天文望远镜原理和设计

本书特色

[

本书是近年来全国乃至全球*一本全面介绍各类天文望远镜原理和设计的科技类专著。全书涵盖各类光学天文望远镜的原理、技术及设计，内容包括主动光学和自适应光学、人造引导星、斑点、能量和振幅干涉仪、口径综合、全息面形测量、红外信号调制、光学桁架、隐形面形设计、激光干涉仪、切伦科夫荧光探测器、大视场后向反射器、Ｘ射线和γ射线的成像、精密测量系统等等。望远镜的各个专门部件的设计原理分别在相关的章节中进行介绍，帮助读者将原理应用到各类望远镜中。德国施普林格出版公司正在积极引进本书的英文版，预计英文版将于四年内出版。

]

内容简介

[

本书是一本全面介绍各类天文望远镜原理和设计的专著。涉及各类天文望远镜的原理、技术及设计, 内容包括主动光学和自适应光学, 人造引导星, 斑点, 能量和振幅干涉仪, 口径综合, 全息面形测量, 红外信号调制, 光学桁架, 隐形面形设计, 激光干涉仪, 车任科夫荧光探测器, 大视场后向反射器, Ｘ射线和伽吗射线的成像, 精密测量系统等等。

]

作者简介

[

程景全，美国国立射电天文台研究员。1984年于英国获得博士学位，先后就职和访问过中国科学院南京天文光学研究所、紫金山天文台、英国格林尼治天文台、爱丁堡天文台、欧洲南方天文台等。参加和主持英国4.2米光学望远镜，英国3.8米红外望远镜、15米英国毫米波望远镜，中国1.05米光学望远镜、13.7米毫米波望远镜等的设计、调整和安装工作，担任部分工程项目副总指挥，获国家科技进步二等奖。曾任中国科学院第一届天文委员会委员。
1991年程景全应邀在贝尔实验室作学术报告，当时诺贝尔奖获得者 史密斯教授称赞他是“懂望远镜的学者”，并推荐其参加了世界上规模巨大的阿塔卡玛大毫米波阵的工作。

]

