天文望远镜技术发展现状及对我国未来发展的思考

天文望远镜技术发展现状及对我国未来发展的思考
天文望远镜技术发展现状及对我国未来发展的思考

天文望远镜的发展

【关键词】天文设备,天文望远镜,天文技术

1天文学研究与天文技术在国家科技发展中的战略地位

1.1 天文学研究成果极大丰富了现代知识体系天文学研究宇宙中各种不同尺度天体的运动、结构、组成、起源和演化,对

人类文明和社会进步有着多方面的重要影响。自古以来,天文学知识和技术在人类生产和生活中发挥着重大作用,历法的制订、

测绘、授时、导航等都应用了天文学方法。随着科学技术的进步,天文学的应用领域不断扩大。例如,地球气候变化记录中的天

文周期,有助于我们了解其在全球变化中怎样发生作用,小行星撞击地球可能导致恐龙灭绝,地球上多次大规模生物灭绝事件所

呈现出的周期性可能与

太阳系穿越银河系旋臂的周期有关。此外,对太阳系和空间环境的研究,在人类开发和利用太空的活动中也发挥着极其重要的保

障作用。

1.2 天文技术方法是高技术发展的创新源头之一天文学家为探测宇宙最暗弱信号而发展出来的技术和方法已在关乎国家战

略发展的诸多高科技领域得到重要应用,成为高技术发展的创新源头之一。例如,为发展X 射线天文学而组建的小型高技术公司美国科学与工程公司(American

Science & Engineering,AS&E)现已发展成为一家国际著名企业,其X 射线成像技术和X 光检测仪器等工业产品被广泛用于科学、国防、教育、医药和安全领域。该企业创建者之一,里卡尔多·?贾科尼博士,因其对X 射线天文学发展的先驱性贡献,获得了2002 年诺贝尔物理学奖;再如,为克服大气湍流对天文望远镜成像干扰而发展的自适应光学技术,已迅速向其他领域推广,在我国也已成功应用于激光核聚变装置波前校正系统,以及人眼视网膜成像。另外,澳大利亚天文学家将傅里叶变换用于射电天文数据分析,从而得到更清晰的黑洞观测图像,这种处理方法已被广泛应用于通讯领域,成为无线上网技术WiFi的核心技术。1.3 天文应用观测强力支撑国家导航与空间探测美国国家航空航天局和欧洲航天局等发达国家最具影响力的宇航与空间探测项目,几乎都与天文观测密切相关,并依靠地面观测手段给予强大支撑。例如,国际大型射电望远镜均承担重要空间探测活动的精密测定轨任务;天文学家发明了全球定位系统技术(GPS);综合孔径射电成像技术被广泛应用于大地测量、遥感、雷达等领域,赖尔因此获得诺贝尔奖。

我国天文学研究的长期积累以及设备发展,在服务国家导航与空间探测方面发挥了重要作用。新中国天文事业是伴随着国

家在国防安全和经济建设中的战略需求任务,特别是“两弹一星”任务而发展起来的。通过一系列工程建设,国家授时、航天历算、卫星动力测地、人造卫星观测网等服务体系分别在紫金山天文台、上海天文台、北京天文台、陕西天文台、新疆和长春人造卫星

观测站等单位从无到有地建立起来,为国防安全和经济建设做出了重大贡献。近年来,我国天文学家自主提出并验证了基于通信

卫星的转发式卫星导航系统,综合利用天体精密测定轨技术、微弱信号检测技术、精密时间测量技术等方面的优势,成为中国二

代卫星导航系统的重要组成部分。依托国家天文台的科研力量,在国家天文台和云南天文台分别建立了“嫦娥”工程地面接收系统,圆满完成了绕月及深空探测系列工程的数据接收、解译与发布任务。此外,射电天文甚长基线干涉测量技术(VLBI)也成功应

用于空间飞行器的精密测定轨。由中科院4台射电望远镜和1个数据中心组成的VLBI网所提供的测角信息将我国卫星轨道测控

精度相比单独使用传统手段提高了一个数量级,有效保障了嫦娥系列卫星复杂变轨任务的实施。

目前,遍布全国乃至海外基地的20 余座天文观测台站,已经构成空间目标和碎片观测网络、卫星激光测距观测网络、射

电VLBI 观测网络以及基于转发式卫星导航通讯一体化的业务运行网络,成为国家空天安全、空间探测、航天事业发展不可或

缺的战略支撑系统。2 国内外现状和发展动态

2.1 国际现状

近年来国际天文观测发展迅速,一系列大型的先进观测设备相继投入使用,包括10米级光学望远镜、2.4米哈勃空间望远镜、高灵敏和高空间分辨率的空间红外、紫外、X 射线和γ射线望远镜、地面和空间甚长基线射电望远镜等,使各波段观测能力得到了量级上的提高,并第一次得到匹配,开创了天文学全波段观测研究的崭新纪元。

2.1.1 光学/红外天文进入广域巡天和局域精细观测时代

20 世纪90 年代至今,光学/红外天文观测逐渐进入了以空间2.4米哈勃望远镜和一批地基8—10 米望远镜为主导的精细观测

时代。中小望远镜利用大视场优势,配备大规模CCD 阵列探测终端,使天文观测同步进入广域巡天时代,例如斯隆数字巡天计划。天文研究藉此建立了标准宇宙学框架、恒星结构与演化模型,发现了数百个地外行星系统等。与此同时,主动光学、自适应

光学、拼接镜面和光干涉等一批高精尖的观测技术也日臻完善。

未来几年,天文观测能力还将迈上新台阶,进入以下一代空间红外6.5米望远镜、地基30米级极大望远镜为主导的更加精

细的多功能观测时代;也将进入以空间2 米级、地基4—8 米级望远镜为主导的更加广域的巡天观测时代。

大规模地空协同的广域巡天和局域精细观测,将获得超过百亿颗银河系恒星的位置、距离和运动学信息,上千颗系外行星

的运动轨道、轨道倾角和质量以及大气成分的物理和化学组成,宇宙中星系和物质的三维分布、动力学信息,跨越宇宙时空尺度

的天体形成与演化图像和极端天体的物理特性,监测太阳系行星、卫星、彗星、小行星表面的地质、大气活动和潜在的有机分子。

2.1.2 射电天文实现米波到亚毫米波全波段探测

射电天文观测在天文学、特别是宇宙学的发展中起到了核心作用。宇宙微波背景辐射的发现及其功率谱的探测先后获得了

诺贝尔物理学奖。目前,射电望远镜主要有3种类型:单天线望远镜,综合孔径干涉阵列和甚长基线干涉阵列。单天线望远镜主

要有美国300米望远镜、美国

和德国的100 米全可动望远镜、英国76 米望远镜、澳大利亚64米望远镜。这些望远镜都取得了里程碑式的重大发现。新近又建

成了性能先进的意大利64米和中国上海65米望远镜。

综合孔径干涉阵列具有高分辨率和高灵敏度的观测优势,在运行的装置包括国际合作的AL-

MA、美国甚大阵EVLA、英国MERLIN、印度GMRT 等。此外,国际天文界正在联合推进的平方公里阵列(SKA),将在2023年前后完成建设,同时具备高分辨和大天区面积快速成像的威力。甚长基线干涉阵(VLBI)在高分辨观测方面具有独特

地位。国际主要的VLBI 网络包括美国

VLBA、欧洲EVN、日本VERA、俄罗斯低频VLBI 干涉阵和中国CVN 等。韩国的重点设备KVN 也将投入使用。在厘米波段已经普遍达到毫角秒或100 微角秒的分辨能力。欧美利用现有的单台站毫米波和亚毫米波望远镜进行VLBI 联网观测,可以达到10微角秒量级的空间分辨本领。日本利用空间卫星和地面望远镜组网,开展了超越地球基线的VLBI 观测实验。宽带网络传输技术给VLBI 观测模式带来了根本的变革,使其在获得高空间分辨本领的同时,又具备了高灵敏度和高时间分辨的探测能力。

毫米波波段,在运行的单口径望远镜包括30—45 米级的毫米波望远镜和10—15 米级的亚毫米波望远镜,开创了星系形成和演化研究的新时代。欧美等国正在预研25米口径的亚毫米波望远镜(如CCAT)。毫米波/亚毫米波高分辨干涉阵列有美国SMA、CARMA,欧洲PdBI、日本NMA和澳大利亚ATCA 等。覆盖毫米波到亚毫米波10 个波段的ALMA 望远镜作为国际最大的地面望远镜,将引领毫米波/亚毫米波波段的高分辨观测。

2.1.3 空间天文实现全波段观测协同发展

空间观测使人们摆脱了地球大气的限制,实现了全波段范围内的观测,空间分辨率极大提高。各波段空间望远镜经过几代发展,在观测能力上逐渐相互匹配,进入全波段观测的协同发展时代。哈勃太空望远镜发现了大量未知的天体,使人类的视界延伸到130 亿光年的距离。空间X 射线和射电观测,使人类确认了宇宙起源的大爆炸理论。

面向21 世纪,世界各空间科学强国纷纷提出宏伟的空间天文发展规划。而发展中国家,如巴西和印度也朝着独立开展空间计划的方向迈进。这些空间观测计划都强调深入的X 射线、伽玛射线、红外观测以及太阳系探测。利用干涉仪观测或者编队飞行卫星探测可能成为新手段,引力波探测将开辟新窗口。

2.1.4 天文数据处理技术与计算天体物理方法挑战IT技术极限

(1)天文数据处理技术。未来数年内天文观

测数据将从TB 量级跨入PB 量级。而未来SKA 的数据处理需求更是达到每秒PB 级,按照现有计算能力,需要上百亿台计算机进行处理。国际天文学界积极引进最新的信息处理技术,Google、IBM、微软等IT巨头也积极投资参加天文海量数据系统的研发,建立了国际多波段数据库、虚拟天文台等新研究模式。美国天体物理数据库和河外天体数据库,以及法国为主的天文综合数据库,使天文学家的研究方式发生了变革,极大提高了天文研究的效率。

(2)计算天体物理方法。计算天体物理通过在超级计算机上实现大规模数值模拟,重现多尺度、高度非线性和复杂的物理过程,进而取得对宇宙中天体形成和演化的基本规律的认识。计算天体物理在国际天文学研究中倍受重视,是各国超级计算中心支持的最重要课题之一,甚至是验证超级计算机计算能力的重要应用。国际重大天文观测装置均需利用计算天体物理方法进行预研究和模拟观测,预判望远镜观测能力、优化望远镜设计,为观测数据处理软件及科学目标提供预研究数据等。此外,计算天体物理方法和成果用于天文可视化,不仅有利于天文研究,而且在天文科普中可以发挥巨大作用。当前,计算天体物理异构算法的开发和实现已成为该领域发展的必然趋势。

2.2 国际发展态势

2.2.1 追求更高的空间、时间和光谱分辨率

新一代地基和空间观测设备将使光学观测的空间分辨率达到亚角秒级,如第二代天体测量卫星盖亚(Gaia);空间VLBI 观测将使射电波段的空间分辨率提高一个量级。

2.2.2 追求更大集光本领和更大视场以探测更深和更广的天体目标

ALMA、SKA 以及30 米级光学/红外望远镜计划都将使望远镜的集光本领得到巨大提升,从而探测更深远的宇宙。而斯隆巡天、全景巡天望远镜和快速反应系统、大型综合巡天望远镜(LSST)、郭守敬望远镜(LAMOST)等计划则努力实现宽视场、多

波段成像巡天和宽视场多目标光谱巡天,建立天体的大统计样本,追求对宇宙的规律性认识。

2.2.3 实现全波段的协同观测和研究未来的发展重点将集中在毫米波、亚毫米波、红外、光学以及X 射线和γ射线探测方面。正在建造或计划建造的新一代卫星,如詹姆斯韦伯红外卫星、国际X 射线天文台以及空间VLBI等,性能将极大提高,并使天文

学研究能力跨上一个新台阶。

2.2.4 开辟宇宙探测新窗口

宇宙线、中微子、引力波为人类认识宇宙提供了新窗口。宇宙线和中微子不仅携带着大量重要的天体信息,而且是间接探测

暗物质的重要手段,例如在南极冰面下的IceCube 实验,地中海底的Antares 实验。利用对大量脉冲星脉冲周期的高精度测量,可使我们拥有一张由大量自然的高精度时钟组成的网,监测由引力波引起的宇宙空间度规的变化,从而捕捉到引力波。

2.2.5 开拓时域天文学观测研究新领域

时域天文学的主要研究对象是存在剧烈活动的天体,它们是研究重大物理问题的天然实验室,对望远镜的观测能力要求较高。近年发展起来的快速重复大视场成像巡天观测获得了大量变星、超新星、伽玛爆、活动星系核等剧烈活动天体的观测资料,

揭示了天体剧烈活动背后的重大物理机制,从而开拓了时域天文学观测研究的新领域。

2.2.6 国际合作研制超大型天文设备已成必然方式下一代天文设备,如SKA、30米级光学/ 红外望远镜、大型空间望远镜

等需要巨大的技术研发和科研力量,以及巨大的经费投入。同时,地面大型设备对台址条件有着极高要求,而地球上优异的台址

资源极其有限等,这些都使得多国合作建造和使用大型设备成为必要。

2.2.7 海量数据处理和计算天体物理学急速发展高精度、大视场观测使得观测数据急剧增加,

海量数据的储存和处理成为研发天文设备所必须解决的技术难题。同时为了更有效地利用这些观测数据检验理论模型,则需要进

行超大型高精度数值模拟。

2.2.8 建立更完善和高效的天文数据云

国际天文界的惯例是观测数据在获取后的较短时间内即向全世界开放,并提供高效的数据处理、使用与合作研究的平台和

环境,以使大量的天文实测资料得到更有效的利用。例如,美国斯隆巡天通过释放和共享观测数据,取得了巨大科学效应,这也

促使天文学家们更加主动地释放数据、共享软件和平台。国际虚拟天文台的建设已推进了10余年,是早期科技云的创建者和实

验者。2.3 国内发展现状和存在问题

2.3.1 面向天文前沿研究的天文观测网络已初具规模经过我国几代天文学家的努力,一批自主研制的光学、射电和毫米波望远镜相继建成并投入使用,逐步建成20 余座在全国范围广泛布局的观测台站,形成了初具规模且面向国内外天文界开放的光

学和射电天文观测网络。

自20 世纪30 年代,我国就开始致力发展天文观测装置,陆续建成了1 米及以下口径的光学望远镜、2.16米光学望远镜、

太阳多通道望远镜、13.7 米毫米波望远镜、25 米射电望远镜、2.4 米光学望远镜、1 米红外太阳塔,完成了中国地面天文各波段

观测装置从无到有的跨越发展。

2008 年,我国自主研制的国家重大科技基础设施“大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)”落成,为我国大视场天

文研究提供了强有力的手段。另一项国家重大科技基础设施“500 米口径球面射电望远镜(FAST)”正在建设中。已经立项研制的

硬X 射线调制望远镜(HXMT)和空间变源监视器(SVOM),将在致密天体和黑洞研究上发挥重要作用,暗物质粒子探测卫星

有望在暗物质间接探测方面取得重大突破。

我国天文学家还建成或在研若干科学目标相对专一的特色观测设备,如面向极早期宇宙、暗能量、太阳活动等重大问题的

21CM 阵列、暗能量射电探测阵列、射电频谱日像仪等。

2.3.2 面向国家战略需求的天文应用观测网络发挥重要作用利用天文长期积累的基础研究成果、高技术优势和社会影响,以满足国家战略需求和高技术发展需要为主要目标,建造和发展了一系列天文应用观测装置和网络,如探月工程高精度测定轨和

地面系统、空间目标与碎片观测网络、卫星激光测距网络、基于通讯卫星的定位导航系统

(CAPS)、白天观测暗目标装置、被动雷达关键技术实验验证、新一代详查相机概念、激光漫反射测距等,在相关国家战略需求

领域形成了稳定和高效的业务运行系统,发挥着重要作用。随着上海65 米射电望远镜和阿根廷40 米射电望远镜在

2012 年底和2015 年先后建成,我国VLBI 网络的观测能力将得到极大提升,并将在其他空间探测任务中发挥重要作用。

这些工作的开展,大大拓宽了天文观测的覆盖面,凸显了天文观测研究在国防安全领域的重要作用。

2.3.3 核心天文技术不断突破和发展

以建设重大天文观测装置开展天文前沿研究和满足国家战略需求为依托,我国发展和掌握了一系列核心天文技术,如:毫

米波和亚毫米波探测技术、VLBI 技术、光学镜面拼接技术、自适应和主动光学技术、天文导航定位和应用技术、空间目标精密

定轨和测轨技术、卫星激光测距技术、被动雷达探测与应用技术等。其中大口径薄镜面及拼接镜面主动光学技术、并行可控光纤

定位技术、亚毫米波(THz)接收机技术等已达世界先进水平。此外,我国光机电领域在自适应光学、机械加工与工艺和红外探

测器等方面具有长期积累和优势。

2.3.4 国际一流的天文观测手段急需发展尽管我国在天文观测设备、天文技术和基础科学等方面取得了积极进展,在服务国家重大需求中发挥了重要作用,但是我们还要清醒地看到,与发达国家相比我国还存在一定甚至较大的差距,仍然需要不断加强

天文理论和技术的源头创新,发展先进的天文观测装置,不断提升攀登科学高峰和服务国家在卫星导航与应用、空间环境、深空

探测等方面战略需求的能力,尽早实现我国在天文基础研究和天文观测设备、技术、方法等方面达到国际领先的战略发展目标。

(1)天文观测急需发展大集光本领和大视场观测手段。以光学望远镜为例。从观测能力上看,我国目前通用型光学望远镜的最大口径是2.4 米,而国际上近20 年间已陆续建成14 架10 米级口径光学/红外望远镜。从望远镜体量上看,我国拥有的光学望远镜总面积仅占全世界的2.1%,排名第10 位。如考虑望远镜口径大小、终端仪器先进性、所在台址条件等对望远镜性能有重要影响关键指标的因素,我国的排名将更靠后。在空间望远镜方面,我国的差距更大。

国际上已经发射了约200 颗和天文有关的卫星,实现了从γ射线到射电波段的全电磁波段观测,带来了大量激动人心的新发现。而我国迄今还没有发射一颗空间天文卫星。因此,不论地基观测还是空基观测,都

急需发展高分辨和大视场观测能力。

(2)天文应用观测能力亟待提升。中科院空间目标和碎片观测网络已建成和运行10 余年,由于设备老化等原因已不能满足长远发展需求,急需进行完善和升级,并需采用近几年已实验成功的光电阵和光电篱笆等先进观测手段。

卫星激光测距网络存在着台站布局不健全,缺少西部台站和海外站影响自主精密定轨的问题。同时与VLBI 网一样,某些台站的观测设备已超期服役。

现有探月地面应用系统无法满足我国探月与深空探测进一步发展的需求,需要进一步完善地面系统射电望远镜布局。

(3)天文技术方法急需突破系列核心技术。面向未来天文观测和空间探测的发展需求,我国目前还缺乏一些核心技术。如,尚不具备亚角秒的探测能力;缺少对暗弱天体和目标的高光谱分辨观测能力;在成像和光谱观测上缺乏偏振探测能力;红外探测是我国天文观测和空间探测的瓶颈,是必须我国自主研制发展的核心技术。

3 我国天文望远镜技术未来发展思考与探讨

3.1 启示与发展机遇

21 世纪的国际天文观测与空间探测已经进入“精、深、广、快”的全面发展阶段。中国天文前沿和应用研究要想有所作为,必须把握时代赋予我们的难得机遇。充分发挥我国的独特优势,如利用南极冰穹A 得天独厚的台址优势,大力推动南极天文台建设;面向国家空天科技发展对高精度测量的强大需求,大力提升天文应用观测网络的能力;抓住即将启动的大型国际合作项目,如

TMT 和SKA 的重大机遇,使我们在国际主流的天文研究设施中占一席之地;借助我国综合国力的不断提升为天文学研究和天文应用所提供的前所未有的发展机遇,实现天文观测和空间探测的跨越发展。

3.1.1 天文学研究面临着重大科学机遇

《国家中长期科学和技术发展规划纲要》提出了极端状态下的物质结构与物理规律、暗物质和暗能量的本质、宇宙的起源和演化、黑洞及各种天体和结构的形成及演化等重要研究方向。这些当今亟待解决的重大天文和物理问题正处于即将被突破的重要关口,驱动天文学研究进入跨越发展的黄金时代。世界各国都在加紧建造下一代大型天文观测设备,力争尽早取得最新发现。围绕这些天文热点问题,我国天文学家应利用已建、在建和拟建的项目,如LAMOST、FAST和南极天文台等,抓住机遇,力争在天体物理前沿领域做出创新贡献,形成特色和优势研究领域,例如依托LAMOST 形成银河系结构研究团队;

依托FAST 形成早期星系形成、极端致密天体研究团队;依托HXMT、SVOM、暗物质粒子探测卫星、空间站光学观测设施等空间天文科学平台,形成黑洞及高能天体物理、暗物质性质、观测宇宙学等研究团队;依托南极天文台计划的逐步实施,开辟

“时域天文学”研究新领域,形成恒星形成与演化、太赫兹天文学研究团队;依托30 米光学/红外望远镜,形成有中国自主科学目标和特色的宇宙暗物质和暗能量、类地行星系统研究团队;依托中科院天文台的高性能计算设备,形成以数值模拟为主要手段的星系形成与宇宙大尺度结构、星系动力学研究团队等。

3.1.2 天文应用面临着国家重大战略需求

我国未来即将实施的一系列重大科技计划,对天文应用提出了重要需求,也必将促进天文研究和技术的发展。例如,

海洋卫星、资源卫星、导航卫星和一些空间科学卫星都提出了精密定轨的需求,将促进我国激光测距网络的完善和发展;探

月和深空探测重大专项的继续推进和实施对VLBI测定轨提出了更高的要求,将促进我国VLBI网性能的提升;深空自主导

航对脉冲星到达时间提出了高精度的观测要求,将促进脉冲星地面和空间观测能力的发展;日益迫切的自主保障空天安全的

需要,将促进空间目标与碎片观测网络和太阳活动监测与预报体系的进一步完善。

3.1.3 良好的发展环境助力天文研究跨越发展

我国综合国力的大幅攀升,国民经济的快速发展,科技实力和工业制造水平的日益提高,全民天文科学素养的不断提升,

为天文研究和天文应用实现跨越发展提供了前所未有的良好发展环境。

3.2 我国天文望远镜和技术发展的几点思考

(1)坚持“两个面向”的“大天文学”发展理念。通过发展面向前沿科学的天文科技工程带动相关技术发展,天文技术服务国家安全和经济发展,在不断满足国家战略需求的实践中谋求天文学科的可持续发展;

(2)坚持有所为有所不为。逐步形成中国天文的优势和特色,在光学、射电等特定波段和大集光本领、大视场等特定能力

上尽快取得领先优势;

(3)重点推进地基大型望远镜建设,同时借助我国航天事业快速发展的契机加快空间天文卫星的研制,带动我国天文学科

建设与可持续发展;

(4)把国际合作建设和运行大型天文科技工程作为重要发展战略,在国际合作中坚持平等互利的原则;

(5)加强天文与其他学科的交叉。促进天文与数学、理论物理、粒子物理、地学、生物学等基础学科的交叉,发现新规律。促进天文技术方法与机械、电子、结构、材料等高技术领域的交叉以及与工业界的交叉,发展先进的观测装置和手段;

(6)大力加强天文人才队伍建设。在继续加强国内外人才交流与合作以及科教结合的基础上,实现在天文研究、设备研制、核心技术研发和应用的过程中培养和锻炼高水平的天文人才队伍;

(7)把关键技术突破和先进科学仪器研制放在发展重大观测装置的先导地位,重视和加大对技术研发能力建设的支持。突

破光学、射电和空间天文技术与方法、天文数据处理技术和计算天体物理方法四大领域上的共性关键技术,使地面光学、射电以

及空间高能、太阳观测方面的观测能力达到世界先进水平,在导航定位、空间探测、高精度测定轨、空间环境等国家重大战略需

求领域的支撑保障能力达到世界先进水平。

致谢感谢国家天文台赵冰研究员、彭勃研究员、颜毅华研究员、秦波研究员、高亮研究员、郝晋新研究员、邹永廖研究员

在本文形成中给予的帮助和讨论!

参考文献1 中天文发展战略研究组. 国天文发展战略研究报告.

2011年12月.

2中国科学院基础科学局天文力学与空间科学处,中国科学院国家科学图书馆.中国及中国科学院天文学领域文献计量统计报告(1998年-2009年). 2010年10月.

3中科院-国家基金委天文学科发展战略研究组. 20112020年我国天文学科发展战略研究报告. 2010年6月.

望远镜的原理及发展历史

望远镜的原理及发展历史 望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而被看到。又称“千里镜”。望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角,使人眼能看清角距更小的细节。望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径(最大8毫米)粗得多的光束,送入人眼,使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。1608年荷兰人汉斯·利伯希发明了第一部望远镜。1609年意大利佛罗伦萨人伽利略·伽利雷发明了40倍双镜望远镜,这是第一部投入科学应用的实用望远镜。 17世纪初的一天,荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希(Hans Lippershey),为检查磨制出来的透镜质量,把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线,通过透镜看过去,发现远处的教堂塔尖好象变大拉近了,于是在无意中发现了望远镜的秘密。1608年他为自己制作的望远镜申请专利,并遵从当局的要求,造了一个双筒望远镜。据说小镇好几十个眼镜匠都声称发明了望远镜。 望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器,能把远物很小的张角按一定倍率放大,使之在像空间具有较大的张角,使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。所以,望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统。根据望远镜原理一般分为三种。BOSMA博冠望远镜. 一种通过收集电磁波来观察遥远物体的仪器。在日常生活中,望远镜主要指光学望远镜。但是在现代天文学中,天文望远镜包括了射电望远镜,红外望远镜,X射线和伽马射线望远镜。近年来天文望远镜的概念又进一步地延伸到了引力波,宇宙射线和暗物质的领域。或者再经过一个放大目镜进行观察。日常生活中的光学望远镜又称“千里镜”。它主要包括业余天文望远镜,观剧望远镜和军用双筒望远镜。 常用的双筒望远镜还为减小体积和翻转倒像的目的,需要增加棱镜系统,棱镜系统按形式不同可分为别汉棱镜系统(RoofPrism)(也就是斯密特。别汉屋脊棱镜系统)和保罗棱镜系统(PorroPrism)(也称普罗棱镜系统),两种系统的原理及应用是相似的。个人使用的小型手持式望远镜不宜使用过大放大倍率,一般以3~12倍为宜,倍数过大时,成像清晰度就会变差,同时抖动严重,超过12倍的望远镜一般使用三角架等方式加以固定。 与此同时,德国的天文学家开普勒也开始研究望远镜,他在《屈光学》里提出了另一种天文望远镜,这种望远镜由两个凸透镜组成,与伽利略的望远镜不同,比伽利略望远镜视野宽阔。但开普勒没有制造他所介绍的望远镜。沙伊纳于1613年─1617年间首次制作出了这种望远镜,他还遵照开普勒的建议制造了有第三个凸透镜的望远镜,把二个凸透镜做的望远镜的倒像变成了正像。沙伊纳做了8台望远镜,一台一台地观察太阳,无论哪一台都能看到相同形状的太阳黑子。因此,他打消了不少人认为黑子可能是透镜上的尘埃引起的错觉,证明了黑子确实是观察到的真实存在。在观察太阳时沙伊纳装上特殊遮光玻璃,伽利略则没有

浅析淘宝网的发展现状和未来发展模式

浅析淘宝网的发展现状和未来发展模式 摘要:2008年以来,受到全球金融危机蔓延深化的影响,我国多数行业都受到了不同程度的冲击。但包括网络零售的电子商务行业发展却一路繁荣,成为危机背景下经济增长的一个亮点。本文以淘宝网为例,运用SWOT分析法,浅析目前淘宝网的发展面临的优势,劣势,机会和威胁,而后提出我们对于淘宝未来发展的应对之策。 关键词:淘宝网,网络购物,C2C模式, 一.引言 在国内C2C网络购物网站中,以淘宝网发展最为迅猛,《2009年上半年中国网络购物市场发展报告》显示,2009年上半年网络购物交易规模达到1034.6亿元,其 中,淘宝网交易额达到827.6亿元,占据整体市场份额的80%,位居第二的是拍拍网,市场份额占整体市场份额的8.1%。可以看出,淘宝网的运营模式可以代表国内C2C网购市场的一个重要发展方向,因此研究淘宝网的运营模式对准确把C2C电子商务现状和走势,解决C2C电子商务今后发展急需解决的突出问题,具有现实意义。 二.电子商务的内涵 电子商务:从广义上说,是指以电子设备为媒介进行的商务活动;从狭义上说,是指以计算机网络为基础所进行的各种商务活动,包括商品和服务的提供者、广告、消费者、中介商等有关各方行为的总和。报告中的电子商务是指狭义上的。 三.网络购物概念 网络购物:借助网络实现商品或服务从商家/卖家转移到个人用户(消费者)的过程在整个过程中的资金流,物流和信息流,其中任何一个环节有网络的参与,都称之为网络购物。 网络购物分类见下图: 四.淘宝的市 场份额 目前,我国网 民的大部分网购 商品网络购物交易 集中于平台式购物 网站,,而其首选购物网站则是淘宝网。淘宝网用户市场份额达84.6,处于绝对领先地位。

天文望远镜的发展与自然科学的进步

海南大学《现代自然科学技术概论》考核作业 课程代码:974105 学分:2.0学分 学年度:2010-2011学年度 姓名:曹国宝 性别:男 学号:20080W0102 学院和班级:材料与化工学院08级理科实验班 天文望远镜的发展与自然科学的进步 曹国宝 (海南大学材料与化工学院海口市570228) 摘要:本文通过对各种天文望远镜的发明及简介,使大家了解天文望远镜的发展简史.并阐述其在自然科学发展史上所作出的贡献。指出各种天文望远镜的优点和不足之处,最后研究了其未来发展趋势并作出展望。 关键词:自然科学天文望远镜光学望远镜射电望远镜空间望远镜 Astronomical Telescopes’ Progress And Natural Science’s Devel opement Cao Guobao (Hai Nan University material and chemical college Hai Kou 570228) Abstracts: This article offer a brief introduction for various astronomical telescopes in different epoch and thus give a impression of the telescope’s history. Then point out how can the telescope pay a contribution for our science. Moreover, illustrate different kinds of astronomical telescope’s strength and short backs. At last , how astronomical telescope will develop in the future is given. Keywords: natural science optical telescope astronomical optics telescope radio telescope space telescope 一.引言 1609年, 意大利物理和天文学家伽俐略首次使用望远镜观测到了人眼看不到的宇宙中的一些天体, 开创了天文学研究的新纪元. 随着自然科学技术的不断进步, 到牛顿时代, 人们可以研制出更大更复杂的望远镜, 使天文学研究进入了一个繁荣时期, 发现了很多微弱的恒星并计算出恒星之间的距离. 19世纪后, 人们利用光谱仪收集天体发出的光谱, 得出了有关天体运动和化学成分的信息. 进入20世纪后, 人们研制出越来越大、性能越来越好的望远镜, 可观测到更远距离的天体.在地面上使用光学望远镜观测时, 天体发出的光经过大气层, 会受到大气扰动的影响. 为了减小这一影响, 发展了自适应光学[1]。 与此同时人类对宇宙的探测不但从平地转移到高山地带, 同还借助气球、飞

新手入门天文望远镜使用小常识

新手入门——天文望远镜使用小常识 一、如何调试寻星镜 1、白天,先将主镜筒对准远处的一个目标(约500米远),如烟囱、空调室外机等。装上低倍率目镜(如20MM目镜)寻找目标。将镜筒大致对准目标后,调节焦距系统直到目标清晰,并使之处于主镜中心点,然后将脚架全部锁紧。 2、小心调整寻星镜上的三个螺丝,将主镜看到的目标调到寻星镜的十字架中心。 3、更换高倍率目镜(如10MM目镜),重复上述的步骤。调试时,主镜里的目标始终控制在寻星镜的十字架中心。 *寻星镜调准后,千万不要动它。观测月亮,尽量选择在“弯月”,这时能更清晰的看到环形山、月海等。 二、赤道仪的简介和调整 (一)赤道仪简介 赤道仪有三个轴: 1、地平轴。垂直于地平面,下端与三脚架台连接,上端与极轴连接,有地平高度刻度盘。绕地平轴旋转可调整望远镜的地平方位角。 2、极轴(赤经轴)。一端与地平轴相连,上下扳动极轴可调整地平高度角。另一端与赤纬轴成90o角连接,装有时角度盘,用于望远镜指向的时角(赤经)调整。

3、赤纬轴。与极轴成90o相连,上端与主镜筒成90o相连,以保证镜筒与极轴平行。下端连接平衡锤,装有赤纬度盘,用于望远镜指向的赤纬度调整。 (二)赤道仪的调整 极轴调整。使望远镜极轴和地球自转轴平行,指向北天极。 1、主镜与赤道仪、三角架连接好,把将有“N”标志的一条腿摆在正北方。调整三角架高度,使三角架台水平。 2、松开极轴(赤经轴)螺钉,把主镜旋转到左边或右边。松开平衡锤螺钉,移动平衡锤,使望远镜与锤平衡。把望远镜旋回上方,制紧螺钉。 3、松开地平螺钉,转动赤道仪,使极轴(望远镜)指向北方(指南针定向),制紧螺钉。 4、松开极轴与地平轴连接螺钉,上下扳动极轴,使指针对准观测地点的地理纬度,制紧螺钉。 5、松开赤纬轴螺钉,转动望远镜使其与极轴平行(亦即与当地经线圈平行),制紧螺钉。 6、从望远镜(或调好光轴的寻星镜)中观看北极星是否在视场中央,如有偏差,则需对极轴的地平方位角,地平高度角作精细调整,直至北极星在视场中央不再移动。 7、拧动时角刻度盘,零时(0h)对准指针;拧动赤纬刻度盘,90o对准指针。 至此,望远镜就与地球自转轴、观测点子午面完全平行。

中国路灯现状与未来发展分析

中国路灯现状与未来发展分析 一、目前全国公路的分布与建设 据“中华人民共和国交通运输部《09年公路水路交通运输行业发展统计公报》”数据统计,2009年底,全国公路总里程达386.08万公里,按公路技术等级分,各等级公路里程分别为:高速公路6.51万公里,一级公路5.95万公里,二级公路30.07万公里,三级公路37.90万公里,四级公路225.20万公里,等外公路80.46万公里。 公路桥梁、隧道总量继续增加。2009年底,全国公路桥梁达62.19万座、2726.06万米,全国公路隧道为6139处、394.20万米,是世界上公路隧道最多的国家。 二、我国公路未来5年的发展 1、公路公路建设方面 我国现在在二级以上的公路建设(不包括高速公路)投入发展规划,每年约以12万公里的速度递增,未来5年将增加60万公里的公路交通枢纽。 2、高速公路建设方面 关于高速公路的网点建设方面,《国家高速公路网规划》已经国务院审议通过,规划的出台标志着中国高速公路发展进入了新的历史阶段。据中国交通部部长张春贤表示,中国国家高速公路规划网络是一项庞大的工程,未来30年静态

投资两万亿元人民币,这个投资的力度随计划建设的进度而变化。2010年前,每年的年均投资大约在1400到1500亿元人民币,每年增加3000公里左右。2010年以后到2020年之间,年均投资大约在1000亿元人民币,每年增加2000公里左右。至2015年,我国高速公路将增加1万公里,总长度预计达到7.51万公里。 3、隧道建设方面 随着公路网点的建设,我国未来五年在隧道建设方面预计将会增加300公里。 三、我国路灯的分布与发展 中国在2006年具有1500万盏路灯,并以每年20%的速度增长,也就是每年新增的路灯数也有300万盏。至2010年,中国路灯的现存数量已经达到2700万盏。 在桥梁、隧道灯方面,按照《公路隧道设计规范》的设计标准,隧道照明每10米按装一盏照明灯具(两边共2盏),目前我国现存隧道灯数量达到624万盏。 在未来5年的道路建设发展规划和发展速度计算,我国将新增道路照明灯具共1500万盏(按照年增加300万盏计算),隧道灯将增加6万盏(按照总长增加300公里计算)。 四、关于路灯方面节能减排的发展思路 近年来,随着我国城市建设规模的不断扩大和建设水平的不断提高,作为城市建设的一项重要内容,城市道路照明、

浅谈机械电子技术的未来发展趋势

浅谈机械电子技术的未来发展趋势 摘要:机械电子技术融合了机械、电子以及计算机等多方面的专业技术和知识,通过协调配合形成了机电一体化。在实际的工作中,利用计算机把集成控制、数 据检测分析以及数据处理等功能集中到轻便的机械配件中,这样一来解改善了传 统机械操作复杂笨重的缺点。另外应用电子技术还可以实现一部分自动化,使机 械能够在程序的控制下自动完成一些任务,这样可以高效率地完成批量生产,提 升生产配件的标准化,节省大量的人力与时间,促进了企业经济效益的提升,有 利于企业在市场中取得竞争优势。 关键词:机械电子技术;基本现状;发展趋势 1机械电子技术 机械电子技术也称之为机电一体化,是指在机械生产活动过程中运用的电机 技术,实现电子技术和机械生产的有效结合,对于提高生产效率和质量具有重要 意义。我国对于机械电子技术研究起步比较晚,只能够应用在狭小范围之内,但 是随着技术水平提升,机械电子技术获得了创新,覆盖范围在不断扩大,而且纳 入了多种学科,综合型的技术体系慢慢形成。在机械控制、操作以及动力系统等 方面获得大大提高,更加具体、全面分配电子技术功能,有利于促进机械设备结 构优化,提高资源利用率,创造出巨大经济效益。 2机械电子技术特征 相比较于传统机械,机械电子技术在设计产品的时候,会体现出灵活性的特点,而且操作起来非常快捷方便。同时要具有一定的创新性,可以满足多元化需求,不断拓展市场领域,获得更好的发展机遇。在自动化系统控制下,机械电子 技术只需要只需要按照规定就可以完成生产活动,过程中不会受到人为主观因素 影响,大大提高了产品质量。由此可见,机械电子技术功能是非常强大的,代表 着先进生产水平,可以适应发展的需求。 3机械电子技术的应用 3.1质量检测 科技发展有效提高了信息的流动性,并且也产生了大量高性能材料,此材料 逐渐代替传统工业材料,所以投入及重视程度在不断提高。设备机械化要满足现 代工业生产需求,传统根据人工检测技术已经无法满足科技高精度需求,所以目 前所发展的高精度设备就是机械电子技术的重要展现。 3.2农业方面 在信息化时代不断发展的过程中,农业发展进程要求有效实现现代化的进程,从而支撑国民经济的发展。农业现代化发展能够有效解决低效率、低品质及低产 量等问题,和其具有密切关系的农业机械具有重要的作用。利用现代化机械电子 信息技术融入,能够使农业机械效率得到提高,促进现代化农业的持续发展。 3.3电子产品 在机械生产过程中,为了使设备重量及体积得到降低,使部分零件通过电子 部件进行代替,以此使设备灵活性得到提高。电子产品制造中的机械微电子技术 相关全新的纳米技术能够精准掌握部件内部结构,并且还能够实现合理科学改造。 3.4工业制造 将微电子技术应用到产品制造中,使行业市场竞争力得到进一步的提高,从 而有效实现企业经济效益持续发展。比如,将微电子技术应用到汽车制造行业中,能够使防盗系统及监控系统性能得到进一步提高。在汽车电子引擎系统中使用微

教您天文望远镜基础知识入门知识讲解

教您天文望远镜基础知识入门 一、望远镜种类 (一)折射式望远镜 折射式望远镜的构造如下图: 折射式望远镜由两个透镜组成:固定在镜筒前端的是物镜(其口径大小直接决定望远镜的性能);在镜筒尾端可以调换的是目镜。

上图为星特朗AstroMaster系列 90EQ 优点:视野较大、星像明亮,使用和维护比较方便,反差及锐利度较同口径的反射镜佳,摄影及高倍行星观测,效果都相当不错。缺点:有色像差(色差)问题,会降低分辨率。 (二)反射式望远镜 反射式望远镜的构造如下图:

上图为牛顿式反射式望远镜。

上图为星特朗AstroMaster系列130EQ 优点:无色差、强光力和大视场,非常适合深空天体的目视观测。缺点:彗差和像散较大,视野边缘像质变差,操作不太容易, 维护相对复杂。 (三)折反射式望远镜 折反射式望远镜的构造如下图:

上图为星特朗Omni XLT 127

综合了折射镜和反射镜的优点:视野大、像质好、镜筒短、携带方便。有施密特-卡塞格林式和马克苏托夫-卡塞格林2种。 三种类型望远镜优缺点对比: (1)折射式:通常小型(口径80毫米以下)折射望远镜具有便携优势,结构简单可靠性高,可以在旅行时随身携带。在拍摄要求不高的情况完全可以满足摄影需求,而且与相机连接简单可以作为长焦镜头使用。 (2)反射式:大口径反射虽然不便携,但比其他类型望远镜有很多优势。首先,造价低廉,很多爱好者可以自己磨制。其次,大口径成像效果更好,利于高倍观测,而且焦比较小,适合观测和拍摄深空天体。 (3)折反式:折反同时具备折射式望远镜的便携和反射式望远镜的成像优势,但价格较贵。 三种望远镜优缺点对比: 折射式 优点:结构简单,便携,成像锐度好, 缺点:镜筒封闭维护保养容易有色差、球差,口径大的价格相对较贵 光学结构:物镜——目镜结构 反射式 优点:口径大,成像亮度高,无色差,价格相对便宜 缺点:不便携,有球差,镜筒开放维护保养相对困难 光学结构:反射镜——副镜——目镜结构 折反式 优点:便携,成像质量较好,镜筒封闭维护保养容易,

中国中小企业发展现状与未来前景分析

中国中小企业发展现状与未来前景分析 中国的民营中小企业差不多都是由个体户、夫妻店和家庭作坊演变而来。由于失业和再就业的压力,总会有大量下岗和失业人员寻求创业的途径和机会,因此个人和家庭创业然后形成小企业将是中国长期而普遍的现象,研究小企业生存和发展的模式,以及政府需要为之提供的政策环境,对中国经济发展和社会稳定具有十分重要的现实意义。下岗和失业人员本身处于弱势地位,我们不可能对其专业素质期望太高,也不能指望在比较短的时间内能通过培训使其成为具有竞争力的企业家。因此,小企业成长需要政策和体制上的帮助。在小企业的发展中有必要克服当前流行的一个错误观点,即小企业做大了就是成功。报告认为,小企业是一种企业形态,有其自身的特性和生存规律,从国内外历史上看,家庭作坊也有百年老店,证明小企业有自己的成功之路。 小企业变成大企业只是一种变化,不能作为成功的标志,大企业也有倒闭的,企业的规模与其成功与否没有直接关系。 另外,小企业的管理模式并不复杂,往往是由经营者直接面对员工、面对客户,所以经营者的素质就等于是企业的素质。小企业主未必都有作大的志向(尽管这种志向并不重要),但一定都有多盈利的愿望,政府的一切政策法规和支持措施应以帮助小企业盈利为出发点,抓住这个要 点,并以此为中心展开促进小企业发展的各项工作,就会形成小企业繁荣和成长的良好局面。政府不需要设定某种企业模式,也不需要设定企业成长的某种指标,政府的政策法规就是企业自我设计的重要参考因素。有时可以听到抱怨说小企业不注重品牌,不讲求信誉,报告认为不在乎自己形象的企业只能是少数,从一般经济理论分析可以看出,企业

的短期行为通常是由政府政策的短期行为引致,所以克服企业短期行为的最好办法是政府政策的长期稳定和前后一致。 应该说,从中央政府到地方政府的方向性政策中,不管是提供市场准入和提供资金扶持方面,都有很好的法律和法规环境。现在的问题是在个体实施这些法律法规的过程中,尚有一些体制上的不配套、程序设置上的不到位以及更重要的一点即政府工作人员观念转变未完成。以体制 为例,中国的金融体系原来完全服务于国有特别是大型国有企业,在银行自身的商业化改造中,也是注重于银行自身风险的防范和提高盈利能力,还没有来的及改革银行乃至整个金融体系使之能够服务于各类企业特别是中小企业。尽管在中央政府的指示下,各大银行均表示要为中小企业融资提供帮助,但完成整个面对小企业服务体系的设计和安排肯定要花费很长的时间。前任中国人民银行行长戴相龙先生在十六大之前的一次讲话中明确了中国金融系统目前的重要工作之一是完成针对中小企业的金融服务体系改革,预示着中小企业的融资状况在不远的将来会有所改善,但在现行体制下中小企业的资金紧张状况还会再持续一段时间。 另外一个重要问题是中小企业如何面对政府政策的变化和政府部门的管理。中小企业是中国新生的经济门类,政府的政策、法规和体制必然是随着小企业的成长壮大而不断地制定、修改、完善和调整,换句话说就是存在边制定边修改的情况,这就会给小企业带来很大的压力。如上 述,小企业的特点就是人数比较少,不能象大企业那样可以设立专门的部门或人员负责政府相应部门的联系和协调工作。因此,小企业在忙于自己生意的同时,就难于拿出许多时间奔波于政府的各个职能部门之中,而且即使这样,也未必跟得上一些政策法规的变化。这种情况一方面增加了小企

