Дифракционный всплеск

редактировать
Дифракционные пики от различных звезд, видимые на изображении, сделанном космическим телескопом Хаббла

Дифракционные пики - это линии, исходящие от источников яркого света, вызывающие так называемые эффект звездообразования или солнечные звезды на фотографиях и в видении. Это артефакты, вызванные светом , рассеивающим вокруг опорных лопаток вторичного зеркала в отражающих телескопах или краями некруглых отверстий камеры , а также вокруг ресниц и век в глазу.

Содержание
  • 1 Дифракционные пики из-за опорных лопаток
  • 2 Дифракционные пики из-за некруглой апертуры
  • 3 Дифракционные пики из-за грязной оптики
  • 4 В поле зрения
  • 5 Другое применение дифракции шипы
    • 5.1 Спецэффекты
    • 5.2 Маска Бахтинова
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки
Дифракционные всплески от опорных лопаток
Сравнение дифракционных выступов для различных стоек телескопа-отражателя - внутренний круг представляет вторичное зеркало. Оптика телескопа с ньютоновским рефлектором с четырьмя паук-лопатками, поддерживающими вторичное зеркало. Это приводит к появлению дифракционной картины с четырьмя иглами, обычно наблюдаемой на астрономических изображениях.

В подавляющем большинстве конструкций отражающих телескопов вторичное зеркало должно быть расположено на центральной оси телескопа и поэтому должно быть удерживается распорками внутри трубы телескопа. Независимо от того, насколько хороши эти опорные стержни, они дифрагируют падающий свет от исследуемой звезды, и это проявляется в виде дифракционных выступов, которые являются преобразованием Фурье опорных распорок. Пики представляют собой потерю света, которая могла быть использована для изображения звезды.

Хотя дифракционные выступы могут скрывать части фотографии и нежелательны в профессиональном контексте, некоторые астрономы-любители любят визуальный эффект, который они придают ярким звездам - ​​внешний вид «Вифлеемской звезды » - и даже модифицируют свои рефракторы, чтобы показать тот же эффект или для помощи в фокусировке при использовании CCD.

Небольшой Количество отражающих конструкций телескопов позволяет избежать дифракционных выбросов за счет размещения вторичного зеркала вне оси. Ранние внеосевые конструкции, такие как телескопы Гершелиана и Шифшпиглера, имеют серьезные ограничения, такие как астигматизм и большие фокусные соотношения, что делает их бесполезными для исследований. Брахимедиальный дизайн Людвига Шупмана, в котором используется комбинация зеркал и линз, способен идеально корректировать хроматическую аберрацию на небольшой площади, а конструкции, основанные на брахимедиале Шупмана, в настоящее время используются для исследование двойных звезд.

Существует также небольшое количество внеосевых беспрепятственных всеотражающих анастигматов, которые дают оптически идеальные изображения.

Преломляющие телескопы и их фотографические изображения не имеют такой проблемы, поскольку их линзы не имеют паук.

Пики дифракции из-за некруглой диафрагмы

Ирисовые диафрагмы с подвижными лезвиями используются в большинстве современных объективов фотоаппаратов для ограничения света, попадающего на пленку или датчик. В то время как производители пытаются сделать диафрагму круглой для приятного боке, при уменьшении до высоких значений f (маленькие диафрагмы) ее форма стремится к многоугольнику. с тем же количеством сторон, что и лопасти. Дифракция распространяет световые волны, проходящие через апертуру перпендикулярно грубо прямолинейному краю, каждый край образует два выступа, разнесенных на 180 °. Поскольку лопасти равномерно распределены по окружности, на диафрагме с четным числом лопастей дифракционные пики от лопастей на противоположных сторонах перекрываются. Следовательно, диафрагма с n лопастями дает n выступов, если n четно, и 2n выступов, если n нечетное.

Сравнение дифракционных выступов для отверстий разной формы и количества лезвий
дифракционные всплески из-за грязной оптики
полосы из-за грязной линзы

неправильно очищенные линзы или покровное стекло, или один с отпечатком пальца может иметь параллельность линии, которые рассеивают свет аналогично опорным лопаткам. Их можно отличить от выступов из-за некруглой апертуры, поскольку они образуют заметное пятно в одном направлении, и от выступов ПЗС по их наклонному углу.

В зрении

В нормальном зрении дифракция на ресницах - и из-за краев век, если вы прищуриваетесь - вызывает множество дифракционных всплесков. Если дует ветер, то движение ресниц вызывает шипы, которые двигаются и мерцают. После моргания ресницы могут вернуться в другое положение и заставить дифракционные иглы прыгать. Это классифицируется как энтоптическое явление.

Другое использование дифракционных пиков

Специальные эффекты

Эффект треугольного звездного фильтра

A поперечный экранный фильтр, также известный как звезда фильтр создает звездчатый узор с помощью очень тонкой дифракционной решетки, встроенной в фильтр, или иногда с помощью призм в фильтре. Количество звезд меняется в зависимости от конструкции фильтра, как и количество точек, которые имеет каждая звезда.

Подобный эффект достигается при фотографировании яркого света через оконный экран с вертикальными и горизонтальными проводами. Углы перекладин креста зависят от ориентации экрана относительно камеры.

Маска Бахтинова

Использование дифракционных игл для фокусировки телескопа с маской Бахтинова

В любительская астрофотография, маска Бахтинова может быть использована для точной фокусировки небольших астрономических телескопов. Свет от яркой точки, такой как изолированная яркая звезда, достигающая разных квадрантов главного зеркала или линзы, сначала проходит через решетки в трех разных ориентациях. Половина маски образует узкую форму "X" из четырех дифракционных выступов (синий и зеленый на иллюстрации); другая половина образует прямую линию из двух шипов (красный). Изменение фокуса заставляет фигуры перемещаться относительно друг друга. Когда линия проходит точно через середину «X», телескоп находится в фокусе, и маску можно удалить.

Ссылки
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-17 05:45:46
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте