Толщина растяжек

[Nickolay Stupishin]

Добавлю, что для таких экспериментов лучше использовать рефрактор, МК или ШК (телескоп, у которого изначально нет растяжек), если конечно интересует исследование полного входного зрачка. Правда, автор темы говорил о толщинах растяжек 0.02-0.05мм - это уже фольга.  Практически изготовить растяжки тоньше 0.1мм вряд ли удастся.
А исследовать какой от них эффект можно, натянув перед объективом проволоку соответствующего диаметра, имитирующую растяжки.

Хотя любые эксперименты совсем не отменяют теоретических прогнозов и оценок. Скорее наоборот, теоретическое предсказание, численный расчет и эксперимент отлично дополняют друг друга. Зачем же их противопоставлять? Поэтому я не совсем понял, что имел в виду Леонид Леонидович, говоря о «общефилософских соображениях».

Тем-то и хороша математика и физика, что она позволяет без постройки телескопа точно сказать какой будет дифракционная картинка от звезды, точно и без всякой философии!

[Nickolay Stupishin]

Эксперименты, похожие на те, о которых говорил Л.Л.Сикорук, я действительно проделывал на 100мм рефракторе, год или два назад визуально. Потом мы с Игорем Нестеренко снимали дифракционные картины от ярких звезд на ПЗС. Но нас как раз больше интересовало сравнение прямых и кривых растяжек, поэтому мы сознательно уменьшали апертуру
до 50-60мм и делали их преувеличено толстыми.
Я уже писал об этом на прошлой странице этого раздела "Форма растяжек".

https://astronomy.ru/forum/index.php?board=7;action=display;threadid=872

И еще раньше где-то разговор об этом заходил, точно уже не помню.

Про тонкие сразу сказать не могу. Визуально, конечно можно глянуть. А что касается съемки на ПЗС, то не знаю, когда еще соберемся. С этим возни побольше. Хотя планы что-то сделать в этом направлении были.

Но ведь чудес в природе не бывает. Если уменьшать толщину растяжек до неприлично маленькой величины, то обязательно вылезет новый фактор, портящий изображения.
Типа того, о котором говорил Эрнест. Вот это уже прогноз из области философии.

Кстати, оценки градиентов температуры, а вместе с ней и показателя преломления можно поделать. Вроде это ни чему не противоречит. Если задать скорость изменения температуры воздуха. Может эту задачку или подобную астрономы уже решали?

[Nickolay Stupishin]

Вопросы Эрнесту: какое центральное экранирование бралось?
Это может заметно повлиять на результат.

Яркость хвостов сравнивалась с дифракцией на неэкранированном зрачке?

И еще, какова ширина хвостов вдоль азимута?

[Nickolay Stupishin]

Эрнесту: А что такое БПФ?

Раз уж пошел такой разговор должен признаться, что
тоже в прошлом году занимался численными расчетами дифракции на просто экранированном зрачке и с растяжками.
Считал в Mathcade. Честно брал интеграл по входному зрачку для поля Е, затем вычислял интенсивность для радиальных сечений в фокальной плоскости.
Без растяжек все просто, т.к. картинка аксиальносимметричная. Эффекты понятны. Проверял корректность модели и точность счета.

Дальше считал 4 прямые для D=200мм, толщиной 2 и 4 мм с центральным экран. 0.35 (как у ТАЛ200К).
Смотрел картинки:
1.Радиальный срез вдоль лучей; 2. Срез под 45град, где нет лучей; 3. и для сравнения без растяжек с таким же центр. экр.

Действительно вдоль хвостов энергия перекачивается в нечетные кольца (Как выше писал Эрнест) начиная с 12 четные макс. пропадают для 2мм растяжки, а для 4мм - уже с 6 макс.

К сожалению, далеко просчитать хвосты не хватило терпения. Считал до 15 диаметров диска Эри.
Не дотянул немного до 20 диаметров, где лучи пропадают(?).

