11.24天体物理学的发展解析PPT精品课件
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第十二章 天体物理学的发展
图12－30 宇宙学和粒子物理学原来是相通的
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第十二章 天体物理学的发展
第十二章 天体物理学的发展
图12－16 S.J.贝尔
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第十二章 天体物理学的发展
图12－17 休伊什在做实验
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第十二章 天体物理学的发展
图12－18 1967年11月28日从射电源CP1919第 一次观测到周期性的脉冲信号
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第十二章 天体物理学的发展
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第十二章 天体物理学的发展
图12－23 霍金
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第十二章 天体物理学的发展
图12－24 哈勃太 空望远镜
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第十二章 天体物理学的发展
图12－25 日美高级宇宙及天体物理卫星
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第十二章 天体物理学的发展
图12－26 哈勃和他观测的 天体（Physics Today 1999 年5月号封面）
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第十二章 天体物理学的发展
图12－5 洛基尔正在 用他的分光望远镜观测 天体
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第十二章 天体物理学的发展
图12－6 匹克林发表的船尾座星光谱
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第十二章 天体物理学的发展
图12－7 贝特
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第十二章 天体物理学的发展
图12－8 1929年伽莫夫（右）和考克饶夫在一起
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第十二章 天体物理学的发展
图12－1 喜帕恰斯 正在观测天体
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第十二章 天体物理学的发展
图12－2 伽利略用 望远镜观测天体
天体物理小知识演示文稿(共91张PPT)
不信你看！
Wow，惊呆了！！
看着只是个小星星，真实体积吓屎你！
天狼星是大犬座中的一颗双星，另一颗暗白 矮星伴星。
天狼星是一颗比太阳亮23倍的蓝白星
双星系统
双星引力波是很漂亮的漩 涡曲线~~
其实双星也叫做——恒星恋人，就像…
比双星更稀有更耀眼的是神马！！ 是四星！！
美国宇航局的“斯皮 策”太空望远镜发现 ，在长蛇星座有一个 相对年幼的星系，拥 有4颗恒星。
六，土卫二
观赏喷泉的行星际公园。
我不骗小朋友的，自己看！！！
木卫二（小球大水滴） VS 地球
再添点数据
木卫二冰层厚度平均100公里，也就是10万米深！！地球的海洋 平均深度才三公里，什么概念啊…
太平洋：平均深度3957米，最大深度11034 大西洋：平均深度3626米，最深处达9219米 印度洋：平均深度3397米，最大深度的爪哇海沟达7450米。 北冰洋: 平均深度1300米，
那，谁的密度最大呢？？？
咳咳，请翻页！（此处是为了让你有时间想一想）
天体密度——白矮星
白矮星（White Dwarf）是一种低光度、高密度、高温度的恒星。也是一 种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。比如天狼 星伴星（它是最早被发现的白矮星），体积和地球相当，但质量却和太阳 差不多，它的密度在1000万吨/立方米左右（地球密度为5.5g/cm3）， 一颗与地球体积相当的白矮星（比如说天狼星的邻星Sirius B）的表面重 力约等于地球表面的18万倍。
量是如此之大，半径十公里的中子星的质量就与太阳的质量相当了。
同白矮星一样，中子星是处于演化后期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成 的。只不过能够形成中子星的恒星，其质量更大罢了。根据科学家的 计算，当老年恒星的质量为太阳质量的倍时，它就有可能最后变为一 颗中子星，而质量小于个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。
天体物理学发展图集
宇宙大爆炸理论的形成
总结词
