天文学望远镜.ppt

大学物理,10.天文望远镜介绍,大学物理,折射望远镜,1.光学望远镜,大学物理,折射望远镜的缺点,色散对红外、紫外光线吸收镜面形变镜面（双面）磨制,大学物理,最大的（1米）折射望远镜(叶凯士望远镜）,大学物理,反射望远镜,大学物理,反射望远镜的类型,牛顿式,卡塞格林式,折轴式,大学物理,Palomar天文台的5米Hale望远镜,大学物理,Keck双望远镜之一（口径10米）,折反望远镜,1）施密特式：球面反射镜+复杂的折射改正透镜。2）马克苏托夫式：球面反射镜+弯月形折射改正透镜。为了使视场边缘的星象没有渐晕，一般反射镜为改正镜口径的1.5倍。,施密特望远镜是折反射系统，系统中的主镜为一个球面反射镜，在球心处，物镜的前面还配置了一个改正透镜，用以改正反射镜的像差。这种系统是一个可以得到大视场的优质成像系统。一般施密特望远镜有效视场可达5度。,它的特点是相对口径很大(甚至可大于1)，光力强，同样口径下，比其它望远镜的视场大，像质优良，一般施米特望远镜有效视场可达5度。适于巡天摄影和观测星云、彗星、流星等天体。小型目视望远镜若采用折反射卡塞格林系统，镜筒可非常短小。世界上几乎所有的全天照像星图都是施密特望远镜完成的。世界上最大的施密特望远镜是卡尔施瓦茨希尔德天文台1340/2000望远镜。,施密特望远镜,帕洛马天文台 1.22米施密特望远镜50年代对北天进行了照像巡天，对亮于21m的天体全部拍了照片，每张照片是6.66.6，这就是著名的“帕洛马天图”，它对天体物理和天体测量工作都有极大的推动作用。,大学物理,望远镜的性能指标,聚光能力天体成像亮度有效镜面面积有效口径2,不同口径望远镜中的仙女星系,大学物理,角分辨本领主要取决于光的衍射角分辨率（角秒）=0.25(m)/D(m),仙女星系,相对口径 A：A=DF,望远镜的光力也叫相对口径，即口径D 和焦距F之比，A=D/F。光力A的倒数叫焦比(1/A=F/D)。,放大率 G：,目视望远镜的放大率等于物镜的焦距F1与目镜的焦距F2之比，即 G=F1/F2 一架望远镜配备多个目镜，就可以获得不同的放大率。显然目镜的焦距越短可以获得越大的放大率。但这样并不好，小望远镜用过大的放大率，会使观测天体变得很暗，像变得模糊。常用的目镜的焦距为10mm左右，用它配在焦距800 mm 的望远镜物镜后面，就可获得80倍的放大率。,视场：,望远镜的成像良好区域所对应的天空角直径的范围叫望远镜的视场，用角度（）表示，与放大率G成反比 tan=tan/G（目镜望远镜）为目镜对应的角直径，称为目镜视场，G为放大率。不同的目镜有不同的,若采用常用为52,f=20mm的 目镜，则G=4000/20=200=arctan(tan52/200)=0.37=22.0 若采用 为67 的目镜，f=9mm,=?若采用 为84 的目镜，f=4.7mm,=?,望远镜若存在大的像差，视场边上的像很差，成像的良好区小，自然视场就小。对于星系或特殊天体的巡天观测必须要有大视场的望远镜，这样，一次观测就可以覆盖比较大的天区。施米特望远镜的焦距比较短，更主要的是它的光学系统的像差消得比较好，故它的视场可达十几度。一般反射望远镜的视场小于1度。,衡量望远镜性能的重要参量,使用望远镜的主要目的：1、聚光本领：ID2 2、分辨本领：1.22D 因此，衡量望远镜的重要参量是口径。,大学物理,大气扰动影响,Seeing,大学物理,欧洲南方天文台,大学物理,望远镜接收设备,电荷耦合器件(CCD)特点量子效率达75%照相：5%,大学物理,2.射电望远镜,全天候。受地球大气和星际物质影响较小。射电波的长波限制了望远镜的角分辨率。,大学物理,The 100-Meter Green Bank Radio Telescope,大学物理,Arecibo 射电望远镜,大学物理,射电干涉仪,利用电磁波的干涉原理，将两个或多个天线按一定方式排列，用传输线或其他方式连到接收机上进行相加或相关处理。,其空间分辨率取决于天线基线的总长度。有效面积由各个天线的大小决定。