李奧光闌

李奧光闌(Lyot stop)是由法國天文學家貝爾納·費迪南·李奧發明的光圈,可以減少由光學系統中因為其他光圈或是光學隔板因衍射產生的鏡頭光暈。 李奧光闌會放在場鏡的成像處,但其孔徑會比其成像略小一些。。

簡介

李奧光闌(Lyot stop)是由法國天文學家貝爾納·費迪南·李奧發明的光圈,可以減少由光學系統中因為其他光圈或是光學隔板因衍射產生的鏡頭光暈。

李奧光闌會放在場鏡的成像處,但其孔徑會比其成像略小一些。

貝爾納·費迪南·李奧

貝爾納·費迪南·李奧(法語: Bernard Ferdinand Lyot,1897年2月27日-1952年4月2日),法國天文學家,日冕儀的發明者。

李奧在1914年起開始對天文感興趣。不久之後他先後獲得口徑分別是10和15公分的望遠鏡。1917年從法國高等電力學校工程專業畢業後,李奧曾協助巴黎綜合理工學院的物理學家阿爾弗雷德·佩諾特(Alfred Perot)進行研究,同時在巴黎大學學習物理、化學與工程。從1920年起到去世他都任職於墨東天文台。天文台台長亨利·亞歷山大·德朗達爾(Henri Alexandre Deslandres)對他的工作給予了很大的支持。1930年李奧獲得頭銜 Joint Astronomer of the Observatory。之後他成為單色光相關儀器方面的專家,研究了光在經過行星時的極化現象,分析了各行星的大氣組成。。

1930年代李奧發明了不需要等候日食發生就可以觀測日冕的日冕儀。自從十九世紀中葉起,就有很多研製日冕儀的構想,其基本設計是通過擋盤遮住太陽光球的光線,以觀察日冕。但大氣散射和製造材料本身的散射導致了無法獲得清晰的圖像。李奧通過組合使用光圈和透鏡捕捉散射光,減少材料本身的散射,通過將日冕儀安裝在比里牛斯山中的南日比戈爾峰天文台(Pic du Midi de Bigorre)降低了大氣散射的影響,最終得到了清晰的日冕照片。1938年他在國際天文聯會會員大會上播放了日冕動態影片。1939年他成為法蘭西科學院院士。1943年他成為墨東天文台首席天文學家,1947年獲得布魯斯獎。他在1952年前往蘇丹觀測日食後,回程途中因為心臟病在埃及開羅去世。

光圈

光圈(英語:Aperture),是照相機上用來控制鏡頭孔徑大小的部件,以控制景深、鏡頭成像質素、以及和快門協同控制進光量。有時也表示光圈值的概念。表達光圈大小用f值表示,對於已經製造好的鏡頭,不能隨意改變鏡頭的直徑,但是可以通過在鏡頭內部加入多邊形或者圓型,並且面積可變的孔狀光柵來達到控制鏡頭通光量,這個裝置就叫做光圈,光圈f值=鏡頭的焦距/光圈口徑。

光圈對照片的影響:光圈值f越大進光量越大,景深越淺,D值(diameter)越小(即光圈值N)越大。

光圈種類

•固定光圈。最簡單的相機只有一個圓孔的固定光圈

•沃特侯瑟光圈. 最初的可變光圈只是一系列大小不同的圓孔排列在一個有中心軸的圓盤的周圍;轉動圓盤可將適當大小的圓孔移到光軸上,達到控制孔徑的效果。十九世記中葉約翰·沃特侯瑟發明這種光圈。

•貓眼式光圈由一片中心有橢圓形或菱形孔的金屬薄片平分為二組成,將兩片有半橢圓形或半菱形孔的金屬薄片對排,相對移動便可形成貓眼式光圈。貓眼式光圈多用於簡單照相機。

•"虹膜"類型的光圈是由多個相互重疊的弧形薄金屬葉片組成的,葉片的離合能夠改變中心圓形孔徑的大小。有些照相機可以藉助轉動鏡頭筒上的圓環改變光圈孔徑的大小,而有些照相機則是利用微處理器晶片控制微電機自動地改變光圈的孔徑。弧形薄金屬葉片可多達十八片。弧形薄金屬葉片越多,孔徑越近圓形。通過電子計算機設計薄金屬葉片的形狀,可以只用7片薄金屬葉,得到近圓形孔徑(例如CONTAX T2 SONNAR 38mm/2.8鏡頭)。

•瞬時光圈。近代單鏡反光相機鏡頭的光圈是瞬時光圈,只在快門開啟的瞬間,光圈縮小到預定大小。平時光圈在最大位置。

•快門光圈。有的簡便照相機的光圈兼有快門的功能,稱為“快門光圈”這類快門光圈大多是雙葉片的貓眼式光圈,與單純貓眼式光圈不同的是:快門光圈平時是完全關閉的:在按下快門的瞬間,雙葉片光圈開啟到預定的孔徑後,保持這孔逕到一段預定快門開啟時間之後,立刻閉合:如此一來,光圈便又兼快門的功能。

日冕儀

日冕儀Coronagraph)是法國默東天文台的貝爾納·費迪南·李奧在1930年發明的一種觀測裝置,設計當時主要用來研究太陽的日冕和日珥的形態及光譜變化。

Lyot的構想靈感源由於日全蝕:一般的時候,因為太陽本身太亮了,我們很難觀測到相對較暗(與太陽相比約是一百萬分之一亮度)的日冕部分;但在日全蝕,月亮擋住了太陽圓盤大部分的面積,使得周圍黯淡的日冕及色球層可以顯現出來,就可以進行觀測。那這樣的話,何不做一個人工“月亮”,擋在望遠鏡和太陽中間,把太陽光遮掉,不就可以觀測到日冕了?這就是最初的日冕儀構想,使用檔板遮掉太陽光,就可以觀測到太陽周圍的日冕等區域。

但是實際上,要做一個日冕儀是非常困難的:天空會呈現藍色的原因,是太陽光中藍色的波段發生嚴重的瑞利散射,使得天空整片都變亮;相似的,如果我們擋掉中間的太陽光,射到別處的太陽光仍然會散射到望遠鏡裡面,這樣子就算把太陽盤面擋住了,望遠鏡還是一樣亮,根本無法觀測日冕。

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