uabooks.top

1. Az égitestek sugárzása. Az égitestek természetének vizsgálata során különös figyelmet fordítanak elektromágneses sugárzásuk tanulmányozására. Az égitestek fizikai állapotuktól függően különböző hosszúságú elektromágneses hullámokat bocsátanak ki.

Vákuumban az elektromágneses hullámoknak, a sugárzás fajtájától függetlenül, mindig egyforma a terjedési sebessége: c = 3 • 10⁸ m/s.

Az elektromágneses sugárzás fontos jellemzője, hogy terjedési sebessége nem függ a hullámhossztól, a forrás mozgássebességétől. A hullámokat v frekvenciával és X hullámhosszal jellemezzük, amelyek között az összefüggés: c = vX. A különböző hullámhosszú elektromágneses hullámok különbözőképpen lépnek kölcsönhatásba az anyaggal. Ebből kifolyólag az elektromágneses sugárzás vizsgálati módszerei is különböznek. Emiatt az elektromágneses sugárzás feltételesen néhány tartományra osztható (2.1. táblázat).

2.1 táblázat

Az elektromágneses sugárzás tartományai

A 390-760 nm-es hullámhosszú sugárzást az emberi szem fényként érzékeli, ráadásul a különböző hullámhosszoknak különböző színek felelnek meg (a lilától

a vörösig). A más tartományú sugárzás kimutatásához speciális készülékekre van szükség.

Fizikai állapotuktól függően egyes égitestek az elektromágneses spektrum keskeny frekvencia-intervallumában bocsátanak ki energiát (például a világos gázködök), míg mások ez egész intervallumban: a у-sugaraktól a rádióhullámokig (például a csillagok). Az égitestek fizikai természetének széles tartományú elektromágneses sugárzásban való tanulmányozása olyan tudományágak megjelenéséhez vezetett, mint a у-csillagászat, röntgencsillagászat, infravörös csillagászat, rádiócsillagászat.

Az égitestek által kisugárzott elektromágneses hullámok tanulmányozását nehezíti, hogy a Föld légköre csak bizonyos hullámhossz-tartományokban ereszti át a sugárzást: 300 nm-től 1000 nm-ig, 1 cm-tól 20 m-ig és néhány „résben” az infravörös tartományban. A sugárzást, ami eléri a Föld felszínét, optikai teleszkópokkal (látható fény) és rádióteleszkópokkal vizsgálják.

Oxigén, ózon, széndioxid és vízgőz — a légkör négy összetevője, amelyek a sugárzás elnyelődését okozzák. Az elnyelés függ az elektromágneses sugárzás hullámhosszától. A 2.1. ábra a légkör átlátszósági görbéjét mutatja a X = 0-22 pm tartományban, amelyből látható, hogy a spektrális tartománynak közel fele teljesen alkalmatlan a megfigyelésre, mivel a megfelelő sugárzás nem jut át az atmoszférán.

A légkör erősebben nyeli el az elektromágneses sugárzás rövidhullámú részét: az ultraibolya, röntgen és у-sugarakat. Ebben a tartományban csak nagy magasságra felemelt (repülőgépeken, szondákban) vagy űrállomás-laboratóriumokban, űrkomplexumokban, a Föld műholdjain, orbitális obszervatóriumokban elhelyezett műszerek segítségével lehetséges megfigyeléseket végezni.

2. Sugárzásvevők. A sugárzást, amit a teleszkóp objektívje gyűjtött össze, a sugárzásevő érzékeli és analizálja. A teleszkópok időszakának első két és fél évtizedében az egyetlen sugárzásvevő a szem volt. Ez viszont nem csak nem túl érzékeny, hanem elég szubjektív sugárzásvevő.

A XIX. sz. közepétől a csillagászatban elterjedtek a fotografikus módszerek. A fényérzékeny anyagoknak (fényképlemez, film) számos előnyük van az emberi szemhez képest. A fotoemulzió képes összegyűjteni a ráeső energiát, így az expozíciót növelve a negatívon több fény gyűjthető össze.

A fénykép lehetővé teszi az események dokumentálását, mivel a negatívok hosz-szú ideig őrizhetők. A fényképlemez panorámával rendelkezik, azaz egyszerre rengeteg objektumot rögzíthet, elegendő pontossággal.

A legmodernebb teleszkópok számítógépekkel (és egyéb elektromos készülékekkel) vezérelhetők, az űrbéli objektumokról készült képek pedig olyan formában van-

пак rögzítve, hogy számítógépes programokkal feldolgozhatok. A fotográfiai módszer szinte teljesen elavult. Az utóbbi évtizedekben széleskörűen alkalmazzák a foto-elektronikus sugárvevőket, amelyekről az információ egyenesen az elektronikus számítástechnikai eszközhöz, a számítógéphez jut. Ilyen eszköz a CCD-mát-rix (Charge-coupled Device, azaz töltés-csatolt eszköz). A CCD egy integrált áramkör, amelyet félvezető' anyagra helyeznek, és amely a sugárzás fényenergiáját elektromos energiává alakítja át. Az árameró'sség egyenesen arányos a fényerősséggel.

A képek számítógépes feldolgozása lehetővé teszi, hogy megszabaduljunk az akadályoktól és a háttérsugárzástól, amelyeket a fénynek a Föld légkörében való szétszóródása és a légköri turbulencia okoznak.

KÉRDÉSEK A TANULTAKHOZ

1. Mit értünk a Föld légkörének áteresztőképességén?

2. Milyen típusú elektromágneses hullámokat sugároznak az égitestek? Az elektromágneses sugárzás egész spektruma milyen tartományokra osztható fel?

3. Hogyan hat a földi atmoszféra a különböző' elektromágneses hullámok tévedésére és földfelszínre jutására?

4. Miért nem lehet a Földről az elektromágneses sugárzás valamennyi tartományában megfigyelni az égitesteket?

Ez a csillagászat tankönyve 11. évfolyamának anyaga Szirotyuk, Mirosnicsenko