Бесщелевой спектроскоп с дифрешеткой в апертуре

[Rain Dog]

Просили посчитать точность наблюдений чуть ли не на первой странице.
Среднее значение посчитано.
Интересует ещё среднее квадратическое отклонение. (У вас есть эксель, а мне на телефоне трудно такое считать)

[mnn72]

Просили посчитать точность наблюдений чуть ли не на первой странице.
Среднее значение посчитано.
Интересует ещё среднее квадратическое отклонение. (У вас есть эксель, а мне на телефоне трудно такое считать)

[Rain Dog]

Правильно ли я понял, что скорость Арктура в среднем равна -6, а среднеквадратическое отклонение равно 7?
Не вдаваясь в единицы измерения и т.п. значит, что скорость Арктура может быть от -13 до 1 с вероятностью одна сигма (процентов 65 ЕМНИП). От -20 до 8 - с вероятностью 95%. И т.д.
Всё похоже на правду... Какая скорость Арктура в этих единицах на самом деле?
Статистическую ошибку тут никак не учесть с такими скудными данными.

[ysdanko]

Просили посчитать точность наблюдений чуть ли не на первой странице.
Среднее значение посчитано.
Интересует ещё среднее квадратическое отклонение. (У вас есть эксель, а мне на телефоне трудно такое считать)

По моему Vtan надо также учитывать, как вклад в ошибку измерений 

[mnn72]

Правильно ли я понял, что скорость Арктура в среднем равна -6, а среднеквадратическое отклонение равно 7?
...

Да по расчетам -6 км/с

...Какая скорость Арктура в этих единицах на самом деле?
...

Каталожная -5 км/с

[Ivan7enych]

Всё похоже на правду... Какая скорость Арктура в этих единицах на самом деле?

Ну во 1х корректное измерение должно выглядеть как "поперечная скорость по оси Ra = xx с точностью yy, по оси Dec = xx1 с точностью yy1"
Потому что скорость - это вектор, какую проекцию он пытался мерить своим методом - неизвестно, оценка точности, возможных ошибок не проведена - видно что человек ни одной лабораторной за свою жизнь не делал.

То что цифрки в таблице похожи на каталожные - не говорит ни о чем, потому что можно ввести любую поправку на "дисторсию" и подогнать результат к желаемому.

[voiserg]

Посвящается празднику ТРУДА.
https://drive.google.com/open?id=1GBrNKj8XUMT2gjvYXQ6GoHYbQgChn580
https://drive.google.com/open?id=1jtNRBz5KYbxo3e1mLFrX8FuQeCie5dKk
Пояснения и комментарии позже.

[Павел Зимин]

Ждем с нетерпением...

[voiserg]

Извините , если ожидания будут долгими.
У меня в Осколково интернет дают местами понемногу, особенно в праздники и выходные.
Вот и сейчас пишу по запасному каналу - МТС флеш-модем вместо оптики (хорошо хоть такой появился после 4 месяцев перерыва).
По той же причине фотками в теме не изобилую - подробности смотрите в папке на Гугл-диске, которую закинули туда по просьбе на работе.

Итак, на фото выше общий вид бесщелевого спектрометра с дифрешеткой в апертуре телескопа - SpectRoyal - можно сопоставить со схемой в приложении ниже.

В основании прибора две ДСП-плиты:
нижняя поворотная по азимуту размерами 50х40 см толщиной 2 см
и верхняя "качалка" по альтитуде размерами 55х48 толщиной 4 см.

Привод по азимуту - шаговик + 4-ступенчатый шестеренчатый редуктор + передача зубчатым ремнем с шестерни диаметром 16 мм на фанерный шкив диаметром 160 мм, закрепленный на одной стороне поворотного диска "Здоровье", вторая половина которого прикреплена к этой же плите.
ЧТобы поворачивать прибор вручную быстро в больших пределах (и еще чтобы случайно не повредить штатный привод), весь прибор устанавливается еще на один диск "Здоровье" или на любую поворотную платформу, типа останков поворотного стула, кресла или столика (есть у меня и такое).

