24.4.2009 |
Sluneční filtr (Vzpomínky a poznámky) |
Autor : Ivan Šolc |
|
Po válce jsem
začal studovat fyziku, trochu chemii a také astronomii. Měl jsem už jakési
zkušenosti se stavbou dalekohledů. Ten nezdařilejší, na němž se podílel
především prof. V. Šimák, jsme darovali turnovské hvězdárně, na jejíž stavbě
jsme se s bratrem s potěšením podíleli.
Prof.
A. Bečváře jsem znal z jeho článků už před válkou, po válce jsme ho
s rodiči navštívili na Skalnatém plese. – Začátkem roku 1950 musel Bečvář
(i díky své spolupracovnici) hvězdárnu opustit, přesídlil se svou paní do
starého domu v Brandýse nad Labem, kde měl kdysi jeho otec ševcovskou
dílnu. Záhy po jeho přestěhování jsem se rozhodl ho se svou dívkou, později
manželkou, navštívit.
Čekali
jsme zlomeného muže, chtěli jsme ho potěšit. Ale setkali jsme se s velmi
čilým mužem, plným humoru, který nás okamžitě přijal, se svou paní nás hostil a
vyprávěl nám, že to se nad ním sám Pán Bůh smiloval, že musel ze své milé
hvězdárny odejít, aby mohl dokončit dílo, které začal, hvězdné mapy a katalog.
V jeho bytě bylo obrovské rýsovací prkno na stojanu a všude plno
literatury i nové korespondence, kde získával nejnovější údaje.
Rozhovor
byl krásný a tam se tenkrát stočil na nové práce B. Lyota,
který nějakými krystalovými filtry pozoroval protuberance i chromosféru. Bečvář
mi přímo předložil úkol takový filtr udělat, prý také z krystalů, protože
jen takový krystalový filtr může být takřka neomezeně stabilní a pozorování
s ním, snad i v sériích staletí, jsou proto reprodukovatelná a mohou
dát spolehlivé výsledky pro odborná zpracování. Bečvář nevěděl, jak je ten Lyotův filtr sestavený, jen věděl, že je krystalový a
polarizuje světlo. Revue d´optique k nám
tenkrát nechodil, a tak jsem si lámal hlavu, jak to může být udělané. Vnuknutím
shůry mi to asi během měsíce došlo, dal jsem se tedy do práce (dělal jsem tehdy
v Tesle VUPEF, kde jsem zaváděl výrobu piezoelektrických krystalů).
V Tesle byl k dispozici perfektní přírodní křemen, později jsem
dovezl i vápenec. Ředitel byl velice vstřícný, bez všech papírování jsem na tom
mohl po práci dělat. Ideu následnosti tloušťky destiček jsem chtěl pro
jednoduchost pokusu nahradit skládáním destiček stejné tloušťky podle potřeby.
Jenomže i mně došlo, že bude potřeba sehnat víc polarizačních filtrů, které v té
době rovněž nebyly. Od Dr. Mikulaschka jsem získal
jen 2, víc jich neměl. Nakonec byly destičky hotové, ale polarizátory byly jen
dva. – Tady přeruším sled vzpomínek, jen řeknu výsledek, že díky tomu, že jsem
měl jen dva polarizátory a díky tomu, že mou beznadějnou situaci zase pomohla
vyřešit pomoc z nebe, se narodil řetězový filtr.
Hlavní
fyzikální poučka této etapy je reálnost dobrých krystalových monochromátorů a Bečvářova prozíravost, že jedině
krystalové filtry nestárnou, což je pro hvězdáře zásadně důležité. Moc dobře
jsem si tyhle důsledky uvědomoval, protože už před tím jsem se pokoušel bez
krystalů sestavit filtr H-alfa z barevných skel (to nejde) a jako nadějné
jsem přijal řešení Christiansenovým disperzním
filtrem. Podařila se mi s ním pološířka pod
30Å, ale tepelně je to zoufale citlivé i nestabilní, tedy k ničemu.
