诺贝尔天文学奖项赏析第二章要点分析.ppt

第二讲、天文学与国防、国民经济和人类日常生活关系 1、天文学研究对象、内容和方法 2、天文学主要观测技术和方法 3、天文学与国防、国民经济和人类日常生活关系 4、天文学与其他学科的关系 5、21世纪天文学面临的机遇、挑战 一、天文学研究对象、内容和方法 1、对象 ：天体和浩瀚的宇宙 1） “天体”：是指宇宙空间中的一切实体，如恒星、行星、星系以及星际介质等。 天体：又分为自然天体和人造天体两类 自然天体：太阳系中的太阳、行星、彗星、流星体；银河系中的恒星、星团、星云；无数个与银河系类似的河外星系；宇宙空间中的射电源、红外源、X射线源等等都是自然天体。 人造天体：人造卫星、宇宙火箭、行星际探测器、轨道天文台等为人造天体。  天体的位置、距离、运动、物质结构、化学组成及演化规律。 研究宇宙的过去、现在和未来。 3、天文学研究的方法 研究方法:观测→理论→再观测 天文学是沿着：通过观测→建立理论模型→再观测去完善和修正基本定律和理论。 天文观测在天文学中占有特殊的地位。观测方法和观测工具的改进和创新，总会推动天文学的发展，甚至会引起天文学深刻的革命。 反过来，由于天文观测的要求和观测技术的更新，又极大地推动了科学技术的发展。 天文学理论能预言未来的变化 由观测获得的资料，以力学、物理学、化学等自然科学理论作为基础，运用数学手段进行演算和分析，建立天文学基本理论体系。 再通过观测不断地改进和完善天文学理论，天文学的理论体系不但能解释现有的观测事实，而且还能预言未来的变化（如：重要天象的出现、同时也能反演以前的天象）。 二、天文学的主要观测技术和方法 目前，天文观测已进入—“全波段天文学”时代，即人类有能力观测和研究天体在所有波段上的电磁辐射。全波段天文学是现代天文学的重要标志。 1609年，伽利略制造了第一台光学折射望远镜，口径4.4厘米、焦距1.2米。 1932-1934年期间，美国贝尔实验室的无线电工程师央斯基接收到来自银河系中心的22兆赫无线电辐射。这一发现成为射电天文学诞生标志。 1957年，第一颗人造卫星上天开启了全波段天文学时代。大气外和空间天文观测蓬勃发展，天文学家的视野更加广阔。 1990年以后，哈勃空间望远镜和拉格朗日点轨道天文台等相继投入使用，促进现代天文学大发展。 1、目前世界上最大的光学望远镜 最大的折射望远镜在美国叶凯士天文台，物镜口径101.6cm、相对口径即光力为A=D/F=1/19.4 ，1897年开始启用 。 最大的反射望远镜在美国凯克天文台，物镜口径为10米的抛物面，焦比(F/D)=1.75 ， 1992年开始启用 。 最大的折反射望远镜在德国卡尔.史瓦西天文台，主镜为203cm、改正镜为134cm、焦比(F/D)=3.0 ，1960年开始启用。 2、射电天文观测 射电望远镜由天线系统、接收系统和记录系统三部分构成： 天线系统：相当于光学望远镜的物镜，用来接 受天体的射电辐射。 接收机系统：相当于光学望远镜的分析器和各类探测器。 记录设备：给出图象或图表。 射电望远镜的天线是通过赤道或地平装置对准天体。 射电干涉测量仪和综合孔径射电望远镜 A、 根据电磁波干涉原理，使用组合天线来提高分辨本领。 例如：双天线射电干涉仪、甚长基线干涉仪(VLBI)等。 B、利用多面天线系统组合而成一面大天线系统，能提高观测天区天文图象的分辨率。 3、哈勃空间望远镜(HST)和轨道天文台 4、太阳系行星和深空探测器 在空间开展了一系列： 红外波段天文观测、紫外线天文观测、 X射线和γ射线观测，从此天文学进入了全波段观测时代。 1957年第一颗人造地球卫星上天以后，开启行星空间探测,各类行星探测器飞往太阳系大行星和小行星及其行星的卫星，目前太阳系的八大行星都有行星探测器光临。 目前，宇宙深空探测器已经飞出太阳系，遨游在寻找地外文明的征途。 三、天文学与国防、国民经济和人类日常生活的关系 1、作为基础学科的天文学 从天文学研究对象和内容看，天文学是一门最古老的科学。 作为基础学科，天文学在认识自然、探索物质世界的客观规律中发挥着重要作用。 在自然科学的各学科发展过程中，天文学却始终起着先导性的作用。 通过以下例证加以说明 1 ）、哥白尼的日