БФИ 19-01 / ВТФЭ / 1 лаба

В качестве светоприемной аппаратуры в телескопе-астрографе используется 16-битная монохромная ПЗС-камера FLI ML 9000 с размером матрицы 3 056×3 056 пикселей (линейный размер – 36×36 мм). Пиксель квадратный со стороной 12 мкм.

ПЗС-камера оснащена элементом Пельтье, с помощью которого возможно управление охлаждением чипа матрицы. Стабильность поддерживаемой температуры составляет ±0,1 °С. Охлаждение чипа возможно на 60° ниже температуры окружающей среды. Рабочий диапазон температур – от +30 до –45 °С.

Чип ПЗС-камеры чувствителен к видимому излучению и частично ближнему инфракрасному (рис. 5).

Рис. 5. Квантовая эффективность ПЗС-камеры FLI ML 9000

Максимум квантовой эффективности 70 % приходится на диапазон 500-600 нм и плавно спадает по обе стороны. Квантовая эффективность чипа в инфракрасном диапазоне (740–1 000 нм) падает с 53 до 10 %.

Порядок выполнения работы

1.Получить файл с фотометрией постоянной звезды у преподавателя. Количество n измерений mi должно быть больше 1 000.

2.Построить гистограмму (столбиковую диаграмму) где ширина столбика представляет собой интервал (корзина, карман) значений звездной величины, а его высота пропорциональна количеству значений в нем (частота наблюдений). Количество столбцов следует определить по формуле Брукса и Карузера: l = 5lg(N) или по формуле Старджесса: l = 3,3lg(N) + 1, где N – количество измерений.

11

3.По внешнему виду гистограммы, определить предположительно к какому типу распределения относится данный разброс звездной величины. Обосновать выводы.

4.Найти среднее значение звездной величины m и среднеквад-

ратичное отклонение .

5.Записать формулы плотности вероятности f(m) и вероятности F(m) для данного распределения.

6.Построить графики f(m) и F(m) в одной координатной сетке. Для удобства восприятия рекомендуется значения F(m) «растянуть»

рию Шовене:

а) для правого хвоста распределения: если N(1 – F(mi)) 1/2, то mi является промахом;

б) для левого хвоста распределения: если N F(mi) 1/2, то mi является промахом.

При вычислениях использовать табличный процессор MS Office Excel или LibreOffice Calc.

7.Исключить измерения с грубыми ошибками при дальнейшем вычислении среднеквадратичного отклонения , среднего значения m , абсолютной m и относительной погрешности измерения звездной величины m.

8.Построить графики функций f(m) и F(m) в одной координатной сетке с данными без измерений-промахов.

9.Составить отчет.

Контрольные вопросы и задания

1.В чем заключается суть выявления грубых ошибок по критерию Шовене.

2.За счет чего возникают промахи при фотометрии звезд?

3.По материалам, полученным на телескопе-астрографе СибГУ,

минимальное отклонение звездной величины, которое можно зафиксировать, составляет 0m,005. Какому отклонению сигнала соответствует данная величина? Для ответа используйте формулу Погсона.

4.Какому распределению вероятности случайной величины соответствует распределение измеренных звездных величин?

12

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Миронов, А. В. Основы фотометрии / А. В. Миронов. – М. :

Физматлит, 2008. – 260 с.

2.Худсон, Д. Статистика для физиков / Д. Худсон. – М. : Мир, 1970. – 296 с.

3.Щиголев, Б. М. Математическая обработка наблюдений /

Б. М. Щиголев. – М. : Наука, 1969. – 344 с.

13

ПРИЛОЖЕНИЕ

Отбор промахов по критерию Шовене

14

Учебно-методическое издание

ВЫЯВЛЕНИЕ ПРОМАХОВ ПО КРИТЕРИЮ ШОВЕНЕ ПРИ ОБРАБОТКЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ФОТОМЕТРИИ ПОСТОЯННОЙ ЗВЕЗДЫ

Методические указания

Составители: Лапухин Евгений Геннадьевич

Вайтузин Олег Петрович Александрова Галина Алексеевна

15