天文学概论2天文望远镜b.pptxVIP

1，光学望远镜有400年历史，射电望远镜约80年。 当今的观测成就谁更辉煌？ 2，射电望远镜的分辨率公式与光学望远镜一样 当今的分辨率，谁高？ ;答案;一、射电天文学的萌生和射电望远镜原理 二、世界大型单天线射电望远镜 三、综合孔径射电望远镜 四、甚长基线干涉仪系统的发展 五、我国射电天文望远镜;1933年美国贝尔电话 实验室的央斯基发现 银河系中心发射来的 无线电波。宣告射电 天文学的诞生。 ;银河系结构; 第二次世界大战中发展的雷达技术为战后射电天文发展准备了绝好的条件（人员和技术） 雷达接收系统就是射电望远镜。;射电望远镜结构 天线＋接收器 （放大器）＋ 数据采集 （计算机）＋ 纪录器;1，全部是反射镜； 2，绝大多数是抛物面天线； 3，少数是球面； 4，部分天线采用主动光学技术； 5，天线表面：金属网；金属板拼接；金属板 6，固定地面；全天可动；中星仪（仰角可动）; 旋转抛物面 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＝ … 在焦点处电 波相位相同 ;提高分辨率和灵敏度的办法; 为了提高望远镜的灵敏度和分辨率，20世 纪50年代，英国一马当先，建造大型射电望 远镜美、澳、前西德也奋起直追。 美国Arecibo 305米射电望远镜 德国Bonn 100米射电望远镜 美国Green Bank100×110射电望远镜 英国Jodrell Bank76米射电望远镜 澳大利亚Parkes64米射电望远镜;1，固定天线：美国Arecibo 305米射电望远镜;2，全天可动天线 英国Jodrell Bank 76米射电望远镜世界上第一个大型射电望远镜;3，全天可动天线:澳大利亚64米射电望远镜;4，主动光学：德国Bonn100米口径射电望远镜; 望远镜天线表面如果和理想抛物面有差 别，来自与抛物面主轴平行方向上的天体 射电波不能会聚到焦点上。导致灵敏度和 分辨率都变差；;1，赖尔的故事 1939年牛津大学物系毕业后就到 剑桥大学卡文迪什实验室从事雷 达天线的研制。 二战时，应征入伍。曾从事有 关雷达系统。战后，回到卡文迪 什实验室，从事射电天文研究。 发明综合孔径射电望远镜荣获1974年诺贝尔物理学奖。;2, 射电天文发???遇到的最大困难: 分辨率非常低;射电望远镜超过光学望远镜 可能吗？; 天体电波投到天线，由 传输线引到接收机进行相 加，两路电波的相位相同 则增强，相反则抵消，即 产生干涉； 路程差BC随天体的周日 运动而变化，变化一个角 度??，可以使BC变化一个 波长。; 干涉仪大大提高分辨率 分辨率公式 （D为两面天线之间的距离！） 取基线100千米，波长5厘米，分辨率为0.1角秒， 达到大型光学望远镜的分辨率。 进一步增加基线, 就可以超过光学望远镜了。;4，综合孔径望远镜－－化整为零;困难和突破： 计算任务繁重，随计算机技术发展 综合孔径原理在1954年已由实验证 实是正确的，但因要处理异常多的观测 数据，计算量特别大，在50年代还没有 储存容量足够大、计算速度足够高和的 计算机来完成资料的傅里叶变换。 到了60年代随着计算机的发展，综合 孔径射电望远镜的发展才成为可能。;27面直径26米的可移动抛物面天线,沿臂长为 21千米Y形基线放置；最高分辨角为0.13角秒。;英国多天线 微波连接干 涉仪系统 （MERLIN） 1980年投入 观测 由7台射电望远镜组成，用微波接力方法把信号 送到总部，基线长度超过200千米。 分辨率比美国甚大阵（VLA）提高了约一个数量 级，达到0.01角秒。; 取消馈线，两面天线可以放得尽量的远， 故称甚长基线干涉仪。分辨率可达毫角秒 ～微角秒。大大超过大型光学望远镜。 已经实现洲际和空间甚长基线干涉网。; 两台射电望远镜有独 立的接收机、本振（原 子钟）和记录器； 在记录上打上原子钟 时标，保证同时观测； 用原子钟做频率标准， 保证观测同一波段； 观测结果事后由相关 器处理。; 1980年联合建立欧洲甚长基线干涉观测网， 简称EVN。 欧洲网所覆盖的地区还不够大，邀请中国 和南非参加，形成非常长基线的VLBI网。 上海25米射电望远镜的加入，使基线长了 3倍多； 乌鲁木齐射电望远镜的参加，使分布更合 理，观测精度提高了4-5倍。;名不副实的欧洲网;3, 美国甚长基线干涉阵（VLBA） (1993) 10台25米口径射电望远镜一模一样； 从美国东部到西部的夏威夷，约8600千米； 最短波长达到 3.5 mm;突破地球大小的限制 日本甚长基线干涉空 间观测站（VSO