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视宁度是全国科学技术名词审定委员会公布的一个科技名词。

汉字作为一种形、音、义三位一体的符号系统[1],源于日月鸟兽之形,作为中华文明之标志[2],连接中华民族的历史、现在和未来,方正之间充满美感。

名词解释

视宁度指望远镜显示图像的清晰度。它取决于大气湍流活动程度。肉眼所见星体的闪烁,一般认为是高层大气湍流引起。望远镜清晰度不佳往往是低层大气湍流所致。各层大气湍流使大气中产生密度不同的不稳定区域,使光线不能顺利地直接通过并保持强度不变。

对受地球大气扰动影响的天体图像质量的量度,主要用以描述点源图像的质量优劣和角大小 。

视宁度 指望远镜显示图像的清晰度。它取决于大气湍流活动程度。肉眼所见星体的闪烁,一般认为是高层大气湍流引起。望远镜清晰度不佳往往是低层大气湍流所致。各层大气湍流使大气中产生密度不同的不稳定区域,使光线不能顺利地直接通过并保持强度不变。如果大气湍流使天体发出的光迅速而不规则地变换方向,那么,小型望远镜所显示的图像就会闪烁跳动。大型望远镜则扩大失真度,使图像更为弥散。

受视宁度影响,地面望远镜极限分辨率只有1角秒,远小于大型望远镜的衍射极限。为克服其影响,近年来发明了自适应光学技术。

作用

视宁度是用于描述天文观测的目标受大气湍流的影响而看起来变得模糊和闪烁程度的物理量。视宁度严格来说是属于大气科学研究的范畴,可从事天文观测的科学家对此非常关注,因为它的好坏对天文光学观测的质量影响很大。

中国的国家天文台兴隆观测站,有报告称其视宁度不甚理想;而新建的云南天文台丽江高美古观测站的视宁度就比较好;上海天文台佘山观测站在每年夏天受副热带高压控制的气象条件下视宁度也还行。

世界上重要的光学天文台,如夏威夷的莫纳克亚山、加那利群岛的拉帕尔玛岛等的视宁度条件都很理想。

挑战实验

与温度有关

视宁度和星光抵达望远镜前所穿过的不同温度的大气有关

空气弯曲光的能力,也就是折射率,取决于它的密度,更直接地说是温度。当温度不同的空气团相遇时,它们之间的边界层会瓦解成漩涡或者涡流,其对光线的作用就像是薄透镜。在火焰的上方或者是被太阳拷热的公路上,你也能看到类似的情况;热气流会使本就糟糕的视宁度更加突出。在拥有各种天气现象的大气层中到处充满了微小的温度变化,当用望远镜观测时,也放大了这些天气的效应。

镜筒中

在离物镜1英寸处往往是视宁度最差的地方。如果物镜的温度与空气的温度不同,它就会使自己裹上一层或冷或热不规则流动的空气包层。对于望远镜的其他部分也会如此。因此,你得花时间让望远镜与周围环境的温度保持平衡。天文爱好者很快就发现,在把望远镜搬到户外半小时后,星像就会变得尖锐。对于较大型的设备则需要更长的冷却时间。这意味着你得早些把它安装架设好。

通常望远镜的温度会偏高,尤其是当它被存放在室内以防在天气变化时出现的毁灭性湿气凝结。但有时却恰恰相反。当望远镜开始结露或霜时,你就该知道望远镜通过辐射冷却,温度要比空气来得低。在这种情况下稍稍加热可以防止望远镜结露而且还可以使望远镜的温度升高到空气的温度——因此能提高望远镜的分辨能力。

望远镜中冷热空气的管流(tube current)是分辨率的真正杀手。管流在反射式望远镜中尤为严重,但是近筒的施密特-卡塞格林以及折射式望远镜也有类似的问题。现在天文爱好者倾向于认为底部开放的镜管应该尽可能的通风。在反射镜底部悬吊一个风扇是一个普遍的方法来加速冷却并且吹散有关的空气。检验是否有管流的方法是很简单。将一颗亮星的像调离焦点,使它形成一个大而均匀的亮盘。如果有管流存在,则在亮盘上会出现或亮或暗的细条纹,而且它们会慢慢的弯曲盘绕。

参考文献