电子技术历史回顾与未来展望

电子技术历史回顾与未来展望 摘要:当今的世界已经迈入信息化社会,电子通信产品的更新速度也越来越快,科学技术日新月异,我们的生活也在发生前所未有的巨大改变。而这一切都离不开人类对电的开发和利用,大到工厂里面的生产流水线,小到只有不到一毫米的芯片,无一不渗透着人类对电子产品的研发智慧。回顾过去,我们看到了前辈们一路走来所付出的艰辛和努力,展望未来,现在科学家们的不懈努力又为我们勾画出了一幅美好的蓝图。本课题主要是通过对人类电子技术发展的历程的总览以及对一些里程碑式的巨大跨越的详述,结合当今时代最新的电子技术成果,来分析很展望人类未来电子技术的前景。 关键词:电子技术;历史发展;未来前景 1引言 电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术,二十世纪发展最迅速,应用最广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。进入21世纪,人们面临的是以微电子技术(半导体与集成电路为代表)、电子计算机和因特网为标志的信息社会。高科技的广泛应用使社会生产和经济获得了空前的发展。现在电子技术在国防、科学、工业、医学、通讯(信息处理、传输和交流)及文化生活等各个领域中起着巨大的作用。现在的世界,电子技术无处不在:收音机、彩电、VCD、DVD、电子手表、数码相机、电脑、大规模生产的工业流水线、因特网、机器人、航天飞机、宇宙探测仪……可以说,人们现在生活在电子世界中,一天也离不开它。 从十九世纪末电报、电话和留声机的发明到现在电脑、液晶电视和超大规模计算机的应用,电子技术实现了飞跃式的发展。如今的电子产品已经不再是奢侈品,反而随着科技的发展,它的价格降得越来越低,就像摩尔定律(注:摩尔定律是由英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出来的。其内容为:当价格不变时,积体电路(IC)上可容纳的电晶体数目,约每隔24个月(1975年摩尔将24个月更改为18个月)便会增加一倍,性能也将提升一倍;或者说,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度)说的那样。 2电子技术发展历史 1)发展初期(电子管、晶体管时代) 1895年,荷兰物理学家Hendrik Antoon Lorentz假定了电子的存在。1897年,著名英国物理学家Thomson,Joseph John用实验找出了电子。1883年,美国发明家爱迪生发现了热电子效应。1904年,弗莱明利用这个效应制成了电子二极管,并证实了电子管具有“阀门”作用。弗莱明将制成的第一支电子管用来检测电波,标志着电子时代的到来。过了不久,美国的德福雷斯特(Lee de Forest)在灯丝和极板之间加人了栅极,从而发明了三极管,并于1906年申请了专利。比起二极管,三极管有更高的敏感度,而且集检波、放大和振荡三种功能于一体。1925年,苏格兰的贝尔德公开展示了他制造的电视,成功地传送了人的面部活动,分辨率为30线,重复频率为每秒5帧。

自制天文望远镜(天文爱好者必看)

*自制天文望远镜* 第一章望远镜基本原理 黄隆 1.1 天文望远镜光学原理 望远镜由物镜和目镜组成,接近景物的凸形透镜或凹形反射镜叫做物镜,靠近眼睛那块叫做目镜。远景物的光源视作平行光,根据光学原埋,平行光经过透镜或球面凹形反射镜便会聚焦在一点上,这就是焦点。焦点与物镜距离就是焦距。再利用一块比物镜焦距短的凸透镜或目镜就可以把成像放大,这时观察者觉得远处景物被拉近,看得特别清楚。 折射镜是由一组透镜组成,反射式则包括一块镀了反光金属面的凹形球面镜和把光源作90 度反射的平面镜。两者的吸光率大致相同。折射和反射镜各有优点,现分别讨论。 O=物镜 E=目镜 f =焦点 fo=物镜焦距 fe=目镜焦距 D=物镜口径 d =斜镜 1.2 折射和反射望远镜的选择 折射望远镜的优点 1.影像稳定

折射式望远镜镜筒密封,避免了空气对流现象。 2.彗像差矫正 利用不同的透镜组合来矫正彗像差(Coma)。 3.保养 主镜密封,不会被污浊空气侵蚀,基本上不用保养。 折射望远镜的缺点 1.色差 不同波长光波成像在焦点附近,所以望远镜出现彩色光环围绕成像。矫正色差时要增加一块不同折射率的透镜,但矫正大口径镜就不容易。 2.镜筒长 为了消除色差,设计望远镜时就要把焦距尽量增长,约主镜口径的十五倍,以六吋口径计算,便是七呎半长,而且用起来又不方便,业余制镜者要造一座这样长而稳定度高的脚架很是困难的一回事。 3.价钱贵 光线要穿过透镜关系,所以要采用清晰度高,质地优良的 玻璃,这样价钱就贵许多。全部完成后的价钱也比同一口径的 反射镜贵数倍至十数倍。 反射望远镜的优点

1.消色差 任何可见光均聚焦于一点。 2.镜筒短 通常镜筒长度只有主镜直径八倍,所以比折射镜筒约短两倍。短的镜筒操作力便,又容易制造稳定性高的脚架。 3.价钱便宜 光线只在主镜表面反射,制镜者可以购买较经济的普通 玻璃去制造反射镜的主要部份。 反射望远镜缺点 1.遮光 对角镜放置在主镜前,把部份入射光线遮掉,而对角镜 支架又产生绕射,三支架或四支架的便形成六条或四条由光 星发射出来的光线。可以利用焦比八至十的设计减低遮光 率。 2.影像不稳定 开放式的镜筒往往产生对流现象,很难完满地解决问 题。所以在高倍看行星表面精细部份时便显出不容易了。 3.主镜变形 温度变化和机械因素,使主镜变形,焦点也跟改变,形成球面差,球面差就是主镜旁边缘和近光轴的平行光线聚焦于不同地方,但小口径镜不成问题。 4.保养 镀上主镜表面的铝或银,受空气污染影响,要半年再镀一次。不过一块良好的真空电镀镜面可维持数年之久。 折射望远镜由二块透镜组成,总共要磨四边光学面,反射望远镜只需要磨一边光学面,所以制造反射式望远镜花费较少时间。技术精良的话,一副自制的六吋口径反射望远镜质素随时超过市面出售的三吋折射望远镜。

市场分析一体机市场现状及未来发展方向分析

(市场分析)一体机市场现状及未来发展方向分析

标题:壹体机市场现状及未来发展方向分析 资料信息: 壹体机是什么呢?它就是集成了打印、复印、扫描、传真里俩种或俩种之上功能的办公设备。因为壹体机除了于速度、分辨率等性能上和单壹设备不相上下之外,最主要的是于功能集成、外观体积等品质上要优于单壹功能的办公设备,它倡导了符合当今集成化,简约化的办公潮流。简言之,壹体机就是壹个“N”(N≥2),N的结果将是“远远大于1”! 信息化时代产品的更新换代之快可用“壹日千里”来形容,技术进步和市场需求互为动力,为我们平凡的生活谱写了美丽的乐章。近年来大规模出现的“壹体机”就是这些乐章的壹个重要音符。随着办公设备向自动化、数字化、集成化方向发展,用户们为了进壹步完善办公环境,开始使用代表这种发展方向的壹体机设备。由于其具有操作简捷、工作效率高等优势,很快便赢得了我们办公者的青睐,赢得了部分办公设备市场。 从技术方式上来见,壹体机能够分为碳带热转印壹体机、喷墨壹体机和激光壹体机。从它们的市场地位而言,壹体机可分成激光型、喷墨型俩大类。喷墨壹体机凭借色彩处理和价格优势占据了相当的市场份额。激光壹体机则凭借其优秀的输出质量和数码技术,于壹体机市场中占据主流地位。随着人们消费能力的提高,办公需求的增加以及激光打印技术的进壹步发展,激光壹体机很大程度上将成为未来壹体机市场的主导产品。 1998~2001年中国多功能壹体机市场功能组合方式构成 传真、打印和复印的功能组合是目前市场的主流组合形式,而全方位集成的产品也有壹定的规模。 实际上,不管是喷墨壹体机仍是激光壹体机,它们且不是多个设备的简单叠加,而是采用了完善的集成技术,将复印、打印、扫描、传真等众多功能有机集于壹身,既节省空间,又经济高效。虽说这些功能能够同时工作,但每款壹体机仍是有不同的主导功能,有的以打印为主,有的以扫描为主,有的以复印为主,有的以传真为主等,这样就形成了不同导向的壹体机市场环境。 而当下不论于办公室仍是家庭,最常用的仍是打印和复印功能。不少厂商推出的壹体机大多是由传真机或打印机脱胎换骨而成,此种机型于传真或打印方面功能突出,而于复印方面表现平平。多功能壹体机的复印功能是数码复印,同普通复印机相比有许多优势。它利用缓冲技术,可实现壹次扫描、多次拷贝,使复印速度和打印速度相当;有些复印导向壹体机仍具有数码编辑能力,能实现去除复印件边框、预留装订区等功能;重要壹点是数码复印的质量比普通复印有质的飞跃,多数喷墨打印类的壹体机仍能轻松实现高品质的彩色复印。由于复印导向壹体机技术复杂,所以于这个领域仍有待进壹步发展。 1998~2001年中国多功能壹体机市场功能输出方式构成 激光输出以其优秀的输出质量和真正的数码技术,于多功能壹体机市场中占据主流地位,而喷墨输出凭借色彩处理和价格上的优势也占据着相当的份额。 从发展趋势来见,喷墨输出方式于最近俩年有不断上升的趋势,这正是喷墨输出的多功能壹体机的相对较高的性价比和适合中国经济情况以及用户购买力的表现。

