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極限星等


問題: 解答: 極限星等 limiting magnitude   用附有輻射探測器的望遠鏡所能觀測到最暗的恒星星等。它主要由下列三個因素決定   。①望遠鏡系統在單位像面上能收集到的輻射流量,這和望遠鏡的口徑D、焦距f 以及大氣吸收有關。②輻射探測器將這些輻射流轉換成可測量的信號,其大小和探測器的量子效率 q、信息容量、時間常數(或曝光時間)t 等因素有關。③噪聲,包括信號噪聲、背景噪聲和儀器噪聲。信號噪聲是由被測輻射的量子特性決定的;后兩項噪聲則與夜天背景(見夜天光)的表面亮度、天文寧靜度、照相底片的化學灰霧、光電倍增管、光陰極的熱發射以及讀數儀表的噪聲等有關。在一定精度要求下,只有當信噪比等于某一定值k時,該信號才能被檢測出來。     。①望遠鏡系統在單位像面上能收集到的輻射流量,這和望遠鏡的口徑D、焦距f 以及大氣吸收有關。②輻射探測器將這些輻射流轉換成可測量的信號,其大小和探測器的量子效率 q、信息容量、時間常數(或曝光時間)t 等因素有關。③噪聲,包括信號噪聲、背景噪聲和儀器噪聲。信號噪聲是由被測輻射的量子特性決定的;后兩項噪聲則與夜天背景(見夜天光)的表面亮度、天文寧靜度、照相底片的化學灰霧、光電倍增管、光陰極的熱發射以及讀數儀表的噪聲等有關。在一定精度要求下,只有當信噪比等于某一定值k時,該信號才能被檢測出來。 當探測器未達飽和狀態時,極限星等m0可用下式估算: m0=常數+0.5M-2.5lgd-2.5lgk    +1.25lg(D2qt)-1.25lg(1+R),   式中M為單位面積夜天背景的星等,d為恒星視影圓面直徑,R為儀器背景和夜天背景的比值。一般說來,望遠鏡口徑愈大,探測器量子效率愈高;觀測時間愈長,極限星等也愈高,但最高極限星等受夜天背景和探測器本身性能的限制。目視觀測的極限星等有經驗公式:m=6.9+5lgD,其中D以厘米為單位。照相望遠鏡的極限星等則與望遠鏡相對口徑有關。夜天背景在底片上的照度和望遠鏡相對口徑的平方成正比,當夜天背景的照相密度位于底片特性曲線的直線部分時,就不能繼續延長曝光時間來提高極限星等。所以,口徑相同時,相對口徑大的照相望遠鏡極限星等反而低。現代地面觀測能達到的最高極限星等約為25等。   極限星等愈高,說明觀測的到的天體越暗,也就是望遠鏡的聚光本領愈高。  
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