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天文學導論 (Chapter1 (單位 (天文單位AU 1.5*10^11m, 秒差距pc 3.26AU, 光年ly 9.5*10^15m,…
天文學導論
Chapter1
天文世界
超大範圍空間尺度
月球、行星、恆星、星團
星雲、星系、超級星系團
超大範圍時間尺度
太陽活動、行星自轉、恆星誕生
超星系爆炸、中子星
單位
天文單位AU 1.5*10^11m
秒差距pc 3.26AU
光年ly 9.5*10^15m
1太陽質量 2*10^30Kg
1地球質量 6*10^24Kg
天球
赤緯dec
0-90度 以度分秒為單位
赤經RA
0-24hr 以時分秒為單位
天文物體都可以投影在以地球為中心的一個空心球殼裡
地球運行
公轉
繞著太陽旋轉 一年、不同星座、季節
黃道面與天球赤道面夾23.5，相交點是春秋分
歲差
地球自轉軸的運行，週期26000年，天球南北極的改變
自轉
繞著地球自轉軸旋轉日夜交替、東升西落
月球運行
月食日食
只有地日月同一條線時，
但月球軌道面和黃道面夾5度，SO食不常發生
月食：半影食、偏食、全食
日食：偏食、全食、環食
恆星時：相對於背景星物體
轉一周的時間
恆星日23Hr56分 星星每一天會提早四分鐘
太陽日24Hr
恆星月 27.3天 月球繞地球365度 月球自轉公轉一樣，
地球無法看到月球另一面
相合月 29.5天 整個月相週期
Chapter2
電磁輻射
無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、迦瑪射線
線性波、光速傳遞，干涉和都仆勒效應(短藍長紅)
光子
光譜
(溫度密度運動組成)
連續譜
熱的物體
每一段波長或頻率有多少能量
能量強度：單位時間通過單位面積的能量
黑體輻射(太陽)
黑體是理想化，吸收輻射一樣多
韋恩發射能量最多的波長和絕對溫度成反比
史蒂芬：能量強度和絕對溫度四次方成正比
吸收譜
熱源穿過冷氣(連續譜出現暗譜線)
發射譜
背景光比氣體冷(暗背景出現量譜線)
望遠鏡
收集大量光子，增高分辨率和放大率
集光能力正比面積和曝光時間長短
收集更多光子可使影像變亮但無法改善分辨率
使光轉彎：反射
球面鏡問題：球面像差
拋物面鏡
校正透鏡
使光轉彎：折射
玻璃折射率和光波長有關→色差
某些波長的光透不過玻璃
複雜形狀使平行光聚焦
玻璃氣泡→影像扭曲變形
大透鏡太重而壓毀
偵測器
儲存光(光子激發電子) 底片<眼睛<CCD
大氣影響
(氣體塵埃雜質)
光會被吸收、散射、反射
大氣穿透率：不同波長的光
在大氣裡的透明程度
幾乎透明：可見光、無線電波
幾乎不透明：遠紅外、超紫外、X、迦瑪、長波
對流
溫度密度起伏變化→折射率變化→使光的影像變形扭曲
視相盤：長時間曝光但看到模糊的樣子
視相：視相盤角度的大小決定最佳分辨率
視相描繪大氣的穩定度
處理
主動光學：內建修正器調節主鏡對望遠鏡的改變(如溫度)
被動光學：機械、熱耗散、光學的改鏡
自適應光學：用感應器監控對流，改變鏡面(次鏡)