天文儀器的觀測(cè)方法

天文儀器收集天體輻射并提高探測(cè)器靈敏度

天體本身的輻射不能通過(guò)人工方法增強(qiáng)。為了觀測(cè)遙遠(yuǎn)和微弱的天體，要首先用望遠(yuǎn)鏡收集大量的天體輻射。望遠(yuǎn)鏡可以收集遠(yuǎn)大于瞳孔直徑的光束，還可以形成天體的真實(shí)圖像，并記錄在膠片上。通過(guò)望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)到了之前沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的天文現(xiàn)象，很大地拓展了人類對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)的深度和廣度。

300多年來(lái)，望遠(yuǎn)鏡的口徑越來(lái)越大。 1948年，美國(guó)企業(yè)制造了直徑5米的反射通過(guò)望遠(yuǎn)鏡。 1975年，蘇聯(lián)制造了直徑6米的反射望遠(yuǎn)鏡。實(shí)現(xiàn)了如此大的鏡面形狀并將其保持在大約 1/8 波長(zhǎng)的精度。該望遠(yuǎn)鏡還能以零點(diǎn)幾分之一角秒的精度進(jìn)行跟蹤天體，這是作為一項(xiàng)具有相當(dāng)重要復(fù)雜和艱巨的工程。近年來(lái)，為了研究恒星周圍的行星，銀河系外星系中的單個(gè)恒星，類星體射電源的驗(yàn)證，遙遠(yuǎn)星系紅移的探索以及天文學(xué)的其他前沿課題,直徑25米的巨型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡正在正在建設(shè)中。 

另一重要方面是提高經(jīng)濟(jì)輻射探測(cè)器的靈敏度。在攝影術(shù)出現(xiàn)之前，人們只能用眼睛接收來(lái)自天體的輻射。近一百年來(lái)，天文膠片已成為一個(gè)天文觀測(cè)系統(tǒng)中常用的探測(cè)器工作之一。它具有積累的特點(diǎn)，因此可以在較長(zhǎng)的曝光時(shí)間內(nèi)捕捉到人眼看不見(jiàn)的微弱天體；同時(shí)，負(fù)片還可以記錄整個(gè)視野中的所有天象。由于我國(guó)光電信息技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)出現(xiàn)了多種高靈敏度探測(cè)器，首先是我們由此可以發(fā)展變化而來(lái)的光電管和光電倍增管。它們將接收到的輻射轉(zhuǎn)換為易于讀取的電流控制信號(hào)，具有高靈敏度和線性系統(tǒng)響應(yīng)，大大提高了經(jīng)濟(jì)輻射作用強(qiáng)度的測(cè)量數(shù)據(jù)精度。圖像增強(qiáng)器等光電成像器件，可以通過(guò)電子束的再成像，將原始圖像的亮度提高數(shù)萬(wàn)倍甚至數(shù)十萬(wàn)倍，用于微弱天體的照相和光譜觀察。微型硅光電二極管的一維和二維二極管陣列可以同時(shí)將圖像中每個(gè)點(diǎn)的輻射強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成大量的數(shù)字信息，這些信息不僅容易記錄，而且可以輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。有前途的探測(cè)器。光電探測(cè)器以其高靈敏度和其他學(xué)生優(yōu)良文化特性，在許多企業(yè)工作中能夠取代了照相底片。

天文儀器提高分辨率

為了獲得清晰的天體圖像和研究天體的細(xì)節(jié)，天文儀器要具有高分辨率。但這受到許多因素的制約。首先，由于電子衍射，物點(diǎn)不能是像點(diǎn)，而是通過(guò)一個(gè)具有圓形表面，該點(diǎn)周圍有一些問(wèn)題越來(lái)越暗的環(huán)。這樣的圓形表面稱為衍射點(diǎn)。它的角直徑與物鏡的孔徑成反比。物鏡孔徑越大，衍射光斑越小，分辨率越高。這就是望遠(yuǎn)鏡越來(lái)越大的原因之一。此外，多孔徑干涉的方法也是提高分辨能力的重要途徑。

影響天文儀器進(jìn)行地面觀測(cè)分辨分析能力的另一個(gè)非常重要經(jīng)濟(jì)因素是地球大氣層扭曲了入射波前的形狀。由于大氣湍流，扭曲的波陣面不斷變化，模糊和拍打觀測(cè)到的恒星圖像。為了可以減少和消除這種環(huán)境影響，有必要進(jìn)行選擇一個(gè)天文寧?kù)o特別好的地方建造天文臺(tái)。散斑干涉術(shù)和有源光學(xué)的發(fā)展在一定程度上可以消除大氣的影響。

此外，影響一個(gè)天文儀器望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行成像技術(shù)質(zhì)量的各種數(shù)據(jù)誤差（如像差、加工系統(tǒng)誤差）、探測(cè)器的分辨率（如膠片的顆粒度）也限制了觀測(cè)的分辨分析能力。如果對(duì)天體圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行研究大氣湍流和儀器誤差衍射點(diǎn)的校正，就有可能可以獲得更加清晰的圖像。

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