简明天文学教程第三版天文电子分解
数字电子技术基础简明教程(第三版)全
三、二进制代码 编码： 用二进制数表示文字、符号等信息的过程。 二进制代码： 编码后的二进制数。
二-十进制代码：用二进制代码表示十个数字符号 0 ~ 9，又称为 BCD 码（Binary Coded Decimal ）。 8421码 2421码 5211码
几种常见的BCD代码： 余 3 码 余 3 循环码
Y2 1 0 1 0 11 0 0
& ≥1
Y3
(真值表略)
(4) 异或运算 A
=1
(Exclusive—OR) B
Y4 = A ⊕ B = AB + AB
(5) 同或运算 (异或非)
(Exclusive—NOR)
Y5 = A ⊕ B A =1 B
= AB + AB A=
= A⊙B B
Y4
A B Y4 00 0
10 1 11 1
（3）非运算：
真
A
Y
值
0
1
表
1
0
逻辑函数式 Y = A + B 逻辑符号
A B
≥1 Y 或门（OR gate)
逻辑函数式 逻辑符号
Y= A
A1
Y 非门（NOT gate)
二、逻辑变量与逻辑函数及常用复合逻辑运算
1. 逻辑变量与逻辑函数 逻辑变量：在逻辑代数中，用英文字母表示的变量称
¾ 1.3.1 几种表示逻辑函数的方法 ¾ 1.3.2 几种表示方法之间的转换
基本概念
一、逻辑代数（布尔代数、开关代数）
逻辑： 事物因果关系的规律
逻辑函数: 逻辑自变量和逻辑结果的关系 Z = f ( A, B, C L)
逻辑变量取值：0、1 分别代表两种对立的状态
普通天文学_第十一单元 宇宙学(2)_
什么是微波背景辐射？l●根据⼤大爆炸宇宙学，早期宇宙是⼗十分炽热的。
l●宇宙随着膨胀逐渐冷却，温度下降。
l●因此宇宙中应该充满了⼤大爆炸残留的热辐射，即宇宙背景辐射。
l●由于宇宙膨胀，该辐射已红移⾄至微波波段，称为宇宙微波背景辐射。
l●1948年R. 阿尔法和R. 赫曼预⾔言温度为5K的微波背景辐射。
l●1964年J. 皮布尔斯估计背景辐射的⿊黑体温度为10 K，R. 迪克等⼈人计划搜寻该背景辐射。
l●1964年A. 彭吉亚斯和R. 威尔逊在7.35 厘米波长处探测到均匀的3.5 K宇宙背景，并因此获得1978年诺贝尔物理学奖。
max 0.29 cmK ~0.1 cm Tl =l●1989年发射的宇宙背景探测仪对0.5毫米-10厘米波段的宇宙背景辐射进⾏行观测à→⾼高度各向同性à→2.73 K⿊黑体辐射Co smic B ackgroundE xplorer (COBE)宇宙背景辐射谱宇宙微波背景辐射温度变化（蓝⾊色：2.724 K ，红⾊色：2.732 K.）太阳运动的朝向与被向⽅方向的温度分别变化约10-3。
微波背景辐射的各向异性l 偶极不对称性由本星系群（~620 km/s）运动引起的背景辐射温度的涨落。
3.353 mKT D =微波背景辐射的各向异性l●扣除微波背景辐射的偶极不对称和银河系尘埃辐射的影响后，微波背景辐射表现出⼤大小为⼗十万分之⼏几的温度变化。
l●这种细微的温度变化表明宇宙演化早期存在微小的不均匀性，正是这种不均匀性导致了星系的形成。
l●J. C. 马瑟和G. F. 斯穆特因此发现获得2006年诺贝尔物理学奖。
D T=18µK宇宙是如何演化的？。
简明天文学课后答案
第一章绪论1.简述天文学的研究对象，研究方法和特点？答：天文学的研究对象是天体，其研究的基本方法是对天体的观测，包括目视观测和仪器观测。
它的研究特点是：（1）大部分情况下人类不能主动去实验，只能被动观测。
（2）强调对天体进行全局、整体图景的综合研究。
表现观测上是全波段、全天候。
在理论上依赖模型和假设。
（3）需用计算机把观测所获得的大量原始资料进行整理。
使天文学研究发生重大变化的另一个技术进步是快速互联网技术，这使得异地天文数据的交换和处理成为可能，使得观测数据具有巨大的科学产出的潜在意义。
目前，虚拟天文台的提出和建设对天文研究意义深远。
（4）具有大科学的特征，需要大量投资。
（5）以哲学为指导。
2.研究天文学的意义有哪些？答：天文学与人类关系密切，天文学对于人类生存和社会进步具有积极重要的意义，突出表现在以下几个方面：（1）时间服务：准确的时间不单是人类日常生活不可缺少的，而且对许多生产和科研部门更为重要。
