Techniki obserwacji i prezentacji S³ońca, Prezentacje z Geometria

Pobierz Techniki obserwacji i prezentacji S³ońca i więcej Prezentacje w PDF z Geometria tylko na Docsity! 76 Urania 2/2012 Techniki obserwacji i prezentacji S³oñca Przemys³aw ¯o³¹dek DO PRZEPROWADZENIA OBSERWACJI przejœcia Wenus na tle tarczy S³oñca, plam s³onecznych, pól pochodni fotosfe- rycznych czy dostrze¿enia pociemnienia brzegowego nie po- trzeba wcale skomplikowanych instrumentów obserwacyjnych. Poni¿ej znajduje siê opis prowadzenia obserwacji S³oñca prost¹ i ca³kowicie bezpieczn¹ metod¹ projekcji obrazu na ekran. Metoda ta umo¿liwia obserwacje obrazu tarczy s³onecz- nej jednoczeœnie wielu obserwatorom, dziêki czemu nadaje siê ona doskonale do stosowania w czasie pokazów dla licz- nych grup osób, np. w szko³ach. Projekcja obrazu S³oñca sto- sowana by³a przez wielu znakomitych astronomów, m.in. przez Christophera Scheinera i Jana Heweliusza. Potrzebne instrumenty i materia³y: — lornetka polowa, luneta lub teleskop amatorski; — statyw do zamontowania lornetki lub lunety, umo¿liwiaj¹cy zmianê po³o¿enia instrumentu (np. z g³owic¹ panoramiczn¹); — arkusz tektury; — no¿yczki; — kartka bia³ego papieru. Je¿eli pokusimy siê o przygotowanie bardziej „zaawanso- wanego” zestawu obserwacyjnego, bêdziemy potrzebowali jeszcze kilku listewek, kartonów, ew. lusterko, jakiœ taboret, ale to s¹ drobiazgi. LORNETKA JEST NICZYM INNYM jak par¹ równoleg³ych niewielkich lunetek. Poniewa¿ podczas obserwacji wystarcza- j¹cy jest obraz tworzony przez jeden uk³ad optyczny, wiêc je- den z dwu obiektywów z przodu lornetki zas³aniamy kr¹¿kiem papieru. W ten sposób zamiast lornetki mamy do dyspozycji nieco dziwaczn¹ lunetê o ma³ej œrednicy obiektywu i dlatego w dalszym opisie bêdziemy mówiæ tylko o lunecie. Oczywi- œcie, pos³uguj¹c siê lornetk¹, nie mo¿emy spodziewaæ siê, i¿ jakoœæ uzyskanego obrazu bêdzie równie satysfakcjonuj¹ca poradnik obserwatora S³oñce jest specyficznym i wyj¹tkowym celem obserwacji. Nasz¹ gwiazdê dzienn¹ podziwiaæ mo¿na praktycznie dowolnym sprzêtem astronomicznym tylko pod warunkiem, ¿e stosujemy siê do pewnych zasad bezpieczeñstwa. S³oñce to obiekt fascynuj¹cy, ale na co dzieñ niemal niedostrzegany przez zwy- k³ych ludzi. Cieszymy siê, gdy jest ciep³o i s³onecznie, traktujemy je jak wielki œwie- c¹cy z góry reflektor, a podziwiamy przy zachodach. Tymczasem spojrzenie astronoma daje zupe³nie inn¹ perspek- tywê. Oto na dziennym niebie oœlepiaj¹- co œwieci gwiazda o jasnoœci niemal –27 magnitudo! Doœæ typowa i spokojna, jak wiele innych we Wszechœwiecie. Inne takie s³oñca widaæ przez ca³¹ noc w po- staci punkcików, które nazywamy gwiaz- dami. Nasze S³oñce wypromieniowuje ogromne iloœci energii, miêdzy innymi w postaci œwiat³a widzialnego, podczer- wieni czy te¿ ultrafioletu. Teleskopy, któ- re zazwyczaj s³u¿¹ do zbierania minimal- nych iloœci œwiat³a, w przypadku tak skraj- nie jasnego obiektu mog¹ byæ bardzo nie- bezpieczne dla obserwatora b¹dŸ te¿ mog¹ nie poradziæ sobie z przeniesie- niem takiej iloœci energii, ulegaj¹c uszko- dzeniu. Na pocz¹tku wiêc kilka s³ów o bezpieczeñstwie obserwacji s³onecz- nych. Bezpieczeñstwo W ka¿dym