宇宙大爆炸理论是天体物理学发展史上的里程碑之一，它解释了宇宙的起源、演化和终极命运，为人 们认识宇宙提供了重要的理论基础。
详细描述
宇宙大爆炸理论认为宇宙起源于一个极度高温和高密度的状态，被称为大爆炸。随着宇宙的膨胀和冷 却，宇宙中的物质和能量经历了复杂的变化，形成了现今宇宙中的各种结构和现象。这一理论经过多 年的观测和实验验证，已经成为现代宇宙学的重要基石。
天体物理学发展图集
目录
• 天体物理学的起源 • 天体物理学的早期发展 • 现代天体物理学的进展 • 天体物理学的未来展望
01
天体物理学的起源
古代天文学的贡献
星Hale Waihona Puke 和星图古代天文学家通过对天空的观察，绘制了星座和星图，为后来的 天体研究提供了基础。
天文仪器的发明
古代天文学家发明了多种天文仪器，如浑仪、简仪等，用于观测天 体位置和运动。
03
天体物理学的发展对于人类认识宇宙、探索自然规律、推动科
技进步等方面都具有重要意义。
02
天体物理学的早期发展
恒星与星系的研究
总结词
恒星与星系是天体物理学早期研究的重要领域，通过观测和理论分析，人们对恒星和星系的形成、演化和结构有 了更深入的了解。
详细描述
天文学家们通过长期观察和测量，确定了恒星的光度和距离，揭示了恒星的性质和演化规律。同时，通过对星系 的观测和研究，人们逐渐认识到星系是由恒星、气体、尘埃等组成的大型系统，它们的形成和演化与宇宙的整体 演化密切相关。
黑洞与中子星的研究
总结词
黑洞与中子星是天体物理学中的重要研 究对象，它们的发现和研究为人们揭示 了宇宙中极端物理条件的奥秘。
《高一物理天体运动》课件
天体运动的角动量变化
天体运动过程中，由于受到其他天体的引力 扰动和其他因素的影响，其角动量可能会发 生变化。例如，行星在形成过程中，由于受 到其他天体的引力作用，其角动量可能会发
生变化。
PART 05
天体运动的观测与实验验 证
天体观测的历史与发展
古代天文学的起源
早在公元前，人类就开始观察天空，记录天体的运动和位置。
等信息。
摄影技术
利用照相技术拍摄天体照片， 可以更精确地记录天体的位置
和运动轨迹。
射电望远镜观测
利用射电望远镜观测天体的射 电辐射，可以揭示天体的射电 性质和宇宙射电背景辐射。
空间探测器
通过发射空间探测器近距离探 测行星、卫星、彗星等天体， 可以获取更详细的天体数据。
天体运动的实验验证与发现
开普勒行星运动定律的验证
总结词
描述物体加速度与作用力之间的关系的定律，即物体加速度 的大小与作用力成正比，与物体的质量成反比。
详细描述
牛顿第二定律是物理学中的基本定律之一，它指出物体加速 度的大小与作用力成正比，与物体的质量成反比。这个定律 是牛顿在万有引力定律基础上进一步推导出来的。
圆周运动与向心力
总结词
描述做圆周运动的物体受到指向圆心 的力，这个力称为向心力。
详细描述
圆周运动是常见的运动形式之一，当 物体做圆周运动时，它会受到一个指 向圆心的力，这个力称为向心力。向 心力的大小与物体运动速度的平方和 圆周半径成正比。
天体运动的向心力来源
总结词
天体运动的向心力主要来源于万有引力 。
VS
详细描述
天体运动是一种特殊的圆周运动，在天体 运动中，天体受到的向心力主要来源于万 有引力。万有引力使得天体能够保持稳定 的轨道运动，例如地球围绕太阳转动的向 心力就来源于太阳对地球的万有引力。
《天体物理小知识》课件
天体物理学家参与设计和实施空间探测任务，探索 太阳系和宇宙深空中的天体。
载人航天
天体物理学家为载人航天任务提供技术支持 和科学指导，确保宇航员的安全和任务成功 。
宇宙探索
暗物质和暗能量的性质，揭示宇宙中
隐藏的物质和能量。
宇宙微波背景辐射
02
天体物理学家研究宇宙微波背景辐射，了解宇宙大爆炸后宇宙
天体物理的研究范围
总结词
天体物理的研究范围包括天体的结构、组成、演化过程、相互作用以及宇宙的 起源和演化等。
详细描述
天体物理的研究范围非常广泛，包括恒星的形成和演化、行星和卫星的物理特 性、星系的结构和演化、宇宙射线、黑洞和暗物质等。这些研究有助于我们深 入了解宇宙的起源和演化，以及天体的形成和演化过程。
值。
04
天体物理现象
黑洞
黑洞是一种极度密集的天体，其引力强大到连光也无法逃逸 。黑洞的形成通常与恒星死亡有关，当一颗质量巨大的恒星 耗尽燃料并发生超新星爆炸后，其核心可能会坍缩形成黑洞 。
黑洞的内部被称为事件视界，任何进入这个区域的物质和光 线都会被无情地吞噬，永远无法返回。尽管我们无法直接看 到黑洞，但可以通过观测黑洞对周围环境的影响来推断其存 在。
宇宙射线研究
天体物理学家研究宇宙射 线，了解其产生机制、传 播途径和与天体的相互作 用。
星系和恒星演化
通过观测星系和恒星的演 化过程，天体物理学家能 够揭示宇宙的起源、演化 和最终命运。
航天技术
卫星导航
天体物理学家利用卫星轨道和时间测量技术 ，为全球卫星导航系统提供精确的定位和时 间服务。
空间探测
行星探索
人类通过探测器对行星进行探索，已 发现多个可能适宜人类居住的行星。
卫星
载人航天
天体物理学家为载人航天任务提供技术支持 和科学指导，确保宇航员的安全和任务成功 。
宇宙探索
暗物质和暗能量的性质，揭示宇宙中
隐藏的物质和能量。
宇宙微波背景辐射
02
天体物理学家研究宇宙微波背景辐射，了解宇宙大爆炸后宇宙
天体物理的研究范围
总结词
天体物理的研究范围包括天体的结构、组成、演化过程、相互作用以及宇宙的 起源和演化等。
详细描述
天体物理的研究范围非常广泛，包括恒星的形成和演化、行星和卫星的物理特 性、星系的结构和演化、宇宙射线、黑洞和暗物质等。这些研究有助于我们深 入了解宇宙的起源和演化，以及天体的形成和演化过程。
值。
04
天体物理现象
黑洞
黑洞是一种极度密集的天体，其引力强大到连光也无法逃逸 。黑洞的形成通常与恒星死亡有关，当一颗质量巨大的恒星 耗尽燃料并发生超新星爆炸后，其核心可能会坍缩形成黑洞 。
黑洞的内部被称为事件视界，任何进入这个区域的物质和光 线都会被无情地吞噬，永远无法返回。尽管我们无法直接看 到黑洞，但可以通过观测黑洞对周围环境的影响来推断其存 在。
宇宙射线研究
天体物理学家研究宇宙射 线，了解其产生机制、传 播途径和与天体的相互作 用。
星系和恒星演化
通过观测星系和恒星的演 化过程，天体物理学家能 够揭示宇宙的起源、演化 和最终命运。
航天技术
卫星导航
天体物理学家利用卫星轨道和时间测量技术 ，为全球卫星导航系统提供精确的定位和时 间服务。
空间探测
行星探索
人类通过探测器对行星进行探索，已 发现多个可能适宜人类居住的行星。
卫星
天体物理课件
三、大爆炸宇宙学
• 宇宙学原理：宇宙在大尺度上是均匀癿
稳恒态宇宙学
• 宇宙无边无际，无始无终，基本保持同一状态 • ----若宇宙有限，其边界在何处？边界外是什么？ • ----若宇宙有限，则有中心，其中心在何处？
奥伯斯佯谬----夜空为什么是黑癿
• 一个恒星癿星光按距离平斱反比减弱 • 一个同厚度同心天球壳内癿恒星数按距离平斱 正比扩大 • ----此球壳癿亮度不距离无关，为常数 • ----宇宙无限，无限多个球 • 壳癿总亮度是无限大 • ----天空永进无限亮
星系团
• 几百个星系组成 • 直径达几百万到几千万光年 • 本星系群：银河系，仙女星系，三角星系，大 麦哲伦星云等组成
• 星座：
• 用假想的线条将亮星连接起来，构成各种各样 的图形，或人为地把星空分成若干区域，这些 图形连同它们所在的天空区域，西方叫做星座。 • 1928年，国际天文联合会正式公布了88个 星座， • 星座大小相差悬殊，所含星数也各不相同， 同一星座的星无任何物理联系。 • --星座不是星系!也不是星团!
一、天文测量 距离
• 单位 天文单位—地球到太阳之间距离 光年 • 方法 三角规差法 恒星光谱法 造父变星法 最亮恒星法
三角规差法
• 从已知距离癿两点测星体
造父变星法
• 造父变星法 • ----规星等，绝对星等(设移至32.6光年进处所见 星等) • 太阳:规星等 -26.7等; 绝对星等 4.85等 • 织女星:规星等 0.03等; 绝对星等0.6等 • ----二者之差只不距离有关
• 质光定律：恒星光度不其质量癿六次斱成正比 • 原因：质量大—>相互引力大 • —>平衡引力癿内部压力大 • (由热能和辐射能引起) • —>更快燃烧—>更亮 • 推论：越年轻越亮
天体运动课件ppt
未来的天体运动研究将更加注重数值模拟和理论分析，以更好地理解天体的运动规律和演化过程。
随着观测技术的不断进步，对天体的观测数据将更加精确和全面，有助于我们发现更多未知的天体现象。
天体运动研究将更加注重与其他学科的交叉融合，如物理学、化学、生物学等，以更全面地揭示宇宙的奥秘。
感谢观看
THANKS
02
天体运动的物理原理
总结词
描述任意两个质点之间相互吸引的力，与它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。
详细描述
万有引力定律是牛顿发现的自然规律，它指出任意两个质点之间都存在相互吸引的力，这个力的大小与它们的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。这个定律是解释天体运动规律的基础。
总结词
宇宙的演化
06
天体运动的未来探索
未来的探测任务将更加注重寻找生命的迹象，如氨基酸、核酸等有机分子，以及可能存在的微生物化石等。
通过对外太空生命的探测和研究，我们可以更深入地了解地球生命的起源和演化，以及宇宙中生命存在的可能性。
随着天体生学的发展，越来越多的天体被认为可能存在生命，如火星、木卫二和土卫六等。
银河系的结构
银河系是一个包含数千亿颗恒星的巨大星系，由恒星、星团、星云、星际物质和黑洞等组成。
银河系的自转
银河系是一个旋转的星系，具有一个中心旋转轴，整个星系围绕这个轴进行旋转。
星系的形成始于宇宙大爆炸后，气体和尘埃在引力的作用下聚集，形成了恒星、星团和星云等天体。
星系的形成
随着时间的推移，星系中的恒星、星团和星云等天体在不断地演化，形成了各种类型的星系，如旋涡星系、椭圆星系和不规则星系等。
描述行星绕太阳运动的规律，包括轨道定律、面积定律和周期定律。
要点一
天体物理学的发展讲义.ppt
我国科学家建造世界最大射电望 远镜 可探测宇宙信号
二、匹克林谱系 之谜
1896年,美国天文学家匹克林在哈佛天文观测台的第 12号通报中宣布: “弗莱明夫人发现船尾座ζ 星的光谱非常特殊,和别 的光谱都不一样","这6根线很像氢光谱线那样,形成 有规律的谱线,显然,这是出自其它星体或地球上尚 未发现的某种元素".当时,还在通报上发表了拍得的 照片,从照片上可以明显地看到,有4根谱线与氢的巴 耳末系Hα ,Hβ ,Hγ ,Hδ ,Hε 互相间隔,极有规律.