Привод по альтитуде - шаговик + шестеренчатая передача на резьбовую шпильку М10 длиной 60 см с гайкой типа барашка, которая входит в захват с упорной вилкой на верхней плите. Развесовка прибора (с применением противовеса в "кармане" сзади дифрешетки) такая, что верхняя плита с вилкой всегда немного давит на шпильку, предохраняя от выскакивания, но не слишком нагружая шаговик.
Верхняя плита легко приподнимается рукой, чтобы вручную же вращать барашек, когда нужно быстро "перевинтить" на другой объект по альтитуде (хотя и вращение с пульта в режиме полного шага тоже довольно быстрое).

Оба привода установлены на нижней плите, вместе с роликами от детских коньков, на которые устанавливается верхняя плита с  дугами "качалки" - половинки обода велосипедного колеса диаметром 56 см.
Таким образом, верхняя плита со всем оптическим оборудованием (см схему) весом порядка 8 кг весьма просто устанавливается на нижнее азимутальное основание (около 4 кг) и элементарно снимается оттуда.

Оба шаговика от какого-то старого принтера, от рождения униполярные но переделанные на биполярные, 200 шагов на оборот.
Драйверы 8825, для азимута в режиме микрошага 1/32, для альтитуды 1/8.
Система управления на Ардуино Нано, развитие той что была на БАССКЕ.
Альт-азимутальный контроллер на Ардуино Уно
В разработке системы управления (которая еще совершенствуется) весьма полезной была информация из темы Игоря Овчинникова из Екатеринбурга, за что ему еще раз большое спасибо.

Именно шпилька, поддерживающая верхнюю плиту, похожие на  крышку рояля, дали название всему прибору.
Так что можно вспомнить анекдот:
 - Ты на рояле играть умеешь ?
- Да.
- А на скрипке ?
- Пробовал, карты слетают.

Некоторые считают, что у меня "карты слетают" на любой бесщелевой "спектродоске".
Посмотрим...

[voiserg]

Перехожу к описанию оптической части - на верхней плите.

Сердце спектрометра - дифрешетка 1200 линий на мм, поле 135х90 мм.
Основание дифрешетки - стеклянная пластина 170х170х25 мм, такая же как на БАССКе.
Дифрешетка прикреплена в углу верхней панели к фанерной стелле с боковыми распорками, которые создают "карман" для противовеса.
Свет источника падает непосредственно на дифрешетку под углом 45*, при этом спектр первого порядка (пусть этот будет положительным)в области оранжевого дублета натрия 589 нм идет в телескоп по нормали от дифрешетки.
Другой канал спектра (отрицательный первый порядок) попадает на дифрешетку с другой стороны тоже под углом 45* - через управляемое зеркало - и тоже идет в телескоп по нормали.
Это зеркало сделано управляемым (на основе механизма каретки зеркала двери какой-то Хонды) во-первых для упрощения юстировки (позиционирования изображений и спектров обоих каналов на одном кадре), а во-вторых для обеспечения возможности получить на одном кадре разные участки спектра одного источника или даже двух разных источников (в пределах диапазона поворота каретки 20* по вертикали и горизонтали).
Сбоку к нему приделано еще небольшое зеркальце MF2, плоскость которого немного повернута от плоскости основного зеркала, чтобы светить на свой видоискатель .

Сразу перед дифрешеткой - панель с двумя зеркальцами М1 и М2, которые создают в телескопе "белые" изображения источника, связанные со спектрами в каналах.