最早的天文学就是农业和牧业民族为了确定较准确的季节而诞生和发展起来的。
现代的一些生产和科研工作更离不开精确的时间。
例如，某些生产、科学研究、国防建设和宇航部门，对时间精度要求精确到千分之一秒，甚至百万分之一秒，否则就会失之毫厘，差之千里。
而准确的时间是靠对天体的观测获得并验证的。
（2）导航服务：对地球形状大小的认识是靠天文学知识取得的。
确定地球上的位置离不开地理坐标，测定地理经度和纬度，无论是经典方法还是现代技术，都属于天文学的工作内容。
（3）人造天体的成功发射及应用：目前，人类已向宇宙发射了数以千计的人造天体，其中包括人造地球卫星、人造行星、星际探测器和太空实验站等。
它们已经广泛应用于国民经济、文化教育、科学研究和国防军事。
仅就人造地球卫星而言，有通讯卫星、气象卫星、测地卫星、资源卫星、导航卫星等，根据不同需要又有地球同步卫星、太阳同步卫星等。
所有人造天体都需要精确地设计和确定它们的轨道、轨道对赤道面的倾角、偏心率等。
简明天文学教程 5时间和历法换算
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操作步骤
1
推算干支纪年
2
判断闰年与平年
3
安排农历大小月
由于春分是农历二月的中气，而3月20日落在2月23 日至3月25日范围内，故2月23日至3月25日为农历 二月；又因期间共有30天，故农历二月为大月。其 他农历月序、大小月依此类推。
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五、实验练习
完成附录中所提供的配 套练习，并按规范格式 提交实验报告。
操作步骤
1
推算干支纪年
2
判断闰年与平年
3
安排农历大小月
方表方“地法可法辛支12知”为：：，；“N2公地巳0＝0历支”12年02序。00尾1号故0－1数＝公年3是历2－相01260当，0010m于÷天1，辛1年干2求巳相序所得年当号得N。于＝的＝辛1余1，巳8数，即年＝查天。9干干，支为即
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农历的编制
• 农历月序：由当月含的中气决定，雨水所在的月份 为正月，春分所在的月份为二月，其余依次类推。
• 农历大小月：由相邻的两个朔日之间的日数决定， 29天为小月，30天为大月。
• 从天文年历中的“节气”和“月相”表中顺序摘出 12个中气和每个合朔的日期列表，当年的农历就可 以很容易的编制出来。
《地球概论》课程配套实验电子教案
实验五 时间和历法换算
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一、实验内容
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时间的推算：恒星时、太阳时和太阴时、地方时 及换算
2
农历的编制：利用天文年历编制农历，算出日月 合朔、中气的日期等
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简明天文学教程第二版第十二章答案 余明主编
第十二章宇宙学1. 什么是宇宙？天文学的宇宙与哲学的宇宙有何区别？⑴对于宇宙的理解有天文学和哲学的概念。
天文学宇宙指的是科学宇宙，定义迄今为止观测所及的星系及星系总体。
时间上有起源，空间上有边界。
哲学宇宙指的是普通的、永恒的物质世界。
在时间上是无始无终的，在空间上是无边无际的。
⑵区别：①天文学上宇宙是人们观测所及的宇宙部分。
②哲学上的宇宙是无所不包的，所以天文学上的宇宙是无限宇宙的一部分。
2. 西方宇宙论的研究经历了哪些时期？20世纪以前的西方宇宙论可分四个发展时期。
第一个时期是启蒙时期，主要是远古时代关于宇宙的神话传说。
第二个时期是从公元前六世纪到公元一世纪，以至直到中世纪（15世纪）为止，古希腊，罗马在宇宙的本源和结构上曾出现过唯物论，唯心论两派的激烈斗争，此后西方进入中世纪，宇宙学沦入经院哲学的神学深渊，地心学主宰宇宙学。
第三时期是从十六世纪到十七世纪，十六世纪哥白尼倡导日心说，开始把宇宙学从神学中解放出来，到十七世纪，牛顿开辟了以力学方法研究宇宙学的新生途径，形成了经典宇宙学。
