Паралакс

Відео: Урок 1. Ефекти Parallax. Що таке паралакс ефект

Ілюстрація параллакса. Відео: Паралакс в астрономічних спостереженнях При зміщенні суб`єкту, візуально зміщуються об`єкт / об`єкти Відео: Втілення ВСІХ корпусів ліхтарів: Іон, Паралакс, М`ясник і інші. DC comics. корпус Ліхтарів

В природі
Явище паралаксу часто використовується в природі. Майже всі ссавці і птахи мають хоча б вузьку зону бінокулярного зору. Завдяки цьому їм вдається вимірювати відстань до різних об`єктів. Висока бінокулярність зору характерна для істот, яким важливо точно визначати відстані, наприклад у людей цей кут складає до 150 °. Відповідно, два очі дають два різних зображення, які майже повністю перекриваються. Мозок, аналізуючи дані з двох точок спостереження, будує об`ємне зображення, що значно спрощувало життя в верхівках деревьев.Для визначення відстані важливі кілька факторів: відстань між точками спостереження (базис) і розрізнення кутів. Базис (відстань між зіницями очей) у людей коливається в основному між 58 мм і 75 мм, усереднено вважається базис очей - 65мм. Нетренованого людини при хорошому освітленні може розрізнити кут в 1 `(60 "), і визначати відстані до 300-400 метрів, після спеціальних тренувань людина може розрізняти кути в 6 разів менше - до 10", і, відповідно, визначати відстані до 1, 3-1,5 км
В оптиці
Паралакс в оптиці може викликати похибка вимірювань. Виникає внаслідок руху зіниць щодо окуляра, або вимірювальної сеті.Также повинна враховуватися в нецифрових фотоапаратах, оскільки існує певна різниця положення окуляра і фокус камери. Внаслідок чого при зйомках близьких об`єктів, картинка могла істотно відрізнятися від того, що бачив фотограф. Остаточно цей момент вдалося виправити лише з появою цифрових фотокамер, де єдиний сигнал дублюються як в окуляр (або екран), так і на матрицю.
В оптиці паралакс грає подвійну роль. Створено ряд оптичних приладів, які використовують ефект паралакса. Основна ідея полягає в зміні базису очей (стерео-базис). Завдяки чому зростає сприйняття максимально далекої відстані, але зменшується детальність чіткого розрізнення обсягу. При зменшенні базису відбувається навпаки. Дуже важливим параметром є забезпечення паралельності підзорних труб.
Призменний бінокль є наймасовішим подібним інструментом. Завдяки штучному збільшені базису очей він дозволяє при огляді місцевості краще відчувати відстань. Найчастіше виготовляються біноклі зі збільшенням базису очей вдвічі, зрідка більше. При зміні відстані між точками спостереження в стільки ж разів змінюється паралакс. У поліпшених моделях біноклів є можливість коригувати цей параметр.Стереотруба - пристрій, схожий за конструкцією на перископ, але має суттєву перевагу завдяки регульованій величині стерео-базису (до 75 см). Використовується переважно у військових. Завдяки поліпшеному сприйнятті обсягу легше розрізняти траншеї т.д. Для більш точного визначення відстані на окуляри наноситься позначка кутів верньєр.
СтереофотографіяВо багатьох областях науки набула поширення стереофотографія. Певний об`єкт (групу об`єктів) фотографують з двох різних точок. Для досліджень мікросвіту спеціальними приладами зменшуючи стерео-базис, для макросвіту - збільшуючи. Завдяки порівнянні двох зображень досягається відчуття простору, що дозволяє краще зрозуміти взаємні відстані. Прилад, що забезпечує сприйняття кожним оком свого зображення, називається cтереоскоп (від грец. - просторовий і - дивлюся) Дивись також Стереоскопічний ефект.
В астрономії
Метод паралакса є єдиним безпосереднім методом вимірювання відстаней поза Сонячною системою. Астрономи для визначення відстаней використовують різні (найкраще - протилежні) точки земної поверхні або земної орбіти, вимірюючи кутовий зсув об`єкта на тлі далеких зірок. Відповідно виділяють два методи геоцентричний паралакс і геліоцентричний паралакс. По об`єктах спостережень виділяють Місячний паралакс, паралакс Сонця і тіл Сонячної системи і Зоряний паралакс.
геоцентричний паралакс
Геоцентричний паралакс (або як його ще раніше називали - добовий паралакс) використовується для вимірювання відстаней в межах Сонячної системи. Раніше проводили вимірювання кутів двічі протягом доби, завдяки чому можна було визначити паралакс до таких об`єктів як Місяць, Сонце і т.д. Зараз для цього використовують два одночасних спостереження в різних точках земної кулі або синхронізовані телескопи.
Горизонтальним параллаксом називають кут між напрямком на світило з якої-небудь точки земної поверхні і напрямом на світило з центру Землі.
Вперше застосував метод паралакса в астрономії давньогрецький вчений Гіппарх 150-го р до н.е. для визначення відстані до Місяця. За його розрахунками паралакс склав 58 `і, відповідно, відстань до Місяця ~ 59 радіусів Землі. За сучасними даними паралакс Місяця становить - 57ь02.6 ", згідно відстань - 60.2 радіусів.
