Astroschool lectures added

Astroschool_lect/03-optics/lect.sty

@@ -0,0 +1,159 @@
+\usepackage[T2A]{fontenc}       %ÐÏÄÄÅÒÖËÁ ËÉÒÉÌÌÉÃÙ
+\usepackage[koi8-r]{inputenc}
+\usepackage[english,russian]{babel}
+\usepackage{xspace}
+\usepackage{array}
+%\usepackage[intlimits]{amsmath}
+
+\renewcommand{\arraystretch}{1.2}
+\def\No{\textnumero}
+
+\graphicspath{{./pic/}}
+\usetheme{Boadilla}
+\usefonttheme{structurebold}
+\usefonttheme[onlymath]{serif}
+\setbeamercovered{transparent}
+
+\newenvironment{pict}%
+    {\begin{figure}[!h]\begin{center}\noindent}%
+    {\end{center}\end{figure}}
+
+\setbeamertemplate{footline}
+{
+	\leavevmode%
+	\hbox{%
+		\begin{beamercolorbox}[wd=.333333\paperwidth,ht=2.25ex,dp=1ex,center]{author in head/foot}%
+			\usebeamerfont{author in head/foot}\insertshortauthor~~(\insertshortinstitute)
+		\end{beamercolorbox}%
+		\begin{beamercolorbox}[wd=.333333\paperwidth,ht=2.25ex,dp=1ex,center]{title in head/foot}%
+			\usebeamerfont{title in head/foot}\insertshorttitle
+		\end{beamercolorbox}%
+		\begin{beamercolorbox}[wd=.333333\paperwidth,ht=2.25ex,dp=1ex,right]{date in head/foot}%
+			\usebeamerfont{date in head/foot}\insertshortdate{}\hfill\insertframenumber\hspace{1em}
+		\end{beamercolorbox}
+	}%
+	\vskip0pt%
+}
+
+\setbeamercolor{color1}{bg=blue!50!black,fg=white}
+\setbeamercolor{normal text}{bg=blue!20!black,fg=cyan!70!white}
+\setbeamercolor{frametitle}{fg=red,bg=blue!40!black}
+\setbeamercolor{title}{fg=red,bg=blue!40!black}
+\setbeamercolor{block title}{fg=cyan,bg=blue!40!black}
+\setbeamercolor{bluefrm}{fg=black,bg=cyan}
+\newenvironment{defin}{\begin{beamercolorbox}[shadow=true, rounded=true]{color1}}%
+{\end{beamercolorbox}}
+\newcommand{\graph}[2][]{\includegraphics[width=#1\columnwidth]{#2}}
+\newcommand{\img}[2][]{\begin{pict}\includegraphics[width=#1\columnwidth]{#2}\end{pict}}
+\newcommand{\smimg}[2][]{\includegraphics[width=#1\columnwidth]{#2}}
+
+\newcommand{\blueimg}[2][1]{\begin{beamercolorbox}{bluefrm}{}
+\img[#1]{#2}\end{beamercolorbox}}
+
+\logo{\includegraphics[height=1cm,keepaspectratio]{traektory_AFSH}\hspace{2em}%
+	\includegraphics[height=1cm,keepaspectratio]{saologo.pdf}}
+
+\def\daterussian{ % fix for iÀÎÑ and iÀÌÑ
+  \def\today{\number\day~\ifcase\month\or
+   \cyrya\cyrn\cyrv\cyra\cyrr\cyrya\or
+   \cyrf\cyre\cyrv\cyrr\cyra\cyrl\cyrya\or
+   \cyrm\cyra\cyrr\cyrt\cyra\or
+   \cyra\cyrp\cyrr\cyre\cyrl\cyrya\or
+   \cyrm\cyra\cyrya\or
+   \cyri\cyryu\cyrn\cyrya\or
+   \cyri\cyryu\cyrl\cyrya\or
+   \cyra\cyrv\cyrg\cyru\cyrs\cyrt\cyra\or
+   \cyrs\cyre\cyrn\cyrt\cyrya\cyrb\cyrr\cyrya\or
+   \cyro\cyrk\cyrt\cyrya\cyrb\cyrr\cyrya\or
+   \cyrn\cyro\cyrya\cyrb\cyrr\cyrya\or
+   \cyrd\cyre\cyrk\cyra\cyrb\cyrr\cyrya\fi
+   \space \number\year~\cyrg.}}
+
+\author[åÍÅÌØÑÎÏ× ü.÷.]{åÍÅÌØÑÎÏ× üÄÕÁÒÄ ÷ÌÁÄÉÍÉÒÏ×ÉÞ}
+\institute[óáï òáî]{óÐÅÃÉÁÌØÎÁÑ ÁÓÔÒÏÆÉÚÉÞÅÓËÁÑ ÏÂÓÅÒ×ÁÔÏÒÉÑ òáî\\
+	{\tiny ìÁÂÏÒÁÔÏÒÉÑ ÏÂÅÓÐÅÞÅÎÉÑ ÎÁÂÌÀÄÅÎÉÊ}\\
+}
+
+\def\Ö{\bf}
+\def\Ô{\tt}
+\def\Î{\normalfont}
+\def\Ë{\it}
+\def\t#1{\texttt{#1}}
+\def\bi{\bfseries\itshape} % öÉÒÎÙÊ ËÕÒÓÉ×
+\def\red#1{\textcolor{red}{#1}}
+\def\green#1{\textcolor{green}{#1}}
+\def\blue#1{\textcolor{blue}{#1}}
+\def\black#1{\textcolor{black}{#1}}
+
+
+\newenvironment{lightframe}{\bgroup\setbeamercolor{normal text}%
+{bg=blue}\begin{frame}}{\end{frame}\egroup}
+\newenvironment{blueframe}{\bgroup\setbeamercolor{normal text}%
+{bg=cyan!70!white}\begin{frame}}{\end{frame}\egroup}
+
+\newsavebox{\hght} % for ddotvec
+\newlength{\lngth}
+
+\def\arr{\ensuremath{\,\rightarrow\,}}	% óÔÒÅÌËÁ ×ÐÒÁ×Ï
+\def\Arr{\ensuremath{\,\Rightarrow\,}}	% ÖÉÒÎÁÑ -//-
+\def\aver#1{\bgroup\mathopen{<}#1\mathclose{>}\egroup}
+\def\Ang{\mbox{\rm\AA}}	% áÎÇÓÔÒÅÍ
+\def\B#1{\ensuremath{\mathbf{#1}}}
+\def\ceil#1{\bgroup\lceil #1\rceil\egroup}
+\def\const{\ensuremath{\mathfrak{const}}}
+\def\C{\ensuremath{\mathfrak{C}}}
+\def\degr{\ensuremath{^\circ}}		% çÒÁÄÕÓ
+\def\ddotvec#1{	% ×ÔÏÒÁÑ ÐÒÏÉÚ×ÏÄÎÁÑ ×ÅËÔÏÒÁ ÐÏ ×ÒÅÍÅÎÉ
+    \savebox{\hght}{$\vec{#1}$}\ddot{\raisebox{0pt}[.8\ht\hght]{$\vec{#1}$}}}
+\def\dotvec#1{ % ðÒÏÉÚ×ÏÄÎÁÑ ×ÅËÔÏÒÁ ÐÏ ×ÒÅÍÅÎÉ
+    \savebox{\hght}{$\vec{#1}$}\dot{\raisebox{0pt}[.8\ht\hght]{$\vec{#1}$}}}
+\def\dpartder#1#2{\dfrac{\partial^2 #1}{\partial #2^2}}	% ×ÔÏÒÁÑ ÞÁÓÔÎÁÑ ÐÒÏÉÚ×ÏÄÎÁÑ
+\def\e{\mathop{\mathrm e}\nolimits}
+\renewcommand{\epsilon}{\varepsilon}		% ëÒÁÓÉ×ÙÊ ÜÐÓÉÌÏÎ
+\def\frc#1#2{\raisebox{2pt}{$#1$}\big/\raisebox{-3pt}{$#2$}}	% a/b, a ×ÙÛÅ, b ÎÉÖÅ
+\def\floor#1{\bgroup\lfloor #1\rfloor\egroup}
+\def\frc#1#2{\bgroup\raisebox{2pt}{$#1$}\big/\raisebox{-3pt}{$#2$}\egroup}
+\def\F{\ensuremath{\mathop{\mathfrak F}}\nolimits}	% ëÒÁÓÉ×ÁÑ æ
+\def\FT#1{\mathcal{F}\left(#1\right)}
+\def\FWHM{\mathrm{FWHM}}
+\renewcommand{\ge}{\geqslant}
+\def\grad{\mathop{\mathrm{grad}}\nolimits} % çÒÁÄÉÅÎÔ
+\def\ind#1{_{\text{\scriptsize #1}}}	% îÉÖÎÉÊ ÉÎÄÅËÓ ÒÕÓÓ. ÂÕË×ÁÍÉ
+\def\indfrac#1#2{\raisebox{2pt}{$\frac{\mbox{\small $#1$}}{\mbox{\small $#2$}}$}}
+\def\I{\ensuremath{\mathfrak{I}}}	% éÎÔÅÇÒÁÌ
+\def\IFT#1{\mathcal{F}^{-1}\left(#1\right)} 	% ïÂÒÁÔÎÏÅ æð