目录

英文版前言**章光学天文望远镜基础1.1光学天文望远镜的发展11.2天文学对光学天文望远镜的基本要求31.2.1角分辨率和大气扰动31.2.1.1口径场传播和夫朗和费衍射1.2.1.2分辩率判别准则1.2.1.3大气宁静度1.2.2聚光本领和极限星等91.2.2.1光电测光1.2.2.2CCD成像1.2.2.3分光测光1.2.3视场和综合效率171.2.4大气窗口和台址选择191.3天文光学基础221.3.1光学天文望远镜的基本光路221.3.1.1主焦点和牛顿焦点1.3.1.2卡塞格林和耐施密斯焦点1.3.1.3折轴焦点1.3.1.4施密特望远镜1.3.1.5三镜面大视场望远镜1.3.1.6折叠式光学系统1.3.1.7衍射式光学系统1.3.2像差和基本计算公式271.3.2.1球差1.3.2.2彗差1.3.2.3像散和场曲1.3.2.4畸变1.3.3望远镜系统的主要像差公式311.3.4像场改正器的设计361.3.4.1主焦像场改正器1.3.4.2.卡塞格林焦点像场改正镜1.3.4.3场曲改正镜1.3.4.4大气折射改正镜1.3.5光线追踪，点图和评价函数411.4现代光学理论451.4.1光学传递函数451.4.2波像差和调制传递函数511.4.3斯特尔比551.4.4望远镜像的空间频谱551.4.5拼合镜面望远镜像的星像特点参考文献80第二章光学望远镜的镜面设计2.1光学镜面的设计要求892.1.1镜面面形的基本要求632.1.2镜面误差和镜面支承系统2.1.2.1镜面的轴向支承2.1.2.2镜面的径向支承2.1.2.3新月形镜面的径向支承2.1.2.4大口径蜂窝镜面的径向支承652.1.3镜面误差的贴合和斜率误差的表示732.2减轻镜面重量的意义和途径732.2.1减轻镜面重量的必要性732.2.2薄镜面设计742.2.3蜂窝镜面的设计772.2.4多镜面望远镜的结构782.2.5拼合镜面望远镜792.2.6金属和其它轻型镜面832.3光学镜面的加工和支承852.3.1光学镜面的材料特性852.3.2光学镜面的加工872.3.3光学镜面的镀膜902.3.4光学镜面的支承结构902.3.4.1光学镜面的定位支承2.3.4.2大口径蜂窝镜面的定位支承2.3.4.3光学镜面的非定位支承2.4光学镜面的检测2.4.1镜面检测方法2.4.1.1计算机全息图检测方法2.4.1.2移相和动态移相干涉仪2.4.1.3子口径缝合(SubapertureStitiching,SAS)检验方法2.4.1.4软件光学检测方法?2.5镜面宁静度和杂散光的控制852.5.1镜面宁静度852.5.2杂散光的控制2.5.2.1遮光罩和光栏2.5.2.2表面散射2.6太阳望远镜和日冕仪的设计参考文献第三章天文望远镜的结构和控制3.1望远镜的机架结构1533.1.1赤道式天文望远镜953.1.2地平式天文望远镜3.1.2.1地平式望远镜的力学优越性3.1.2.2地平式望远镜的坐标转换及天顶盲区3.1.2.3像场旋转和像场消转装置3.1.3六杆万向平台式天文望远镜?1023.1.4固定镜面和固定高度角装置1023.2望远镜的镜筒和其它结构设计1073.2.1望远镜镜筒的误差要求1083.2.2望远镜的镜筒设计1093.2.3副镜的四翼梁设计1103.2.4望远镜轴承的设计1113.2.5望远镜的静态结构分析1133.2.5.1有限元法简介3.2.5.2望远镜静态结构分析的要求3.3望远镜的驱动和控制1163.3.1望远镜的基本运动方式1163.3.1.1快动3.3.1.2寻星3.3.1.3导星3.3.1.4扫描3.3.1.5偏摆3.3.1.6全天区运动3.3.2传动机构设计的基本动向1173.3.3望远镜的轴角位置指示1193.3.3.1光电编码器3.3.3.2圆感应同步器3.3.3.3其它的角度传感器3.3.4望远镜的指向误差校正1253.3.5望远镜的伺服控制1273.3.6光电导星1303.4望远镜的动态结构分析1323.4.1风和地震波的能量谱1323.4.1.1风的随机特性3.4.1.2风对物体的作用力3.4.1.3细长杆的涡旋谐振3.4.1.4风对镜面的压力分布3.4.1.5地震的响应谱3.4.2望远镜的动态模拟1373.4.2.1正交模的分析3.4.1.2瞬