ذروة حيود

مقارنة بين قمم الحيود لترتيبات دعامات مختلفة لتلسكوب عاكس. تمثل الدائرة الداخلية المرآة الثانوية.

البصريات الخاصة بتلسكوب عاكس نيوتوني مزود بأربعة أذرع عنكبوتية تدعم المرآة الثانوية.

في الغالبية العظمى من تصميمات التلسكوبات العاكسة ، يجب وضع المرآة الثانوية على المحور المركزي للتلسكوب، وبالتالي يجب تثبيتها بواسطة دعامات داخل أنبوب التلسكوب. ومهما كانت دقة هذه الدعامات، فإنها تحيد الضوء الوارد من النجم المراد رصده. ويظهر هذا الحيود على شكل أشعة حيود، وهي عبارة عن تحويل فورييه للدعامات. وتمثل هذه الأشعة فقدانًا للضوء الذي كان من الممكن استخدامه لتصوير النجم. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

على الرغم من أن أشعة الحيود يمكن أن تحجب أجزاء من الصورة وهي غير مرغوب فيها في السياقات المهنية، إلا أن بعض هواة الفلك يحبون التأثير البصري الذي تضفيه على النجوم الساطعة - مظهر " نجمة بيت لحم " - بل ويقومون بتعديل تلسكوباتهم الكاسرة لإظهار التأثير نفسه، ^{[ 5 ]} أو للمساعدة في التركيز عند استخدام كاميرا CCD . ^{[ 6 ]}  

تتجنب بعض تصميمات التلسكوبات العاكسة ظاهرة حيود الضوء عن طريق وضع المرآة الثانوية خارج المحور. وتعاني التصميمات المبكرة خارج المحور، مثل تلسكوبي هيرشليان وشيفشبيغلر ، من قيود خطيرة كالاستجماتيزم ونسب البؤرة الطويلة، مما يجعلها غير مجدية للأبحاث. أما تصميم التلسكوب قصير المحور (brachymedial) للودفيغ شوبمان ، الذي يستخدم مزيجًا من المرايا والعدسات، فيُصحح الانحراف اللوني بدقة تامة على مساحة صغيرة، وتُستخدم حاليًا تصميمات تعتمد على هذا التصميم في أبحاث النجوم الثنائية .

يوجد أيضًا عدد قليل من العدسات اللا بؤرية العاكسة بالكامل خارج المحور والتي تعطي صورًا مثالية بصريًا.

لا تواجه التلسكوبات الكاسرة وصورها الفوتوغرافية نفس المشكلة لأن عدساتها غير مدعومة بأذرع عنكبوتية.

تحدث ذروات حيود في تلسكوب جيمس ويب الفضائي بسبب فتحته السداسية وثلاث دعامات داعمة.

تم ترميز حواف أجزاء المرآة الرئيسية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي وشبكة العنكبوت بالألوان وفقًا لأشعة الحيود المقابلة لها.

تُظهر الصور الملتقطة بواسطة التلسكوبات ذات المرايا المجزأة أيضًا قمم حيود ناتجة عن حيود الضوء من حواف المرايا. وكما في السابق، توجد قمتان متعامدتان على كل اتجاه للحافة، مما ينتج عنه ست قمم (بالإضافة إلى قمتين أقل سطوعًا بسبب دعامة المرآة الثانوية) في الصور الملتقطة بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي . ^{[ 7 ]}

• 
  أول حقل عميق لتلسكوب جيمس ويب الفضائي مع قمم حيود
• 
  صورة التقطها تلسكوب جيمس ويب الفضائي لمجموعة النجوم ويسترلوند 1 مع قمم حيود.
• 
  صورة التقطها تلسكوب جيمس ويب الفضائي للمجرة الحلزونية NGC 7469 مع قمم حيود.

