射电天文望远镜,自制1000倍天文望远镜材料(1000倍望远镜效果图)
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- 2022-03-16 06:13:40
射电望远镜和天文望远镜的关系?
射电望远镜是天文望远镜的一种。天文望远镜分为两类。一种叫光学望远镜,用于通过光学镜片接收遥远天体的可见光,进行天文研究。射电望远镜使用大型天线接收来自遥远太空的不同波长的无线电波,用于天文研究。光学望远镜有一个光学镜头、一个镜筒(有些大型光学望远镜用支架代替)、一个目镜和一个物镜,以光学图像为研究对象。射电望远镜没有光学镜头、目镜和物镜,也没有镜筒。用来接收电磁波的是大型天线或天线阵列。
什么是射电望远镜?
射电望远镜又称射电望远镜,是20世纪40年代发展起来的一种新型天文探测工具。射电望远镜和光学望远镜有很大的区别。它既没有加农炮式的镜筒,也没有物镜或目镜。它不是靠接收天体发出的光,而是靠接收天体发出的无线电波进行天文观测。射电望远镜的形状与雷达接收器非常相似。射电长焦镜头最显著的一个优点就是不受天气条件的限制,无论刮风下雨,白天黑夜都可以观测。它的探测能力比普通光学望远镜强很多。20世纪60年代天文学的四大发现,——颗脉冲星、类星体、星际有机分子和微波背景辐射,都是从射电望远镜观测到的。为什么射电望远镜能看到很多光学望远镜看不到的宇宙秘密?我们知道宇宙中的各种天体都能发出不同波长的辐射。但人眼只能看到可见光范围内的天体(即波长为0?40~0?75微米),但对可见光范围以外的辐射(如伽玛射线、X射线、紫外线、红外线和无线电波等)视而不见。).射电望远镜就是接收和记录各种天体在不同波段辐射的各种信息,然后根据天体物理理论计算出各种天体的物理状况,其中有些是光学望远镜难以测量的。有些天体在可见光波段没有明显的辐射,但在射电波段有很强的辐射。此时,他们只能依靠射电望远镜进行接收和观测。此外,由于宇宙中尘埃粒子较多,在可见光波段可以阻挡我们的视线,但阻挡无线电波较少。所以射电望远镜可以观测到一些光学望远镜看不到的天体。射电望远镜实际上是一套类似无线电和雷达的电子设备。它由天线、接收器、校准源和记录设备组成。天线系统的功能类似于光学望远镜中的物镜,用于收集天体的无线电波。接收系统的作用是在预定的频率范围内,从强噪声中选取天线接收到的微弱空间信号,然后放大、记录、显示。记录器或显示器上描绘的图像通常是曲线,这是各种遥远的宇宙物体向我们发送的各种无线电信息。1971年,德国建成了世界上最大的可移动射电望远镜抛物面天线,直径100米,可以指向太空中的任何方向,是一种优秀的天线。1981年8月,美国在新墨西哥州建成了世界上最大、最现代化的合成孔径射电望远镜。它有27个直径为25米的天线,放置在一个臂长为21公里的Y形基线上。为了突破电离层对射电观测的限制和干扰,科学家们开展了空间射电观测,并提出了更大胆的设想:建立空间尺度的射电观测网络。届时,人们将获得更多更新的空间信息。
什么是射电天文望远镜?
1931年,在美国新泽西州贝尔实验室,负责搜索和识别电话干扰信号的美国人扬斯基发现,有一种无线电干扰,每隔23小时56分04秒出现一次最大值。经过仔细分析,他在1932年发表的一篇文章中断言,这是来自银河系的无线电发射。由此,扬斯基开启了用无线电波研究天体的新时代。当时,他使用了一个长30.5米、高3.66米的旋转天线阵,在14.6米的波长上获得了宽度为30度的“扇形”定向波束。从此以后,射电望远镜的历史就是不断提高分辨率和灵敏度的历史。自从扬斯基宣布收到了来自银河系的无线电信号后,美国人g莱伯就致力于射电望远镜的试制,最终于1937年制造成功。这是第二次世界大战前世界上独一无二的抛物面射电望远镜。它的抛物面天线直径为9.45米,在1.87米的波长上获得了12度的“铅笔状”波束,并测量了太阳和其他天体发出的无线电波。因此,雷柏被誉为抛物面射电望远镜的创始人。1946年,曼彻斯特大学开始建造直径为66.5米的固定抛物面射电望远镜。1955年,建成了世界上最大的直径为76米的可旋转抛物面射电望远镜。与此同时,澳大利亚、美国、苏联、法国、荷兰等国家都在竞相建造不同尺寸和形式的早期射电望远镜。除了一些直径在10米以下,主要用于观测太阳的装置外,还出现了一些直径在20 ~ 30米的抛物面望远镜,并发展了早期的射电干涉仪和合成孔径射电望远镜。自20世纪60年代以来,美国国家射电天文台的42.7米、加拿大的45.8米、澳大利亚的64米全旋转抛物面、美国的305米固定球面、工作在厘米和分米波段的射电望远镜(见固定球面射电望远镜)以及一批直径约10米的毫米波射电望远镜相继建成。由于可旋转抛物面天线的高成本,固定或半固定孔径天线(包括抛物面、球面、抛物面圆柱和抛物面截带)技术得到了发展,从而建造了更多的干涉仪和十字阵列。无线电技术的最初起步和发展,得益于第二次世界大战后大量退役雷达的“军转民”。射电望远镜和雷达以不同的方式工作。雷达首先发射无线电波,然后接收物体反射的回波。射电望远镜只是被动接收天体发出的无线电波。从20世纪50年代到60年代,随着无线电技术的发展和提高,人们成功地研究了无线电干涉仪和甚长基线干涉仪。