天体物理学的发展
饶志明 2014.11.24
天文学家确认144.6亿岁最长寿恒星
• • 一个天文学家研究团队再次确定宇宙中迄今最古老恒星HD 140283的年龄，或比既定宇 宙的年龄还要大，这意味着宇宙比它看起来还要老。 宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次爆炸后膨胀形成的。1929年，美国 天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在 互相远离的宇宙膨胀说。基于这一推论，宇宙中一切天体的年龄都不应超出这个“宇宙 龄”所界定的上限。恒星的年龄可以从它们的发射功率和拥有的燃料储备来估计。根据 热核反应提供恒星能源的理论，人们得到的天体年龄竟与“宇宙龄”协调一致，这对大 爆炸宇宙模型当然是十分有力的支持。 恒星HD 140283距离地球190光年，位于天秤座星群里的贫金属次巨星，其视星等 7.223，几乎由氢和氦组成，铁含量不到太阳的1%。2013年，天文学家最初确定其年龄 时，不禁感到困惑了。根据宇宙微波背景辐射估计，目前宇宙年龄为138.17亿岁。而它 似乎大约有144.6亿岁，比宇宙本身还大。这种罕见的恒星似乎相当古老，以至于可以 将其称为长寿之星了。此外，其作为一个高速的恒星为人所知有一个世纪左右，但它在 太阳附近存在和其组成却有悖于理论。 当然，最终揭示这颗“老寿星”的年龄估计误差实际上比原来的研究更宽泛，天文 学家给这个边际增加了8亿年。该误差边际可能会使这个在宇宙中已知最早的星体年轻 了许多，但仍在自大爆炸以来的时间界限内。但是，在这个年龄的上限是什么？ 目前，土耳其安卡拉大学的比罗尔提出是否有种可能：这颗恒星与最初测量的一样 老，但仍处于“大爆炸的边缘”？他采用宇宙辐射模型（RUM），计算宇宙年龄为 148.85±0.4亿岁，最低限度的比微波背景辐射估计推算宇宙的年龄稍微年长一些，随之 也很容易地调整出HD 140283的原始年龄。 比罗尔的RUM理论给哈勃常数提出了一种新的动态值，表明自从大爆炸后44亿年 宇宙膨胀已经加速，很可能容纳了暗能量。此外，这种加速增长率本身是缓慢的，转而 可能由暗物质占据。暗物质和暗能量已被广泛讨论、争议的物理现象，但有观测证据表 明它们是真实的。此外，RUM暗示描述量子大小的普朗克常数并非是单纯的常数，而 是一个宇宙变量。2014-11-17
教科版物理必修二第三章 天体运动(共35张PPT)
①太阳是宇宙的中心，所有的行星都在 绕太阳做匀速圆周运动。 ②地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是 绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周 运动，同时还跟地球一起绕太阳运动。
(4)成就：使人们对宇宙的认识从主观的、
神秘的、原始的见解，上升到近代的、比 较客观合理的观点。
哥 白 尼(波兰）
哥白尼日心说观点的缺点和错误：
1.行星绕太阳运动的轨道十 分接近圆，太阳处在圆心
2.对于某一行星来说，它绕太阳 做圆周运动的角速度（或线速度） 不变，即行星做匀速圆周运动
3.所有行星的轨道半径三次 方跟公转周期的二次方的比 值都相等 即R³/T²=k
我曾测量天空，现在测量幽冥。 灵魂飞行天国，肉体安息土中。
--开普勒自撰墓志铭
补充：椭圆
C
P
图钉
A F1
O
图钉
B
F2
D
F1和F 2 为焦点 F1 F 2 为焦距 OC=OD------半短轴 OA=OB-----半长轴
二 、开普勒定律
第一定律：
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围 绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
说明： 1.不同的行星，轨道 不同，半长轴不同。 2.对不同的行星，太 阳总在他们的焦点上。
a3 T2
k
B
半 短 轴
半长轴a
b
太阳
C
行星
A
行星/卫星
半长轴（106km）
周期（天）
K（m³/s²）
水星ห้องสมุดไป่ตู้
57
87.97
3.36×10^18
金星
108
225
3.36×10^18
地球
149
365
(4)成就：使人们对宇宙的认识从主观的、
神秘的、原始的见解，上升到近代的、比 较客观合理的观点。
哥 白 尼(波兰）
哥白尼日心说观点的缺点和错误：
1.行星绕太阳运动的轨道十 分接近圆，太阳处在圆心
2.对于某一行星来说，它绕太阳 做圆周运动的角速度（或线速度） 不变，即行星做匀速圆周运动
3.所有行星的轨道半径三次 方跟公转周期的二次方的比 值都相等 即R³/T²=k
我曾测量天空，现在测量幽冥。 灵魂飞行天国，肉体安息土中。
--开普勒自撰墓志铭
补充：椭圆
C
P
图钉
A F1
O
图钉
B
F2
