Astrofizik instrumentlar

8. Spektral apparatlar

Dastlab osmon jismlarining spektrlari vizual spektroskop yordamida, keyin spektrlarni rasmga tushirishga imkon beruvchi spektrograflar yordamida o‘rganildi. Ayni paytda spektrograflar qatoridan spektrometrlar – spektrlarni fotoelektrik yo‘l bilan qayd qiluvchi asboblar mustahkam o‘rin oldi.

Dispersiyalovchi (spektrni yutuvchi) jism sifatida prizma yoki difraksion panjara olinishiga ko‘ra spektrograflar prizmali yoki difraksion panjarali bo‘lishi mumkin.
Prizmali spektrografning optik sxemasi keltirilgan. Manbadan I tirqish orqali kolimator deyiluvchi qavariq Л₁ linzaga tushayotgan nur, paralel dasta ko‘rinishida ТЛ₁ linzaning fokal tekisligida joylashganidan П prizmaga tushadi. Oq nurni tashkil etgan turli to‘lqin uzunligidagi monoxromatik nurga nisbatan prizma turlicha nur sindirish koeffitsiyenti bilan ta’sir etib, ularni turli burchak ostida sindiradi. Natijada turli to‘lqin uzunligidagi nurlar bir-biriga burchak ostida (bir xil to‘lqin uzunlikdagilari esa o‘zaro parallel) kameta linzasi deyiluvchi Л₂ linzaga tushadi. So‘ngra Л₂ linzaning fokal tekisligida joylashgan Фfotoplastinkada manbaning spektrini xosil qiladi.
Keyingi yillarda prizmali spektrograflar o‘rniga difraksion panjarali spektrograflar keng qo‘llaniladi. Qaytaruvchi difraksion panjara, parallel shtrixlar o‘yilgan alyuminlangan ko‘zgu bo‘lib, shtrixlarning oralig‘i va chuqurligi nurning to‘lqin uzunligi bilan solishtiriladi. Yorug‘lik nurlariga mo‘ljallangan difraksion panjaraning har millimetrlariga odatda 600 ga yaqin o‘zaro parallel shtrixlar o‘yilib, ixtiyoriy qo‘shni shtrix orasi qat’iy bir xil (1,66 mk) bo‘lishi ta’minlanadi. Shuning uchun difraksion panjaralarni yasash, murakkab vazifalardan hisoblanadi. Difraksion panjara yordamida spektr hosil qilish yorug‘likning difraksiyasi hamda interferensiya hodisalariga asoslangan.
Quyosh teleskoplarida ishlatiladigan difraksion panjarali spektrografning optik sxemasi keltirilgan. Kollimator deyiluvchi K1 ko‘zguning fokal tekisligida joylashgan tirqishidan (tirqish tekisligida teleskop Quyoshning tasvirini yasaydi) К₁–ko‘zguga tushgan nur undan paralel dasta ko‘rinishda Д-difraksion panjaraga tushadi. Bir xil to‘lqin uzunligidagi nurlar o‘zaro paralel xolda камера кўзгулари sistemasi К₂, К₂ ga tushadi. Bu ko‘zgulardan qaytgan nurlarning fokal tekisligida spektrni yasaydi.
Spektral apparatlarning asosiy xarakteristikasi spektral ajrata olish kuchi bo‘lib, bir-biriga juda yaqin joylashgan ((( oralikda) ( to‘lqin uzunligidagi spektral chiziqlarni o‘zaro ajratib qayd qilishi bilan belgilanadi va quyidagicha ifodalanadi:

Ularning boshqa bir xarakterlovchi parametrlari burchagiy dispersiya deyilib, ifoda bilan aniqlanadi, bu yerda (( - bir-biridan (( to‘lqin uzunliga farqlanuvchi spektrda yotuvchi elementdan (prizma yoki difraksion panjara) o‘tgan ikki parallel monoxromatik nurlar dastasi orasidagi burchakni xarakterlaydi.
Chiziqiy dispersiya esa, kamera ko‘zgusiinng fokus oraligi f orqali quyidagicha belgilanadi.