IRAF安装之 RedHat 9

IRAF是Image Reduction and Analysis Facility的简称,作为NOAO(National Optical Astronomy Observatory 美国国家光学天文台)开发的天文照片的处理和分析软件,广泛用于测光,光谱分析等领域。但是由于它基于linux平台,以C语言编译开发,对于习惯了Windows界面的同学来说,第一次安装是一件麻烦的事情。云南天文台银枫写了一系列非常详尽的文章对我帮助很大(他现在的日志搬到了verycd),从南大张博的安装日志中也获得了不少启发,现在记下我自己的尝试,希望能给像我一样的新手多一份参考。

安装的原理其实很简单,将下载的程序压缩包解压,然后将各类文件复制到相应目录下就可以使用了。RedHat9需要的是ib.rhux.x86.gz 和nb.rhux.x86.gz,(或者完整程序包 as.pcix.gen.gz)。保存到/iraf/source目录下备用。首先要建立iraf用户,配置shell为csh,登陆目录为/iraf 而非/home/iraf, 然后以此用户登录,在终端输入whoami 应回显 iraf。

%mkdir /iraf/iraf

在主目录下新建同名文件夹(make directory)iraf作为安装目录

%setenv iraf /iraf/iraf

设置环境变量(set enviroment)令字符串iraf代表安装路径/iraf/iraf

%cd $iraf

等价于cd /iraf/iraf/, 进入安装文件夹,

%cat /iraf/source/as.pcix.gen.gz | zcat | tar -xpf –

解开压缩包,这里利用了linux强大的管道命令 “|”,即将cat 命令的输出作为 zcat命令的输入,将zcat命令的输出再作为tar命令的输入。cat命令显示文件内容,zcat显示gz压缩包内的内容,tar将gen压缩包解压至当前文件夹(-xpf -为命令参数);我用 zcat /iraf/source/as.pcix.gen.gz | tar -xpf –
效果一样。不知开发人员什么思路。

%cd /iraf/irafbin/bin.redhat/

部分文件需放置在此目录下,需自行创建,以下雷同。

% cat /source/ib.rhux.x86.gz | zcat | tar -xpf –
%cd /iraf/irafbin/noao.bin.redhat/
% cat /source/nb.rhux.x86.gz | zcat | tar -xpf –

%cd /iraf/iraf/unix/hlib/

切换安装文件夹

%source irafuser.csh

为安装文件设置初始环境变量

%./install -n

运行安装文件 (至此,iraf用户安装完毕)

%su

切换到根用户

#./install

再次安装

#exit

退出根用户

%cd

返回主目录

%source .login

初始化登陆文件login.cl

%rehash

刷新可执行文件列表,现在你应该能从终端中运行cl了。

xgterm以及ximtool都在x11包中,要复制到/usr/local/bin下才能正常使用。ds9也要单独下载安装,解压后复制ds9至 /user/local/bin,然后在login.cl中加入task $ds9 = “$Foreign” ,这样就可以在xgterm中直接运行ds9了,其他可执行文件同此。

Iraf的图形界面程序包x11iraf的安装比较简单,解开压缩包,运行其中的install脚本(要求有超级用户权限),然后按提示选择各类文件的复制目录即可。但目前最新的版本是2001年发布的1.3.1,只能运行在8位色的显示设置下,要将/etc/x11目录下的XF86Config-4文件内DefaultDepth的数值改为8,重启即可运行ximtool等工具(不过ds9的显示会比较惨),我没有具体使用,你要是受得了8位色不妨试试:P。xgterm不受此影响。

要注意的是:iraf用户是用来安装程序的,而不是用来使用程序的,在自建的用户下mkiraf,会在主目录下生成初始化文件login.cl和储存命令参数的uparm目录。所以文件要安装在/usr/local/bin下,所有的用户都可以使用,这样就可以避免iraf用户下提示符变化(因为shell是csh)和delete失效问题。

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疲惫

累了,睡了

这图是在 littlewindow那里看到的,新机子上没什么素材,借用了

blog一周没更新了,实在过意不去,虽然这个地方目前只有几个朋友知道。

不过这次不是因为懒惰,而是真的忙不过来了!首先是这里的侧边栏在我添加了桑椹的最新评论代码后突然消失了,注释掉也没用,换回初始文件则字体不对;然后我自己的机器在局域网上传输数据时被病毒攻陷,320G硬盘上所有EXE文件全部感染!还有给院里新配的电脑频繁蓝屏死机,错误代码涵盖了7A、77、55、F4……等诸多类型。我甚至现在还不能断定是哪里的问题!

连锁反应的后果相当严重:蓝屏重启后发现NTFS分区上保存系统备份镜像的文件夹无法打开,混乱之中我在DOS下误将80G的数据分区格式化,假期要处理的10G数据顷刻化作乌有…… -_-

汪同学比较有测试员潜质,刚装好系统就迫不急待上网、聊天,结果发现物理内存多次溢出,为排除技嘉主板出错的可能,我和他交换了内存条,一夜无事。第二天一早他又发现从已登陆的受限用户切换至系统管理员时必会蓝屏,提示nv4_disp.dll出错,开始我怀疑是XP破解不完善,又找来番茄花园版安装,结果装完显卡驱动后问题再次出现,看来丽台7300GT自带的显卡驱动并不完善,升级到nVidia 91.47微软认证版,bug消除。

目前在局域网上重新传输大文件,或者同时运行大量程序时虚拟内存仍会出错,造成文件无法读入内存,不知道是哪里的问题,病毒利用系统漏洞进行攻击?我希望如此,如果是硬件的原因就比较麻烦了。

现在系统稍稍稳定了些,整理文件时发现了早些的sidebar.php就先传上来了,插件等我改日有精神了再试吧……我现在很担心系统会再一次蓝屏(虽然用的是gmail),所以不多写了,毕竟过节了嘛 ^ ^

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所谓本底、暗流和平场

这几个名词都是数码摄影中的基本概念,对后期图片处理具有重要意义,这里就我自己的理解做一个较为详细的叙述。

1、本底(Bias):

零秒曝光下,在无信号输入时,所记录的CCD输出。CCD作为半导体材料,由于制作工艺的精度限制,不同的像元不可能完全一致,即使有相同的启动栅偏压,也有不同的预加电荷数,也就是说只要CCD一启动背景就不是均匀的了。从数学上来讲,无信号时像元的光子计数值应均为0,如果计数零点不同(0、1、2、3……都有可能),则要在计数结果中减去初始值,才是真实获得的光子数。这是CCD的固有属性,与温度、时间无关。通常选取最短的曝光时间(0.01秒以下)——这时热噪声可以忽略,不开镜头盖(注意防止漏光),拍5-10张进行叠加。

2、读出噪声(readout noise,台湾译作“轉換雜訊”):

是由电子线路中电荷转移、信号放大、模数变换等环节的问题所导致的读取结果与CCD实际数据之间的误差,包括像元复位噪声(KTC噪声)、1/f噪声及固定图形噪声等。如果忽略短时间曝光的热噪声,两幅本底相减应得到完全黑的图像,但实际结果中每个像元仍有不为零的读数,这就是由CCD的读出噪声引起的。它与曝光时间无关,但CCD温度越低,读出噪声越小(与热噪声类似)。读数噪声随机出现,不能直接测量,但可以通过多幅照片叠加来消除。

3、暗流(dark current noise,也称“热噪声”):

CCD器件是将接收到的光子转换为电子进行计数,但是由于电子的随机运动(随温度升高而加剧,故称热运动),在没有光照时CCD势阱中也会有电子积聚,产生输出,便为暗流。暗流也是随机产生的,符合高斯分布。

暗流随温度而改变,一般每升高5~7℃,暗流就增加一倍。而且天文摄影曝光时间较长,感光元件会因长时间使用而升温,图像质量迅速下降,因此数码相机的曝光时间不能太长。通常以叠加消除。业余CCD系统则多采用半导体制冷,而专业CCD常用液氮制冷,温度低于 -110℃,此时暗流很小,可以忽略不计。

4、平场(flat field):

由于CCD各像元的灵敏度并不完全一致,即使是对均匀光源面的反应也会出现差别。因此观测天体之后,还要拍摄均匀光源作为比对标准,称作平场。均匀光源可以采用白炽灯均匀照射的白布,黄昏或晨光中的天光背景等,选择一定的曝光时间拍摄多幅图像,叠加平均便得平场。其中选择天光背景时每拍一张之后都要旋转望远镜,以防止最终的平场图像中出现星点。假设每个像元从均匀光源面接收到100个光子应转换出60个电子(设CCD平均量子效率为60%),但是各像元处的实际数目可能为59、62、57……,那么同为1000个电子的像元所接收的光子数可能并不相同,这时要从最终的电子计数结果中除以各像元对应的平场值,便得到准确的相对亮度。

5、亮帧和暗帧(light frame & dark frame)

通常在CCD控制软件中才能见到,区别只在于是否打开快门。比如本底、暗流一般用暗帧来拍可以避免光学系统漏光的影响,而平场和天体则必须用亮帧。对于数码相机来说,所有的照片都是在亮帧下获得的。

