 |
Линза Фабри - это самое остроумное изобретение в звездном электрофотометре.
Фотоэффект был открыт во второй половине прошлого века. Уже в конце прошлого и в начале нынешнего века появились первые фотоэлектрические измерения с фотоэлементами как на внешнем, так и на внутреннем фотоэффекте. Но когда астрономы только начинали применять электрофотометрические методы, они устанавливали свой светочувствительный элемент так же как и фотопластинку -- в фокальной плоскости телескопа, прямо на него проектировали изображение звезды. Говоря о фотографической фотометрии, мы уже отмечали, что может быть различная чувствительность светоприемной поверхности от точки к точке. Погрешности такого типа присущи и фотоэлементам. Кроме того, на поверхность фотоэлемента, туда, где окажется изображение звезды, может попасть пылинка. При следующем наведении на ту же звезду ее изображение непременно попадет на другой участок светочувствительной поверхности. Кроме того, из-за небольших неточностей часового ведения изображение звезды будет слегка перемещаться в фокальной плоскости, двигаясь по точкам с разной чувствительностью.
По этим причинам первые фотоэлектрические измерения не отличались высокой точностью (в смысле точности они были не лучше фотографии). Дело обстояло так до тех пор, пока не появилась идея поставить в оптический тракт фотометра еще одну линзу (рис.3.5). Эта линза строит в определенной плоскости уже не изображение участка неба, а действительное изображение входного зрачка нашей оптической системы, т.е. изображение объектива для рефрактора или изображение главного зеркала для рефлектора. А диафрагма в фокальной плоскости телескопа обеспечивает освещение изображения объектива светом от одной-единственной (установленной в диафрагму) звезды, отрезая все остальные световые пучки, идущие от иных источников.
Итак, в фокусе объектива стоит диафрагма, а за фокусом - линза Фабри. Здесь важны две вещи.
Во-первых, объектив, диафрагма, линза Фабри и место, где построено изображение объектива, являются механическими и оптическими деталями системы ``телескоп-фотометр'' и механически жестко скреплены друг с другом, не имеют хода ни вдоль, ни поперек оптической оси, расстояния между ними (после соответствующих юстировок) достаточно точно выдерживаются. В результате изображение объектива получается всегда в одном и том же месте.
Во-вторых, в выходном зрачке оптической системы стоит светочувствительный элемент - фотокатод фотоумножителя. Фотокатоды (так же как фотопластинки) имеют большие неравномерности чувствительности по полю как от точки к точке, так и от центра к краю. Обычно на фотокатоде в районе его центра (к сожалению, не всегда в центре) есть более светочувствительное пятно. Двигая линзу Фабри в двух перпендикулярных направлениях, перпендикулярных в свою очередь оптической оси, можно слегка сдвигать на фотокатоде изображение входного зрачка оптической системы, совмещая его с пятном чувствительности.
Итак, на какую бы звезду мы не навели телескоп и в какое бы место диафрагмы (только не на край!) мы не поставили ее изображение, изображение объектива (более строго нужно говорить об изображении входного зрачка оптической системы), освещенное светом именно этой звезды, всегда попадет точно в одно и то же место фотокатода. Именно в строгости установки светового пятна всегда на одно и то же место и заключена вся суть фотоэлектрического способа, позволяющего получить очень высокую точность. Если по каким-то причинам световое пятно на фотокатоде начинает смещаться, то точность полностью теряется и не только ни о каких тысячных долях звездной величины, но и о сотых нельзя говорить.
Когда в фотометрах появилась линза Фабри, фотоэлектрический метод измерения занял лидирующее положение по точности среди всех методов регистрации световых потоков от звезд.