تاریکی سنج آسمان بسازید(ابزارهای نجومی)

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق:

نگارش یافته توسط اکبر نعمتی
آیا می دانید با ابزاری ساده می توانید روشنایی آسمان شب را اندازه گیری کنید؟

برای کسانی که به مشاهده زیبایی های آسمان شب علاقه دارند، آسمانی دلپذیر است که کاملا تاریک، شفاف و بدون غبار و هرگونه آلودگی باشد.
اما همیشه آسمان بالای سر ما کاملا تاریک نیست و در طول شب هر بخش آسمان تاریکی و روشنایی متفاوتی دارد. مثلا تا چند ساعت پس از غروب خورشید افق مغرب از دیگر قسمت های آسمان روشن تر است.
در یکی از شماره های مجله Sky and Telescope مقاله ای خواندم که در آن نحوه ساخت دستگاهی را شرح داده بود که می توان با آن روشنایی آسمان را سنجید. تصمیم گرفتم مشابه دستگاهی که نویسنده مقاله شرح داده بود، بسازم. پس از ساخت دستگاه متوجه شدم چقدر برای کسانی که فعالیت های رصدی و عکاسی نجومی می کنند، می تواند با ارزش باشد. اگر اهل رصدهای دقیق و عکاسی نجومی هستید پیشنهاد می کنم این ابزار را به مجموعه ابزارهای رصدی خوداضافه کنید.

در این مقاله سعی کرده ام چگونگی ساخت دستگاه را کمی متفاوت با مقاله اصلی بیان کنم.
ساختمان تاریکی سنج:

این ابزار از دوبخش تشکیل شده است:
1. بخش الکترونیکی:

این بخش از ابزار شامل یک میکرو آمپرمتر دقیق و یک مدار ساده است (شکل زیر)

فهرست قطعات استفاده شده نیز به شرح زیر است:
ردیف نوع قطعه تعداد مشخصه روی نقشه مشخصات 1 ترانزیستور 1 Q1 BC547 یا نمونه مشابه 2 مقاومت 1 R1 150 K Ω یک چهارم وات، 5 درصد خطا 3 مقاومت متغیر 1 R2 100 K Ω (بهتر است مقاومت متغیر خطی باشد) 4 مقاومت 1 R3 1.2 K Ω یک چهارم وات، 5 درصد خطا 5 کلید 1 S1 خاموش و روشن (کلید اصلی) 6 کلید 1 S2 فشاری 7 دیود نورانی سبز رنگ 1 LED معروف به ذره بینی به قطر 5 میلیمتر 8 باتری 1 B1 باتری 9 ولت
2. لوله اصلی:

این بخش شامل یک لوله PVC به طول 35 سانتی متر،
صافی سبز رنگ (صافی شیشه ای دوربین عکاسی) به قطر 40 تا 52 میلی متر که در سر لوله PVC نصب می شود. قطر لوله باید متناسب با صافی در نظر بگیرید.

یک آینه تخت 3x4 سانتی متر که به صورت 45 درجه نسبت به محور لوله در ته آن قرار می گیرد. اگر از آینه هایی که در دوربین های عکاسی به کار می روند استفاده کنید، نتیجه بهتری می گیرید. این آینه ها را می توانید در تعمیرگاه های دوربین های عکاسی پیدا کنید.
LED سبز را جلوتر و رو به صافی در سر لوله طوری قرار دهید که وقتی از درون آینه نگاه می کنید LED در مرکز تصویر دیده شود.

طرز کار تاریکی سنج

پیش از به کارگیری تاریکی سنج باید آن را کالیبره کنید. در محلی کاملا تاریک با یک در پوش سر لوله را ببندید طوری که وقتی از درون آینه نگاه می کنید چیزی نبینید، یعنی کاملا تاریک باشد. پس از چند دقیقه که چشمانتان به تاریکی عادت کرد دستگاه را روشن کنید. کلید S2 (کلید فشاری) را نگه دارید. درحالی که داخل آینه لوله اصلی را نگاه می کنید، مقدار R2 (مقاومت متغیر) را تغییر دهید. به محضی که نور LED را مشاهده کردید، دیگر R2 را تغییر ندهید. حالا باید مقدار جریانی را که میکرو آمپرمتر نشان می دهد را یادداشت کنید. این مقدار باید 6/3 میکرو آمپر باشد.

البته اگر مقدار جریانی که میکرو آمپرمتر نشان می دهد با این اندازه تفاوت داشت، اشکالی ندارد. می توانید این تفاوت را در اندازه گیری نهایی در نظر بگیرید و خطای اندازه گیری را از نتیجه نهایی حذف کنید. برای مثال اگر هنگام کالیبره کردن، میکرو آمپرمتر مقدار 8/3 را نشان می دهد، در اندازه گیری های نهایی شما باید مقدار 2/0 میکرو آمپر را از نتیجه نهایی کم کنید.

باید توجه کنید دقت اندازه گیری دستگاه بیشتر به مقاومت متغیر R2 بستگی دارد. مقاومت متغیرهای معمولی که در بازار ایران موجود هستند، مقاومت هایی اند که مقدارشان به صورت لگاریتمی تغییر می کند. اگر از این مقاومت ها استفاده می کنید یک مقدار کارتان مشکل تر است. زیرا خطای دستگاه تغییر می کند. البته پیشنهاد می کند از مقاومت های خطی استفاده کنید. ولی اگر نشد به همان مقاومت متغیر لگاریتمی بسنده کنید. نویسنده مقاله اصلی، مقاومت متغیر multiturn را پیشنهاد کرده که در بازار ایران به سختی پیدا می شود. هرچقدر دقت تغییرات مقاومت شما بیشتر باشد، کارتان راحت تر است.

پس از اینکه دستگاه را کالیبره کردید و مقدار خطای آن تعیین شد، در یک شب تاریکی سنج را به سمت بخشی از آسمان نشانه روید. هنگامی که از درون آینه نگاه می کنید، زمینه سبز رنگی می بینید که مرکز آن لکه سیاهی قرار دارد. (این لکه همان LED است).

تاریکی سنج را روشن کنید. کلید S2 را نگه دارید و مقدار R2 را آنقدر تغییر دهید که نور LED با نور زمینه برابر شود. وقتی مطمئن شدید که نور LED با نور زمینه یکسان است مقدار جریانی که میکرو آمپرمتر نشان می دهد را یادداشت کنید. در واقع اساس کار دستگاه چنین است. که مقدار روشنایی آسمان از پشت صافی سبز متناسب است با مقدار جریانی که LED سبز را به اندازه روشنایی آسمان روشن می کند، یعنی یا این روش مقدار روشنایی آسمان را برحسب میکرو آمپرمتر اندازه می گیریم.