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《环宇孤心》随想

从架上取下这本书时,印象并不好,因为封面上的“环宇”是简化字滥用的产物(虽然字典上也承认),按本义应用“寰”。

四位译者显然也缺乏足够的学科背景,不知道“梅西耶”、“莫纳克亚山”、“钱德拉塞卡”、“银河系漫游指南”,“思想实验”等名称,甚至混淆“量化”和“量子化”。但是这本书的内容实在太丰富了,它回顾二十世纪后半叶50多年的天文学发展脉络,涵盖宇宙学天体物理,实测天文,粒子物理等最前沿科技,连缀哈勃、惠勒(美国物理学奠基人)、霍金(不用多做介绍)、格拉肖(1979年诺贝尔物理学奖获得者)等十几位天文物理学家们的探索历程,即使是专业人员也未必通晓所有的细节。在这样的前提下译者们为此付出的努力是令人尊敬的,所犯的错误也是可以理解的。作者丹尼斯·奥弗比作为《纽约时报》科学版的副总编辑,他高超的叙述技巧在很大程度上弥补了译文的不足,此书仍然引人入胜。

五十年前,为了较为精确的测定空间距离,天文学家们需要几十年的时间积累数据,再凭肉眼从获得的照相底片中筛选目标、比对、测量……工作时间都是用年来计算。而二十年后,年轻一点凭借新的方法和技术,在几年之内便推翻了前辈们耗费几十年的精力所得出的结论,生命的价值就这样被否定,无关才智。

现在我重复同样的工作,输入几个简单的字母,轻敲回车,再等待一首歌的时间,便完成了从前半年的工作,以更高的精度。但研究并未因此变得轻松,各地天文台一年积累的数据比那个时代的观测者一生所见过的还要多!我需要更快的计算机,更好的程序,更多的努力……

三思书评在线全文阅读版本信息

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烛焰温度问题

这一篇是将原写在银穹的一系列网志合并而成,以方便查阅。

小学时被告知:蜡烛外焰温度高,内焰温度低,当时感觉靠近炷芯的蓝色火光确实不如顶部的黄色火焰明亮耀眼,这是最直接的感性经验,很容易接受。

中学化学老师也说给试管加热时要用酒精灯外焰——因为温度高些。

高中物理课学到,光辐射波长与辐射体温度成反比,310K的人体就只能辐射红外线。也就是说,在可见光范围内,温度越高,光线越蓝!(而同时化学课上所看到的颜色反应则是特征谱,不在此列)

这时问题就来了,蜡烛火焰中到底哪部分温度最高?蓝光还是黄光?总有一个错了!

烛焰烛焰

甚至某些科普性的网站对这个问题的解释也是不正确的。比如:

Color tells us about the temperature of a candle flame. The outer core of the candle flame is light blue — 1670 K (1400 °C). That is the hottest part of the flame. The color inside the flame becomes yellow, orange and finally red. The further you reach to the center of the flame, the lower the temperature will be. The red portion is around 1070 K (800 °C). The reason there is this variation in a candle’s flame color is because air convection pulls the warmer gasses upwards.

floating其中称最外侧的蓝光温度高达1400度,内部的红光为800度。这里显然将外焰认为是蓝光,但是从图中可以明显看出外焰应是黄白色区域,内焰为红色区域,蓝色并不明显、通常只存在于底部及下边缘,亮度也很暗,无法形成实际意义的外焰。
CNKI上相关的论文资料很少,只在1994年第四期的《光谱学与光谱分析》中看到“蜡烛火焰的光谱分析”一文。火苗中部与空气接触部分的温度最高,有1400度,而烛芯处仅有600度,与常识一致,可解释为外缘有充足的氧气供应,燃烧充分。底部的蓝光则是CH分子基团的特征颜色,而对燃烧过程则语焉不详,参考文献中有一本地质出版社80年代出版的《分析火焰光谱学原理》,不过我没有找到。

几个月后又在1979年第6期《科学》(科学美国人中译本)的业余科学家专栏看到了专门介绍,底部的蓝色火焰由光谱分析证实是CH和H2的特征谱,同焰色反映一样,为特定能级跃迁,不表征温度。此处的蜡烛蒸汽由于对流作用可获得充足的氧气供应,充分燃烧(直接生成二氧化碳和水)。再往上走,大部分有机蒸汽由于氧气不足只能进行不完全燃烧,发热量低,便为红光,若将此处气体用玻璃管导出焰外可直接燃烧。不完全燃烧的分解物(主要是碳粒)在上升过程中不断吸收热量达到白炽状态,一旦与空气接触将剧烈反应,于是边缘白光处温度可达摄氏1400度。

其实不仅是蜡烛,钨丝、钢铁、烟草等物质都有同样的温度颜色分布规律,在2000年10月《金属制品》杂志中《观察物色判定炉温》中就引用了钢丝温度与颜色的经验对应关系。

温度/℃ 550 630 680 770 850 900 1000 1200 1400
颜色 暗褐色 褐红色 暗红色 樱红色 鲜红色 黄红色 黄色 黄白色 黄白色、亮、刺眼

我的问题就此告一段落。

后来在2005年第四期的上海版《科学》杂志上看到一则简讯,中科大齐飞教授参与的一个项目组以同步辐射光电离质谱技术进行火焰研究,这项技术可以准确地测量燃烧过程的所有中间物和自由基。他们首次观察到碳氢化合物氧化过程的中间体-烯醇(Erlenmeyer在1880年曾预言烯醇应该是碳氢化合物氧化的中间物,直到1976年才首次在气相化学反应中观察到最简单的烯醇-乙烯醇),并以“Enols Are Common Intermediates in Hydrocarbon Oxidation”为名刊登在2005年5月12日出版的《Science Express》上。看来,这一领域的工作还远未结束。

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梅西耶天体资料集 V1.0

今年六七月份比较闲,便参与了梅西耶中文资料的翻译工作,梅西耶资料中文站SEDS梅西耶资料站的中文镜像站,由Steed主持。翻译了最后二十个天体的基本页面,并制作了chm版本,方便爱好者离线查阅。也算是完成了我大学的一个夙愿。

不过我在翻译过程中发现,中文这方面的资料非常有限,许多名词甚至至今都没有统一的中文译名,比如“Milky Way Patch”,“Schiefspiegler Telescope”……相比之下,德语,法语,意大利语的分站已经非常完善,日本自己做的梅西耶资料站也很有特色,我们还有很长的一段路要走

现在的版本是1.0 ,日后的更新我都会在这里发布。

下载地址一下载地址二

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雪花照片

雪花

网上一直流传着一组雪花的显微照片,但是由于中文网站大都没有注明转载的出处,我一直无法找到它们的来源。在牧夫论坛里甚至还争论过是否出于《水知道答案》的作者之手。在桑林志那里也有一则提到,但是给出的链接都是些灰白的电镜照片,我无法想象那些松糕一样的东西就是美丽的冰晶。

直到最近在一则美国邮政总局将以此为主题发行邮票的报道中,拍摄者的名字才第一次出现——肯尼斯·里布雷希,加州理工学院的物理学教授。我也终于知道了作者的英文名字Kenneth Libbrecht,google到了原始网站,但是无法直接打开! 当我终于打开时,所有的疑问都解开了……

雪花照片分三组,50多张,桌面级。 对于各种结构的分类总结配上他拍的精美图片,一目了然;理论成因也有详尽的解释。生长过程甚至作了gif动画,而拍摄方法,所需设备都有具体的说明,所参考的各种文献都在页面底端列出。

雪花生长

大致的生长方法是,在一个绝热透明腔中,保持底部温度为零下40摄氏度,顶部为40摄氏度,这样在顶部蒸发的水汽将在底部进入过饱和态,这非常有利于冰晶生长。 这时从空腔底部放入金属丝,就会被冰晶包裹,再给金属丝加上高压(可达2000伏),就可以长出纤细的冰针了,为了得到理想的冰针还会加入其他一些化学气体(如硅树脂),随后,每个冰针顶部都长出雪花,随着生长时间的不同,雪花的形状也时刻在变化。通常直径在1毫米左右(更大的将会无法同时准确对焦)。用摄像机将图像导入显微镜的物镜中,再用目镜端CCD将其数字化传至电脑。拍摄时会选取雪花的正上方,这样就刚好看不见冰针,使画面显得非常干净。不过原始图片基本是黑白的,要在Photoshop中加上颜色,便得到了我们开始所看到的美丽照片。

肯尼斯是加州理工的教授,物理系主任。目前主要的研究方向是利用激光干涉观测引力波,也就是LIGO计划,冰晶生长和图案形成,物理教育中的可调激光器;以前曾涉足日震学(Helioseismology?嘿嘿,发现一个错别字)和太阳大尺度结构以及单个原子的激光冷却和捕捉等领域。跨度也是相当大了。他拍摄的雪花照片集目前已出了两本:2003年11月的《雪花:冬日的精灵》,以及2004年10月的《雪花的小册子》。

图片都已传到牧夫论坛图片版

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