қабат туралы ақпарат береді. Осыған байланысты спектрдің жақын ИҚ – облысында Сатурн дискісі бойынша метандық жұтылуды зерттеу және интенсивтілігі жөнінен әртүрлі жұтылу жолақтарын өлшеу нәтижелері бойынша алынған планетаның әртүрлі оптикалық параметрлерін салыстыру қызығушылық туғызады.
Аталған жұмыстың мақсаты. Метанның жұтылу жолақтарында және оларға көршілес үздіксіз спектрдің облыстарында Сатурнның бұлтты жамылғысының сенімді бақылау нәтижелерін алу болып табылады. Фотометриялық мәліметтерді талдау сатурн бұлтсыз атмосферасы мен бұлтты қабаттарының кейбір физикалық сипаттамаларын бағалауға мүмкіндік береді.
Аталған жұмыстың жаңалығы. Сатурнның бұлтты жамылғысының фотометрлік қасиеттерін жеткілікті толық сипаттайтын, аз зерттелген = 0,6-1,1 толқын ұзындығы диапазонында бақылаушы материалдың алынғандығы болып табылады.
Автор қорғауға 0,6-дан 1,1 мкм-ге дейінгі толқын ұзындығы диапазонында Сатурнды фотометриялық бақылау нәтижелерін және оларды планета атмосферасында сәуленің таралуында айтарлықтай роль атқаратын газды – аэрозольды ортаның келесідей:
- жұтылу жолағындағы бұлтты қабаттың жұтылу коэффициенті;
- бұлтты қабат шетіндегі қараңғылау коэффициенті;
1. Койпер Дж.П. Атмосфера Земли и планет., -ИЛ, 1952
2. Мороз В.И: об инфракрасных спектрах Юпитера и Сатурна., 1961
3. Мороз В.И. Спектры Юпитера и Сатурна в области 1-2,5 мкм. 1966
4. Физические характеристики планет – гигантов. Справочник – обзор.
5. Тихов Г.А. Двухцветная фотогарфии Марса и Сатурна, полученные при помощи пулковского 30 – дюймового рефрактора способом светофильтров.
- Астрон. Общ., 17,1911
6. Шайын Г.А.О. распределенин интенсивности в спектре
7. Барабашов Н.П., Семейкин Б.Е. Монохрамотическая фотометрия Сатурна. Астрон. Ж., 10, ю4, 1933, 381-390.
8. Аврамчук В.В., Кругов В.Д. Результаты фотометрических наблюдений Сатурна. – Астрон. Циркуляр, №689, 1972, 1-4.
9. Marin M.Phometrie photographigui de Saturne. 1963
10. Тейфель В.Г., Опотемнениии к краю на диске Сатурна. – Астрон. Журнал, 52, №4, 1977, 14-24.
11. Тейфель В.Г. Усольцева Л. А., Харитонова Г.А., Оптические свойства и строение атмосферы Сатурна.
12. Куратов К.С Предварительные результаты фотоэлектрических измерений Сатурна в области спектра 0,6-1,1 мкм. – Труды АФИ АН КазССР, т.35. Алма – Ата, 1979,93-97
13. Сигуа Л.Г Оценки средних размеров частиц облочного слоя Сатурна. 1978.
14. Тейфель В.Г. Докторская диссертация. Алма-Ата, 1980.
15. Ибрагимов К.Ю. Математическое планирование численных расчетов перенова излучения в атмосферах планет. – Астрон. Журнал, 60,5, 1983
15. Борбат А.М. и др. Оптические измерения. Киев, Техника, 1970
17. Введение физику планет. Александров Ю.В. 1982
18. Тейфель В.Г. Потомнение к краю и свойства полярных областей Юпитера. 1978
19. Lutz B.L. Labaratory band strengths of methane and their application to the atmospheres of Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune and Titan. 1976
20. Disk K.A. Fink U. Photoelectric absorpnion spectra of methane and hydrogen mixtures and ethane. - 1977
2. Мороз В.И: об инфракрасных спектрах Юпитера и Сатурна., 1961
3. Мороз В.И. Спектры Юпитера и Сатурна в области 1-2,5 мкм. 1966
4. Физические характеристики планет – гигантов. Справочник – обзор.
5. Тихов Г.А. Двухцветная фотогарфии Марса и Сатурна, полученные при помощи пулковского 30 – дюймового рефрактора способом светофильтров.
- Астрон. Общ., 17,1911
6. Шайын Г.А.О. распределенин интенсивности в спектре
7. Барабашов Н.П., Семейкин Б.Е. Монохрамотическая фотометрия Сатурна. Астрон. Ж., 10, ю4, 1933, 381-390.
8. Аврамчук В.В., Кругов В.Д. Результаты фотометрических наблюдений Сатурна. – Астрон. Циркуляр, №689, 1972, 1-4.
9. Marin M.Phometrie photographigui de Saturne. 1963
10. Тейфель В.Г., Опотемнениии к краю на диске Сатурна. – Астрон. Журнал, 52, №4, 1977, 14-24.
11. Тейфель В.Г. Усольцева Л. А., Харитонова Г.А., Оптические свойства и строение атмосферы Сатурна.
12. Куратов К.С Предварительные результаты фотоэлектрических измерений Сатурна в области спектра 0,6-1,1 мкм. – Труды АФИ АН КазССР, т.35. Алма – Ата, 1979,93-97
13. Сигуа Л.Г Оценки средних размеров частиц облочного слоя Сатурна. 1978.
14. Тейфель В.Г. Докторская диссертация. Алма-Ата, 1980.
15. Ибрагимов К.Ю. Математическое планирование численных расчетов перенова излучения в атмосферах планет. – Астрон. Журнал, 60,5, 1983
15. Борбат А.М. и др. Оптические измерения. Киев, Техника, 1970
17. Введение физику планет. Александров Ю.В. 1982
18. Тейфель В.Г. Потомнение к краю и свойства полярных областей Юпитера. 1978
19. Lutz B.L. Labaratory band strengths of methane and their application to the atmospheres of Jupiter, Saturn, Uranus, Neptune and Titan. 1976
20. Disk K.A. Fink U. Photoelectric absorpnion spectra of methane and hydrogen mixtures and ethane. - 1977
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Слямов Бекзат
ФОТОМЕТРИЯЛЫҚ БАҚЫЛАУ АРҚЫЛЫ СПЕКТРДІҢ КӨРІНЕТІН ЖАҚЫН ИНФРАҚЫЗЫЛ
ОБЛЫСЫНДАҒЫ САТУРН АТМОСФЕРАСЫНЫҢ ПАРАМЕТРІН АНЫҚТАУ
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Астрономия- мамандығы 050611
Алматы 2012
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Физика – техникалық факультеті
Қатты дене және бейсызық физика кафедрасы
Қорғауға жыберілді
______ Кафедра меңгерушісі___________Приходько О.Ю.
ФОТОМЕТРИЯЛЫҚ БАҚЫЛАУ АРҚЫЛЫ СПЕКТРДІҢ КӨРІНЕТІН ЖАҚЫН ИНФРАҚЫЗЫЛ
ОБЛЫСЫНДАҒЫ САТУРН АТМОСФЕРАСЫНЫҢ ПАРАМЕТРІН АНЫҚТАУ
050611-Астрономия мамандығы бойынша
Орындаған
Слямов Бекзат
Ғылыми жетекші
Куратов К.С
К.ф-м.н
Норма бақылаушы
Тлеубаева И.С.
РЕФЕРАТ
Cуреттер саны 19, кесте саны 8, формулалар саны 30, пайдаланған әдебиеттер
саны 20, бөлім саны 4.
Негізгі ұғымдар:
Жалтырау, ИҚ облыс-инфрақызыл облыс, Фабри линзасы, ФЭК – фотоэлектронды
көбейткіш, Жарықталу, Тұтас спектр, Жолақ спектр.
Жұмыстың мақсаты:
Аталған жұмыстың жаңалығы. Сатурнның бұлтты жамылғысының фотометрлік
қасиеттерін жеткілікті толық сипаттайтын, аз зерттелген λ=0,6-1,1 толқын
ұзындығы диапазонында бақылаушы материалдың алынғандылығы болып табылады.
