磁象仪

科普中国-科学百科 2018-03-30 作者:杨荣佳

  利用塞曼效应测量日面上磁场矢量分布图的仪器。磁象仪分为三类:光电磁象仪,照相磁象仪和显像磁象仪。

  照像磁象仪

  为了提高磁场观测的空间分辨率,莱顿(Leighton)研制出照相磁象仪。它的基本原理是借助于入射狭缝前的太阳像和出射狭缝后的底片盒二者的同步运动,在一条谱线范围内去拍摄太阳的单色像。在此仪器中,太阳光在射进入射狭缝前先被一个光线分离器分成两束光,然后再分别穿过光轴互相正交的两个偏振片。这样,两束偏振状态不同的光就在狭缝的不同部份进入单色光照像仪。该仪器让出射狭缝位于一条磁场敏感谱线的线翼。这样一来,在没有磁场的区域!就得到两个亮度相同的单色像,而在有磁场的区域就得到两个亮度不同的像。 磁场愈强,两个像的亮度差愈大。用接触印像法得到其中任一个像的反像,把它与另一个像(正像)叠合在一起,这样,无磁场区域呈现灰色,看不出任何亮度变化;而有磁场区域,亮度随极性而异,一种极性区域是黑色的,另一种是淡白的。所以,最后得到的照片上的亮度分布图样,就反映出日面磁场的图形。1

  

  显像磁象仪特点

  显像磁象仪的突出优点是时间分辨率特别高,可以在一瞬间把日面磁图拍摄成照片或在电视萤光屏上显示出来。这样做,对于日面快速活动现象(例如耀斑)的磁场观测特别有利。

  它的结构与光电磁象仪和照像磁象仪都大不一样。其主要特点是:(一)它使用窄带滤光器来分离出磁敏谱线线翼的辐射,而不用光谱仪,因为这样才能避免用狭缝扫描,从而使日面(整个或一部份)各处能同时显示出来。(二)用电子学技术使左旋的和右旋的偏振光所成的像自动相减。(三)用快速电子计算机把观测信息立即归算为磁场数值。

  运用

  澳大利亚的库尔古拉(Culgoora)天文台的磁象仪,就是最早研制成的一架显像磁象仪。它用三个自动控制的法布里—珀罗(Fabry-Perot)干涉仪组成滤光器,透过波段仅为0.05—0.1埃,可以在4000—6600埃范围内调到任一波长,这架磁象仪装在一架折光望远镜上,望远镜物镜的口径为20厘米,焦距170厘米,可以在一条磁场敏感谱线的线翼对日面一部份(约1/4太阳半径)拍出单色像,然后,用照相方法或电视方法作半自动化的像减。 这架仪器能够在0.3秒的曝光时间内得到一张磁图,空间分辨率约为2”。

  

  三类磁象仪对比

光电磁象仪

H.W.巴布科克

磁场测量精度高,范围大

电光偏振调制器+高分辨率光谱仪+光电接收器+差分放大器

逐点扫描

向量磁象仪、双线破象仪、多通道磁象仪、多普勒-塞曼分析器

照相磁象仪

莱顿

空间分布率高

光线分离器叶+偏振片+太阳单色光照像仪+像减装置

狭缝扫描

磁场单色光照像仪、光谱单色光照像仪

显像磁象仪

J.V.拉姆塞

时间分布率高

望远镜+窄带滤光器+电子计算机+电视显像装置

日面整个或局部同时成像

即时数字显像磁象仪、即时模拟显像磁象仪1

  本词条内容贡献者为:

  杨荣佳 - 教授 - 河北大学

责任编辑:科普云

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