+\def\IInt{\mathop{{\int\!\!\!\int}}\limits}	% ä×ÏÊÎÏÊ ÂÏÌØÛÏÊ ÉÎÔÅÇÒÁÌ
+\def\ILT#1{\mathop{\mathfrak{L}}\nolimits^{-1}\left(#1\right)} % ïÂÒÁÔÎÏÅ ÐÒÅÏÂÒ. ìÁÐÌÁÓÁ
+\def\Int{\int\limits}
+\def\Infint{\int\limits_{-\infty}^\infty}
+\def\IZT#1{\mathop{\mathcal{Z}}\nolimits^{-1}\left(#1\right)} % ïÂÒÁÔÎÏÅ Z-ÐÒÅÏÂÒÁÚÏ×ÁÎÉÅ
+\renewcommand{\kappa}{\varkappa}		% ëÒÁÓÉ×ÁÑ ËÁÐÐÁ
+\renewcommand{\le}{\leqslant}			% íÅÎØÛÅ ÉÌÉ ÒÁ×ÎÏ
+\def\ltextarrow#1{\ensuremath{\stackrel{#1}\leftarrow}} % óÔÒÅÌËÁ ×ÌÅ×Ï Ó ÐÏÄÐÉÓØÀ Ó×ÅÒÈÕ
+\def\lvec{\overrightarrow}		% äÌÉÎÎÙÊ ×ÅËÔÏÒ
+\def\LT#1{\mathop{\mathfrak{L}}\nolimits\left(#1\right)} % ðÒÅÏÂÒÁÚÏ×ÁÎÉÅ ìÁÐÌÁÓÁ
+\def\mean#1{\overline{#1}}
+\def\med{\mathop{\mathrm{med}}\nolimits}
+\def\moda{\mathop{\mathrm{Mo}}\nolimits}
+\def\Oint{\oint\limits}		% âÏÌØÛÏÊ ÉÎÔÅÇÒÁÌ
+\def\partder#1#2{\dfrac{\partial #1}{\partial #2}}
+\renewcommand{\phi}{\varphi}			% ëÒÁÓÉ×ÁÑ ÆÉ
+\def\rev#1{\frac{1}{#1}}		% ïÂÒÁÔÎÁÑ ×ÅÌÉÞÉÎÁ
+\def\rot{\mathop{\mathrm{rot}}\nolimits} % òÏÔÏÒ
+\def\rtextarrow#1{\ensuremath{\stackrel{#1}\rightarrow}} % óÔÒÅÌËÁ ×ÐÒÁ×Ï Ó ÐÏÄÐÉÓØÀ
+\def\R{\ensuremath{\mathbb{R}}} % ÒÁÃÉÏÎÁÌØÎÙÅ ÞÉÓÌÁ
+\def\so{\ensuremath{\Longrightarrow}\xspace} % ÓÌÅÄÏ×ÁÔÅÌØÎÏ
+\def\sinc{\mathop{\mathrm{sinc}}\nolimits} % éÎÔÅÇÒÁÌØÎÙÊ ÓÉÎÕÓ
+\def\SNR{\mathop{\mathrm{SNR}}\nolimits}
+\def\Sum{\sum\limits}
+\def\Tr{\mathop{\mathrm{Tr}}\nolimits}	% óÌÅÄ ÍÁÔÒÉÃÙ
+\def\veci{{\vec\imath}}		% i-ÏÒÔ
+\def\vecj{{\vec\jmath}}		% j-ÏÒÔ
+\def\veck{{\vec{k}}}			% k-ÏÒÔ
+\def\when#1{\ensuremath{\Bigr|_{#1}}} % ÷ÅÒÔ. ÌÉÎÉÑ Ó ÎÉÖÎÉÍ ÉÎÄÅËÓÏÍ
+\def\WT#1{\ensuremath{\mathop{\mathrm{WT}\left(#1\strut\right)}}} % ×ÅÊ×ÌÅÔ-ÐÒÅÏÂÒÁÚÏ×ÁÎÉÅ
+\def\ZT#1{\mathop{\mathcal{Z}}\nolimits\left(#1\right)} % Z-ÐÒÅÏÂÒÁÚÏ×ÁÎÉÅ
+
+
+\long\def\cols#1{\begin{columns}#1\end{columns}}
+\def\col#1{\column{#1\textwidth}}

Astroschool_lect/03-optics/optinfo.tex

@@ -0,0 +1,445 @@
+\documentclass[10pt,pdf,hyperref={unicode}]{beamer}
+\hypersetup{pdfpagemode=FullScreen}
+\usepackage{lect}
+
+\title{Регистрация излучения и информация, в нем содержащаяся}
+\date{24 марта 2018 года}
+
+\begin{document}
+% Титул
+\bgroup\setbeamercolor{normal text}{bg=black}
+\begin{frame}
+\maketitle
+\end{frame}\egroup\logo{}
+% Содержание
+\begin{frame}
+\tableofcontents
+\end{frame}
+
+\section{<<Декомпозиция>> излучения: 3D, 4D данные}
+\begin{frame}{<<Декомпозиция>> излучения: 3D, 4D данные}
+\only<1,2>{\begin{block}{}
+Излучение: 4 степени свободы (координаты на изображении, частота, время).
+3D data cubes (FITS-files): слайсы по времени (быстропеременные объекты, lucky images, 
+speckle\dots) или по частоте (VPHG, IFP, средне- и широкополосные фильтры).
+\end{block}}
+\only<1>{\img[0.8]{lucky_stack}}
+\only<2>{\img{speckleflow}}
+\only<3>{\cols{\col{0.5}\begin{block}{}
+Излучение: 4 степени свободы (координаты на изображении, частота, время).
+3D data cubes (FITS-files): слайсы по времени (быстропеременные объекты, lucky images, 
+speckle\dots) или по частоте (VPHG, IFP, средне- и широкополосные фильтры).
+\end{block}
+\col{0.5}\vspace*{-1em}\img[0.85]{IFPstack}}}
+\only<4>{\img[0.8]{VPHGstack}}
+\end{frame}
+
+\section{Диспергирующие системы}
+\begin{frame}{Диспергирующие системы: призмы}
+%\begin{block}{}
+%\end{block}
+\only<1>{\img[0.75]{Fraunhofer_spectroscope}1814, спектроскоп Йозефа фон Фраунгофера}
+\only<2>{\img{prism_spectrometer}}
+\only<3>{\img[0.9]{prism_spectrometer_sch}}
+\only<4>{\img{prism_monochr}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{}
+\begin{block}{}
+    1872, первый спектр Веги на фотопластинке. С 1918 по 1924~г. вышел каталог HD в честь Дрэпера 
+    (изначально 225300 звезд, Эдвард Пикеринг сотоварищи, наблюдения в гарвардской обсерватории с 
+    объективной призмой).
+\end{block}
+\img{Drapers_spectra}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Бесщелевые спектры}
+\only<1>{\begin{block}{}
+    Николас Мейол, 1930-е.
+\end{block}
+\img{slitless_schematic}}
+\only<2>{\img{slitless}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Дифракционная решетка}
+\only<1>{\img[0.8]{Fraunhofer_grating}Нитяная решетка Фраунгофера}
+\only<2>{\img[0.9]{Diffraction_Grating_Equation}}
+\only<3>{\img[0.9]{diffraction_image006}}
+\only<4>{\img[0.95]{Large_Diffraction_grating}}
+\only<5>{\img[0.9]{Czerny-turner_monochr}Монохроматор Черни--Т\"ернера}
+\only<6>{\img[0.7]{Fastie-Ebert_Monochromator}Монохроматор Фасти--Эберта}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Длиннощелевые спектры}
+\only<1>{\img[0.5]{slit_spectr}}
+\only<2>{\img[0.75]{gmoslongslit_galaxy}}
+\only<3>{\img{gmoslongslit_galext}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Integral field spectrograph}
+\only<1>{\img{integral_field_spectr_designs}}
+\only<2>{\img[0.8]{Hectospec_focal_plane}Hectospec --- сложный спектрограф 6.5-м телескопа MMT}
+\only<3>{\img[0.8]{ifs_data_cube}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Эшелле--спектрограф}
+\only<1>{\cols{\col{0.47}\begin{block}{}Конфигурация Литтрова синим.\\
+Угол блеска $\theta_B>45\degr$.\end{block}
+\col{0.47}\begin{block}{}$$\theta _{B}=\arcsin\frac{m\lambda}{2d}.$$\end{block}}
+\img[0.7]{Blazed_grating}}
+\only<2>{\img[0.9]{Echelle_dispersion}}
+\only<3>{\img[0.9]{echelle_inst}}
+\only<4>{\img[0.9]{echelle_spect}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Гризма}
+\only<1>{\img[0.9]{grism_light}}
+\only<2>{\img{FOCAS_grisms}Набор гризм The Faint Object Camera and Spectrograph (FOCAS Subaru).}
+\only<3>{\img[0.7]{FOCAS_subaru}}
+\only<4>{\img[0.9]{Grism1}}
+\only<5>{\img[0.9]{Grism2}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{VPHG}
+\only<1>{\img[0.7]{VPHG_ex}}
+\only<2>{\begin{block}{}
+$$Q=\frac{2\pi\lambda d}{n_g\Lambda^2\cos\alpha}.\quad\quad\quad
+\frac{d\theta}{d\lambda}=\frac{m}{\Lambda\cos\theta}.$$
+$d$~-- толщина; Q-параметр: $Q<1$~-- <<тонкие>>, $Q>10$~-- <<толстые>>.
+\end{block}\img[0.8]{VPGfig2}}
+\only<3>{\img[0.75]{VPHG}}
+\only<4>{\img[0.9]{VP_HolographicGratings_eff_vs_wavelength3}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Интерферометр Фабри--Перо}\vspace*{-1em}
+\only<1>{\img[0.8]{ifp_theor}}
+\only<2>{\img[0.37]{IFP_datacube}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Калибровки}
+%\only<1>{\begin{beamercolorbox}{bluefrm}{}
+%\img{Integr_sphere_principle}\end{beamercolorbox}}
+\only<1>{\blueimg{Integr_sphere_principle}}
+\only<2>{\img[0.6]{Commercial_Integrating_Sphere}}
+\only<3>{\img[0.9]{ar_ne600}}
+\only<4>{Th/Ar\vspace*{-1.5em}\img[0.6]{thorium}}
+\end{frame}
+
+\section{Поляризация и анализаторы поляризации}
+\begin{frame}{Поляризация}
+\begin{block}{}
+$I=k_{a}I_{0}\cos^{2}\varphi$. 1810, Этьен Луи Малюс "--- количественная
+корпускулярная теория поляризации света. Угроза волновой теории (продольные волны не поляризуются)!
+ 1821, Френель "--- волновая теория поляризации.
+\end{block}
+\only<1>{\img{Electromagnetic_wave}}
+\only<2>{\blueimg[0.8]{Malus_law-ru}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Параметры Стокса}
+\only<1>{\vspace*{-0.7em}\begin{block}{}
+\cols{\col{0.35}$$\begin{aligned}
+S_0&=I=E_{a}^2+E_{b}^2\\
+S_1&=Q=I\cos2\psi\cos2\chi\\
+S_2&=U=I\sin2\psi\cos2\chi\\
+S_3&=V=I\sin2\chi 
+\end{aligned}$$\col{0.65}
+$E_a$, $E_b$~-- большая и малая полуоси поляризационного эллипса, $\psi$~-- угол поворота
+поляризационного эллипса относительно произвольной лабораторной системы координат, $\chi$~-- 
+вспомогательный угол, определяемый из условия $\tg\chi=E_a/E_b$.}\end{block}
+\vspace*{-0.7em}\cols{\col{0.5}\begin{block}{}
+Три независимых параметра: $I^2=Q^2+U^2+V^2$.
+Пусть $E_1$ и $E_2$~-- ортогональные проекции~$\vec{E}$, $\delta$~-- разность фаз в проекциях. 
+Тогда:
+$$\begin{aligned}
+S_0&=I=E_1^2 + E_2^2\\
+S_1&=Q=E_1^2 - E_2^2\\
+S_2&=U=2 E_1 E_2\cos\delta\\
+S_3&=V=2 E_1 E_2\sin\delta
+\end{aligned}$$
+\end{block}
+\col{0.5}\img{Polarization_ellipse}}}
+\only<2>{\begin{block}{}
+Вращаем поляризатор на 0, 60 и 120 градусов, вычисляем параметры Стокса.\\
+Две волны, линейно поляризованные под прямым углом друг к другу, не интерферируют!
+\end{block}
+\img{stokes_calc}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Угол Брюстера}
+\only<1>{$$\tg\theta_B=n,\quad\text{угол падения $\theta_B$}$$
+\blueimg[0.8]{Brewster_window}}
+\only<2>{\img[0.9]{brewster_polarizer_small}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Двойное лучепреломление}
+\only<1>{\begin{block}{}
+1669, Расмус Бартолин, кристалл исландского шпата. $\Delta n=n_{e}-n_{o}$.
+\end{block}
+\blueimg[0.55]{Positively_birefringent_material}}
+\only<2>{\blueimg{Nicol_prism}Призма Николя}
+\only<3>{\blueimg{Wollaston-prism}Призма Волластона}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Оптически активные материалы}
+\cols{\col{0.75}\blueimg{LCD_layers}\col{0.3}
+\begin{block}{}
+	1,5~-- поляризаторы,\\
+	2,4~-- прозрачные электроды,\\
+	3~-- ЖК (оптически активное вещество),\\
+	6~-- отражатель или подсветка.
+\end{block}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Волновые пластинки}
+\only<1>{\img[0.8]{Waveplate}Полуволновая пластинка}
+\only<2>{\blueimg{CircularPolarization}Четвертьволновая пластинка}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Поляризация в астрофизике}
+\begin{block}{}
+Когерентные источники (гидроксильные или метаноловые мазеры).\\
+Рассеяние на межзвездной пыли.\\
+Вращение плоскости поляризации в магнитных полях (эффект Фарадея).\\
+Поляризация CMB "--- изучение физики ранней Вселенной.\\
+Поляризация синхротронного излучения.\\
+Возможно, астрономические источники повлияли на селекцию хиральности белков и прочих органических 
+молекул на Земле.
+\end{block}
+\end{frame}
+
+\section{Учет шумов детекторов}
+\begin{frame}{Учет шумов детекторов}
+\only<1>{\begin{block}{}
+Глубокое охлаждение для снижения темнового тока. 
+\end{block}
+\img[0.7]{signaltonoisefigure2}}
+\only<2>{\vspace*{-0.5em}\begin{block}{}Попиксельная неоднородность, виньетирование, пыль "---
+калибровка на <<плоское поле>>.\\
+\textbf{Дробовой} (пуассонов) шум ($\sigma_s=\sqrt{N}$ \Arr $SNR_s=\sqrt{N}$) наиболее существенен 
+при малых интенсивностях, либо увеличить экспозицию, либо суммировать кадры.
+\textbf{Шум считывания} (суммировать кадры).\\
+$$SNR=PQ_et/\sqrt{(P+B)Q_et+Dt+N_R^2}$$
+$P$~-- поток (фотонов на пиксель в секунду), $Q_e$~-- квантовая эффективность, $t$~-- время экспозиции,
+$B$~-- фон, $D$~-- темновой ток, $N_R$~-- шум считывания.
+\end{block}\vspace*{-0.5em}
+\img{signaltonoisefigure1}}
+\only<3>{\begin{block}{}
+\textbf{Шум сброса} (шум RC-цепочек) $N_{reset}=\sqrt{kTC}/q$, $T$~-- температура (К), $C$~-- 
+емкость ячейки (Ф), $q$~-- накопленный заряд (Кл).\\[5pt]
+\textbf{Белый шум} $N_{white}=\sqrt{4kT\nu R_{out}}\cdot A_{amp}/S_{amp}$,
+$\nu$~-- частота считывания (Гц), $R_{out}$~-- выходное сопротивление усилителя (Ом),
+$S$~-- чувствительность усилителя (В/электрон), $A$~-- коэффициент усиления.\\[5pt]
+\textbf{Темновой ток}: $D = 2.5\cdot10^{15} S I_d T^{1.5} \exp{-E_g/(2kT)}$,
+$S$~-- площадь пикселя (см$^2$), $I_d$~-- измеренный на 300\,К темновой ток (нА/см$^2$),
+$E_g$~-- ширина запрещенной зоны (эВ).
+\end{block}}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Конвейер обработки данных}
+\begin{block}{}
+\begin{enumerate}
+\item Получение снимка объекта ($O$) и нескольких bias, dark и flat ($b_i$, $d_i$, $f_i$).
+\item Медианное усреднение: $X=\med(x)$ \Arr $B$, $D$, $F$.
+\item Если экспозиции $D$ и $O$ различаются, получаем <<master dark>>: $D_m=(D-B)/t_{exp}$.
+\item Удаление шумов: $O_{clean}=O-D$, $F_{clean}=F-D$ (или $X-B-D_m\cdot t_{exp}$).
+\item Нормирование $F_{clean}$: $F_{norm}=F_{clean}/F_{clean,max}$.
+\item Коррекция на <<плоское поле>>: $O_{corr} = O_{clean}/F_{clean}$.
+\end{enumerate}
+Для спектрофотометрии после экстракции спектра необходимо также выполнить нормировку на <<плоский спектр>>.
+\end{block}
+\end{frame}
+
+% наш с Тимуром отчет
+\begin{frame}{Определение характеристик новой ПЗС}
+\begin{block}{}
+\only<1>{\textbf{Электронный ноль} (bias). Снимки bias позволяют определить уровень шума считывания
+(RON). Для уменьшения влияния дефектов, используем разности:
+$I_{diff}=I_1-I_2.$ Тогда $\sigma{RON}=\sigma{I}/\sqrt{2}$.
+}
+\only<2>{\textbf{Линейность} получается из линейной аппроксимации зависимости $I=\alpha t$ при получении
+<<плоских>> снимков с разной экспозицией.
+}
+\only<3>{\textbf{Коэффициент усиления} (gain) определяет, сколько ADU будет получено на один фотоэлектрон.
+Строим зависимость $\sigma^2_I(\mean{I})$ (дисперсия интенсивности в кадре от ее среднего значения).
+Однако, дефекты ПЗС внесут неточность, надежней вычислять разности изображений.\\
+Пусть $I$ и $\sigma^2$~-- средний сигнал в пикселе (после вычитания <<темновых>>) и его дисперсия,
+$R^2$, $\sigma^2_{ph}$ и $\sigma_{ff}=kI$~-- дисперсии шумов считывания, дробового (фотонного) шума 
+и
+неоднородность чувствительности пикселей ПЗС. Тогда общий шум:
+$$\sigma^2=R^2+\sigma^2_{ph}+\sigma^2_{ff}=R^2+I+k^2I^2.$$
+$$\sigma^2/g^2=R^2/g^2+I/g+k^2I^2/g^2\quad\text{или}\quad
+\sigma^2=R^2+gI+k^2I^2.$$
+Для разности изображений <<исправленный шум>> $\sigma^2=\dfrac{\Sum I_{diff}^2}{2(N-1)}$. Все
+вычисления проводим в нескольких участках изображения (не по всему кадру) для усреднения результатов.\\
+Линейная интерполяция зависимости интенсивности от шума дает результирующий $g$.
+}
+\only<4>{\textbf{Темновой ток} необходимо исследовать на зависимость от времени экспозиции и температуры.
+}
+\only<5>{\textbf{Квантовая эффективность} определяется в лабораторных условиях: монохроматор и
+калиброванный светоприемник.
+}
+\end{block}
+\only<1>{\img[0.6]{bias_t}}
+\only<2>{\img[0.6]{ccd_lin}}
+\only<4>{\img[0.7]{dark_cur}}
+\only<5>{\img[0.7]{apoqe}}
+\end{frame}
+
+\section{Кодирование и хранение информации}
+\begin{frame}{Кодирование и хранение информации}
+\begin{block}{FITS-формат}
+FITS (англ. Flexible Image Transport System) "--- цифровой формат файлов, используемый в науке для
+хранения, передачи и редактирования изображений и их метаданных (электронных таблиц).\\
+Метаданные изображения хранятся в удобочитаемом заголовке формата ASCII.\\
+Каждый файл FITS имеет один или несколько заголовков, содержащих ASCII-строки (фиксированной длины в 80
+символов) из пар ключ\slash значение, перемежающихся между блоками данных.
+\end{block}\tiny
+\begin{tabular}{llllll}
+(blank)  &CROTAn   &EQUINOX  &NAXISn   &TBCOLn   &TUNITn\\
+AUTHOR   &CRPIXn   &EXTEND   &OBJECT   &TDIMn    &TZEROn\\
+BITPIX   &CRVALn   &EXTLEVEL &OBSERVER &TDISPn   &XTENSION\\
+BLANK    &CTYPEn   &EXTNAME  &ORIGIN   &TELESCOP&\\
+BLOCKED  &DATAMAX  &EXTVER   &PCOUNT   &TFIELDS&\\
+BSCALE   &DATAMIN  &GCOUNT   &PSCALn   &TFORMn&\\
+BUNIT    &DATE     &GROUPS   &PTYPEn   &THEAP&\\
+BZERO    &DATE-OBS &HISTORY  &PZEROn   &TNULLn&\\
+CDELTn   &END      &INSTRUME &REFERENC &TSCALn&\\
+COMMENT  &EPOCH    &NAXIS    &SIMPLE   &TTYPEn&\\
+\end{tabular}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{WCS-привязка}
+\only<1>{\begin{block}{Параметры WCS}
+\begin{description}
+\item[CRVALi] значение мировых координат опорного пикселя
+\item[CRPIXi] координаты опорного пикселя на изображении
+\item[CDELTi] инкремент координат
+\item[CTYPEi] тип матрицы преобразования
+\item[CROTAi] угол поворота систем координат
+\item[PCij] немасштабированная матрица преобразований
+\item[CDij] PC с масштабом
+\item[Qi] $=\sum_{j=1}^N CD_{ij} (x_j - CRPIX_j)
+= \sum_{j=1}^N CDELT_j \cdot PC_{ij} (x_j - CRPIX_j)$.
