天文学导论二
自然科学公共选修课程——科学基础
自然科学公共选修课程——科学基础
天文学导论 (278)
物理学思想史与自然哲学 (280)
等离子体科学和应用 (282)
太空之旅 (284)
创新与发明 (286)
中国古代冶铸技术 (287)
电影中的科学理念探讨 (289)
思维能力与工程制图 (290)
激光与现代生活概论 (293)
营养化学 (295)
美容化学 (297)
《天文学导论》课程教学大纲
一、课程名称
天文学导论Introduction to Astronomy
二、课程编码1405961
三、学时与学分32/2
四、先修课程
无
五、课程教学目标
本课程为非天文专业的理工科或文科学生普及天文学知识而开设。内容包括宇宙概貌，太阳系，九大行星，地球，月球，日蚀，月蚀的形成原因，恒星的形成，演化与死亡的规律。致密星如中子星和黑洞的特征，星系的概念以及宇宙大爆炸学说等天文学基础知识。
讲授采用双语教学，配合大量多媒体精采图片以及天文学科普电影资料，以形象描述为主，基本上不用数学公式。这样既可以去除学生的畏难情绪，又可以激发学生探索宇宙奥秘的兴趣，使他们感到确有收获。
六、适用学科专业
全校各专业
七、基本教学内容与学时安排
Chapter 1 The universe at different scales (宇宙的不同尺度) （1学时）
Chapter 2 The earth and the sky (地球和天空) （2学时）
Chapter 3 Lunar phases, tides and eclipses (月相, 潮汐和蚀) （2学时）
Chapter 4 The origin of modern astronomy (现代天文学的起源) （2学时）
天文学导论
天文学导论是一门介绍天文学基础知识的课程。天文学是研究天体及宇宙现象的学科，它涉及的内容非常广泛，包括天体物理学、天体化学、天体生物学、天体力学等等。天文学导论主要介绍天文学的基本概念、基础原理以及研究方法。
在天文学导论中，学生将学习到宇宙的基本构造和演化史，包括宇宙大爆炸、恒星形成和演化、星系的形成和演化等。学生还将了解行星和卫星的形成和演化，以及它们与太阳系的关系。此外，天文学导论还会介绍宇宙中的黑洞、暗物质、暗能量等神秘物质和现象。
在天文学导论中，学生将学习到天文学的测
量方法，包括望远镜观测、天文摄影、光度
测量、频谱分析等等。学生还将学习到天文
计算的基本方法，包括天体力学、宇宙学、
恒星演化和星系演化等等。通过这些学习，
学生将能够理解天文学研究的基本方法和技术，为将来的天文研究打下坚实的基础。
在天文学导论中，学生还将学习到天文学的
历史和文化背景。天文学是人类的一项重要
文化遗产，自古以来就受到人们的关注和尊重。学生将了解到不同文化中对天文学的理
解和解释，包括古希腊、古埃及、中国、印
度等等。通过了解天文学的历史和文化背景，学生将更深入地了解天文学的意义和价值。
总之，天文学导论是一门非常重要的课程，它将为学生打开探索宇宙的大门，帮助他们理解宇宙和地球的关系，提高他们的科学素养和思维能力。
天文学专业本科课程设置
天文学专业本科课程设置
引言
天文学是一门研究宇宙天体及其演化规律的学科，已成为自然科学中的重要分支。作为一门专业学科，天文学的教育培养是为了培养掌握天文学基础理论和实践技能，具备研究和工程实践能力的高级专门人才。为了确保学生获得全面的天文学知识，天文学专业的本科课程设置具有严谨的科学性和系统性。
课程设置
天文学基础课程
1.天文学导论
2.天体物理学
3.天体测量学
4.天体力学
5.宇宙学
天体物理学专业课程
1.恒星物理学
2.星系物理学
3.宇宙化学
4.中微子天体物理学
5.高能天体物理学
天体测量学专业课程
1.天文观测技术与仪器
2.天文数据处理与分析
3.天文探测器原理与设计
4.天文观测与测量方法
5.天文大数据处理与应用天体力学专业课程
1.天体动力学
2.天体形状与自转
3.天体轨道计算与模拟
4.人造卫星运动与控制
5.小行星与彗星运动
天文学研究方法与实践
1.天文观测实践
2.天文数据处理实践
3.天文仪器制作实践
4.天文实验方法
5.科学文献检索与论文写作
选修课程
1.天体文化与历史
2.天文学中的计算机应用
3.天体影像处理与绘图
4.天体生物学
5.星际导航与航天技术
课程设置目标
通过上述课程设置，本科生将获得以下能力和知识：
1.掌握天文学基础理论，了解天文学的发展历史和主要研究内容。
2.熟悉天文学的观测技术和仪器，能够进行天文观测和数据处理。
3.理解宇宙的组成、演化和结构，掌握天体力学和天体物理学的基本原理。
4.具备设计和制作天文仪器的能力，能够参与天文观测项目的研究与开发。
