天文学导论复习
《天文学导论》第7章
第7章太阳系§7.1日心体系的确立一、托勒密宇宙地心体系要点：1地球位于宇宙中心静止不动2．每个行星都在一个叫“本轮”的小圆形轨道上匀速转动，本轮中心在叫做“均轮”的大圆形轨道上绕地球匀速转动。
3．水星和金星的本轮中心位于地球与太阳的连线上，本轮中心在均轮上一年转一周；火星、木星和土星每年绕其本轮中心转一周。
4．恒星在“恒星天”的固体壳层上，每天绕地球转一周。
二、哥白尼的宇宙日心体系要点：1.太阳才是宇宙的中心。
2.水星、金星、火星、木星、土星五颗在圆形轨道上匀速地绕太阳公转。
3.月球是地球的卫星，它绕地公转。
4.地球每天自转一周5.恒星离地球比太阳远得多。
缺陷主要有三个：1.把太阳作为宇宙的中心，且认为恒星天是坚硬的恒星天壳；2.保留了地心说中的行星运动的完美的圆形轨道；3.认为地球匀速运动。
三、科学实践对宇宙日心体系的证实1.伽利略的发现2.开普勒发现行星运动三定律（1）轨道定律：所有行星运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
（2）面积速度定律：行星的向径在单位时间内扫过的面积相等。
因此，行星在近日点附近比在远日点附近转动得快。
（3）周期定律：行星绕太阳运动的周期的平方与它们轨道半长径的立方成正比3.牛顿发现万有引力定律并对开普勒三定律作了修正4.光行差和周年视差的发现5.海王星的发现四、行星的视运动及其解释1.地内、地外行星相对于太阳的视运动金星也像月球一样会出现周期性的圆缺变化，从地球上看到的金星被太阳照亮的部分有时多些有时少些，这就叫位相变化。
2.行星相对于恒星的视运动行星视运动3.行星的会合运动（行星会合运动方程式）对于地外行星：对于地内行星：注：以E和T分别表示地球和地外行星的恒星周期；S表示行星的会合周期。
§7.2太阳系天体的运动和结构特征一、行星和卫星的轨道运动1.共面性、近圆性和同向性2.提丢斯法则3.规则卫星和不规则卫星二、太阳系天体的自转(金星、天王星比较特殊）三、太阳系天体角动量分布异常§7.3太阳一、太阳的概况日地平均距离、太阳的大小（线半径、表面积）、质量、密度、化学成分、表面温度和运动（较差自转）。
清华天文学导论复习资料
天文学导论复习资料88个星座天狼星：官方名为大犬座α星双星、聚星、星团最亮的星：天狼星牛郎织女相距16光年头顶的星空取决于你在地球表面上的纬度和当地时间（经度）天体在天球上东升西落所经历的轨迹（星轨）称为天体的周日视运动太阳每天东升西落，于当地正午通过子午线达到最高点（上中天）太阳连续两次到达子午线（正午）的时间间隔，称为一个太阳日，即一天，定义为24小时世界时与本地时间的转换：北京时间= UT + 8小时北极：所有星星沿与地平面平行的圆轨迹运行，从不下落在各地：九十度-纬度=可见星的角度天赤道平面与地面的夹角= 90 度-观测者所在地理位置的纬度在地球上无论何时何地：天赤道总是与地平面精确地相交于正东正西方向总能看到1/2天赤道特例：在地球两极，天赤道=地平线天赤道是一个方向，不是一个位置天体的运行轨迹平面与地平面的夹角为：90 度-观测者所在地理位置的纬度（=天赤道与地面的夹角）所有恒星沿与天赤道平行的路径由东向西运动在北京：向东看天体从东偏北方向升起天体向西偏北方向落下在南半球？北半球：北逆南顺赤道上所有星在地平面上12小时所有星垂直于地平面升起和下落，“可见所有星”任何通过子午线的天体都处于距离地平面的最高位置：过中天太阳一年的轨迹是8，赤道是线段地球公转+ 地球自转轴倾斜是星辰周日视运动规律变化的原因每晚同一时刻，看到的星空在连续向西移动每（白）天同一时刻，太阳相对于背景恒星的位置也在连续向东移动整个天球包括太阳一天转动一圈，但通过仔细观察你会发现这个规律并不完全正确，因为每昼同一时刻，太阳位置相对于星星向东缓慢移动每晚同一时刻，星星位置（通过子午线时刻）在缓慢向西移动（TiQian）太阳再回到原处（相对于相同的背景星）的周期为一年（~365.24天）太阳在天球上的周年视运动的轨迹（大圆）称为黄道太阳共走了360 度每天向东移动大约1度~ 2个太阳视直径太阳日（= 24小时）：太阳连续两次到达子午线的时间间隔（“地球相对于太阳的自转”）太阳时恒星日（sidereal day）：恒星连续两次到达子午线的时间间隔（地球相对于任一恒星的自转）恒星时恒星有方向，太阳有位置一个特定星星一个月后升起的时间将提前约2个小时：30 d ×4 分钟/天= 120 分= 2 小时一年后这颗恒星将在同一时刻升起：2 小时x 12 月/年= 24 小时天赤道和黄道面相交的两点分别称为春分点和秋分点在假想的天球上描述天体相对于参考点的距离（即天体的坐标），天文学家使用“角距离”而非长度单位（千米等）两个天体之间的距离常用它们与观测者视线方向之间的夹角表示，即角距天体的大小则用天体两个边缘与观测者视线方向之间的夹角表示，即角大小：以角度表示的视直径赤经用小时、分和秒的时间单位来表示，起点为春分点，在天赤道上由西向东由0小时增加到24小时（即“恒星日”对应太阳日的23小时56分）地球“24小时”自转一周360度赤经“1小时”对应地球自转15度北极星Polaris：RA = 2小时31分，Dec = 89 度15 分天狼星Sirius: RA = 6小时45分, Dec = –16度43分赤经越大越晚上天北京某晚某时刻的地方恒星时为7小时，天狼星的位置在子午线以西15分，天赤道以南16度43分的地方那么，半年后的北京同时刻的地方恒星时大约是多少？北京那时晚上能否看到天狼星？答案：地方恒星时为19小时天狼星的时角=19小时-6小时45分=12小时15分晚上不可见参考起点：已知太阳在春分（夏至、秋分、冬至）时的视赤经 + 恒星时定义东经120度北京时间正午12点的地方恒星时（近似！）换算为北京时间晚上某时刻的换算为某天的北京时间晚上相同时刻的换算为北京经度的北京时间晚上相同时刻的北京的地方恒星时北天极的位置以北黄极为中心画一大圆（黄道固定+）天赤道移动春（秋）分点缓慢向西移动，每26,000年沿天赤道巡回一圈岁差：每年的二分点提前来临恒星的赤经和赤纬坐标以26000年为周期在非常缓慢地变化赤经和赤纬每100年大约变化1.4度，即恒星的赤经每20年增加约1分恒星的赤经和赤纬应标明年份，如公元1950.0年, 或2000.0年尽管在短期内改正微小，但对精确观测或经过相当长一段时间（如50年）这种改正效应是显著的月相：地球人所看到的月球被太阳所照亮的一半的大小月亮的会合周期(synodic period) ：新（满）月到新（满）月的时间间隔，~ 29.53 天月球相对于背景恒星也向东漂移，但月亮的漂移非常快，一天大约13度月球回到原处（相对于背景恒星）的周期约为27.32 天，即月球的恒星周期月球的公转周期是恒星周期~ 27.23天鑽石環（贝利珠）日食分为：日全食、日偏食、日环食月食和新月的区别？地球本影直径大于2.5倍月球直径月全食可持续大约1小时40分。