第四学期，十八世纪到十九世纪，自康德拉普拉斯的星云说问世以后，确立了天体演化学科，赫歇尔父子对恒星进行了大量的观测，把以前只局限于太阳系的研究扩大到银河系和河外星系，在此期间，已经有分光方法应用于天文学，这一时期的发展给现代宇宙的发展奠定了基础。
哈勃膨胀、微波背景辐射、轻元素的合成以及宇宙年龄的测量被认为是现代宇宙学的四大基石。
现代宇宙学包括密切联系的两个方面，即观测宇宙学和物理宇宙学。
前者侧重于发现大尺度的观测特征，后者侧重于研究宇宙的运动、动力学和物理学以及建立宇宙模型。
从地心说、日心学到无心学是人类认识宇宙的三个里程碑。
但宇宙的命运究竟如何？人类还没有把握。
宇宙的起源和演化是当代宇宙学的前沿课题。
3. 我国的宇宙论研究的发展过程怎样？中国是世界上古老文明的发源地之一，在天文学方面有着灿烂的历史，在天象记载、天文仪器制作和宇宙理论方面都留下了珍贵的记录。
简明天文学
一．名词解释1.恒星：由炽热气体组成能自身发光的球形或类球形天体。
2.天赤道：地球赤道平面无限扩大与天球的交线。
3.太阳常数：在日地处于平均距离，阳光垂直照射并排除大气影响的条件下，地面上单位面积、单位时间所接受的太阳热量。
4.大地水准面：与静止海面重合并且延伸到大陆以下的水准面。
5.天球：天球是一个想象的旋转的球，理论上具有无限大的半径，与地球同心。
实际上我们看到的是天体在这个巨大的圆球的球面上的投影位置，这个圆球就称为天球。
6.星座：星座是指在道家占星学上，天上一群群的恒星组合。
自从古代以来，人类便把三五成群的恒星与他们神话中的人物或器具联系起来，称之为“星座”。
7.太阳风：太阳风是从恒星上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。
在不是太阳的情况下，这种带电粒子流也常称为“恒星风”。
8.黄道：地球绕太阳公转的轨道平面与地球相交的大圆。
9.矮行星：矮行星或称“侏儒行星”，体积介于行星和小行星之间，围绕太阳运转，质量足以克服固体应力以达到流体静力平衡（近于圆球）形状，没有清空所在轨道上的其他天体，同时不是卫星。
矮行星是一个新的分类。
定义的标准尚不明确。
10.恒星日：以恒星为参考点，地球自转一周所用的时间。
11.回归年：以春分点为参考点，地球公转一周所用的时间。
12.朔望月：朔望月，又称“太阴月”。
月球绕地球公转相对于太阳的平均周期。
为月相盈亏的周期。
以从朔到下一次朔或从望到下一次望的时间间隔为长度，平均为29.53059天。
13.参考扁球体：参考椭球体亦称“参考扁球体”。
椭圆绕其短轴旋转所成的形体，并近似于地球大地水准面。
大地水准面的形状即用相对于参考椭球体的偏离来表示。
二．简答题1.疏散星团和球状星团的特点从星团外部形态，包含恒星数量以及望远镜观测形态方面回答疏散星团是指由数百颗至上千颗由较弱引力联系的恒星所组成的天体，直径一般不过数十光年。
星团中的恒星密度不一，但与球状星团中恒星高度密集相比，疏散星团中的恒星密度要低得多。
天文学基础知识——天文学发展简史 ppt课件
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宇宙层次
宇秩序
地月系 太阳系
Natural：太阳，行星，卫星， 彗星，小行星，流星。 Artificial: 人造卫星，星际探测器（旅行者号）
银河系
恒星、双星、聚星、星团、星云、星系
日地平均距离15km定义为1天文单位光年ly历史事件宇宙大爆炸太阳和地球形成蓝绿藻类有细胞核的大细胞复杂的多细胞生命植物和动物出现恐龙时代北京人出现尼安特人出现现代人出现人类开始有文字记载人类实施第一项射电观测计划宇宙年历3年前第三年1月份34月10月下旬11月底12月15日25日12月31日23时12月31日23时50分12月31日23时55分12月31日59分30秒12月31日59分597秒绕自己体内的旋转轴的自转绕日运行的公转跟着太阳系朝织女星方向的运动随着太阳系绕银河系中心旋转的运动自转的角速度
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现代天文学
19世纪中叶天体物理学的产生标志现代天文学的产生。 现代天文学的观测手段可以归纳为以下三种：
