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IVtikrometer. Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Messen
scheinbarer Abstände (Winkelgrößen), besonders für astronomische Zwecke, auch wenn
sie kleiner sind als das Auflösungsvermögen des Fernrohres. Die Vorrichtung gemäß
der Erfindung gestattet es, Doppelsterndistanzen (auch bei nicht auflösbaren Paaren),
Positionswinkel, Planeten-und Fixsterndurchmesser zu messen.
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Gemäß der Erfindung wird das Bild des Sternes verdoppelt, was beispielsweise
mit Hilfe einer Kalkspatplatte geschehen kann, während gleichzeitig das Beugungsscheibchen
des Sternes mit Hilfe einer Zylinderlinse zu einem Striche ausgezogen wird. Kalkspatplatte
und Zylinderlinse sind relativ zueinander um die optische Achse des Fernrohres drehbar.
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Ein Stern S wird also (Abb. r) in ein ordentliches Bild So und ein
außerordentliches Bild SA zerlegt, diese beiden werden wiederum in zwei Strichbilder
So' und SÄ ausgedehnt. Dreht man nun die Kalkspatplatte relativ zur Zylinderlinse
um einen Winkel n (Abb. 2), so dreht sich SA um So, SÄ nähert sich So', bis
schließlich ein Winkel 00 (Abb. 2) erreicht wird, bei welchem der dunkle
Trennungsstrich zwischen den hellen Sternstrichen eben noch sichtbar ist, bei der
geringsten Weiterdrehung aber verschwindet. Dieser kritische Winkel wird, wie Versuche
ergeben haben, von einem einigermaßen geübten Beobachter mit großer Sicherheit erfaßt.
Der mittlere Fehler beträgt r bis 2 Prozent vom Werte cos n.
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Der Abstand der Mittellinien der Strichbilder ist in Abb. 2 s = a
. cos O, wenn a die von der Kalkspatplatte bewirkte Trennung des So- und SA-Bildes
ist. Der kritische Winkel O ist abhängig von der Breite der Beugungsbilder
So' und SÄ und von dem Helligkeitsabfall im Beugungsbilde in der Richtung
senkrecht zu den Längsachsen der Strichbilder. Wäre der Stern ein für das benutzte
Instrument nicht trennbarer Doppelstern, so würde sich (Abb. 3) doch die Breite
und
der Helligkeitsabfall im Beugungsstrichbilde mit der Stellung der Zylinderlinse
ändern. Steht die Zylinderlinse so, daß sie das Bild senkrecht zur Verbindungslinie
der beiden Komponenten dehnt (Abb. 3a), so hat der Strich die maximale Breite,,
steht die Zylinderlinse senkrecht zu dieser Stellung (Abb. 31>), so ist die Strichbreite
ein Minimum. Bei einer Messung der kritischen Winkel O würden sich bei verschiedenen
Stellungen der Zylinderlinse verschiedene Werte fürs - a . cos 0 ergeben. Da s der
Abstand der Strichbilder ist, in welchen sie im benutzten Instrument eben noch getrennt
gesehen werden, also s das Auflösungsvermögen des Instrumentes darstellt, dieser
Werts aber mit einer Sicherheit von i Prozent eingestellt werden kann, so würden
Änderungen von io Prozent in der Breite der Strichbilder, da sie den zehnfachen
Betrag des mittleren Fehlers ausmachen, durchaus meßbar sein. Dies bedeutet aber
die Messung einer scheinbaren Größe vom zehnten Teil des Auflösungsvermögens des
Instrumentes (mit io bis 15 Prozent Genauigkeit). Mit einem Fernrohr, das eben noch
Doppelsterne von 0". q. trennt, würden mit dem neuen Mikrometer Doppelsterne von
0 ". 0q. Distanz mit io bis 15 Prozent Genauigkeit meßbar sein. Besonders genau
läßt sich in diesem Falle der Positionswinkel bestimmen, was schon bei sehr engen
auflösbaren Doppelsternen nur mit geringer Genauigkeit möglich ist, da bei geeigneter
Einstellung der Kalkspatplatte und alsdann bewirkter Drehung des ganzen Systems
(Kalkspatplatte und Zylinderlinse) vier Winkelstellungen gefunden werden, in denen
die Trennungslinie verschwindet und aus denen der Positionswinkel mit O°. i Genauigkeit
ermittelt werden kann.
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Im Falle auflösbarer Doppelsterne wird die Vorrichtung in ähnlicher
Weise gebraucht, wobei durch zweckentsprechend gewählte Trennung durch die Kalkspatplatte
die Bilder der beiden Komponenten So, SA, So.; SA2 (Abb. d.) so liegen, daß z. B.
die Distanz So,-So, durch die zwei Einstellungen des SA1- Bildes gemessen wird,
bei denen der Trennungsstrich zwischen SA, und SO., einmal rechts
(Winkel O1), einmal links von So, verschwindet (Winkel 02). Da
SO, SA, bekannt ist, so ist, wie ersichtlich, aus @l und 0, der Wert
Sog So,, ohne weiteres berechenbar.
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Für den Fall, daß die Breite der Strichbilder, die in Winkelmaß ausgedrückt
lediglich von der Ob j ektivöffnung abhängt, das Zehnfache eines Fixsterndurchmessers
nicht übersteigt, ist derselbe meßbar. Die Vorrichtung ist in Abb. 5 schematisch
dargestellt. Das Okular 0 mit der Kalkspatplatte K ist drehbar im Rohre R gelagert,
welches die Zylinderlinse Z enthält. Die Stellung der Kalkspatplatte relativ zur
Zylinderlinse wird an einem Teilkreise T mit Hilfe der Zeiger i abgelesen, die Stellung
der Zylinderlinse relativ zum Gesichtsfelde (scheinbaren Parallel) am üblichen Positionskreis.
Die Zylinderlinse kann auch mit Hilfe einer Brücke b vor dem Okulare angeordnet
werden. Die Behinderung der Ablesezeiger, sich um volle 18o° drehen zu können, stört
die Messung nicht. Die Brennebene liegt zweckmäßig zwischen K und Z.
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Die Zylinderlinse kann ersetzt werden durch Ausgestaltung des Objektivs
als Zylinderlinse oder Zylinderspiegel, welch letzterer bei hinreichender öffnung
durch Verbiegung eines spiegelnden Streifens erzeugt werden kann.
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Anstatt doppeltbrechender Medien können zur Vervielfachung der Sternbilder
auch Deugungsgitter, Spiegel und Prismen verwendet werden.
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Wie aus dem Gesagten hervorgeht, geht das neue Mikrometer in seinem
Bau und seiner Wirkung wesentlich über das Wellmannsche Mikrometer hinaus, da es
sich hierbei nur um eine Verdoppelung der Meßfäden handelt.