孔径望远镜等新型的射电望远镜射电干涉技术使人们能更有效地从噪音中提取有用的信号;甚长基线干涉仪通常是相距上千千米的。几台射电望远镜作干涉仪方式的观测,极大地提高了分辨率。20世纪60年代末至70年代初,不仅建成了一批技术上成熟、有很高灵敏度和分辨率的综合孔径射电望远镜,还发明了有极高分辨率的甚长基线干涉仪这种所谓现代射电望远镜。另一方面还在计算技术基础上改进了经典射电望远镜天线的设计,建成直径100米的大型精密可跟踪抛物面射电望远镜。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,它们的灵敏度、分辨率和观测波段上都大大超过了以往的望远镜。其中,美国的超常基线阵列(VLBA)由10个抛物天线组成,横跨从夏威夷到圣科洛伊克斯8000千米的距离,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让一个人站在纽约看洛杉矶的报纸。今天射电的分辨率高于其他波段几千倍,能更清晰地揭示射电天体的内核;综合孔径技术的研制成功使射电望远镜具备了方便的成像能力,综合孔径射电望远镜相当于工作在射电波段的照相机。射电望远镜与光学望远镜不同,它既没有高高竖起的望远镜镜筒,也没有物镜、目镜,它由天线和接收系统两大部分组成。巨大的天线是射电望远镜最显著的标志,它的种类很多,有抛物面天线、球面天线、半波偶极子天线、螺旋天线等。最常用的是抛物面天线。天线对射电望远镜来说,就好比是它的眼睛,它的作用相当于光学望远镜中的物镜。它要把微弱的宇宙无线电信号收集起来,然后通过一根特制的管子(波导)把收集到的信号传送到接收机中去放大。接收系统的工作原理和普通收音机差不多,但它具有极高的灵敏度和稳定性。接收系统将信号放大,从噪音中分离出有用的信号,并传给后端的计算机记录下来。记录的结果为许多弯曲的曲线,天文学家分析这些曲线,得到天体送来的各种宇宙信息。把造价和效能结合起来考虑,今后直径100米那样的大射电望远镜大概只能有少量增加,而单个中等孔径厘米波射电望远镜的用途越来越少。主要单抛物面天线将更普遍地并入或扩大为甚长基线、连线干涉仪和综合孔径系统工作。随着设计、工艺和校准技术的改进,将会有更多、更精密的毫米波望远镜出现。知识点光纤光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想,高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护结构可防止周围环境对光纤的伤害,如水,火,电击等。光缆分为:光纤,缓冲层及披覆,光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。
如何制作射电天文望远镜
用三五个以前电视上用的八木天线做成天线阵,利用县城的电视接收设备,再弄个二手的绘图仪(把电平信号绘在坐标纸上,类似地震台的地震记录仪),自己选一个频段(人为干扰相对小的,但在电视频率范围内的),固定好天线阵(实在不行就用一架八木天线),利用周日运动进行扫描,一天扫一个纬度(纬度宽度间隔定大点),然后十几天或几十天后用十几张或几十张图合并做一个自己的全天谢电图。或直接用一块数据采集卡代替绘图仪直接把数据输入电脑里。就ok了基本设备包括收集射电波的定向天线,放大射电信号的高灵敏度接收机,信息记录﹑处理和显示系统等。 必须有足够的灵敏度和分辨率。 它是把恒星发出的粒子流,光波接收,在屏幕上呈现出来,仅限于恒星。那个和抛物面基本没关系。大锅凑合可以用,但也算不上抛物面。最好直接买个卫星电视用的接收天线,还一定要是正规产品才能有效提高增益。接收器什么的都好说,都可以用卫星电视的改造。主要问题在于,你在网上看到的射电望远镜图片,都是处理出来的,原始信号根本就不是图片也没有颜色。如果你还要搞,如果只是想要1-2米小口径的那你不如买个大口径光学天文望远镜+转接口接上数码相机,几百一千块就搞定而且效果很好。几十米大口径的才有意义,但估计你真的做不了。射电望远镜的优点就在于可以做很大的口径(相比于磨制同样口径的镜片来说),或者用多台天线做成集群从而增强信号。个人做这种东西虽然很帅,但真的没有实用性。
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