ГЛОССАРИЙ
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 6
1 Теориялық бөлім
1.1 Әдебиетке шолу 8
1.2 Есептің берілуі 10
1.3 Бақылау жүргізу әдістемесі және аппаратураға қойылатын талаптар 11
2 Сатурнды фотометриялық зерттеуге арналған құрылғы
2.1 Электр сигналдарын тіркеу блогы 13
3 Сатурынды фотометриялық бақылаудың нәтижелері
3.1 Ендік бағытта Сатурн дискісі бойынша жарықтаныдың 20
таралуын зерттеу
3.2 Центрлік меридиан жарықтанудың таралуы. 27
4 Сатурн атмосферасының параметрін бағалау
4.1 Сатурн экваторы бойындағы метанның құрамын 1980 жылғы бақылаулар 33
бойынша екі қаьбатты модель бойынша бағалау
4.2 Атмосфера параметрлерінің ендік вариациялары 39
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 47
КІРІСПЕ
Аталған жұмыс спектрдің жақын инфрақызыл облысында планета дисксі
бойынша жарықтанудың фотометриялық сипаттамаларын жеті жылдық бақылаулар
жиынтығына негіздеп сатурн атмосферасының газды және аэрозольды ортасының
оптикалық қасиеттерін зерттеуге арналған.
Жұмыстың көкейкестілігі. Сатурн планетасы талай ғасырдан бері бақылаушы
астрономдардың назарын аударды, бірақ зеттеудің айтарлықтай белсенділігі
өткен жүзжылдықтың тек 60-жылдарында басталды. Айды, шолпанды, марсты
ғарыштық аппараттармен зерттеудің сәтті дамуы өз кезегінде Күн жүйесінің
неғұрлым қашық планеталарында Жерден бақылауды дамытуды ықпал етті. Бәрінен
бұрын бұл ғарыш аппараттарымен алып-планеталарды зерттеу әдістері мен
қызметтерін жасау қажеттігіне негізделді.
60 – шы жылдардың ортасында ҚазССР-нің Астрофизикалық Институтында
спектірдің көрінетін облысында сатурнды жүйелі бақылаулар біздің елімізде
обсерваториялардың бірқатарында жүргізілді. Дж. П. Койпер .1 және В.И.
Мороз 2,3 фотоэлектрлік спектрометрдің көмегімен = 1-2,5 мкм
диапазонында Сатурн спектрін алды. Жақын ИҚ-облыста (0,6-1,1) мкм спектрі
аз зерттелген күйі қалды. Бұл жағдайда 1970 жылға дейін жарияланған барлық
ақпарат бар В.Г.Тейфелдің редакциялауымен жазылған Алып поанеталардың
физикалық сипаттамалары атты анықтама шолуда спектрдің осы облысында
жұтылу спектрлері көрсетілмегендігі дәйегі бойынша бағалауға болады. Толқын
ұзындығының бұл диапазоны әртүрлі метанның айналмалы-тербелмелі жұтылу
жолақтарының бар ьолуымен сипатталады және әрқайсысы сатурн
атмосферасындағы әрқалай тасымалданып бұлтты қабат туралы ақпарат береді.
Осыған байланысты спектрдің жақын ИҚ – облысында Сатурн дискісі бойынша
метандық жұтылуды зерттеу және интенсивтілігі жөнінен әртүрлі жұтылу
жолақтарын өлшеу нәтижелері бойынша алынған планетаның әртүрлі оптикалық
параметрлерін салыстыру қызығушылық туғызады.
Аталған жұмыстың мақсаты. Метанның жұтылу жолақтарында және оларға
көршілес үздіксіз спектрдің облыстарында Сатурнның бұлтты жамылғысының
сенімді бақылау нәтижелерін алу болып табылады. Фотометриялық мәліметтерді
талдау сатурн бұлтсыз атмосферасы мен бұлтты қабаттарының кейбір физикалық
сипаттамаларын бағалауға мүмкіндік береді.
Аталған жұмыстың жаңалығы. Сатурнның бұлтты жамылғысының фотометрлік
қасиеттерін жеткілікті толық сипаттайтын, аз зерттелген = 0,6-1,1 толқын
ұзындығы диапазонында бақылаушы материалдың алынғандығы болып табылады.
Автор қорғауға 0,6-дан 1,1 мкм-ге дейінгі толқын ұзындығы диапазонында
Сатурнды фотометриялық бақылау нәтижелерін және оларды планета
атмосферасында сәуленің таралуында айтарлықтай роль атқаратын газды –
аэрозольды ортаның келесідей:
- жұтылу жолағындағы бұлтты қабаттың жұтылу коэффициенті;
- бұлтты қабат шетіндегі қараңғылау коэффициенті;
- бір реттік шашырау альбедосы;
- бұлтты атмосферадағы оптикалық қалыңдық;
- аэрозолда шашырау және бұлтты қабаттың жоғарғы шекарасында жақын жерде
газбен жұтылудың көлемдік коэффициенті;
- бұлтты атмосферадағы метанның қрамы;
- бұлтты қабаттағы шашырау әрекеттерінің арасындағы фотондардың еркін
орташа жүру жолына келетін жұтатын газ мөлшері сияқты оптикалық
параметрін бағалауға мүмкіндік беретін екіқабатты моделі шеңберінде
интерпретациясын ұсынады.
Жұмыстың ғылыми және тәжірибелік маңызы. Жарықтың таралу жөніндегі және
атмосфераның оптикалық параметрлерін бағалау мәліметтері бірқатар теориялық
есептерді шешкенде, оның ішінде біртекті емес моделдерді есептеу үшін,
сонымен қатар Сатурнды жерден және ғарыштан зерттейтін әртүрлі
бағдарламаларды жасағанда қолданылады.
Жеке қосқан үлесім. Автормен бұрынғы алған бақылау материалына анализ
жүргізілді, оларды өңдеу және интерпретациялау жүргізілді.
1 Теориялық бөлім
1.1 Әдебиетке шолу
Сатурн атмосферасын зерттеу планетаны толқын ұзындығының жалпақ
интервалында фотометрлік бақылауға негізделген. Бақылау жұмыстары планета
атмосферасында сәуленің тасымалдануы жөніндегі теориялық зерттеулердің
дамуына тығыз байланысты.
Алыстағы тарихи экскурсияға тоқталмай-ақ, Сатурнды фотометриялық
зерттеулерді өткен жүзжылдықтың асында Пулков обсерваториясында Г.А. Тихов
5, кейінірек Г.А.Шайн 6 жүргізгендігін айта кетеміз. Ай мен
планеталардың, сонымен қатар Сатурнның фотометриясы Н.П. Барабашовтың 7-
10 жетекшілігімен Харьков астрономиялық обсерваториясында кеңінен қолданыс
тапты.
Сатурн дискісі бойымен интенсивтіліктің таралуын фотоометрлік өлшеулер
келесідей: планетаның кішігірім бұрыштық өлшемімен (жуықтап 20сек.доға)
және Жер мен Күнге қатысты Сатурн экваторының көлбеулік жазықтығының
өзгеретін кең шектері болуы сеепті күрделенеді. Сондықтан ол жылдардағы
ерте зерттеулер негізінен интенсивтілік экваторы бойындағы фотометриялық
келтірілді.
Бірақ интенсивтілік экваторы бойындағы жарықтануды өлшеу бірдей емес
оптикалық сипаттамаларға ие планетаның әртүрлі ендік белдеулерінен өтеді,
сондықтан бұл бақылауларды интерпретациялау тәжірибе тұрғысынан мүмкін
емес. Осымен әртүрлі жылдарда жүргізілген жұмыстарда сипатталады.
Бұл жөнінен 1966ж. әйнек және интерференциялық фильтрлермен Марин 9
жасаған фотосуреттік бақылаулар бойынша Сатурн экваторының эклиптика
жазықтығына көлбеулігі болмағандағы Сатурнды фотометрилық зерттеулер
қызығушылық туғызды. 9 зерттеуден басқа 1966 ж. Тексеро жасаған кең
жолақты фотометрияға көңіл аудару керек. Бұл жылдың зерттеулері
фотометрияны планетаның жекелеген ендік белдеулері бойымен жасауға
мүмкіндік беретін және іс жүзінде сақина тарапынан бұрмалаушылықтарды
болдырмайтын Жерге қатысты экватор жазықтығының аз көлбеу болуына
байланысты құнды болып табылады.
Спектрді жақын ИҚ – облысында (0,6 – дан 2мкм – ге дейін), дискі шетіне
қарай қараюдың минеарттық коэффициенттерін анықтаған Байндер мен
Маккартидің бақылаулары жлғыз ғана фотометриялық жұмыстар болып табылады.