teleskopie, w do³¹czonej do niego instrukcji znajduj¹ siê stosow- ne ostrze¿enia mówi¹ce o utracie wzro- ku w przypadku ich zlekcewa¿enia. W istocie, teleskopy potrafi¹ byæ bardzo niebezpieczne, a co wiêcej, dzia³anie œwiat³a s³onecznego na oko jest doœæ zdradliwe. Mechanizm uszkadzania wzroku jest tu dwojaki. Po pierwsze mamy efekt fotochemiczny: pigmenty w komórkach siatkówki rozk³adane s¹ przez silne promieniowanie, szczególnie przez to o mniejszych d³ugoœciach fali. Tego rodzaju naœwietlenie oka mo¿e pro- wadziæ do mniej lub bardziej d³ugotrwa- ³ych zmian w widzeniu. Na podobnej za- sadzie dochodzi do uszkodzeñ wzroku u spawaczy — du¿e iloœci ultrafioletu pro- dukowane przez ³uk elektryczny s¹ bar- dzo niebezpieczne. Efekt drugi przy ob- serwacjach teleskopowych ma du¿o wiêksze znaczenie i niesie te¿ bardziej nieodwracalne skutki. Chodzi tu o dzia- ³anie termiczne i to wcale nie tak drama- tyczne, jak by siê mog³o wydawaæ. Pod- niesienie temperatury siatkówki zaledwie o 10° powoduje nieodwracalne uszko- dzenia komórek i utratê wzroku. Wszyst- ko to dzieje siê bezboleœnie, jako ¿e siat- kówka jest pozbawiona zakoñczeñ ner- wowych, a do podniesienia temperatury wystarczy u³amek sekundy. Pierwsza zasada: do obserwacji S³oñca stosu- jemy teleskop odpowiednio przygoto- wany. Nigdy nie patrzymy bezpoœred- nio przez niezabezpieczony uk³ad optyczny, podobnie tragiczne w skut- kach mog¹ byæ obserwacje przez lor- netkê. O ile osoba doros³a zwykle zdaje sobie sprawê z takich niebezpieczeñstw, o tyle na uwadze trzeba mieæ dzieci ko- rzystaj¹ce z teleskopu, tu wyobraŸni mo¿e jeszcze nie wystarczyæ. Zwróciæ uwagê nale¿y na szukacz, który te¿ na- le¿y zabezpieczyæ lub wrêcz zdemonto- waæ. Przypatrzmy siê teraz metodom bezpiecznej obserwacji S³oñca. Obiektywowy filtr s³oneczny Prawid³owo zamontowany jest tanim i bezpiecznym rozwi¹zaniem pasuj¹cym do praktycznie ka¿dego teleskopu. W roli Mi³oœnicy astronomii i astronomowie opowiadaj¹ sobie czasem ma- kabryczny dowcip: — Ile razy mo¿na spojrzeæ na S³oñce przez teleskop? OdpowiedŸ brzmi: — Dwa! Raz okiem lewym i raz prawym! ¯ycz¹c Czytelnikom najwspanialszych wra¿eñ z obserwacji naszej macierzystej gwiazdy, zaczynamy przede wszystkim od zasad bezpie- czeñstwa, tak dla naszego wzroku jak i sprzêtu. Musimy o nich zawsze pamiêtaæ! Obserwacje S³oñca i tranzytu — pierwsze kroki 77Urania2/2012 Testujemy sprzêt dla Ciebie! VT–2012 Merkury na tle protuberancji podczas przejœcia 8 listopada 2006 r. Obraz w linii H-alfa. Zród³o: http://www.spaceweather.com/eclipses/gallery_08nov06.htm filtru stosuje siê specjaln¹ foliê b¹dŸ te¿ w rozwi¹zaniach dro¿szych — filtr szkla- ny. Teleskop posiadaj¹cy filtr obiektywo- wy za³o¿ony u wlotu do tubusa jest u¿y- wany wówczas do obserwacji przez oku- lar lub te¿ do fotografowania. Stosowaæ nale¿y wy³¹cznie filtry przeznaczone do tego typu obserwacji. Stosowane dawniej dyskietki, okopcone szk³a, klisze fotogra- ficzne czy folie do owijania kwiatów s¹ nie- bezpieczne. O ile w³aœciwe filtry s³onecz- ne s¹ sprawdzone pod k¹tem transmisji w ca³ym paœmie IR, widzialnym oraz UV, o tyle wymienione wy¿ej materia³y prze- puszczaæ mog¹ znaczne