ما هي البصريات النشطة؟

Send

بالنسبة لعلماء الفلك والفيزيائيين على حد سواء ، فإن أعماق الفضاء هي كنز قد يوفر لنا الإجابات على بعض الأسئلة الأكثر عمقًا حول الوجود. ومع ذلك ، فإن ملاحظة الفضاء العميق تمثل حصتها من التحديات ، وليس أقلها الدقة البصرية.

في هذه الحالة ، يستخدم العلماء ما يُعرف باسم Active Optics من أجل تعويض التأثيرات الخارجية. تم تطوير هذه التقنية لأول مرة خلال الثمانينيات واعتمدت على تشكيل مرايا التلسكوب بشكل فعال لمنع التشوه. هذا ضروري مع المقاريب التي يزيد قطرها عن 8 أمتار ولها مرايا مجزأة.

تعريف:

يشير اسم Active Optics إلى نظام يحتفظ بمرآة (عادة ما يكون الأساسي) في شكله الأمثل مقابل جميع العوامل البيئية. تعمل التقنية على تصحيح عوامل التشويه ، مثل الجاذبية (عند ميول تلسكوب مختلفة) ، والرياح ، وتغيرات درجة الحرارة ، وتشوه محور التلسكوب ، وغيرها.

تعمل بصريات Adaptive Optics بنشاط على تشكيل مرايا التلسكوب لمنع التشوه بسبب التأثيرات الخارجية (مثل الرياح ، ودرجة الحرارة ، والضغط الميكانيكي) مع الحفاظ على التلسكوب بشكل نشط وفي شكله الأمثل. سمحت هذه التقنية ببناء مقاريب بطول 8 أمتار وتلك ذات مرايا مجزأة.

الاستخدام في علم الفلك:

من الناحية التاريخية ، كان يجب أن تكون مرايا التلسكوب سميكة جدًا للحفاظ على شكلها ولضمان عمليات مراقبة دقيقة أثناء البحث عبر السماء. ومع ذلك ، سرعان ما أصبح هذا غير عملي حيث أصبحت متطلبات الحجم والوزن غير عملية. اعتمدت الأجيال الجديدة من التلسكوبات التي بنيت منذ الثمانينيات على المرايا الرفيعة للغاية بدلاً من ذلك.

ولكن بما أن هذه كانت رقيقة للغاية بحيث لا تحافظ على الشكل الصحيح ، فقد تم تقديم طريقتين للتعويض. أحدهما هو استخدام المحركات التي ستحافظ على المرايا جامدة وفي الشكل الأمثل ، والآخر كان استخدام المرايا الصغيرة المجزأة التي ستمنع معظم التشويه الجاذبي الذي يحدث في المرايا الكبيرة السميكة.

يتم استخدام هذه التقنية من قبل أكبر التلسكوبات التي تم بناؤها في العقد الماضي. وهذا يشمل تلسكوبات كيك (هاواي) ، تلسكوب الشمال البصري (جزر الكناري) ، تلسكوب التكنولوجيا الجديدة (تشيلي) ، وتليسكوبيو ناسيونالي جاليليو (جزر الكناري) ، من بين آخرين.

تطبيقات أخرى:

بالإضافة إلى علم الفلك ، يتم استخدام Active Optics لعدد من الأغراض الأخرى أيضًا. وتشمل هذه تركيبات الليزر ، حيث يتم استخدام العدسات والمرايا لتوجيه مسار الشعاع المركز. تعتمد أجهزة التداخل ، وهي أجهزة تُستخدم لإصدار موجات كهرومغناطيسية متداخلة ، على بصريات نشطة.

تستخدم مقاييس الاستدلال هذه لأغراض علم الفلك وميكانيكا الكم والفيزياء النووية والألياف الضوئية وغيرها من مجالات البحث العلمي. كما يتم التحقيق في البصريات النشطة لاستخدامها في التصوير بالأشعة السينية ، حيث سيتم استخدام مرايا حدوث الرعي المشوهة.

البصريات التكيفية:

لا يجب الخلط بين البصريات النشطة و Adaptive Optics ، وهي تقنية تعمل على نطاق زمني أقصر بكثير للتعويض عن التأثيرات الجوية. التأثيرات التي تعوضها البصريات النشطة (درجة الحرارة ، الجاذبية) أبطأ جوهريًا ، ولها سعة أكبر في الانحراف.

من ناحية أخرى ، تقوم Adaptive Optics بتصحيح التشوهات الجوية التي تؤثر على الصورة. يجب أن تكون هذه التصحيحات أسرع بكثير ، ولكن لها أيضًا سعة أقل. ولهذا السبب ، تستخدم البصريات التكيفية مرايا تصحيحية أصغر (غالبًا المرآة الثانية أو الثالثة أو الرابعة في التلسكوب).

لقد كتبنا العديد من المقالات حول البصريات لمجلة الفضاء. إليك منخل الفوتون يمكن أن يحدث ثورة في البصريات ، ما الذي ابتكره جاليليو ؟، ما الذي ابتكره إسحاق نيوتن ؟، ما هي أكبر التلسكوبات في العالم؟

لقد سجلنا أيضًا حلقة كاملة من Astronomy Cast عن البصريات التكيفية. استمع هنا ، الحلقة 89: البصريات التكيفية ، الحلقة 133: علم الفلك البصري ، والحلقة 380: حدود البصريات.

مصادر: