Một câu đố về hiện tượng khúc xạ ánh sáng

#1
Như chúng tã biết, khi đứng trên trái đất quan sát các thiên thể thì luôn phải gặp một trở ngại lớn về bầu khí quyển, khiến ánh sáng từ thiên thể quan sát không truyền theo đường thẳng mà theo đường gãy khúc -hiện tượng khúc xa ánh sáng, làm ảnh quan sát không được chính xác. Giải pháp là xây dựng kính thiên văn Hubble- một kính viễn vọng không gian, ở trên bầu khí quyển của trái đất khiến ảnh quan sát được không bị khúc xạ, có được những bức ảnh chính xác. Nhưng kính này có một nhược điểm là khi cần sửa chữa thì các nhà du hành lại phải bay lên sửa, trong khi chi phi cho một chuyển bay là không rẻ. Từ đó ta nghĩ đến giải pháp là xây dựng đài quan sát dưới mặt đất. Tuy nhiên lại vướng bới bầu khí quyển. Vậy em đó mọi người các nhà thiết kế sẽ phải làm thế nào để chống lại được khúc xạ ánh sáng khi đài thiên văn được đặt dưới mặt đất? Câu hỏi này có thể không khó với nhiều anh chị nhưng em vẫn muốn đố mọi người bời nhiều người vẫn chưa biết. Mục đích của câu đố là cung cấp cho mọi người kiến thức chứ em không có mục đích gọi là "sĩ diện" với các bạn không biết. Thời gian tối đa là một tuần, tức thứ 3 tuần sau (21/9/2011) vì hôm đó em mới vào diễn đàn được. Cảm ơn những ai đã đưa ra câu trả lời của mình.
 

Mouse

New member
#2
có phải là xây đài thiên văn ở trên cao và ở xa mạc thì sẻ khắc phục được phần nào ko?
Ngoài chất lượng của kính ra mình coi trên TiVi thấy họ có một thiết bị "đo đếm" ánh sáng giúp thay đổi thời gian tới của ánh sáng ko đều nhau do khí quyển sao cho tất cả đều tới thiết bị lưu trử cùng lúc.
 
#3
Hôm nọ xem chương trình " bí ẩn không xa lạ" trên vtc2. Mình thấy họ khắc phục bằng cách là, gương thứ cấp của họ là một gương lõm, bề mặt phiá sau của gương( tức bề mặt không phản xạ) họ lắp 1 loạt pittông có thể điều chỉnh đc ,mục đích là để làm biến dạng gương theo ý muốn, từ đó điều chỉnh đc các tia hội tụ tại cùng một điểm tại cùng một thời gian. Không thì lên đỉnh everet ngắm thj chẳng ngại cả.
 

haianh_zeee

Thành Viên CLB Thiên Văn Nghiệp Dư TPHCM - HAAC
#4
cái đó dùng đễ hạn chế nhiễu hình ảnh khi wa bầu khí quyển của chúng ta với nhiều hơi nước và phân tử bụi khí.
 

Researcher

New member
#5
- Khúc xạ ánh sáng mà môi trường chuẩn , chiết xuất chuẩn thì cũng không có vấn đề gì , vấn đề là bầu khí quyển có nhiều bụi và thành phần không khí nhiều tạp chất và độ dày đặc , nhiệt độ khác nhau làm ảnh hưởng đến tia sáng thôi chứ không phải hiện tượng khúc xạ làm yếu !
 
#6
- Khúc xạ ánh sáng mà môi trường chuẩn , chiết xuất chuẩn thì cũng không có vấn đề gì , vấn đề là bầu khí quyển có nhiều bụi và thành phần không khí nhiều tạp chất và độ dày đặc , nhiệt độ khác nhau làm ảnh hưởng đến tia sáng thôi chứ không phải hiện tượng khúc xạ làm yếu !
Đó chính là khúc xạ mà bạn. Bầu khí quyển có nhiều cấu trúc thành phần khác nhau dẫn đền bầu khí quyển là môi trường không có chung tính chất như môi trường ở mặt đất. Theo định luật truyền thẳng của ánh sáng thì ánh sáng chỉ chuyển theo đường thẳng trong môi trường trong suốt và đồng tính, như vậy thì ánh sáng đã bị khúc xạ qua bầu khí quyển chứ không phải do ảnh hưởng nào khác(không đáng kể).
Tình hình là mọi người cứ thảo luận tiếp đi, đến hạn thì sẽ có câu trả lời, mặc dù hôm nay mình đã vào được diễn đàn.
 