К тому же на 15 диаметрах Эри яркость для 2мм растяжек всего около 0.5*10**-4, а для 4мм - 10**-4 , от макс. на идеальном круглом зрачке, который принимаем за 1.
Разрывы в кольцах для 2мм начались с 8 кольца, для 4 мм с 6 кольца. У Эрнеста при отсутствии центр. экран. разрывы были уже во втором кольце. Ну, это и понятно. При центр. экран. кольца ярче и разрывы начинаются позже.

А в первом кольце понижение яркости по азимуту составляет для 2мм растяжки всего 5%, а для 4мм - 10%. То есть совсем мало.

Лучи для 4мм растяжки начались с 16 кольца, а на 2мм как бы не с 30 кольца, но это было уже вблизи границы, до которой я считал.

Кстати, картинка интенсивности в направлении между лучами с хорошей точностью совпадает с картинкой на зрачке без растяжек, начиная с 3 кольца.

К сожалению, Mathcad - неспециализированная программа и там надо все делать вручную.
Я считал в полярных координатах с прицелом на изогнутые растяжки, но в этом есть и свои минусы - размер элементарных ячеек получается неодинаковым. Одним словом, были некоторые сомнения в правильности результатов. Теперь после расчетов Эрнеста, я им стал больше доверять.

До полноценных расчетов с кривыми я не добрался. Хотя написал программу и начал пробные расчеты. Дело в том, что для кривых надо смотреть много радиальных срезов, а в Mathcade это уж очень не удобно.

К выводам Эрнеста я бы еще добавил, что расчет более реалистичной ситуации с центр. экран. неоднородности в кольцах сильно снижает.

И 4мм растяжка выглядет совсем неплохо. Если энергия в центральном пятне падает с 0.99 до 0.95. Жаль забыл дома глянуть какие у меня получились интенсивности максимумов. Но речь идет о разнице не более чем в 3-4%.

[Nickolay Stupishin]

Эрнесту спасибо за ответы, и расчеты по кривым растяжкам!

Вот и момент истины. Первое кольцо при растяжках 3х60град. и толщине 4мм весьма однородное.
То, что и глазом я видел и на изображениях с ПЗС-камеры и не устаю повторять это в конференциях. Т. е. расчеты согласуются с экспериментом.

Заметные неоднородности начинаются со 2 кольца.
А разрывы начинаются только в 4 кольце. Для справки: яркость 2-4 колец близки и примерно в 30 раз ниже яркости 1-го кольца (для центр.экран. 35%)

(Кстати, хотелось бы знать макс. перепад яркости в % для 1, 2 и 3 колец; Эрнесту).

Еще раз тщательно рассмотрел изображения звезды на ПЗС. Действительно во 2-ом кольце с трудом, но увидел 6 конденсаций! Но на больших расстояниях от центра все же остаются не 6, а 3 особенности в виде очень слабых лучиков.

К выводам Эрнеста добавлю, что неполная дуга, скажем 3х30 град вместо 3х60град. хороша для визуала - удаляет лучи, а для астрофото существенно хуже.

Для демонстрации привожу фото звезды Алкиона (2.85m) в Плеядах снятой через 300мм телескоп 1:10, выдержка 45мин с неоптимальными растяжками 4х60град толщиной 5мм (такие растяжки размазывают свет в 4 сектора суммарной площадью 2/3 от полного круга).



А визуально в этот прибор звезды выглядет очень благообразно.

[Nickolay Stupishin]

Я промоделировал апертуру ТАЛ200К следующим образом. 200 мм апертура, 0.34 экранирования, 3 растяжки в виде дуг по 60 градусов толщиной 4 мм.

Критерий Штреля 0.87 (для сравнения, четыре прямые растяжки 2 мм на той-же апертуре дают 0.86).

А вот тут я не понял, наверное описка. Сравниваются 2мм прямые с 4 мм кривыми? Или все-таки те и другие 4мм?