iloœci promienio- wania podczerwonego. Minimalna gê- stoœæ filtru u¿ywanego do obserwacji s³o- necznych to ND 4,5. Najpopularniejsze filtry nadaj¹ce siê do obserwacji S³oñca dostêpne w handlu to folie o gêstoœci ND 5,0 produkowane przez firmê Baader Pla- netarium. Folia taka przepuszcza 1/10000 promieniowania s³onecznego, a jasnoœæ obserwowanej tarczy s³onecznej mo¿e byæ wówczas porównywalna z jasnoœci¹ Ksiê¿yca w pe³ni podczas normalnej ob- serwacji teleskopem. Nie wolno do ob- serwacji wizualnych stosowaæ folii z oznaczeniem ND 3,8. S¹ to filtry foto- graficzne przepuszczaj¹ce 16 razy wiê- cej œwiat³a, ich zadaniem jest zabezpie- czyæ aparat czy te¿ kamerê przed uszko- dzeniem, gwarantuj¹c jednoczeœnie od- powiednio krótki czas ekspozycji. Foliê nale¿y w³asnorêcznie oprawiæ. Zazwy- czaj wykonuje siê kr¹¿ki z grubej tektu- ry, miêdzy które wkleja siê odpowiednio dopasowany wycinek folii. Nastêpnie od spodu przykleja siê kartonowy cylinder, który nasun¹æ mo¿na na tubus telesko- pu (nie mo¿e on byæ zbyt luŸny i zbyt krót- ki, musi trzymaæ siê pewnie). Osobiœcie zalecam przyklejenie cylindra do tubusu od zewn¹trz taœm¹ klej¹c¹. Mo¿e nie bêdzie to szczytem estetyki, ale znacz¹- co poprawi bezpieczeñstwo obserwacji. Do niektórych teleskopów s¹ dostêpne gotowe oprawki z wyciêtymi otworami na filtr. Przyk³adowo, do wiêkszoœci telesko- pów Sky-Watchera mo¿na dokupiæ pla- stikowe oprawki bêd¹ce odpowiednio zmodyfikowanymi wersjami standardowo do³¹czonych pokryw zamykaj¹cych tubus. Filtr nale¿y wkleiæ od spodu takiej opraw- ki, po czym dobrze jest wykonaæ dodat- kowy, wewnêtrzny pierœcieñ zabezpiecza- j¹cy, nie ¿a³uj¹c przy tym kleju. Przed ka¿- Gêstoœæ filtru szarego (neutral density ND) w przypadku filtrów s³onecznych okreœla stopieñ os³abienia natê¿enia œwiat³a w dziesiêtnej skali logarytmicznej ND = log (Ipadaj¹ce / Iprzepuszczane). Warto wiêc zauwa¿yæ, ¿e wartoœæ ta pomno¿ona przez czynnik 2,5 daje dok³adny stopieñ pomniej- szenia strumienia œwiat³a w ma- gnitudach! W przypadku filtra ND 5 oznacza spadek jasnoœci o 12,5 mag., czyli S³oñce staje siê obiektem ok. –14,5 wielkoœci gwiazdowej, pozwalaj¹c na bez- pieczne i swobodne obserwacje oku nieuzbrojonemu. W przypad- ku wiêkszych teleskopów z filtrem lub foli¹ obiektywow¹ ND 5 mo¿e byæ konieczne zmniejszenie apertury wejœciowej instrumentu. Schemat realizacji metody projekcyjnej jak przy u¿yciu wysokiej jakoœci teleskopu astronomicznego, ale z pewnoœci¹ wystarczy dla dostrze¿enia tarczy Wenus na tle tarczy S³oñca. Przygotowuj¹c siê do obserwacji przejœcia Wenus, nale¿y starannie sprawdziæ w instrukcji u¿ytkowania instrumentu (albo te¿ skonsultowaæ siê z jego producentem), czy dopuszczalne jest wykorzystanie go do obserwacji S³oñca. Szczególn¹ ostro¿- noœæ powinni zachowaæ u¿ytkownicy teleskopów systemu Newtona, gdzie w niektórych konstrukcjach mo¿e dojœæ do uszkodzenia lustra wtórnego, oraz u¿ytkownicy teleskopów ka- tadioptycznych (np. Maksutowa, Schmidt-Cassegraina). W nie- których teleskopach takich systemów mo¿e dojœæ do uszko- dzenia elementów optycznych w wyniku przegrzania. Nale¿y tak¿e starannie rozwa¿yæ wybór okularu przezna- czonego do