Kaukoputki / kohdennetut aallonpituudet

[jji]

Tässä ensimmäistä putkea miettiessäni ja taustoja selvittäessäni tuli mieleen, että mitä aallonpituuksia tuollainen "kotiputki" mahtaa kerätä? Varmaankin näkyvän valon alueelta kaikki tulee talteen, mutta minkä verran putki kerää "näkymätöntä" tietoa taivaalta? Jos sieltä kerääntyy muitakin taajuuksia, niin muodostuuko okulaari pullonkaulaksi niiden hyötykäytön suhteen?

Tämä tuli mieleen kun toisaalla törmäsin hyperspektrikameroihin ja niiden sovellutuksiin. Saisiko peräti tällaisella kameralla jotain uutta irti kotiputkesta vai onko avaruus edes "aktiivinen" heti näkyvän valon viereisillä taajuuksilla?

[Kaizu]

Avaruus on enemmän tai vähemmän aktiivinen kaikilla taajuuksilla (aallonpituuksilla). Ilmakehä suodattaa suuren osan sähkömagneettisesta spektristä pois. Läpinäkyviä "ikkunoita" on IR alue, optinen alue sekä radioalueella n. 1-30Mhz. Muilla alueilla ilmakehä enemmän tai vähemmän vaimentaa läpi yrittävää säteilyä. Korkeilla vuorilla (>5km) voidaan havaita joitain alueita joita ei tule maan pinnalle asti, samoin ilmapalloista ja lentokoneista.
En ole aivan varma löytyvätkö nämä peruskoulun fysiikan kirjoista mutta ainakin keskikoulun ja lukion kirjoista löytyy.

Kaukoputken taajuusvaste riippuu käytännössä siitä, mitä materiaalia valon reitillä on. Lasit läpäisevät optisen alueen mutta UV puolella alkaa vaimennusta tulla aika pian näkyvän alueen jälkeen. Värikorjaus normaalissa objektiivilinssissä ei ulotu juurikaan näkyvän alueen ulkopuolelle.
Peilipinnoissa on vähän sama juttu, heijastavuus riippuu sätäeilyn aallonpituudesta. Oikeastaan ko. kaukoputken taajuusvaste pitäisi mitata spektrometrillä, että siitä voisi sanoa mitään järkevää.

Kaizu

[jji]

En ole aivan varma löytyvätkö nämä peruskoulun fysiikan kirjoista mutta ainakin keskikoulun ja lukion kirjoista löytyy.

Ainakin lukiokirjoista nuo perusjutut muistaakseni löytyvät, mutta muistaakseni siellä ei mainittu mitä aktiivisuutta heti näkyvän valon "reunoilta" voisi odottaa löytävänsä. Pitää kuuklailla avaruuden UV- ja IR-lähteistä tässä kun kerkeää.

Oikeastaan ko. kaukoputken taajuusvaste pitäisi mitata spektrometrillä, että siitä voisi sanoa mitään järkevää.

Ok. Mietin aiemmin voisiko vahvistettavia aallonpituuksia laskeskella ainakin suuntaa antavasti putken mittojen perusteella, mutta ilmeisesti siinä ei sitten oikein olisi mieltä. Jos satun saamaan hyperspektrikameran käsiini kokeilen kyllä saako sillä mitään uutta irti 

[Kaizu]

IR-lähteitä ovat ainakin kaukaiset galaksit joiden näkyvä valo on punasiirtymän vuoksi painunut IR-alueelle. Vataavasti UV tulee meille näkyvänä valona.
UV-, Röntgen- ja gammakohteita on mutta ilmakehä imee nuo aallonpituudet melko hyvin. UV-tulee vähän paremmin läpi kun menee havaitsemaan otsoniaukon kohdalle.

Kaukoputken mittojen ei pitäisi vaikuttaa taajuusvasteeseen paitsi jos kaukoputkea pienennetään valoaallon kokoluokkaan.

