实测第五章.pdf

第五章 光谱观测 5.1 光谱观测背景知识 5.2 光谱仪性能参量 5.3 棱镜光谱仪 5.4 光栅光谱仪 5.5 光谱仪系统分类 5. 1. 光谱观测背景知识 5.1.0 天体分光学简介  定义：应用光谱分析和分光光度测量方法来研究 天体的特性。  仪器： 分光仪器包括成像系统和分光系统(滤波片、 棱镜、光栅) 两部分。前者将一狭缝成一实像，后 者使不同波长的光彼此分开。  任务：测量天体某波长处的单色辐射流和单色光 度，研究天体辐射随波长(l) 的分布。 分光光度测量 天体分 光观测 和研究 光谱观测 研究天体辐射随波长的分布 单色辐射流（绝对值）vs. 波长的相对分布 分光光 度测量 光谱观测 5.1.1 光谱观测历史  1666年，牛顿用三棱镜得到太阳光谱，发现太阳 光是复合光，解释了彩虹的形成。 Newton 1643— 1727年 Newtons prism experiment.  1800年，赫歇尔(1738- 1822)发现 红外线 1738-1822, 望远镜,天王星, 银河系外貌  1801年，里特发现 紫外 线 氯化银在加热或受到光照时 会分解而析出银，析出的银 德国物理学家 由于颗粒很小而呈黑色 里特 (1776 -1810)  1802年，沃拉斯顿 (1766-1828)在棱镜前加上 一个狭缝后,发现太阳光谱中 间有许多黑线，这实际上是 吸收光谱，沃拉斯顿误以为 是颜色的分界线  1814年，德国的夫琅和费制成第一架分光仪，用 来观测太阳，发现了太阳的光谱线。 Joseph von Fraunhofer (1787 － 1826) 发现在太阳光谱的背景上分布着500 多条暗线 (现在已经发 现近3万多条)  1859年，基尔霍夫和本生创立光谱分析方法  不同的物质具有不同的光谱线，从光谱线可以鉴定 化学成分。  基尔霍夫指出，太阳光谱里的黑线是因光球发出的 连续光谱被太阳大气吸收而造成的。他把这些谱线 和实验室里各种元素的光谱加以比较，证认出太阳 上有许多地球上常见的元素，如钠、铁、钙、镍等  天体物理学的诞生 Kirchhoff ，Gustav Robert(1824～1887) 电磁学, 黑体辐射,光谱分 析法,元素铯和铷  1868年，瑞典物理学家埃格斯特朗发表标准太阳 谱图表，记录有上千