Бұл өлшеулер интерференциялық жарық фильтерінің көмегімен планетаның бір
ендігінде орналасқан бес нүкте бойынша жүргізілді. Бұл жұмыстың бір ғана
кемшілігі, фильтерлерді тұтас спектрдің бөліктері және жұтылу жолақтарының
орталықтары үшін арнайы таңдалмай, сондықтан көп жағдайда оларды өткізудің
максимумдары жұтылу жолақтарының қанаттарына түсетіндігі болып табылады.
Тұтас спектдің бөліктері шетіндегі қараюдан әлсіз ғана ерекшеленетіндіктен
бұл нәтижелер, сөзсіз қызығушылық туғызады.
Сатурнды фотометриялық зерттеулерді түйіндеп келіп келесідей тұжырым
жасауға болады:
1) Спектірдің көрінетін бөлігінде бұлтты белдеулердің альбедосында
айтарлықтай айырмашылықтар байқалмайды.
2) Қандай да бір жеткілікті бұлтты түзілістер іс жүзінде жоқ.
3) Көрінетін сәулелерде Сатурнның экваториалды белдеуі неғұрлым жарық
облыс болып табылады.
4) Ең жақсы түсірілімдерде (суреттерде) бұлтты жамылғының зоналық
сипаты жақсы байқалады, бірақ жекелеген бұлтты белдеулердің арасы аз
және тек экваториалдық белдеу спектрдің қызыл бөлігінде көршілес
белдеулерден жуықтап 10 % жарықтау.
5) Диск шетінде қараюдың минниартовтың коэффициенттерінің шамасы
жоғарыда аталған авторлардың мәліметтері бойынша бір – бірімен жақсы
үйлеседі.
Бақылаулар нәтижесінің интерпретациясы теориялық есептеулердің дамуына
тығыз байланысты және планета атмосфераларында сәулелік энергияның жартылай
шексіз бұлтты қабатпен тасымалдануына негізделген. Алып планеталарға тән
мұндай есептеулерді Хеньи-Гринстейн индикатрисасы үшін Ж.М. Длугак және
Э.Г. Яновицк g ассиметрия параметрінің әртүрлі мәндерімен жүргізілді.
χ (φ) = 1 – g2 (1+ g2– 2g cos γ)32
(1.1)
Мұндағы γ – түсетін және шашырайтын бағыттардың арасындағы бұрыш.
В.В.Лоскутов және В.В.Аврамчук 20 мұндай есептеулерді келесідей бірқатар
үш мүшелі индикатристер үшін жүргізді.
χ = 1+ х1 cos γ + х2 Р2 (cos γ)
(1.2)
В.Г. Тейфель 24 теориялық есептеулер нәтижелері 21-23 бойынша қолда
бар фотометрлік мәліметтерді талдау жүргізді. 21-23. бақылаулар
нәтижесінің теориялық есептеулерімен сфералық релейлік шашырау
жағдайларында сәйкес келетіндігі, сонымен қатар шашыраудың ассиметрияның аз
дәрежесіне ие индикатрисаларымен сәйкес келетіндігі анықталды. Мұнда
релейлікке жақын шашырау туғызатын бөлшектер аз өлшемді болуы керек (~0,1
мкм). Бұл поляриметрлік өлшеулерге керағар келеді, бұдан бөлшектерді орташа
радиусының ~ 1мкм екендігі шығады. Алға қарай күшті созылған шашырау
индикатрисасына ие ірі бөлшектер үшін планета шашыратқан Күн сәулесін
қалыптастырғанда кері шашырау айтарлықтай роль атқарады. Мұнымен қатар
Хеньи – Гринстейннің алдыға қарай шығып тұрған индикатрисалары кері
шашырауды ескермейді. К.Ю.Ибрагимов 15 Хеньи-Гренстейннің комбинациялық
индикатрисалары үшін жартылай шексіз бұлтты қабатта сәуелік энергияның
шағылуының теориялық есептеулерін жүргізді.
χ (γ) = bχ(g1 γ)+(1–b) χ (g2, γ)
(1.3)
b параметрін вариациялап кері шашыраудағы үлесті өзгертуге болады.
Сатурнды бақылағандағы ең жақсы сәйкестіктер g2=0,8, g2=-0,6, b = 0,95
– те алынды. В.Г.Тейфель жұтылу жолақтарын бақылау нтижелерін
интерпретациялағанда g=0, g =0,75 ассиметрия параметрлерімен Хеньи –
Гринстейн индикатрисасы және параметрлер алынды. Төменде 24 сыртқф
атмосферада және 6190 және 7250Å жұтылу жолақтары бойынша бұлтты қабаттың
ішіндегі метан құрамының кестесі келтірілген.
1 кесте- Хеньи-Гристеин
Экватор Умеренные широты
СН4 6190АСН4 СН4 6190А СН4
7250А 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
Мұндағы Сa - бұлтты атмосферадағы жұтатын газдың құрамы, Сс – бұлтты
қабаттағы шашырау актілерінің арасындағы фотондардың орташа еркін жүру
жолына келетін жұтатын газдың мөлшері, Сs – қалыпты жағдайға келтірілген
бұлт үстіндегі атмосфераның табанындағы метанның тығыздығы.
1.2 Есептің берілуі
Сатурнды спектрдің көрінетін, ультракүлгін және ИК облыстарында
зерттеудің сәтті дамуына қарамастан, ИҚ облысқа 0,6-1,1 мкм – де оның
спектрі аз зерттелген күйінде қалып отыр. Айтылып өткендей планетаның аз
зерттелгендігі жайлы 4 редакциялауындағы 1970 жылға дейін алып
планеталардың атмосфералары мен ішкі құрылымдарының физикалық қасиеттері
жайлы барлық ақпараттар енге Алып – планеталардың физикалық сипаттамалары
атты анықтамалық-шолуда спектрдің осы облысындағы жұтылу жолақтары туралы
айтылмағандығына қарап пайымдауға болады. Толқын ұзындығының бұл диапазоны
оларды зерттеу бұлтты қабаттың құрылымы жайлы қосымша ақпарат беретін
интенсивтілігі әртүрлі метанның айнымалы-тербелмелі жұтылу жолақтарының бар
болуымен сипатталады. 61 - де көрсетілгендей 7250А жұтылу жолағында
анықталған бұлтты атмосфера үстіндегі метанның құрамы 6190А жолағында
анықталғанмен салыстырғанда аз болады, яғни неғұрлым терең жұтылу жолағына
метанның аз мөлшері сәйкес келеді.
0,6-1,1 мкм толқындар ұзындығы диапазонда метанның 8960 және 9870А
сияқты күшті жұтылу жолақтары бар, және өздерінің интенсивтіліктері жөнінен
6190 және 7250А, 7900 және 8610 А – ға жақынырақ жұтылу жолақтары,
интенсивтіліктері әртүрлі жұтылу жолақтарын бақылаудан алынған метан
құрамын салытыру қызығушылық туғызады.
Осыған негізінен метан жұтатын жолақтарда спектрдің жақын ИҚ – облысында
(0,6-1,1мкм) және тұтас спектрдің оған көршілес бөліктерінде Сатурнның
бұлтты жамылғысының сенімді бақылау мәліметтерін алу мақсат етіп қойылды.
Фотометриялық деректерді талдау Сатурнның бұл түсті атмосферасы мен бұлтты
қабаттың кейбір физикалық қасиеттерін бақылауға мүмкіндік беруі керек.
1.3 Бақылау жүргізу әдістемесі және аппаратураға қойылатын талаптар
Ережеге сай молекулалық жұтылуды зерттеу жұтылу жолақтарының
профильдерін зерттеуге негізделген. Бірақ бұл әдіс күшті жұтылу
жолақтарының профильдерін зерттеуге негізделген. Бірақ бұл әдіс күшті
жұтылу жолақтарының тереңдігін өлшеуге жеткілікті дәл емес. Сондықтан біз
метандық жұтылуды зерттегенде жұтылу жолақтарының профилін өлшеудің
классикалық әдісінен бас тарттық. Біздің бақылау міндеттерімізге
тереңдіктері 0,4-0,7 қалыпты жұтылу жолақтарын (72580, 7900, 8610)А сонымен
қатар R~0,95 күшті жолақтарды (8860, 9870)А зерттеу кіреді. Бұл жағдайда
сәулеленудің ең үлкен интенсивтілігі тұтас спектр аймағында Сатурн
дискісінің орталығына, ал ең аз интенсивтілік дискінің шеткі облыстарында
күшті жұтылу жолақтарының орталықтарына келеді. Осылайша, Сатурнды
спектрлік зерттеудегі интенсивтіліктердің диапазон күшейту коэффициенттерін
қоспай сызықты күшейткішпен қамтылма Спектрометриялық зерттеулер кезінде
бақаланатын ақпараттарды алу фото бақалау құрылғыларын дұрыс таңдауға ,
олардың қызыметіне , сигеалдардың 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.
