现代的地球的天文望远镜的发展情况现代的地球的天文望远镜的发展情况望远镜的集光能力随着口径的增大而增强,望远镜的集光能力越强,就能...
现代的地球的天文望远镜的发展情况
现代的地球的天文望远镜的发展情况但是,随着望远镜口径的增大,一系列的技术问题接踵而来。海尔望远镜的镜头自重达14.5吨,可动部分的重量为530吨,而5米镜更是重达800吨。一方面,望远镜的自重过大会使镜头变形相当明显,另一方面,镜体温度不均也令镜面产生畸变,进而影响成像质量。从制造方面看,传统方法制造望远镜的费用几乎与口径的平方或立方成正比,所以制造更大口径的望远镜必须另辟新径。
自七十年代以来,在望远镜的制造方面发展了许多新技术,涉及光学、力学、计算机、自动控制和精密机械等领域。这些技术使望远镜的制造突破了镜面口径的局限,并且降低造价和简化望远镜结构;特别是主动光学技术的出现和应用,使望远镜的设计思想有了一个飞跃。
从八十年代开始,国际上掀起了制造新一代大型望远镜的热潮。其中,欧洲南方天文台的VLT,美、英、加合作的GEMINI,日本的SUBARU的主镜采用了薄镜面;美国的KeckI、KeckII和HET望远镜的主镜采用了拼接技术。
优秀的传统望远镜卡塞格林焦点在最好的工作状态下,可以将80%的几何光能集中在0.6″范围内,而采用新技术制造的新一代大型望远镜可保持80%的光能集中在0.2″~0.4″,甚至更好。
下面对几个有代表性的大型望远镜分别作一些介绍: 凯克望远镜(KeckI,KeckII)KeckI和KeckII分别在1991年和1996年建成,这是当前世界上已投入工作的最大口径的光学望远镜,因其经费主要由企业家凯克(KeckWM)捐赠(KeckI为9400万美元,KeckII为7460万美元)而命名。这两台完全相同的望远镜都放置在夏威夷的莫纳克亚,将它们放在一起是为了做干涉观测。
它们的口径都是10米,由36块六角镜面拼接组成,每块镜面口径均为1.8米,而厚度仅为10厘米,通过主动光学支撑系统,使镜面保持极高的精度。焦面设备有三个:近红外照相机、高分辨率CCD探测器和高色散光谱仪。
像Keck这样的大望远镜,可以让我们沿着时间的长河,探寻宇宙的起源,Keck更是可以让我们看到宇宙最初诞生的时刻。 双子望远镜(GEMINI)是以美国为主的一项国际设备(其中,美国占50%,英国占25%,加拿大占15%,智利占5%,阿根廷占2.5%,巴西占2.5%),由美国大学天文联盟(AURA)负责实施。它由两个8米望远镜组成,一个放在北半球,一个放在南半球,以进行全天系统观测。其主镜采用主动光学控制,副镜作倾斜镜快速改正,还将通过自适应光学系统使红外区接近衍射极限。
该工程于1993年9月开始启动,第一台在1998年7月在夏威夷开光,第二台于2000年9月在智利赛拉帕琼台址开光,整个系统预计在2001年验收后正式投入使用。 这是一台8米口径的光学/红外望远镜(SUBARU)。它有三个特点:一是镜面薄,通过主动光学和自适应光学获得较高的成象质量;二是可实现0.1″的高精度跟踪;三是采用圆柱形观测室,自动控制通风和空气过滤器,使热湍流的排除达到最佳条件。此望远镜采用Serrurier桁架,可使主镜框与副镜框在移动中保持平行。由日本天文社团所属,位于美国夏威夷。
大天区多目标光纤光谱望远镜LAMOST(郭守敬) 这是中国已建成的一架有效通光口径为4米、焦距为20米、视场达20平方度的中星仪式的反射施密特望远镜。它的技术特色是:
1.把主动光学技术应用在反射施密特系统,在跟踪天体运动中作实时球差改正,实现大口径和大视场兼备的功能。
2.球面主镜和反射镜均采用拼接技术。
3.多目标光纤(可达4000根,一般望远镜只有600根)的光谱技术将是一个重要突破。