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:B2.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:B3.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:B4.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:B5.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:A6.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:ABCD7.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:BC8.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:B9.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:A10.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:A2.地心说是完全错误的，日心说是完全正确的。
A:错B:对答案:A3.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:A4.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:B5.引力波观测常被比喻成天文学家的（）A:听觉B:触觉C:视觉D:味觉答案:A6.不属于开普勒行星运动规律的是（）A:椭圆定律B:周期定律C:面积定律D:密度定律答案:D7.以下距离或距离单位最大的是（）A:水星与太阳的距离B:地月距离C:天文单位D:光传播一分钟的距离答案:C8.星等值相差15等的两颗恒星的亮度差为（）倍A:1000000B:1000C:10000D:100000答案:A9.以下观测和日地距离的测量有关的是（）A:月食B:三角视差C:金星凌日D:日食答案:BC10.视星等为下列哪个值的恒星最亮（）A:18B:16C:19D:17答案:B第三章测试1.彗星通常有两个彗尾：原子彗尾和离子彗尾。
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:10000002.视星等为下列哪个值的恒星最亮（）参考答案:163.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（）参考答案:X射线背景辐射20.宇宙演化过程中涉及到的阶段有（）参考答案:减速膨胀_暴涨_黑暗时代_加速膨胀21.宇宙中决定是否适合智慧生命生存的基本物理参数有（）参考答案:万有引力常数_微波背景辐射的不均匀度_暗能量的比例_暗物质与重子物质的比例22.宇宙大爆炸既是空间的膨胀，也是星系自身的膨胀。
参考答案:错误23.太阳具有的元素丰度最高的为（）参考答案:氢24.太阳能量来源最主要来自于下列哪个反应（）参考答案:PP I链25.太阳内部核聚变产生的高能光子大约需要多少年可以到达太阳表面（）参考答案:10000026.太阳大气具有以下组分（）参考答案:光球层_色球层_日冕27.下面哪些说法是正确的（）参考答案:太阳耀斑持续的时间通常在10分钟左右_太阳风沿着地球磁极进入地球大气可以形成极光_月亮与太阳的角直径相当28.天文学中定义的各种时间有着各自适用的范围。
200-12天文学复习题
200-12天文学复习题（1）在高纬度地区发生日食，从月亮上看地球是什么样子？答：一个亮大圆含暗小圆；小圆直径占1/4，有本影和半影。
（2）站在天狼星上看太阳和北斗七星，其中哪颗星更亮？答：太阳（3）在月球上看太阳和地球更经常看到哪个？答：对着地球那面总能看见地球，背对着地球那面看不见地球，所以看见太阳多。
（4）如果太阳突然变成一个黑洞，地球轨道会发生什么变化？答：不会有任何变化。
（5）两颗恒星与地球距离相差1000倍，他们绝对星等相等，视星等有何差别？答：公式：m=-2.5×lgE。
M＝ m＋ 5－ 5logr（6）我们所看到天上发亮的星都是恒星吗？答：天上绝大部分发亮的星星是恒星，但不是全部。
因为，发亮的还有行星，人造卫星或太空站。
1.天文学的研究对象是什么？试叙述天文学研究对象的三大层次。
宇宙整体行星层次：地球、其它八大行星，小行星、彗星、陨星恒星层次：太阳及其它恒星星系层次：银河系、河外星系、类星体、星系群、星系团2.天文学包括哪三大学科？那一个是主流？天体测量学：测量天体的位置和距离天体力学：研究天体之间的关系天体物理：研究天体的形态、物理状态、结构、化学组成；天体的产生和演化天体物理学是主流3.天文学观测的主要波段三大观测波段：光学天文学、射电天文学、高能天文学（X射线、γ射线）其它：紫外天文，红外天文、宇宙线天文学、引力波天文学、中微子天文学等4．人类为什么登月和探测火星人类要突破只能被动观测的局限，人类对宇宙奥秘的探索是无止境的！有没有生命（或适合生命繁衍生存的条件）？有没有值得开采的矿产？有没有可能成为人类生活、科研的基地？（月基天文台等）5．试叙述天体的空间尺度。
月球直径0.7×10-9光年地球直径 1.3×10-9光年太阳直径 1.47×10-7光年太阳系范围 1.2×10-3光年最近的恒星 4.3光年银河系范围105光年（十万光年）最近的星系106光年（百万光年）星系团107光年（千万光年）可测宇宙 1.5×1010光年（150亿光年）6．天文学与物理学的相互促进，反映在那些方面？20世纪初物理学家的预言推动着天文学发展：光线在太阳引力场中弯曲水星近日点的运动规律引力场中的光谱红移中子星的存在宇宙微波背景辐射的存在黑洞的存在7．为什么说天体和宇宙是物理学的巨大实验室？天文观测为物理学的基本理论提供了地球上实验室无法得到的物理现象和物理过程。
天文学导论 (3)
行星的密度
土星：等效直径 ~ 59 000 km V = 7.76x1023 m3, M= 5.7x1026 kg 平均密度 = 662 kgm-3 (= 687 kgm-3 )志”：金星、木星、土星 行星雷达
水星太小！ 金星：有云
多普勒展宽：转动速度 金星：1960s，T=243.01天，比公转周 期长18.3天！而且反转
次级大气
金星、地球、火星：火山喷发（水蒸气、二氧化 碳、二氧化硫、硫化氢、氨气、氮气以及氧化氮 等） 1%为原初大气 金星和火星中外层大气中的水分子受到紫外光线 的照射分解为H+OH，从大气层中逃逸
地球大气的演化
原初大气：氢气和氦气，逃逸 次级大气：火山喷发，二氧化碳、水蒸气以及一些氮气， 无氧气，是目前大气的100倍 地球变冷：二氧化碳融入海洋，沉淀为碳酸盐 33亿年前，细菌，产生氧气，持续大概10亿年；细菌、氧 气以及氨气相互作用，产生氮气；紫外光照射氨气，光解 离产生氮气 植被增加，产生氧气，臭氧层开始形成，吸收紫外光，生 命在陆地上以及海洋中形成 2亿年前，大气的成份：~35%氧气，剩下主要是氮气以及 次级气体（不容易融入水） 火山活动：二氧化碳，地球变暖，适合生命生存，二氧化 碳融入水（碳酸盐，沉入大海），地球运动又释放到大气 中
25’’
13.89’’
24.31’’
轨道倾角：
地球：0度
水星：7度
冥王星：17度
Eris：44.2度
其它行星的轨道倾角很小
行星的特性
质量的测定
存在天然的卫星：地球、金星、木星、土星、天 王星、海王星、冥王星（Charon）、Eris （Dysnomia） 在轨人造卫星：麦哲伦宇宙飞船绕金星 人造卫星飞经：如水手10号飞经水星 金星质量的测定 Phobos：T=7h39.2m=27552s，a=9.3772x106m
-天文学导论第二讲-天体的运动
伽利略：望远镜与运动学定律
Galileo Galilei (1564-1642)
意大利天文学家与（实验）物理学家
提供了证明哥白尼学说至关重要的天文观测
奠定了正确理解物体在地球表面运动的动力 学和引力的基础
《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》《星空使者》
伽利略与望远镜
望远镜不是伽利略发明的，荷兰商人发明了 望远镜 伽利略是“第一个”(1609年)使用望远镜观 测天空的人，首次利用仪器增强人类的天文 观测能力
自由下落 = 自由漂浮
失重：没有实验能区分这两种情况
惯性参考系
引力（加速度）= 等效的匀加速度
静止在地 球表面 g= 9.8 m/s2
无引力场 中向上加 速度 a = g = 9.8 m/s2
两个电梯内（非惯性参考系）的实验结果相同： 小球下落的加速度都是 9.8 m/s2 ，不能区分
等效原理 Equivalence Principle
[牛顿的绝对时空]
狭义相对论效应
对于以相对论速度做匀速直线运动的物体， 一个静止的观测者将会发现【在运动方向上】 该物体的：
1. 长度收缩 (length contraction) [ 尺子变短 ] 2. 时间膨胀 (time dilation) [ 时钟变缓 ] 3. 惯性（质量）增加
光速不变
牛顿万有引力定律适用于弱 引力场，例如太阳系（水星 除外）
高速和强引力场
高速（v>0.1c）情况下会发生什么新现象？ 强引力场的时空性质如何？
爱因斯坦(Albert Einstein 1879-1955)对空间和 时间中的运动和引力做出了新的诠释：
狭义相对论 Special Relativity (1905) 广义相对论 General Relativity (1915)
天文学复习题
天文学复习题
天文学是一门研究天体及其组成、结构、性质、演化等内容的科学，是自古以来人们一直探索的领域。
天文学涉及的知识广泛而深奥，包
括天体的观测方法、恒星的分类和演化、行星和卫星的运动等等。
为
了帮助读者对天文学进行复习和巩固知识，下面给出一些天文学的复
习题，以供参考。
题目一：太阳系中最大的行星是哪一颗？它的名称和一些基本特征
是什么？
题目二：什么是恒星？恒星的分类标准是什么？请简要介绍主序星
和红巨星。
题目三：什么是星系？请描述银河系的一些基本特征。
题目四：什么是伽利略卫星？它是如何被发现的？请说明它对天文
学的重要意义。
题目五：为什么月亮有不同的形状？请解释月相变化的原因。
题目六：什么是黑洞？黑洞是如何形成的？请简要介绍黑洞的基本
特征和研究方法。
题目七：什么是星际尘埃？它对天文学研究有什么重要作用？
题目八：什么是行星际尘埃带？请描述它的形成机制和可能对行星
的影响。
题目九：行星的运动有哪些基本规律？请描述开普勒定律和行星的逆行现象。
题目十：什么是近地小行星？它对地球有何潜在威胁？请简要介绍近年来的相关研究进展。
以上是天文学的一些复习题，涉及了太阳系、恒星、星系、卫星、行星际尘埃、黑洞等多个领域。
通过复习这些题目，可以巩固和拓展自己对天文学知识的理解，为深入探索宇宙奥秘打下坚实的基础。
希望以上内容能对大家的天文学复习有所帮助。
(字数：427)。
天文学导论7
11
• 单线（单谱）分光双星(仅可观测到主星 光谱）
12
（3）食双星（eclipsing binaries）
• 两子星相互交食造成亮度变化的双星 食变星 • 按光变曲线的形状： 大陵型，渐台型和大熊W型。 椭球双星（椭球变星）： 不出现掩食，亮度有周期变化。 食双星和椭球双星又统称为测光双星。
13
37
Jets from SS 433
Soft X-ray imag仙座第二颗亮星
34
X射线双星
X射线双星 (X-ray binaries) • 由致密星（中子星或黑洞） 与正常恒星组成的双星系统。 • 致密星通过吸积伴星物质产 生X射线辐射。
35
• 奇异天体SS433:X射线爆
36
SS 433
• • • • • 吸积产生喷流 轨道周期：13 days 喷流速度：0.26 c 喷流进动周期：164days 致密星： 中子星？黑洞？
15
对于三类双星，都可以由观测数据推算出 轨道要素： • 目视双星←伴星对主星的相对位置； • 分光双星←视向速度曲线； • 食双星←光变曲线。
16
3.万有引力定理和恒星质量的测定
• 利用Kepler第三定律和Newton万有引力定律：
a G = 2 (M1 + M 2 ) 2 P 4π
其中：a, P 为双星的轨道半长径和周期。 以太阳-地球系统为参照 P：回归年 a : 天文单位 M: M⊙ 忽略地球质量
10
（2）分光双星（spectroscopic binaries）
• 通过子星轨道运动引起的谱线的Doppler位移确 定其双星性质 双线（双谱）、单线（单谱）分光双星 光谱双星：观测不到谱线位移（由于两子星间距 远，速度小，或双星轨道面法线与视线的交角很 小），但观测到的光谱明显地由两个光谱组成。
基础天文学概论知识要点.