光学观测：传统光学望远镜 太空望远镜、自适应光学 系统。
射电观测：20世纪60年代，脉冲星、星际分子、宇宙微 波背景辐射和类星体“四大发现”。射电天文已成为诺贝尔 奖的摇篮。
1Kpc = 103 pc (星团与星系尺度)
最最近近的的恒疏星散1M星团pc=：毕1星0团6：(Hp半yca人d(e马星s), 4系(4比p邻团c 星(1与3),51宇l.y3.)p宙c (尺4.2度2 ly.))
最近的河外星系 ：大麦云(LMC)，52 Kpc
目前发现的最远天体：180亿光年 ~ 5500 Mpc
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简明天文学教程 3天文望远镜的使用和操作
• 天文光学天文望远镜 主要由物镜和目镜及 其他配件组成。
• 通常按照物镜的不同， 可把光学望远镜分为 三类，即折射望远镜、 反射望远镜和折反射 望远镜。
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光学望远镜的原理与类型
• 折射望远镜
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a 伽利略望远镜 b 开普勒望远镜
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支架及主镜安装
操作步骤
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主镜与寻星镜同轴调整
①主镜装上低倍目镜，对准远处目标将其调整至视 野中央；②调整寻星镜支架上的固定螺丝使主镜所 对准的目标也位于寻星镜十字丝交叉处；③检查主 镜视场，若目标有偏移，重新调整至视场中央，再 次调整寻星镜。④重复上述过程直到主镜与寻星镜 视场中心重合无偏移。
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• 放大率（G）
– 通过望远镜观测，天球上两点的 张角所放大的倍数。
• 分辨角（δ）
– 是指刚能被望远镜分辨的天球上 两点间的角距离。
• 视场角（ω）
– 用望远镜所能观测到的天空区域 的角直径叫视场角。
• 贯穿本领
– 晴朗夜晚用望远镜观测天顶附近 所能看到的最暗弱恒星的星等。
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光学望远镜的原理与类型
• 反射望远镜
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光学望远镜的原理与类型
• 折反射望远镜
施密特望远镜光学系统
马克苏托夫望远镜光学系统
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四、实验操作
望远镜及附件的安装使用
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望远镜及附件的安装使用
chapter01普通天文学
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3. 电磁波谱
Kirchoff定律 热的、致密的固体、液体和 气体产生连续谱； 热的、稀薄的气体产生发射 线； 连续辐射通过冷的、稀薄的 气体后产生吸收线。
恒星形成区M17中的热气体辐射谱
太阳光谱
原子结构和谱线的形成
原子结构：原子核 + 围绕原子核旋转的电子（云）。 （量子化的）电子轨道的大小反映了原子能态的高低。
天文学的发展
19世纪中叶，天体物理学诞生
天体光度和光谱的测量。 观测技术和理论工具飞速发展。 光学天文学→射电天文学、空间天文学→全 波天文学。 量子论、相对论、原子核物理学、高能物理 学。
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关于本课程
学习目的和要求 学习内容 成绩测定 联系方式 lixd@
Planck
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Einstein