时响应分析3.4.1.3频率响应分析3.4.1.4强制振动分析3.4.1.5频谱响应分析3.4.3望远镜的结构控制模拟1423.4.4望远镜的振动控制1433.4.4.1质量阻尼调制3.4.4.2粘性阻尼层的应用3.4.4.3运动曲线的优化3.4.5自适应控制中的卡尔门滤波器3.4.6望远镜的基础设计148参考文献第四章主动光学和自适应光学4.1主动光学和自适应光学的基本原理2274.2波阵面传感器1524.2.1哈特曼一肖克波阵面探测器4.2.2金字塔棱镜传感器4.2.3干涉仪式波阵面传感器4.2.4相位对比波阵面传感器4.3触动器，变形镜面，相位校正器和精密测量系统1574.3.1触动器4.3.2变形镜4.3.3液晶相位改正器4.3.4精密计量系统4.4主动光学系统4.4.1单镜面系统的主动光学4.4.2拼合镜面系统的主动光学4.5相位差传感器1604.5.1色散条纹相位差传感器4.5.2样板式相位差传感器4.5.3杨肖克哈特曼相位差传感器4.5.4马赫章德相位差传感器4.5.5金字塔棱镜相位差传感器4.6曲率传感器和摆镜补偿装置1624.6.1双星像曲率传感器4.6.2单星像的波阵面和曲率传感器4.6.3小摆动镜和其它曲率补偿装置4.7自适应光学对大气扰动的补偿1644.7.1人造激光星和自适应光学1664.7.2钠激光星和激光星的圆锥效应4.7.3瑞利激光星4.7.4激光星的其它限制4.8大气断层扫描和多共轭自适应光学1664.8.1大气断层成像分析4.8.2多共轭自适应光学4.8.3自适应副镜的设计参考文献第五章天文光学干涉仪及其它2855.1斑点干涉和斑点遮挡1685.2迈克尔逊干涉仪1715.3斐索成像干涉仪1735．4口径遮挡干涉仪和超级望远镜5.4.1口径遮挡干涉仪1735.4.2超级望远镜5.5强度干涉仪1785.5.1强度干涉仪5.5.2频谱型强度干涉仪5.6光学振幅干涉仪5.7射电干涉仪和光学干涉仪的区别5.8光学切趾法和星冕仪5.8.1相位引导下的振幅分布切趾法5.8.2光瞳相位调制切趾法5.8.3口径变异遮挡切趾法参考文献第六章空间望远镜及其发展6.1轨道空间环境和轨道选择3256.1.1空间轨道简介1826.1.1.1近地轨道6.1.1.2地球同步轨道6.1.1.3地球静止轨道6.1.1.4越极轨道6.1.1.5太阳同步轨道6.1.1.6拉格朗日点6.1.2轨道空间的温度环境1846.1.3轨道空间的其它环境6.1.3.1大气层对空间飞行器的影响6.1.3.2等离子引起的静电效应6.1.3.3高空截获的高能粒子6.1.3.4太阳粒子流和宇宙射线6.1.3.5重力梯度和大气所引起的力矩6.1.3.6发射过程中的特殊环境6.2空间望远镜的姿态控制189??6.2.1?姿态传感器1896.2.1.1陀螺仪6.2.1.2星跟踪器6.2.1.3地平指示器和太阳传感器6.2.1.4磁场仪和全球定位系统接收器6.2.2空间望远镜的姿态触动器1926.3空间光学望远镜工程189??6.3.1?哈伯空间望远镜1896.3.2依巴谷，开普勒和嘎伊雅空间望远镜6.3.3韦伯空间望远镜1926.3.4光学传递函数差分检验方法6.3.3空间光学干涉仪195参考文献第七章射电天文望远镜基础7.1射电望远镜的发展历史3617.2天文学对射电望远镜的要求2007.3大气射电窗口和台址选择2037.4射电望远镜的基本参量2077.4.1天线方向图2077.4.2增益2077.4.3天线温度和噪声温度7.4.3.1.瑞利-金斯近似7.4.3.2.天线温度7.4.3.3.*小探测温度7.4.3.4.电子系统的噪声系数7.3.4.5.