北京大学现代天文学复习题

第一讲天文学的发展1，简评我国古代天文学的成就和不足。

大量观测数据:星座\黑子日食\彗星流星\超新星长于:历法\天文仪器研制\观测与天象记录短于:天文理论2，简述托勒密的地心说，为什么这一错误的学说能统治1500年之久？1)位于中央静止不动，行星、月亮、太阳和恒星绕地球转转动）。

依次为地球、月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星和恒星天。

行星逆行和留的现象：本轮：行星绕小圆轨道运动；均轮：本轮中心围绕地球运转的大圆轨道。

行星运动的合成轨迹显示顺行和逆行。

调整本轮和均轮的角速度和半径使合成轨迹与观测结果一致。

行星视运动速度不均匀: 地球不在各均轮的中心处，均轮相对于地球都是偏心圆。

从地球上看，本轮中心在均轮上的运行并不等速。

2)奉为钦定理论的基督教教会势力。

实践是检验真理的标准，判断地心说是否是谬误，只能由天文观测来确定。

3，简述哥白尼日心说的要点及伟大意义。

1）太阳为中心水星（80天）金星（9个月）地球（1年）月球绕地球（1月）火星（2年）木星（12年）土星（30年）恒星天（不动）2)近代天文学奠基。

给出太阳系的真实图像。

相当严谨的理论，正确地描述了6个行星绕太阳的轨道运动。

可定量计算，解释行星的顺行、逆行及留现象；可以预报5大行星、太阳、月球在未来某时刻的视位置。

3）不对：太阳静止，太阳中心，椭圆轨道/困难之处：周年岁差、光行差4，什么是开普勒三大定律？它们有什么重要性？1所有行星皆以椭圆形轨道环绕太阳运行，而太阳则处在椭圆的一个焦点上。

2假若在行星和太阳之间画一条直线，在同等时间之下，这条直线所扫过的面积皆会相等。

行星越接近太阳，运行速度越高。

3开普勒第三定律：行星公转周期的平方=轨道半长轴的立方。

天体运行-〉物理规律天体物理起点天空立法5，什么是天球？试说明天球赤道坐标系的定义和优点。

（ppt）北天极确定，赤道面，经度起算点为春分点（黄道赤道交点）坐标值不受时间变化和观测点地理位置影响岁差和章动岁差：在太阳，月亮和其它行星的引力作用下，地球自转轴在空间不断发生变化（进动）。

导致天球的天轴变化。

天轴绕黄道面的垂直轴（黄轴）旋转，以大约26000年的周期在空间描绘出一个圆锥面。

对天体位置的测量造成误差。

章动：岁差中的一种轻微不规则运动，使自转轴在方向的改变中出现如“点头”般的摇晃现象。

章动来自於潮汐力。

1728年发现。

北天极不断变化；现在北极星附近。

以后就不是了。

公元前二世纪希腊依巴谷发现岁差。

他自己测量的恒星位置与150年前别人测量的位置有系统的变化，推论是由于春分点在变。

公元330年前后，中国虞喜也独立发现。

第二讲光学望远镜1，试说明光学望远镜的种类和主要的特点。

书P23折射式（透镜）、反射式（凹面镜）、折反射式（&修正镜）折射——色差，视场大反射——磨制精度（球差），表面光亮度，视场小折反射（施密特）——大天区，高清晰度2，叙述光学望远镜主要参数的定义。

P30（1）、分辩角和分辨率——刚刚能被望远镜分辨开的天球上两个发光点之间的角距，用δ(弧度）表示，越小，分辨率越高。

波长越短，分辨率越高！δ=1.22λ/D（D为物镜的有效口径，λ为λ射光的波长）。

（2）、极限星等（灵敏度）——将望远镜指向天顶区域，用肉眼透过望远镜所能看到的最暗的恒星星等，称为极限星等。

（3）、视场——能够被望远镜良好成像的天空区域，直接在观测者眼中所张的角度称为视场或视场角。

放大率越大，视场越小。

视场小，看到的天区小，对巡天之类的观测很不利。

折反式望远镜的视场最大。

抛物面镜口径越大，视场越小！（4）、放大率——放大率= 物镜焦距与目镜焦距之比；放大率要适当，并不是越大越好；口径不同，放大率可能相同（5）、口径、焦距、相对口径——A=D/f口径越大，分辨率越高！灵敏度越高！视场越小！3，简单叙述大型望远镜遇到的主要技术难题和三大新技术。