Телескоп - МТО 11 СА, в котором от штатной линзы Барлоу оставлена только положительная линза, в результате чего получилось фокусное расстояние 500 мм вместо паспортного 1000 мм (это для увеличения светосилы и проницания).
Для расширения предела фокусировки пришлось отпилить ограничитель фокусировки ("хвост" на корпусе).
Для сопряжение с Кэноном 350 на штатную резьбу М42 МТО накручивается самодельное байонетное кольцо ("клюв" Кэнона почти упирается в торец МТО).
МТО крепится в "колыбели" за заднюю крышку и кольцо бленды спереди, что позволяет производить фокусировку закрепленного телескопа штатным образом.

Видоискатель поставил от моего SW, а к его "ножке" приспособил в качестве гида трубку от нивелира ТТ5 с вэб-камерой .

На переднем крае верхней плиты установлено зеркало целостата, которое может поворачиваться по вертикали (альтитуде) как грубо вручную, так и точно шаговым моторчиком с редуктором. За основу взят держатель того же зеркала двери, что и для управляемого зеркала сбоку дифрешетки.
Диапазон поворота очень большой, так что зеркало можно вообще повернуть ниже поверхности плиты, чтобы оно не заслоняло дифрешетку и управляемое зеркало - тогда калибровка и наблюдения производятся  наводкой дифрешетки и управляемого зеркала прямо на источник.





Зеркало целостата на держателе может также перемещаться вдоль переднего края плиты вправо-влево, что позволяет светить им либо сразу на дифрешетку и управляемое зеркало, либо только на дифрешетку или только на управляемое зеркало.
Первый вариант используется при калибровке и наблюдениях с целостатом за одной звездой, а два других варианта предполагают возможность наблюдать одновременно спектры двух звезд, расположенных на противоположных сторонах небесной сферы (при этом очень отличающихся по альтитуде, а по азимуту не точно на 180*, а с учетом поля поворота управляемого зеркала 20*).
При наблюдении за двумя объектами сразу их поиск производится двумя видоискателями - основным - прямой наводкой, и вспомогательным  через зеркальце MF2.

Управление шаговиками управляемого зеркала  D3,D4 и шаговиком целостата D5 осуществляется тем же джойстиком, что и управление основными шаговиками сопровождения на нижней плите D1,D2 - нужный режим выбирается переключателем на пульте (а внутри пульта еще три драйвера А4988).

ЗЫ Дали "большую сеть" - повставлял фотки для наглядности

[ysdanko]

На переднем крае верхней плиты установлено зеркало целостата, которое может поворачиваться по вертикали (альтитуде) как грубо вручную, так и точно шаговым моторчиком с редуктором.

Не совсем понятно почему вы это зеркало называете целостатом. Целостат, за исключением ситуации, когда оптическая ось телескопа  совпадает с осью мира, двух-зеркальная система...На рис. http://earth-and-universe.narod.ru/rubric/amateur/vegasuntel.htmlhttp://earth-and-universe.narod.ru/rubric/amateur/vegasuntel.html целостат выделен желтым.
В вашей схеме, применение одного зеркала (целостата по вашему) для наводки на объект приведет к тому, что волновой фронт от звезды, будет падать на решетку под некоторым углом к штрихам решетки. А это неизбежно приведет к искажению спектра и дальнейшей неопределенности в определении разрешающей способности всего прибора в целом..
Смотрим второй рисунок.

,

[voiserg]

Не совсем понятно почему вы это зеркало называете целостатом.

Чтобы не изобретать новое название, когда функционально подходит уже известное

Целостат (от лат. caelum — небо и др.-греч. statós — стоящий, неподвижный) — вспомогательное приспособление на неподвижно установленных телескопах, с помощью которых астрономы ведут наблюдения и фотографирование небесных светил, перемещающихся вследствие видимого суточного вращения небесной сферы.