obserwacji S³oñca. Stare konstrukcje, lepione tzw. balsamem kanadyjskim, jak równie¿ okulary pokryte pow³oka- mi przeciwodblaskowymi mog¹ ulec przegrzaniu w skupionej wi¹zce œwiat³a s³onecznego. Doœwiadczeni obserwatorzy S³oñ- ca zalecaj¹ niekiedy lekkie poluzowanie pierœcieni docisko- 80 Urania 2/2012 wiedniej d³ugoœci, zakoñczonej „matówk¹”, na której bêdzie widoczny obraz (czyli tak zwanej „tuby s³onecznej”). Ma³e, ciemne punkty widoczne na obrazie, zachowuj¹ce sta³¹ pozycjê wzglêdem obrazu tarczy S³oñca pomimo prze- suwania kartki papieru, to plamy s³oneczne lub — niemal nie- ruchoma przy krótkich obserwacjach — tarcza planety prze- chodz¹cej przed tarcz¹ S³oñca. Oprócz nich na obrazie bêd¹ widoczne (byæ mo¿e) inne plamy, przesuwaj¹ce siê wzglê- dem obrazu S³oñca przy drobnych ruchach lunety. Plamy te spowodowane s¹ wadami lub zabrudzeniami soczewek i nie maj¹ nic wspólnego z prawdziwymi obiektami astronomicz- nymi. Podczas obserwacji metod¹ projekcyjn¹ mo¿e przeszka- dzaæ œwiat³o przechodz¹ce obok lunety i padaj¹ce bezpo- œrednio na papier (bo spada wtedy kontrast obrazu S³oñca). Dlatego najlepsze rezultaty mo¿na uzyskaæ, dokonuj¹c ob- serwacji np. ze szczelnie zaciemnionego pomieszczenia, gdy jedynie obiektyw lunety jest wystawiony ku S³oñcu, np. po- przez szparê w kotarze. Prostszym sposobem poprawy kon- trastu jest nasadzenie na oprawê obiektywu lunety sztywne- go kartonu z otworem (lub dwoma otworami w przypadku u¿ywania lornetki). W ten sposób na kartkê papieru bezpo- œrednio bêdzie padaæ tylko œwiat³o przechodz¹ce przez lu- netê, zaœ œwiat³o rozproszone zostanie znacznie ograniczo- ne. Mo¿na pokusiæ siê tak¿e o zbudowanie bardziej zaawan- sowanego „obserwatorium” s³onecznego. Oprócz lornetki (lu- nety) na statywie stosujemy w nim lustro i tekturowe pude³- ko. Lustro pozwala ³atwo kierowaæ wi¹zkê œwiat³a z lunetki na ekran, a tak¿e za³amuje j¹, dziêki czemu kartka papieru mo¿e byæ ustawiona niemal „plecami” do œwiat³a s³oneczne- go. Dodatkowe pude³ko mo¿e jeszcze bardziej ocieniæ ekran, poprawiaj¹c komfort obserwacji. Doskonale sprawdza siê tu „helioskop Owczarka” (rysunek) przypomniany w poprzed- nim numerze Uranii (s. 45). Je¿eli po wykonaniu wszystkich, opisanych powy¿ej czyn- noœci nie widaæ ¿adnych plam s³onecznych, to znaczy, ¿e pe- poradnik obserwatora siê przy obserwacjach planet. Zakup takiego filtru nie jest zbyt du¿ym wydat- kiem, zazwyczaj jest to koszt rzêdu kil- kudziesiêciu z³otych. Istnieje te¿ specjal- ny filtr pozwalaj¹cy na obserwacjê nie- mal monochromatyczn¹. Jest to filtr Baader Solar Contiunuum przepuszcza- j¹cy pasmo 540 nm. Filtr ten mo¿na uznaæ za w¹skopasmowy, szerokoœæ po³ówkowa pasma podobna jest jak w przypadku astrofotograficznych filtrów O-III i wynosi 10 nm. Przepuszczane œwiat³o ma barwê intensywnie zielon¹, uzyskiwany wzrost rozdzielczoœci po- zwala na lepsz¹ obserwacjê konturów cieni i pó³cieni plam s³onecznych, po- prawia te¿ obraz granulacji, która przy przeciêtnym seeingu i s³abszym sprzê- cie nie jest zbyt dobrze widoczna. Ca³- kowite odciêcie innych barw likwiduje aberracjê chromatyczn¹, jak¹ mo¿e wprowadziæ obiektyw. Jeœli ju¿ mowa o filtrach