Astrofizyka Obserwacyjna

1
Astrofizyka Obserwacyjna
Techniki Obserwacyjne
Wykład, semestr 5 (rok 2008/2008)
1. Definicja i zadania astrofizyki obserwacyjnej.
2. Nośniki informacji o obiektach i procesach kosmicznych (materia, neutrina, fotony...).
3. Podstawowe pojęcia fotometryczne:
• natęŜenie promieniowania EM,
strumień fizyczny i astrofizyczny,
• magnituda monochromatyczna i
• transformacja fotometryczna z
systemowa (przykłady systemów: UBV, Strömgrena),
systemu obserwatora do standardowego.
4. Atmosfera ziemska i jej wpływ na promieniowanie EM:
• skład,
stratygrafia i parametry atmosfery ziemskiej,
• procesy pochłaniania,
rozpraszania i załamania w atmosferze (refrakcja, ekstynkcja
monochromatyczna, ekstynkcja kolorowa II rzędu),
• świecenie nocnego
nieba,
• turbulencje w atmosferze a front
falowy (seeing).
5. Funkcja instrumentalna:
• dyfrakcja promieniowania EM
na otworze,
• optyczna funkcja przenoszenia a funkcja instrumentalna (PSF),
• wpływ PSF na obrazy obiektów,
• wpływ turbulencji
atmosferycznych na pełną funkcję instrumentalną teleskopu i
atmosfery (promień Frieda),
• podstawy interferometrii
plamkowej.
6. Teleskopy optyczne:
• optyka geometryczna i
wady optyczne (aberracja chromatyczna, aberracje geometryczne
3 rzędu, dystorsja),
• refraktory a teleskopy zwierciadłowe,
• przegląd
konstrukcji teleskopów,
• systemy sterowania i
automatyki teleskopów (teleskopy roboty),
• problemy konstrukcyjne duŜych
• optyka aktywna i
adaptywna.
teleskopów (8-10 m),
2
7. Ogólne własności sygnałów i odbiorników w astrofizyce obserwacyjnej:
• własności
statystyczne sygnałów,
• wydajność kwantowa (RQE,
DQE), nieliniowość odbiornika.
8. Dyskretyzacja sygnałów:
• próbkowanie,
częstotliwość Nyquista, tw. Shannona-Nyquista o próbkowaniu,
• kwantyzacja i
jej błąd,
• efekty próbkownia dla matryc CCD.
9. Filtry interferencyjne:
• zasada działania filtrów interferencyjnych,
parametry, zastosowanie,
• filtry interferencyjne strojone.
10. Odbiorniki promieniowania EM i ich wykorzystanie w fotometrii i spektroskopii:
• fotomnoŜnik
• przetwornik
i fotometr fotoelektryczny (fotometria fotoelektryczna) (to nie !),
elektronowo-optyczny, płytka mikrokanałowa,
• matryca CCD i
kamera CCD (zasada działania, parametry, efekty niepoŜądane, róŜne
typy matryc CCD i przykłady zastosowań).
11. Fotometria obiektów rozciągłych i gwiazd:
• fotometria aperturowa i
• precyzja fotometrii
• format
profilowa,
i źródła błędów,
FITS i pakiety oprogramowania słuŜące fotometrii.
12. Ogólna charakterystyka widma obiektów astrofizycznych i analiza widmowa:
• widmo
• profil
ciągłe, liniowe, pasmowe, emisyjne, absorpcyjne,
linii widmowej i pasma widmowego, szerokość równowaŜna,
• informacja astrofizyczna uzyskiwana z
widm (skład, temperatura, gęstość materii,
rotacja, pole magnetyczne, obrazowanie dopplerowskie, itp.).
13. Podstawowe elementy konstrukcyjne i parametry spektrografu:
• szczelina,
kolimator, element rozszczepiający i kamera oraz ich wpływ na jakość
widma,
• zdolność rozdzielcza spektrografu,
W. Waniak
dyspersja (kątowa, liniowa, prosta, odwrotna).