А.А. Белопольский
Солнечный спектрограф системы Литтрова с фокусным расстоянием в 7 м и большой целостат, изготовленные в Англии фирмой Грэбба по заказу Академии наук, были получены в 1923 г. и временно установлены на территории Пулковской обсерватории с разрешения её директора.
В конце сентября было сделано испытание функционирования целостата и получены пробные снимки спектров. Весной 1924 г. были начаты пробы систематического исследования вращения Солнца и других вопросов, связанных со спектроскопией Солнца. Дисперсия спектрографа дана на стр. 142.
Целостат находится в раме, перемещающейся вдоль двух вертикальных массивных стальных цилиндров при помощи длинного винта. Перемещение отмечается по шкале. Вертикальные цилиндры укреплены в чугунной тележке 1,60ХЬ02 м; высота над рельсами 34 см; на ней же помещается механизм с гирей для вращения зеркала. Тележка на четырёх колёсах катается по рельсам длиною в 4,30 м, снабжённым шкалой; между рельсами промежуток в 0,76 м; они расположены вдоль первого вертикала. Когда целостат установлен в надлежащем положении, то особым механизмом колёса тележки поднимаются, и целостат устанавливается сам собою неподвижно на рельсах, на чугунных стойках. Рельсы связаны тремя железными полосами и лежат на трёх каменных столбах, покоящихся на стене здания Астрофизической лаборатории.
Т" Описанный прибор помещается в деревянной будке на крыше здания.
Когда все щиты будки (временная установка) сняты (5 шт.) и боковые (восточная и западная) дверцы от
крыты, Солнце освещает зеркало целостата при всех азимутах от - 90° до -f- 90° или (во время солнцестояния) от -5h до -)-5'г часового угла, а для склонения & +10° от -5h35m до -(- 5h35m часового угла. Ж С южной стороны от будки целостата поставлены
четыре стойки из брёвен, нижние концы которых опираются на железные кронштейны, в свою очередь упирающиеся в стену здания. На этих столбах прикреплена четырьмя болтами стойка второго зеркала диаметром в 370 мм (15 дюймов). Расстояние центров первого и Ж второго зеркала, когда первое в меридиане, равно * 0,76 м; над вторым зеркалом деревянная будка с открывающимися северной и южной стенками (выдвижными). Оправа второго зеркала снабжена ключами, позволяющими направлять зеркало так, чтобы лучи проходили через объектив на третье зеркало, помещающееся внизу, на цементной площадке перед окном лаборатории. Для того чтобы направлять луч, у будки второго зеркала помещена большая прямоугольная призма, в которую видно третье зеркало, так что, глядя в призму, манипулируют ключами ■g второго зеркала до тех пор, пока луч не попадает на ' середину третьего зеркала. Под целостатом и вторым зеркалом находится комната-балкон размером 4X4 м. В ней помещается металлическая рама с двумя вертикально установленными стальными цилиндрами в 1,45 м длины, по которым скользит оправа объектива, имеющего 200 мм в диаметре и 12,8 м фокусного расстояния. Оправа висит на металлическом шнуре, за который можно перемещать объектив, находясь в лаборатории.
В потолке и полу этой же комнаты имеются отверстия для пропуска луча, идущего от второго зеркала вертикально вниз.
Регулирование хода часового механизма целостата осуществляется посредством маятника, находящегося в лаборатории (электрический регулятор Рессела).
Штатив третьего плоского зеркала, как сказано выше, помещён на прочном цементном кронштейне перед нижним окном южной комнаты лаборатории. Оправа перемещается при помощи рукоятки в двух направлениях от наблюдателя - по азимуту и по высоте.В лаборатории на расстоянии 2,79 м от внутренней стены помещается часть спектрографа с щелью и здесь же находится фокальная плоскость объектива (фокусное расстояние 12,8 м).
Горизонтальный литтровский спектрограф покоится на трёх солидных кирпичных столбах, отстоящих второй от первого и третий от второго на расстоянии Зх
/2 м. На этих столбах положены каменные и цементные плиты, на них литые чугунные подставки длиною 90 см, шириною 42 см. Они состоят каждая из трёх наложенных друг на друга пластин толщиною 50 мм; нижняя пластина неподвижно покоится на каменном столбе. На ней положена вторая, способная перемещаться относительно первой в горизонтальном направлении с помощью винтов, находящихся сбоку. На второй пластине помещается третья, которую можно наклонять к горизонту особыми винтами. Когда достигнуто надлежащее положение пластин, их закрепляют крупными болтами - винтами.На верхних пластинах находится по четыре колеса, помещённых по углам. На эти колёса накладываются три чугунные трубы-крайние две длиною 90 см (внутри одной - диффракционная решётка и объектив-коллиматор, на конце другой - щель и место для кассеты). Средние части этих труб представляют параллелепипеды с точными круглыми кольцами на концах, которые и лежат на упомянутых колёсах. Часть спектрографа, находящаяся на среднем столбе, цилиндрическая, вдвое меньшей длины, чем крайние; она также покоится на четырёх колёсах. Все три трубы снабжены зубчатыми кольцами. Рядом, параллельно описанным трём трубам, на стойках находится длинный (7 м) стальной стержень, снабжённый шестернями, находящимися в сцеплении с зубчатыми кольцами на трёх трубах; этот длинный стержень обусловливает одновременное одинаковое вращение всех трёх частей.
К средней трубе от конца, где находится щель, проведён ключ с колесом-рукояткой, за которую можно вращать среднюю часть спектрографа, а стало быть, и обе крайние трубы одновременно.
При установке прежде всего выверяют параллельность осей всех трёх труб. Для этого имеются трубочки: визирующая с окуляром и визируемая - объектив с кре-
r-
ц-.
