|
Меню сайта
Статистика
|
Звезда-гигантЗвезда-гигантОдна из самых крупных звезд в созвездии Ориона — Бетельгейзе. Ее диаметр —390 млн. км, т. е. больше, чем диаметр орбиты, по которой Земля движется вокруг Солнца. Солнце по сравнению с этой звездой — карлик: его диаметр в 278 раз меньше, чем диаметр Бетельгейзе. Но долгое время астрономы знали только, что Бетельгейзе — звезда первой величины. Измерить диаметр Бетельгейзе удалось только в 1920 г. Американские ученые физик А. Майкельсон и астроном Ф. Пиз применили для этого интерферометр — прибор, принцип действия которого основан на законах интерференции световых волн. Чтобы понять действие интерферометра, проследим, как распространяется параллельный пучок света, пройдя через узкую щель. Разобьем щель на ряд параллельных полосок равной площади. Фазы волн, проходящих через эти полоски, одинаковы, так как лучи параллельного пучка доходят до щели одновременно. Амплитуды волн также одинаковы, потому что площади полосок равны. Линза, установленная за щелью, сводит параллельные лучи в фокальной плоскости ММ в одну точку. В этой плоскости установлен экран (рис. 26). Все лучи в точку В0 приходят в одной фазе, когда φ=0. Если угол φ не равен нулю, то волны от разных участков щели придут в точку Bφ с разными фазами и могут ослабить друг друга. Так, если угол φ удовлетворяет условию b•sinφ=λ, то в точке Bφ свет будет ослаблен. То же самое произойдет, когда sinφ равен
В точках экрана, соответствующих этим углам, будут темные полосы. А между темными полосами лягут светлые полосы — максимумы света. Амплитуда волны достигает максимума в фокальной плоскости при угла
Величина этих максимумов различна и быстро убывает с увеличением угла j. Физики называют сочетание темных и светлых полос на экране, установленном в фокальной плоскости линзы, дифракционной картиной. Поставим перед источником света экран с двумя щелями — АВ и А1В1. Если эти щели попеременно закрывать, дифракционная картина не будет меняться, потому что расположение максимумов определяется только направлением пучков света. Если мы откроем одновременно обе щели, то в фокальной плоскости на экране дифракционные картины совместятся. Но это не будет простым наложением одной дифракционной картины на другую (рис. 27).
Принцип действия интерферометра заключается в измерении деталей дифракционной картины при падении света через две щели, расстояние D между которыми можно изменять. Чтобы измерить, например, угловое расстояние между двумя близкими друг к другу звездами, перед объективом телескопа ставят экран с двумя щелями. Свет от одной звезды падает на щели параллельно главной оптической оси телескопа, свет от другой звезды падает под углом q к этой оси (рис. 28). Так как положение дифракционных картин в фокальной плоскости определяется только направлением падающего на щель света, то в данном случае дифракционные картины будут сдвинуты относительно друг друга на угол θ. Центральная полоса К0 и ближняя к ней полоса К1 дифракционной картины, например, первой звезды сдвинуты друг от друга на угол
Если расстояние между щелями изменять, то когда угол φ будет равен 2θ, максимумы дифракционной картины первой звезды совпадут с максимумами от второй. Освещенность на экране в фокальной плоскости распределится почти равномерно. Угол φ легко определить, проанализировав дифракционную картину от одной щели. Таким образом, дифракционные полосы «смываются» в тот момент, когда
 Измерение угла θ сводится к определению величины D, когда пропадают дифракционные полосы.
Так же определяется и угловой диаметр одиночной звезды. Ведь края звезды можно рассматривать как два источника света, которые находятся на угловом расстоянии θ. Расстояние R от звезды до Земли измеряется гораздо проще (см. в т. 2 ДЭ ст. «Как измеряют расстояния до небесных светил»). Умножив эту величину на угол θ, выраженный в радианах, найдем линейный диаметр звезды — Rθ.
|
ПОИСК
Block title
|
Измерить ее они не могли, так как никакие телескопы не позволяли определить угол, под которым видна эта звезда с Земли. (Угол этот называется угловым диаметром звезды.)
В новой дифракционной картине скажется взаимодействие волн, идущих от обеих щелей. 