Kaizu

[ReijoL]

Läpinäkyviä "ikkunoita" on IR alue, optinen alue sekä radioalueella n. 1-30Mhz. Muilla alueilla ilmakehä enemmän tai vähemmän vaimentaa läpi yrittävää säteilyä.
Kaizu

Tästä radioalueesta olisin hiukan eri mieltä. Riippuen auringon aktiviteetista maapallon ympärille muodostuu ionosfäärikerroksia, D, E, F1 ja F2 -kerrokset. Nämä kukin nimenomaan estävät noiden radiotaajuuksien pääsyn maapallolle samalla lailla kuin ne heijastavat maanpäälliset lähetykset takaisin maan pinnalle. Nyrkkisääntönä voisi sanoa että radiotaajuudet alle 100kHz ja yli 30MHz pääsevät esteettä maapallolle aina. Sitten jossain pitkällä gigahertsialueella alkaa ilmakehän vesihöyry tehdä oman esteensä.

Tämä siis hyvin karkeana yleistyksenä, nytkin voi mainiosti seurata Jupiteria vaikka jossain 20MHz paikkeilla auringon aktiviteetin ollessa matalan.

Reijo

[Kaizu]

Tästä radioalueesta olisin hiukan eri mieltä. Riippuen auringon aktiviteetista maapallon ympärille muodostuu ionosfäärikerroksia, D, E, F1 ja F2 -kerrokset. Nämä kukin nimenomaan estävät noiden radiotaajuuksien pääsyn maapallolle samalla lailla kuin ne heijastavat maanpäälliset lähetykset takaisin maan pinnalle. Nyrkkisääntönä voisi sanoa että radiotaajuudet alle 100kHz ja yli 30MHz pääsevät esteettä maapallolle aina. Sitten jossain pitkällä gigahertsialueella alkaa ilmakehän vesihöyry tehdä oman esteensä.

Tämä siis hyvin karkeana yleistyksenä, nytkin voi mainiosti seurata Jupiteria vaikka jossain 20MHz paikkeilla auringon aktiviteetin ollessa matalan.

Reijo

Olet oikeassa.  Siinä olisi pitänyt olla 1GHz-30MHz. Alue lipsahti viestiin negaationa eli tuolla mainitulla alueella kuuluu pääasiassa ionosfääristä heijastuvia maanpäällisiä signaaleja. 10GHz taajuutta käytetään mm. säätutkassa näyttämään kosteita ilmamassoja. Mikroaaltouunissa n.2.5 GHz imeytetään ruuassa olevaan veteen jolloin ruoka lämpiää.
Kaizu

[Meade-mad]

Mikroaaltouunia voi käyttää moneen:

Valonnopeuden mittaaminen juustolla

Mittaa sulamispisteiden välinen etäisyys.
Poista mikroaaltouunin aluslautanen uunista, levitä juustoraastetta lautaselle ja kuumenna sitä mikrossa noin 20 sekuntia, kunnes juusto alkaa sulaa.
Sulaneeseen juustoon muodostuu kuumia pisteitä raa'an tavaran keskellä. Mittaa näiden välinen etäisyys.
Etäisyys on vakio, mikroaaltouunista riippuen luultavasti kuudesta kahteentoista senttiin. Tämä vastaa puolta mikroaaltouunin aallonpituudesta.
Katso mikroaaltouunin selkämyksestä mikroaaltouunin taajuus (yleensä 2450 MHz).
Kerro mikron taajuus mikroaaltouunin aallonpituudella (joka on juustoon tulleiden sulamispisteiden välinen etäisyys metreissä x 2).
Saamasi tuloksen pitäisi olla lähes 300 ja valonnopeus on todellisuudessa 299,8 miljoonaa metriä sekunnissa.

Lähde: Steve Caplin & Simon Rose: Isän käsikirja

jk

[einari]

No tuo valonnopeuden mittaaminen juustolla pitää lisätä lukiolaisten fysiikan koetehtäväksi 

[Lauri Kangas]

Tuossa kokeessa on vain sellainen ongelma, että siinä oletetaan tiedettäväksi mikroaaltojen taajuus, joka riippuu niitä mikroaaltoja tuottavien härpättimien dimensioiden lisäksi valon nopeudesta. Muutenhan se on tosi hieno ja havainnollinen koe. :)

[Meade-mad]

Niin siis kyseessähän on tietenkin yhtälön ratkaisu, jossa tuo nopeus on tuntematon, taajuus tiedetään datakilvestä ja aallonpituus mitataan juustoraasteella.

(valon)nopeus = aallonpituus * taajuus

Kummassakaan alkutiedossa ei suoraan ole valonnopeutta sisällä, eli koe on relevantti.

jk