基础天⽂学概论知识要点.天⽂学概论复习【绪论】1.什么是天⽂学：是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。
内容包括天体的构造、性质和运⾏规律等。
2.天⽂学的三个分⽀学科：天体测量学、天体⼒学、天⽂物理学3.天⽂和⽓象的区别：⼤⽓层外vs⼤⽓层内4.天⽂学观测波段：光学波段；射电波段；Χ射线、γ射线波段；紫外线、红外线波段5.20世纪天体物理学成就：①两⼤基本理论：恒星演化和宇宙⼤爆炸模型②全波段天⽂学、中微⼦天⽂学③20世纪60年代的四⼤发现：脉冲星、类天体、微波背景辐射、星际分⼦【星空划分与运转】1.星座的概念：⼀种具有特征并容易记忆的恒星在天空投影的图案所在天区2.星座与星官的区别：星座有边界，恒星数⽬不确定；星官⽆边界，恒星数⽬确定3.中国古代的三垣四象⼆⼗⼋宿①三垣：紫薇垣、太微垣、天市垣②四象：北⽅⽞武、南⽅朱雀、西⽅⽩虎、东⽅苍龙③⼆⼗⼋宿：⽉亮每晚停留在⼀宿4.全天88个星座，北天29，黄道12，南天475.寻找北极星的两种⽅法①北⽃七星勺头两颗星延长五倍即为北极星②仙后座勺⼝开⼝⽅向延长开⼝宽度的两倍即为北极星6.北⽃七星的⽃柄⽅向与四季关系春夏秋冬→东南西北7.四季星空典型的代表星座：春夜⼤熊追⼩熊：狮⼦座、牧夫座、室⼥座夏夜⽜郎会织⼥：天鹅座（天津四）、天琴座（织⼥星）、天鹰座（⽜郎星）秋夜仙⼥拜仙后：飞马座、仙⼥座、英仙座冬夜猎户会⾦⽜：猎户座【天球与天球坐标系】1.天球的概念与特点：⑴概念：以任意点为球⼼，任意长为半径，为研究天体的位置和运动⽽引进的⼀个与⼈们直观感觉相符的假想圆球。
⑵特点：①天球中⼼任意选取；②天球半径任意选取；③天体在天球上的位置只反映天体视⽅向上的投影；④天球上任意两天体的距离⽤⾓距表⽰；⑤地⾯上不同点看同⼀天体视线⽅向是相互平⾏的2.北天极的⾼度等于当地的地理纬度3.天球上的基本点、圈：天极与天⾚道、天顶天底真地平、天⼦午圈、卯⾣圈、四⽅点、黄道和黄极、⼆分点⼆⾄点、天极在天球上的位置4.四个天球坐标系：基本点、圈，两个坐标，如何度量5.不同纬度处的天体周⽇视运动：都是等于或平⾏于天⾚道的⼩圆永不上升和永不下落天体：δ≧（90°-Φ）vsδ≤-（90°-φ）天体的中天：天极以南（北）过天⼦午圈6.天体上、下中天时天顶距或地平⾼度的计算：上中天：Z=|φ-δ|下中天：Z=（90°-φ）+（90°-δ）太阳中天时的⾼度：Z=φ-δ7.太阳的周年视运动：春分点：α=0hδ=0°夏⾄点：α=6hδ=23.5°秋分点：α=12hδ=0°冬⾄点：α=18hδ=-23.5°【时间和历法】1.什么是时间：是物质运动过程中的⼀种标记，它建⽴在物质运动和变化的基础上2.时间计量系统建⽴的基础和要求：⑴基础：观测物体的运动⑵要求：作为时间计量标准的物体运动要求要具有周期性、复观性和可测性4.真太阳时⽐恒星时每⽇约长4分钟5.真太阳时的缺陷：太阳在黄道上运动不均匀；黄⾚交⾓存在使得投影在⾚道上的太阳时⾓变化也不均匀。
基础天文学教程复习大纲
基础天⽂学教程复习⼤纲基础天⽂学教程复习⼤纲第⼀章天⽂学观测基础知识第⼀节天球和天球坐标1、天球：是天⽂学上为研究天体位置和运动的⽅便假想的以观测者或地⼼或⽇⼼为中⼼，以⽆穷远为半径的球。
2、天穹与天体的⽐较天穹：⼈们所能直接观测到的地平之上的半个球形天空。
天球：以地⼼为球⼼半径为任意的假想球体，表⽰天体视运动的辅助⼯具。
天球属性：半径⽆穷⼤，是整球和圆球；分类：分地⼼天球（⽤以表⽰太阳系以外的天体）和⽇⼼天球（⽤以表⽰太阳系以内的天体）。
3、黄道概念：太阳周年运动的轨迹，即为黄道。
4、天球的运动①天球的周⽇运动：由于地球⾃转⽽随同整个地球的运动，⽅向向西，⽇转⼀周。
太阳作为普通天体。
表现为东升西落②天球的周年运动：由于地球公转⽽相对于恒星的运动，⽅向向东，年巡天⼀周。
表现为夜晚星空有序变化。
5、天球坐标系相关知识：本初⼦午线：通过英国Greenwich(格林尼治)天⽂台原址中星仪⼗字丝的0°经线。
(1884年确定)天球上三个基本⼤圆：地平圈、天⾚道、黄道⼤圆的极点：—地平圈两极：天顶和天底；—天⾚道两极：天北极和天南极；—黄道两极：黄北极和黄南极。
⼤圆的交点：天⾚道交地平圈：东点和西点；黄道交天⾚道：春分点和秋分点天⾚道和地平圈——两圈交点是东点和西点，地平圈上与东、西点相距90°的两个点为南点和北点。
黄道与天⾚道：⼆分点:两道交点称⼆分点。
（解释春分点、秋分点，春分⽇、秋分⽇。
）⼆⾄点：黄道上与⼆分点等距离的两个点。
（解释夏⾄点、冬⾄点，夏⾄⽇、冬⾄⽇。
）（⼀）、球⾯坐标概说球⾯坐标系的共同特点：①都有基圈、始圈和原点；②纵坐标即纬度；③横坐标即经度。
（⼆）、地平坐标系(1)、⽤途：表⽰天体在天空中的⾼度和⽅位；(2)、圆圈系统：地平圈，⼦午圈，卯⾣圈；天顶、天底。
(3)、基本要点：①基圈：地平圈；②始圈：午圈；⑥原点：南点；⑦纬度：⾼度：天体相对于地平圈的⽅向和⾓距离。
天文学导论复习
天⽂学导论复习⼀．天体的视运动1.星座与星图1929年，国际天⽂联合会（IAU）正式把全天划分为88个星座，并清楚界定每⼀个星座的边界。
因此每颗星属于且只能属于⼀个星座。