系统噪声的消除方法7.4.4天线效率2097.4.5天线的极化特性2117.4.6射电望远镜基本参数的选择2137.4.6.1单抛物面射电望远镜的参数选择7.4.6.2卡塞格林望远镜的参数选择7.4.7偏轴射电望远镜的特性2207.5射电望远镜的接收器参考文献第八章射电天文望远镜设计8.1天线的误差理论和保形设计3958.1.1电磁波透射损耗2258.1.2天线的误差理论2268.1.3天线的保型设计2308.1.4天线表面的*佳抛物面贴合2328.1.5射电望远镜镜面和接收器位置允差2358.1.6副镜支撑的口径遮挡和天线噪声2398.1.7应用光线追迹进行表面贴合2328.2射电望远镜的结构设计2438.2.1射电望远镜的基本结构形式2438.2.1.1射电天线8.2.1.2馈源和馈源喇叭8.2.1.3射电天线的支架形式8.2.2抛物面射电望远镜的设计2498.2.3风对射电望远镜的影响2528.2.4射电望远镜的主动控制8.2.4.1激光四象限位移探测器2548.2.4.2激光测距系统8.3射电天文干涉仪2608.3.1射电干涉仪的基本原理2618.3.2综合孔径望远镜2638.3.3维金定律和文泽定律2658.3.4定标校正：观察后的主动光学2658.3.5甚大阵，新甚大阵和平方公里阵2668.3.6甚长基线干涉仪2668.3.7空间射电干涉仪267参考文献第九章毫米波和亚毫米波望远镜9.1温度对毫米波和亚毫米波望远镜的影响4499.1.1毫米波和亚毫米波望远镜的特点2719.1.2天线温度环境2739.1.3热量传递公式2749.1.4面板的温度考虑2779.1.4.1绝对温度误差9.1.4.2温度梯度误差9.1.5背架的温度考虑2809.2毫米波和亚毫米望远镜的结构设计2829.2.1面板的要求和加工2829.2.2背架和其它结构?2869.2.3摆动副镜的设计2889.2.4传感器，精密计量装置和光学指向望远镜2909.2.5毫米波望远镜中主动光学2939.2.6望远镜的雷电保护2949.3碳纤维合成材料2959.3.1碳纤维合成材料的性质2959.3.2异形三明治结构的温度变形2999.3.3碳纤维和金属的接头2999.3.3.1简单接头上的压力分布9.3.3.2树脂的弹塑性特点9.3.3.3树脂接头的疲劳模型9.3.3.4温度应力差产生的破坏9.3.3.5化学因素的破坏9.3.3.6其它的破坏因数9.4全息检测和准光学理论3029.4.1全息面形检测3029.4.2天线的面板调整3079.4.3准光学理论3099.4.4广谱平面天线的应用310参考文献第十章红外，紫外，射线和射线望远镜10.1红外望远镜50110.1.1红外望远镜的基本要求31410.1.2红外望远镜的结构特点31610.1.3球载和空间红外望远镜32010.2射线和紫外线望远镜32210.2.1射线的基本特性32210.2.2射线成像望远镜32610.2.3多层圆锥薄片和多层广谱镀层望远镜10.2.4空间射线望远镜33010.2.5微角秒Ｘ射线成像望远镜?10.2.6紫外天文卫星33210.3射线望远镜33410.3.1射线的基本特点10.3.2射线编码孔望远镜10.3.2.1均匀冗余阵列10.3.2.2改进型的均匀冗余阵列10.3.2.3六边形和正方形均匀冗余阵列10.3.3伽玛射线探测器10.3.4康普顿散射和电子对望远镜10.3.5空间射线望远镜33410.3.6车仁科夫射线望远镜10.3.7延展式大气雨阵10.3.8地面射线望远镜336参考文献第十一章引力波，宇宙线和暗物质天文望远镜11.1引力波望远镜55511.1.1引力波理论概述11.1.2谐振式引力波望远镜11.1.3激光干涉仪式引力波望远镜11.1.4重要的引力波望远镜11.1.5其它引力波和重力望远镜34111.2宇宙线望远镜11.2.1宇宙线频谱11.2.2扩展式大气雨望远镜阵11.2.3宇宙线荧光探测器110.2.4宇宙线磁谱仪34311.3暗物质望远镜11.3.1冷和热暗物质11.3.2中微子探测方法11.3.3中微子望远镜11.3.4冷暗物质的探测11.3.4.1低温暗物质探测器11.3.4.2闪烁和谐振腔暗物质接收器345参考文献第十二章天文望远镜综述12.1前言12.2电磁波和地球大气层58912.3非电磁波望远镜34112.4地面天文望远镜34312.5空间天文望远镜12.6人类的空间探测12.6.1月球12.6.2水星12.6.3金星12.6.4火星12.6.5木星12.6.6土星，天王星，海王星和冥王星12.6.7小行星和彗星12.7侦察望远镜345参考文献

封面

书名:天文望远镜原理和设计

作者:程景全著

页数:14,505页

定价:¥158.0

出版社:南京大学出版社

出版日期:2020-01-01

ISBN:9787305222306

PDF电子书大小:54MB 高清扫描完整版