fotometri | polarimetri

fotometri
polarimetri

Selite Kirkkauden mittaamiseen käytetty laite eli fotometri kiinnitetään tavallisimmin kaukoputken taakse Cassegrain-fokukseen. Polttotasossa on pieni reikä, diafragma, jonka läpi tutkittavan kohteen valo pääsee. Näin estetään esimerkiksi muiden kaukoputkessa näkyvien tähtien valon pääsy fotometriin. Diafragman jälkeen on kenttälinssi, joka taittaa valonsäteet fotokatodille. Valomonistimen jälkeen on vielä esivahvistin, jossa edelleen vahvistetaan ulostulevaa virtaa. Valomonistin tarvitsee toimiakseen noin 1000-1500 voltin jännitteen.

Tavallisesti ei haluta mitata kaikkea taivaalta tulevaa valoa, vaan vain tiettyä aallonpituuskaistaa. Jos fotometrissä on vain yksi valomonistin, siihen kuuluu tavallisesti suodinkoneisto, jonka valon kulkutielle voidaan valita sopiva suodin. Fotometrissä voi myös olla useita valomonistimia, joihin valo ohjataan puoliläpäisevien peilien kautta. Kunkin valomonistimen edessä on silloin kiinteä suodin. Tällaisessa fotometrissä kukin valomonistin voi mitata samanaikaisesti omaa aallonpituuskaistaansa.

Suotimen tilalla tai sen lisäksi voidaan käyttää polarisoivaa suodinta (polarisaattoria), jolloin laitetta kutsutaan polarimetriksi. Mittaamalla läpipäässeen säteilyn voimakkuus polarisaattorin eri asennoilla saadaan selville valon polarisaation määrä ja polarisaatiosuunta.

Käytännössä diafragma täytyy aina valita niin suureksi, että kohteen ympärillä näkyy hiukan myös taustataivasta. Mitattu kirkkaus on todellisuudessa kohteen ja taustan yhteinen kirkkaus. Jotta kohteen kirkkaus saataisiin selville, on tausta mitattava erikseen ja vähennettävä tämä yhteisestä kirkkaudesta. Mittausten tarkkuus luonnollisesti kärsii, jos havaintoajat ovat pitkiä tai taustataivaan kirkkaus muuttuu nopeasti. Ongelma voidaan ratkaista havaitsemalla taustataivaan kirkkautta vuorotellen kohteen kanssa.

Fotometriset havainnot ovat useimmiten suhteellisia. Jos havaitaan esimerkiksi muuttuvan tähden kirkkauden vaihteluita, mitataan ajoittain jotakin lähellä näkyvää vertailutähteä, jonka kirkkaus pysyy vakiona. Vertailutähtihavainnoista pystytään laskemaan malli ilmakehän aiheuttaman vaimennuksen eli ekstinktion hitaille muutoksille, ja niiden vaikutus voidaan eliminoida havainnoista. Mittalaitteen kalibrointia varten mitataan lisäksi aika ajoin standarditähtiä, joiden kirkkaudet tunnetaan hyvin tarkasti.

Oheisesta kuvasta käy ilmi valosähköisen monivärifotometrin periaate. Kaukoputken kokoama valo saapuu kuvassa vasemmalta. Polttotasossa olevan pienen reiän, diafragman, kautta mitattavan kohteen valo päästetään mittauslaitteeseen. Kollimaattorilinssi yhdensuuntaistaa valokimpun. Puoliläpäisevillä peileillä valo jaetaan usealle valomonistimelle. Kenttälinssi ohjaa valon suotimen kautta valomonistimen fotokatodille. Valokvantit eli fotonit irrottavat katodilta elektroneja, jotka noin 1500 V:n jännitteellä kiihdytetään kohti dynodeja. Dynodeihin törmätessään elektronit irrottavat yhä uusia elektroneja ja virta kasvaa vyöryn tavoin. Jokainen katodilta irronnut elektroni aiheuttaa anodille noin 10⁸ elektronin virtapulssin, joka lisävahvistimen jälkeen voidaan rekisteröidä pulssilaskurilla. Näin itse asiassa lasketaan tähden valon fotoneja.

Erikieliset vastineet

photometre	englanti (English)
polarimetre	englanti (English)

Käytetyt lähteet

Zubenelgenubi

Alaviitteet

Lähdeviittaus tähän sivuun:
Tieteen termipankki 19.4.2024: Tähtitiede:fotometri. (Tarkka osoite: https://tieteentermipankki.fi/wiki/Tähtitiede:fotometri.)

Siirry tarkastelemaan sivun muokkaushistoriaa →