INSTRUMENTACIÓN ASTRONÓMICA

Download INSTRUMENTACIÓN ASTRONÓMICA

Post on 01-Jan-2016

29 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

INSTRUMENTACIN ASTRONMICA. Ral Sevilla Gonzlez Tcnicas Experimentales IV: Astrofsica Febrero 2006. Resumen. Introduccin Telescopios Detectores Filtros. Parmetros de un telescopio Clases de telescopios Monturas Radiotelescopios y satlites. Cmaras CCD (fotometra) - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

<ul><li><p>INSTRUMENTACINASTRONMICARal Sevilla GonzlezTcnicas Experimentales IV: AstrofsicaFebrero 2006</p></li><li><p>ResumenIntroduccin</p><p>Telescopios</p><p>Detectores</p><p>Filtros</p><p> Parmetros de un telescopio Clases de telescopios Monturas Radiotelescopios y satlites Cmaras CCD (fotometra) Espectrgrafos (Espectoscopa) Sistema de filtros de Johnson</p></li><li><p>IntroduccinObjetivo: analizar la informacin que recibimos de diversas fuentes celestes a partir de la luz que recibimos</p><p>Resolucin:</p><p> Espectral: distinguir fotones de distinta frecuencia.</p><p> Espacial: distinguir fotones provenientes de diferentes puntos del espacio</p><p> Temporal: distinguir fotones que llegan en diferentes momentos</p></li><li><p>TELESCOPIOS</p></li><li><p>Sistemas pticosEje pticoDistancia focalObjetivoFocoOcularDistancia ocular</p></li><li><p>Sistemas pticos</p></li><li><p>Parmetros de un telescopioResolucin: detalles =&gt; ngulosDifraccin: R = 1.22 /D ~ 0.02Atmsfera: R ~ 1 (seeing)Sensibilidad: capacidad colectoraC = D2/4Relacin focalD / F = ratio f/ratioMagnitud lmitemlim = 16 + 5 log D(m)Aumentos ResolucinG = Ftelescopio / focular</p></li><li><p>Resolucin: ejemploBaja resolucinAlta resolucin</p></li><li><p>Sensibilidad: ejemploPequeo dimetroGran dimetro</p></li><li><p>Clases de telescopiosRefractor:Alineamiento establePoco mantenimientoRobustos frente a corrientes de aire y temperatura</p><p>Reflector:No sufren de aberracin cromticaMayor sujeccin del espejo, mayor tamaoMs baratos de construir</p><p>Refractor:Sufren de aberracin cromticaDificil de construir la lente sin imperfeccionesMuy pesados</p><p>Reflector:Se desalinea fcilmenteNecesita ms mantenimiento</p><p>VentajasInconvenientes</p></li><li><p>Reflectores: tipos Foco (espejos) Primario Newton Cassegrain Coud, Nasmyth Schmidt-Cassegrain Tubo Abierto Cerrado</p></li><li><p>Mayor refractor astronmicoYerkes, ChicagoD = 1 mLmite tecnolgicoF = 19.5 mGrandes flexiones</p></li><li><p>Mayor reflector astronmicoKeck, Mauna Kea, HawaiiD = 10 mF = 150 - 250 mInterferometraEspejo teseladoptica adaptativa</p></li><li><p>Espejos teselados: GTC</p></li><li><p>MonturasSoporta el sistema pticoAbsorbe vibracionesGiro en dos ejes perpendicularesApuntado precisoMotores =&gt; seguimiento</p></li><li><p>Montura altacimutal Ejes: altura y azimut</p><p> Muy estable =&gt; grandes telescopios</p><p> Seguimiento: computadora y dos motores</p></li><li><p>Montura ecuatorial Ejes: Ascensin recta (polar) y declinacin</p><p> Ms compleja y voluminosa</p><p> Seguimiento: eje de AR con velocidad fija</p></li><li><p>Telescopio Celestron 11Schmidt-CassegrainDimetro: 28 cmFocal: 280 cmRazn focal: f/10Montura: ecuatorialAlineamiento manual con la polar</p></li><li><p>Telescopio Meade 12Schmidt-CassegrainDimetro: 31 cmFocal: 305 cmRazn focal: f/10Montura: altazimutalGPS =&gt; alineamiento automtico</p></li><li><p>Telescopio Jernimo MuozEstructura abiertaDimetro: 51 cmFoco Newton: f/5Foco Coud: f/22Montura: ecuatorialActualmente en reparacin</p></li><li><p>Radiotelescopios</p></li><li><p>RadiotelescopiosUn fotn no puede atravesar una superficie cuya distancia caracterstica sea mucho menor que En ptico, los fotones S atraviesan la antena</p><p>En radio, se reflejan</p></li><li><p>RadiotelescopiosAntena parablicaDetectorReceptor</p></li><li><p>Satlites</p></li><li><p>Seeing</p></li><li><p>Seeing: ejemplo</p></li><li><p>DETECTORES</p></li><li><p>Parmetros fundamentalesSensibilidad</p><p>Eficiencia cuntica</p><p>Ganancia</p><p>Ruido</p><p>medida de la calidad de la medidag = factor de amplificacin de la sealCapacidad de medir objetos muy dbiles</p></li><li><p>Parmetros fundamentalesLinealidad</p><p>Rango dinmicodoble # fotones doble seal de salidarango de frecuencias en el que puedo utilizar el detector</p></li><li><p>Cmaras CCDCCD: Charged Coupled DeviceMatriz de fotodiodos de silicio (pixeles: 4000 x 4000)Fotoexcitacin: e- + h +Se almacenan los fotoelectrones3 electrodos por pixelEficiencia cuntica 80 %Alto rango de linealidadCampo pequeo, se suelen poner en mosaicos</p></li><li><p>Pixel</p></li><li><p>Transferencia de carga</p></li><li><p>Lectura de CCD Transferencia de carga por columnas Conversin digital de la seal: Analog to Digital Units (ADU = cuentas) Conversor A/D 16 bits NADU [0, 65535] Introduce BIAS para evitar NADU &lt; 0 Amplifica la seal elctrica, Ganancia Introduce un ruido de lectura</p><p>NADU=Ne/g + bias</p></li><li><p>Correciones de CCDSeal base BiasCorriente de oscuridad DARKDiferencia espacial de sensibilidad FLAT FIELDDefectos cosmticos (pixeles calientes, fros, )Inhomogeneidad de enfriamiento Vieteo (FF)Rayos csmicosDesbordamiento de carga BloomingTensiones del telescopio Fringing</p></li><li><p>Correccion de CCD</p></li><li><p>Correcin de CCD: Vieteo y Fringing</p></li><li><p>Lmites de operacinCapacidad de carga por pozo (Ne-) limitadaSaturacin del pozo: llenado hasta el mximoDesbordamiento de carga a pxeles vecinosConversor A/D tiene un mximo valor de salidaSaturacin del conversor: pxeles con valor mximo de ADUs (e.g. 65535)Posible rgimen no lineal con carga elevadaLa situacin ms desfavorable</p></li><li><p>CCD SBIG ST-8XEChip Kodak de 1530 1020 pxeles de 9 mCriostato: efecto Peltier, T = -20 CRuido de lectura: 15 e- Ruido trmico: 60 e-/minuto (T = 0C)Conversor A/D de 16 bits [0,65535]AntibloomingLectura en pocos segundos y transferencia USB</p></li><li><p>CCD SBIG ST-8XE</p></li><li><p>ST-8XE: Eficiencia cuntica</p></li><li><p>EspectrgrafosPretendemos hacer un estudio detallado de la luz en funcin de , no tan slo cuantificar la luminosidadFuenteDetector</p></li><li><p>Espectros</p></li><li><p>Espectrgrafo SBIG SGS</p></li><li><p>FILTROS</p></li><li><p>Espectro electromagntico</p></li><li><p>Sistema de filtros Johnson</p></li></ul>