D
F1和F 2 为焦点 F1 F 2 为焦距 OC=OD------半短轴 OA=OB-----半长轴
二 、开普勒定律
第一定律：
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围 绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
说明： 1.不同的行星，轨道 不同，半长轴不同。 2.对不同的行星，太 阳总在他们的焦点上。
a3 T2
k
B
半 短 轴
半长轴a
b
太阳
C
行星
A
行星/卫星
半长轴（106km）
周期（天）
K（m³/s²）
水星ห้องสมุดไป่ตู้
57
87.97
3.36×10^18
金星
108
225
3.36×10^18
地球
149
365
高中物理天体运动总结及习题课课件.ppt
❖ 8、卫星的向心加速和物体随地球自转的向心加速度有什么区别？
❖ 三、考点探究：
❖ 1、星球表面的重力加速度： ❖ 2、天体质量、密度的求解计算问题： ❖ 3、天体瓦解问题： ❖ 4、线速度、角速度、周期、向心加速度（重力加速度）随半径（或高度）
变化的关系型问题：
❖ 5、卫星发射、运行过程中的超重、失重问题： ❖ 6、第一宇宙速度的理解、推导问题： ❖ 7、同步卫星问题： ❖ 8、双星问题： ❖ 9、卫星的变轨问题： ❖ 10、与STS相结合的信息给予题： STS是英文Science，Technology
（3）人造卫星、宇宙速度：
❖ 人造卫星分类（略）：其中重点了解同步卫星, 宇宙速度：（弄清第一宇宙速度与发卫星发射 速度的区别）
❖ 【例3】我国自行研制的“风云一号”、“风
云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一
号”是极地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道
平面垂直，周期是12h；“二号”是地球同步
卫星。两颗卫星相比 号离地面较高； 号
❖ 2、重力加速度与纬度、高度之间何关系？
❖ 3、人造卫星的轨道可以是任意的吗？
❖ 4、卫星的发射速度和运行速度是一回事吗？
❖
❖ 5、同步卫星的运行过程中有哪些特点？
❖ 6、卫星的线速度、角速度、周期、加速度与半径（或高度）之间有何关 系？
❖ 7、如何利用已有知识分析下述问题？ ⑴同步卫星的发射、变轨、回收 问题 ⑵飞船与空间站的对接问题 ⑶卫星的超重和失重问题
一、双基回顾： 1、开普勒行星运动定律： 第一定律（轨道定律）： 第二定律（面积定律）： 第三定律（周期定律）：R13／T12= R23／T22 即R3／T2=k
2、万有引力定律：定律内容：表达式：引力常量的测定：适用条 件：在天文学上的应用：
❖ 三、考点探究：
❖ 1、星球表面的重力加速度： ❖ 2、天体质量、密度的求解计算问题： ❖ 3、天体瓦解问题： ❖ 4、线速度、角速度、周期、向心加速度（重力加速度）随半径（或高度）
变化的关系型问题：
❖ 5、卫星发射、运行过程中的超重、失重问题： ❖ 6、第一宇宙速度的理解、推导问题： ❖ 7、同步卫星问题： ❖ 8、双星问题： ❖ 9、卫星的变轨问题： ❖ 10、与STS相结合的信息给予题： STS是英文Science，Technology
（3）人造卫星、宇宙速度：
❖ 人造卫星分类（略）：其中重点了解同步卫星, 宇宙速度：（弄清第一宇宙速度与发卫星发射 速度的区别）
❖ 【例3】我国自行研制的“风云一号”、“风
云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一
号”是极地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道
平面垂直，周期是12h；“二号”是地球同步
卫星。两颗卫星相比 号离地面较高； 号
❖ 2、重力加速度与纬度、高度之间何关系？
❖ 3、人造卫星的轨道可以是任意的吗？
❖ 4、卫星的发射速度和运行速度是一回事吗？
❖
❖ 5、同步卫星的运行过程中有哪些特点？
❖ 6、卫星的线速度、角速度、周期、加速度与半径（或高度）之间有何关 系？
❖ 7、如何利用已有知识分析下述问题？ ⑴同步卫星的发射、变轨、回收 问题 ⑵飞船与空间站的对接问题 ⑶卫星的超重和失重问题
一、双基回顾： 1、开普勒行星运动定律： 第一定律（轨道定律）： 第二定律（面积定律）： 第三定律（周期定律）：R13／T12= R23／T22 即R3／T2=k
2、万有引力定律：定律内容：表达式：引力常量的测定：适用条 件：在天文学上的应用：
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• 天体物理学是应用物理学的技术、方法和 理论，研究天体的形态、结构、化学组成、 物理状态和演化规律的天文学分支学科， 属于边缘学科之一。