大气窗口(atmospheric window) 地球大气阻挡了来自空间的电磁辐射的大部分， 仅在射电和光学部分波段较为透明。
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不透明度
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2. 黑体辐射（blackbody radiation）
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当电子从高能态跃迁到低能态，原子释放光子， 产生发射线；反之产生吸收线。 吸收或发射的光子能量为 hν＝En2 - En1
吸收线的产生过程
氢原子光谱（波长单位：nm）
Lyman线系 Balmer线系 Paschen线系 Brackett线系 Pfund线系
Line intensities
简明天文学教程 4天文观测
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行星辨认及其视运动
• 行星表面状况
– 行星同月亮一样也有相位变化，即有圆有缺。地外行星还 有光环和卫星。这些都要在行星观测中加以留心观察。
• 行星视运动
– 把一个行星在一年中 的不同时刻的视位置 标在星图上，就得到 了行星的视运动路线。
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③ 填写报表：“流星细目表”和“流星目视观测报 表”。
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五、实验练习
完成附录中所提供的配 套练习，并按规范格式 提交实验报告。
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流星雨的目视观测
操作步骤
①选择合适的场地和天空状况。视野方向在一定的 时间段内要固定，天区要高，如果多人一起观测， 可以分工各自负责一块天区。
②发现流星时，观测者要判断流星数目和颜色、流 星的归属（群内流星和群外流星）、流星的速度 （快、中、慢），同时报告星等、方位和仰角等特 征。
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太阳黑子的观测
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测前准备
操作步骤
2
描画黑子
3
计算黑子相对数
①仔细观看黑子的形状和轮廓，先用硬铅笔描画黑 子半影轮廓，再用软铅笔描画黑子本影轮廓。
②先画西边的黑子，后画东边的；先描大黑子群， 后描小黑子群和单个黑子。
③记下描画前和描画后的时刻，以中间值作为观测 时刻。
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金星凌日的观测
操作步骤
①选择合适的天文望远镜。 ②在入凌前，要把表对得尽量准确，同时尽可能地调整好极轴， 画好东西线，把太阳上的可见黑子描绘于观测用纸上。 ③注视日面的东边缘，当看到圆滑的边缘像日食似的刚开始缺 了一小块时，意味着凌日开始了，应立刻记下时间，这便是入 凌时的外切时间，并描出外切的位置。同样，也应记下入凌时 的内切时间，描出内切的位置。这时，整个金星已经完全处于 太阳的圆面之内了。从此刻开始，要每隔半个小时把金星的位 置在同一张观测用纸上描绘一遍，在每个位置上注明时间，直 至即将出凌。 ④整理数据。
(完整word版)天文学整理参考资料
从遥远太空回眸地球，地球上看似渺小的人类，正用自己无穷的智慧和非凡的能力，追寻着神秘而和谐的茫茫宇宙中发生的一切---这就是人类的追求、永恒的欲望。
数学物理学化学天文学地球科学生命科学被认为是现代自然科学的六大基础学科。
那些为现代技术发展所不可缺少的理智工具，主要来自对星空的观察。
像牛顿那样的有创造能力的思想家。
他们的思想由于凝视这星空而展翅高飞。
19世纪与20世纪之交，物理学的天空出现两朵小小的乌云，竟然酝酿出漫天的狂飙，动摇了几个世纪以来建成的物理学大厦。
雨过天晴，相对论和量子力学这两座全新的、现代物理学理论架构巍然耸立，人类社会进入科学技术迅猛发展的新时期。
20世纪与21世纪之交，又有两朵乌云---暗物质和暗能量，天文学中出现的γ射线暴、巨型黑洞附近的吸积流、引力透镜、宇宙加速膨胀等新奇天象，也许会促使人类像19世纪和20世纪之交，甚至像在文艺复兴时代那样，产生基本物理观念的革命性变化。
天上的星，地上的花，人间的爱是世界上最美的三样东西天文学史研究天体和宇宙的科学。
天体即大气层以外的物体，包括日月星辰和人造天体在内。
天文学研究天体的位置分布运动结构物理状态化学组成相互关系及演化规律。
宇宙是全部时间空间和所有天体的总称。
天文学有三个主要分支学科；天体测量学天体力学天体物理学天体测量学是天文学中最先发展起来的一个分支，主要任务是研究和精确测定天体的位置和运动，建立和维持基本参考坐标系，确定地面点的坐标以及提供精确的标准时间服务。
天体力学主要研究天体运动的动力学问题，包括天体的力学运动和形状。
天体物理是天文学中最年轻、也是最活跃的分支，主要任务是应用物理学的技术、方法和理论，研究天体的表面物理状态、内部结构、化学组相互关系和演化规律。
翻译）四方上下谓之宇，往古来今谓之宙----名曰宇宙地球是太阳系中唯一适宜生命繁衍的星球。
天文学望远镜之父伽利略北斗七星位于大熊星座；北斗星位于小熊星座太阳系共有八大行星，166个卫星，还有一些矮行星和其他小天体，处于主宰地位的当然是太阳，太阳的质量占整个太阳系总质量的99.86%。
简明天文学教程第二版第七章答案 余明主编
第七章太阳系1.托勒密的宇宙地心体系的要点是什么？现代人的评价如何？答：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，但地球不是均轮中心，而是与圆心有一定的距离。
他用这两种运动的复合来解释行星运动中的顺行、逆行、合、留等现象。
（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、木星和土星到它们各自的本轮中心的连线始终与地球到太阳连线平行，这三颗星每年绕其本轮中心转一周。
（4）恒星都位于被称为"恒星天"的固体壳层上，日、月、行星除上述运动外，还与恒星一起每天绕地球转一周，以此解释各种天体的每天东升西落现象。
现代人的评价：托勒密的宇宙地心体系是错误的，是唯心的。
但是，在当时条件下，它所推算出的行星位置与实际观测结果，是相当符合的。
当时认为这个宇宙体系似乎是合乎情理的完美的数学图解。
只是后来被教会所利用，成为上帝创造世界的理论支柱。
2.哥白尼的宇宙日心体系的要点是什么？现代人评价如何？答：要点：（1）地球不是宇宙的中心，太阳才是宇宙的中心。
太阳运行的一年周期是地球每年绕太阳公转一周的反映。
（2）水星、金星、火星、木星、土星五颗行星同地球一样，都在圆形轨道上匀速地绕太阳公转。
（3）月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道上每月绕地球转一周，同时月球又跟地球一起绕太阳公转。
（4）地球每天自转一周，天穹实际不转动，因地球自转，才出现日月星辰每天东升西没的周日运动，是地球自转运动的反映。
（5）恒星离地球比太阳远得多。
现代人的评价：由于科学水平及时代的局限，哥白尼的日心体系也有缺陷。
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。
然而哥白尼是第一个以科学向神权挑战的人，他的历史功绩在于确认了地球不是宇宙的中心，从而给天文学带来了一场根本性革命。
简明天文学教程 2四季星空
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利用天球仪观星
操作步骤
天球仪经过高度校正、纬度校正、时间校正后，即 与当时的实际天空一致。球心与桌面某星连线延长 直至天空，天空上对应的星即为该星。
2019/12/21
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利用星图与活动星图观星
操作步骤
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利用星图观星
利用活动星图观星
使用时，面向北方（北极星图）举起星图将图中心 正对北天极，月份向上，使星图东西方向与实际相 符，然后与实际星空对比观察。