1，镜面加工精度：1/20波长2，反射镜自重、温度变化和风力引起的变形3，地球大气湍流引起波前的变化1镜面拼接技术（小镜面）/2主动光学方法（调镜子）/3自适应光学系统（加改正镜）多台望远镜干涉/空间探测4，简评我国光学望远镜的发展。

第三讲射电天文望远镜1，评说射电天文的诞生无线电-〉天文，二战，优缺点鲜明，多方面技术发展配合2，叙述单天线射电望远镜的结构和工作原理。

（多抛物面）天线＋接收器（放大器）＋数据采集（计算机）＋纪录器3，什么是射电望远镜的灵敏度和分辨率？灵敏度：最小流量密度S_Min 分辨率：可以接收到的电磁波与主轴交的角4，评述赖尔对射电天文学的贡献，他成功的关键是什么？综合孔径望远镜5，简评我国射电望远镜的发展。

第四讲月球1，简述月球起源的几种学说，你的看法如何？4种俘获说：原是小行星，运动到地球附近的时，被地球的引力俘获，成为地球的卫星。

同源说：在太阳系形成之初，地球和月球由同一块尘埃气体云凝聚而成。

分裂说：认为在太阳系刚形成时，地球和月球原是一个天体。

地球温度很高，还没有凝固，高速自转使赤道部分物质甩出形成了月球。

大冲撞说，在地球形成初期温度较高，一个比地球小一些的天体和它相撞，撞出许多物质抛入空中，部分被撞出的物质滞留在地球附近，经过长时间的冷却凝聚，变成了月球。

2，简述月球空间探测的主要结果。

3，试评述“阿波罗”登月的意义。

4，简评我国的嫦娥探月计划。

“绕”：绕月飞行对月球进行整体的、全面的、综合性的探测。

“落”：向月球发射软着陆器，月球车在月球表面巡视勘察。

“回”：向月球发射携带小型采样返回舱的软着陆器，采集重要样品后返回地球。

三个阶段总共需要大约20年时间。

07年开始实现“绕”第五讲行星1，简述太阳系八个行星的最重要特征。

为什么要把冥王星降级为矮行星？冥王星直径2300千米。

远比其它行星小。

1978年发现冥王星的卫星，计算出冥王星和卡戎的总质量仅有地球的1/400。

冥王星的偏心率达到0.25以上，其他行星的轨道几乎接近圆形。

冥王星的自转周期（大于6天）比相邻的6颗行星长很多。

更具有柯伊伯带天体特征2，为什么金星有晨星和昏星2个名字？试解释地外行星火星的合日和冲日，有什么特点？1下合以后，内行星的公转角速度比地球的大，逐渐偏离太阳出现在太阳的西侧，行星先于太阳升起和下落，只有早晨可以看见，称为晨星。

上合以后，内行星出现在太阳的东侧，太阳先升起先落下，行星随后，只有黄昏以后才可以看见，称为昏星。

2合日时，行星与太阳同升落，看不见行星。

冲日时，行星离地球最近，最亮，整夜都能看见。

3，试评述空间探测对行星研究的重要性。

天文学方法上的一次巨大飞跃----空间探测发射宇宙飞船行星附近，掠过或环绕，进行近距离、全面的观测；发射探测器在行星表面软着陆实地探测；把宇航员送上火星及其它行星或卫星，亲自进行考查、探测和实验；4，为什么科学家特别重视火星的空间探测？与地球很像，距离也很近，直径6796千米；火星自转24小时27分接近地球，公转687日，有四季变化（黄赤交角23°27’），火星大气层，稀薄；存在极冠；两个卫星，比月球小。