6 листопада 1572 спалахнула наднова зірка SN 1572 в сузір`ї Кассіопеї. За 5 днів по тому данський астроном-дворянин Тихо Браге, перебуваючи на вулиці, випадково помітив цю яскраву зірку. Надалі він єдиний в Європі вів детальні спостереження нової зірки, записуючи її зоряну величину і вимірюючи кути щодо інших яскравих зірок сузір`я Кассіопеї з точністю до декількох кутових хвилин. Він не зміг обчислити паралакс цього об`єкта і зрозумів, що явище відбувається далеко, як Місяць, між нерухомих зірок. Отже, і на небі бувають зміни. Таким чином було спростовано постулати про незмінність небесних сфер Аристотеля, який вважав, що всі небесні зміни (комети, нові зірки) відбуваються у верхніх шарах атмосфери, де вона стикається з космічним вогнем.
За 5 років Бразі пощастило знову. У нічному небі засяяла Велика комета C / 1577 V1. Бразі зробив аналогічні вимірювання кутів комети і Місяця (вони часто були поруч) в певні дати щодо сусідніх зірок. Подібну роботу в Празі виконав невідомий нам астроном. Зіставивши дані своїх спостережень поблизу Копенгагена (Кобенхавн) і дані колеги з Чехії, Бразі зміг визначити паралакс, щоправда помилковий. За його даними виходило, що комета мінімум втричі далі, ніж Місяць.
У 1672 Джованні Кассіні вдалося виміряти відстань до Сонця, як 140 млн. Км (на 7% менше сучасні дані). Заради цього він, перебуваючи в Парижі виміряв розміщення Марса на тлі зірок, одночасно з ним в Французькій Гвіані Жан Ріше фр. Jean Richer теж провів спостереження. Зіставивши дані, астрономи отримали паралакс Марса, і на основі цих даних вирахували, відстань до Сонця.
геліоцентричний паралакс
Для вимірювання міжзоряних відстаней використовують річний паралакс. Спостереження здійснюють з проміжком півроку, за цей час Земля пересувається в протилежну точку своєї орбіти. Основна одиниця відстаней на основі параллакса - парсек. 1 Парсек - це відстань з якого середній діаметр земної орбіти становить 1 "(одну кутову секунду).
Оскільки для малих кутів (Радіан)
З огляду на, що 1 радіан =, А один градус (1 °) містить = 3600 "отримуємо, При цьому Де L - відстань, D - базис, а X - кут, якщо за базис взяти 1 а.о. (AU), а за кут 1 ", то можна обчислити, що 1 парсек становить-1AU (а.о.), як відомо = 149,6 млн. км. 30857244000000. км. = 3,2616 св. г.Бліжайшая зірка Проксима має паралакс 0.77233 "± 0.00242 (дані отримані космічним телескопом Гіппаркос). Проксима є третім компонентом системи Альфа Центавра, яка в свою чергу має паралакс 0,76". Всього 65 окремих зірок знаходяться в межах 5 парсек від нас.
Довгий час той факт, що паралакси навіть найближчих зірок менше однієї кутової секунди, служив потужним аргументом для геоцентризму. Виглядало так, що зірки не мають параллакса, на відміну від добового і річного паралакса планет. Звідси вчені дійшли висновку, що Земля є центром Всесвіту і тому у зір відсутній паралакс. Однак ще давньогр. астроном Аристарх Самоський, розробивши і математично довівши геліоцентричну систему, блискуче передбачив, що і у "далеких зірок" повинен існувати паралакс, викликаний рухом Землі в просторі. Коли його опоненти вказували на відсутність паралакса, він пояснював це тим, що зірки дуже далеко. 0
Через століття ця полеміка спалахнула знову. Зокрема Тихо Браге полемізуючи з теорією Коперника, висував одним з головних аргументів саме відсутність паралакса у зірок. Оскільки Сатурн - найвіддаленіша в той час планета мала значний паралакс, а нерухомі зірки - немає, виходило, що зірки повинні знаходитися мінімум в 700 разів далі Сатурна.1 Однак спираючись на авторитет Аристотеля, астрономи вважали, що сфера зір розташована відразу за сферою Сатурна .
Так тривало до винаходу геліометра, що збільшив точність в десятки разів (до декількох десятих часток кутової секунди). 1838 Фрідріх Вільгельм Бессель за допомогою геліометра вперше виміряв паралакс для поза-сонячного об`єкта - зірки 61 Лебідь - який склав 0,31 "2.
Супутник Гіппаркос Європейського космічного агентства, який знаходився на близько-земної еліптичній орбіті в одна тисяча дев`ятсот вісімдесят-дев`ять-1 993 роках, зібрав точні дані по паралаксів 118 218 зірок. Дані були оброблені і опубліковані 1997 года3. На 2011 рік заплановано запуск його наступника - космічного телескопа GAIA. Основна місія: визначення паралаксів одного мільярда зірок і складання 3D карти Галактики. Точність паралаксів буде настільки високою, що для найближчих зірок доведеться враховувати вплив обертання самого апарату на орбіті навколо точки Лагранжа L24.
Вся шкала відстаней в астрономії базується на визначенні паралакса найближчих зірок. Потім йдуть методи фотометричного аналізу, періодичності цефеїд і червоного зсуву. І хоча метод вимірювання паралакса дозволяє обчислювати відстань всього до найближчих зірок, але на ньому базуються всі інші методи, таким чином метод паралакса дозволяє з`ясувати розміри Всесвіту.