实测天体物理学

天文观测的 主要环节
根据波长由长到短，电磁辐射可以分为射电、
红外、光学、紫外、X射线和γ射线等波段，可
见光又可分解为七色光。
望远镜：收集尽可能多的天体的辐射。
前置系统：根据不同的研究目的，对望远镜 所收集的辐射进行必要的处理，例如分光。
探测器：将天体的辐射能（已经过前置系统 处理）转换为可测信号。
R. C. Smith
Observational Astrophysics
Pierre Lena
Observational Astrophysics
C.R. Kitchin
Astrophysical Techniques
G.H. Rieke
Measuring the Universe
出版社 北师大
年份 1997
南大
1984
Cambridge
1995
Springer-Verlag
Institute of Physics Publishing Cambridge University Press
1986 1998 2012
考核方式
满分 考试 作业
实习 参观 操作 结果
分数 100 50
10
10 15 15
说明
追溯：太阳的过去、宇宙大爆炸、时 间的起点
展望：太阳的演化、宇宙的未来
宇宙演化的历史
三、研究方法：从观测到理论再到观测
天文学研究的基础——观测（观察和测量） 天文观测是一种“被动”的试验 观测→理论→观测
距离极远 时标极长 物理条件极端复杂（温度、密度、压强、磁场）
四、发展历史：观测主导的历史
（1 光年～1016 米）
1.3×10-9 光年 1.47×10-7 光年 1.2×10-3 光年 4.3 光年 105 光年 106 光年 107 光年 1.5×1010 光年
天体空间尺度比较示意图
地球
太阳系
恒星
星团
星云
银河系
河外星系
星系团
年轻星系
最遥远的星系
二、时间跨度：从过去到未来
闭卷
平时习题
第三周开始参观实习；学完 前五章可开始自选题观测
实习为多次：日面的观测、月面的观测、行星与 亮恒星、大气消光、太阳的散射光谱、月球 的反射光谱（全体参加，由实习指导老师操 作为主），自选题观测（自己操作为主）。
实习指导老师：邢蔚然: 63600004 ， wrxing@
实测天体物理研究推动着观测技术的发展和 物理学理论的发展。
也带动了当今高新技术的发展。
第二节 本课程的安排
章
标题
内容
0 绪论
内容、意义、历史和课程安排
一 天体物理的信息 天体辐射、大气影响
二 坐标和时间
常用天文坐标系与计时方法
三 光学观测设备 望远镜、探测器、记录设备、数据处理
四 光度测量
记录设备：能精确记录来自探测器的信号的 电子仪器。
数据处理：对记录的原始观测数据进行整理 和归算，得到可供理论分析应用的资料。
二、实测天体物理学的科学意义
天文学是一门观测科学！
实测天体物理学在天体物理学的诞生和发展 中起着决定性的作用。
实测天体物理学近三十年来所取得的一系列 重要成就使整个天体物理学、甚至物理学面 临着新的飞跃。宇宙中的各类天体，是极端 条件下的物理实验室，是地球上任何物理实 验室无可比拟的。
一、实测天体物理学的内容
研究天体物理学中的基本观测技术、各种仪器设 备的原理和结构，以及观测实施和结果的处理方 法。作出新发现，为理论天体物理提供研究资料， 用观测证实理论推断。
目前关于天体的大量信息来自天体的电磁辐射 （包括射电、红外、光学、紫外、X射线、伽玛 射线在内的全部电磁辐射）。除了宇宙射线（包 括中微子）的粒子探测、陨石的实验室分析，宇 宙飞行器对太阳系部分天体的实地采样和分析， 以及不久前取得成功的引力波观测之外。
光学波段测光方法
五 光谱观测
光学波段分光观测方法
六 成像观测
光学波段成像观测方法
七 偏振测量
光学波段偏振测量方法
八-十一 其他波段观测 十二 引力波观测
射电、红外、紫外、X射线和γ射线等观测
宇宙线、中微子、引力波观测
48学时(课堂) + 12学时(实测)
编著者
书名Βιβλιοθήκη 刘学富 观测天体物理学黄佑然等 实测天体物理学
实测天体物理学
Observational Astrophysics
中国科技大学所系结合专业基础课
程福臻 李成 孔旭 王俊贤 蒋栋荣 沈志强 蔡红兵 胡景耀 李宗云 朱青峰
有自编讲义(胶印)，多媒体显示:
/~fzhen/ fzhen@ 63606844
本课程的特点:
1、紧密结合实测的理论知识； 2、多信使天文学的基础知识介绍； 3、 CCD及数据处理训练； 4、自由选题的光学观测实习。
第三节 天文学——观测的科学
天文学是研究宇宙的科学。 宇宙：四方上下曰宇，往古来今曰宙。
—— 《尸子》，战国时期尸佼。 宇宙包含了所有的空间、时间、物质
绪论
第一节 实测天体物理学的内容和科学意义
第二节 本课程的安排
第三节 天文学——观测的科学
第一节 实测天体物理学的内容 和科学意义
天体物理学是天文学中最年轻的一个分支，它 应用物理学的实验技术和理论，研究各类天体 的物理性质和化学组成。又细分为实测天体物 理学与理论天体物理学。
1859年，德国物理学家基尔霍夫，研究太阳光 谱，把食盐的火焰放在太阳光束上，发现纳元 素成分（原来钠的亮黄双线与太阳双暗线重合， 暗线更暗），科学地解释了太阳大气有纳元素。 被广泛认为是天体物理学的发端。
和能量。
一、空间尺度：从极小到极大
最遥远星系 银河系 邻近恒星 太阳 地球 人类 细胞 原子 质子 夸克
1026 m 1021 m 109 m 100 m 10-10 m 10-20 m
天体空间尺度
地球直径 太阳直径 太阳系范围 最近的恒星 银河系范围 最近的星系 富星系团 可测宇宙
观测设备：肉眼→望远镜 观测地点：地面→空间 观测波段：可见光→多波段→全波段 观测范围：太阳系→银河系→河外 学科发展：天体测量学→天体力学→天体物理学
古代天文学
天文学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时 代。远古时代，人们为了指示方向、确定时间和 季节，而对太阳、月亮和星星进行观察，确定它 们的位置、找出它们变化的规律，并据此编制历 法。从这一点上来说，天文学是最古老的自然科 学学科之一。