Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Samankaltaiset tiedostot
Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät Luento 2, : Ilmakehän vaikutus havaintoihin Luennoitsija: Jyri Näränen

Havaitsevan tähtitieteen pk I, 2012

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Ilmakehän vaikutus havaintoihin. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, yhteenveto

7.4 Fotometria CCD kameralla

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Kaukoputket ja observatoriot

8. Fotometria (jatkuu)

Sähkömagneettinen säteily ja sen vuorovaikutusmekanismit

Tähtitieteen perusteet: Johdatusta optiseen havaitsevaan tähtitieteeseen. FT Thomas Hackman FINCA & HY:n fysiikan laitos

Hiukkaspäästöjen mittaus

Purjelennon Teoriakurssi Sääoppi, osa 1 Veli-Matti Karppinen, VLK

Radioastronomian käsitteitä

5. Kaukoputket ja observatoriot

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, Havaintoaikahakemuksen valmistelu. Luento , V-M Pelkonen

FYSA230/2 SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA

Aurinko. Tähtitieteen peruskurssi

5. Kaukoputket ja observatoriot. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luento Thomas Hackman

Mustan kappaleen säteily

Tähtitiede Tutkimusta maailmankaikkeuden laidoilta Aurinkokuntaan

Yleistä kurssiasiaa. myös ensi tiistaina vaikka silloin ei ole luentoa. (opiskelijanumerolla identifioituna) ! Ekskursio 11.4.

Kuva 1: Yksinkertainen siniaalto. Amplitudi kertoo heilahduksen laajuuden ja aallonpituus

Valon luonne ja eteneminen. Valo on sähkömagneettista aaltoliikettä, ei tarvitse väliainetta edetäkseen

S OPTIIKKA 1/10 Laboratoriotyö: Polarisaatio POLARISAATIO. Laboratoriotyö

11. Astrometria, ultravioletti, lähiinfrapuna

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I Johdanto

Kesäyön kuunpimennys

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät 2007

Luku 3. Ilmakehä suojaa ja suodattaa. Manner 2

7.-8. Fotometria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luennot 1.3. ja Veli-Matti Pelkonen (Kalvot JN, TH, MG & VMP)

Hydrologia. Säteilyn jako aallonpituuden avulla

Etäisyyden yksiköt tähtitieteessä:

Heijastuminen ionosfääristä

Mikroskooppisten kohteiden

SPEKTROMETRI, HILA JA PRISMA

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät 2012

10. Fotometria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, Kevät 2013 Veli-Matti Pelkonen (Kalvot JN, TH, MG & VMP)

7. AURINKOKUNTA. Miltä Aurinkokunta näyttää kaukaa ulkoapäin katsottuna? (esim. lähin tähti n AU päässä

8. Fotometria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luennot ja Thomas Hackman (Kalvot JN, TH, VMP)

UrSalo. Laajaa paikallista yhteistyötä

Tähtitieteen Peruskurssi, Salon Kansalaisopisto, syksy 2010: Valo ja muu säteily

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Spektroskopia. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

8. Fotometria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luennot ja Thomas Hackman (Kalvot JN & TH) HTTPKI, kevät 2010, luennot 8-9 0

Aerosolimittauksia ceilometrillä.

7. Fotometria. Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, luennot ja Mikael Granvik (Kalvot JN, TH & MG) HTTPKI, kevät 2011, luennot 7-8

d sinα Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 8: SPEKTROMETRITYÖ I Optinen hila

Tähtitieteen peruskurssi Lounais-Hämeen Uranus ry 2013 Aurinkokunta. Kuva NASA

METEORIEN HAVAINNOINTI III VISUAALIHAVAINNOT 3.1 YLEISTÄ

Tähtitieteelliset koordinaattijärjestelemät

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I, kevät 2008

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen

Liuskekivet - Hiekkakivet

Suojeleva Aurinko: Aurinko ja kosmiset säteet IHY

Kohina. Havaittujen fotonien statistinen virhe on kääntäen verrannollinen havaittujen fotonien lukumäärän N neliö juureen ( T 1/ N)

Polarisaatio. Timo Lehtola. 26. tammikuuta 2009

3 Ääni ja kuulo. Ihmiskorva aistii paineen vaihteluita, joten yleensä äänestä puhuttaessa määritellään ääniaalto paineen vaihteluiden kautta.

TÄHTITIETEEN PERUSTEET (8OP)

Kysymykset ovat sanallisia ja kuvallisia. Joukossa on myös kompia, pysy tarkkana!

YHDEN RAON DIFFRAKTIO. Laskuharjoitustehtävä harjoituksessa 11.