电子技术的发展现状及未来

电子技术的发展现状及未来 摘要:电子技术广泛应用于各个行业中,无论是与人们生活相贴近的广播、电视、计算机等电子设备的研究,还是国家高度重视的航空航天事业的发展,都离 不开电子技术的支持,由此可见电子技术的重要意义,可以说其代表了当前的科 技发展水平。为了更加深入研究电子技术,并将其应用到更多的领域当中,需要 对其发展状况进行充分的了解,为此本文详细介绍了电子技术的发展现状,清楚 其应用情况,并对其未来的发展趋势进行了介绍,希望能为其研究工作的开展带 来一定的帮助。 关键词:电子技术;发展现状;未来 前言 就目前的发展状况来看,几乎任何的高科技产业的发展都需要电子技术的支持,人们的日常生活也离不开电子技术的发展,所以电子技术无论是对于人们生 活质量的保障,还是国家经济的发展都是具有不可替代的作用的。大力发展电子 技术能够创造更多的经济效益和社会效益,因此这项研究内容受到了国家和社会 各界的高度重视,为此本文针对这方面内容进行了较为详细的介绍。 1.电子技术的发展现状中体现出的问题 1.1电子技术教学工作存在不足 在电子技术的发展现状中还是体现出了非常多的问题,也正是这些原因阻碍 了电子技术的向前发展,接下来将针对其中存在的几个主要问题进行详细的分析 和介绍。首先是在教学工作上存在不足,使得这一技术没有被学生很好地掌握, 因此导致电子技术难以快速发展,这是非常主要的一个原因。导致教学质量差的 原因来自于很多个方面,一部分是学生自身能力的因素,很多学习这一专业的学 生学历水平都不是特别高,并不是一些高等学府,学生自身的学习能力就存在较 大的不足,而这一技术由属于比较复杂,学习起来难度较大的一个专业,所以学 习的学习能力不足会更加影响到学习效果。除了学生自身的因素之外,还与学校 的教学方式、老师的能力等一些其他因素有很大的关系,教学理念上的落后、教 学模式上的单一,以及缺乏强大的师资力量都是导致电子技术教学质量差的主要 因素。在之前的内容中提到过,电子技术是一项学习起来比较困难的学科,而且 较为复杂和枯燥,学生很难对其有很高的学习兴趣,所以就需要教师来调动学生 的这种学习兴趣,所以就对教师的能力提出了更高的要求。而现如今很多教师在 进行讲课时仅仅按照课本或是课件进行教学,课堂枯燥乏味,自然也会降低教学 质量。即使学生上课认真听课学习,可是仅仅学习这些理论知识是不够的,在参 加工作时就会非常吃力,尤其是像电子技术这样还需要一定的创造能力的学科来说,就会体现出更为严重的问题,最终可能导致整个电子技术行业处于停滞不前 的位置,所以电子技术教学上存在的问题是十分严重的,影响其未来的发展状况,因此需要有效解决这一问题。 1.2在部分领域中还存在落后现象 电子技术所涉及到的领域非常多,其中包括机械电子技术、电子信息技术、 电子通信技术等多个方面,正是因为其应用领域非常多,所以才更为重要,关系 到多个领域的发展前景,因此对于其中存在的不足之处就更加应当采取有效的措 施进行解决。就目前电子技术的应用情况来看,在一些领域的应用取得了显著的 效果,但是也存在部分领域中落后的现象,由此可以看来电子技术的发展是不均 衡的,还没有做到全面发展。而对于这些应用情况并不好的领域来说,电子技术

天文望远镜基础知识介绍

天文望远镜基础知识介绍

天文望远镜基础知识科普 一、望远镜基本原理与天文望远镜 望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器,是通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而使人看到远处的物体,并且显得大而近的一种仪器。所以,望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。 天文望远镜是望远镜的一种,是观测天体的重要工具,可以毫不夸大地说,没有望远镜的诞生和发展,就没有现代天文学。随着望远镜在各方面性能的改进和提高,天文学也正经历着巨大的飞跃,迅速推进着人类对宇宙的认识。 二、天文望远镜的结构 下面是天文望远镜的结构图,不是说每一款望远镜都是这样的。有的天文望远镜没有寻星镜,有的在镜筒上还安装了中垂来调节平衡。还有会赠送很多其他的天文配件,比如太阳滤镜、增倍镜(巴洛镜)、更多倍数的目镜。 天文望远镜重要部位的作用: 1.主镜筒:观测星星的主要部件。 2. 寻星镜:快速寻找星星。主镜筒通常都以数十倍以上的倍率观测 星体。在找星星时,如果使用数十倍来找,因为视野小,要用主镜筒将星星找出来,可没那麼简单,因此我们就使用一支只有放大数倍的小望远镜,利用它具有较大视野的功能,先将要观测的星星位置找出来,如此就可以在主镜筒,以中低倍率直接观测到该星星。 3. 目镜:人肉眼直接观看的必要部件。目镜起放大作用。通常一部 望远镜都要配备低、中和高倍率三种目镜。 4.天顶镜:把光线全反射成90°的角,便于观察。 5. 三脚架:固定望远镜观察时保持稳定。

三、天文望远镜的性能指标 评价一架望远镜的好坏首先看它的光学性能,然后看它的机械性能的指向精度和跟踪精度是否优良。光学性能主要有以下几个指标: 1.口径:物镜的有效口径,在理论上决定望远镜的性能。口径越大,聚光本领越强,分辨率越高,可用放大倍数越大。 2.集光力:聚光本领,望远镜接收光量与肉眼接收光量的比值。人的瞳孔在完全开放时,直径约7mm。70mm口径的望远镜,集光力是70/7=10倍。 3.分辨率:望远镜分辨影像细节的能力。分辨率主要和口径有关。 4.放大倍数:物镜焦距与目镜焦距的比值,如开拓者60/700天文望远镜,使用H10mm目镜,放大倍数=物镜焦距700mm/目镜焦距10mm=70倍;放大倍数变大,看到的影像也越大。 5.视场:望远镜成像的天空区域在观测者眼中所张的角度,也称视场角。放大倍数越大,视场越小。 6.极限星等:是望远镜所能观测到最暗的星等,主要和口径、焦比有关。正常视力的人,在黑暗、空气透明的场合最暗可看到6等星,而70mm口径望远镜的集光力是肉眼的100倍,能看到比6等星再暗五个星等的11等星。 因此,衡量望远镜的重要参量是口径。 四、天文望远镜的分类 (一)光学望远镜 1609年,伽利略制造出第一架望远镜,至今已有近四百年的历史,其间经历了重大的飞跃,根据物镜的种类可以分为三种: 1.折射望远镜:物镜为凸透镜,位于镜筒的前端,来自天体的光线经物镜折射后成像在焦面上,故称为折射望远镜。优点---使用方便,镜体轻巧,便于

