天體物理方法

天體物理方法

图书基本信息
出版时间:2009-7
出版社:科學出版社
作者:基欽
页数:401
书名:天體物理方法
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天體物理方法
前言
本書旨在有條理地敘述當今天文學和天體物理學中所用的儀器與技術。作者十分明白,雖然竭盡一切努力盡可能地使本書完整和新穎,但還會有許多疏漏或處理不當之處。對某些儀器的最終發展形式,盡可能給出詳細的說明;然而即使如此,對于迅速發展的新天文分支學科,在本版的寫作與發行期間,其細節也會變化。因此,對天文學的這些領域,只對支持其技術的原理作了籠統的介紹,以便讀者從科學文獻中查到詳細的設計。本書(第四版)第一次囊括了許多新設備和新技術,同時刪除了某些無論是專業的還是業余的天文學家多年來都不曾使用的內容。而另一些內容,雖然在專業天文工作者的當前工作中不再使用,但是由于那些仍在使用的檔案材料是利用這些設備和技術獲得的,或是由于業余天文學家還在使用這些技術,故本書依然需要包括它們。對于新設備和新技術,在網站上已有一些參考文獻(可查),但並不多,盡管現在搜索引擎是如此之好。因為這些網站的變化是如此頻繁,對大多數科學家,這種資源現在是第一次引入,此時他們仍心懷疑慮,大量的資料,如大規模巡天的數據,只不過是在網上可用。此外,在最後一章論述了使用網絡遙控望遠鏡以及由此組成的“虛擬”望遠鏡。本書還試圖消除目前天文研究的分割化傾向。觀測各奇特區域頻譜所需的新技術各自帶來的概念和術語,事實上本是相同的,只不過這些東西從不同觀點來討論,卻能給人以與基本過程十分不同的印象。例如,艾里斑和艾里環與射電蝶形天線的方向圖,初看起來沒什麼關系,不過它們是對相同數據提出的兩種不同的方法。因此,盡可能地將頻譜與其延伸區域處理為一個單獨的區域,比分成許多較小的學科要好。本書的編排還強調所有天文觀測的基本統一;對此均采用“探測一成像一輔助手段”這種模式,所以會遇到某項觀測的一個步驟與所有其他信息載體必需的類似步驟在一起。當然,這並不是一條絕對嚴格的規則,在某些地方,或是為了防止許多小節的重復,或是為了保持論述進行的連續性,似乎按序列之外的主題處理比較合適。這些主題的論述水平適合具有科學基礎的大學程度的讀者。對論題所需的數學和物理學的預備知識盡可能在該節中給出或展開。作者認為,對于某些內容讀者最好還是具備一些天文背景知識,這樣才能完全理解所討論的那項技術的意義。
内容概要
全书共5章24节,涵盖了全部电磁波谱、宇宙线、中微子和引力波等各类信息源的探测技术、成像技术和数据处理技术,提供了对现代天文学与天体物理学所用设备与方法的全面而准确的理解。许多新的设备和方法是第一次论述,并且删除了一些专业和业余天文学家多年不用的内容(除“照相乳胶”外)。本书以“探测—成像—辅助设备”的模式为主线,整合了一批曾有分歧的观测方法,给读者提供了一个当代天体物理研究的统一视角。每一种方法的解释都从基本原理出发,并附有插图,力图能对读者的实际工作有所帮助。每章都提供了附有答案的习题来增强概念理解。最后一章新增了网站、虚拟天文台和在线资源等内容。    本书可供天体物理专业及相关专业的科研工作者和研究生参考,也可供天文爱好者参考。
作者简介
作者︰(英國) 基欽 (Kitchin.C.R.)  譯者︰楊大衛 等 解說詞︰胡景耀
书籍目录
序一序二原著前言標準符號表第1章 探測器  1.1 光學和紅外探測    1.1.1  引言    1.1.2 探測器類型    1.1.3 人眼    1.1.4 半導體    1.1.5 探測器索引    1.1.6 探測器的各參量    1.1.7 低溫恆溫器    1.1.8 電荷耦合器件    1.1.9 照相術    1.1.10 光電倍增管    1.1.11 超導隧道結探測器    1.1.12 其他類型探測器    1.1.13 紅外探測器    1.1.14 紫外探測器    1.1.15 未來可能的探測器    1.1.16 噪聲    1.1.17 望遠鏡    1.1.18 望遠鏡設計    1.1.19 空間望遠鏡    1.1.20 機架裝置    1.1.21 實時大氣補償    1.1.22 未來的發展    1.1.23 觀測圓頂室、防護罩和站址    習題  1.2 射電與微波探測    1.2.1  引言    1.2.2 探測器與接收機    1.2.3 射電望遠鏡    習題  1.3 x射線與γ射線的探測    1.3.1  引言    1.3.2 探測器    1.3.3 屏蔽    1.3.4 成像    1.3.5 分辨率和圖像證認    