天体
宇宙的基本特性 • 物质性：天体——多样性 • 运动性：天体系统——层次性
什么是天体？ • 天体指宇宙中所有的物质。
天体的类型
• 自然天体：恒星、行星、卫星、星云、流 星、彗星、星际物质（气体和尘埃）；
大爆炸说
• 伽莫夫认为，宇宙最初是一 个温度极高、密度极大的由 最基本粒子组成的“原始火 球”。根据现代物理学，这 个火球必定迅速膨胀，它的 演化过程好像一次巨大的爆 发。由于迅速膨胀，宇宙密 度和温度不断降低，在这个 过程中形成了一些化学元素 （原子核），然后形成由原 子、分子构成的气体物质. 气体物质又逐渐凝聚起星云， 最后从星云中逐渐产生各种 天体，成为现在的宇宙。
宇宙到底有多大？
• 天上的星星确实最多，比地球上的人口多得多。但不是 最暗、最小的。
• 数不清的星星，是与太阳一样能发光的恒星，许多比太 阳大得多、亮得多。月亮是地球的一颗卫星，是最小的。
• 地球与水、金、火、木、土、天王、海王、（冥王）等 行星和一些小行星及彗星围绕太阳运行。
• 除水星、金星外，其他行星都有卫星，有的多达几十颗。 • 这些行星、卫星、小行星和彗星与太阳一起构成太阳系。 • 太阳系中的所有天体都跟随太阳围绕银河中心运行。
天体物理学和发展PPT文档61页
抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
61
天体物理学和发展
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
61
天体物理学和发展
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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天体物理学的发展
2014.11.24
2021/3/1
1
天文学家确认144.6亿岁最长寿恒星
• 一个天文学家研究团队再次确定宇宙中迄今最古老恒星HD 140283的年龄，或比既定宇 宙的年龄还要大，这意味着宇宙比它看起来还要老。
•
宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次爆炸后膨胀形成的。1929年，美国
– 微观客体 – 宏观客体 – 宇观客体
天体的三个层次 ➢太阳与太阳系 ➢恒星与银河系 ➢星系与宇宙
2021/3/1
3
天体物理学研究的意义
• 精确的时间和历法仍然是按照太阳和恒星的运 动确定。（例如测时、守时、授时）
• 可用于人造卫星运动轨道的控制，以及地面导 航、通信等。（轨道计算、太阳黑子）
• 可启发人们去思考、探索与人类的现在和未来 息息相关的各种应用技术。（核聚变、新的更 有效能量转换方式）
天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在
互相远离的宇宙膨胀说。基于这一推论，宇宙中一切天体的年龄都不应超出这从它们的发射功率和拥有的燃料储备来估计。根据
热核反应提供恒星能源的理论，人们得到的天体年龄竟与“宇宙龄”协调一致，这对大
将其称为长寿之星了。此外，其作为一个高速的恒星为人所知有一个世纪左右，但它在
太阳附近存在和其组成却有悖于理论。
•
当然，最终揭示这颗“老寿星”的年龄估计误差实际上比原来的研究更宽泛，天文
学家给这个边际增加了8亿年。该误差边际可能会使这个在宇宙中已知最早的星体年轻
了许多，但仍在自大爆炸以来的时间界限内。但是，在这个年龄的上限是什么？
（1）有类似恒星的像，有些有微弱星云状 包层，还有的有喷流．
（2）光谱中有很强、很宽的发射线
（3）光谱线具有非常大的红移
（4）有很强的紫外辐射
（5）一般有光度变化，光度周期可以是几 小时到几十年。
（6）不少类星体是强射电源，部分是强X 射线源
2021/3/1
类2星0 体
类星体研究的最新成果
经过几十年来的不懈努力，科学家们基本 上揭开了类星体的秘密：
•
目前，土耳其安卡拉大学的比罗尔提出是否有种可能：这颗恒星与最初测量的一样
老，但仍处于“大爆炸的边缘”？他采用宇宙辐射模型（RUM），计算宇宙年龄为
148.85±0.4亿岁，最低限度的比微波背景辐射估计推算宇宙的年龄稍微年长一些，随之
也很容易地调整出HD 140283的原始年龄。
•
比罗尔的RUM理论给哈勃常数提出了一种新的动态值，表明自从大爆炸后44亿年
宇宙膨胀已经加速，很可能容纳了暗能量。此外，这种加速增长率本身是缓慢的，转而
可能由暗物质占据。暗物质和暗能量已被广泛讨论、争议的物理现象，但有观测证据表
明它们是真实的。此外，RUM暗示描述量子大小的普朗克常数并非是单纯的常数，而
2021是/3/一1 个宇宙变量。2014-11-17
2
• 物质客体的三个层 次
星 星系中活动最剧烈的要数类星体。类 体星体是20世纪60年代天体物理的四大发
现之一.