йды. Сондықтан зерттелетін толқын ұзындығын жұтылу жолағының орталығында да
және оларға көшілес тұтас спектрдің бөліктерінде кеңістік сканерлеу жасауға
ұйғарым қабылданды. Бұл жағдайда интенсивтіліктердің түсуі 30 дб – дан
аспайды. Және сызықтық күшейткіштің динамикалық диапазонына сияды.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. 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.
4. 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.
2-бөлім. Сатурнды фотометриялық зерттеуге арналған құрылғы
Планетаның дисктен шағылған сәулеленуінің интенсивтілігінің таралуын
фотоэлектрлік әдіспен зерттеу үшін өнеркәсіптік АСП-21 спектрогровтың
құрамына өріс бойынша сканерлейтін спектрометрге қосымша құрастырылған.
Құрылғының схемасы 1 – суретте көрсетілген.
1) Кіріс саңылау арқылы өткен жарық шоғыры 2. диагональды айнадан
шағылып 3. колиматорлы айнаға түседі. Колиматорлы айна паралель жарық
шоқтарын 4. дифракциялық торға жібереді, шоқтың электр двигательдің бұрылуы
спектр бойынша сканерлейді. 5. Камералық айна, 7. Шығыс саңылауы, 7
жазықтығында белгілі бір ұзындықтағы толқындар суретін. Шығыс саңылауының
алдында сканерлеуші саңылау 6 орналасады. Шығыс және сканерлеуші саңылаулар
арасы 0,2мм құрайды, сондықтан камералық айнаның фокстық арақашықтық
ұзындығында f=548 мм сканерлеуші саңылауда камералық айнаның вакальдық
жазықтығында орналасады деп есептеуге болады.
Сканерлеуші саңылаудың орнын ауыстырғанда дисктің әр бөлігінің
сәулеленуі ФЭК 9 арқылы суытылатын фотокатодтың әртүрлі бөлігіне
түсіріледі. Бұл фотокатодтың зоналық сипаттамаларының біртексіздігі
салдарынан сызықты жарық берілу бұрмалануға алып келуі мүмкін. Осы
қателіктерді болдырмау үшін шығыс саңылауынан кейін Фабри линзасы 8
орналасады. Ол фотокатодтың белгілі бір бөлігінде кіріс шоқтың суретін
береді.
Сканерлік саңылаудың орныны ауыстыруының сызықтылығы 6 – суретте
көрсетілген. Прибор механизімімен қамтамасыз етіледі және электрқозғаушы 1
және 2, 3, 4, шестерналар (тегершіктер) болатын айналмалы қозғалыс
сканерлеуші планкіге түседі. 2 және 3 тегершіктер алмастырылатын болып
келеді. Олардың ауыстырылу жылдамдықтары 0,5 бұрыш сек. 10 бұрыш сек. дейін
дискретті түрде болады. Сканерлеуші планкіге 6 ені бойынша реттелген
саңылау 7 орналасқан. Сонымен қатар жұмыс істеудің басқа режимдеріне спектр
бойынша сканерлеуге арналған 8 саңылауда қарастырылады. Жалау 12 жарық
фильтрімен ұзынтолқынды сәулелерді реттеу үшін шығыс саңылауының алдында
орналасқан 10 және 11 микроөлшегіштер электрлік бөлікпен бірге сканерлеуші
саңылаудың тікелей және кері жүрісі автоматты түрде алмастырады.
Микроөлшегіш 14 саңылау 8 орнын бекітуге арналған. Ол саңылаудың өлшеулері.
2.1 Электр сигналдарын тіркеу блогы
Электр сигналдарын күшейту және тіркеу қызмет көрсету барысында үнемі
модернизацияланып отырған электронды жүйесімен іске асырылады.
Алғашқы жылдары (1976,77ж) алдын-ала күшейтудің шығарылатын шеткі
бөлігі бар Кактус СМ-1 типі өндірістік күшейткіш қолданылды.
1 сурет- 1– кіріс саңылауы. 2 – диагональды айна. 3 – коллиматорлы айна. 4
– дифракциялық тор. 5- камералық айна. 6 – сканерлеуші саңылау. 7 – шығыс
саңылауы. 8 – Фабри линзасы. 9 – фотокөбейткіш.
1 сурет-1 – электрқозғаушы, 2,3,4,5 – щестерналар, 6 – сканерлеуші элемент,
жұмыс диафрагмасы. 9 – саңылау шығысы, 10,11, 14 – автоматты түрде
алмастырады. 12 – жалау. 13 – фильтр. 14 – микроөлшегіш.
Бұдан кейінірек кеңістік және спектрлік сканерлеуші спектрометрдің екі
арналы вариантында тіркелетін екі сигналды корроляциялап өңдеу үшін қажет
болған, екі электр сигналының қатынасын алатын схемалы 2 – арналы шамды
күшейткіш жасалды.Тіркеу блогының аяқталған жартылай өткізгіштен жасалған
вариантын 3 – суретте көрсетілген схема бойынша АФИ АН ҚазССР – дің
конструкторлық бөлімінде С.С:Шумилин жасады және жинады. ФЭК – дің
қолданылатын типтерін ескермегенде екі арнада бірге. Электр сигналдары ФЭК
1,2 – ден тоқ күшейткіштердің әрекетін атқаратын 304 алдын – ала
күшейткіштерге түседі. Алғашқы күшейткіштерден кабелмен электр сигналдары
5,6 негізгі күшейткіштердің шығыстарына түседі. Бұдан ары сигналдар
күшейткіштерден бірден 11,12 ЭП – 0,9 қоректендіру потенциометрлерге немесе
коммутациялануын ВК 1 тумблері атқаратын 708 интеграторларға беріледі.
Интеграторлар электр сигналдарын 13 таймер беретін белгілі бір уақыт ішінде
қосады. (суммуриют). 9,10 есте сақтаушы құрылғылар 11,12 ЭПП – 0,9 – дағы
циклдің кернеудерін ұстап тұрады.
Екі электр сигналы да ЭПП – 09 базасында жасалған және екі электр сигналмен
компенсациялау схемасымен жұмыс істейтін арнадағы электр сигналының 2 –
арнадағысында қатынасын алатын 14 схемаға түседіАрналардың бірінің
электрлік схемасы 4 – суретте келтірілген. Алдын – ала күшейткіш
(АК)К544УД01А сериялы микросхемада жиналған және ФЭК – мен бірге бір блогта
орналастырылған,
3 сурет- Тіркеуші құрылғының сызба блогы. 1,2 – ФЭК 3,4 – күшейткіш алды
7,8 – интегратор 9,10 – есте сақтаушы құрылғы 11,12 – ЭПП – 09 13 – ЭПП –
09 базасына қатысты сұлба
бұл бөгде түсулердің (наводок) ықпалын айтарлықтай азайтады. АК 100% -
бен кері теріс байланыспен жиналған және ток күшейткіштердің рөлін
атқарады.
Сипатталған аппаратура бақылау бағдарламасына келесідегідей талаптарды
сақтағанда кең ауқымды бақылау материалын алуға мүмкіндік береді:
- Сатурн дискісінің және спектрлік айырғыштығы 30 – дан 240 – ге дейінгі
толқын ұзындығының кең интервалында планета дискісі бойынша
жарықталынудың салыстырмалы таралуын алу;
- Кеңістік айырмашылықты 1 сек. доғадан төмен емес шамаға дейін қамтамасыз
ету.
4. сурет- Бірарнаның электронды сұлбасы
- планета дискісінде 0,09 градустан кем емес дәлдікпен фотометриялық
бөліктің фиксациясы;
- - 1% - тен кем емес өлшеу дәлдігі мен нәтижені өңдеу;
- Бақылау (контроль) мүмкіндігі және атмосфеалық кедергілерді бұдан ары
ескеру
5 сурет-
Сатурн экваторы бойымен екі толқын ұзындығындағы жарықтың таралуының
реперлер бойынша жазуы және олардың қатынас
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.