1.3.6 能譜學    1.3.7 偏振測量    1.3.8 觀測平台    1.4 宇宙線探測器    1.4.1  預備知識    1.4.2 探測器    1.4.3 實時測量方法    1.4.4 余跡探測器    1.4.5 間接探測器    1.4.6 陣列    1.4.7 各種改正因素    習題  1.5 中微子探測器    1.5.1  預備知識    1.5.2 氯一37探測器    1.5.3 水基探測器    1.5.4 鎵基探測器    1.5.5 閃爍體探測器    1.5.6 其他類型探測器    1.5.7  目前正運行和已計劃的中微子探測器    習題  1.6 引力輻射    1.6.1  引言    1.6.2 探測器    習題第2章 成像  2.1 反演問題  2.2 照相術    2.2.1  引言    2.2.2 照相感光乳膠的構成    2.2.3 照相成像    2.2.4 處理  ……第3章 測光第4章 光譜學第5章 其他方法附錄A 北極星序暗星表及證認圖附錄B 儒略日附錄C 習題答案附錄D 首字母縮寫詞附錄E 參考文獻索引譯後記
章节摘录
插圖︰第1章 探測器1.1 光學和紅外探測 1.1.1 引言本節及以下各節著重討論輻射和其他信息載體的探測,以及使這些探測既簡便又盡可能完善的各種儀器和方法。內容上不可避免地與其他章節有某種程度的交叉,也許某些設備放在其他的章節里討論更加符合邏輯。在本節,望遠鏡是探測器本身必要的附件,用望遠鏡使點源成像的理論不僅是簡單探測所需的全部內容,而且還讓我們有許多方法導出展源成像的理論。為此,我們把兩種理論放在一起討論,盡管後者也許應該放在第2章討論。還有一些其他的例子,如x射線能譜測量和偏振測量出現在1.3節里,而沒有出現在4.2節和5.2節里。總的來說,作者盡量在全書遵循“探測一成像一輔助方法”的模式,但是個別問題沒有按這個順序進行討論,這樣在當時似乎更自然些。光學區域可以包括近紅外波段和紫外波段,大致覆蓋範圍為10nm∼100μm。研究這個範圍的物理過程和技術至少是彼此相似的,因此可以一起討論。1.1.2 探測器類型在光學範圍內,探測器分為兩大類︰熱學的和量子的。這兩者都是非相干的,也就是說,只能探測電磁波的振幅,失去了相位信息。而相干探測器通常用在長波波段(見1.2節),其中被測信號與自身信號混頻(外差原理)。光學外差技術只是最近才在實驗室里開發出來,剛開始應用于天文學。所以,我們還可以認為全部光學探測器基本上還是非相干的。不過若有3台或更多台望遠鏡運用光學綜合孔徑技術(見2.5節),就可以獲得一些相位信息。
后记
2008年是望遠鏡發明400周年,2009年是第一架天文望遠鏡制作400周年。400年來人類對各級天體系統和宇宙的認識得力于天文觀測手段的不斷變革,用光學望遠鏡代替肉眼、用射電望遠鏡和大氣外空間的各種探測器擴展“視野”,不僅從幾百納米波長到全部電磁波段,而且從宏觀世界到微觀世界(分子天體物理,粒子天體物理)和宇觀世界(宇宙物理)。各種量子器件和計算機的飛速發展使接收信息數字化,實現了海量數據的處理與分析。天體物理方法已經成為天文學和天體物理學專業重要的基礎課程。這些年來,隨著我國天文事業的發展,天體物理研究生數量與日俱增,許多天文專業的以及不少非天文專業的理科、工科的大學生正在進行碩士或博士階段的研究性學習。他們作為新世紀的青年天文學者和研究者,其導師發現有不少學生缺乏對生動的震撼人心的天體物理現象的深刻洞察力。究其主要原因並不只是數理基礎的不足,更多的是不了解天文學家們在21世紀是如何運用物理學和數學所提供的新技術與新方法來探測和分析各種天體物理現象的。這種了解是激發課題研究靈感的重要源泉。我國以及國際上許多有成就的青年天文工作者的經歷充分說明了這一點。
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《天体物理方法(原书第4版)》2008年10月在中国国家天文台兴隆基地建成的大天区多目标光纤光谱望远镜是目前世界上天体光谱获取率最高的巡天设备。照片由赵永恒教授提供,书名由陆埮院士题写。
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评论与打分
  •     天體物理方法的方方面面都涉及到了。
  •     天文愛好者可以看看
  •     非常不錯的書,值得買一本。
  •     不錯的書,涉及到了天文學的某些技術方面的問題,受益匪淺。
  •     專業性很高 彩圖多 很適合學物理的人看看
  •     一本不錯的綜述型的書。翻譯的也很好。