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射电望远镜是哪年发明的,原理是什么

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online_admin 发表于 2018-5-9 22:00:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
  射电望远镜是什么时候发明的:1932年,央斯基(Jansky K.G.)用无线电天线探测到来自银河系中心人马座方向的射电辐射,从而标志着人类打开了在传统光学波段之外观测天体的第一个窗口。

  射电望远镜在“二战”后带动了天文学的振兴。如20世纪60年代时类星体、脉冲星、星际分子和宇宙微波背景辐射这些被称为天文学的四大发现均由射电望远镜担纲。射电望远镜的每一次长足的进步都让天文学向前迈进了一步。


  1946年英国曼彻斯特大学建造了直径为66.5米的固定式抛物面射电望远镜,1955年又建成了当时世界上最大的可转动抛物面射电望远镜。


  20世纪60年代,美国在波多黎各阿雷西博镇建造了直径达305米的抛物面射电望远镜,它是顺着山坡固定在地表上的,不能转动,这是世界上最大的单孔径射电望远镜。
  1962年赖尔(Ryle)发明了综合孔径射电望远镜并获得了1974年诺贝尔物理学奖。综合孔径射电望远镜实现了由多个较小天线结构获得相当于大口径单天线所能取得的效果。
  20世纪70年代,德国在波恩附近建造了100米直径的全向转动抛物面射电望远镜,这是世界上最大的可转动单天线射电望远镜。

射电望远镜是哪年发明的,原理是什么330 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:30300


  20世纪80年代以来,欧洲的VLBI网、美国的VLBA阵、日本的空间VLBI相继投入使用,这是新一代射电望远镜的代表,它们在灵敏度、分辨率和观测波段上都大大超过了以往的望远镜。其中,美国的超长基线阵列(VLBA)由10个抛物天线组成,横跨从夏威夷到圣科洛伊克斯8 000千米的距离,其精度是哈勃太空望远镜的500倍,是人眼的60万倍。它所达到的分辨率相当于让一个站在纽约的人阅读位于洛杉矶的一张报纸。


  射电望远镜原理是什么


  射电望远镜也叫无线电波段射电望远镜,其工作原理是类似各种光度计的原理,比起光学望远镜,射电望远镜虽然不能直接建立影象,但是它能够测量来自遥远天体的点源信号波,射电望远镜“看到”的是能量辐射。因此,为了获得一个扩展的点源图像,一个射电望远镜必须捉摸的每个点亮度能量辐射波。

  由于望远镜在衍射的方向上测量到的点源的无线电波,也和光学望远镜一样具有一定的误差,这种误差大小是:望远镜天线仪器的角分辨率受光波长短、光瞳直径限制的,即:
射电望远镜是哪年发明的,原理是什么732 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:30300   θ - 角分辨率(最小角距离),其中λ - 波长,D-直径孔(光学系统的入射光瞳的直径)。高分辨率使我们能够观察到更小的空间细节的对象。为了提高分辨率,因此,通常遵循的路径是增加光圈的大小。然而,短的波长的使用提高了反射镜表面的质量要求(见瑞利判据)。因此,增加光圈也提高灵敏度的另一个重要特性。射电望远镜不同于光学望远镜,它必须具有非常高的灵敏度,尽可能为来自暗淡微弱的点源提供可靠的记录。射电望远镜的灵敏度是如何确定的呢?它是由电平中的磁通密度的波动来确定的:△P
射电望远镜是哪年发明的,原理是什么471 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:30300   P - 射电望远镜的固有噪声的电源,S-有效面积(采集面)的天线,△f -波段和t - 信号采集时间。为了提高射电望远镜的灵敏度提高其收集的表面,必须用低噪声接收器和放大器的微波激射器,参量放大器等设备。



  【无线电干涉仪】除了增加该孔的直径,还有另一种方式,以提高分辨率(或窄波束图案)。假如从点源到其中之一的两个天线的距离为d(基峰值),信号彼此分离,将这一点来连接其他的点。由于从两个天线的干扰波(проинтерферировать)的信号汇集,然后将产生的信号用一种特殊的数学还原步骤可以将干扰波信号恢复到系统终端的信息源上,这样,科学家就得到点源的有效分辨率,公式为λ/ d,则该还原过程被称为孔径合成。干扰波可以由硬件执行,一般由卫星天锅的混合机通过电缆和波导将一个干扰波信号转换成计算机能够预读的数字化信号并一起存储在载波信号系统中,通过现代化的科学技术手段创建的VLBI系统,就算是位于不同的大洲,相隔数千公里的望远镜,也能够共享信息资源。



  领先世界水平20年的球面射电望远镜,这是中国超越世界的代表作


  位于中国贵州的FAST射电望远镜是世界上最大口径的球面射电望远镜,它一经落成启用,立即受到了世界各国科学家的关注。


射电望远镜是哪年发明的,原理是什么534 / 作者:伤我心太深 / 帖子ID:30300


  FAST这个项目早在1994年的时候就被提出了,直到2016年落成启用,一共花费了22年的时间,由此可见我国为了设计出FAST的不懈努力和坚持。根据设计方案,FAST望远镜所用的钢铁总量达到了五百多吨,相当于建造出一座埃菲尔铁塔,由此可见这个工程规模之大。


  有看过FAST射电望远镜的人会好奇设计者为什么将它设计为圆形锅状的。经过科学家的研究,在所有的性状中,唯有圆形同时兼备面积大和抗挤压的能力,所以圆形成为了设计的首要之选。


  作为世界上第一大的球面射电望远镜,FAST的口径达到500米,总面积约为25万平方米。它的面积相当于三十个足球场的大小,这要摆在农村里,大概是以前多户人家的房屋面积了。既然FAST是世界上最大的射电望远镜,那么它的探测能力也应该和它的大小成正比。根据科学家的描述,FAST能够接收到137亿光年外的信号,比哈勃空间望远镜观测的还要远。

  除此之外,FAST的灵敏度也是相当的高。对于大规模的设备来说,这个设备的灵敏度是一个重要的参数。FAST项目负责人形象地表达出了FAST的灵敏度,如果有一个人在月球上用手机打电话,那么FAST可以捕捉到这一场景。



  说了这么多关于FAST的信息,其中最重要的是它的探测能力。参与FAST项目的中科院专家对FAST的探测能力表示了很大的肯定,他认为FAST不但可以和之前世界上最先进的望远镜相比,而且它的综合观测能力最少是其他望远镜的十倍,中国的这种技术在世界可以说是领先了10~20年。

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