Электроника в оптической астрономии | Альтернативные виды энергии

Электроника в оптической астрономии

Разнообразные устройства, которые служат для регистрации светового излучения, объединяются общим названием — светоприемники. Увеличивая усиление, мы в конечном счете будем регистрировать шумы приемника, но ведь уменьшение шумов — это, как говорится, дело техники. Чувствительность электронных устройств а-контракт действительно повышалась по мере их совершенствования, но теперь она уже приближается к пределу, установленному самой природой и связанному с квантовой механикой.

 

Как известно, световая энергия излучается и принимается дискретными порциями — квантами (или фотонами). Оптическое изображение можно представить себе состоящим как бы из множества фотонных «зерен», а поток света — чем-то вроде струи песка, сыплющегося с постоянной скоростью. Следовательно, при регистрации света неизбежно появятся дробовые шумы в полной аналогии с дробовым шумом электронного тока в радиолампе.

 

 

Если предел точности задается фотонным шумом, то можно представить себе идеальный светоприемник. Это устройство, очевидно, должно точно измерять место и время прихода каждого фотона в интересующем нас интервале длин волн. Реальные приемники в той или иной степени приближаются к идеальным по своим характеристикам. Разнообразие применяемых в настоящее время устройств указывает не на мощь современной электроники а-контракт, а, скорее, наоборот, на ее слабость, т. е. на отсутствие одного действительно хорошего приемника, который сразу удовлетворил бы всем требованиям. Появится ли он вообще когда-нибудь?

 

Реальный приемник отличается от идеального прежде всего тем, что регистрирует не все падающие на него кванты, а лишь некоторую их часть q. Величину q, называемую квантовым выходом, можно ввести и для аналоговых приемников, где нет счета фотонов, например для фотографии, если сравнить шумы фотонегатива с теоретически рассчитанными фотонными шумами запечатленного на нем изображения. Для получения заданного отношения сигнала к шуму идеальному фотоприемнику потребовалось бы в q раз меньше света, чем реальному.

 

Астрономам нужны все более крупные телескопы, чтобы собрать как можно больше квантов от слабых небесных источников излучения. Но важно ведь не просто собрать, а как можно точнее измерить поток, поэтому применение более чувствительного светоприемника равносильно постройке более крупного телескопа; второе, впрочем, приносит гораздо больше славы, чем первое.

15.02.2019
Сохранить в закладки: