射電天文學-北京師范大學天文系

1、射電天文學一、課程基本信息課程名稱： 射電天文學（ 實測天體物理射電部分）英文名稱： Radio Astronomy課程編號： 1211009課程類別 ：專業(yè)方向課學分數(shù)： 3適用專業(yè)： 天文學時數(shù)： 48編寫日期： 2006.11一、教學目標：了解關于電磁波的傳播與偏振，射電望遠鏡的接收機和天線，射電干涉儀及觀測的方法，輻射機制以及射電天體的基本知識。二、教學內(nèi)容和學時分配內(nèi)容提要：主要介紹射電天文的基本而全面的基礎知識，包括射電天文的概況、電磁波輻射及傳播、電磁波的偏振、信號處理、天線的基本原理、接收機、射電天文干涉儀、射電天文的觀測方法、射電連續(xù)譜的發(fā)射機制、星際空間的分子。射電天文基礎

2、： 4 學時1.1 射電天文在天體物理中的地位1.2 射電窗口1.3 一些基本定義1.4 輻射轉(zhuǎn)移1.5黑體輻射和亮溫度1.6Nyquist 原理和噪聲溫度電磁波的傳播： 6 學時2.1 麥克斯韋方程組2.2 能量守恒和坡印廷矢量2.3 復數(shù)場向量2.4 波動方程2.5 絕緣介質(zhì)中的平面波2.6 波包和群速度2.7 耗散介質(zhì)中的平面波2.8 稀薄等離子體的色散量波的偏振： 4 學時3.1 向量波3.2 噴加萊球和斯托克斯參量3.3 準單色平面波3.4 準單色波的斯托克斯參數(shù)3.5 法拉第旋轉(zhuǎn)信號處理和接收機： 6 學時4.1 信號處理和靜態(tài)隨機過程4.2 接收機的極限靈敏度4.3 非相干和相干

3、輻射計4.4低噪聲前端放大器4.5相關接收機和偏振計4.6頻譜儀4.7脈沖星后端天線原理基礎： 4 學時5.1 電磁勢5.2 波動方程的格林函數(shù)5.3 赫茲偶極子5.4 互易定理5.5 描述天線的參數(shù)連續(xù)孔徑天線： 3 學時6.1 局域源的輻射場6.2 孔徑照明和天線方向圖6.3 圓形孔徑干涉儀和孔徑綜合： 3 學時7.1 角分辨率的追求7.2 相關性函數(shù)7.3 展源的相關性函數(shù)7.4 二元干涉儀7.5 孔徑綜合觀測方法： 3 學時8.1 地球大氣8.2定標的程序8.3連續(xù)譜觀測策略8.4譜線觀測的額外要求8.5干涉儀觀測的圖像重建8.6混淆問題連續(xù)輻射的發(fā)射機制： 6 學時9.1 射電源的本

4、質(zhì)9.2 一個被加速電子的輻射9.3 單個碰撞的軔致輻射的頻率分布9.4 電離氣體云的輻射9.5 非熱輻射機制9.6 洛侖茲變換9.7 單個電子的同步輻射9.8 同步輻射的光譜和偏振9.9 電子集體的同步輻射的能譜分布9.10 同步輻射的能量要求9.11 非熱源的低能截斷9.12 逆康普頓散射譜線基礎： 6 學時10.1 愛因斯坦系數(shù)10.2 含有愛因斯坦系數(shù)的輻射轉(zhuǎn)移方程10.3 偶極躍遷概率10.4 速率方程的簡單解中性氫的譜線輻射： 3 學時11.1 中性氫的 21 厘米譜線11.2 塞曼效應11.3 自旋溫度11.4 發(fā)射線和吸收線11.5 彌漫星際氣體的物理狀態(tài)11.6 較差速度場和譜線形狀11.7 星際氣體中的銀河系速度場11.8 河外星系的原子譜線三、教材與學習資源教材：射電天文工具(第三版 )（， 2001 ）學習材料：射電天文方法 （北京師范大學天文系）射電望遠鏡 （W.N. 克里斯琴森 & J.A. 霍格玻姆）射電天體物理學 （A.G. 怕考爾楚克）四、先修課要求及教學策略與方法建議先修課程：電動力學、量子力學、熱力學、數(shù)據(jù)處理高、天文學導論教學策略：課堂教學與觀測實習相結(jié)合，課堂講授為主，組織專題討論并要求做專題報告。課程教學方式為多媒體教學與板書教學相結(jié)合，將教學課件和作業(yè)全部放在 webcl 網(wǎng)絡服務器上，供學生