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
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:
- сатурн дөңгелегі центірінің жұлдызды стандартталған абсолютты
байлануын алу;
- берілген бағытта және 30 – дан 240 А˚ дейінгі спектрлік рухсаты бар
толқын ұзындығының ккең аумағында планета дөңгелегі бойынша
салыстырмалы жарықтану таралуын алу;
- доғаның 0.05 радиустан кем болмайтын планета дөңгелегіндегі
фотометірияланатын аймақты тіркеу;
- 1% - ден кем түспейтін өлшеу дәлдігі мен нәтижелердің алынуы;
- Бақалау және болашақта атмосфералық тосқауылдардыескеру мүмкіндіг
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 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 дейін әлсіреді жіне толқтай фотометриялы болады.
Күн дөңгелегінің центірінің спектірін бүкіл дисктің спектіріне ауысу мына
формула бойынша жүргізіледі:
Мұндағы,β(λ)- ,бүкіл күн дөңгелегінің спектіріне энергияның таралуы мен күн
дөгелегінің ортасында 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:
Мұндағы, к- әр түрлі күшейту реимдеріндегі өту ауысу коэффиценті,
сатурнның радиус вектры, сатурн дөңгелегінде келіп алынатын бенелік бұрыш.
диаграмма лентасынан түсіріп алынған есеп берулер, жүлдыз спектрндегі
энергияның абсолютты таралуы күн спектріндегі энергияның абсолютты таралуы
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 – Бөлім. Сатурынды фотометриялық бақылаудың нәтижелері
3.1. Ендік бағытта Сатурн дискісі бойынша жарықтаныдың таралуын
зерттеу
Бақылау материалының дәлдәгә бірқатар жанама өлшеулерге тәуелді
болатындықтан, бақылау процесіне келесідей қосымша зерттеулерді жүргізу
қажет болды.
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 тең). Өріс бойынша жарық берілудің және
сканерлеу бірқалыптылығының барлық өріс үшін ауытқуы 1-2 % - дан асқан жоқ.
Жұтылу жолақтарында жарықтың таралуын талдау нақты таралуға жер
атмосферасының сақинадан шашыраған жарықтың әсер ететіндігін көрсетті. Бұл
әсер жұтылу жолағы неғұрлым күшті болса, солғұрлым жоғары болады.
Сақинадан шашыраған жарықтың нақты таралуына ықпалын қарастырамыз. 7 –
суретте мысал үшін 1977 жылдың бақылаулары бойынша интенсивтілік экваторы
бойымен зерттелетін диапазондағы әртүрлі толқын ұзындықтарында жарықтың
таралуы келтірілген (жарықтың интенсивтілік экваторы бойымен 1976 және 1977
ж маусымдардағы таралуы 4-5 кестелерде келтірілген).
6 сурет- Шайылу функциясының кескіні. 1 – бақылау, 2 – кәдімгі Гаусс
функциясының аппроксимациясы, 3 – екі гауссиан ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Слямов Бекзат
ФОТОМЕТРИЯЛЫҚ БАҚЫЛАУ АРҚЫЛЫ СПЕКТРДІҢ КӨРІНЕТІН ЖАҚЫН ИНФРАҚЫЗЫЛ
ОБЛЫСЫНДАҒЫ САТУРН АТМОСФЕРАСЫНЫҢ ПАРАМЕТРІН АНЫҚТАУ
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Астрономия- мамандығы 050611
Алматы 2012
Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті
Физика – техникалық факультеті
Қатты дене және бейсызық физика кафедрасы
Қорғауға жыберілді
______ Кафедра меңгерушісі___________Приходько О.Ю.
ФОТОМЕТРИЯЛЫҚ БАҚЫЛАУ АРҚЫЛЫ СПЕКТРДІҢ КӨРІНЕТІН ЖАҚЫН ИНФРАҚЫЗЫЛ
ОБЛЫСЫНДАҒЫ САТУРН АТМОСФЕРАСЫНЫҢ ПАРАМЕТРІН АНЫҚТАУ
050611-Астрономия мамандығы бойынша
Орындаған
Слямов Бекзат
Ғылыми жетекші
Куратов К.С
К.ф-м.н
Норма бақылаушы
Тлеубаева И.С.
РЕФЕРАТ
Cуреттер саны 19, кесте саны 8, формулалар саны 30, пайдаланған әдебиеттер
саны 20, бөлім саны 4.
Негізгі ұғымдар:
Жалтырау, ИҚ облыс-инфрақызыл облыс, Фабри линзасы, ФЭК – фотоэлектронды
көбейткіш, Жарықталу, Тұтас спектр, Жолақ спектр.
Жұмыстың мақсаты:
Аталған жұмыстың жаңалығы. Сатурнның бұлтты жамылғысының фотометрлік
қасиеттерін жеткілікті толық сипаттайтын, аз зерттелген λ=0,6-1,1 толқын
ұзындығы диапазонында бақылаушы материалдың алынғандылығы болып табылады.
ГЛОССАРИЙ
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 6
1 Теориялық бөлім
1.1 Әдебиетке шолу 8
1.2 Есептің берілуі 10
1.3 Бақылау жүргізу әдістемесі және аппаратураға қойылатын талаптар 11
2 Сатурнды фотометриялық зерттеуге арналған құрылғы
2.1 Электр сигналдарын тіркеу блогы 13
3 Сатурынды фотометриялық бақылаудың нәтижелері
3.1 Ендік бағытта Сатурн дискісі бойынша жарықтаныдың 20
таралуын зерттеу
3.2 Центрлік меридиан жарықтанудың таралуы. 27
4 Сатурн атмосферасының параметрін бағалау
4.1 Сатурн экваторы бойындағы метанның құрамын 1980 жылғы бақылаулар 33
бойынша екі қаьбатты модель бойынша бағалау
4.2 Атмосфера параметрлерінің ендік вариациялары 39
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 47
КІРІСПЕ
Аталған жұмыс спектрдің жақын инфрақызыл облысында планета дисксі
бойынша жарықтанудың фотометриялық сипаттамаларын жеті жылдық бақылаулар
жиынтығына негіздеп сатурн атмосферасының газды және аэрозольды ортасының
оптикалық қасиеттерін зерттеуге арналған.
Жұмыстың көкейкестілігі. Сатурн планетасы талай ғасырдан бері бақылаушы
астрономдардың назарын аударды, бірақ зеттеудің айтарлықтай белсенділігі
өткен жүзжылдықтың тек 60-жылдарында басталды. Айды, шолпанды, марсты
ғарыштық аппараттармен зерттеудің сәтті дамуы өз кезегінде Күн жүйесінің
неғұрлым қашық планеталарында Жерден бақылауды дамытуды ықпал етті. Бәрінен
бұрын бұл ғарыш аппараттарымен алып-планеталарды зерттеу әдістері мен
қызметтерін жасау қажеттігіне негізделді.
60 – шы жылдардың ортасында ҚазССР-нің Астрофизикалық Институтында
спектірдің көрінетін облысында сатурнды жүйелі бақылаулар біздің елімізде
обсерваториялардың бірқатарында жүргізілді. Дж. П. Койпер .1 және В.И.
Мороз 2,3 фотоэлектрлік спектрометрдің көмегімен = 1-2,5 мкм
диапазонында Сатурн спектрін алды. Жақын ИҚ-облыста (0,6-1,1) мкм спектрі
аз зерттелген күйі қалды. Бұл жағдайда 1970 жылға дейін жарияланған барлық
ақпарат бар В.Г.Тейфелдің редакциялауымен жазылған Алып поанеталардың
физикалық сипаттамалары атты анықтама шолуда спектрдің осы облысында
жұтылу спектрлері көрсетілмегендігі дәйегі бойынша бағалауға болады. Толқын
ұзындығының бұл диапазоны әртүрлі метанның айналмалы-тербелмелі жұтылу
жолақтарының бар ьолуымен сипатталады және әрқайсысы сатурн
атмосферасындағы әрқалай тасымалданып бұлтты қабат туралы ақпарат береді.
Осыған байланысты спектрдің жақын ИҚ – облысында Сатурн дискісі бойынша
метандық жұтылуды зерттеу және интенсивтілігі жөнінен әртүрлі жұтылу
жолақтарын өлшеу нәтижелері бойынша алынған планетаның әртүрлі оптикалық
параметрлерін салыстыру қызығушылық туғызады.