LAMOST把普测的星系极限星等推到20.5m,比SDSS计划高2等左右,实现107个星系的光谱普测,把观测目标的数量提高1个量级。 1932年央斯基(Jansky.K.G)用无线电天线探测到来自银河系中心(人马座方向)的射电辐射,这标志着人类打开了在传统光学波段之外进行观测的第一个窗口。
第二次世界大战结束后,射电天文学脱颖而出,射电望远镜为射电天文学的发展起了关键的作用,比如:六十年代天文学的四大发现,类星体,脉冲星,星际分子和宇宙微波背景辐射,都是用射电望远镜观测得到的。射电望远镜的每一次长足的进步都会毫无例外地为射电天文学的发展树立一个里程碑。
英国曼彻斯特大学于1946年建造了直径为66.5米的固定式抛物面射电望远镜,1955年又建成了当时世界上最大的可转动抛物面射电望远镜;六十年代,美国在波多黎各阿雷西博镇建造了直径达305米的抛物面射电望远镜,它是顺着山坡固定在地表面上的,不能转动,这是世界上最大的单孔径射电望远镜。
1962年,Ryle发明了综合孔径射电望远镜,他也因此获得了1974年诺贝尔物理学奖。综合孔径射电望远镜实现了由多个较小天线结构获得相当于大口径单天线所能取得的效果。
1967年Broten等人第一次记录到了VLBI干涉条纹。
七十年代,联邦德国在玻恩附近建造了100米直径的全向转动抛物面射电望远镜,这是世界上最大的可转动单天线射电望远镜。
八十年代以来,欧洲的VLBI网(EVN),美国的VLBA阵,日本的空间VLBI(VSOP)相继投入使用,这是新一代射电望远镜的代表,它们在灵敏度、分辨率和观测波段上都大大超过了以往的望远镜。
中国科学院上海天文台和乌鲁木齐天文站的两架25米射电望远镜作为正式成员参加了美国的地球自转连续观测计划(CORE)和欧洲的甚长基线干涉网(EVN),这两个计划分别用于地球自转和高精度天体测量研究(CORE)和天体物理研究(EVN)。这种由各国射电望远镜联合进行长基线干涉观测的方式,起到了任何一个国家单独使用大望远镜都不能达到的效果。
另外,美国国立四大天文台(NARO)研制的100米单天线望远镜(GBT),采用无遮挡(偏馈),主动光学等设计,该天线目前正在安装中,2000年有可能投入使用。
国际上将联合发展接收面积为1平方公里的低频射电望远镜阵(SKA),该计划将使低频射电观测的灵敏度约有两个量级的提高,有关各国正在进行各种预研究。
在增加射电观测波段覆盖方面,美国史密松天体物理天文台和中国台湾天文与天体物理研究院正在夏威夷建造国际上第一个亚毫米波干涉阵(SMA),它由8个6米的天线组成,工作频率从190GHz到85z,部分设备已经安装。美国的毫米波阵(MMA)和欧洲的大南天阵(LAS)将合并成为一个新的毫米波阵计划――ALMA。这个计划将有64个12米天线组成,最长基线达到10公里以上,工作频率从70到950GHz,放在智利的Atacama附近,如果合并顺利,将在2001年开始建造,日本方面也在考虑参加该计划的可能性。
1.列举出三个天文观测仪器(古今中外均可),并叙述该天文仪器的观测对象是什么?观测原理是什么?
2.说出天文学课程中你印象最深的一节课的内容?仔细想想自己的专业知识与天文学交叉部分有哪些?rnrn 3.估算出你的拇指在一臂长的距离处的视张角有多大?具体写出你的估算步骤和答案。日晷:观测太阳的影子的方向从而确定时间。
圭表:利用正午太阳影子的长度推算节气。
望远镜:更大口径的天文仪器可以极大的提高聚光量、分辨率,全方位的提升观测效果。
第一小问请楼主自行发挥。例如介绍星空的神秘与向往,宇宙学的浩渺与神奇,复杂天体运动的归纳性都是很好发挥的材料。
第二小问也是,呵呵。对我化学专业而言,天体化学是天文学新兴的交叉学科。历史方面也比较感兴趣,天文学是了解我国传统文化很好的窗口,并且这方面大有发展的空间。
先说答案吧,大约是1°。
臂长大约是80cm,拇指宽约1.5cm(貌似有点粗的样子……> <),具体的计算公式是arctg(1.5cm/80cm)。
两千年前的机械仪器,能预测行星位置,究竟是怎么回事?