#7
Sau một tuần để mọi người thảo luận về câu đố của em, đến hôm nay em sẽ đưa ra câu trả lời cuối cùng. Kết quả có một bạn trả lời đúng. Đó là bạn P_andromeda_h. Phương pháp để khắc phục lại hiện tượng ánh sáng bị khúc xạ khi qua bầu khí quyển được đó là việc ta sẽ làm thay đổi lại hướng chiếu của ánh sáng một lần nữa. Để dễ hiểu mọi người hãy nhìn hình sau trước đã:
[/IMG]
Qua hình vẽ ta thấy ánh sáng đã bị gãy khúc và không còn truyển theo các đường song song với nhau nữa. Để khắc phục điều này thì như em đã nói ở trên, cần làm thay đổi lại hướng truyền của các tia sáng, bằng cách thay đổi bề mặt phản xạ của gương, khiển cho các tia sáng truyền sai hướng về truyền đúng hướng để hội tụ tại một chỗ và tiếp tục truyển qua thị kính(gần như cách khắc phục hiện tượng quang sai). Mời mọi người xem tiếp bức hình:
[/IMG]
Một câu hỏi khác mà có lẽ mọi người sẽ đặt ra là làm thế nào để điều chỉnh một chiếc gương cầu cứng ngắt như vậy? Thứ nhất là loại gương này phải mềm nhưng chắc chắn, thứ hai là để điều chỉnh hình dạng chiếc gương này, người ta sẽ đặt sau gương những chiếc pitton nhỏ, có nhiệm vụ điều chỉnh lên xuống, thay đổi bề mặt phản xạ của gương, dẫn đến các tia sáng cũng thay đổi hướng truyền. Như vậy là chúng ta sẽ có những bức ảnh sắc nét và chính xác. Phương pháo này được ứng dụng trên kính viễn vọng có tên Ống Nhòm Lớn- LBT(Large Binocular Telescope). Chiếc kính này có thể cho là chiếc kính viễn vọng cho những hình ảnh sắc nét nhất về vũ trụ. Đến đây chắc mọi người đã hiểu hết rồi. Em không có phần quà gì, thôi thì chúc mọi người học tập tốt, luôn tràn đầy tình yêu thiên văn. Hình vẽ hơi xấu, mong mọi người thông cảm!:sm (74):
(to P_andromeda_h: hìhì mình cũng coi chương trình đó, thấy có nhiều cái hay nhưng không biết post lên diễn đàn kiểu gì để mọi người hiểu được. Tình cờ một hôm có đọc một cuốn vật lí, trong đó có một số phần về khúc xạ ánh sáng và ảnh hưởng tới các đài thiên văn trên mặt đất. Cách khắc phục chính là cách của mình nói ở trên. Vậy là dựa vào đó nghĩ ra được chủ đề này. Cái chương trình"Bí ẩn không xa lạ" hay phết, có nói khá nhiều vấn đề. Nhưng dạo này học nhiều chẳng có thời giờ đâu mà xem. Có gì hay bạn chia sẻ với mọi người nhé!
to Mouse: Phương án thứ nhất của bạn cũng khá hay. Tuy nhiên làm sao để xây dựng một đài thiên văn tận sa mạc khô cằn được! Còn phương án thứ hai thì mình chưa rõ lắm, bạn có thể cho biết thêm chi tiết được không?)
 

toicodon

New member
#8
Anh không giỏi vật lý lắm nhưng theo những gì được biết thì pp như em nói ở trên không phải là giải pháp giúp không khí không ảnh hưởng tới độ tụ tiêu của gương cầu.Việc chia nhỏ gương cầu là để giải quyết vấn đề biến dạng của gương nếu làm gương to vài mét hay đem gương ra ngoài không gian thì sao,ta phải chia nhỏ nó ra.Mong các anh bên ban kiến thức sớm góp ý kiến để các em không hiểu sai lệch về vấn đề này
 
#9
Nếu chia nhỏ gương lớn thành nhiều gương nhỏ chỉ để tránh biến dạng gương do trọng lượng thì có cần phải có hệ điều chỉnh biên dạng gương như ở đã nói ở đây không?
để điều chỉnh hình dạng chiếc gương này, người ta sẽ đặt sau gương những chiếc pitton nhỏ, có nhiệm vụ điều chỉnh lên xuống, thay đổi bề mặt phản xạ của gương, dẫn đến các tia sáng cũng thay đổi hướng truyền. Như vậy là chúng ta sẽ có những bức ảnh sắc nét và chính xác.
@thaibinh_duong: Đa số kính thiên văn mặt đất đều được xây dựng trong hoang mạc hoặc trên núi cao để tránh ô nhiễm, tránh ảnh hưởng của thời tiết...
 
#10
Em cũng không chắc lắm, chỉ biết điều này được áp dụng vào kính LBT ở Mỹ thôi. Em còn được biết nó có thể coi là chiếc kính cho nhưng hình ảnh ro nét nhất về vũ trụ đến bây giờ thôi, vượt cả kính Hubble, ở sa mạc ít nhiều cũng bị ảnh hưởng của khúc xạ khí quyển. Kính LBT đặt trên núi cao đó cũng có bị ảnh hưởng bởi mây hay gì đâu, lớn nhất là khúc xạ qua tầng khí quyển. Còn việc kính được ghép từ các gương nhỏ em không biết và cũng không biết phương pháp này còn được áp dụng ở đâu nữa, chắc là không. Nhưng có cả kính thiên văn được ghép từ các mảnh gương nhỏ hả chị cong_chua_ech?
 
#11
Đây là kỹ thuật Adaptive optics - Quang Học Thích Nghi. Bề mặt gương được chỉnh dạng cho phù hợp với các nhiễu loạn của bầu khí quyển.
http://en.wikipedia.org/wiki/Adaptive_optics
Có thể hiểu rõ hơp qua các clip mô tả cấu tạo của các kính có sử dụng công nghệ này

VietAstro YouTube Player
ERROR: If you can see this, then YouTube is down or you don't have Flash installed.

VietAstro YouTube Player
ERROR: If you can see this, then YouTube is down or you don't have Flash installed.
 
#12
Kính lớn thì dạng cầu của gương không còn chính xác được do bị biến dạng bởi chính trọng lượng của gương. Do vậy người ta chia gương lớn thành những gương nhỏ hơn.
Dù vậy mục đích của việc này hoàn toàn khác với kỹ thuật Adaptive optics đang bàn tới trong topic này.
 

Top