اندازه‌گيري زمان همدوسي جوّ با تلسكوپ چهار روزنه

دكتري

تلاطم جوّ يكي از مهم‌ترين محدوديت‌ها در تصويربرداري نجومي است كه از تغييرات ضريب شكست جوّ ناشي مي‌شود. دانستن پارامترهاي مهم تلاطم جوّ در تصويربرداري، نجوم، اپتيك تطبيقي، مخابرات فضاي آزاد، محيط‌هاي متلاطم فضاي بسته و انتشار ليزر در جوّ امري مهم و ضروري است. در اين رساله پارامتر فريد ، سرعت ميانگين باد و زمان همدوسي جوّ با استفاده از دستگاه پايش حركت تصوير ديفرانسيلي چهار روزنه و از طريق يك نظريه تحليلي منحصربه‌فرد، تخمين زده شدند. نظريه‌اي كه در اينجا ارائه گرديد، نشان داد كه سرعت ابيراهي واكانوني به‌طور آماري با پارامترهاي تلاطم جوّ مرتبط است كه به روش نوسانات زاويه فرودي اندازه‌گيري مي‌شود و با استفاده از واريانس سرعت واكانوني چهار لكه و رابطه تحليلي استخراج‌شده توانستيم زمان همدوسي جوّ را تخمين بزنيم. تخمين پارامترهاي تلاطم جوّ در دو گام شبيه‌سازي و تجربي انجام گرفت. در گام اول، چند سري از تصاوير يك ستاره با فركانس 700 هرتز در نظر گرفته شدند و واكانوني جوّي و تغييرات آن به كمك يك دستگاه DIMM چهار روزنه براي 10 كيلومتر نزديك زمين با دو مدل جوّي تك لايه و سه لايه شبيه‌سازي شدند. در گام دوم، داده‌برداري تجربي به كمك دستگاه تلاطم سنج چهار روزنه در سايت رصدخانه ملي ايران انجام گرديد. رويكرد تجربي بر اساس نظريه سرعت واكانوني چهار روزنه است كه از اندازه‌گيري نوسانات زاويه فرود نور ستاره سروش (عَيّوق) در يك پيكربندي چهار لكه استفاده مي‌كند. در اينجا، ما واريانس واكانوني و سپس واريانس سرعت واكانوني را اندازه‌گيري كرده و با استفاده از نظريه بيان‌شده پارامترهاي تلاطم جوّ را تخمين زديم. داده‌برداري‌ها در قله گرگش شهر كاموي كاشان واقع در سايت رصدخانه ملي ايران در ارتفاع 3600 متري از سطح دريا و به‌وسيله يك تلسكوپ 12 اينچ كاسگرين ميد انجام گرفت و تصاويري با نوردهي كوتاه و نرخ تصويربرداري 480 تا 620 فريم بر ثانيه از ستاره سروش را براي ما فراهم نمود. نتايج تجزيه‌وتحليل داده‌ها حاكي از اين بود كه در روش سرعت واكانوني چهار روزنه سرعت ميانگين باد به‌طور قطعي تخمين زده شد و ساير پارامترها به دليل تقارن موجود در پيكربندي چهار روزنه دقيق‌تر تخمين زده شدند. داده‌برداري تجربي به‌وسيله دستگاه تلاطم سنج چهار روزنه و نظريه سرعت واكانوني منجر به تخمين پارامترهاي جوّ طول همدوسي جو 8 تا16 سانتيمتر، سرعت ميانگين باد 10 تا 25 متر بر ثانيه و زمان همدوسي جو 2 تا 4 ميلي ثانيه گرديد كه با نتايج شبيه‌سازي و ساير روش‌هاي تجربي با خطاي كمتر از 20 درصد توافق خوبي داشت.

194593

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر رامين شمالي

فيزيك - اتمي و مولكولي

دكتر محمود ملاباشي