Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Раритетные издания / Смотри в корень!
Начало сайта / Раритетные издания / Смотри в корень!

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

Биологически активные

Как мы видим то, что видим

Культура. Техника. Образование

Плеяда великих медиков

Ум хорошо...

Цепная реакция идей

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Научно-популярные статьи

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

Задача 111. Звезды позируют перед фотоаппаратом

Пётр Маковецкий. Смотри в корень! Сборник любопытных задач и вопросов

А.

На рис. 3 (см. задачу «А все-таки она вертится!») показано звездное небо. Вследствие суточного вращения Земли изображения звезд оказались дугообразными. Кружком отмечена звезда Алиот – эпсилон Большой Медведицы. Ее звездная величина равна 1,68. Крестиком отмечена звезда Кохаб – бета Малой Медведицы, имеющая звездную величину 2,24. Таким образом, Кохаб слабее Алиота на 2,24 – 1,68 = 0,56 звездной величины, или в 1,67 раза*. Тем не менее на снимке дуга, изображающая звезду Кохаб, получилась не только не слабее, но даже чуть-чуть ярче (толще), чем дуга, вызванная звездой Алиот. Чем это объяснить?

* Звезда первой величины ярче звезды шестой величины в 100 раз, т.е. разница в одну звездную величину соответствует отношению яркостей (100)1/5 ≈ 2,5.

Б.

– Возможно, эти звезды различаются по цвету, а чувствительность фотопленки к лучам разной длины волны различна. Обычно фотопленка более чувствительна к синим лучам, чем к желтым и красным, и если Кохаб голубее Алиота, то этим все объясняется.

Такое рассуждение является здравым и могло бы нас удовлетворить, если бы звездный атлас не утверждал обратное: Алиот «голубее» Кохаба! Алиот имеет температуру поверхности 10 000°C и принадлежит к спектральному классу A2 (голубовато-белая звезда); Кохаб – 3600°C, спектральный класс K5 (оранжевая звезда). Следовательно, это обстоятельство не ослабляло бы, а дополнительно усиливало яркость дуги, изображающей звезду Алиот.

Поэтому нужно искать иную причину.

Чтобы вы не ударились в другую крайность и не решили, что здесь применены специальные светофильтры или фотоматериалы, более чувствительные к оранжевым лучам, чем к остальным, будем считать, что светофильтров нет и чувствительность пленки от цвета лучей не зависит. Правильный ответ весьма прост, подсказка содержится на самом рисунке.

В.

Кохаб (крестик) ближе к полюсу мира, чем Алиот (кружок). Поэтому при одинаковых угловых размерах (15° за час экспозиции) линейные размеры дуги, пройденной Кохабом на фотопленке, меньше. Следовательно, изображение Кохаба перемещалось вдоль дуги медленнее, каждый элемент дуги освещался большее время.

Степень почернения фотослоя, как известно, пропорциональна не просто освещенности, а произведению освещенности на продолжительность освещения. Первый сомножитель для Кохаба несколько меньше, чем для Алиота, зато второй существенно больше.

Линейные скорости перемещения по фотопленке изображений Кохаба и Алиота пропорциональны их расстояниям от полюса мира (положение которого вы нашли, решая задачу «А все-таки она вертится!»). Судя по рис. 3, они различаются приблизительно в 2,1 раза.

Освещенность от Кохаба в 1,67 раза слабее, но освещается каждый элемент его дуги в 2,1 раза дольше. Поэтому яркость его дуги на снимке должна быть в 2,1/1,67 ≈ 1,3 раза больше, чем у Алиота.

Увеличение яркости преобразуется в увеличение толщины следа звезды

Рис. 157. Увеличение яркости преобразуется в увеличение толщины следа звезды

На фотографии увеличение яркости приводит к утолщению линии, изображающей путь звезды. Пояснить это можно с помощью рис. 157. В силу несовершенства объектива фотоаппарата звезда проектируется на пленку не точкой, а пятнышком, в центре которого освещенность E максимальна, а во все стороны от центра спадает по колоколообразной кривой. Кривая 2 изображает распределение освещенности поперек дуги от звезды вдвое более яркой, чем кривая 1 (все ординаты кривой 2 вдвое больше соответствующих ординат кривой 1). Пусть чувствительность пленки такова, что и та, и другая звезда превзошли порог насыщения фотослоя AB (т.е. порог его полного почернения). Тогда звезда 1 изобразится на негативе совершенно черной дугой с шириной h1, звезда 2 – дугой с шириной h2 > h1 (за пределами h1 и h2 почернение будет постепенно убывающим).

Таким образом, увеличение яркости преобразуется в увеличение толщины следа звезды.

Впрочем, утолщение дуги будет заметно у более яркой звезды и без насыщения фотослоя: ведь не только на уровне AB, но и на любом другом уровне кривая 2 шире кривой 1, хотя качество фокусировки обеих звезд (ширина обеих кривых на одной и той же относительной высоте, например, 50% от максимальной освещенности Emax) одинаково.

 

• Задача 112. Разоблачим автора!

Оглавление


Дата публикации:

27 октября 2007 года

Электронная версия:

© НиТ. Раритетные издания, 1998

В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Издания НиТ | Подписка
Карта сайта | Cовместные проекты | Журнал «Сумбур» | Игумен Валериан | Техническая библиотека
© МОО «Наука и техника», 1997...2017
Об организацииАудиторияСвязаться с намиРазместить рекламуПравовая информация
Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика