太阳观测方法及技术
课程编码：070401M04004H
英文名称：Solar observation methods and techniques
课时：60
学分：3.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：邓元勇等
教学目的要求
高分辨太阳磁场测量无论是在过去、现在还是未来都将是太阳物理当中最重要的研究方向，而高分辨观测和偏振测量是实现高分辨太阳磁场测量的两项关键技术。如何在地球湍流大气的扰动下实现高分辨率高偏振测量精度的太阳磁场观测，是目前所有大口径太阳望远镜面临的国际性难题。
本课程主要讲述高分辨观测方法和偏振测量技术的基本原理和实现方法，并结合现有望远镜的真实案例，分析现有技术的局限以及未来的主攻方向。从望远镜视角出发，培养学生对太阳磁场测量理论及方法的深入认知。此外，高分辨观测和偏振测量技术也广泛应用于空间科学、天文学及遥感测量中，具有较强的普适性。太阳射电观测，特别是射电频谱日像仪在太阳观测中月发挥着越来越重要的作用，在射电天文中独具特色。
预修课程
除了天文专业研究生应当掌握的基础知识外，将涉及到的基础知识还包括：随机过程、实测天体物理、数值分析以及常用的天文数据处理软件（如IDL或MATLAB）。
大纲内容
第一章 导论 邓元勇
第1节 太阳物理研究现状 0.5学时
第2节 光球探测 1学时
第3节 色球探测 0.5学时
第4节 日冕探测 0.5学时
第5节 太阳内部探测 0.5学时
第二章 太阳高分辨光学观测技术 邓元勇
第1节 随机系统的数学表述 1学时
第2节 地球湍流大气的统计描述 1学时
第3节 常用物理参数及其测量 1学时
第4节 模的统计重构 1学时
第5节 相位的统计重构 1学时
第6节 位移叠加法 1学时
第7节 波前探测及改正 1学时
第8节 多层共轭自适应光学 2学时
第9节 高分辨率光谱观测 2学时
第10节 高分辨率磁场测量 2学时
第11节 太阳高分辨率观测对望远镜和仪器的特殊要求 1学时
第12节 地基高分辨率观测技术的局限性 1学时
第13节 实例分析 3学时
第三章 太阳偏振观测技术 邓元勇
第1节 塞曼效应 0.3学时
第2节 弱场近似 0.4学时
第3节 磁场灵敏度 0.3学时
第4节 电磁波 0.5学时
第5节 琼斯矢量和琼斯矩阵 0.5学时
第6节 相干矩阵 0.5学时
第7节 斯托克斯矢量和米勒矩阵 0.5学时
第8节 光在各向同性介质的传播 2学时
第9节 光在各项异性介质的传播 2学时
第10节 光学器件的数学描述 1学时
第11节 偏振片 1学时
第12节 固定相位延迟器 1学时
第13节 可变相位延迟器 1学时
第14节 偏振测量基本原理 1学时
第15节 偏振灵敏度和偏振精度 1学时
第16节 偏振分析器设计 1学时
第17节 分时偏振分析器 1学时
第18节 双折射滤光器 1学时
第19节 全日面矢量磁场望远镜偏振设计和定标 1学时
第20节 大口径太阳望远镜偏振像差分析和校正 1学时
第四章 太阳射电观测技术 邓元勇
第1节 太阳射电辐射理论 1学时
第2节 太阳射电辐射观测特征 1学时
第3节 太阳射电观测方法 1学时
第4节 射电辐射的频谱分析及射电频谱仪 2学时
第5节 射电干涉仪理论基础 2学时
第6节 射电日像仪 2学时
第7节 计划中的太阳射电设备 1学时
第8节 射电频谱日像仪数据处理相关基础知识 1学时
第9节 观测数据获取 1学时
第10节 天体射电流量的定标 1学时
第11节 综合孔径系统的校准 1学时
第12节 MUSER的校准 1学时
第13节 射电频谱观测数据处理 1学时
第14节 MUSER的数据处理 2学时
第五章 实践 邓元勇
第1节 参观怀柔基地望远镜 3学时
第2节 期末考试 3学时
参考书
课程教师信息
授课教师名单：邓元勇 刘忠 颜毅华 侯俊峰