Астрономическая оптика - Мaксутов Д.Д.
Скачать (прямая ссылка):
На долю реагирующего на свет зрачка выпадает очень скромная роль. Пусть при переходе от света к темноте зрачок расширился с 2 до 8 мм; но в этом случае может произойти повышение чувствительности глаза не более чем в 16 раз,* но никак не в 10 000 раз.
Кроме того, зрачок очень быстро реагирует как на свет, так и на темноту. Мои наблюдения позволяют изобразить на рис. 56 измерения диаметра моего глазного зрачка о1т во времени. Здесь,
* В случае наблюдения точечных объектов выигрыш получается меньший из-за аберраций глаза и неоднородностей хрусталика, более грубых на его периферии.
154
при некотором значительном затемнении комнаты, диаметр зрачка удерживал приблизительно постоянный размер ф^6.4 мм с небольшими колебаниями, порядка одной-двух десятых миллиметра, непроизвольного характера. При включении перед глазом электрической лампы диаметр зрачка быстро уменьшался до величины ф^3.1 мм, затрачивая на это около 1.5—2 с, и дальше, с незначительными пульсациями порядка 0.1 мм, удерживал этот размер до момента выключения лампы и перехода к относительной темноте. После этого сначала замедленно, затем быстро и под конец весьма замедленно зрачок восстанавливал свой прежний диаметр ф^6.4 мм, затрачивая на последнюю операцию около 13—15 с, из которых в первые 5—7 с происходило быстрое, почти полное восстановление диаметра.
(1Г, мм
Рис. 56.
Таким образом, время реагирования зрачка измеряется секундами, а время адаптации — десятками минут.
Переходим к заключительному и наиболее важному вопросу о разрешающей силе вооруженного и невооруженного глаза, очень неполно и почти всегда неправильно трактуемому в литературе.
Мои многолетние работы в этом направлении, описанные выше методы измерения диаметра действующего отверстия глаза, наблюдения неоднородностей хрусталика, а также примененный метод измерения разрешающей силы позволили внести некоторую ясность в этот вопрос и не только констатировать экспериментальные факты, но в значительной степени и объяснить их неизбежность.
До сих пор к вопросу о разрешающей силе вооруженного глаза подходят приблизительно следующим образом: если невооруженный глаз разрешает 60", то при увеличении ? инструмента разрешаемый угол обращается в 60" : С; если полученное при этом число больше теоретического разрешаемого угла р —140"/!) (как
155
это часто принимают), то не происходит полного использования теоретической разрешающей силы объектива и увеличение можно повысить до такого значения С, при котором
60" 140"
откуда
О' = 0.43О, (80)
где В выражено в миллиметрах.
При этом зрачок выхода д! однозначно определяется как
мм. (81)
Увеличения, превышающие С, бесполезны, так как не повышают разрешающей силы; если же они и применяются, то, так сказать, для большего комфорта наблюдения, когда изображения видны в более крупном масштабе. Несоответствие таких умозрительных заключений с экспериментом заставило более осторожных авторов рекомендовать превосходить увеличение С приблизительно в 3 раза, не объясняя, впрочем, причины несоответствия. Так, Данжон и Кудер называют увеличение С «разрешающим» увеличением, численно выражая его более правильным числом <?'=0.5.О, так как вместо р = 140"Ю ими принята более правильная величина р = \20"Ю\ в то же время они рекомендуют повышать его в ~3 раза для целей разрешения двойных звезд и наблюдения мелких деталей, тем самым лишая смысла термин «разрешающее увеличение».
Достаточно полные представления о разрешающем увеличении я имел еще в 1924 г., но моя статья,* к сожалению, осталась незамеченной как оптиками, так и астрономами. Тогда же я в основном владел излагаемой здесь методикой исследования, подвергшейся, впрочем, некоторым усовершенствованиям за истекшие 19 лет.
Начнем с того,, что предельный разрешаемый угол для невооруженного глаза вовсе не 60", а величина в среднем большая, переменная для различных наблюдателей и зависящая от условий наблюдений.
Наблюдения двойных звезд различной яркости и наблюдения мир дают разные значения для разрешаемого угла; кроме того, изменение диаметра зрачка приводит к значительному изменению разрешающей силы; все это имеет место для одного и того же наблюдателя. Если и существуют наблюдатели, разрешающие в особо благоприятных условиях двойные звезды с взаимным расстоянием 60", то таких наблюдателей может быть сравнительно очень не-
*Д. Максутов. Минимальное и максимальное увеличение телескопа. — Мироведение, 1925, № 2, с. 265.
156
много. Для среднего же наблюдателя число 60", по-видимому, явно и сильно преуменьшено.*
Так как формула ръ=120" /В (или, еще строже, рх 5=114"/?)) введена для случая двойной звезды с компонентами одинаковой яркости, то и тест-объектом при измерении разрешающей силы глаза должна служить двойная звезда (искусственная, конечно).
Можно было бы пользоваться для тех же целей мирами (рис. 24), так как по счастливой случайности формулы (23) и (24) практически равнозначны формулам (20) и (21); но если дифракция в одинаковой степени влияет на разрешение таких мир и двойных звезд, то это еще не значит, что и сферическая аберрация, и неоднородности глаза одинаково снизят разрешающую силу как в случае наблюдения миры, так и в случае наблюдения двойной звезды. Кроме того, мелкие детали на дисках планет значительно ближе к картине двойной звезды, чем к картине миры, почти нереальной в условиях практических наблюдений.
