Umumiy astronomiya

§ 4.6. Spektral qurilmalar

Osmon jismlaridan kelayotgan nurlanishlarni o'rganishda spekral qurilmalardan keng foydalaniladi, shulardan biri spektrograflardir. Spektrografning eng soda ko'rinishi bu teleskop oldi tomoniga o'rnatilgan prizmadir. Bu turdagi qurilma obektiv-prizmali spektrograf deyiladi. Prizma turli to'lqin uzunliklarni spektrga sochib yuboradi, uni esa oson qayd etsa bo'ladi. Spektrning kengligini oshirish maqsadida, ekspozitsiya davomida teleskop spektrga perpendikulyar ravishda bir oz suriladi. Obektiv-prizmali spektrograf yordamida ko'p sonli spektrlar olinishi mumkin.

4.8-rasm. Tirqishli spektrografning ishlash printsipi. Tirqishdan o'tgan yorug'lik kollimatorga kelib tushadi (bir-biriga parallel qilinadi), prizma yordamida spektrga ajraladi va fotoplastinka yoki CCD kameraga proektsiyalanadi

Osmon jismlari haqida yanada aniqroq ma'lumot olish uchun tirqishli spektrografdan foydalanish ma'qul. U teleskopning fokal tekisligida joylashgan tor tirqishdan iborat. Tirqishdan o'tgan yorug'lik kollimatorga yo'naltiriladi, u o'ziga tushgan barcha yorug'likni qaytarish yoki sindrish orqali parallel nurlar dastasiga aylantiradi. Shundan keyin prizma yordamida yorug'lik spektrga jaraladi va detektorda fokuslanadi. Hozirgi kunda detektor sifatida CCD-kameralar ishlatiladi. To'lqin uzunliklarni aniq belgilash maqsadida yulduz spektridan tashqari solishtirma spektr ham kuzatiladi. CCD-kameralar bilan moslangan zamonaviy spktrograflarda solishtirma spektr alohida tasvir sifatida olinadi. Katta tirqishli spektrograflar ko'p hollarda teleskopning fokusida joylashgan bo'ladi.

Spketrni hosil qilish uchun prizma o'rniga diffraktsion panjara ham ishlatiladi. Panjara yonma-yon turgan, bir millimetrga bir necha yuzdan iborat o'ta tor chuqurchalardan iborat. Yorug'lik ushbu chuqurchalarning devorlaridan qaytganda, qo'shni nurlar bilan interferentsiyalanadi va turli tartibdagi spektrlarni hosil qiladi. Panjaralarning ikkita turi mavjud: qaytaruvchi va o'tkazuvchi panjaralar. Qaytaruvchi panjarada prizma yoki o'tkazuvchi panjara kabi yorug'lik nurlari yutilmaydi. Panjara odatda prizmaga nisbatan yuqoriroq dispersiyaga, ya'ni spektrni yoyish qobiliyatiga ega. Dispersiyani panjaradagi chuqurchalarning zichligini oshirish orqali kattalashtirsa bo'ladi. Tirqishli spektrograflarda qaytaruvchi panjaralar keng tarzda ishlatiladi.

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.

Ajrata olish kuchi spektral qurilmalarning asosiy xarakteristikasi bo‘lib, bir-biriga juda yaqin joylashgan ( oralikda)  to‘lqin uzunligidagi spektral chiziqlarni o‘zaro ajratib qayd qilishi bilan belgilanadi va quyidagicha ifodalanadi:

Spektral qurilmaning burchak dispersiya deb ataluvchi parametri ifoda bilan aniqlanadi, bu erda  - bir-biridan  to‘lqin uzunliga farqlanuvchi spektrda yotuvchi elementdan (prizma yoki difraksion panjara) o‘tgan ikki parallel monoxromatik nurlar dastasi orasidagi burchakni xarakterlaydi.