天体的信息和大气的影响.PDFVIP

第一章 天体的信息和 大气的影响 第一节 天体信息的载体 第二节 地球大气的影响 第三节 影响观测的其它因素 第四节 台址问题 人们获得天体信息的渠道主要有四种，其中 电磁辐射是最主要的天体信息的载体。 o 电磁辐射：光子 o 物质：从原子核 (宇宙射线)到陨石 o 中微子：强相互作用和弱相互作用 o 引力波 Planck Einstein l 电磁辐射是以变化的电磁场传递能量、具有特 定波长和强度的波 （波动性）。 感兴趣的波长范围：＜0.01Å 30 m 1 Ångstrom 10-10 m (波长 λ) ×(频率 ν) ＝ 光速c 3 ×1010 cms-1 l 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。 天体辐射 辐射类型 波长范围 温度 (K) 典型辐射源 伽马射线 0.03-0.1 Å 108 吸积盘，超新星爆发，两中子星碰撞 6 X射线 0.1-100 Å 10 - 星系团中气体、超新星遗迹、恒星冕区 108 4 紫外 100-4000 Å 10 - 超新星遗迹、热恒星 106 3 可见光 4000-7600 Å 10 - 恒星、行星及某些卫星的反射 104 红外 0.76-1000m 10-103 冷尘埃云和气体、行星 射电 1mm-100m 10 磁场中的电子运动 l 不同辐射波段的太阳 光学 紫外 射电 X射线 l 不同辐射波段的银河系 l 不同波段的旋涡星系M81 光学 中红外 远红外 X射线 紫外 射电 辐射的形式 热辐射 所有固体、液体和密 度大的气体都发射这 种辐射。 热辐射的一个基本特 征，是它的辐射具有 连续谱，不同波长的 辐射能随波长连续变 化。极大部分天体在 可见光波段范围内的 辐射具有热辐射的性 质，如右图。 黑体辐射 有一类特殊的热辐射是黑体辐射。所谓黑体是指能 够在任何温度下全部吸收任何波长辐射的物体，或 称绝对黑体。黑体辐射就是具有特定温度的黑体的 热辐射。下图是不同温度的黑体的辐射谱，可用普 朗克公式来描述。 实际上真正的绝对黑体是不存在的。但是，被加热 到一定温度的封闭空腔内的辐射情况，与绝对黑体 十分相似，可以近似地看作黑体。为了观测空腔内 的辐射，通常在它的壁上开一个小孔，小孔处的辐 射便相当于黑体辐射。大部分正常恒星的辐射可以 近似地用黑体辐射来表示。 非热辐射 在天体物理学中，相当多的情况下出现非 热辐射。非热辐射，顾名思义，它不是热平衡 辐射，因而也就不能用适用于热辐射的普朗克 公式来描述。常见的非热辐射机制有如下几种： u 回旋辐射 u 同步加速辐射 u 曲率辐射 u 逆康普顿散射 u 韧致辐