👩‍👩‍👧 🆖 ⏮️ Lua ao microscópio 🃏 👨🏻‍💻 🤞🏼

À esquerda, você vê uma fotografia da lua tirada com um microscópio digital DigiMicro Mobile . Esta é uma imagem da lua real, não um filme refilmado ou um slide. Usei uma solução bastante incomum - conectei um microscópio a um telescópio. Como e por que eu fiz isso é descrito em detalhes no artigo Microscópio + Telescópio =? .

Se você não leu esse artigo, recomendo que você o veja na diagonal pelo menos para entender o que está acontecendo sob o corte. Nele, falei sobre os princípios de operação de um telescópio, um microscópio e a possibilidade teórica de combinar seus esquemas ópticos. Ele descreveu a fabricação do adaptador de microscópio para telescópio usando impressão 3D. O primeiro teste da estrutura foi realizado à tarde, em instalações terrestres remotas. Ir para observações astronômicas falhou devido a condições climáticas adversas. A julgar pelos resultados da pesquisa, a ideia de muitas pessoas estava interessada (406 votos a favor, 92 contra), por isso publico a continuação com a verdadeira Lua sob a lente de um microscópio.

Considere isso um experimento interessante com óptica e equipamento fotográfico, como macro fotografia através de uma gota d'águaem vez de um guia sério para a astrofotografia. Para fotografar a lua de alta qualidade através de um telescópio, é melhor usar uma câmera astronômica especial ou uma SLR com um adaptador T em foco direto.

Sobre o processo de fotografar com um microscópio

Antes de começar a fotografar a lua, vou falar com mais detalhes sobre alguns pontos importantes não mencionados no artigo anterior. Cerca de 0,3-0,4 segundos decorrem entre pressionar o obturador e disparar em si (eu descobri usando um cronômetro de corrida), o que nos permite evitar “tremer” ao usar o microscópio para a finalidade a que se destina. Ao fotografar em conjunto com um telescópio, esse atraso claramente não é suficiente. Minha montagem CG3 do orçamento treme como uma folha de álamo ao menor toque, as vibrações desaparecem por alguns segundos, mesmo que você não estenda as pernas até o comprimento máximo.

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No começo, tive a idéia de soldar o interruptor reed paralelamente ao botão do obturador e remover o ímã, mas depois encontrei o modo Time Lapse nas configurações do microscópio.

Não, nesse modo, o microscópio não grava vídeo acelerado, apenas captura automaticamente um número especificado de quadros em um intervalo especificado (de um segundo ou mais). O vídeo deve ser coletado de quadros individuais no computador. Eu tentei esse modo filmando a cristalização de cloreto de sódio a partir de uma solução a uma velocidade de 1 quadro por minuto. Os cristais crescem lentamente no fundo da placa com a solução, o aumento mínimo, o tamanho dos cubos maiores é ligeiramente menor que um milímetro.

Outro experimento é com refrigerante. Ao contrário dos cristais cúbicos de cloreto de sódio, o bicarbonato de sódio se deposita com belos flocos de neve em forma de agulha. Aqui, tiro uma pequena gota de secagem, e é por isso que os cristais crescem muito mais rápido e são muito pequenos. Portanto, o aumento é máximo, a velocidade de disparo é de 1 quadro por segundo.

O modo “Time Lapse” é muito útil ao trabalhar com um telescópio, para evitar trepidações ao fotografar. Comecei a fotografar em sequência com um segundo intervalo, enquanto, enquanto isso, estava mirando o objeto, alterando o zoom, ajustando o foco, removendo periodicamente minhas mãos do telescópio com o microscópio para preservar as armações lubrificadas.

Fotografar uma lua jovem com um microscópio + telescópio

Poucos dias depois da lua nova (que, aliás, foi acompanhada por um eclipse solar total ), finalmente, o clima claro foi estabelecido. A fase da lua estava se aproximando do primeiro trimestre, o que significava condições favoráveis para observações à noite. Liguei o microscópio ao telescópio e esperei a escuridão.

Havia mais uma razão para emoção. O fato é que na câmara do microscópio não há possibilidade de controle manual da exposição. Para um microscópio, isso não importa, pois há uma luz de fundo ajustável. No caso da lua, a luz de fundo é inútil. A lógica da "máquina" se concentrará no brilho médio do quadro e tentará ampliar detalhes inexistentes do fundo preto. Como resultado, a superfície da lua ficará irremediavelmente superexposta. Portanto, decidi não esperar pela escuridão completa, mas comecei a filmar logo após o pôr do sol. Eu contei com o fato de que o fundo do céu claro, que geralmente interfere nas observações diurnas , tocará em minhas mãos. Aqui está uma das primeiras fotos de teste:

Como se viu, era necessário começar a fotografar ainda mais cedo, o céu não está claro o suficiente. Quando ficou mais escuro ainda mais e o fundo do céu em molduras ficou quase preto, os detalhes da Lua ficaram ainda menos, tudo ficou iluminado. E então me lembrei da luz de fundo ajustável. Obviamente, isso não ajudará a tornar o céu mais brilhante. Mas posso avistar algo que será iluminado! Isso afetará o brilho médio do quadro, que por sua vez levará a uma diminuição na velocidade do obturador "automática". Com um pedaço de papel alumínio e uma tira de fita adesiva, rapidamente construí esse diafragma. O orifício no centro é perfurado por um soco no escritório. Nós inserimos o produto dentro do adaptador, para que a superfície da folha fique no plano focal do telescópio:

Colocando tudo de volta. Agora você pode ajustar a velocidade do obturador com a roda do brilho da luz de fundo, sacrificando parte da área útil do quadro. O resultado foi um tiro engraçado. Sob a lente do microscópio, há um pedaço de papel alumínio com uma abertura com cerca de 6 mm de diâmetro. Nesse buraco, “suspensa no ar” está uma imagem da Lua com quase três mil e quinhentos quilômetros de largura, formada por um espelho de telescópio. E tudo está em foco! Bem, nem tudo, a folha está um pouco enrugada :-) A lua ainda não se arrastou um pouco no buraco do furador. Decidi até agora não mexer no encaixe dos furos, mas tentar fotografar com um aumento maior. Nesse caso, a lua não caberá mais no quadro, mas a área do céu preto diminuirá e a velocidade correta do obturador será obtida sem truques adicionais.