2.地球⾃转：天体的周⽇视运动每天，太阳、⽉球以及星星都东升西落，是地球⾃西向东⾃转所造成的假象，故称天体在天空上所经历的路径称为天体的周⽇视运动太阳每天东升西落，于当地正午通过⼦午线达到最⾼点（上中天）地⽅正午：太阳到达⼦午线（不⼀定是12点）太阳连续两次到达正午的时间为24⼩时，称为⼀个太阳⽇（the solar day），即我们的⼀天天⽂事件通常⽤世界时（UT）拱极星：靠近南北天极，永不落北极星：最靠近北天极，似乎永远静⽌不动北京：东经116度22分北纬39度58分南北天极的⾼度等于观测者所在地的地理纬度天⾚道：不变的参考点，到天极的弧距离总是90度，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?在北京，向东看：天体从东偏北⽅向升起向西看：天体向西偏北⽅向落下在⾚道上，所有星在地平⾯上12⼩时，所有星垂直于地平⾯升起和下落3.地球公转：天体的周年视运动每（⽩）天同⼀时刻，太阳相对于背景恒星的位置向东移动黄道：地球的公转造成太阳在天球上的位置⾃西向东缓慢移动（滞后于恒星）再回到原处（相对于背景星）的周期为⼀年（~365.24天），共⾛了360 度→太阳每天向东移动⼤约1度~ 2个太阳视直径太阳⽇=24⼩时：太阳连续两次到达⼦午线的时间恒星⽇~23⼩时56分：恒星连续两次到达⼦午线的时间恒星⽇是地球真实的⾃转周期，不随其绕太阳公转⽽变化，为~23⼩时56分季节更替：天⾚道与黄道⾯的夹⾓为23.5度，相交的两点分别称为春分点和秋分点在黄道上距春分点和秋分点最远处则称为夏⾄点和冬⾄点4.天体的⾚道坐标系、恒星时⾚经⼩于（地⽅）恒星时的恒星位于⼦午线以西5.地球⾃转轴进动与岁差恒星的⾚经和⾚纬坐标以26000年为周期在⾮常缓慢地变化恒星的⾚经和⾚纬应标明年份，如公元1950.0年, 或2000.0年6.⽉相⽉相：地球⼈所看到的⽉球被太阳所照亮的⼀半的⼤⼩⽉球回到原处（相对于恒星）的周期约为27.32 天，即⽉球的恒星周期7.⽇⽉⾷⽇全⾷时长永远不⼤于7.5分钟同⼀地点，⽇偏⾷概率>> ⽇全⾷概率⼆．天体的运动1.古希腊的地球中⼼说地⼼说的基本模型不能解释⾏星的逆⾏和亮度变化2. 现代天⽂学的诞⽣哥⽩尼、第⾕、开普勒和伽利略开普勒：开普勒第⼀定律：轨道形状，椭圆轨道，太阳位于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开普勒第三定律：轨道周期，(公转周期)2 = (常数) x (半长轴)3伽利略：太阳⿊⼦，且运动→太阳⾃转绕⽊星旋转的4颗卫星（伽利略卫星），⾸次发现天上有不绕地球转动的天体！3. ⽜顿的万有引⼒定律⽜顿万有引⼒定律适⽤于弱引⼒场，例如太阳系（⽔星除外）4. 爱因斯坦的相对论长度、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三．辐射与天⽂望远镜1. 电磁（波）辐射2. ⿊体辐射物件加热：低温红外线，温度升⾼→红光→黄光→⽩光→蓝光⿊体谱的形状只与物体(恒星)的表⾯温度有关维恩位移定律：温度降低，⿊体谱的峰值向长波⽅向移动斯忒藩-玻⽿兹曼定律3. 原⼦与谱线巴尔末线系 Balmer Series ：可见光波段莱曼线系 Lyman Series ：紫外波段宇宙中的⼤部分物质处于等离⼦体状态4. 多普勒效应当辐射源远离观测者时，观测者接收到的辐射频率⼩于辐射源的辐射频率（波长变长）c v =?0λλ5. 光学天⽂望远镜6. 全波段望远镜⼤⽓窗 (atmospheric window)：可见光、射电、部分红外四．太阳系（1）⾏星1.太阳系概观冥王星是⼀颗矮⾏星太阳系（⼋⼤）⾏星，由最靠近太阳的⾏星算起，依次为：⽔星、⾦星、地球、⽕星、⽊星、⼟星、天王星、海王星。
天文学导论复习纲领
《天文学导论复习提纲2010》一、 名词解释视星等；绝对星等；岁差；恒星时；天文单位（AU）；大气窗口；Fraunhofer线；pp链；CNO循环；3alpha过程；秒差距；极光；矮行星；微引力透镜；色差；消色差双合透镜；衍射极限（Airy斑）；主动光学；自适应光学；（地球转动）综合孔径技术；宇宙线；引力波；激光干涉引力波天文台（LIGO）；激光干涉空间引力波天文台（LISA）；（恒星）色指数；恒星的赫罗图；主序星；宇宙距离阶梯；造夫变星；造夫变星的周期-光度关系；白矮星；中子星；黑洞视界；洛希瓣（Roche Lobes）；核塌缩超新星；Ia型超星星；SN1987A；脉冲星；磁星（Magnetar，磁中子星）；伽玛暴（GRB）；疏散星团；球状星团；发射星云；射电21厘米谱线；漩涡星系；椭圆星系；活动星系核（AGN）；类星体；视超光速；活动星系核的统一模型；宇宙学红移；星系退行的Hubble定律；宇宙大爆炸；宇宙微波背景（CMB）；宇宙暴涨；宇宙暗物质；宇宙暗能量二、 简答题1.日心说的观测证据？2.如何测量太阳系的年龄？3.太阳中元素的分布有什么特点？4.太阳中的铁元素怎么来的？5.如何测量恒星的表面温度？6.列举几种探测中微子的原理。
7.什么是太阳中微子短缺问题？8.中微子振荡的观测和实验证据有哪些？9.太阳黑子为什么黑？10.利用日全食检验广义相对论的基本原理。
11.为什么内地行星的原初大气已基本逃逸（无氢、氦）？12.地球适合生命存在的条件有哪些？13.简述探测（太阳）系外行星的主要方法及其原理。
14.望远镜为什么越大越好？15.TeV （1012eV）Cherenkov望远镜的探测原理。
16.氢原子光谱主要有哪些线系？大致在什么波段？17.什么是恒星光谱型？太阳的光谱型？18.如何测量恒星的大小？19.天狼星B（白矮星）的平均密度是如何通过观测知道的？20.列举几种测量宇宙天体距离的方法。
现代天文学复习资料
宇宙线物理•交叉于多种学科●天文学和高能天体物理●粒子物理与核物理●空间物理●大气环境等宇宙线的发现•美国物理学家密立根认为宇宙线是由不带电的光子组成。
密立根认为，在宇宙中，16个氢原子聚合成了个氧原子时，生成光子，产生宇宙射线。
他还把宇宙线叫做原子“诞生时的哭叫”。
•另一位美国物理学家康普顿认为宇宙线是由带电粒子组成。
康普顿等人发现宇宙线存在“纬度效应”，宇宙线强度随地球的纬度不同而不同，这一结论是由康普顿亲自走访了6个国家和60多位科学家分别进行观测而获得的。
•1932年，康普顿亲自走访了五大洲，行程约为八万公里，南到新西兰的杜恩庭，北到北极圈；上至高山顶峰，下至海平面进行测量。
同年9月，康普顿在北极圈内宣告宇宙线确实存在“纬度效应”，并肯定了它是由带电粒子组成。
宇宙线是什么？•宇宙线是自动送上门来的宇宙空间的高能粒子流。
•宇宙线主要是由质子、氦核、铁核等裸原子核组成的高能粒子流；也含有少量中性的珈玛射线和能穿过地球的中微子流。
（不同能段成分的构成比例不相同）•产生于太阳系的宇宙线，称为太阳宇宙线；与之相对应还有银河宇宙线和河外宇宙线。
研究宇宙线物理意义•长途跋涉的空间旅行，带来空间的许多信息是人类研究空间环境的参照•来自遥远的的银河系或者以外，是我们目前了解太阳系以外的唯一物质参考•宇宙线活动的强弱直接影响到人类赖以生存的空间环境•对于人类的航天事业的发展有重大的影响•二十世纪30至50年代，作为当时唯一可利用的高能粒子源，在宇宙线中相继发现了一系列基本粒子，推动了早期粒子物理学和高能加速器的发展。
30年代−50年代人们把这种宇宙线粒子加速器无偿提供的高能粒子流作为“粒子炮弹“去轰开基本粒子世界的大门，促成了粒子物理学和高能人工加速器的发展。
相继在宇宙线中发现了：宇宙线物理是实验的科学•宇宙线物理以实验为基础，而又基于实验和理论密切结合发展的。
宇宙线能谱特点宇宙线能量与宇宙线的流量费米加速机制1949年Fermi提出宇宙线粒子在与星际磁场的碰撞过程中能够获得能量，得到加速。
天文学导论复习资料
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，从不下落赤道上：所有星垂直于地平面升起和下落“可见所有星”●太阳在天球上的视运动轨迹称为黄道●太阳日=24小时：太阳连续两次到达子午线的时间恒星日=23小时56分：恒星连续两次到达子午线的时间恒星日是地球真实的自转周期，不随其绕太阳公转而变化，均为23小时56分●月球回到原处（相对于恒星）的周期约为27.323 天，此为恒星周期●两个天体之间的距离常用它们与观测者之间的夹角表示，即角距●北京：东经116度22分；北纬39度58分本初子午线：格林尼治天文台●把地球的经度、纬度投影到天球上便成为天球的赤道坐标系赤纬：从天赤道开始至两极Dec [–90，90] 度赤经：用小时、分和秒的时间单位来表示，并由西向东由0增加到24小时赤经的计算起点为春分点，在天赤道上由西向东分为24小时地球“24小时”自转一周360度赤经1小时对应地球自转15度对于赤经相差1小时的两颗恒星，例如，RA2-RA1= +1小时：恒星1比恒星2早1小时通过你的子午线（上中天）如果不是拱极星，恒星1比恒星2早1小时从东方升起●某地某时刻的恒星时等于此时此刻位于子午线上的恒星的赤经（天球上与子午线重合的赤经）赤经小于地方恒星时的恒星位于子午线以西赤经大于地方恒星时的恒星位于子午线以东●一颗恒星的时角τ、赤经α和当地的恒星时θ之间的关系为τ= θ?ατ< 0, 在子午线以东（α>θ）τ> 0, 在子午线以西（α<θ）第三讲辐射与天文望远镜●黑体谱：连续谱的形状只与物体(恒星)的表面温度有关其峰值波长（颜色）由其表面温度决定温度降低，黑体谱的峰值向长波方向移动冷物体产生长波（低频）辐射热物体产生短波（高频）辐射●辐射的平方反比定律：强度x 距离2 = 常数（恒星辐射能力）●关于天文望远镜的常见误解(wrong) 放大作用:大型望远镜把天体放得更大(Right) 聚光作用：使（暗弱）天体的图像更亮更清晰(wrong) 望远镜究竟可以看到多远的天体？只要一个物体足够亮，无论多远都可以看到(right) 望远镜可以看到多暗的天体？或望远镜可以看到几等星?只要一个物体足够暗，无论多近都看●光学望远镜的类型：折射式望远镜反射式望远镜第四讲太阳系(1) 行星●行星是一个具有如下性质的天体：（a）位于围绕太阳的轨道上，（b）有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状(近于球形)，以及（c）已经清空了其轨道附近的区域。
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19.以下关于Chandra X射线天文台的说法正确的是（）答案:具有很好的角分辨率20.以下说法正确的是（）答案:质量为25倍太阳质量的恒星的演化归宿为黑洞21.关于黑洞吸积气体物质说法错误的是（）答案:气体质量足够大才能被吸积22.以下关于星系的说法正确的是（）答案:星系中发光的物质主要以恒星的形式存在23.下面关于星际介质的说法正确的是（）答案:平均密度很低24.太阳大气层中温度最高的一层是太阳的（）答案:日冕25.下列不属于支持广义相对论的观测证据的是（）答案:中子星发现26.下列属于星暴星系典型特征的是（）答案:红外辐射较强恒星形成活动剧烈射电辐射较强27.下面几种说法中哪些是正确的（）答案:太阳的演化结局是白矮星地心说不能解释金星的相的变化28.下面几种说法中哪些是正确的（）答案:中子星不都表现为脉冲星疏散星团主要分布在银河系盘中，球状星团主要分布在银河系晕中29.关于直接成像法搜寻地外行星的说法正确的是（）答案:恒星与行星亮度对比度大不易观测行星可以估计行星的大小一般要依赖空间观测可以研究行星的光谱30.发现地外行星数目最多的两种方法是（）答案:掩食法视向速度法31.下列不属于类地行星的有（）答案:天王星土星32.下面哪些说法是正确的（）答案:太阳属于一颗典型的恒星太阳风引起的质量损失对太阳的演化几乎没有影响我们的身体随时有太阳中微子穿过33.以下哪些天体或方法不能用来测量距离（）答案:脉冲星II型超新星34.以下哪些属于哈勃星系分类（）答案:椭圆星系不规则星系漩涡星系35.以下天体按结构层次从大到小排列的有（）答案:星系团、星系、行星超团、星系群、恒星36.太阳的表面温度可以用哪些方法测得（）答案:利用黑体辐射利用维恩位移定律利用斯蒂凡-玻尔兹曼定律37.下列关于太阳的表述正确的有（）答案:太阳的活动可以影响人们的生活太阳内部核反应只能产生电子中微子38.下面说法正确的有（）答案:土星的光环源于卫星、彗星等小天体的潮汐瓦解木星的大气以原初大气为主39.常用的地外行星的探测方法有（）答案:直接成像法掩食法脉冲星计时法40.地球上存在智慧生命的因素包括（）答案:地球具有适量温室气体地球具有磁场地球离太阳距离合适木星吸引了大量原本可以撞击地球的小天体41.