§ 35. Светофильтры и их применение

В современной астрофизике огромную роль играют наблюдения, производимые через светофильтры - окрашенные среды, пропускающие более чем менее узкие участки спектра.

Светофильтр - чаще всего окрашенное стекло. Поставленный на пути лучей светофильтр пропускает свойственный ему участок спектра, полностью поглощая излучения тех длин волн, которые приходятся вне участков его прозрачности.

Наблюдения со светофильтрами до некоторой степени заменяют спектральные наблюдения распределения энергии в спектре. Благодаря своей простоте такой способ наблюдений широко доступен любителям астрономии.

Различные светофильтры изготовляются в наше время оптическими заводами для целей фотографии. Это хорошо отшлифованные (в виде плоскопараллельных пластинок) кусочки окрашенного оптического стекла. Приобретя два светофильтра одного и того же сорта, склеив из картона колпачки для их укрепления, можно надевать их на объективы бинокля.

Однако в магазине обычно можно купить только желтые и красные светофильтры, а при наблюдениях употребляются светофильтры и иных цветов. Поэтому полезно уметь изготовить светофильтры самостоятельно. Самый простой способ, описанием которого мы и ограничимся, состоит в окрашивании желатиновой пленки в нужный цвет. Правда, такой светофильтр нельзя помещать перед объективом; его располагают между окуляром и глазом при визуальных наблюдениях или на небольшом расстоянии от фотографической пластинки на пути лучей, идущих от объектива,- при фотографических.

Берем непроявленную фотографическую пластинку и погружаем ее в раствор фиксажа (см. § 32), светочувствительным слоем вверх. Тем самым мы отфиксируем пластинку до тех пор, пока она не станет совершенно прозрачной. На стекле сохранится равномерный слой желатина. Тщательно промыв пластинку в проточной воде в течение нескольких часов и высушив ее, приступим к окрашиванию. Для этого приготовляем раствор выбранной нами анилиновой краски, желательно в дистиллированной воде. Наливаем его в прозрачную кювету и погружаем в него пластинку, опять-таки желатиновым слоем вверх. По истечении нескольких минут вынимаем пластинку и высушиваем. Вырезав из нее алмазом кусочки нужного размера, складываем два из них вместе, желатиновыми слоями друг к другу, и оклеиваем по краям бумажной каемкой. Светофильтр готов.

Красок, пригодных для изготовления светофильтров, существует очень много, однако не все они употребительны. Для изготовления желтых светофильтров обычно используют аурамин, ауранцию, метанил - желтый или тартрацин. Для получения красного светофильтра можно рекомендовать краску конгорот. Несколько хуже применять для окрашивания в красный цвет кислый фуксин, который хотя и кажется на глаз красным, при исследовании через спектроскоп обнаруживает способность пропускать также и фиолетовые (и ультрафиолетовые) лучи. Для изготовления зеленого светофильтра можно использовать анил-зеленьтй Б, анил-зеленый Г или метил-грюн. Наконец, для изготовления синих светофильтров подойдут такие краски: метиловая голубая, анилин-блау, анил прочносиний Б, анил синий. Следует заметить, что почти все синие и голубые краски пропускают также и красные лучи. Поэтому часто изготовляют составные светофильтры; одно из стекол делают синим, а другое - пропускающим синие лучи, но поглощающим красные, как, например, густой метил-грюн.

Изготовленный светофильтр требует исследования с помощью спектроскопа. Направив рассеянный солнечный свет в щель спектроскопа, мы увидим солнечный спектр, а затем, поместив на пути лучей (перед щелью) светофильтр, посмотрим, как изменится вид спектра. Границы области пропускания (предельные длины волн) можно установить, опираясь на приведенные в § 33 главные спектральные линии солнечного спектра.

Для точного исследования кривой спектральной прозрачности светофильтра такого испытания недостаточно. Но точное исследование требует применения сложной аппаратуры и любителям недоступно.

Как мы увидим дальше, светофильтры применяются как при наблюдениях планет, так и звезд. При помощи наблюдений излучения звезд, сделанных с применением светофильтров, можно определять «цветовые» звездные температуры, т. е. судить о степени нагрева звездных фотосфер.