5.具备科学研究和实验的方法论，能够运用科学方法解决天文学中的实际
天文学十大经典书籍
天文学十大经典书籍
# 天文学十大经典书籍
天文学作为一门古老而深刻的科学，一直以来都吸引着无数探索
者和学者。从古至今，有许多经典著作为天文学的发展奠定了基础，
为我们揭示了宇宙的奥秘。以下是天文学领域中十部经典书籍，它们
涵盖了广泛的主题，深入浅出地阐述了宇宙的运行规律和各种神秘现象。
## 1.《天球运动论》 - 托勒密
公元2世纪的希腊天文学家托勒密创作的《天球运动论》是天文
学的奠基之作。在这部巨著中，托勒密提出了地心说，阐释了星体的
运动和天空现象。尽管后来的科学发现推翻了地心说，但这本书对于
理解古代天文学的思考方式至关重要。
## 2.《天球的结构》 - 伽利略·伽利莱
伽利略·伽利莱被誉为现代天文学之父，他的著作《天球的结构》是一部重要的经典之作。通过望远镜的观测，伽利略发现了木星的卫
星和月球的山脉，为日心说提供了有力的证据，开创了现代天文学的
先河。
## 3.《天体运动新论》 - 约翰·开普勒
17世纪的德国天文学家约翰·开普勒在《天体运动新论》中提出
了行星运动的三大定律，为日心说和伽利略的观测结果提供了理论基础。这部著作不仅在数学上深刻，也为后来牛顿的引力理论打下了基础。
## 4.《星云》 - 查尔斯·梅西耶
19世纪的法国天文学家查尔斯·梅西耶在《星云》中详细描述了
他发现的一百多个星系，被誉为梅西耶天体。这本书为我们认识宇宙
的广袤和多样性提供了深刻的见解。
## 5.《星际物理学》 - 阿瑟·爱丁顿
英国物理学家阿瑟·爱丁顿的《星际物理学》深入研究了恒星的结构和演化，以及宇宙射线等现象。这本书为理解恒星的能量产生和释放机制提供了关键的信息。
天文学导论智慧树知到答案章节测试2023年中国科学技术大学
第一章测试
1.天文学是一门古老而又年轻的学科。
A:错
B:对
答案:B
2.宇宙中存在各种极端物理条件，可以检验物理规律的普适性。
A:错
B:对
答案:B
3.天文学研究已经获得很多次诺贝尔奖，将来很难有更多此类量级的重大发现。
A:对
B:错
答案:B
4.中国天文大科学工程时期已经基本结束，因而我们预期重大发现的涌现。
A:对
B:错
答案:B
5.不属于20世纪60年代四大射电天文发现的是（）
A:白矮星
B:微波背景辐射
C:星际分子
D:类星体
答案:A
6.宇宙中可以存在哪些极端物理条件（）
A:强引力
B:超高能
C:超强磁场
D:超真空
答案:ABCD
7.以下哪些天文发现没有获得诺贝尔物理学奖（）
A:中微子振荡
B:大爆炸宇宙学
C:类星体的发现
D:脉冲双星的发现
答案:BC
8.下面4个电磁波波长最短的是（）
A:红外
B:X射线
C:紫外
D:光学
答案:B
9.下列不是空间望远镜的是（）
A:甚大望远镜
B:XMM-牛顿望远镜
C:阿尔法磁谱仪
D:硬X射线调制望远镜
答案:A
10.天文学研究的用处有（）
A:检验物理规律普适性
B:促进物理学发展
C:授时、制作日历
D:满足人类好奇心
答案:ABCD
第二章测试
1.宇宙中天体物理条件太极端，所以完全无法在实验室进行任何相关天体物理
研究。
A:错
B:对
答案:A
2.地心说是完全错误的，日心说是完全正确的。
A:错
B:对
答案:A
3.天文学中定义的各种时间有着各自适用的范围。
A:对
B:错
答案:A
4.开普勒行星运动定律和牛顿万有引力定律之间没有关系。
A:对
B:错
答案:B
5.引力波观测常被比喻成天文学家的（）
A:听觉
智慧树知到《天文学导论》见面课答案
见面课：丰富多彩的行星世界
1、问题:太阳系的行星中只有地球有极光（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【错】
2、问题:太阳系的行星中只有地球有水冰。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【错】
3、问题:地外行星的探测方法不仅仅限于动力学法、掩食法、微引力透镜法和直接成像法。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【对】
4、问题:地外行星的存在是较为普遍的，而且地外多行星系统也时有存在。（）
选项：
A:对
B:错
答案: 【对】
5、问题:寻找地球2.0是天文学家的一个重要科学目标。（）
选项：A:对B:错
天文学导论_中国科学技术大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
天文学导论_中国科学技术大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
1.星等值相差15等的两颗恒星的亮度差为（）倍
参考答案:
1000000
2.视星等为下列哪个值的恒星最亮（）
参考答案:
16
3.以下观测和日地距离的测量有关的是（）
参考答案:
三角视差_金星凌日
4.地心说是完全错误的，日心说是完全正确的。
参考答案:
错误
5.天体的电磁波信号在被望远镜接收的过程当中会涉及到（）
参考答案:
强度叠加_位相叠加_衍射
6.以下关于Chandra X射线天文台的说法不正确的是（）
参考答案:
工作波段为0.1-10微米
7.以下关于TeV切伦科夫望远镜的说法正确的是（）
参考答案:
把地球大气作为整个探测系统的一部分
8.双中子星并合可以产生以下哪些元素（）
参考答案:
黄金_铂金
9.以下关于引力波的描述正确的是（）
参考答案:
光速传播
10.激光干涉引力波天文台可以达到十分惊人的测量精度。
参考答案:
正确
11.光线的衍射极限是望远镜能够达到的极限角分辨率。
参考答案:
正确
12.越大的望远镜越有可能达到更高的极限星等。
参考答案:
正确
13.望远镜最早是由伽利略发明并用于天文观测的。
参考答案:
错误
14.赫罗图有助于我们了解恒星的演化过程。
参考答案:
正确
15.彗星通常有两个彗尾：原子彗尾和离子彗尾。
参考答案:
错误
16.中微子有电子中微子、质子中微子和原子中微子三种。
参考答案:
错误
17.日冕物质抛射的成分有电子、质子等。
参考答案:
正确
18.金斯质量要远大于1倍太阳质量。
参考答案:
正确
19.以下哪个观测结果不能帮助我们了解宇宙的组成（）
天文学导论复习资料
第一讲天文学导论
●古希腊天文学：毕达哥拉斯，亚里斯多德（地球中心学说），托勒密的地球中心学说
天文学的发展期：哥白尼、第谷、开普勒和伽利略
牛顿的万有引力定律
爱因斯坦的相对论
●开普勒第一定律：（轨道形状）所有行星皆以椭圆轨道环绕太阳运行，而太阳位于椭圆的一个焦点上
●开普勒第二定律：（行星速度）行星和太阳的（假想）连线在相同的时间内扫过相等的面积。
行星越接近太阳则运行速度越快
近日点，运动最快
远日点，运动最慢
●开普勒第三定律：（轨道周期）行星公转周期的平方和其到太阳的平均距离的立方成正比
(公转周期)2 = (常数) x (平均距离)3
第二讲天体的视运动
●月相与食无关
天体的视运动
月全食时月亮变为黄铜色或血红色，这是由于地球大气中的尘埃颗粒折射阳光中的红光并到达月球所致
●内行星：水星，金星
外行星：火星、木星、土星、天王星和海王星
●头顶的星空取决于你在地球表面上的位置和当地时间
●北京时间正午12点（东经120度）时，北京地方时（东经116.5度）即太阳时为11点46分，所以此时北京的太阳在子午线以东约3.5度，再过约14分钟北京“真”正午
●南北天极：不变的参考点
北天极：北极星
南天极：南十字座
●天赤道：不变的参考点
所有恒星沿与天赤道平行的路径由东向西运动（圆弧轨迹
在地球两极，天赤道=地平线
●天顶、地平线和子午线：本地参考系
天顶和子午线的位置不随观测者的地平线移动
相对于星星来讲，天顶和子午线的位置在变
天体的运行（圆弧）轨迹与地平面的夹角为：
90 度-观测者所在地理位置的纬度（=天赤道与地面夹角）
●在北极：所有星星沿与地平面平行的圆轨迹运行，从不下落
天文学导论自测题
《天文学导论》期末复习自测题（恒星与星系部
分）
注：每个选择题只有一个正确答案。
1. [A ] 太阳内最丰富的原子核是
A) 1H；
B) 2H；
C) 3H；
D) 3He；
E) 4He。
1. [ B ] 下面哪一条关于引力能的陈述是错误的？引力能
A) 加热太阳为一个原恒星；
B) 目前为太阳提供能源；
C) 是核塌缩超新星的能源；
D) 加热落向黑洞的气体；
E) 是驾驭宇宙的永动机。
2. [ D]按从内向外排列太阳的结构，位于中间的是
A) 色球层；
B) 对流层；
C) 辐射层；
D) 光球层；
E) 日冕。
3. [ B ] 太阳黑子数变化的周期是
A) 11个月；
B) 11年；
C) 22个月；
D) 22年；
E) 没有周期。
4. [ C] 距我们最近的恒星是半人马座 alpha 星，其距离大约4.3光
年。测量其距离的最好方法是
A) 造父变星；
B) 哈勃定律；
C) 视差；
D) 雷达；
E) Ia型超新星。
5. [ C ] 秒差距是
A) 时间的单位；
B) 时间差的单位；
C) 距离的单位；
D) 距离差的单位；
E) 速度的单位。
6. [ E ] 下面哪一条陈述是正确的？
A) 恒星的光度和距离无关；
B) 恒星的视星等和距离无关；
C) 恒星的绝对星等和距离无关；
D) 恒星的亮度和距离无关；
E) A和C
7. [ E] 恒星的光谱分类序列现在被理解为是表征
A) 恒星大小的序列；
B) 恒星光度的序列；
C) 恒星化学成分的序列；
D) 恒星中心温度的序列；
E) 恒星表面温度的序列；
8. [ E ] 一个恒星如果质量越小，则
A) 表面温度越低；
-天文学导论第二讲-天体的运动
“星星之火，没有燎原”
菲洛劳（Philolaus）：“中心火学说”
Samos 萨摩斯岛的Aristarchus (亚利斯塔克， 310-230 BC）：太阳中心说
无观测证据或数学模型能否定地心说
2。现代天文学的诞生
哥白尼：太阳中心说（首次揭示真实，革命） 第谷：杰出的天文观测（ ？） 开普勒：行星运动三定律（经验规律） 伽利略：现代天文学（科学）的诞生（理论）
均轮
本轮
本轮
托勒密
水星、金星的本轮中心和地球及太阳的中心永 远连成一条直线 水星、金星与太阳几乎同 升同落
西方思想停滞的中世纪
托勒密于公元150年在长达13卷名为 Almagest (The Greatest《天文学大成》/ 《至大论》）的巨著中发表了他的地球中心说 这个理论所预测的行星位置和实际位置的误差 在数度之内，因此主宰西方世界约1500年之 久！
狭义相对论
所有运动都是相对于一个选定的参考系的，这 正是爱因斯坦相对论中“相对” 的真正含义
长度、时间和质量是相对的，依赖观测者相对 于所选定的参考系的运动
狭义相对论
四维时空 Four-dimensional spacetime
时间和空间是相对于观测者的运动的，且不互 相独立
时间和空间在一起构成四维时空（三维空间和 一维时间）
广义相对论 General Relativity (GR)
天文学专业课程设置
天文学专业课程设置
全文共四篇示例，供读者参考
第一篇示例：
天文学专业是研究天体、宇宙空间及其运动规律的学科。随着科学技术的发展和人类对宇宙的探索越来越深入，对于天文学专业的需求也越来越迫切。为了适应这种需求，各大高校在天文学专业的课程设置上也在不断更新和完善，以培养更多优秀的天文学人才。
天文学专业课程设置旨在帮助学生掌握天文学基本理论、方法和技能，培养其对天体运动规律和宇宙结构的深刻理解，以及解决天文学问题的能力。下面就来介绍一下天文学专业常见的课程设置：
1. 天体物理基础
天体物理基础是天文学专业的核心课程之一。这门课程主要介绍宇宙中各种天体的物理性质、结构和演化过程，包括恒星的形成、演化，星系的结构和演化，黑洞、脉冲星等特殊天体的性质等。学生通过学习这门课程，可以深入了解天体物理学的基本概念和理论，为后续学习和科研打下坚实基础。
2. 天体观测与数据处理
天文学是一门实验性很强的学科，天文观测是天文学研究的基础之一。这门课程主要介绍天文观测的基本原理、方法和技术，以及数
据的处理和分析方法。通过实际的天文观测实践，学生可以熟悉天文观测设备的操作和使用，掌握数据处理和分析的技能，提高天文观测实验能力。
3. 天文学导论
天文学导论是天文学专业的入门课程，主要介绍天文学的基本概念、发展历程和研究方法，包括宇宙的起源、演化，天体的形成和运动规律等内容。通过学习这门课程，学生可以了解天文学的研究领域和学科发展趋势，培养出对天文学科的兴趣和热情。
4. 太阳系天体学
太阳系天体学是天文学专业的重要课程之一，主要介绍太阳系内各类天体的性质、结构和运动规律，包括行星、卫星、小行星、彗星等。学生通过学习这门课程，可以深入了解太阳系内各个天体的特点和演化过程，为太阳系观测和研究做好准备。
初级天文学书单
以下是一些适合初级天文学爱好者的书籍，涵盖了天文学的基础知识和入门内容：
1. 《星空指南》（The Backyard Astronomer's Guide） by Terence Dickinson & Alan Dyer
这本书介绍了如何观察星空、选择望远镜、观测天体等基本知识，适合初学者入门。
2. 《天文学入门》（NightWatch: A Practical Guide to Viewing the Universe） by Terence Dickinson
以易懂的语言介绍了观测技巧、天体的特点，以及天文学的基础知识。
3. 《观星者指南》（Turn Left at Orion: Hundreds of Night Sky Objects to See in a Home Telescope – and How to Find Them）by Guy Consolmagno & Dan M. Davis
提供了许多天体的观测指南和天空地图，适合初学者使用望远镜观测天体。
4. 《宇宙的简史》（A Brief History of Time） by Stephen Hawking