Рис. 1. Солнечный спектрограф Академии наук.
стом нитей в фокусе. Для проверки на внешние точёные концы крайних труб надевают приспособления для накладки визирной трубочки и трубки коллиматора. Восемью винтами добиваются того, чтобы видимый крест коллиматора при вращении труб спектрографа ходил равномерно около креста трубочки визира. Опыт повторяют, перемещая трубочку с одного концевого места на противоположное. Затем меняют положение подставок спектрографа до тех пор, пока при вращении нити коллиматора и визира не будут оставаться на месте (пересечение нитей). Когда это будет достигнуто в достаточной степени, отвинчивают приспособления для коллиматора и визира и привинчивают диск, на котором находятся щель и место для кассеты.
На другом конце спектрографа привинчивается объектив-коллиматор и вставляется в оправу диффракционная решётка. Регулируют щель по штрихам решётки. Затем регулируют положение решётки в оправе особыми винтами: необходимо, чтобы при вращении решётки около её оси (ключ действует от щели) разные порядки спектров оставались в поле кассеты. Последняя операция очень деликатна.
Внутри, у окна комнаты, помещаются рукоятки: 1) для движения третьего зеркала; 2) для перемещения объектива; 3) для вращения спектрографа около оптической оси (поворот отсчитывается на круге с верньером; круг разделён на целые градусы); 4) рукоятка, вращающая при помощи стержня, проходящего внутри трубы, диффракционную решётку. Поворот решётки отсчитывается на разделённом на градусы круге, помещённом на оси вращения решётки.
Передвижение объектива автоколлиматора производится кремальерой на оправе объектива. Перемещение его отсчитывается на разделённом барабане (100 делений).
Управление первого зеркала для передвижения изображения Солнца по часовому углу производится шнурком, проведённым через ряд блоков в лабораторию. Шнурок вращает колесо на оси червяка, двигающего сектор первого зеркала.
Передвижение изображения вверх и вниз производится другим шнурком, поворачивающим рычаг на оси второго зеркала. Устройство электрического регулятора часового механизма основано на том, что вращение передаётся червяку при помощи трения двух соприкасающихся дисков: один из них соединён с червяком, другой соединён с двигающим механизмом. Первый диск снабжён тремя зубцами, которые могут сцепляться с зубцом на якоре электромагнита. Этот зубец заскакивает через одну секунду, будучи притягиваем электромагнитом, в котором ток прерывается секундным маятником.
При исследовании Солнца на щель спектрографа надевается приспособление, позволяющее получить рядом спектры разных точек на диске и на краю Солнца. Это приспособление состоит из четырёх прямоуголных призм. Две призмы отшлифованы так, что одна кончается носиком, а другая рогаткой. Таким образом, например, один край Солнца даёт два спектра, а другой -один, между вышеупомянутыми двумя. Эти призмы расположены так, что щель параллельна (касательна) краю изображения. Имеется для этой же цели окошечко без призм, которое можно наполовину закрывать заслонкой и подводить по очереди к нему противоположные точки края изображения Солнца.
Эти приспособления можно заменить следующими двумя:
1)
На щель накладывается диск с двумя призмами - одной большой, на которую устанавливается центр изображения Солнца, другой маленькой, катеты которой равны 1 мм. Эта призмочка проектирует центр Солнца на щель. Край Солнца проектируется непосредственно на щель.2)
Другой диск с четырьмя призмами, проектирующими на щель противоположные точки края изображения Солнца. Эти призмы расположены так, что щель перпендикулярна к краю изображения.Для предохранения пластинки от вуалирования от постороннего света три металлические трубы спектрографа соединены деревянными стержнями, на которые натянута чёрная материя.
Диффракционная решётка работы Брешира - Андерсона; её диаметр 5 дюймов, площадь 7,2X9,9 см. Общее число штрихов 55 332; число штрихов в дюйме 14 953, число в миллиметре - 589.
В 1930 г. Н. А. Козырев произвёл спектрофотометри-ческое исследование спектрографа.
Предварительные данные интенсивностей фальшивых линий (духов), полученные по линиям ртутной дуги, приводятся в табл.
I (стр. 142). Как видно из табл. I, инте-- тральная интенсивность фальшивых линий (духов) достигает в среднем 14°/0 интенсивности настоящих линий.Дисперсия в 1 мм в ангстремах при различных порядках:
I II III IV
380-400 . 389-656 .
4,9 4,8
2,4 2,3
1,5 1,3
0,7 0,8
Поворот решётки при различных порядках:
I II III IV3800
А 6°25' 12°56' 19°34' 26°35'3934 6 39 13 28 20 19 27 39
4000 6 45 13 37 20 41 28 51
4220 7 8 14 23 21 53 29 47
4260 7 12 14 31 22 6 30 6
4280 7 14 14 36 22 12 30 15
4340,6 7 20 14 48 22 32 30 44
4400 7 27 15 1 22 52 31 12
4900 8 17 16 46 25 38 35 14
5200 8 48 17 49 27 20 37 45
5890 9 59 20 17 30 59 43 54
6560 118 22 43 35 23 50 33
|
|
Та |
блица |
|
|
|
|
Пластинка |
№ 8 |
Пластинка |
№ 9 |
||
|
правые духи |
левые духи |
правые духи |
левые духи |
||
|
I .... II .... III .... |
4,7 2,4 0,7 |
|
4,5 2,1 0,6 |
3,8 2,1 0,4 |
|
4,5 1,6 0,3 |
|
.... |
7,8 |
|
7,2 |
6,3 |
|
6,4 |
|
Итого |
15,0% |
Итого |
12,7% |
||