以下关于望远镜的说法正确的有（）答案:大望远镜与小望远镜有各自的优势不同望远镜往往有着不同的科学目标角分辨率与口径大小和观测波长有关角分辨率往往会受到大气视宁度的影响42.下面关于优质天文台台址的说法正确的是（）答案:大气视宁度好晴夜数多没有灯光污染43.用于测量或估算恒星大小的方法包括（）答案:黑体辐射估算直接成像双星掩食法44.下面说法正确的有（）答案:宇宙大尺度结构含有“节点”、“纤维”与“空洞”的结构目前已经发现的最早的星系在宇宙诞生后很短的时间内就形成了45.下面说法错误的有（）答案:宇宙中暗物质占比最高宇宙中暗能量占比仅次于暗物质46.大爆炸宇宙学的观测证据有（）答案:原初核合成预言的氢氦比被观测证实宇宙微波背景辐射47.下面关于暗物质的说法正确的有（）答案:只有引力作用其存在有很多观测支持不发光48.宇宙演化过程中涉及到的阶段有（）答案:减速膨胀加速膨胀暴涨黑暗时代49.下面哪种坐标组成的图像是赫罗图（）答案:纵轴是绝对星等，横轴是表面温度纵轴是光度，横轴是光谱型纵轴是绝对星等，横轴是B-V50.以下说法哪些是正确的（）答案:椭圆星系中通常缺乏冷气体和年轻恒星哈勃定律、宇宙微波背景辐射的发现、宇宙中氢和氦的丰度比都支持宇宙的大爆炸模型主序星中可以存在原子量大于56的元素51.双黑洞并合可以产生多信使天文信号。
清华大学天文学导论-1天体视运动
答案是
太阳相对于恒星的移动是由于地球在绕太阳 公转：
古人运用幻想力把杂乱无章的星星用线连起来 构成星座，更为它们编织美丽动人的神话故事 每一个民族的星座划分和神话都不相同。1929 年，国际天文联合会（IAU）正式把全天划分 为88个星座，并清楚界定每一个星座的边界。 因此每颗星属于且只能属于一个星座
星座只是天上一个一个的区域，并不表示每个 星座的星星之间存在一定的内在联系，例如以 引力而被束缚的一个系统。而且星座仅代表本 天区中较亮的星
3。行星的运动（自学）
除了“东升西落”，行星是在天球上四处游荡 （相对于背景星）的“星” 行星名称的由 来 其原因是行星和地球一样在绕日公转，造成和 地球相对位置的不断变化
内行星的运动
水星和金星的轨道在地球轨道之内 在地球上看来，它们和太阳形影不离 由太阳东面走到太阳西面（晨星），再回到东 面（昏星） 由于靠太阳很近，只能在日出前或黄昏后看到 金星：天空中第三颗最亮的天体
朧 星 ， 原 。 分 食
日全食奇景
Corona 日冕
Prominences 日珥
日环食
由于地球和月球的距离并不固定，所以在地球 看来，月球的角大小也会发生变化。有时，月 球虽处于能造成日“全”食的位置，但由于月 球的角大小不足以掩盖整个太阳，便出现如戒 指班的日环食
由于潮汐摩擦作用，月球正 渐渐远离地球，数万年后， 月球的视直径会变得很小， 届时地球上便再也不能看到 日全食了
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•体积膨胀表面温度降低，但光度增加
2.红巨星支
He核体积持续缩小电子开始简并(压)
红巨星结构：非燃烧简并He核+燃烧H壳层+非燃烧H包层
（恒星沿RGB是加速向上攀升的）
3.氦闪
由于简并，He核温度上升但不膨胀
氦闪后，电子简并解除
恒星进入一个新的稳定态：He在正常的非简并的核内燃烧成为C，H在壳层内燃烧成为He
3.牛顿的万有引力定律
牛顿万有引力定律适用于弱引力场，例如太阳系（水星除外）
4.爱因斯坦的相对论
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
三．辐射与天文望远镜
1.电磁（波）辐射
2.黑体辐射
物件加热：低温红外线，温度升高红光黄光白光蓝光
黑体谱的形状只与物体(恒星)的表面温度有关
维恩位移定律：温度降低，黑体谱的峰值向长波方向移动
6.太阳系的形成
六．系外行星
1.引言：系外行星存在的证据
尘埃盘(Dust Disks)暗示行星的存在
2.方法：探测系外行星的5大技术
直接成像法
天体测量学法
视向速度法—多普勒效应
凌星法
微引力透镜法
时间测量法
3.历史：不该有行星的脉冲星
4.特征：系外行星与太阳系大不同
5.方向：寻找类地行星的宏伟计划
6.目的：搜寻地外生命与智慧生命
2.类地行星
一般特征：像地球，靠近太阳，铁（镍）核心和岩石外壳，没有或极少卫星，体积小，质量不大，致密，密度= 4-5 g/cm3，大气稀薄
水星
几乎没有大气，水星表面昼夜温差极大
金星
自转方向和其它行星相反
自转轴没有倾斜，几乎和公转平面垂直，所以金星没有四季之分
地球与月球
质量~ 6x1024kg
半径~ 6400 km
长波辐射能穿透星际尘埃，短波辐射遭受严重星际消光
在可见光（和紫外波段），银河系的大部分区域由于受到尘埃的消光而不可见
星际消光造成星际红化
2.恒星形成
分子云是恒星形成的摇篮
分子云坍缩为原恒星
原恒星主要在红外波段研究
九．低质量恒星演化
●太阳恒星演化
1.亚巨星支
He核收缩壳层引力增加壳层压力增加壳层H燃烧率加快（He核质量增加）恒星更亮，但体积膨胀表面温度降低恒星更红！
5.渐进巨星支
当核心He枯竭引力>压力C核坍缩至电子简并C核半径减小，引力上升壳层压力上升加快壳层He和壳层H的燃烧简并C核质量(非半径，仍坍缩)增长加快引力上升加快壳层压力上升加快
红超巨星
AGB星结构：简并非燃烧C核+ He壳层燃烧+（非燃烧He壳层+）H壳层燃烧+非燃烧H包层
太阳的C核不会燃烧！
测量轨道特征方法：多普勒位移
太阳结构从内到外：光球层、色球层、日冕层，能量产生：热核聚变
日珥和耀斑都明显和太阳的磁场和黑子有关
八．星际介质与恒星形成
1.星际介质
~ 99%的星际介质是气体，即自由运动的原子和分子
星际消光：尘埃能吸收和散射光子，因此星际尘埃能有效阻光，即星际尘埃能遮挡我们的视线量邻近星系的距离
●大质量恒星有高速星风
●
