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視寧度是全國科學技術名詞審定委員會公布的一個科技名詞。

漢字作為一種形、音、義三位一體的符號系統[1],源於日月鳥獸之形,作為中華文明之標誌[2],連接中華民族的歷史、現在和未來,方正之間充滿美感。

名詞解釋

視寧度指望遠鏡顯示圖像的清晰度。它取決於大氣湍流活動程度。肉眼所見星體的閃爍,一般認為是高層大氣湍流引起。望遠鏡清晰度不佳往往是低層大氣湍流所致。各層大氣湍流使大氣中產生密度不同的不穩定區域,使光線不能順利地直接通過並保持強度不變。

對受地球大氣擾動影響的天體圖像質量的量度,主要用以描述點源圖像的質量優劣和角大小 。

視寧度 指望遠鏡顯示圖像的清晰度。它取決於大氣湍流活動程度。肉眼所見星體的閃爍,一般認為是高層大氣湍流引起。望遠鏡清晰度不佳往往是低層大氣湍流所致。各層大氣湍流使大氣中產生密度不同的不穩定區域,使光線不能順利地直接通過並保持強度不變。如果大氣湍流使天體發出的光迅速而不規則地變換方向,那麼,小型望遠鏡所顯示的圖像就會閃爍跳動。大型望遠鏡則擴大失真度,使圖像更為彌散。

受視寧度影響,地面望遠鏡極限分辨率只有1角秒,遠小於大型望遠鏡的衍射極限。為克服其影響,近年來發明了自適應光學技術。

作用

視寧度是用於描述天文觀測的目標受大氣湍流的影響而看起來變得模糊和閃爍程度的物理量。視寧度嚴格來說是屬於大氣科學研究的範疇,可從事天文觀測的科學家對此非常關注,因為它的好壞對天文光學觀測的質量影響很大。

中國的國家天文台興隆觀測站,有報告稱其視寧度不甚理想;而新建的雲南天文台麗江高美古觀測站的視寧度就比較好;上海天文台佘山觀測站在每年夏天受副熱帶高壓控制的氣象條件下視寧度也還行。

世界上重要的光學天文台,如夏威夷的莫納克亞山、加那利群島的拉帕爾瑪島等的視寧度條件都很理想。

挑戰實驗

與溫度有關

視寧度和星光抵達望遠鏡前所穿過的不同溫度的大氣有關

空氣彎曲光的能力,也就是折射率,取決於它的密度,更直接地說是溫度。當溫度不同的空氣團相遇時,它們之間的邊界層會瓦解成漩渦或者渦流,其對光線的作用就像是薄透鏡。在火焰的上方或者是被太陽拷熱的公路上,你也能看到類似的情況;熱氣流會使本就糟糕的視寧度更加突出。在擁有各種天氣現象的大氣層中到處充滿了微小的溫度變化,當用望遠鏡觀測時,也放大了這些天氣的效應。

鏡筒中

在離物鏡1英寸處往往是視寧度最差的地方。如果物鏡的溫度與空氣的溫度不同,它就會使自己裹上一層或冷或熱不規則流動的空氣包層。對於望遠鏡的其他部分也會如此。因此,你得花時間讓望遠鏡與周圍環境的溫度保持平衡。天文愛好者很快就發現,在把望遠鏡搬到戶外半小時後,星像就會變得尖銳。對於較大型的設備則需要更長的冷卻時間。這意味着你得早些把它安裝架設好。

通常望遠鏡的溫度會偏高,尤其是當它被存放在室內以防在天氣變化時出現的毀滅性濕氣凝結。但有時卻恰恰相反。當望遠鏡開始結露或霜時,你就該知道望遠鏡通過輻射冷卻,溫度要比空氣來得低。在這種情況下稍稍加熱可以防止望遠鏡結露而且還可以使望遠鏡的溫度升高到空氣的溫度——因此能提高望遠鏡的分辨能力。

望遠鏡中冷熱空氣的管流(tube current)是分辨率的真正殺手。管流在反射式望遠鏡中尤為嚴重,但是近筒的施密特-卡塞格林以及折射式望遠鏡也有類似的問題。現在天文愛好者傾向於認為底部開放的鏡管應該儘可能的通風。在反射鏡底部懸吊一個風扇是一個普遍的方法來加速冷卻並且吹散有關的空氣。檢驗是否有管流的方法是很簡單。將一顆亮星的像調離焦點,使它形成一個大而均勻的亮盤。如果有管流存在,則在亮盤上會出現或亮或暗的細條紋,而且它們會慢慢的彎曲盤繞。

參考文獻