课程大纲

课程大纲

光学天文望远镜设计

课程编码:0704Z1M04001H 英文名称:Optical Telescope Design 课时:54 学分:3.00 课程属性:专业核心课 主讲教师:王国民等

教学目的要求
天文望远镜是天文学家用来观测星空、探索宇宙奥秘的重要设备,其性能直接影响着天文学研究的水平,因此如何设计一架性能优秀的天文望远镜在天文学研究中至关重要。本课程包括三部分内容:天文望远镜基础理论、光学望远镜和太阳望远镜。通过本课程的学习,不仅让学生掌握光学望远镜设计的基本理论知识,而且通过望远镜的具体设计介绍,使得学生了解望远镜的组成部分、性能要求,以及实现的方法,为学生今后设计望远镜、使用望远镜和维护望远镜等相关工作打下坚实基础。

预修课程
普通天文学、光学工程、机械设计、有限元技术、自控原理

大纲内容
第一章 望远镜和天文学 3学时
第1节 古代和经典天文仪器简介
第2节 天体测量方法和近代天文研究简介
第3节 望远镜发展历史
第二章 天球坐标系 1学时
第1节 天球坐标及其转换
第2节 地平式望远镜的速度盲区
第三章 望远镜机架形式 1学时
第1节 常用机架形式及特点
第2节 像场旋转
第四章 波动光学基础 5学时
第1节 概述、复振幅及其运算
第2节 衍射原理
第3节 空间频率特性
第4节 天文观测应用
第5节 天文光干涉简介
第五章 几何光学 3学时
第1节 基本定律、视场和孔径
第2节 近轴光路、理想光路、薄透镜和球面镜光路
第3节 天文望远镜的光学系统、像差概念
第六章 结构力学和有限元原理 5学时
第1节 工程结构力学概述
第2节 刚体静力学知识
第3节 材料力学基本知识
第4节 弹性力学基本公式
第5节 有限元分析原理
第七章 光学望远镜设计基础 3学时
第1节 天文学、光学望远镜概述
第2节 光学望远镜主要性能指标
第3节 光学望远镜类型及特点
第4节 望远镜研发过程、系统集成与验证、质量管理等
第5节 望远镜台址和圆顶
第八章 镜面支承技术 3学时
第1节 望远镜镜面支承概述
第2节 光学望远镜主镜支承
第3节 光学望远镜副镜支承
第4节 光学望远镜三镜支承
第5节 望远镜透镜支承及调整
第6节 镜面支承检测
第九章 望远镜镜筒和机架设计 3学时
第1节 望远镜镜筒和机架概述
第2节 望远镜镜筒设计
第3节 望远镜机架设计
第十章 望远镜轴系结构设计及轴承支承技术 3学时
第1节 望远镜轴系概述
第2节 望远镜轴系结构设计
第3节 望远镜轴系结构力学计算
第4节 轴系支承轴承
第5节 安装调试及性能测试
第十一章 望远镜传动技术 3学时
第1节 望远镜传动概述
第2节 蜗轮蜗杆传动
第3节 齿轮传动
第4节 摩擦传动
第5节 电机直接驱动
第十二章 望远镜指向与跟踪 3学时
第1节 望远镜指向与跟踪概述
第2节 望远镜指向误差源
第3节 指向修正模型建立
第4节 望远镜控制介绍
第十三章 太阳观测与太阳选址 2学时
第1节 研究太阳的意义
第2节 太阳观测基础知识
第3节 地球大气对太阳观测的影响
第4节 太阳选址与选址仪器
第十四章 太阳望远镜成像系统 4学时
第1节 色球望远镜
第2节 定天镜与定日镜
第3节 追日镜
第4节 日冕仪
第5节 太阳多通道望远镜
第6节 新真空太阳望远镜
第7节 先进地基太阳天文台
第十五章 太阳光谱观测仪器 2学时
第1节 太阳光谱的特点
第2节 光栅光谱仪
第3节 太阳单色光照相仪
第4节 二维光谱仪
第5节 傅里叶变换光谱仪
第6节 积分视场光谱仪
第十六章 太阳单色光观测仪器 4学时
第1节 太阳单色光观测的意义
第2节 太阳单色光照相仪
第3节 双折射滤光器
第4节 干涉滤光器
第5节 实体迈克尔逊干涉仪
第6节 多通道滤光器
第十七章 太阳磁场与速度场测量 2学时
第1节 太阳磁场测量的意义
第2节 太阳磁场测量的发展历程
第3节 太阳磁场测量原理
第4节 太阳速度场观测设备
第十八章 空间太阳观测与太阳射电观测 4学时
第1节 空间太阳观测发展史
第2节 球载太阳望远镜
第3节 空间太阳观测设备
第4节 太阳射电观测的意义
第5节 中国射电日像仪

参考书

课程教师信息
授课老师:
整个课程由三部分组成,分别由下列老师授课:
第一部分,天文望远镜基础理论,胡企千(南京?天文光学技术研究所)
第二部分,光学望远镜,王国民(南京天文光学技术研究所)
第三部分,太阳望远镜,章海鹰(南京天文光学技术研究所)