当核心He枯竭C核坍缩（不简并）温度上升到T >= 8x108KC开始燃烧
C燃烧产生大量重元素：钠、氖、镁
结构：C核燃烧+ He壳层燃烧+ H壳层燃烧+ …
Fe是热核聚变所能合成的最重元素
●不同质量恒星的演化结局
太阳每天东升西落，于当地正午通过子午线达到最高点（上中天）
地方正午：太阳到达子午线（不一定是12点）
太阳连续两次到达正午的时间为24小时，称为一个太阳日（the solar day），即我们的一天
天文事件通常用世界时（UT）
拱极星：靠近南北天极，永不落
北极星：最靠近北天极，似乎永远静止不动
北京：东经116度22分北纬39度58分
2.现代天文学的诞生
哥白尼、第谷、开普勒和伽利略
开普勒：
开普勒第一定律：轨道形状，椭圆轨道，太阳位于一个焦点上
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
开普勒第三定律：轨道周期，(公转周期)2= (常数) x (半长轴)3
伽利略：太阳黑子，且运动太阳自转绕木星旋转的4颗卫星（伽利略卫星），首次发现天上有不绕地球转动的天体！
彗星由夹杂一些岩石的（水）冰物质构成，故称为“脏雪球”
彗星质量~ 10-11地球质量，体积大，密度很低，因而是结构松散、多孔的天体
彗尾永远是背着太阳的，两条彗尾均可延展数百万公里
4.流星体
大多数流星体很小(<10 m)，多为沙粒大小，流星是大气现象
5.大碰撞
一个直径10km的小行星或彗星大约每3千万年撞击地球一次可能结束文明
简并C核质量(和温度T)增加加快壳层He和H燃烧…互相促进…（C核收缩）
6.恒星质量损失
在AGB结束时，恒星质量损失失控
7.行星状星云
行星状星云常为环形，环绕着恒星演化后所遗留下来的白矮星。气体壳层不断膨胀，年龄不超过5 X 104年
8.成为白矮星
简并的恒星灰烬称为（碳）白矮星，很热但很小
9.白矮星冷却为黑矮星
●白矮星（WD）
白矮星是密度高、体积小、光度低、表面温度高的白色星
绝对星等Mv~ 8m-16m光度很低
有效温度Teff~ 5×103- 4×104K：光谱O到K型
暗弱仅很近的白矮星才易观测到
单星或双星成员
一十．大质量恒星演化
●脉动变星
造父变星（Cepheid variables）：最高质量最亮的脉动变星
宇宙是均匀的
宇宙学原理表明宇宙既要均匀又要各向同性
3.宇宙在膨胀
大部分星系正远离银河系
星系退行速度与其距离成正比
4.宇宙开始于大爆炸
哈勃定律表明星系之间相互远离所持续的时间相同，称为哈勃时间
H0＝71 km/s/Mpc宇宙年龄~ 137亿年
宇宙大爆炸中心在哪里？
无中心。因为宇宙空间本身与大爆炸同生，所以不发生于任何一个具体点
内壳~0.6km,原子核、游离中子、电子
内部：超流中子和超导质子
核心:超子/奇异物质？（夸克）
●脉冲星
●黑洞
●X射线双星
X射线辐射机制
吸积物质引力势能→动能→热能→X射线辐射
一十一．膨胀宇宙
1.星系的发现
最大最亮的星系通常用其在梅西耶星表中的排序数字来表示
2.宇宙学原理
宇宙学原理的两个具体预言：
宇宙是各向同性的
一．天体的视运动
1.星座与星图
1929年，国际天文联合会（IAU）正式把全天划分为88个星座，并清楚界定每一个星座的边界。因此每颗星属于且只能属于一个星座。
2.地球自转：天体的周日视运动
每天，太阳、月球以及星星都东升西落，是地球自西向东自转所造成的假象，故称天体在天空上所经历的路径称为天体的周日视运动
七．恒星的基本特征
1 parsecs (pc)秒差距= 3.26光年= 3.08 x 1016米
恒星越远，其视差越小
恒星视亮度用视星等apparent magnitude表示，即以恒星视亮度（照度）I的对数来表示m = - 2.5 log 10 ( b / b 0)，视星等越大，则恒星越暗
恒星（大气）主要由氢和氦组成
南北天极的高度等于观测者所在地的地理纬度
天赤道：不变的参考点，到天极的弧距离总是90度，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
在北京，向东看：天体从东偏北方向升起向西看：天体向西偏北方向落下
在赤道上，所有星在地平面上12小时，所有星垂直于地平面升起和下落
3.地球公转：天体的周年视运动
恒星的赤经和赤纬应标明年份，如公元1950.0年,或2000.0年
6.月相
月相：地球人所看到的月球被太阳所照亮的一半的大小
月球回到原处（相对于恒星）的周期约为27.32天，即月球的恒星周期
7.日月食
日全食时长永远不大于7.5分钟
同一地点，日偏食概率>>日全食概率
二．天体的运动
1.古希腊的地球中心说
地心说的基本模型不能解释行星的逆行和亮度变化
每（白）天同一时刻，太阳相对于背景恒星的位置向东移动
黄道：地球的公转造成太阳在天球上的位置自西向东缓慢移动（滞后于恒星）再回到原处（相对于背景星）的周期为一年（~365.24天），共走了360度太阳每天向东移动大约1度~ 2个太阳视直径
太阳日=24小时：太阳连续两次到达子午线的时间
恒星日~23小时56分：恒星连续两次到达子午线的时间
Ib/Ic, II型（核坍缩）超新星：大质量恒星的核坍缩
●大量中子形成于：
恒星演化的内部核反应（慢过程）
超新星爆发时（快过程
●星体物质几乎全为中子，且简并，中子简并压可以抗衡引力，形成新的稳定物态，即中子星
与一般恒星相比，中子星的温度很高
●中子星的结构
表层大气~cm（没显示）
外壳~0.3km,固态金属（Fe, e－）
斯忒藩-玻耳兹曼定律
3.原子与谱线
巴尔末线系Balmer Series：可见光波段
莱曼线系Lyman Series：紫外波段
宇宙中的大部分物质处于等离子体状态
4.多普勒效应
当辐射源远离观测者时，观测者接收到的辐射频率小于辐射源的辐射频率（波长变长）
5.光学天文望远镜
6.全波段望远镜
大气窗(atmospheric window)：可见光、射电、部分红外