Аталған жұмыстың мақсаты. Метанның жұтылу жолақтарында және оларға
көршілес үздіксіз спектрдің облыстарында Сатурнның бұлтты жамылғысының
сенімді бақылау нәтижелерін алу болып табылады. Фотометриялық мәліметтерді
талдау сатурн бұлтсыз атмосферасы мен бұлтты қабаттарының кейбір физикалық
сипаттамаларын бағалауға мүмкіндік береді.
Аталған жұмыстың жаңалығы. Сатурнның бұлтты жамылғысының фотометрлік
қасиеттерін жеткілікті толық сипаттайтын, аз зерттелген = 0,6-1,1 толқын
ұзындығы диапазонында бақылаушы материалдың алынғандығы болып табылады.
Автор қорғауға 0,6-дан 1,1 мкм-ге дейінгі толқын ұзындығы диапазонында
Сатурнды фотометриялық бақылау нәтижелерін және оларды планета
атмосферасында сәуленің таралуында айтарлықтай роль атқаратын газды –
аэрозольды ортаның келесідей:
- жұтылу жолағындағы бұлтты қабаттың жұтылу коэффициенті;
- бұлтты қабат шетіндегі қараңғылау коэффициенті;
- бір реттік шашырау альбедосы;
- бұлтты атмосферадағы оптикалық қалыңдық;
- аэрозолда шашырау және бұлтты қабаттың жоғарғы шекарасында жақын жерде
газбен жұтылудың көлемдік коэффициенті;
- бұлтты атмосферадағы метанның қрамы;
- бұлтты қабаттағы шашырау әрекеттерінің арасындағы фотондардың еркін
орташа жүру жолына келетін жұтатын газ мөлшері сияқты оптикалық
параметрін бағалауға мүмкіндік беретін екіқабатты моделі шеңберінде
интерпретациясын ұсынады.
Жұмыстың ғылыми және тәжірибелік маңызы. Жарықтың таралу жөніндегі және
атмосфераның оптикалық параметрлерін бағалау мәліметтері бірқатар теориялық
есептерді шешкенде, оның ішінде біртекті емес моделдерді есептеу үшін,
сонымен қатар Сатурнды жерден және ғарыштан зерттейтін әртүрлі
бағдарламаларды жасағанда қолданылады.
Жеке қосқан үлесім. Автормен бұрынғы алған бақылау материалына анализ
жүргізілді, оларды өңдеу және интерпретациялау жүргізілді.
1 Теориялық бөлім
1.1 Әдебиетке шолу
Сатурн атмосферасын зерттеу планетаны толқын ұзындығының жалпақ
интервалында фотометрлік бақылауға негізделген. Бақылау жұмыстары планета
атмосферасында сәуленің тасымалдануы жөніндегі теориялық зерттеулердің
дамуына тығыз байланысты.
Алыстағы тарихи экскурсияға тоқталмай-ақ, Сатурнды фотометриялық
зерттеулерді өткен жүзжылдықтың асында Пулков обсерваториясында Г.А. Тихов
5, кейінірек Г.А.Шайн 6 жүргізгендігін айта кетеміз. Ай мен
планеталардың, сонымен қатар Сатурнның фотометриясы Н.П. Барабашовтың 7-
10 жетекшілігімен Харьков астрономиялық обсерваториясында кеңінен қолданыс
тапты.
Сатурн дискісі бойымен интенсивтіліктің таралуын фотоометрлік өлшеулер
келесідей: планетаның кішігірім бұрыштық өлшемімен (жуықтап 20сек.доға)
және Жер мен Күнге қатысты Сатурн экваторының көлбеулік жазықтығының
өзгеретін кең шектері болуы сеепті күрделенеді. Сондықтан ол жылдардағы
ерте зерттеулер негізінен интенсивтілік экваторы бойындағы фотометриялық
келтірілді.
Бірақ интенсивтілік экваторы бойындағы жарықтануды өлшеу бірдей емес
оптикалық сипаттамаларға ие планетаның әртүрлі ендік белдеулерінен өтеді,
сондықтан бұл бақылауларды интерпретациялау тәжірибе тұрғысынан мүмкін
емес. Осымен әртүрлі жылдарда жүргізілген жұмыстарда сипатталады.
Бұл жөнінен 1966ж. әйнек және интерференциялық фильтрлермен Марин 9
жасаған фотосуреттік бақылаулар бойынша Сатурн экваторының эклиптика
жазықтығына көлбеулігі болмағандағы Сатурнды фотометрилық зерттеулер
қызығушылық туғызды. 9 зерттеуден басқа 1966 ж. Тексеро жасаған кең
жолақты фотометрияға көңіл аудару керек. Бұл жылдың зерттеулері
фотометрияны планетаның жекелеген ендік белдеулері бойымен жасауға
мүмкіндік беретін және іс жүзінде сақина тарапынан бұрмалаушылықтарды
болдырмайтын Жерге қатысты экватор жазықтығының аз көлбеу болуына
байланысты құнды болып табылады.
Спектрді жақын ИҚ – облысында (0,6 – дан 2мкм – ге дейін), дискі шетіне
қарай қараюдың минеарттық коэффициенттерін анықтаған Байндер мен
Маккартидің бақылаулары жлғыз ғана фотометриялық жұмыстар болып табылады.
Бұл өлшеулер интерференциялық жарық фильтерінің көмегімен планетаның бір
ендігінде орналасқан бес нүкте бойынша жүргізілді. Бұл жұмыстың бір ғана
кемшілігі, фильтерлерді тұтас спектрдің бөліктері және жұтылу жолақтарының
орталықтары үшін арнайы таңдалмай, сондықтан көп жағдайда оларды өткізудің
максимумдары жұтылу жолақтарының қанаттарына түсетіндігі болып табылады.
Тұтас спектдің бөліктері шетіндегі қараюдан әлсіз ғана ерекшеленетіндіктен
бұл нәтижелер, сөзсіз қызығушылық туғызады.
Сатурнды фотометриялық зерттеулерді түйіндеп келіп келесідей тұжырым
жасауға болады:
1) Спектірдің көрінетін бөлігінде бұлтты белдеулердің альбедосында
айтарлықтай айырмашылықтар байқалмайды.
2) Қандай да бір жеткілікті бұлтты түзілістер іс жүзінде жоқ.
3) Көрінетін сәулелерде Сатурнның экваториалды белдеуі неғұрлым жарық
облыс болып табылады.
4) Ең жақсы түсірілімдерде (суреттерде) бұлтты жамылғының зоналық
сипаты жақсы байқалады, бірақ жекелеген бұлтты белдеулердің арасы аз
және тек экваториалдық белдеу спектрдің қызыл бөлігінде көршілес
белдеулерден жуықтап 10 % жарықтау.
5) Диск шетінде қараюдың минниартовтың коэффициенттерінің шамасы
жоғарыда аталған авторлардың мәліметтері бойынша бір – бірімен жақсы
үйлеседі.
Бақылаулар нәтижесінің интерпретациясы теориялық есептеулердің дамуына
тығыз байланысты және планета атмосфераларында сәулелік энергияның жартылай
шексіз бұлтты қабатпен тасымалдануына негізделген. Алып планеталарға тән
мұндай есептеулерді Хеньи-Гринстейн индикатрисасы үшін Ж.М. Длугак және
Э.Г. Яновицк g ассиметрия параметрінің әртүрлі мәндерімен жүргізілді.
χ (φ) = 1 – g2 (1+ g2– 2g cos γ)32
(1.1)
Мұндағы γ – түсетін және шашырайтын бағыттардың арасындағы бұрыш.
В.В.Лоскутов және В.В.Аврамчук 20 мұндай есептеулерді келесідей бірқатар
үш мүшелі индикатристер үшін жүргізді.