+\end{description}
+\end{block}
+}
+\only<2>{\img[0.6]{out}}
+\only<3>{\img[0.6]{out_cat}}
+\end{frame}
+
+
+\section{Методы астрофизики}
+\begin{frame}{Астрофизика}
+	\begin{defin}\textbf{Астрофизика} "--- раздел астрономии, тесно переплетенный с химией и 
+	физикой. 
+		<<It seeks to ascertain the nature of the heavenly bodies, rather than their positions or 
+		motions 
+		in space~--- what they are, rather than where they are>> (1897, Джеймс Килер).
+		\vspace{1em}
+		
+		Основоположники "--- Вильям Хайд Волластон и Йозеф фон Фраунгофер. 
+		
+		Сам термин <<астрофизика>> предложен Иоганном Карлом Фридрихом Ц\"eлльнером (известен по 
+		точной 
+		фотометрии) в 1865~г. 
+		
+		Астрофизика делится на наблюдательную и теоретическую, находящиеся в тесной взаимосвязи.
+	\end{defin}
+\end{frame}
+
+
+\section{Фотометрия}
+
+\begin{frame}{Фотометрия}\vspace*{-1em}
+	\begin{block}{Фотометр Ц\"елльнера}
+		1861~г. "--- первый фотометр с эталонным источником. Газовая горелка, призмы Волластона, 
+		плоскопараллельная пластинка.
+	\end{block}
+	\img{zollner_photometer}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+	\frametitle{Область применения фотометрии}
+	\begin{columns}
+		\column{0.5\textwidth}
+		\begin{block}{}
+			\begin{itemize}
+				\item Определение светимости объекта или расстояния до него.
+				\item Астрометрические задачи.
+				\item Классификация объекта (и предположение о его свойствах).
+				\item<2-> Космология: массы и движения галактик.
+				\item<3-> Определение параметров переменных объектов.
+				\item<3-> Поиск крупных экзопланет.
+				\item<4-> Изучение сверхновых.
+			\end{itemize}
+		\end{block}
+		
+		\column{0.5\textwidth}
+		\begin{pict}\vbox to 0pt{\vspace*{-0.35\textheight}
+				\only<1>{\includegraphics[width=0.9\columnwidth]{HRDiagram}}
+				\only<2>{\includegraphics[width=\columnwidth]{hubble}}
+				\only<3>{\includegraphics[width=\columnwidth]{exoplanet}}
+				\only<4>{\includegraphics[width=\columnwidth]{supernova}}
+			}
+		\end{pict}
+	\end{columns}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}{Фотометрические диапазоны}
+	\only<1>{\img{Filter-optics-1}}
+	\only<2>{\begin{block}{}Стр\"емгрен, 1960-е гг.: широкополосные; среднеполосные и узкополосные 
+	фотометрические системы.
+			Критерий "--- полуширина: широкополосные $>300\Ang$, узкополосные $<100\Ang$.
+		\end{block}\img{interf_filterIR}}
+	\only<3>{\img[0.9]{bands}}
+\end{frame}
+
+\section{Спектроскопия}
+\begin{frame}
+	\frametitle{Область применения спектроскопии}
+	\begin{columns}
+		\column{0.4\textwidth}
+		\begin{block}{}
+			\begin{itemize}
+				\item Эквивалентные ширины: расстояние до звезд, их возраст,
+				скорость потери масс и многие другие параметры.
+				\item Спектрополяриметрия.
+				\item<2-> Определение химического состава звезд.
+				\item<3-> Строгая спектральная классификация.
+				\item<4-> Определение скорости движения объектов.
+				\item<5-> Космология.
+			\end{itemize}
+		\end{block}
+		
+		\column{0.6\textwidth}
+		\begin{pict}\vbox to 0pt{\vspace*{-0.3\textheight}
+				\only<1>{\includegraphics[width=\columnwidth]{equiv_width}}
+				\only<2>{\includegraphics[width=\columnwidth]{solar_spectra}}
+				\only<3>{\vspace*{-0.1\textheight}
+					\includegraphics[width=0.8\columnwidth]{SpectralLines}}
+				\only<4>{\includegraphics[width=\columnwidth]{doppler}}
+				\only<5>{\includegraphics[width=\columnwidth]{galaxy_doppler}}
+			}
+		\end{pict}
+	\end{columns}
+\end{frame}
+
+\if0
+\begin{frame}{}
+\begin{block}{}
+\end{block}
+\only<1>{\img{}}
+\cols{\col{0.5}
+\col{0.5}}
+\end{frame}
+\fi
+\begin{frame}{Спасибо за внимание!}
+\centering
+\begin{minipage}{5cm}
+\begin{block}{mailto}
+eddy@sao.ru\\
+edward.emelianoff@gmail.com
+\end{block}\end{minipage}
+\end{frame}
+\end{document}