okularowych — nie istnieje coœ takiego jak okula- rowy filtr s³oneczny u¿ywany samo- dzielnie. Filtr montowany do okularu mo¿e pe³niæ funkcje pomocnicze, tak jak opisano powy¿ej. Do niektórych telesko- pów dodaje siê czasem s³oneczne filtry okularowe w postaci bardzo ciemnych szkie³ o gêstoœci daj¹cej prawid³owy ob- raz S³oñca. Wœród spotykanych u nas teleskopów przyk³adem s¹ rosyjskie te- leskopy Ta³, gdzie tego typu filtr znajdo- wa³ siê w komplecie. Jest to skrajnie nie- bezpieczne rozwi¹zanie: filtr taki znaj- duje siê w miejscu, gdzie koncentrowa- na jest ogromna iloœæ œwiat³a, nagrze- wa siê do bardzo wysokich temperatur i mo¿e pêkn¹æ. Tego typu filtry nie na- daj¹ siê do obserwacji S³oñca. Podob- nie rzecz ma siê z filtrami H-alfa. Filtry H-alfa i teleskopy s³oneczne H-alfa na- zywaj¹ siê tak samo. Niekiedy otrzymujê zapytania o mo¿liwoœæ stosowania ta- kich filtrów przy obserwacjach s³onecz- nych. Tymczasem jedynym wspólnym mianownikiem jest tu pasmo, w którym dzia³aj¹. Filtry H-alfa w standardzie 1,25” czy te¿ 2”, kosztuj¹ce kilkaset z³otych, s³u¿¹ do fotografowania nocnego nieba i jak na standardy obserwacji s³onecz- nych przepuszczaj¹ ogromne iloœci œwiat³a. Spotykane s¹ wersje o szero- koœciach po³ówkowych 35 nm i 7 nm, podczas gdy do zaobserwowania cze- gokolwiek wiêcej na tarczy S³oñca jest potrzebne pasmo znacznie wê¿sze od 1nm. Teleskopy H-alfa u¿ywane w ob- serwacjach S³oñca to w rzeczywistoœci z³o¿one uk³ady zawieraj¹ce filtry w¹sko- pasmowe, jak te¿ filtry neutralne. Pamiêtam te¿ przypadek, gdy obser- wator zdecydowa³ siê obserwowaæ S³oñ- ce niezabezpieczonym teleskopem z za- ³o¿onymi na nos okularami do obserwa- cji zaæmieñ. Okulary takie wykonane z kartonu posiadaj¹ 2 kawa³ki folii Baade- ra i s³u¿¹ do obserwacji okiem nieuzbro- jonym, bez u¿ycia jakiejkolwiek optyki. Mo¿na takimi okularami obserwowaæ fazê czêœciow¹ zaæmienia, mo¿na te¿ próbowaæ obserwacji ogromnych i wi- docznych od czasu do czasu go³ym okiem plam s³onecznych. Tymczasem w delikatnej folii widnia³a dziura wypalo- na przez œwiat³o s³oneczne podczas pró- by obserwacji. W³os na g³owie zje¿y³ mi siê na ten widok, na szczêœcie obserwa- torowi nic siê nie sta³o. Zapewne zapa- miêta on tê obserwacjê na d³ugo. Przyk³adowy obraz w linii H-alfa 81Urania2/2012 chowy obserwator bada S³oñce akurat w dniu, gdy rzeczywiœcie nie ma na nim plam. Jednak obecnie, w okresie rosn¹cej aktywnoœci, w zasadzie codziennie na tar- czy s³onecznej widoczne s¹ plamy. Bardziej prawdopodobn¹ przyczyn¹ braku widocz- nych plam mo¿e byæ niezbyt dobre usta- wienie ostroœci obrazu. Mo¿e siê równie¿ zdarzyæ, i¿ do obser- wacji u¿yta zosta³a tzw. lornetka teatralna, zbudowana na zasadzie lunety Galileusza. W lornetce teatralnej obiektyw jest so- czewk¹ skupiaj¹c¹, a okular — soczewk¹ rozpraszaj¹c¹. Za pomoc¹ lornetki teatral- nej (a wiêc w³aœciwie dwóch ma³ych, usta- wionych równolegle lunet Galileusza) nie mo¿na uzyskaæ obrazu S³oñca na kartce papieru. Wspó³czesne lunety astronomicz- ne i zwyk³e lornetki turystyczne s¹ budo- wane na tej samej zasadzie, co luneta Ke- plera (czyli z zastosowaniem wy³¹cznie so- czewek skupiaj¹cych). Tylko one mog¹ rzu- towaæ obraz S³oñca na papierowy ekran. Scheiner i Heweliusz pos³ugiwali siê w³a- œnie lunetami Keplera. Choæ geometria przejœæ planet na tle tar- czy S³oñca jest stosunkowo ³atwa do zrozu- mienia, dopiero Johannes Kepler potrafi³ wyliczyæ ich daty z zadawalaj¹c¹ dok³adno- œci¹. Po obliczeniu, ¿e kolejne przejœcie Merkurego nast¹pi 29 maja 1607 r., Kepler „wykorzysta³” do obserwacji zjawiska… ka- tedrê w Ratyzbonie, bo niewielka dziura w dachu ogromnej budowli o stosunkowo ciemnym wnêtrzu zamienia³a j¹ w gigan- tyczn¹ camera obscura, czyli znany dosko- Testujemy sprzêt dla Ciebie! poradnik obserwatora Metoda projekcyjna Metoda projekcji jest stosowana do obserwacji plam s³onecznych ju¿ od XVII w. U¿ywa siê tu teleskopu, na któ- rym nie znajduj¹ siê ¿adne filtry, a uzy- skiwany obraz rzutuje siê na bia³y ekran zamocowany w pewnej odleg³oœci za okularem. S³oñce ogl¹dane tak¹ metod¹ jest wystarczaj¹co jasne i dobrze wi- doczne, aby przeprowadziæ szczegó³o- we obserwacje struktur widocznych w œwietle bia³ym, a metoda jest bardzo wygodna przy pokazach dla wiêkszych grup obserwatorów. Tylko nieliczne te- leskopy posiadaj¹ gotowy ekran s³onecz- ny. Z dostêpnych dawniej pamiêtam tego typu ekran w niektórych teleskopach Ta³ jak te¿ w dawnych konstrukcjach produ- kowanych przez nasz¹ polsk¹ firmê Uni- wersa³. Obecnie jest dostêpny niewielki refraktor Sky-Watcher SK609EQ1, który w taki ekran jest seryjnie wyposa¿ony. Zazwyczaj jednak taki element trzeba wykonaæ samodzielnie. Skonstruowaæ nale¿y specjalne mocowanie, które po- zwoli zawiesiæ ekran prostopadle do wy- ci¹gu okularowego, w odleg³oœci kilku- dziesiêciu centymetrów za okularem. Konstrukcja powinna byæ odpowiednio sztywna, tak aby ekran nie drga³ na wie- trze, nie mo¿e byæ jednak zbyt ciê¿ka, aby nie utrudniæ operowania teleskopem i by da³a siê w sposób ³atwy mocowaæ. Wa¿ne jest te¿ os³oniêcie ekranu przed bezpoœrednim œwiat³em s³onecznym. Przy wyci¹gu nale¿y skonstruowaæ prost¹, kwadratow¹ os³onê z otworem w œrodku, rzucaj¹c¹ cieñ na w³aœciwy ekran. Po zawieszeniu ekranu kierujemy teleskop na S³oñce (naj³atwiej trafiæ, ob- serwuj¹c cieñ rzucany przez teleskop). Po chwili na ekranie pojawi siê jasny i doœæ du¿y obraz tarczy s³onecznej, który nale¿y wyostrzyæ. Przy obserwacjach tego typu najlepiej sprawdzaj¹ siê refraktory. S¹ one najbar- dziej odporne na dzia³anie bezpoœrednie- go œwiat³a s³onecznego, doœæ ³atwo te¿ zawiesiæ na nich ekran. W przypadku teleskopów Newtona, zw³aszcza tych du¿ych, iloœci œwiat³a przenoszone przez optykê s¹ doœæ znaczne i trzeba mieæ to na uwadze. Najwra¿liwsze na uszko- dzenia termiczne przy tego typu obser- wacjach s¹ katadioptryczne, zamkniê- te meniskiem lub p³yt¹ korekcyjn¹ te- leskopy systemu Maksutowa i Schmid- ta-Cassegraina. Zwierciad³o g³ówne ma zazwyczaj du¿¹ œwiat³osi³ê, koncentruje ogromn¹ iloœæ œwiat³a na zwierciadle wtór- nym. Co wiêcej, w pobli¿u osi optycznej znajduj¹ siê te¿ wyczernione elementy mechaniczne (tuleje, diafragmy), które mog¹ ulec uszkodzeniu. Nale¿y uwzglêdniaæ materia³y, z jakich wykonany jest teleskop oraz okulary. Dawniej by³o norm¹, ¿e wszelkie mecha- niczne czêœci teleskopu wykonywano