O único problema é que você precisa colar o panorama para obter uma imagem da lua inteira. A foto-título do artigo é colada a partir desses três quadros e girada para que o norte fique no topo: é ruim que o microscópio não tenha foco automático. Para não perder o foco, você pode fazer uma máscara Bakhtinov .

Qual foi o aumento?

A questão é interessante, mas não totalmente correta. Quando falamos em aumentar o telescópio óptico ou o microscópio durante as observações visuais, comparamos o ângulo em que o objeto é visível com o olho armado e sem ajuda. Por exemplo, meu telescópio com uma distância focal de um espelho de 650 mm fornece uma ampliação de 65 vezes usando uma ocular de 10 mm. Se a matriz é o receptor de luz, como comparar os tamanhos? A ampliação angular dependerá do dispositivo de saída da imagem e da distância de visualização.

Por outro lado, você pode abordar a questão e comparar as dimensões dos detalhes da superfície da lua - visíveis a olho nu (ou através de um dispositivo óptico com uma ampliação conhecida) e distinguível nas minhas fotos. Os detalhes mais característicos do relevo lunar são crateras. É verdade que eles não são visíveis a olho nu (pelo menos o meu). Eles não eram conhecidos antes que Galileu Galilei os descobrisse com seu primeiro telescópio com uma ampliação tripla (e cunhou o termo "cratera"). As crateras no lado visível da Lua que Galileu observou e esboçou têm diâmetros de 100 a 200 quilômetros: crateras de até 10 a 20 km de diâmetro são visíveis ao microscópio em fotografias da lua (por exemplo, Swift e Pierce ).

Acontece que nas minhas fotografias os detalhes são visíveis 10 vezes menores do que o que Galileu viu em seu tubo triplo. Portanto, o aumento pode ser estimado aproximadamente como trinta vezes. Em observações visuais com uma ampliação de 65x, muito mais detalhes são visíveis através do mesmo telescópio, o que é consistente com a estimativa.

Parece, nada de extraordinário, o resultado é apenas uma ordem de magnitude melhor do que a de Galileu. Mas, como a galáxia sugere em um post próximo , é impossível distinguir detalhes da superfície menores que 1 km com qualquer telescópio terrestre devido aos efeitos atmosféricos. Portanto, o resultado é, de certa forma, o mais médio - 10 vezes melhor que o primeiro telescópio do século XVII e 10 vezes pior que o limite teórico dos telescópios modernos.

E o empilhamento?

Em um artigo anterior, prometi abordar esse tópico, mas todos os quadros acima são únicos. Os amantes de astronomia, ao fotografar objetos celestes, na maioria dos casos usam a técnica de empilhamento - eles gravam uma série de muitos quadros (ou um videoclipe) e os combinam em um. Isso permite que você se livre do ruído da matriz, distorção atmosférica e melhore significativamente a qualidade do resultado. Esse truque não funcionou com um microscópio - meu telescópio não tem um motor para rastrear a Lua; ele sai muito rápido do quadro. Ao fotografar em um segundo intervalo, a Lua consegue alternar significativamente entre os quadros e há um problema com o alinhamento da série. Mas funciona ao fotografar um iPhone através de uma ocular ( eu fotografei um eclipse como esse) Em vez de disparos em sequência, você pode gravar vídeo HD a 30 quadros por segundo, a lua muda pouco entre os quadros e o Registax faz um excelente trabalho de alinhamento. Além disso, o telefone possui foco automático que corrige erros de foco.

Vídeo original (eu ainda fiz, gravei e publiquei um vídeo vertical de um iPhone) :

Após empilhar:

Para comparação, coloquei um quadro com um microscópio ao lado, um único quadro de um iPhone e um resultado de empilhamento de 100 quadros de um iPhone.

Dados técnicos

Todas as fotografias da lua sob o microscópio são clicáveis; você pode vê-las em tamanho maior. Observe que o Habrastorage reduz automaticamente todas as imagens enviadas para 1920 pixels de largura. Imagens originais não processadas de um microscópio com resolução de 2560x1920 e vídeo de um telefone 1080x1920 podem ser baixadas aqui: https://goo.gl/Q5czXj ; certamente alguns leitores obterão melhores resultados de processamento. A resolução das imagens é próxima aos 5 megapixels murchos e aparentemente corresponde à resolução nativa da matriz do microscópio. Existem mais opções nas configurações, mas já haverá aumento de escala. O zoom digital não foi usado em nenhum lugar.

Se alguém estiver interessado no preenchimento do microscópio, aqui está uma foto do quadro nos dois lados.

Conclusão

Como resultado das experiências ópticas descritas, o microscópio não foi danificado e pode continuar sendo usado para a finalidade pretendida. Você pode comprar o mesmo microscópio na loja online Dadget .

Spoiler para aqueles que esperavam ver minerais lunares sob o título deste artigo.

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