Pak
se spustila výroba pokusných krystalových filtrů, nejdřív v Tesle
v Praze, pak v Turnově v pozdějších Monokrystalech, ve
Sklářských turnovských brusírnách, pak v Dioptře
a nakonec v dílnách ČSAV. Z astronomů nejvíc pomáhal dr. Otavský a
pak dr. Valníček, kritik i dobrý propagátor. Dělaly se chyby, hledala se
optimální cesta, ale věci se dařily.
Úplný
seznam toho, co se dělo, není, ale velká posila byly i reference a návštěvy kolegů
ze SSSR (kam jsme dodali dost velký počet filtrů), prof. Evanse
z USA, pokusy s UV sledováním Slunce z družice (prof. Öhman, K. Freda) i dopisy a posudky kolegů z Japonska
a Austrálie – a řada dalších. Také jsme vyrobili výkonný filtr pro IČ chromosféru
do Francie, to už se vyráběly kvalitní IČ polarizátory HR i UV polarizátory HNP1B.
Fungovalo to dobře (jen na žádost zákazníka byl ten IČ filtr nejdříve
koncipován s vápencovými polarizátory, dokonce dvoupaprskovými,
což je dost aféra!).
*
Teď
to všechno další přeskočíme a vynecháme, jen bych rád připojil návrh
jednoduchého a snad dobrého filtru pro dvě nejužívanější čáry: H-alfa a K (Ca
II).
K navrženému
filtru patří další příslušenství: především na vstupní straně musí být determální filtr, dokonale opticky i funkčně kvalitní. Za
ním by měl být hradicí filtr, který propouští jen okolí žádaného maxima. (Pokud
se nedaří takový filtr zhotovit běžným postupem – barevná skla, napařovaný Fabry-Perotův filtr alespoň
částečně optimalizovaný volbou vhodného řádu vrstvy 2L atd., lze jej doplnit
jednou křemennou destičkou a dalším polarizátorem). Velmi dokonalý, ale při
dnešním pokroku napařovaných filtrů těžkopádný, je systém hrazení pomocí
koincidenčních dvojlomných filtrů. – O tom všem a o mnoha dalších podrobnostech
jsme referovali v celé řadě předchozích zpráv.
Některé poznámky
k použití filtru:
Hlavní křemenná
část se ladí teplotou. Má při sejmutí vápencových členů jen dva polarizátory,
což znamená mimořádnou propustnost. Když se postupně doplňuje vhodnými
předsádkami, je tato samotná část výborně použitelná i pro řadu dalších
zajímavých slunečních čar. – Proto se doporučuje mechaniku tohoto filtru
vyrobit jako skládačku. Rozlišovací schopnost jednotlivých dílů i sestavy je
uvedena v předchozích zprávách.
Ovšem
pro praktická pozorování je nutné vzít v úvahu, že konečná rozlišovací
schopnost má dvě hlavní složky:
a) Rozlišovací schopnost geometrie obrazu,
což je velmi blízké pojmu rozlišovací schopnosti dalekohledu.
b) Rozlišení spektrální, které ovšem plně
nevystihuje jenom pološířka pozorované čáry. Jde tu i
o celkový průběh žádaného maxima, i o optickou čistotu zobrazení (nesmí tam být
zákaly, zobrazovací soustava se s filtrem musí navrhovat jako jeden
celek).
Další
podrobnosti nebudeme zde probírat, jsou v celé sérii publikovaných
interních sdělení. Tiskem z toho ovšem nevyšlo prakticky nic, jen
v rukopisech.
Duben
2009, Ivan Šolc
Redakční poznámka:
Rukopis tohoto článku jakož i
další technické zprávy jsou uloženy ve Vývojové optické dílně Ústavu fyziky
plazmatu AV ČR, v.v.i., v Turnově. Dvojlomné úzkopásmové
filtry navržené Dr. Ivanem Šolcem jsou dnes používány při pozorování Slunce na
celém světě. Principy Šolcova filtru
jsou popsány v sérii článků v Československém časopise pro fyziku – Šolc, I.,
Čs. čas. fyz.: 3(1953), 366; 4(1954),
607, 669; 5(1955), 114; 9(1959), 237; 10(1960), 16 – a v článku
Šolc, I., Journ. Opt. Soc. Amer.: 55(1965), 621.
|