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页数:72

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出版时间:2010-2

价格:12.80元

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isbn号码:9787544510721

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• 小学数学
• 数学
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• 教育
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• 算术
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• 课本

好的，这是一份关于一本假设的图书的详细简介，该书不包含“小学数学”的内容，并且尽可能地详尽和自然。 --- 《星海航行日志：观测者手册》 图书主题： 深度天文观测、星际导航理论与实践、深空摄影技术 图书定位： 面向高阶天文爱好者、业余天文学家、以及对宇宙探索抱有浓厚兴趣的跨学科学习者。本书旨在提供一套系统化、操作性强的指南，用以理解和实践非地基观测活动，侧重于理论推导、精密仪器操作与数据分析。 字数要求： 约 1500 字 --- 导言：跨越地平线的呼唤 自古以来，人类对头顶夜空的凝视从未停止。然而，随着科技的进步，我们对“观测”的定义已不再局限于肉眼可见的范畴。本书《星海航行日志：观测者手册》并非一本介绍基础星座或行星知识的入门读物，它是一本献给那些渴望深入宇宙肌理、精通现代观测工具和数据处理技术的“深空探险家”的实战指南。我们将避开基础算术和初级几何的范畴，直入高维度的物理学与工程学的交汇点，专注于如何将遥远的星光转化为可分析、可理解的信息。 第一篇：理论基石——光子与时空几何 本篇深入探讨支撑现代天文学观测的物理学原理，确保读者理解他们所收集到的数据背后的真正含义。 第一章：相对论在深空中的应用 我们不讨论基础的加减乘除，而是专注于洛伦兹变换在计算超高速移动星体（如类星体或快速旋转脉冲星）多普勒频移时的精确应用。详细解析时间膨胀效应如何影响伽马射线暴的持续时间测量，并提供一套基于四维时空连续体的坐标转换矩阵，用以校准跨越数亿光年的观测数据。本章将探讨引力透镜效应如何扭曲背景光源的像差，并提供如何利用爱因斯坦半径模型来反推前景星系团质量的复杂计算路径。 第二章：辐射传输与光谱分析的数学模型 本章的核心在于理解光子如何在星际介质中衰减和散射。我们不再满足于“红移”这个词汇的表面含义，而是深入到波尔兹曼方程在非平衡态等离子体中的数值求解。详细阐述如何使用Radiative Transfer Equation (RTE) 来建模分子云内部的温度梯度和密度分布。内容包括对特定谱线（如H-alpha, OIII）进行高斯拟合与洛伦兹拟合，并利用拟合参数反演出气体的动理学温度、丰度比例和湍流速度。数学工具将涉及偏微分方程的有限元分析（FEA）基础，应用于模拟星云内部的气体动力学行为。 第二篇：精密仪器与信号处理 观测的精度取决于仪器的校准和信号的纯净度。本篇聚焦于高性能设备的操作、误差源的识别与量化。 第三章：望远镜系统的高级光学设计与误差修正 本书假设读者已经熟悉望远镜的基本结构，因此直接进入非球面镜面的误差分析和像差的傅里叶变换描述。重点讲解Zernike多项式在描述和矫正彗星像差、场曲等复杂像差中的实际应用。我们将提供一套基于特定波段的点扩散函数 (PSF) 构建流程，并介绍如何利用自适应光学 (AO) 系统中波前传感器的实时反馈数据，进行高频次的面形动态修正。这部分内容涉及复杂的矩阵运算和反馈控制理论。 第四章：从原始数据到科学图像的数论处理 原始的CCD/CMOS读出数据充满了噪声。本章详述如何应用先进的降噪算法。不再是简单的“减去暗帧”，而是采用主成分分析 (PCA) 或独立成分分析 (ICA) 来分离目标信号与环境噪声（如大气闪烁和宇宙射线击中）。我们将详细推导并实现盲源分离技术在多通道滤光片数据中的应用，用以校正由滤光片串扰引起的色彩失真。图像处理部分，我们将介绍小波变换在星系边缘细节增强和伪影去除中的优势，以及如何构建一个高效的傅里叶域滤波函数。 第三篇：深空导航与数据校验 成功的观测任务需要精确的定位和对误差边界的严格控制。 第五章：恒星参考系与历元转换的复杂性 在进行深空三角定位时，我们必须应对地球自转、地壳运动、岁差、章动以及更精细的全球参考框架（如ICRF2） 的演变。本章详述如何运用大地测量学中的复杂函数来精确计算观测时刻的恒星方位角和高度角。我们将提供一套完整的视星等和本底亮度（Sky Brightness）的校准模型，该模型考虑了大气折射率（受温度、气压和湿度梯度影响）随高度角变化的非线性关系，并提供修正表格。重点在于理解如何从J2000.0历元精确地插值推算到任意观测历元。 第六章：不确定性量化与误差传播 科学的严谨性来源于对误差的深刻理解。本章侧重于贝叶斯推断在天文数据分析中的应用。我们将详细演示蒙特卡洛模拟如何用于评估观测流程中所有随机变量（曝光时间抖动、跟踪误差、大气湍流系数）对最终测量结果（如恒星视差或星团年龄）的累积影响。读者将学会构建误差传播矩阵，从而量化最终科学结论的可靠区间，确保任何声称的发现都建立在坚实的统计学基础上。 结语：持续迭代的观测哲学 本书强调，观测并非终点，而是新一轮理论检验的起点。我们提供的工具和方法论，旨在帮助观测者超越简单的图像采集，进入到对宇宙复杂系统进行量化分析的领域。掌握这些高级技术，意味着你已经准备好参与到前沿的天文研究对话之中。 ---

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