甚大阵（VLA）,大学物理,星系M51的射电与光学像,大学物理,哈勃空间望远镜,1990年发射，位于距地面600千米、周期95分钟的轨道上2.4米口径镜片，可以在光学、紫外和红外波段进行观测2002年3月添加the Advanced Camera for Surveys(ACS),大学物理,HST在1993年修复前后拍摄的星系M100像比较,大学物理,3.红外望远镜,大学物理,IRAS(Infrared Astronomy Satellite),SIRTF(Space Infrared Telescope Facility),大学物理,4.紫外望远镜,大学物理,大学物理,EUVE(Extreme Ultraviolet Explorer)and FUSE(Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer),大学物理,5.X射线卫星望远镜,X射线光子很难被反射。掠射望远镜。,大学物理,大学物理,ROSAT与 Chandra 卫星对蟹状星云的观测,大学物理,6.射线卫星,目前，我国已拥有一批国际领先水平的望远镜 LAMOST：天体光谱捕捉强手 大天区面积多目标光纤光谱望远镜LAM鄄OST是一台南北横卧的中星仪式反射施密特望远镜。2008年10月，耗资2.35亿元、历时12年、有“光谱工厂”美誉的LAMOST在国家天文台河北兴隆观测站正式落成，步入系统调试、软件集成、数据处理和使用阶段。LAMOST是世界上最大的大视场望远镜，焦面上设置4000根光纤，超过美国成为目前世界上获取光谱能力最强的仪器。,lamost,FAST：最大的射电望远镜FAST是国家“十一五”拟建设的重大科学装置，2007年7月正式立项。FAST将固定安放在贵州黔南州平塘县的大窝凼洼地中。工作时使用直径300米的照明区域，随着天体的转动，照明区域在500米的大球面上移动。FAST预计将于2014年竣工，建成后将是世界上最大的射电望远镜。地外文明的搜索将是FAST的科学目标之一。,世界第五：近地天体望远镜。2006年，我国最大的近地天体探测望远镜在中科院紫金山天文台盱眙观测基地启用。专家预计该望远镜投入使用后，未来20年内可发现500至1000颗穿越地球轨道、有可能给地球带来危害的近地小天体。这台望远镜在世界同类型望远镜中名列前五位。该镜为通光口径1米，球面反射镜1.2米的施密特型望远镜，具有强光力、大视觉的特点。,CSTAR：最先登陆南极最高点2006年底，我国天文学家和天文仪器专家共同提出了首台南极天文设备即中国南极小望远镜阵CSTAR的研制计划。CSTAR是由4台14.5厘米口径的大视场望远镜装在同一个机架上构成的小望远镜阵，其科学目标主要是进行变星监测及统计分析，寻找系外行星、超新星等。CSTAR于2008年1月12日顺利抵达并安装在南极内陆最高点冰穹A。2008年8月，CSTAR成功观测南极星空，并开始向国内传回图像信息。CSTAR是国际天文界首次安装在南极内陆最高点冰穹A的天文望远镜。,亚洲最大可转动射电望远镜 中科院上海天文台透露，亚洲最大的可转动射电天文望远镜预计于2010年在上海佘山附近兴建。其口径达到65米，总体性能在国际上名列前四名。预计将于2012年投入使用，2014年可以完全达到天文观测的要求。该望远镜建成后将为中国探月二期和三期工程测轨定位，并可能承担中国未来各项深空的探测任务和天文观测任务。,未来世界大望远镜,CELT 加州超大望远镜 30米 美里克天文台GSMT 巨型拼嵌望远镜 30米 美麦克唐纳ELT 超大望远镜 50米 瑞典 伦德天文台 MAXAT 极大口径望远镜 50米 美国立天文台OWL 超凡望远镜 100米 欧南台 1KM 射电望远镜 多国,GSMT(30m)美麦克唐纳,XLT(30m),OWL(100m)欧南台,新一代望远镜,OWL（100m）超凡望远镜 100米 欧南台,TMT(30 m)(CELT+GSMT+VLOT),设计和预研：2003-2008建造：2009-2015使用寿命：50年,CELT 加州超大望远镜 30米 美 里克天文台 GSMT 巨型拼嵌望远镜 30米 美 麦克唐纳,大学物理,大学物理,