χ = 1+ х1 cos γ + х2 Р2 (cos γ)
(1.2)
В.Г. Тейфель 24 теориялық есептеулер нәтижелері 21-23 бойынша қолда
бар фотометрлік мәліметтерді талдау жүргізді. 21-23. бақылаулар
нәтижесінің теориялық есептеулерімен сфералық релейлік шашырау
жағдайларында сәйкес келетіндігі, сонымен қатар шашыраудың ассиметрияның аз
дәрежесіне ие индикатрисаларымен сәйкес келетіндігі анықталды. Мұнда
релейлікке жақын шашырау туғызатын бөлшектер аз өлшемді болуы керек (~0,1
мкм). Бұл поляриметрлік өлшеулерге керағар келеді, бұдан бөлшектерді орташа
радиусының ~ 1мкм екендігі шығады. Алға қарай күшті созылған шашырау
индикатрисасына ие ірі бөлшектер үшін планета шашыратқан Күн сәулесін
қалыптастырғанда кері шашырау айтарлықтай роль атқарады. Мұнымен қатар
Хеньи – Гринстейннің алдыға қарай шығып тұрған индикатрисалары кері
шашырауды ескермейді. К.Ю.Ибрагимов 15 Хеньи-Гренстейннің комбинациялық
индикатрисалары үшін жартылай шексіз бұлтты қабатта сәуелік энергияның
шағылуының теориялық есептеулерін жүргізді.
χ (γ) = bχ(g1 γ)+(1–b) χ (g2, γ)
(1.3)
b параметрін вариациялап кері шашыраудағы үлесті өзгертуге болады.
Сатурнды бақылағандағы ең жақсы сәйкестіктер g2=0,8, g2=-0,6, b = 0,95
– те алынды. В.Г.Тейфель жұтылу жолақтарын бақылау нтижелерін
интерпретациялағанда g=0, g =0,75 ассиметрия параметрлерімен Хеньи –
Гринстейн индикатрисасы және параметрлер алынды. Төменде 24 сыртқф
атмосферада және 6190 және 7250Å жұтылу жолақтары бойынша бұлтты қабаттың
ішіндегі метан құрамының кестесі келтірілген.
1 кесте- Хеньи-Гристеин
Экватор Умеренные широты
СН4 6190АСН4 СН4 6190А СН4
7250А 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
Мұндағы Сa - бұлтты атмосферадағы жұтатын газдың құрамы, Сс – бұлтты
қабаттағы шашырау актілерінің арасындағы фотондардың орташа еркін жүру
жолына келетін жұтатын газдың мөлшері, Сs – қалыпты жағдайға келтірілген
бұлт үстіндегі атмосфераның табанындағы метанның тығыздығы.
1.2 Есептің берілуі
Сатурнды спектрдің көрінетін, ультракүлгін және ИК облыстарында
зерттеудің сәтті дамуына қарамастан, ИҚ облысқа 0,6-1,1 мкм – де оның
спектрі аз зерттелген күйінде қалып отыр. Айтылып өткендей планетаның аз
зерттелгендігі жайлы 4 редакциялауындағы 1970 жылға дейін алып
планеталардың атмосфералары мен ішкі құрылымдарының физикалық қасиеттері
жайлы барлық ақпараттар енге Алып – планеталардың физикалық сипаттамалары
атты анықтамалық-шолуда спектрдің осы облысындағы жұтылу жолақтары туралы
айтылмағандығына қарап пайымдауға болады. Толқын ұзындығының бұл диапазоны
оларды зерттеу бұлтты қабаттың құрылымы жайлы қосымша ақпарат беретін
интенсивтілігі әртүрлі метанның айнымалы-тербелмелі жұтылу жолақтарының бар
болуымен сипатталады. 61 - де көрсетілгендей 7250А жұтылу жолағында
анықталған бұлтты атмосфера үстіндегі метанның құрамы 6190А жолағында
анықталғанмен салыстырғанда аз болады, яғни неғұрлым терең жұтылу жолағына
метанның аз мөлшері сәйкес келеді.
0,6-1,1 мкм толқындар ұзындығы диапазонда метанның 8960 және 9870А
сияқты күшті жұтылу жолақтары бар, және өздерінің интенсивтіліктері жөнінен
6190 және 7250А, 7900 және 8610 А – ға жақынырақ жұтылу жолақтары,
интенсивтіліктері әртүрлі жұтылу жолақтарын бақылаудан алынған метан
құрамын салытыру қызығушылық туғызады.
Осыған негізінен метан жұтатын жолақтарда спектрдің жақын ИҚ – облысында
(0,6-1,1мкм) және тұтас спектрдің оған көршілес бөліктерінде Сатурнның
бұлтты жамылғысының сенімді бақылау мәліметтерін алу мақсат етіп қойылды.
Фотометриялық деректерді талдау Сатурнның бұл түсті атмосферасы мен бұлтты
қабаттың кейбір физикалық қасиеттерін бақылауға мүмкіндік беруі керек.
1.3 Бақылау жүргізу әдістемесі және аппаратураға қойылатын талаптар
Ережеге сай молекулалық жұтылуды зерттеу жұтылу жолақтарының
профильдерін зерттеуге негізделген. Бірақ бұл әдіс күшті жұтылу
жолақтарының профильдерін зерттеуге негізделген. Бірақ бұл әдіс күшті
жұтылу жолақтарының тереңдігін өлшеуге жеткілікті дәл емес. Сондықтан біз
метандық жұтылуды зерттегенде жұтылу жолақтарының профилін өлшеудің
классикалық әдісінен бас тарттық. Біздің бақылау міндеттерімізге
тереңдіктері 0,4-0,7 қалыпты жұтылу жолақтарын (72580, 7900, 8610)А сонымен
қатар R~0,95 күшті жолақтарды (8860, 9870)А зерттеу кіреді. Бұл жағдайда
сәулеленудің ең үлкен интенсивтілігі тұтас спектр аймағында Сатурн
дискісінің орталығына, ал ең аз интенсивтілік дискінің шеткі облыстарында
күшті жұтылу жолақтарының орталықтарына келеді. Осылайша, Сатурнды
спектрлік зерттеудегі интенсивтіліктердің диапазон күшейту коэффициенттерін
қоспай сызықты күшейткішпен қамтылма Спектрометриялық зерттеулер кезінде
бақаланатын ақпараттарды алу фото бақалау құрылғыларын дұрыс таңдауға ,
олардың қызыметіне , сигеалдардың 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.
йды. Сондықтан зерттелетін толқын ұзындығын жұтылу жолағының орталығында да
және оларға көшілес тұтас спектрдің бөліктерінде кеңістік сканерлеу жасауға
ұйғарым қабылданды. Бұл жағдайда интенсивтіліктердің түсуі 30 дб – дан
аспайды. Және сызықтық күшейткіштің динамикалық диапазонына сияды.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. 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.
4. 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.
2-бөлім. Сатурнды фотометриялық зерттеуге арналған құрылғы
Планетаның дисктен шағылған сәулеленуінің интенсивтілігінің таралуын
фотоэлектрлік әдіспен зерттеу үшін өнеркәсіптік АСП-21 спектрогровтың
құрамына өріс бойынша сканерлейтін спектрометрге қосымша құрастырылған.
Құрылғының схемасы 1 – суретте көрсетілген.
1) Кіріс саңылау арқылы өткен жарық шоғыры 2. диагональды айнадан
шағылып 3. колиматорлы айнаға түседі. Колиматорлы айна паралель жарық
шоқтарын 4. дифракциялық торға жібереді, шоқтың электр двигательдің бұрылуы
спектр бойынша сканерлейді. 5. Камералық айна, 7. Шығыс саңылауы, 7
жазықтығында белгілі бір ұзындықтағы толқындар суретін. Шығыс саңылауының
алдында сканерлеуші саңылау 6 орналасады. Шығыс және сканерлеуші саңылаулар
арасы 0,2мм құрайды, сондықтан камералық айнаның фокстық арақашықтық
ұзындығында f=548 мм сканерлеуші саңылауда камералық айнаның вакальдық
жазықтығында орналасады деп есептеуге болады.
Сканерлеуші саңылаудың орнын ауыстырғанда дисктің әр бөлігінің
сәулеленуі ФЭК 9 арқылы суытылатын фотокатодтың әртүрлі бөлігіне
түсіріледі. Бұл фотокатодтың зоналық сипаттамаларының біртексіздігі
салдарынан сызықты жарық берілу бұрмалануға алып келуі мүмкін. Осы
қателіктерді болдырмау үшін шығыс саңылауынан кейін Фабри линзасы 8
орналасады. Ол фотокатодтың белгілі бір бөлігінде кіріс шоқтың суретін
береді.