Кстати, известны схемы с одним зеркалом - см. гелиостаты Фуко и Зильбермана
Отличие моего варианта лишь в том, что во время наблюдения с таким зеркалом телескоп неподвижен только по альтитуде, а по азимуту движется (хотя при наводке перед наблюдением изменяется и альтитуда телескопа).
Если хотите, можете назвать это зеркало альтостатом - но подозреваю, что пойдут упреки, что поиск этого слова приводит только в мою альтернативную тему, как меня уже упрекали насчет тангенциального спектроэффекта на Астрополисе
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=43091.msg575988#msg575988

В вашей схеме, применение одного зеркала (целостата по вашему) для наводки на объект приведет к тому, что волновой фронт от звезды, будет падать на решетку под некоторым углом к штрихам решетки. А это неизбежно приведет к искажению спектра и дальнейшей неопределенности в определении разрешающей способности всего прибора в целом..
Смотрим второй рисунок.

Тема новая, а наезды и наездники старые...
Второй рисунок вместе с сопровождающим его текстом вообще нельзя подшить к "Делу" потому что при определении радиальной и тангенциальной скорости в своих спектрометрах я использую ТОЛЬКО ОДНУ область спектра - натриевого дублета 589 нм (аналогично тому как на RVS GAIA используют более красную область линий кальция - порядка 850 нм).

Целостат я использую как раз для того, чтобы при разных условиях работы прибора свет на дифрешетку падал все время под одним и тем же углом - и потом попадал на фотоматрицу тоже в стабильном направлении, без каких-то механических перемещений деталей в тракте (хотя ysdanko мне упорно навязывал механические перемещения в своих "усовершенствованиях" в теме о БАССКе).

В частности, при наблюдении спектров звезды "прямой наводкой" (без целостата) целостат используется для калибровки по наземному источнику - чтобы не изменять угол наклона верхней плиты с расположенными на ней элементами схемы, ответственными за результат.

Для примера приведу фото калибровочного фонаря, полученное с целостатом из окна моего астроблиндажа (по-другому не получалось из окна "выглянуть"),



и без целостата прямой наводкой с открытой площадки на крыше пристройки.



Фото уменьшены при загрузке.
Если найдете существенную разницу - буду признателен

[voiserg]

К "Делу" можно подшить "спектральную дисторсию", о которой я уже сообщал ysdanko в теме
Наивные вопросы про спектроскопию
и в теме про БАССК

Ниже фото калибровочного фонаря со SpectRoyal (анонс)
Видно, что при повороте прибора спектры и изображения смещаются относительно друг друга.
Эта "дисторсия" измеряется при калибровке и затем учитывается при обработке спектрограмм от звезды - при их нормализации или нормировке - а затем определяется расстояние нормализованного спектра относительно соответствующего нормализованного изображения источника (строка m-s normir в расчетном файле) и его смещение по сравнению с расстоянием для калибровочного нормализованного спектра.
Это я уже описывал, но читатели как-то трудно усваивают или не усваивают вовсе.

Ее почему-то не смог найти Иван Ионов
Бесщелевой спектроскоп с дифрешеткой в апертуре - БАССК
хотя мне поиск по разделу дает вот эти ссылки:
Наивные вопросы про спектроскопию
Наивные вопросы про спектроскопию
Наивные вопросы про спектроскопию
в последней (вернее, самой ранней) дана ссылка на пояснения на Атрополисе
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=43091.msg563074#msg563074
а там я первый раз написал об этой специфической дисторсии (назвав ее зеркальной Z-дисторсией) больше года назад, когда впервые столкнулся с этой проблемой на своем Спектрозавре
http://www.astroclub.kiev.ua/forum/index.php?topic=42154.msg547980#msg547980
Там проблема была еще хуже, потому что зеркала и дифрешетка (их нормали) не лежали в одной плоскости и "дисторсия" была по двум осям - и по горизонтали и по вертикали.
Поэтому я уже в БАССКе перешел к схеме с целостатом при горизонтальном телескопе, а в SpectRoyale усовершенствовал эту схему дальше (в этих схемах "дисторсия" только по горизонтали).

