《天文观测方法》PPT课件

《《天文观测方法》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、现代天文学与诺贝尔物理学奖讲授提纲三，天文观测方法1．大气窗口和望远镜2，射电望远镜3，射电干涉仪4，综合孔径射电望远镜5，赖尔获1974年诺贝尔奖1974年诺尔贝物理学奖由英国剑桥大学天文学家赖尔（M.Ryle）和休伊什(A.Hewish)分享。赖尔获奖是因发明的综合孔径射电望远镜和观测研究而获奖。综合孔径射电望远镜的特点：非常高的灵敏度非常高的空间分辨率成象，可获得天体的图象可与光学望远镜媲美1，大气窗口地球大气有两个窗口，允许可见光和无线电两个波段通行无阻地到达地面。天文学家把天体的无线电波段称为射电波段。天文学家只是近几十年前才利用射电波段这个窗口。射电天文这种新的观测手段一出现，就显

2、示出极大的优越性。地球大气仅允许可见光个射电波段到达地面红外、紫外、X射线和伽瑪射线被大气层所阻隔必须把红外、紫外、X射线和伽瑪射线探测设备放入太空轨道才能发挥功用哈勃空间望远镜是光学望远镜，是为了克服大气抖动所造成的分辨率的限制可見光、紅外线、无线电波等等，全部属于电磁波。所有电磁波在真空中皆以同一速度传播(光速﹐c=299792450米/秒)在真空中﹐电磁波的传播速度(c)、波長和频率，有以下的简单关系：(波長)×(频率)=c光的颜色是由光的频率所決定望远镜肉眼只能看到约6千颗恒星，但光银河系就有千亿颗恒星，成百亿的河外星系。它们都暗弱。没有望远镜，就没有天文学的发展。天文观测要求：能接

3、收到来自天体的微弱辐射即要求有很高的灵敏度能看清天体的细节即要求有很高的空间分辨率2，射电天文望远镜20世纪30年代初美国贝尔电话实验室的央斯基发现银河系中心发射来的无线电波。不久，美国射电天文学家雷伯用直径9.45米抛物面天线射电望远镜证实。第二次世界大战期间，雷达和反雷达以及通讯技术发展很快。英国的海伊对一起曾使英国军用雷达受到干扰的重大事件进行分析后发现，太阳上发生的射电爆发是这一事件的罪魁祸首。射电望远镜的组成1，天线（旋转抛物面天线）2，接收器（放大器）3，数据采集（计算机）4，纪录器旋转抛物面对于与主轴平行的光，经反射后会聚到焦点每道光的路程都相等ABF＝CDF＝EGF＝HKF＝…

4、在焦点处电波相位相同A抛物面天线的作用之一：收集能量有人以为大型望远镜可以把天体放得很大。大望远镜的作用並不是要把天体图象放得很大，而是要提供一個较亮和较清晰的影像。（恒星只是一个亮点）“这台望远镜可以看到多遠的物体？”这个问题无法回答。“這台望远镜可看見多暗的物体？”只要一個物体足夠明亮，无论距离多远都可以看到。灵敏度的定义最小可测流量密度A为天线面积，f是频宽，t是观测时间T接收系统温度流量密度单位：央斯基10－26尔格/秒·赫兹·米2弱射电源：10－4央斯基抛物面天线的作用之二：有很强的方向性来自与抛物面主轴平行方向上的天体射电波经抛物面反射后会聚到焦点，凡偏离主轴方向较多的射电波都不

5、会会聚到焦点处的“馈源”上，因此这类射电望远镜只能接收到来自主轴方向附近一个角度的电磁波，这个角称为分辨角。分辨角越小，则分辨率越高。早期小型射电望远镜1961年在原苏联克里米亚黑海岸边观测日食射电望远镜的抛物面天线口径3米，工作波长3厘米观测黑纸做的假月亮，很敏感。天文望远镜的空间分辨率分辨角（）和波长（λ）成正比，和望远镜的口径（D）成反比。分辨角越小，分辨率越高。光学波段的波长远比射电波段的短，光学望远镜的分辨率远比射电望远镜高。口径10厘米的光学望远镜，观测波长为5500埃（埃＝10－8厘米）时，分辨角为1.4角分，而射电望远镜，在波长为5.5厘米观测波段上的分辨角要达到1.4角分，

6、则要求射电望远镜天线的口径达到10千米，比光学望远镜的口径大10万倍。而且，还要求抛物面天线的表面精度达到1/20波长（3毫米）。国际上大型射电望远镜美国Arecibo305米射电望远镜德国Bonn100米射电望远镜英国JodrellBank76米射电望远镜澳大利亚Parkes64米射电望远镜我国已有的射电望远镜乌鲁木齐25米射电望远镜上海25米射电望远镜青海13.7米射电望远镜（毫米波）北京怀柔太阳射电望远镜北京密云综合孔径射电望远镜在预研究中的贵州大型射电望远镜口径500米，世界上最大反射面能自动调节为抛物面，比Arecibo的球面反射面先进竞争1平方千米射电望远镜21世纪国际大合作中国方

7、案：约30面口径300～500米大天线组成3，射电干涉仪射电天文学发展初期的射电望远镜的口径都比较小，由于分辨率低下，不能把相邻的几个射电源分辨清楚，不可能得到一个射电源结构的信息。建造大型天线以提高分辨率的办法遇到不可逾越的困难。射电天文学的发展要求另找出路！射电天文学的困难射电天文面临的最大困难是射电望远镜分辨率远不如光学望远镜，无法看清天体的细节。无法像光学望远镜那样获得天体的照片。射电天文