第三章天文观测与天文测量课件.ppt

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1、普通天文学第三章　天文观测和天文测量（1）主要内容天体的辐射天文观测工具天文测量天体光度测量天体光谱测量其他测量一、天体的辐射来自宇宙的信息电磁辐射(electromagneticradiation)宇宙线(cosmicrays)中微子(neutrinos)引力波(gravitationalwave)电磁辐射是由发生区域向远处传播的电磁场。它以变化的电磁场传递能量、是具有特定波长和强度的波（波动性）波长范围：0.01Å～30m1Å=10-10m(波长λ)×(频率ν)＝光速c=3×1010cms-11、电磁辐射产生电磁波的方式

2、：能级跃迁热辐射电磁振荡等根据波长由长到短，电磁辐射可以分为射电、红外、可见光、紫外、X射线和γ射线等波段。可见光又可分解为七色光(红橙黄绿青蓝紫)射电(无线电波)：>1毫米红外线：0.77微米～1毫米可见光：390纳米～770纳米紫外线：10纳米～390纳米Ｘ射线：0.1埃～100埃g射线：<0.1埃大气窗口(atmosphericwindow)地球大气有选择地吸收电磁辐射只有某些波段的电磁辐射能穿过大气层，达到地面，这些波段称为“大气窗口”。两个窗口：光学窗口：波长300nm～700nm射电窗口：波长1mm～20m不透明

3、度不同辐射波段的太阳光学紫外X射线射电不同辐射波段的银河系2、宇宙线天体发出的高能粒子流：电子质子α粒子（氦原子核）等。特点：速度快、穿透力强，带有电荷3、中微子一种以光速运动的基本粒子，其穿透力极强，停止一个中微子的运动要厚达1光年的铅板。很少与其他物质发生相互作用，可以轻易地从天体内部深处跑出来，带出其他媒体无法传递的信息。现在虽可以探测到它的存在，但还没有很有效的设备去了解和研究它所携带的信息。美国南达科他州一废金矿井深处的中微子探测器在那里放置了38万升全氯乙烯纯净液体，捕捉中微子，使氯变氩，记录中微子数量的。日本神

4、冈中微子探测器这个50,000吨的巨型圆柱中微子探测器，座落在日本一个矿山的地下1,000米深处，用来做探测中微子、质子衰变、宇宙射线等等研究。1.6kmC2Cl4中微子探测器宇宙线ArArgonAtom100,000gal.tank金矿Ar来自超新星1987A的中微子事件4.引力波(引力辐射)根据广义相对论，引力也可以形成辐射作为天体信息的来源。引力是一切物质都具有的属性，其大小和物质的质量成正比。天体运动发出的引力波，会携带天体运动状态的信息。虽然原则上可以从四种来源搜集天体的信息，但迄今为止最主要的来源仍是电磁辐射。二

5、、天文观测工具天文观测仪器系统的基本结构分析器探测器接口计算机望远镜控制信号控制信号—收集天体的辐射测量辐射记录和处理天体信号仪器控制光学望远镜射电望远镜空间天文观测1、光学望远镜(1)望远镜的作用：增加聚光，尽可能多地收集天体辐射的能量人眼瞳孔直径最大只有8mm提高分辨率人眼看不清月球表面细节，望远镜则可以分辨出来望远镜机械装置容易对准天体进行较长时间跟踪观测1、光学望远镜(2)总体结构：光学系统机械装置电控设备目镜物镜包括基座、转轴、刻度盘及指标，按转轴方向不同分为赤纬式和地平式。用于保障观测过程中望远镜对准天体并跟踪天

6、体的视运动物镜和目镜赤纬式装置两个转轴分别是“极轴”、“赤纬轴”望远镜绕赤纬轴转动可对向天体的赤纬绕极轴转动可对向天体的时角(或赤经)，跟踪天体周日视运动赤道仪赤纬式装置框架式德国式叉式2021/7/2826普通天文学赤纬式装置马蹄式英国式2021/7/2827普通天文学地平式装置两个转轴分别是“水平轴”和“垂直轴”绕垂直轴转动可对向天体的地平经度(方位角)绕水平轴转动可对向天体的地平纬度(高度角)天体测量仪器(如经纬仪)和人造卫星观测仪器常用地平式1、光学望远镜(3)性能指标口径分辨角放大率和底片比例尺相对口径视场贯穿本领

7、口径D物镜的有效通光直径，用符号D表示。物镜收集星光的能力与其面积(πD2/4)成正比物镜口径越大，越容易观测到更暗的天体此两幅照片曝光时间相同，但下面的照片所用望远镜的口径大两倍。分辨角θ指望远镜刚好可分辨的两个点光源的角距用于表征望远镜的分辨能力，分辨角越小，分辨能力越高高品质物镜的分辨角与物镜口径(D)和波长(λ)关系式中，θ以弧度为单位，口径和波长取相同长度单位分辨角θ目视观测最敏感的波长为0.55微米，当Ｄ以米为单位时，目视观测分辨角的角秒值为：黑白照相观测最敏感波长为0.44微米，当D以米为单位时，黑白照相观测分

8、辨角的角秒值为：由于物镜的缺陷和大气的扰动，望远镜实际分辨角要大些例：口径为10mm的望远镜的目视观测分辨角为多少角秒？人眼瞳孔直径约为2mm（白昼）~8mm（黑夜），其分辨角的范围大致为多少角秒？答案：14’’18’’～70’’放大率目视望远镜的放大率等于物镜的焦距F与目镜的焦距f之比，