z metalu. Dziœ nie jest to tak oczywiste, zw³aszcza w tanich teleskopach spoty- ka siê plastikowe wyci¹gi okularowe, pla- stikowe paj¹ki zwierciad³a wtórnego, a nawet plastikowe konstrukcje okularów. Nawet w doœæ dobrych konstrukcjach spotykane s¹ plastikowe diafragmy po- prawiaj¹ce kontrast. Plastikowe ele- menty konstrukcyjne mog¹ ulec sto- pieniu czy wrêcz spaleniu, o ile przy- padkiem obraz S³oñca zejdzie nieco z osi optycznej. W przypadku okularów lepiej jest wykorzystaæ okular o d³u¿szej ogniskowej, nie zawieraj¹cy ma³ych so- czewek oprawionych w plastikowe ele- menty. Jeœli skala obrazu wyda nam siê za ma³a, to lepiej jest zwiêkszyæ odle- g³oœæ ekranu od teleskopu, ni¿ zmieniaæ okular na krótkoogniskowy. Osobiœcie wi- dzia³em ju¿ standardowy okular Kellne- ra 10 mm, znany wszystkim u¿ytkowni- kom tanich teleskopów, który przeszed³ próbê takiej obserwacji. Od strony so- czewki ocznej wygl¹da³ on jak po wyjê- ciu z p³omienia, elementy z tworzywa sto- pi³y siê i zdeformowa³y. Klin Herschela Klin Herschela to specjalny uk³ad optyczny montowany w miejsce nasadki k¹towej refraktora. Pozwala on na bez- poœrednie i bezpieczne obserwacje tar- czy s³onecznej pod warunkiem prawid³o- wego stosowania. Sercem uk³adu jest specjalny pryzmat o przekroju trapezo- idalnym. Ogromna wiêkszoœæ padaj¹ce- go œwiat³a s³onecznego jest za³amywa- na pod niewielkim k¹tem i przepuszcza- na na drug¹ stronê, gdzie trafia na spe- cjaln¹ powierzchniê poch³aniaj¹c¹ ciep³o (metalow¹ lub ceramiczn¹). Niewielka iloœæ œwiat³a (oko³o 5%) jest odbijana w kierunku okularu. 5% to oczywiœcie 82 Urania 2/2012 Teleskop s³oneczny Meade Coronado LX80 SolarMax II w praktyce amatorskiej s¹ stosowane od niedawna. To na ogó³ kompletne uk³ady optyczne przeznaczone do obserwacji naszej gwiazdy dziennej w sposób zu- pe³nie niezwyk³y, ujawniaj¹c szczegó³y takie, jak m.in. protuberancje widoczne na brzegu tarczy s³onecznej. Spotyka siê kompletne teleskopy s³oneczne, do któ- rych wystarczy zamocowaæ okular, jak te¿ niekiedy du¿e filtry obiektywowe mon- towane na tubusie refraktora. Teleskopy H-alfa s¹ przeznaczone do obserwacji w paœmie 656,3 nm. Jest to czerwo- na linia wodo- r o - poradnik obserwatora wci¹¿ zbyt du¿o, st¹d do ka¿dego klina s¹ montowane dodatkowo neutralne fil- try szare o doœæ du¿ej gêstoœci. Kliny sto- suje siê tylko przy obserwacjach z refrak- torami. Po pierwsze, refraktory odcinaj¹ promieniowanie podczerwone i UV, któ- re przy takiej obserwacji mog³oby byæ nie- bezpieczne. Po drugie, podobnie jak w przypadku obserwacji z ekranem — du¿e iloœci energii przechodz¹ce przez niezabezpieczony uk³ad optyczny mog¹ prowadziæ do uszkodzeñ elementów me- chanicznych. Warto te¿ pamiêtaæ, ¿e taki uk³ad ma doœæ znaczn¹ d³ugoœæ optyczn¹ i w wielu teleskopach mog¹ wyst¹piæ problemy z ogniskowaniem, po- dobnie jak ma to miejsce w przypadku nasadek binokularowych. Zwykle proble- my pojawiaj¹ siê przy refraktorach krót- koogniskowych. Na polskim rynku jest dostêpny klin Herschela produkowany przez firmê Ba- ader Planetarium. Pryzmat klina jest wy- konany z dok³adnoœci¹ 1/10 lambda i od- bija 4,6% padaj¹cego œwiat³a. Wiêkszoœæ promieniowania