其实在很久之前的古时候人们对于星空的探索就开始了,在历史的长河中更是出现了很多观测天体运动的辅助工具。在中国的古时候与观测天体有关的公工具就有很多,例如圭表,日冕,浑仪,天体仪等。但是这些都不是今天我要说的,我要说就是已经存在了二千多年精密无比的安提凯希拉天体仪。
安提凯希拉天体仪发现的过程
安提凯希拉天体仪,是在一个偶然的机会在1900年被伊莱亚斯的潜水员在海底的一艘古希腊沉船上发现的。更主要的它是一台公元前80年左右所制作的机械装置,内部竟然还有精密齿轮。关于齿轮根据以前的研究一直以为成熟的齿轮传动装置要到1575年才产生。早1600多年都能生产出这么精密机械装置简直让人无法理解。
安提凯希拉天体仪高大约为33 cm,宽17 cm,厚9 cm,做工很是精致,但由于但时人们的技术条件限制,考古学家在很长的时间内一直搞不清这台精密机械装置的功能。
安提凯希拉天体仪的功能
随着时间的推移,考古学家这才发现这个机械装置是一个观测太阳系天体运动的精密仪器,当然有限于现有条件对于这个装置的了解它的很多功能肯定还没有被发现。这个只有书本大小的装置当中的精密齿轮形成了一个简单的太阳系,通过它不仅能预测恒星及行星的位置,还能演示月食和日食。后来更是有人用积木复制了一个安提凯希拉天体仪,而且海通过这个装置准确计算出了下一次日食的时间是在2024年4月8日,你说是不是很神奇。
更加神奇的是在伽利略还没出生的1600年前是谁对于天体的运动观测的如此透彻。又是谁通过什么技术手段建造出了如此的精密装置。这些对于现在的我们来讲都是未解之谜。
宇宙探索有哪些内容
1. 天文学:研究宇宙中的天体、星系、星云、行星、彗星、恒星等天体的性质和演化,以及宇宙的结构和演化。
2. 太空探索:研究太空环境、太阳系内行星、卫星、小行星和彗星等天体的性质和演化,以及探索外太空和其他恒星系。
3. 行星探测:使用探测器、卫星、飞船等设备对行星、卫星、小行星等天体进行探测和研究。
4. 太空科技:研究太空飞行和航天器的设计、制造、发射、控制和运行技术,以及太空工程领域的新技术和新材料。
5. 太空物理学:研究太阳和宇宙射线等宇宙物理现象,以及宇宙中的磁场、等离子体和暴风等太空物理现象。
6. 太空生命科学:研究太空环境对人类和其他生命体的影响,以及在太空中进行生命科学实验和研究。
7. 太空法律和政策:研究太空探索的法律和政策问题,包括太空资源开发、太空外交、太空安全等领域。
总之,宇宙探索是一个综合性的学科,涉及到多个领域的研究和探索。
1、宏观上,包括外星星系的发现,宇宙范围的测量。
2、微观上,研究具体星系间的运行,半人马座、仙女座、太阳系等天体的研究。
3、理论上,研究宇宙发展理论,最主要的就是宇宙大爆炸学说。
4、探索上,寻找外星生物、寻找可为人类生存的星球。
5、研究上,包括黑洞、四维空间、时空隧道等学术的研究。
6、保护上,研究天体运动的规律和发展,包括小行星带的监视。保护地球安全。
7、学术上,对于物质和反物质的研究。对于是否存在超光速等研究。
8、技术上,发射探索者、发现者号等研究火星地貌、是否存在水分等。
9、宗教上,研究宇宙是否是上帝创造等等。
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