类星体的距离非常遥远，可以说处于目前可
测宇宙的边缘。它的致密部分大小只有若干光年
甚至更小。如此小的范围内竟然能发出比整个银
河系还要高上万倍的辐射能量，堪称宇宙中的奇
迹2021/。3/1 这就是所谓的能源问题。
19
类星体的主要特征
16
四 、恒星演化理论的建立
提出太阳的反应能源 主要来自4个氢核聚 变变为氢核的过程， 称为p-p反应。提出 了碳循环
• 图12－7 贝特
星云物质 原恒星 主序星 红巨星
轻 恒 星
白矮星
2021/3/1
物质弥散 到星际空间
恒星演化示意图
重恒星
超新星爆发
中子星 （脉冲星）
黑洞
18
三
、
四、类星体
类
• 可提高学生的科学文化素质、树立正确的宇宙
观，提高辨别是非的能力、反对迷信和邪教的
危害。
2021/3/1
4
一、天体物 理学 的兴起
2021/3/1
5
公元前129年
古希腊天文学家喜帕恰斯
目测恒星亮度 并根据亮度把恒星划分为 六个等级
这可以说是最早的光度
学测量
2021/3/1
6
2021/3/1
7
爆炸宇宙模型当然是十分有力的支持。
•
恒星HD 140283距离地球190光年，位于天秤座星群里的贫金属次巨星，其视星等
7.223，几乎由氢和氦组成，铁含量不到太阳的1%。2013年，天文学家最初确定其年龄
时，不禁感到困惑了。根据宇宙微波背景辐射估计，目前宇宙年龄为138.17亿岁。而它
似乎大约有144.6亿岁，比宇宙本身还大。这种罕见的恒星似乎相当古老，以至于可以
2021/3/1
14
36.41n 62n216
人们称以上这个谱系为匹克林谱系
2021/3/1
15
2021/3/1
1884年，巴尔末提出了氢光谱的公式
1913年玻尔提出氢原子的定态跃迁原子模型，遇到了 匹克林谱系的困扰
里德伯肯定了他们是氢的光谱
1913年9月初发表的伊万士氢谱结果支持波尔理论
匹克林谱系之谜被解开
理 学 由 孕 育
得益于
走
向
成
熟
三种 物理学 方法
2021/3/1
9
1 光度学
1760年，郎伯特发表《光度学》
2 分光学
1666年，牛顿用三棱镜观察太阳光颜色
3 照相术
19世纪40年代诞生
2021/3/1
10
2021/3/1
1865
拉 塞 佛 年 拍 摄 的 月 球 照 片
11
我国科学家建造世界最大射电望 远镜 可探测宇宙信号
2021/3/1
12
二、匹克林谱系 之谜
2021/3/1
13
1896年,美国天文学家匹克林在哈佛天文观测台的第 12号通报中宣布: “弗莱明夫人发现船尾座ζ星的光谱非常特殊,和别 的光谱都不一样","这6根线很像氢光谱线那样,形成 有规律的谱线,显然,这是出自其它星体或地球上尚 未发现的某种元素".当时,还在通报上发表了拍得的 照片,从照片上可以明显地看到,有4根谱线与氢的巴 耳末系Hα,Hβ,Hγ,Hδ,Hε互相间隔,极有规律.
2021/3/1
1609年伽利略第一次使用光学望远镜观测天体， 绘制月面图 记录大量木星卫星的运动资料 发现了土星的“耳朵”·太阳黑子·太阳的自转等~
1655-1656年惠更斯发现土星的“耳朵”是一些光环 并发现猎户座星云
哈雷发现恒星自行和哈雷彗星
18世纪末，W.赫谢尔创立了恒星天文学
8
天
体
物
十 九 世 纪
2014.11.24
2021/3/1
1
天文学家确认144.6亿岁最长寿恒星
• 一个天文学家研究团队再次确定宇宙中迄今最古老恒星HD 140283的年龄，或比既定宇 宙的年龄还要大，这意味着宇宙比它看起来还要老。
•
宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次爆炸后膨胀形成的。1929年，美国
– 微观客体 – 宏观客体 – 宇观客体
天体的三个层次 ➢太阳与太阳系 ➢恒星与银河系 ➢星系与宇宙
2021/3/1
3
天体物理学研究的意义
• 精确的时间和历法仍然是按照太阳和恒星的运 动确定。（例如测时、守时、授时）
• 可用于人造卫星运动轨道的控制，以及地面导 航、通信等。（轨道计算、太阳黑子）
• 可启发人们去思考、探索与人类的现在和未来 息息相关的各种应用技术。（核聚变、新的更 有效能量转换方式）
天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在
互相远离的宇宙膨胀说。基于这一推论，宇宙中一切天体的年龄都不应超出这从它们的发射功率和拥有的燃料储备来估计。根据
热核反应提供恒星能源的理论，人们得到的天体年龄竟与“宇宙龄”协调一致，这对大
将其称为长寿之星了。此外，其作为一个高速的恒星为人所知有一个世纪左右，但它在
太阳附近存在和其组成却有悖于理论。
•
当然，最终揭示这颗“老寿星”的年龄估计误差实际上比原来的研究更宽泛，天文
学家给这个边际增加了8亿年。该误差边际可能会使这个在宇宙中已知最早的星体年轻
了许多，但仍在自大爆炸以来的时间界限内。但是，在这个年龄的上限是什么？
（1）有类似恒星的像，有些有微弱星云状 包层，还有的有喷流．
（2）光谱中有很强、很宽的发射线
（3）光谱线具有非常大的红移
（4）有很强的紫外辐射
（5）一般有光度变化，光度周期可以是几 小时到几十年。
（6）不少类星体是强射电源，部分是强X 射线源
2021/3/1
类2星0 体
类星体研究的最新成果
经过几十年来的不懈努力，科学家们基本 上揭开了类星体的秘密：
•
目前，土耳其安卡拉大学的比罗尔提出是否有种可能：这颗恒星与最初测量的一样
老，但仍处于“大爆炸的边缘”？他采用宇宙辐射模型（RUM），计算宇宙年龄为
148.85±0.4亿岁，最低限度的比微波背景辐射估计推算宇宙的年龄稍微年长一些，随之
也很容易地调整出HD 140283的原始年龄。
•
比罗尔的RUM理论给哈勃常数提出了一种新的动态值，表明自从大爆炸后44亿年
宇宙膨胀已经加速，很可能容纳了暗能量。此外，这种加速增长率本身是缓慢的，转而
可能由暗物质占据。暗物质和暗能量已被广泛讨论、争议的物理现象，但有观测证据表
明它们是真实的。此外，RUM暗示描述量子大小的普朗克常数并非是单纯的常数，而
2021是/3/一1 个宇宙变量。2014-11-17
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• 物质客体的三个层 次
星 星系中活动最剧烈的要数类星体。类 体星体是20世纪60年代天体物理的四大发
现之一.
