射電望遠鏡為什么望得遠？

導讀：射電望遠鏡為什么望得遠？ 一、射電望遠鏡為什么望得遠？ 二、射電望遠鏡有何功用？ 三、請問：什么是射電望遠鏡？

一、射電望遠鏡為什么望得遠？

望遠鏡是一種很有用的光學儀器，它可以把遠處的東西看得很清楚。最常見 的望遠鏡是光學望遠鏡，它接收遠方物體發出的光波，通過聚焦，反映到人眼里。

光學望遠鏡的聚光能力比人眼強，也就是靈敏度高，所以能看到遠方人肉眼所不能 看到的物體。

但是光學望遠鏡的靈敏度遠遠趕不上射電望遠鏡，射電望遠鏡可以觀測到 100億光年以外的天體。

二、射電望遠鏡有何功用？

射電望遠鏡能幫助我們把視野伸展到遙遠的宇宙中，去認識那些不發光但能發射無線電 波的星際物質。射電望遠鏡與光學望遠鏡不同，它沒有物鏡和目鏡，所以人的眼睛不能通過 射電望遠鏡直接看到天體。它由兩部分組成:天線和接收機。天線用來接收無線電波，相當 于光學望遠鏡的物鏡。天線有很多種類，常見的是拋物面天線，具有接收面大、聚焦后能獲得 大能量信號、靈敏度高等優點。射電望遠鏡的工作原理是:先把接收到的電信號送到接收機 上，經過放大、檢波，把頻率很高的電信號變成可供記錄和測量的低頻信號。或者將電信號變 成光信號，送到顯示器上顯示,天文學家就可以形象地看到天體了。不過，天體的形狀，只是 天體能發射無線電波的那部分。假如天體的一部分不能發射無線電波，射電望遠鏡就無法發 現它。射電望遠鏡從出現到現在已有半個多世紀了，觀測的距離越來越遠，分辨率也越來越 高，正在成為人們觀察宇宙最有力的工具之一。

三、請問：什么是射電望遠鏡？

??1932年，美國無線電工程師卡爾·央斯基 (Karl Guthe Jansky，1905—1950)用無線電天線探測到來自銀河系中心（人馬座方向）的射電輻射，這標志著射電天文學的誕生，標志著人類打開了在傳統光學波段之外進行觀測的第一個窗口。

接收并研究來自太空的射電波的儀器統稱為射電望遠鏡（radio telescope）。

??射電望遠鏡的結構主要由定向天線或天線陣，饋電線，高靈敏度接收機和記錄儀或示波器等部分組成。天線或天線陣將收集到的天體電波，經過饋電線送到接收機上；接收機同收音機的原理相似，但它具有極高的靈敏度和穩定性，首先將微弱的天體電波高倍放大，再進行檢波，讓高頻信號轉變為低頻形式，最后送到記錄儀器上記錄下來，或在示波器上顯示出來。

??為了確定天體電波的強度，必須加一個強度已知的比較源（如噪聲發生器或石墨熱源），適當將比較源訊號輸入接收機以便比較。射電望遠鏡通常按天線結構分幾個類型，如拋物面天線，射電干涉儀，甚長基線干涉儀和綜合孔徑系統等。這些技術是20世紀60年代后發展起來的。

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上世紀六十年代，美國在波多黎各阿雷西博鎮建造了直徑達305米的拋物面射電望遠鏡（如下圖，另外教科社《物理》九年級上冊也以這一具有劃時代意義的設施作為封面），它是順著山坡固定在地表面上的，不能轉動，這是世界上最大的單孔徑射電望遠鏡。

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1962年，Ryle發明了綜合孔徑射電望遠鏡，他也因此獲得了1974年諾貝爾物理學獎。綜合孔徑射電望遠鏡實現了由多個較小天線結構獲得相當于大口徑單天線所能取得的效果。

1967年Broten等人第一次記錄到了VLBI干涉條紋。

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上個世紀七十年代，聯邦德國在玻恩附近建造了100米直徑的全向轉動拋物面射電望遠鏡，這是世界上最大的可轉動單天線射電望遠鏡。

上世紀八十年代以來，歐洲的VLBI網（EVN），美國的VLBA陣( g)，日本的空間VLBI（VSOP? ??相繼投入使用，這是新一代射電望遠鏡的代表，它們在靈敏度、分辨率和觀測波段上都大大超過了以往的望遠鏡。

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中國科學院上海天文臺和烏魯木齊天文站的兩架25米射電望遠鏡作為正式成員參加了美國的地球自轉連續觀測計劃（CORE）和歐洲的甚長基線干涉網（EVN），這兩個計劃分別用于地球自轉和高精度天體測量研究（CORE）和天體物理研究（EVN）。