Kehät ja väripilvet. Ilmiöistä ja synnystä

6. Kaukoputket ja observatoriot

SUHTEELLISUUSTEORIAN TEOREETTISIA KUMMAJAISIA

Työ 21 Valon käyttäytyminen rajapinnoilla. Työvuoro 40 pari 1

LightWorks. 1 Renderoijan perussäädöt. 1.1 Sisältö. 1.2 LightWorksin käytön aloitus

Fotometria. () 30. syyskuuta / 69. emissioviiva. kem. koostumus valiaine. absorptioviiva. F( λ) kontinuumi

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI

Kaukoputkikurssin 2005 diat

Muista, että ongelma kuin ongelma ratkeaa yleensä vastaamalla seuraaviin kolmeen kysymykseen: Mitä osaan itse? Mitä voin lukea? Keneltä voin kysyä?

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen

Planetaariset sumut Ransun kuvaus- ja oppimisprojekti

3. Optiikka. 1. Geometrinen optiikka. 2. Aalto-optiikka. 3. Stokesin parametrit. 4. Perussuureita. 5. Kuvausvirheet. 6. Optiikan suunnittelu

Havaitsevan tähtitieteen pk1 luento 7, Astrometria, ultravioletti ja lähi-infrapuna. Kalvot: Jyri Näränen, Mikael Granvik & Veli-Matti Pelkonen

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op)

13. Uusi havaintoteknologia


Revontulet matkailumaisemassa

10. Globaali valaistus

SMG-4500 Tuulivoima. Ensimmäisen luennon aihepiirit. Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat TUULEN LUONNONTIETEELLISET PERUSTEET

Vinkkejä sään ennakointiin ja sään muutosten havainnointiin

Musta kangas / hopeanharmaa verkkoselkänoja

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2012 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

4757 4h. MAGNEETTIKENTÄT

LIITE 1A AIKATAULUT JA REITTIKARTAT. Reittien pääväylät on merkattu kartalle, liitteessä 1B.

oppilaitos: ARKADIAN YHTEISL YSEO

2.1 Yhdenmuotoiset suorakulmaiset kolmiot

Lämpöoppia. Haarto & Karhunen.

Kenttäteoria. Viikko 10: Tasoaallon heijastuminen ja taittuminen

Radioastronomia harjoitustyö; vedyn 21cm spektriviiva

Lumen teknisiä ominaisuuksia

Suomen lippu. lippu; liputus, liputtaa, nostaa lippu salkoon

4 Fotometriset käsitteet ja magnitudit

Radioaaltojen eteneminen. Marjo Yli-Paavola, OH3HOC

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma

9. Polarimetria. 1. Stokesin parametrit 2. Polarisaatio tähtitieteessä. 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria

Ilmastonmuutos ja ilmastomallit

Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN

Transkriptio:

2. Ilmakehän vaikutus havaintoihin Lauri Jetsu Fysiikan laitos Helsingin yliopisto

Ilmakehän vaikutus havaintoihin Ilmakehän häiriöt (kuva: @www.en.wikipedia.org) Sää: pilvet, sumu, sade, turbulenssi, lämpötilan vaihtelut Ekstinktio: säteily ei pääse läpi tai heikkenee Diffuusi valo: sironta, epäpuhtaudet, ionosfäärin hehku, valosaaste Seeing: taitekertoimen vaihtelu liikuttaa kohteen kuvaa Refraktio: kohteet näkyvät todellista korkeammalla

Sää Sää Sää (kuva: @www.news.discovery.com) Useimmat sääilmiöt troposfäärissä www Mitä korkeammalla, sitä parempi Mitä kuivempaa, sitä parempi Yläpilvet keskimäärin 10 km Suomi: 30 selkeää yötä/vuosi ESO, Chile: > 340 selkeää yötä/vuosi Ilman turbulenssi Lämpötilan vaihtelut Kylmä merivirta Aavikko Pilvetön, kuiva, vähäinen turbulenssi

Ekstinktio Ekstinktio Ekstinktio [kuvat: vasen (@www.setterfield.org), oikea (@www.astro.utu.fi)] Säteily heikkenee: siroaa tai absorboituu Vaihtelee kohteen korkeuden mukaan Vaihtelee säteilyn λ mukaan Läpinäkymätön: lyhyet λ Näkyvä valo: Optinen ikkuna Infrapuna: IR ikkuna Läpinäkymätön: vesi & happi absorptio Radio aallot: Radio ikkuna Läpinäkymätön: Ionosfääri heijastaa vuorokauden aika & Auringon aktiivisuus

Ekstinktio Ekstinktio Ekstinktio (kuva: @www.en.wikipedia.org) Auringon säteilyn ekstinktio

Ilmamassa Ilmamassa Ilmamassa (kuva: @www.www.spiff.rit.edu) X = ilmamassa Normitus: X(z = 0) = 1 zenitissä z = 0 Ilmakehän korkeus << Maan säde Taso approksimaatio riittävä z < 60: X(z) = X(z = 0)/ cos z = 1/ cos z = sec z Useita X(z) ratkaisuja z > 60 arvoille www Intenstiteetin muutos I = I(X) = I 0 e cx I 0 = I(X = 0) intensiteetti ilmakehän ulkopuolella, I = I(X) = intensiteetti maan pinnalla c = vakio (riippuu ilmakehästä ja λ:sta) Magnitudin muutos m m 0 = 2.5 lg(i/i 0 ) = 2.5 lg(e c X ) = k X, k = 2.5c lg(e) = ekstinktiokerroin Tyypillisiä arvoja: k U = 0.6, k B = 0.4 ja k V = 0.2 Näennäinen magnitudi m mitattu ja k määritetty m 0 ratkaistu