类星体的距离非常遥远，可以说处于目前可
测宇宙的边缘。它的致密部分大小只有若干光年
甚至更小。如此小的范围内竟然能发出比整个银
河系还要高上万倍的辐射能量，堪称宇宙中的奇
迹2021/。3/1 这就是所谓的能源问题。
19
类星体的主要特征
16
四 、恒星演化理论的建立
提出太阳的反应能源 主要来自4个氢核聚 变变为氢核的过程， 称为p-p反应。提出 了碳循环
• 图12－7 贝特
星云物质 原恒星 主序星 红巨星
轻 恒 星
白矮星
2021/3/1
物质弥散 到星际空间
恒星演化示意图
重恒星
超新星爆发
中子星 （脉冲星）
黑洞
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三
、
四、类星体
类
• 可提高学生的科学文化素质、树立正确的宇宙
观，提高辨别是非的能力、反对迷信和邪教的
危害。
2021/3/1
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一、天体物 理学 的兴起
2021/3/1
5
公元前129年
古希腊天文学家喜帕恰斯
目测恒星亮度 并根据亮度把恒星划分为 六个等级
这可以说是最早的光度
学测量
2021/3/1
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爆炸宇宙模型当然是十分有力的支持。
•
恒星HD 140283距离地球190光年，位于天秤座星群里的贫金属次巨星，其视星等
7.223，几乎由氢和氦组成，铁含量不到太阳的1%。2013年，天文学家最初确定其年龄
时，不禁感到困惑了。根据宇宙微波背景辐射估计，目前宇宙年龄为138.17亿岁。而它
似乎大约有144.6亿岁，比宇宙本身还大。这种罕见的恒星似乎相当古老，以至于可以
2021/3/1
14
36.41n 62n216
人们称以上这个谱系为匹克林谱系
2021/3/1
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2021/3/1
1884年，巴尔末提出了氢光谱的公式
1913年玻尔提出氢原子的定态跃迁原子模型，遇到了 匹克林谱系的困扰
里德伯肯定了他们是氢的光谱
1913年9月初发表的伊万士氢谱结果支持波尔理论
匹克林谱系之谜被解开
理 学 由 孕 育
得益于
走
向
成
熟
三种 物理学 方法
2021/3/1
9
1 光度学
1760年，郎伯特发表《光度学》
2 分光学
1666年，牛顿用三棱镜观察太阳光颜色
3 照相术
19世纪40年代诞生
2021/3/1
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2021/3/1
1865
拉 塞 佛 年 拍 摄 的 月 球 照 片
11
我国科学家建造世界最大射电望 远镜 可探测宇宙信号
2021/3/1
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二、匹克林谱系 之谜
2021/3/1
13
1896年,美国天文学家匹克林在哈佛天文观测台的第 12号通报中宣布: “弗莱明夫人发现船尾座ζ星的光谱非常特殊,和别 的光谱都不一样","这6根线很像氢光谱线那样,形成 有规律的谱线,显然,这是出自其它星体或地球上尚 未发现的某种元素".当时,还在通报上发表了拍得的 照片,从照片上可以明显地看到,有4根谱线与氢的巴 耳末系Hα,Hβ,Hγ,Hδ,Hε互相间隔,极有规律.
2021/3/1
1609年伽利略第一次使用光学望远镜观测天体， 绘制月面图 记录大量木星卫星的运动资料 发现了土星的“耳朵”·太阳黑子·太阳的自转等~
1655-1656年惠更斯发现土星的“耳朵”是一些光环 并发现猎户座星云
哈雷发现恒星自行和哈雷彗星
18世纪末，W.赫谢尔创立了恒星天文学
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天
体
物
十 九 世 纪