مقارنة قمم الحيود لفتحات ذات أشكال مختلفة وعدد شفرات مختلف

شفرات فتحة عدسة الكاميرا

تُستخدم أغشية القزحية ذات الشفرات المتحركة في معظم عدسات الكاميرات الحديثة لتقييد كمية الضوء التي تصل إلى الفيلم أو المستشعر. وبينما يسعى المصنّعون إلى جعل فتحة العدسة دائرية للحصول على تأثير بوكيه جميل ، إلا أنه عند تضييقها إلى أرقام بؤرية عالية (فتحات صغيرة)، يميل شكلها إلى شكل مضلع له نفس عدد أضلاع الشفرات. يعمل حيود الضوء على تشتيت الموجات الضوئية المارة عبر الفتحة بشكل عمودي على الحافة المستقيمة تقريبًا، حيث تُنتج كل حافة ذروتين ضوئيتين تفصل بينهما زاوية 180 درجة. ^{[ 8 ]} ولأن الشفرات موزعة بانتظام حول الدائرة، فإن ذروات الحيود الناتجة عن الشفرات على الجانبين المتقابلين تتداخل في غشاء ذي عدد زوجي من الشفرات. وبالتالي، يُنتج غشاء ذو ​​n شفرة n ذروة ضوئية إذا كان n زوجيًا، و2 n ذروة ضوئية إذا كان n فرديًا. ^{[ 9 ]}

• 
  5 شفرات تُنتج 10 مسامير
• 
  6 شفرات تُنتج 6 مسامير
• 
  7 شفرات تُنتج 14 شوكة
• 
  8 شفرات تُنتج 8 مسامير
• 
  9 شفرات تُنتج 18 شوكة
• 
  10 شفرات تُنتج 10 مسامير
• 
  أربع شفرات تُنتج أربع مسامير

قد تحتوي العدسة أو الغطاء الزجاجي غير النظيف بشكل صحيح، أو الذي يحمل بصمة إصبع، على خطوط متوازية تعمل على تشتيت الضوء بشكل مشابه لشفرات الدعم. ^{[ 10 ]}

ويمكن تمييزها عن النتوءات الناتجة عن الفتحة غير الدائرية لأنها تشكل لطخة بارزة في اتجاه واحد، وعن توهج CCD من خلال زاويتها المائلة.

• 
  في شيكاغو، غالباً ما تظهر في صور شروق الشمس وغروبها في شوارعها الحضرية الممتدة من الشرق إلى الغرب، بالقرب من الاعتدالين ، ظواهر حيود ضوئي. وتحدث ظواهر مشابهة لظاهرة مانهاتن هينج على مدار العام في أنحاء العالم.
• 
  الشمس محجوبة بشجرة

في التصوير الفلكي للهواة ، تُستخدم قناع باختينوف لضبط بؤرة التلسكوبات الفلكية الصغيرة بدقة. يمر الضوء القادم من نقطة مضيئة، كنجم ساطع معزول، والذي يصل إلى أرباع مختلفة من المرآة الرئيسية أو العدسة، عبر شبكات بثلاثة اتجاهات مختلفة. يُشكّل نصف القناع شكل "X" ضيقًا من أربعة أشعة حيود (باللونين الأزرق والأخضر في الرسم التوضيحي)؛ بينما يُشكّل النصف الآخر خطًا مستقيمًا من شعاعين (باللون الأحمر). يؤدي تغيير البؤرة إلى تحريك الأشكال بالنسبة لبعضها البعض. عندما يمر الخط تمامًا بمنتصف "X"، يكون التلسكوب مضبوطًا ويمكن إزالة القناع.

يُنشئ مرشح الشاشة المتقاطعة ، المعروف أيضًا بمرشح النجوم، نمطًا نجميًا باستخدام محزز حيود دقيق للغاية مُدمج في المرشح، أو أحيانًا باستخدام موشورات داخله. ويختلف عدد النجوم باختلاف تصميم المرشح، وكذلك عدد النقاط التي يمتلكها كل نجم.

فلتر صور عبر الشاشة

صورة ملتقطة باستخدام فلتر الشاشة المتقاطعة

فلتر نجمي آخر

تأثير مرشح النجمة المثلثة

يُمكن تحقيق تأثير مماثل بتصوير الأضواء الساطعة من خلال شبكة نافذة مزودة بأسلاك رأسية وأفقية. وتعتمد زوايا قضبان الصليب على اتجاه الشبكة بالنسبة للكاميرا. ^{[ 8 ]}