??這種由各國射電望遠鏡聯合進行長基線干涉觀測的方式，起到了任何一個國家單獨使用大望遠鏡都不能達到的效果。

目前國際上將聯合發展接收面積為1平方公里的低頻射電望遠鏡陣（SKA），該計劃將使低頻射電觀測的靈敏度約有兩個量級的提高，有關各國正在進行各種預研究。

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射電望遠鏡為射電天文學的發展起了關鍵的作用，比如：六十年代天文學的四大發現，類星體，脈沖星，星際分子和宇宙微波背景輻射，都是用射電望遠鏡觀測得到的。射電望遠鏡的每一次長足的進步都會毫無例外地為射電天文學的發展樹立一個里程碑。

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??射電望遠鏡

1932年央斯基（Jansky。 K。 G）用無線電天線探測到來自銀河系中心（人馬座方向）的射電輻射，這標志著人類打開了在傳統光學波段之外進行觀測的第一個窗口。

第二次世界大戰結束后，射電天文學脫穎而出，射電望遠鏡為射電天文學的發展起了關鍵的作用，比如：六十年代天文學的四大發現，類星體，脈沖星，星際分子和宇宙微波背景輻射，都是用射電望遠鏡觀測得到的。

??射電望遠鏡的每一次長足的進步都會毫無例外地為射電天文學的發展樹立一個里程碑。

英國曼徹斯特大學于1946年建造了直徑為66。5米的固定式拋物面射電望遠鏡，1955年又建成了當時世界上最大的可轉動拋物面射電望遠鏡；

六十年代，美國在波多黎各阿雷西博鎮建造了直徑達305米的拋物面射電望遠鏡，它是順著山坡固定在地表面上的，不能轉動，這是世界上最大的單孔徑射電望遠鏡。

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1962年，Ryle發明了綜合孔徑射電望遠鏡，他也因此獲得了1974年諾貝爾物理學獎。綜合孔徑射電望遠鏡實現了由多個較小天線結構獲得相當于大口徑單天線所能取得的效果。

1967年Broten等人第一次記錄到了VLBI干涉條紋。

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七十年代，聯邦德國在玻恩附近建造了100米直徑的全向轉動拋物面射電望遠鏡，這是世界上最大的可轉動單天線射電望遠鏡。

八十年代以來，歐洲的VLBI網（EVN），美國的VLBA陣，日本的空間VLBI（VSOP）相繼投入使用，這是新一代射電望遠鏡的代表，它們在靈敏度、分辨率和觀測波段上都大大超過了以往的望遠鏡。

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中國科學院上海天文臺和烏魯木齊天文站的兩架25米射電望遠鏡作為正式成員參加了美國的地球自轉連續觀測計劃（CORE）和歐洲的甚長基線干涉網（EVN），這兩個計劃分別用于地球自轉和高精度天體測量研究（CORE）和天體物理研究（EVN）。

??這種由各國射電望遠鏡聯合進行長基線干涉觀測的方式，起到了任何一個國家單獨使用大望遠鏡都不能達到的效果。

另外，美國國立四大天文臺（NARO）研制的100米單天線望遠鏡（GBT），采用無遮擋（偏饋），主動光學等設計，該天線目前正在安裝中，2000年有可能投入使用。

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國際上將聯合發展接收面積為1平方公里的低頻射電望遠鏡陣（SKA），該計劃將使低頻射電觀測的靈敏度約有兩個量級的提高，有關各國正在進行各種預研究。

在增加射電觀測 波段覆蓋方面，美國史密松天體物理天文臺和中國臺灣天文與天體物理研究院正在夏威夷建造國際上第一個亞毫米波干涉陣（SMA），它由8個6米的天線組成，工作頻率從190GHz到85z，部分設備已經安裝。

??美國的毫米波陣（MMA）和歐洲的大南天陣（LAS）將合并成為一個新的毫米波陣計劃――ALMA。這個計劃將有64個12米天線組成，最長基線達到10公里以上，工作頻率從70到950GHz，放在智利的Atacama附近，如果合并順利，將在2001年開始建造，日本方面也在考慮參加該計劃的可能性。

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在提高射電觀測的角分辨率方面，新一代的大型設備大多數考慮干涉陣的方案；為了進一步提高空間VLBI觀測的角分辨率和靈敏度，第二代空間VLBI計劃――ARISE（25米口徑）已經提出。

相信這些設備的建成并投入使用將會使射電天文成為天文學的重要研究手段，并會為天文學發展帶來難以預料的機會。

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非光學的,使用電磁波的

用電的

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