Сканерлік саңылаудың орныны ауыстыруының сызықтылығы 6 – суретте
көрсетілген. Прибор механизімімен қамтамасыз етіледі және электрқозғаушы 1
және 2, 3, 4, шестерналар (тегершіктер) болатын айналмалы қозғалыс
сканерлеуші планкіге түседі. 2 және 3 тегершіктер алмастырылатын болып
келеді. Олардың ауыстырылу жылдамдықтары 0,5 бұрыш сек. 10 бұрыш сек. дейін
дискретті түрде болады. Сканерлеуші планкіге 6 ені бойынша реттелген
саңылау 7 орналасқан. Сонымен қатар жұмыс істеудің басқа режимдеріне спектр
бойынша сканерлеуге арналған 8 саңылауда қарастырылады. Жалау 12 жарық
фильтрімен ұзынтолқынды сәулелерді реттеу үшін шығыс саңылауының алдында
орналасқан 10 және 11 микроөлшегіштер электрлік бөлікпен бірге сканерлеуші
саңылаудың тікелей және кері жүрісі автоматты түрде алмастырады.
Микроөлшегіш 14 саңылау 8 орнын бекітуге арналған. Ол саңылаудың өлшеулері.
2.1 Электр сигналдарын тіркеу блогы
Электр сигналдарын күшейту және тіркеу қызмет көрсету барысында үнемі
модернизацияланып отырған электронды жүйесімен іске асырылады.
Алғашқы жылдары (1976,77ж) алдын-ала күшейтудің шығарылатын шеткі
бөлігі бар Кактус СМ-1 типі өндірістік күшейткіш қолданылды.
1 сурет- 1– кіріс саңылауы. 2 – диагональды айна. 3 – коллиматорлы айна. 4
– дифракциялық тор. 5- камералық айна. 6 – сканерлеуші саңылау. 7 – шығыс
саңылауы. 8 – Фабри линзасы. 9 – фотокөбейткіш.
1 сурет-1 – электрқозғаушы, 2,3,4,5 – щестерналар, 6 – сканерлеуші элемент,
жұмыс диафрагмасы. 9 – саңылау шығысы, 10,11, 14 – автоматты түрде
алмастырады. 12 – жалау. 13 – фильтр. 14 – микроөлшегіш.
Бұдан кейінірек кеңістік және спектрлік сканерлеуші спектрометрдің екі
арналы вариантында тіркелетін екі сигналды корроляциялап өңдеу үшін қажет
болған, екі электр сигналының қатынасын алатын схемалы 2 – арналы шамды
күшейткіш жасалды.Тіркеу блогының аяқталған жартылай өткізгіштен жасалған
вариантын 3 – суретте көрсетілген схема бойынша АФИ АН ҚазССР – дің
конструкторлық бөлімінде С.С:Шумилин жасады және жинады. ФЭК – дің
қолданылатын типтерін ескермегенде екі арнада бірге. Электр сигналдары ФЭК
1,2 – ден тоқ күшейткіштердің әрекетін атқаратын 304 алдын – ала
күшейткіштерге түседі. Алғашқы күшейткіштерден кабелмен электр сигналдары
5,6 негізгі күшейткіштердің шығыстарына түседі. Бұдан ары сигналдар
күшейткіштерден бірден 11,12 ЭП – 0,9 қоректендіру потенциометрлерге немесе
коммутациялануын ВК 1 тумблері атқаратын 708 интеграторларға беріледі.
Интеграторлар электр сигналдарын 13 таймер беретін белгілі бір уақыт ішінде
қосады. (суммуриют). 9,10 есте сақтаушы құрылғылар 11,12 ЭПП – 0,9 – дағы
циклдің кернеудерін ұстап тұрады.
Екі электр сигналы да ЭПП – 09 базасында жасалған және екі электр сигналмен
компенсациялау схемасымен жұмыс істейтін арнадағы электр сигналының 2 –
арнадағысында қатынасын алатын 14 схемаға түседіАрналардың бірінің
электрлік схемасы 4 – суретте келтірілген. Алдын – ала күшейткіш
(АК)К544УД01А сериялы микросхемада жиналған және ФЭК – мен бірге бір блогта
орналастырылған,
3 сурет- Тіркеуші құрылғының сызба блогы. 1,2 – ФЭК 3,4 – күшейткіш алды
7,8 – интегратор 9,10 – есте сақтаушы құрылғы 11,12 – ЭПП – 09 13 – ЭПП –
09 базасына қатысты сұлба
бұл бөгде түсулердің (наводок) ықпалын айтарлықтай азайтады. АК 100% -
бен кері теріс байланыспен жиналған және ток күшейткіштердің рөлін
атқарады.
Сипатталған аппаратура бақылау бағдарламасына келесідегідей талаптарды
сақтағанда кең ауқымды бақылау материалын алуға мүмкіндік береді:
- Сатурн дискісінің және спектрлік айырғыштығы 30 – дан 240 – ге дейінгі
толқын ұзындығының кең интервалында планета дискісі бойынша
жарықталынудың салыстырмалы таралуын алу;
- Кеңістік айырмашылықты 1 сек. доғадан төмен емес шамаға дейін қамтамасыз
ету.
4. сурет- Бірарнаның электронды сұлбасы
- планета дискісінде 0,09 градустан кем емес дәлдікпен фотометриялық
бөліктің фиксациясы;
- - 1% - тен кем емес өлшеу дәлдігі мен нәтижені өңдеу;
- Бақылау (контроль) мүмкіндігі және атмосфеалық кедергілерді бұдан ары
ескеру
5 сурет-
Сатурн экваторы бойымен екі толқын ұзындығындағы жарықтың таралуының
реперлер бойынша жазуы және олардың қатынас
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.
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
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:
- сатурн дөңгелегі центірінің жұлдызды стандартталған абсолютты
байлануын алу;
- берілген бағытта және 30 – дан 240 А˚ дейінгі спектрлік рухсаты бар
толқын ұзындығының ккең аумағында планета дөңгелегі бойынша
салыстырмалы жарықтану таралуын алу;
- доғаның 0.05 радиустан кем болмайтын планета дөңгелегіндегі
фотометірияланатын аймақты тіркеу;
- 1% - ден кем түспейтін өлшеу дәлдігі мен нәтижелердің алынуы;
- Бақалау және болашақта атмосфералық тосқауылдардыескеру мүмкіндіг
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 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 дейін әлсіреді жіне толқтай фотометриялы болады.
Күн дөңгелегінің центірінің спектірін бүкіл дисктің спектіріне ауысу мына
формула бойынша жүргізіледі:
Мұндағы,β(λ)- ,бүкіл күн дөңгелегінің спектіріне энергияның таралуы мен күн
дөгелегінің ортасында 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:
Мұндағы, к- әр түрлі күшейту реимдеріндегі өту ауысу коэффиценті,
сатурнның радиус вектры, сатурн дөңгелегінде келіп алынатын бенелік бұрыш.
диаграмма лентасынан түсіріп алынған есеп берулер, жүлдыз спектрндегі
энергияның абсолютты таралуы күн спектріндегі энергияның абсолютты таралуы
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 – Бөлім. Сатурынды фотометриялық бақылаудың нәтижелері
3.1. Ендік бағытта Сатурн дискісі бойынша жарықтаныдың таралуын
зерттеу
Бақылау материалының дәлдәгә бірқатар жанама өлшеулерге тәуелді
болатындықтан, бақылау процесіне келесідей қосымша зерттеулерді жүргізу
қажет болды.
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 тең). Өріс бойынша жарық берілудің және
сканерлеу бірқалыптылығының барлық өріс үшін ауытқуы 1-2 % - дан асқан жоқ.
Жұтылу жолақтарында жарықтың таралуын талдау нақты таралуға жер
атмосферасының сақинадан шашыраған жарықтың әсер ететіндігін көрсетті. Бұл
әсер жұтылу жолағы неғұрлым күшті болса, солғұрлым жоғары болады.
Сақинадан шашыраған жарықтың нақты таралуына ықпалын қарастырамыз. 7 –
суретте мысал үшін 1977 жылдың бақылаулары бойынша интенсивтілік экваторы
бойымен зерттелетін диапазондағы әртүрлі толқын ұзындықтарында жарықтың
таралуы келтірілген (жарықтың интенсивтілік экваторы бойымен 1976 және 1977
ж маусымдардағы таралуы 4-5 кестелерде келтірілген).
6 сурет- Шайылу функциясының кескіні. 1 – бақылау, 2 – кәдімгі Гаусс
функциясының аппроксимациясы, 3 – екі гауссиан ... 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