虽然较为深奥，但是这本书以通俗易懂的方式介绍了宇宙的基本概念和一些重要理论，对于对宇宙充满好奇的读者来说是一本不错的书。
5. 《天文学导论》（An Introduction to Astronomy） by Forest Ray Moulton & Justus J. Schifferes
这本书是一本经典的天文学入门教材，系统地介绍了天文学的基础知识，包括恒星、星系、宇宙等内容。
关于天文的书
关于天文的书
介绍
天文学作为一门研究宇宙中天体和宇宙现象的学科，一直以来都备受人们的关注和热爱。对于喜欢天文学的人来说，一本好的天文书籍不仅可以满足他们的求知欲，还能让他们更好地了解宇宙的奥秘。本文将为大家推荐一些关于天文的书籍，并介绍它们的特点和适合的读者群体。
天文学入门书籍
1.《宇宙概论》
这是一本非常适合初学者的天文学入门书籍。作者以通俗易懂的语言，系统地介绍了宇宙的起源、星系的形成、恒星的演化等基本概念和知识。书中还配有丰富的插图和实例，有助于读者更好地理解和掌握天文学的基础知识。
2.《天文学导论》
这本书是一本比较全面的天文学入门教材，适合对天文学有一定了解的读者。作者通过系统地介绍宇宙的结构、恒星的演化、行星和卫星等内容，帮助读者建立起对天文学整体框架的认识。书中还有大量的练习题和习题答案，有助于读者巩固所学知识。
天文学专著
1.《宇宙的奥秘》
这本书由知名天文学家撰写，深入浅出地介绍了一些前沿的天文学研究成果和理论。作者通过讲述宇宙的形成、黑洞的奥秘、宇宙射线等内容，引导读者深入了解宇宙的奥秘。这本书不仅适合对天文学感兴趣的读者，还适合专业的天文学研究者阅读。
2.《星云与星际物质》
这本书主要介绍了星云和星际物质的形成和演化过程。作者通过详细的描述和分析，揭示了星云和星际物质在宇宙中的重要作用和影响。这本书适合对天文学有一定了解的读者，特别是对星云和星际物质感兴趣的人群。
天文学史书籍
1.《天体物理学史》
这本书主要讲述了天体物理学的发展历程和重要的科学家们的贡献。作者通过详细的叙述和分析，帮助读者了解天体物理学的起源、发展和演化过程。这本书适合对天文学历史感兴趣的读者，也适合天文学专业的学生和研究者阅读。
天文学导论课件
(Astronomy Today, 4e)
4
第一章
绪
论
5
世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心 灵，一件是我们心中崇高的道德准则，另一 件是我们头顶上灿烂的星空。
——伊曼努尔·康德
6
§1.1 天文学的研究对象和方法
7
一、天文学的研究对象
8
1、天文学的研究对象
天体的属 性
研究对象是宇宙及其中的天体和各种形态的物质。 天文学观测和研究它们的位置、分布、运动、形态、 结构、物理状态、化学组成、相互关系和起源演化。
质量小的是伴星。两子星之间除引力作用之外，还有更密切的 物理联系，比如物质交换。 有两颗以上恒星组成的恒星集团称为聚星，也成为多合星。 当在一起绕转的恒星超过十颗时称为星团。星团成员对于周围 的场星通常有整体的运动。星团分为球状星团和疏散星团。疏 散星团成员星比较少，在十几到几百颗之间，外形不规则，大 多分布在银道附近。球状星团是银河系中恒星分布最密集的地 方，这里恒星分布的平均密度比太阳附近恒星分布的密度约大 50倍，中心密度则大到1000倍左右。球状星团成员星通常达 几万到上千万颗，形状规则。在业已发现的约121个球状星团 中，约有30个在人马座中（银心），其余的分布在银河系边缘， 围绕银心形成形成一个近乎球状的晕轮。球状星团的年龄一般 要疏散星团的年龄大得多。
Apollo 11 was the first manned mission to land on the Moon. 1969.7
天文学导论习题答案
转动周期P 为，
P = πD = π × 1.2 × 104 = 2.1 × 107s = 0.66years
(44)
∆v 1.8 × 10−3
第四章 太阳系外行星
1. 行星的轨道周期P = 1460days = 4years，因此，轨道半径为：
a = P 2/3 = 42/3 = 2.52AU = 3.8 × 1011m
《天文学导论》习题答案
袁业飞 教授 中国科学技术大学物理学院天文学系
email: yfyuan@ustc.edu.cn January 4, 2012
2
第一章 天文学–观测科学
1. 1等星比9等星亮的倍数为：
2.512∆m = 2.5128 = 1585
(1)
2. 某星比织女星（0等星）暗251倍，因此它们的星等差为：
1/4
K = 9.152 × 103K
(19)
3. 根据Stefan-Boltzmann定律，该恒星的光度L为：
L = σT 4πd2 = σ(2T )4π(2d )2 = 64σT 4 πd2 = 64L
(20)
4. 该恒星的光度L为：
L = 4πD2F
(21)
其中D为行星与恒星之间的距离，F 为在行星上测得的恒星的流量（即 太阳常数）。将D = 3 × 1011m，F = 280Wm−2代入，得到该恒星的光 度L为：
天文学导论_中国科学技术大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
天文学导论_中国科学技术大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
1.下列不属于中国拥有或者主导的观测设备为（）
答案:
凯克望远镜
2.下列研究成果或发现获得过诺贝尔物理学奖的是（）
答案:
引力波的直接探测
3.下列望远镜主要是在光学波段工作的是（）
答案:
凯克望远镜
4.下列不属于开普勒的行星运动三大定律的是（）
答案:
体积定律
5.太阳产生的高能电子中微子主要来自于哪个核反应过程（）
答案:
PP III链
6.我们在地球上用肉眼看不到太阳的（）
答案:
以上都对
7.冥王星被开除出大行星行列的原因是（）
答案:
轨道附近存在其他质量相当的天体
8.下面哪个说法不正确（）
答案:
行星的自转与公转方向都是相同的
9.下面关于月亮的说法正确的是（）
答案:
我们可以看到超过一半的月亮表面
10.下列说法正确的是（）
答案:
光学波段对望远镜镜面光滑平整程度的要求高于毫米波段11.下列电磁观测波段按波长从短到长排列正确的是（）
答案:
伽玛射线、X射线、紫外、射电
12.以下说法正确的是（）
答案:
不同类型的恒星光谱可以给出恒星各自具有的不同属性的大致信息13.下列电磁波波长最短的是（）
答案:
伽玛射线
14.下面哪项不属于太阳的组成部分（）
答案:
蒸发层
15.下面关于月食的说法正确的是（）
答案:
地球处于太阳和月球之间
16.假设恒星与行星的距离相同，下列哪个系统发生掩食的概率最低（）
答案:
类太阳-地球系统
17.下面关于掩食法的说法正确的是（）
答案:
目前发现了最多的地外行星
18.以下关于引力波的描述错误的是（）
答案:
信号具有很强的抗干扰能力
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大熊ε
大熊δ 大熊ε
75 62 75 65 62 59 108
三角视差法的限制
由于受到地球大气扰动的影响，
周年视差的精确测量受到限制。 地面望远镜的角分辨本领一般不 超过0.01″ Hipparcos卫星（1989年8月发射 1993年退役） 的角分辨率达到0.002″， 测量了约118218颗恒星的距离、 星等。
Δλ / λ = Vr / c
5. 恒星的温度与光谱
恒星的表面温度还反映为恒星的特征谱线强度。
例如， A型星的H线最 强，温度比A型星低或 高的恒星， H线较弱。
这是因为使不同
元素的原子产生 特定的光学吸收 线要求原子中的 电子处于某些特 定的能级上，而 电子的能级布居 取决于温度的高 低。
0.55
0.40 0.21
0.65
1.0 1.7
6,000
4,620 3,000
Betelgeuse(参宿四) B-V=1.85，星表温度 3100K
大火(Antares,蝎子座α) B-V=1.87，主星表面温度3400K 带一个B光谱型的矮伴星
参宿七(Rigel )
3. 绝对星等M (absolute magnitude)
Barnard(巴纳德星)ρ= 0.55″
d = 1.83 pc (5.96 ly)
14:39:36.2 -60:50:08.2
14:29:42.9 -62:40:46.1
α Centauri Proxima (半人马座 比邻星) ρ= 0.7687″ d=1.301 pc（4.243 ly）
北斗七星的距离（光年）
部分天体的视星等
(2) 视星等的种类 • 视星等的测量通常是在某一波段范围内进行的。
• 根据测量方式的不同，视星等可以分为目视星 等、照相星等和光电星等，在全波段测量得到 的星等称为热星等。 • UBV测光系统内，分为：
U (ultraviolet) -紫外波段星等 B (blue) -蓝光波段星等 V (visual) -可见光波段星等 • ubvy测光系统。
自行大的恒星通常是近距离恒星，但自行小的恒星并
不一定是远距离的。 Barnard星是具有最大自行的恒星，在22年内自行达 227″（10.3″/yr）→横向速度=88 km/s（见下图）
§3.2 恒星大小和质量的测定
(1) 测量大小的方法 直接测量法：Michelson干涉法、掩星法（仅对距离近、 体积大的恒星适用）。 间接测量法 根据Stefan-Boltzmann定律，恒星的光度 L= 4πR2σT4, 通过测量恒星的光度L和表面温度T就可以得到它的半径R
（3） 造父视差法：造父变星的周期和恒星 的光度（或者绝对星等）存在线形关系 （4）动力学视差法：根据视双星的角直径、 开普勒三定律，以及光度（由质量-光度关系 给出）之间存在关系
开普勒第三定律：a3/ T2= θ3d3/T2 = G(M1+M2)/4π2 = f(L) 距离模数公式： d = 10(m-M+5)/5
Kirchhoff’s Laws（基尔霍夫定律 ）
以灯泡发射出的连续谱为例，来说明Kirchhoff光谱定律 发射出各种颜色的连续谱 (b) 当通过氢气时，在连续谱中 出现了一些暗的氢吸收线。 这些暗线是由于氢气吸收连 续谱中对应波长的光子。虽 然氢气再发射氢发射线，但 却是向四面八方发射的 (c) 当从旁边来看氢气时，能够 看到比较弱的氢发射线
d=10(m-M+5)/5
距离模数 (distance modulus) ：m-M
光度与绝对星等之间的关系
10,000 100
-5.25 -0.25 +4.75
光度L/L⊙
1
绝对星等
0.01
0.0001
+9.75
+14.75
§3.4 恒星的光谱和赫罗图
1. 恒星光谱 (spectrum) 典型的恒星的光谱由连续谱和吸收线构成。
三角视差（角） ：天文上，两个相对静止的观测者在两个 不同的位臵上看到同一天体的方向之差。
恒星越远，视差角越小；基线越长，可测量的恒星距离越远。
D = B/sinρ
周年视差 (annual parallax) 周年视差ρ：地球的公转轨道相 对于恒星所张的最大半夹角， 也等于恒星在天球上作椭圆运 动时的半长轴。 以地球轨道半长径作为基线， 通过测量恒星在天球上（相 对于遥远的背景星）相隔半 年位臵的变化来测量恒星的 距离。
光度 (luminosity)：天体在单位时间内辐射的总能量，
是恒星的固有量。 亮度 (brightness)：在地球上单位时间单位面积 （与视线方向垂直）接收到的天体的辐射量。 视亮度的大小取决于三个因素：天体的光度、距离 和星际物质对辐射的吸收和散射。
2. 视星等m (apparent magnitude)
天体位于10 pc 距离处的视星等，它实际上反映
了天体的光度。 对同一颗恒星： F10/Fd = (10/d ) -2 M－m =－2.5 log(F10/Fd) = 5－5 log d (pc) 对不同的恒星： M1－M2 =－2.5 log (L1/L2) M－M⊙=－2.5 log (F10/F⊙,10)=－2.5 log (L/L⊙) 其中L⊙= 3.86×1033 ergs-1, M⊙= 4.75m
Oh, Be A Fine Guy (Girl), Kiss Me!
光谱型 O B A F
表面温度(K) 30,000 20,000 10,000 7,000
颜色 蓝 蓝白 白 黄白
特征谱线 强电离 He 线，重元素多次 电离线 中性He线，重元素一次电 离线，H线 H线，重元素一次电离线 重元素一次电离线， H 线和 中性金属线
(For main sequence stars )
COLOR INDEX B intensity/ V intensity B magnitude – V magnitude
SURFACE TEMPERATURE (K)
1.3 1.0 0.50
-0.30 0.0 0.3
30,000 10,000 7,300
恒星的距离通常以秒差距 (parsec) 或光年 (light year) 作为单位。 1 秒差距：是周年视差为1″的恒星的距离。 1 秒差距(pc) = 3.086×1018厘米(cm) = 3.2616光年(ly) = 206265天文单位 (AU)
最近的恒星
Barnard :17h 57 m 48.5s 04°41‘ 36"
R L 1/ 2 T 2 ( ) ( ) R L T
其中 R⊙ = 7×1010 cm, T⊙ = 5770 K。
(2)测量大小的结果 根据恒星体积的大小可以把它们分成以下几类： 超巨星 R ~100-1000 R⊙ 巨星 R ~10-100 R⊙ 矮星R ~ R⊙ 恒星的大小分布为： 10-5 R⊙ (中子星)
三角测距法只适用于距离≤30-500 pc的恒星 恒星的周年视差都小于1″
(2) 分光视差法：恒星光谱中某些谱线的强 度对比（光谱型）和光度存在对应关系
若观测某一视星等为+15 的恒星，又经其光谱判定为G2 V的恒星，亦即可从H-R 图知该星的绝对星等为+5 ，根据 距离模数公式：d = 10(m-M+5)/5 = 1000 pc = 3260 l.y.
G
K
6,000
4,000
黄
红橙
重元素一次电离线，中性金 属线
中性金属线，重元素一次电 离线
M 3,000 红 中性金属线，分子带 每一种光谱型可以继续分为0-9十个次型。太阳的光谱型 为G2 。
恒星的颜色
不同光谱型恒
星的辐射能量 比较
Digital Stellar Spectra
A9-O5 main
第三章（上） 恒星的基本概念
恒星的距离与自行 恒星的大小和质量
恒星的视星等和绝对星等
恒星的光谱和赫罗图
§3.1 恒星的距离与自行：
§3.1.1 恒星距离的测量
三角视差法
分光视差法
造父视差法，力学视差法，星团视差，
平均视差，哈勃定律，等等
(1) 三角视差法 (trignometric parallax)
通过比较太阳光谱和实验室 中各种元素的谱线，可以确 定太阳大气的化学成分：
按质量计： 70%H, 28% He和2%重元素 按数目计： 90.8%H, 9.1%He和0.1%重元素
4. 恒星的径向运动与谱线的位移
Doppler谱线位移(Doppler shift)：
由于辐射源在观测者视线方向上的运动 而造成接收到的电磁辐射波长或频率的 变化。 远离（接近）观测者的辐射源发出的电 磁辐射波长变长（短），称为谱线红移 （蓝移）。
(a)
2. 恒星光谱的形成
恒星的连续谱来自相对较热、致密的恒星内部；
吸收线来自较冷、稀薄的恒星大气；
色球层热的、稀薄的气体有时会产生发射线。
3. 恒星的化学成分与谱线
不同元素的原子或离子具有不同的结构，因而有不同的特征谱线
分子CH 4307.9Å
太 阳 光 球 光 谱
He I 5875.62Å
(1) 定义 古希腊天文学家Hipparcos在公元前150年左右首先 创立了表征恒星亮度的星等系统（1星等 ~ 6星等）。 星等值越大，视亮度越低。
天文学家在此基础上建立了星等系统，定义星等相 差5等的天体亮度相差100倍，即星等每相差1等，亮 度相差 (100)1/5=100.4≈2.512倍。 星等分别为m1和m2的恒星亮度之比为 F1/F2 = 10-0.4 (m1-m2) m1－m2=－2.5log (F1/F2) 或m =－2.5log (F/F0)，其中F0为定标常数。
各种测距方法的适wenku.baidu.com范围
§3.1. 2 恒星的距离与自行： 恒星的自行(proper motion)
恒星在天球上的视运动
有两种成分：地球和太 阳的运动引起的相对运 动和恒星的绝对视运动。 后者称为恒星的自行， 代表恒星在垂直于观测 者视线方向上的运动。
恒星的速度可以分解为
横向速度（自行）和视 向（或径向）速度两个 分量。
(3)恒星质量的测定
直接测：太阳和部分双星
理论计算：范围在65M⊙—0.08M⊙（观测验证很好）
VLT望远镜发现在RMC 136a 星团（位于大麦哲伦云中） 中发现了超大质量的恒星R136a1 ，该恒星的诞生质量大于 300个太阳质量，现在的质量为265个太阳质量.
§3.3 恒星的星等
1. 恒星的光度和亮度
1天文单位（AU）:定义太阳和地球之间的平均距离称为1天文单位 1AU=1.49597870×1011米
sin a / d a 1AU 206265AU d 定义1pc=206265AU： d 1 (pc)
其中：的单位为弧度rad
的单位为秒
（3）色指数 (color index)
色指数是在不同波段测量得到的星 等之差（如U-B, B-V等） 色指数反映了天体的颜色和辐射谱的局部形状。而天体的颜色 和辐射谱的形状取决于表面温度的高低（温度越高/低，颜色 越蓝/红），故色指数的大小也反映了天体的温度。
Stellar Colors and Temperatures
sequence stars
Digital Stellar Spectra
K5-F7 main
sequence stars
7. Yerkes光谱分类
(1) 恒星的光度级分类
Harvard光谱分类并不能唯一确定恒星在赫罗图上的位臵， Yerkes天文台的天文学家根据谱线宽度的变化，对恒星进 行光度分类。 原因：谱线的压力（碰撞）致宽。 如主序星，体积小，大气密度高，压力高，碰撞频繁，谱 线较宽；巨星，体积大，密度低，压力小，谱线尖锐。
6. Harvard光谱分类
Harvard大学天文台的天文学家在1890-1910年
首先提出的恒星光谱分类法。
Annie Jump Cannon
根据恒星光谱中Balmer线
的强弱，恒星的光谱首先 被分成从A到P共16类。 后来经过调整和合并，按 照温度由高到低的次序， 将恒星光谱分成O, B. A, F, G, K, M七种光谱型 (spectral type).