Diffuusi valo Diffuusi valo Diffuusi valo [kuvat: ylä (@www.en.wikipedia.org), ala (@www.en.wikipedia.org)] Taivaalla hajavaloa Taustan pintakirkkaus 0 m Tausta pyritään eliminoimaan havainnoista Ilmakehästa sironnut valo λ 4 kaavat: www Yhden pienen hiukkasen I = I 0..(2π/λ) 4... λ pieni siroaa useammin Hiukkasen läpimitta ( cross section ) σ S =...d 6 /λ 4... λ pieni siroaa useammin Yhden molekyylin I = I 0 (.../λ 4...)... λ pieni siroaa useammin λ pieni Monta satunnaisaskelta I 0 Sininen valoa siroaa ilmakehän yläosissa Punainen valo päsee helpommin läpi Taivas on sininen ja valkoinen, ja... Taivas on musta ja aurinko valkoinen, ja... Iltarusko kuva korostaa ilmamassan vaikutusta

Diffuusi valo Diffuusi valo Diffuusi valo (kuva: @en.wikipedia.org) Ilmahehku 80 120 km korkeudessa Auringon valo molekyylit atomeiksi Yöllä rekombinaatio ilmahehku Eläinratavalo www Aurinkokunnan pölyhiukkasten heijastus Syntyy ekliptikan tasossa Näkyy parhaiten ekvaattorin lähellä Vaikea havaita Suomessa Revontulet Haittaavat vain lähellä maan napoja Valosaaste Ilmakehä sirottaa ihmisen valolähteitä Nykyobservatoriot kaukana asutuksesta

Diffuusi valo Diffuusi valo Diffuusi valo (kuvat: @www.eso.org) Asiago Observatory, Italia (vasen: ylä) & ESO-Paranal, Chile (vasen: ala) Valosaaste (oikea: punainen), Ei valosaastetta (oikea: sininen) UBVR fotometria kaistat (ongelmia B:ssä)

Seeing Seeing Seeing (kuva: @www.en.wikipedia.org) Ilmakehän kerrokset Lämpötila ja tiheys vaihtelua Massavirtauksia ja turbulenssia Nopeita ja satunnaisia refraktion muutoksia Skintillaatio (paljain silmin) Voimakkaampi tähdillä kuin planeetoilla Kaukoputkella laajempi kokoava pinta Nopeat muutokset tasoittuvat Valosäteiden reitti vaihtelee Pistemäinen kuva hajoaa Seeing Pidempi CCD kuvan integrointi Pyöreä seeing-kiekko Parhaat observatoriot: alle kaarisekunti, Pahimmillaan kymmeniä kaarisekunteja www Kuvasarja: Tähden kuva ja Kuun pinta www Ennuste I V skaala

Seeing Seeing Seeing [kuvat: ylä (@www.damianpeach.com), ala (@www.garyseronik.com)] Ilmakehän virtaukset Turbulenttinen ilmakehä huono seeing Tasainen ilmavirtaus hyvä seeing Observatorion sijainnin valinta Observatorion lähiympäristö Maaston tummat pinnat: lämpösäteily yöllä paikallista turbulenssia Luodaan tarvittaessa vaaleita pintoja Torni & Kaukoputki & Laitteet Lämpötila sama kuin ulkoilman Päivälläkin lähellä yön olosuhteita Rakenteet: vaaleat ulkopinnat Putken tuuletus & Peilin lämpötila Lämpölähteiden minimointi (havaitsija mukaan lukien)

Refraktio Refraktio Refraktio (kuva: @www.mike-willis.com) Paine (P) & lämpötila (T) Tiheys (ρ) Taitekerroin (n) sin θ 1 / sin θ 2 = n 2 /n 1 = n = taitekerrointen suhde Suunta muuttuu kaikilla rajapinnoilla Koko reitin ratkaisu vaikea Arvioita R = kuinka näkyy paljon todellista korkeammalla R = [P/(273 + T)]0.00452 o tan(90 o a), kun a 15 o (Arvio a < 15 o kurssikirjassa) Teleskoopin suuntauksessa refraktiokorjaus & Astrometriassa refraktiokorjaus

Refraktio Refraktio Differentiaalirefraktio [Kuvat: vasen (@www.eso.org), oikea (@www.cs.cmu.edu)] Kuva hajoaa spektriksi lähellä horisonttia Differentiaalirefraktio: La Silla Differentiaalirefraktio: Venus