支付宝现状与未来发展趋势研究分析

支付宝现状与未来发展趋势分析

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支付宝现状和未来发展趋势分析 (08722117 朱艳) 摘要:随着电子商务的发展,支付宝等第三方支付方式越来越受到网络消费者的欢迎,本文主要对支付宝的发展现状和未来发展趋势作了简要的分析. 关键词:第三方支付现状挑战发展趋势 正文: 一、支付宝的由来 传统的电子商务通过汇款、转账等方式进行结算,然而,这种结算方式往往费时、费力。 又由于中国的信用体系不健全等一系列原因,中国网上购物面临巨大的阻碍。直到2003年10月,由马云创办的支付宝网站首先在淘宝网推出,长期困扰中国电子商务发展的安全瓶颈才获得了重大的突破。2004年,支付宝从阿里巴巴独立出来,成立了支付宝公司,实现了独立运营。目前,支付宝已成为中国最大的第三方支付平台。 二、支付宝发展现状 2011年1月19日,CNNIC在京发布了《第27次中国互联网络发展状况统计报告》,《报告》显示,截至2010年12月底,我国网民规模达到4.57亿,较2009年底增加了7330万人。互联网普及率攀升至34.3%,较2009年提高5.4个百分点.网络购物用户规模年增幅48.6%,是增幅最快的应用。网上支付、网上银行的使用率迅速提升。 根据艾瑞咨询的统计数据,2010年中国第三方网上支付交易规模达到10105亿元,同比2009年增长100.1%,而其中支付宝的市场份额超过一半。更为重要的是,最新的数据显示,支付宝现有注册用户数量已经超过5.8亿,支付宝对于互联网和传统经济的影响正在不断加深。 2.1支付宝支付流程: 支付宝主要是为网上交易的双方提供“代收代付的中介服务”和“第三方担保”,即以支付宝为信用中介,在买家确认收到商品前,由支付宝替买卖双方暂时保管货款。使用支付宝进行网上购物的具体流程如图1 所示: 2.2支付宝的特点与优势: 为买家提供简单、安全、便捷的购买和支付流程,极大限度地减少买家的流失。同时支付宝以稳健的作风、先进的技术和敏锐的市场预见能力,赢得了银行、国际机构和合作伙伴的认同。国内各大银行(工商银行、农业银行、建设银行、招商银行和上海浦发银行等)及中国邮政、VISA国际组织等各大机构均与支付宝在电子支付领域建立了稳固的战略合作关系,使支付宝成为电子支付领域最值得信任的合作伙伴。 网购电子支付方式前五位: 从上表不难看出支付宝作为第三方支付平台,已成为网络购物者首选的支付方式,之所以如此受欢迎,是因为它具有以下特点: (1)独立于商户和银行的第三方支付平台 支付宝不属于任何一家银行,且独立于其服务对象——商户和消费者,是相对 公正的第三方。 (2)一种更为方便快捷的小额支付工具

数字电子技术的未来和发展趋势

数字电子技术的现状和未来发展趋势 摘要数字电子技术在科学的发展和市场的巨大需求的带带东下迅速的发展着,数字电子技术的应用邻域也得到了很大的扩大,数字电子技术的发展和壮大已经逐渐占领了全球信息化进程的主导地位,本篇文章简单的介绍了数字电子技术的发展现状,分析了数字电子技术的未来发展趋势。 关键词数字电子技术应用现状发展趋势 0前言 数字电子技术是当前发展最快的学科之一,电子技术可以分为数字电子技术和模拟 电子技术,就逻辑器件而言,已经从20世纪40年代的电子管、20世纪50年代的 晶体管和20世纪60年代的小规模集成电路,从中等到大规模集成,至今已发展到 超大规模集成电路。近几年又出现了可编程逻辑电路,提供了更加完善方便的设计 器件世纪过程和方法也再不断的演变和发展。半导体技术的大力发展推动应用,数 字电子技术作为电子时代的支撑技术,在全球电子信息化的进程中起着巨大的推动 作用。 1 发展现状 随着科学技术的发展和人类的进步,电子技术已经成了各种工程技术的核心,特别是进入信息时代以来,电子技术更是成了基本技术,其具体应用领域涵盖了通信领域、控制系统、测试系统、计算机等等各行各业。电子技术的出现和应用,使人类进入了高新技术时代,电子技术诞生的历史虽短,但深入的领域却是最广最深,而且成为人类探索宇宙宏光世界和微观世界的物质技术和基础。电子科学技术是人类在生产斗争和科学实验中发展起来的。1883年美国发明家爱迪生发现了热电子效应,随后在1904年弗莱明利用这个效应制成了电子二极管,并证实了电子管具有“阀门”作用,它首先被用于无线电检波。1906年美国的德福雷斯在弗莱明的二极管中放进了第三电极—栅极而发明了电子三极管,从而建树了早期电子技术上最重要的里程碑。半个多世纪以来,电子管在电子技术中立下了很大功劳;但是电子管毕竟成本高,制造繁,体积大,耗电多,从1948年美国贝尔实验室的几位研究人员发明晶体管以来,在大多数领域中已逐渐用晶体管来取代电子管。但是,我们不能否定电子管的独特优点,在有些装置中,不论从稳定性、经济性或功率上考虑,还需要采用电子管。集成电路的第一个样品是在1958年见诸于世的。集成电路的出现和应用,标志着电子技术发展到了一个新的阶段。它实现了材料、元件、电路三者之间的统一;同传统的电子元件的设计与生产方式、电路的结构形式有着本质的不同。随着集成电路制造工艺的进步,集成度越来越高,出现了在规模和超大规模集成电路(例如可在一块6平方毫米的硅片上制成一个完整的计算机),进一步显示出集成电路的优越性。按元器件集成度(芯片上所集成的元件数量)分为小规模集成电路(100个元件以上)SSI、中规模集成电路(100—1000个元件)MSI,大规模集成电路(1000—100000个元件)LSI,超大规模集成电路(100000个以上元件)VLSI等四种,现在集成度已达到数千亿。随着半导体技术的发展和科学研究、生产、管理和生活等方面的要求,电子计算机应时而兴起,并且日益完善。从1946年诞生第一台电子计算机以来,已经经历了电子管、晶体管、集成电路及大规模集成电路、超大规模集成电路,每秒运算速度已达百亿次。现在正在研究开发第五代计算机(人工智能计算机),他们不依靠程序工作,而是依靠人工智能工作。特别是从70年代微型计算机以来,由于价廉、方便、可靠、小巧,大大加快了电子计算机的普及速度。例如个人计算机,它从诞生至今不过经历十多年时间,但是它的发展却跨越了多个阶段,走进了千家万户。集计算机、电视、电话、传真机、音响等于一体的多媒体计算机也纷纷问世。以多媒体计算机、光纤电缆和互联网络为基础的信息高速公路已成为计算机诞生以来的又一次信息变革。未来的人工智能更将给人们的生活与工作方式带来前所未有的变化,随身携带微型计算机已成为一种时尚。数字控制和数字测量也在不断发展和得到日益广泛的应用。数字控制机床

天文望远镜的光学形式与优缺点简介

望远镜的光学形式与优缺点简介 望远镜的光学形式分为折射式、反射式、折反射式等三种。 折射望远镜 折射镜的镜片结构是由二片到三片所组合的消色差设计。 优点:焦距长、视野较大、解析力强、拍摄出的星点锐利,星像明亮,最适合于做天体测量方面的工作、观测月球、行星、双星表现出色,较大口径的产品易于地面观景、非常适合做月面及行星的扩大摄影。影像清晰锐利,高对比度、较好的消色差设计、极好的APO高消色差、好的镜片几乎无色差、使用寿命很长,但须注意不要让镜片发霉、易于设置和使用、保养容易,很少或不需要维护、底片比例尺大、对镜筒弯曲不敏感、简单和可靠的设计、密封的镜筒避免了空气扰动图像并保护光学镜片、物镜永久固定式安装,无需校正。 缺点:价格高昂。大口径规格比较昂贵、较重、长度和体积比同等口径和焦距的牛顿反射或折反望远镜更大、存在一些色彩畸变(消色差双胶合透镜)、有残余的色差,从而降低了分辨率、优质折射镜的物镜是2片双分离消色差物镜或3片复消色差物镜。不过,消色差或复消色差并不能完全消除色差,所谓消色差物镜只是对白光中7种色光的2种色光(红和兰光)消除色差,而复消色差物镜除了对2种色光

消色差之外,还对第3种色光(黄光)消除了剩余色差。短焦的折射镜有周边像差的现象,但这些缺点现已可解决。口径无法做太大,增大口径的成本因素限制了商业产品的最大尺寸,经济的设计大多为中小口径产品、巨大的光学玻璃浇制也十分困难,对紫外、红外波段的辐射吸收很厉害、到1897年叶凯士望远镜建成,折射望远镜的发展达到了顶点,此后的这一百年中再也没有更大的折射望远镜出现。这主要是因为从技术上无法铸造出大块完美无缺的玻璃做透镜,并且,由于重力使大尺寸透镜的变形会非常明显,因而丧失明锐的焦点。反射式望远镜: 优点:口径较大,影像明亮。成本低,没有色差,可做较大的口径,适合做星云、星团的摄影。没有色差,能在广泛的可见光范围内记录天体发出的信息,且相对于折射望远镜比较容易制作。 缺点:口径越大,视场越小,光轴需常调整,反射镜面镀膜易氧化,物镜需要定期镀膜(三至五年),否则星星愈看愈暗,保养较为繁复。反射镜的慧差和像散较大,使得视野边缘像质变差,周边像差使星象肥大。彗形像差,这已被克服。 常用的反射镜有牛顿式和卡塞格林式2种。 牛顿反射望远镜 光学系统简单、价格便宜,球面反射镜在后端,目镜在前端侧面;牛顿反射望远镜采用一面凹面镜作为主要物镜,光进入镜筒的底端,然后折回开口处的第二反射镜,再次改变方向进入目镜焦平面。目镜为便于观察,被安置靠近望远镜镜筒顶部的侧方。牛顿反射望远镜用

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