Проблему "дисторсии" я обсуждал и с Глебом,
Наивные вопросы про спектроскопию
Наивные вопросы про спектроскопию
но в теме о БАССКе он почему-то отмолчался вместо того, чтобы подтвердить, что там с этим все нормально.

Если Глеб и тут отмолчится (он ведь не обязан отвечать за меня и тем самым "лить воду на альтернативную мельницу") - придется мне в следующем посте еще раз написать подробнее о том как я определяю и устраняю "зеркальную дисторсию" при калибровке и перенормировке в расчетах.
Но это уже когда погода испортится - сейчас использую время для более продуктивной работы, чем ответы на выпады "диванных мыслителей".

[ysdanko]

Даже на вашем первом снимке видно, что линии искажены (смотрим второй рисунок по моей ссылке). Причем наклон линий для верхней полосы спектра и нижней разный.
 В таких условиях сравнивать спектры практически не возможно, так как вы не сможете однозначно выбрать область  относительно которой будут проводится измерения.

[voiserg]

Даже на вашем первом снимке видно...

Да, видно...
Это же видно и на другом фото, без целостата.
Потому что там в каждом из двух каналов видно ДВА источника рядом.
Два прожектора висят рядом на одном столбе, один поярче светит в мою сторону, а тот который слабее светит вбок (я об этом тоже писал уже раньше).
И видно, что расстояние от каждого источника до СООТВЕТСТВУЮЩЕГО дублета одинаковое в каждом канале (хотя разное в разных каналах).
А еще на нижнем фото видно, что спектр в нижнем канале от одного фонаря (тот что чуть выше и ярче) тоже раздваивается.
Это от того, что по пути между мной и фонарем стоит тополь и его листья немного мешают - дают "мозаику" вместо одного пучка.
Добраться до этого тополя (его верхушки) я не могу, другой открытой площадки с прямым видом на этот прожектор у меня тоже нет (из окна тополь не мешает, но участок неба сильно ограничен - сейчас там ничего не могу заснять).
Через время собираюсь в другом месте повесить другую лампу (меньшего размера, чтобы не было упреков в "пухлости"), а пока ем то что есть.
Все, больше я на излияния диванного мудреца (и других членов диванной партии) отвечать не намерен.

[ysdanko]

А еще на нижнем фото видно, что спектр в нижнем канале от одного фонаря (тот что чуть выше и ярче) тоже раздваивается.
Это от того, что по пути между мной и фонарем стоит тополь и его листья немного мешают - дают "мозаику" вместо одного пучка.
Добраться до этого тополя (его верхушки) я не могу, другой открытой площадки с прямым видом на этот прожектор у меня тоже нет (из окна тополь не мешает, но участок неба сильно ограничен - сейчас там ничего не могу заснять).
Через время собираюсь в другом месте повесить другую лампу (меньшего размера, чтобы не было упреков в "пухлости"), а пока ем то что есть.

Как же Вы калибруетесь в таких условиях  Да еще и новые физические эффекты открываете? Надеюсь, что калибровку делаете не через тройной стеклопакет???
 Вы ведь эти снимки постоянно приводите в качестве исходников , Ваших "открытий"....
Ну да ладно. Хозяин барин.
Все же настоятельно  рекомендую Вам разработать нормальную систему юстировки дифрешетки относительно падающего на нее плоского фронта. Иначе эти вопросы вам будут задавать постоянно.
 Удачи.

[mnn72]

...
А еще на нижнем фото видно, что спектр в нижнем канале от одного фонаря (тот что чуть выше и ярче) тоже раздваивается.
Это от того, что по пути между мной и фонарем стоит тополь и его листья немного мешают - дают "мозаику" вместо одного пучка.
Добраться до этого тополя (его верхушки) я не могу, другой открытой площадки с прямым видом на этот прожектор у меня тоже нет (из окна тополь не мешает, но участок неба сильно ограничен - сейчас там ничего не могу заснять).
...