s³onecznego pada na ceramiczn¹ powierzchniê w tylnej czê- œci klina, która dodatkowo jest zabezpie- czona metalow¹, perforowan¹ p³ytk¹. Wœród filtrów dodatkowych znajduje siê filtr ND 3,0 (w najnowszych wersjach montowany na sta³e) oraz filtry ND 2,0, ND 0,9 i ND 0,6 stosowane w miarê po- trzeb do uzyskania w³aœciwej jasnoœci obrazu. Urz¹dzenie mocowane jest w 2” wyci¹gu okularowym i pozwala na sto- sowanie okularów w tym samym stan- dardzie. Teleskopy s³oneczne H-alfa Teleskopy s³oneczne przezna- czone do obserwacji w wybra- nych liniach widmowych wa, pierwsza z linii serii Balmera. Tele- skop s³oneczny jest w stanie wydzieliæ œwiat³o zawieraj¹ce siê w bardzo w¹skim paœmie wokó³ linii H-alfa, zazwyczaj sze- rokoœæ po³ówkowa dla tego typu urz¹- dzeñ jest mniejsza ni¿ 0,7 Å. Serce tele- skopu to specjalny filtr interferencyjny zwany etalonem, który pozwala na uzy- skanie tak w¹skiego pasma. Dodatkowo w uk³adzie optycznym s¹ montowane te¿ filtry odcinaj¹ce nadmiar promieniowania (tak zwane ERF, Energy Rejection Fil- ters). Prawid³owe zredukowanie iloœci promieniowania musi nast¹piæ przed eta- lonem, gdy¿ ten jest wra¿liwy na zmiany temperatury i pod wp³ywem nagrzania mo¿e zmieniæ swoje w³asnoœci. Element ten wykonany jest bardzo precyzyjnie z dwóch pó³przepuszczalnych p³ytek szklanych. Dok³adnoœæ wykonania po- wierzchni zazwyczaj przekracza 1/20 lambda, st¹d te¿ produkcja teleskopów s³onecznych wi¹¿e siê ze sporymi kosz- tami. Etalon mo¿na precyzyjnie dostra- jaæ specjalnym pokrêt³em. Pozwala to na ustawienie pasma w przypadku mo¿liwej niestabilnoœci termicznej oraz umo¿liwia dostrojenie filtru do konkretnego obsza- ru tarczy s³onecznej. Warto pamiêtaæ, ¿e wskutek rotacji S³oñca obserwujemy dop- plerowskie przesuniêcie linii widmowych: pewne czêœci tarczy zbli¿aj¹ siê w naszym kierunku, inne zaœ oddalaj¹ i efekt ten rów- nie¿ mo¿e wymagaæ niewielkich korekt. Mo¿liwe jest stosowanie dwóch etalonów ustawionych w jednej osi optycznej. Po- zwala to dodatkowo zawêziæ pasmo wokó³ linii wodorowej. Zmiana ta wp³y- wa wyraŸnie na widocznoœæ i rodzaj ob- serwowanych szczegó³ów. Filtry takie s¹ spotykane jako dodatki do goto- wych teleskopów s³onecznych i montowane na ich obiektywie. Przyk³ad praktycznej realizacji metody projekcyjnej. Zdjêcia wykona- no na rynku wroc³awskim podczas publicznej demonstracji w czasie przejœcia Wenus w 2004 r. Pokazy prowadzili studenci i doktoranci Instytutu Astronomii UWr. nale z lekcji fizyki bezsoczewkowy uk³ad formuj¹cy obraz od- leg³ych obiektów. Podczas obserwacji w katedrze Kepler do- strzeg³ nawet na tle obrazu tarczy S³oñca ciemna plamkê, co utwierdzi³o go w przekonaniu, ¿e obserwowa³ przewidziane przez siebie przejœcie Merkurego. Dopiero du¿o póŸniej oka- za³o siê, ¿e w 1605 r. nie by³o ¿adnego przejœcia, a wiêc Ke- pler najprawdopodobniej obserwowa³ wtedy du¿¹ plamê s³o- neczn¹. Pomijaj¹c kwestiê optyki, Kepler mia³ tê przewagê nad ob- serwatorem trzymaj¹cym lunetê w d³oni, ¿e katedra siê nie trzês³a. I rzeczywiœcie, na obrazie tarczy S³oñca mo¿na na- tychmiast dostrzec znacznie wiêcej szczegó³ów, je¿eli luneta zostanie zamocowana na sztywnym statywie. Pawe³ Rudawy