可能存在生命！！5，试评论小天体撞击地球的可能性及人类应采取的对策。

5万吨级的陨星，每10万年有一个。

而造成恐龙灭绝的、直径10千米、重达1万亿吨的陨星平均一亿年有一个。

用核弹炸毁小行星；直径100米以内的，需要一颗数万吨级的核弹；用强激光系统摧毁小行星，速度快、精度高、拦截距离远、不受干扰等优点。

但目前还没有。

改变小行星运行轨道，避免与地球相撞。

第六讲地外文明1，为什么太阳系中只有地球上生机勃勃？地球型生命存在的5个条件1）合适的温度；2）液态的水3）适宜的大气层4）足够长的时间5）必要的有机物的化学元素，没有完全符合的2，人类已经有哪些搜索“地外文明”的活动？有无意义？宇宙通讯，拜访地外文明，寻找太阳系外适宜居住行星3，如何看待UFO现象？4，试叙述搜寻太阳系外行星系统的方法。

P363直接获得恒星和它的行星的图象，很困难，但必须用特大光学望远镜；间接的方法，检测出行星系统对恒星的影响。

太阳系附近搜索，脉冲星，光学望远镜发现，直接拍摄系外行星图像未来：红外波段，干涉系统第七讲太阳1，太阳的基本结构如何？各层的特点如何？观测确定：大气分3层光球、色球和日冕理论推论：内部分3层日核、辐射区和对流区。

观测不到，靠理论推测，作为边界条件的光球，可由观测给出数据。

内核约0.25太阳半径。

它集聚了太阳大部分质量，光球辐射的能量也是通过日核区的氢原子核聚变为氦的过程释放出来的，因此又称核反应区。

辐射层来自0.25－0.86太阳半径。

日核产生的能量通过这一区域已辐射的形式向外发出。

辐射层的温度较核心低得多，约70万K。

对流层从0.86太阳半径至太阳表面，太阳大气在这层中间呈现剧烈的上下对流状态。

对流层的存在是由于这一层中氢原子的电离和复合造成的。

光球：地球接收到的太阳辐射来自光球。

光球温度：5777K，底层高一些，顶层低一些。

厚度约500千米，顶部密度：8×10－7克/厘米3太阳常数是地球大气外每平方米面积接收到的太阳辐射总能量：1368焦色球：在光球之上，厚度约2000千米；色球层象是“燃烧的大火球“，布满针状体；温度比光球高,但比光球暗，日食时才能看见；它发出氢原子656.28纳米红色谱线，光球却没有，色球望远镜用这一波长观测色球。

密度色球密度：10－7 ～10－14克/厘米3 日冕：太阳大气的最外面一层：内冕和外冕；约0.3个和几个太阳半径；密度比色球更低：<10－14克/厘米3；温度更高，达几百万度；日冕的形状变化不定，有时圆形，有时扁圆形，有时又呈不规则的形状；2，试叙述日全食形成的原理。

~月盘遮挡太阳形成本影和半影，月球运动形成全食带~月球绕地球在白道面；地球绕太阳在黄道面，有5度的交角。

日、地、月一年中只有当地球处在A,B两点附近时才可能发生日月食。

3，试评太阳黑子的11年周期的发现及其意义。

P107天文爱好者、药剂师寻找火神星时发现。

各种现象的预测和解释。

4，太阳有哪几种活动现象？对地球有什么影响？缓变型：太阳黑子，宁静日珥局部剧烈型：太阳耀斑（电离层扰乱，通讯，宇宙飞行器，极光）日珥（宁静、活动、爆发）冕洞（与地球磁暴相关），日冕瞬变，太阳震荡5，名词解释：磁流体力学：宇宙中既有等离子体又有磁场。

阿尔文发现等离子体在磁场中运动的一个新现象：磁冻结——等离子体和带着磁力线一起运动，相当于磁力线冻结在物质里面了，或者说等离子体粘连在磁力线上了。

等离子体是流体要遵从流体力学的规律。

等离子体在磁场中运动又要遵从电动力学的规律。

仅用流体力学或电动力学都不能正确解释它们在磁场中的运动的特征中微子；太阳的能量来自氢核合成氦核的聚变反应，每形成一个氦原子核就会释放出２个中微子。