天文观测用的星指笔原理是什么?为什么激光突然断了?

科技2021-09-05 00:24:40
导读星形指针是激光指针。只不过和课堂上使用的普通激光笔不同,现在使用的指星笔的激光能量通常更强,更显眼,也更危险。至于激光器突然断线,

星形指针是激光指针。

只不过和课堂上使用的普通激光笔不同,现在使用的指星笔的激光能量通常更强,更显眼,也更危险。至于激光器突然断线,通常有两个原因,一是发热或单纯烧毁导致的断电保护。另一种是电池能量的产生和释放速度跟不上激光笔发射能量的速度,导致电池被暂时切断,从而中断激光。

普通的观星爱好者使用指向星星的笔,因为它比他们的手指更容易使用。当你指向一颗星星时,就不那么容易理解你指的是哪颗星星了。用指向星星的笔要好得多。毕竟激光束很细。当激光被空气中的杂质散射时,可以留下明亮的光路。如果沿着激光光路的方向看夜空,误差会小很多。

插图:用星笔瞄准也是天体摄影中常用的角度校正方法。

为什么天文台使用激光?天文台使用激光的主要目的是为了抵御大气干扰,特别是地面附近对流层空气的干扰,从而获得更清晰的天文图像。它们被地球厚厚的大气层包围,不仅降低了恒星的亮度,还干扰了恒星的形状。这种干扰非常严重,肉眼都能看到。正是因为如此,才会出现“闪烁”等天文现象。

经过多年的探索,天文学家已经探索出了一种自适应光学系统,可以自动抵御大气造成的干扰。但是这个系统需要一颗足够亮的引导星作为校正的基础,但是天空中通常没有这样的恒星,所以有人想到用激光人为地制造一颗明亮的恒星。例如,钠激光引导恒星。

说明:天文观测台的钠激光可以在高层大气中产生一颗明亮的假星。

受激辐射后,钠原子可以发射波长为589.2纳米的激光束。然而,在大约90公里高的地球大气层中有一些天然的钠原子。当这些钠原子接收到这个波长的光波时,它们可以吸收这些光波,然后再释放出来。这相当于在90公里的高度点亮一盏灯,它向四面八方发出光线,其中一些光线返回地面,被天文望远镜观测到。而且,90公里高度的大气要平静得多,这意味着这颗假星的位置会相对恒定。当然,在实际使用中,仍然需要用天上的星星来校准这颗假星,但我们会跳过这样的细节。

插图:高空多束钠激光产生的假星。

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