Если на фото присмотреться, то там еще и дифрешетка экстракласса. И при этом всем  открыт новый вид дисторсии и новый физический эффект...  No comment 

...Все, больше я на излияния диванного мудреца (и других членов диванной партии) отвечать не намерен.

Для желающих пообщаться: Без оваций даже и не собирайтесь что либо писать. Никаких вопросов, особенно никакой критики - обольет грязью просто так.

У voiserg(а) очередное тангенциальное обострение 

[voiserg]

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,163060.msg4389988.html#msg4389988

Этот раздел не для проповеди новых теорий. Общие вопросы построения спектроскопов вполне можно обсуждать в соседней теме.

Во-первых
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,163060.msg4383041.html#msg4383041

модератору следует быть последовательным и объединить все  темы про многочисленные самодельные Ньютоны в одну супертему.

Во-вторых, тем самым директивно предписывается, что интерес и участие астролюбителей в астро-спектроскопии должен ограничиваться уровнем наивных вопросов к спецам, которые уполномочены растолковывать, что и как нужно наблюдать и как эти наблюдения трактовать с точки зрения единственно верной официально принятой теории.

Написанное мной о БАССКе и SpectRoyal не проповедь, а обобщение и изложение того ПРАКТИЧЕСКОГО ОПЫТА, без которого наблюдения и измерения  бесщелевым спектроскопом высокого разрешения неполноценны до невозможности (если не принимать специальных конструктивных мер в виде ограничения разрешения небольшой плотностью решетки и усложнения оптической схемы телескопов, как это сделано на RVS GAIA, который является спектрометром среднего разрешения ).
А то, что такого опыта нет у профессионалов но есть у меня, и сделанные мной обобщения выходят за рамки наивных вопросов к ним - так это  проблема не моя, а профессионалов.

[Ivan7enych]

https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,163060.msg4389988.html#msg4389988

Этот раздел не для проповеди новых теорий. Общие вопросы построения спектроскопов вполне можно обсуждать в соседней теме.

Написанное мной о БАССКе и SpectRoyal не проповедь, а обобщение и изложение того ПРАКТИЧЕСКОГО ОПЫТА

Речь о теории измерения поперечной скорости по 2м спектрам. По моему мнению это типичное заблуждение. До меня об этом же высказывались ysdanko и mnn72.
Я не претендую на истину, и в последнюю тему специально не лез со своим мнением, но как я увидел, Gleb1964 пришел к тому же выводу. В целом я согласен с Gleb1964 и Pluto, обсуждение теорий стоит вести как минимум не в этом разделе форума.

Есть раздел -
"Обсуждаем проблемы современной астрономии, астрофизики и смежных наук."
https://astronomy.ru/forum/index.php/board,2.0.html
Попробуйте предложить обсуждение там.

В этом же разделе стоит обсуждать технические аспекты, в одной или нескольких темах, это не столь важно. Лишь бы обсуждение не сваливалось в религиозные споры.

[voiserg]

Речь о теории измерения поперечной скорости по 2м спектрам.

С тех сравнительно недавних пор, как я в конце 2017 г. на БАССКе начал измерять и радиальную скорость и проекцию тангенциальной относительной скорости звезд на направление развертки дифракционного спектра, это уже не теория, а ПРАКТИКА, которая теперь подтверждается и наблюдениями на втором аналогичном спектроскопе SpectRoyal, о которых ВЫ не дали возможности написать, закрыв тему.

о(б)суждать это ВЫ можете только с таких же ПРАКТИЧЕСКИХ позиций, соорудив аналогичный прибор и проведя аналогичные наблюдения.


И утверждать о неправомочности моих наблюдений и их теоретического обобщения вы можете только в случае, если ВАШИ ПРАКТИЧЕСКИЕ результаты не подтвердят то, что предоставил я (в частности - наличие асимметрии смещения спектров положительного и отрицательного порядка для звезды с большой тангенциальной скоростью - Арктура).