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[科普中国]-李奥光阑

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李奥光阑(Lyot stop)是由法国天文学家贝尔纳·费迪南·李奥发明的光圈,可以减少由光学系统中因为其他光圈或是光学隔板因衍射产生的镜头光晕。

李奥光阑会放在场镜的成像处,但其孔径会比其成像略小一些。。

简介李奥光阑(Lyot stop)是由法国天文学家贝尔纳·费迪南·李奥发明的光圈,可以减少由光学系统中因为其他光圈或是光学隔板因衍射产生的镜头光晕。

李奥光阑会放在场镜的成像处,但其孔径会比其成像略小一些。1

贝尔纳·费迪南·李奥贝尔纳·费迪南·李奥(法语:Bernard Ferdinand Lyot,1897年2月27日-1952年4月2日),法国天文学家,日冕仪的发明者。

李奥在1914年起开始对天文感兴趣。不久之后他先后获得口径分别是10和15公分的望远镜。1917年从法国高等电力学校工程专业毕业后,李奥曾协助巴黎综合理工学院的物理学家阿尔弗雷德·佩诺特(Alfred Perot)进行研究,同时在巴黎大学学习物理、化学与工程。从1920年起到去世他都任职于墨东天文台。天文台台长亨利·亚历山大·德朗达尔(Henri Alexandre Deslandres)对他的工作给予了很大的支持。1930年李奥获得头衔Joint Astronomer of the Observatory。之后他成为单色光相关仪器方面的专家,研究了光在经过行星时的极化现象,分析了各行星的大气组成。。

1930年代李奥发明了不需要等候日食发生就可以观测日冕的日冕仪。自从十九世纪中叶起,就有很多研制日冕仪的构想,其基本设计是通过挡盘遮住太阳光球的光线,以观察日冕。但大气散射和制造材料本身的散射导致了无法获得清晰的图像。李奥通过组合使用光圈和透镜捕捉散射光,减少材料本身的散射,通过将日冕仪安装在比里牛斯山中的南日比戈尔峰天文台(Pic du Midi de Bigorre)降低了大气散射的影响,最终得到了清晰的日冕照片。1938年他在国际天文联会会员大会上播放了日冕动态影片。1939年他成为法兰西科学院院士。1943年他成为墨东天文台首席天文学家,1947年获得布鲁斯奖。他在1952年前往苏丹观测日食后,回程途中因为心脏病在埃及开罗去世。1

光圈光圈(英语:Aperture),是照相机上用来控制镜头孔径大小的部件,以控制景深、镜头成像质素、以及和快门协同控制进光量。有时也表示光圈值的概念。表达光圈大小用f值表示,对于已经制造好的镜头,不能随意改变镜头的直径,但是可以通过在镜头内部加入多边形或者圆型,并且面积可变的孔状光栅来达到控制镜头通光量,这个装置就叫做光圈,光圈f值=镜头的焦距/光圈口径。

光圈对照片的影响:光圈值f越大进光量越大,景深越浅,D值(diameter)越小(即光圈值N)越大。

光圈种类固定光圈。最简单的相机只有一个圆孔的固定光圈

沃特侯瑟光圈. 最初的可变光圈只是一系列大小不同的圆孔排列在一个有中心轴的圆盘的周围;转动圆盘可将适当大小的圆孔移到光轴上,达到控制孔径的效果。十九世记中叶约翰·沃特侯瑟发明这种光圈。

猫眼式光圈由一片中心有椭圆形或菱形孔的金属薄片平分为二组成,将两片有半椭圆形或半菱形孔的金属薄片对排,相对移动便可形成猫眼式光圈。猫眼式光圈多用于简单照相机。

"虹膜"类型的光圈是由多个相互重叠的弧形薄金属叶片组成的,叶片的离合能够改变中心圆形孔径的大小。有些照相机可以借助转动镜头筒上的圆环改变光圈孔径的大小,而有些照相机则是利用微处理器芯片控制微电机自动地改变光圈的孔径。弧形薄金属叶片可多达十八片。弧形薄金属叶片越多,孔径越近圆形。通过电子计算机设计薄金属叶片的形状,可以只用7片薄金属叶,得到近圆形孔径(例如CONTAX T2 SONNAR 38mm/2.8镜头)。

瞬时光圈。近代单镜反光相机镜头的光圈是瞬时光圈,只在快门开启的瞬间,光圈缩小到预定大小。平时光圈在最大位置。

快门光圈。有的简便照相机的光圈兼有快门的功能,称为“快门光圈”这类快门光圈大多是双叶片的猫眼式光圈,与单纯猫眼式光圈不同的是:快门光圈平时是完全关闭的:在按下快门的瞬间,双叶片光圈开启到预定的孔径后,保持这孔径到一段预定快门开启时间之后,立刻闭合:如此一来,光圈便又兼快门的功能。1

日冕仪日冕仪Coronagraph)是法国默东天文台的贝尔纳·费迪南·李奥在1930年发明的一种观测装置,设计当时主要用来研究太阳的日冕和日珥的形态及光谱变化。

Lyot的构想灵感源由于日全蚀:一般的时候,因为太阳本身太亮了,我们很难观测到相对较暗(与太阳相比约是一百万分之一亮度)的日冕部分;但在日全蚀,月亮挡住了太阳圆盘大部分的面积,使得周围黯淡的日冕及色球层可以显现出来,就可以进行观测。那这样的话,何不做一个人工“月亮”,挡在望远镜和太阳中间,把太阳光遮掉,不就可以观测到日冕了?这就是最初的日冕仪构想,使用档板遮掉太阳光,就可以观测到太阳周围的日冕等区域。

但是实际上,要做一个日冕仪是非常困难的:天空会呈现蓝色的原因,是太阳光中蓝色的波段发生严重的瑞利散射,使得天空整片都变亮;相似的,如果我们挡掉中间的太阳光,射到别处的太阳光仍然会散射到望远镜里面,这样子就算把太阳盘面挡住了,望远镜还是一样亮,根本无法观测日冕。2

相关条目李奥滤光器

李奥消偏振镜

日冕观测仪

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所