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认识主要星座和亮星
• 星座：为了辨认满天群星，人们用想象的线条将各 星连接起来，构成各种各样的图形，或把某一块星 空划分成若干区域，予以命名。
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认识主要星座和亮星
• 四大星区：为了对全天星座分布大势有全局认识， 将星空按赤经划分为四大星区。
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活动星图使用 认识主要星座和亮星
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活动星图使用
• 活动星图是由一个可转动的星 盘底座（下盘）与一个带椭圆 开口与时间刻度的圆盘（上盘） 组成。
– 星盘（下盘）是一幅天球的极投 影展示图。一般主要绘有赤纬在 －65°—＋90°范围的国际通用 星座60个，星点的大小表示星的 视星等。
– 地盘（上盘）绘有指定地理纬度 的地平坐标网图，并注有方位和 高度。它有一个透明的椭圆形窗 口，即为观测者所见的天空范围。
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活动星图使用
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活动星图使用
• 使用时，旋转底盘，使底盘上的日期和上盘上的时间正好与观测的日期 和时刻相吻合，此时上盘地平圈透明窗口内显露出来的部分星象即为当 时可见的星空。把活动星图举过头顶，使星图上的南北方向同大自然的 南北方向一致，这样就可以按图所示去辨认星座了。此外，活动星图还 可以帮助我们了解星座出现的时间和位置、太阳出没的时刻及方位等。
简明天文学教程(第三版) 天文电子教案 第3章
思考与练习题 1．何谓时间？ 2．如何测时？常用的计时系统有哪些？试说明。 3．已知某地毕宿五（α=4h35m）正在上中天，当日太 阳的赤经α⊙为21h51m44s，时差为-4m13s，求当时 该地的平时。（参考答案：18h57m29s） 4.在成都某地（λ=104°05′E=6h56m20sE）5月6日用 日晷测得视太阳时10h02m，求相应的地方平时及北京 时间(时差为3m24s)。（参考答案：9h58m36s； 11h02m16s） 5.已知东八区的区时为2000年1月13日8h，求西九区的 区时？（参考答案：12日15h）
恒星时：把恒星作为参考点，地球自转一周的时间称为 一个恒星日。 任何瞬间的恒星时，在数值上等于该瞬间 上中天的恒星的赤经。目前人为规定春分点的时角就是 恒星时 。
S=tr （春分点的时角）=aM （恒星赤经）+tM （恒星时角） 太阳时：以太阳在天穹上的位置来确定一日中的时间。 (它有视太阳时和平太阳时之分)，太阳时与太阳时角有 12h的差值：S⊙=t⊙± 12h
1个太阳日 1 个 恒星 日
区时和时区
国际日期变更线：180度经线。
四.时间计量和服务 1. 时间计量
测时；守时；播时
中国科学院国家授时中心（陕西天文台）
2. 时间服务
世界时服务；原子时服务
时间基准——地下钟房
通过GPS共视和卫星双向时间比对等手段与国际时间比对 中国科学院国家授时中心（陕西天文台）
§3.2 历法 一、历法及制定历法的基本原则
历法就是推算日、月、年的时间长度和它们之间的关 系或指安排年月日的法则称为历法。
基于课程网络平台的_地球概论_简明天文学_教学探析_张林海
第31卷第3期2010年6月首都师范大学学报（自然科学版）Journal of Capital Normal University（Natural Science Edition ）No.3June ，2010基于课程网络平台的《地球概论/简明天文学》教学探析张林海余明*（福建师范大学地理科学学院，福建福州350007）摘要基于数字化课程网络教学工作平台，依据《简明天文学教程》课程特点，探讨《地球概论/简明天文学》课程网络教学的设计原则和流程，提出课程网络平台体系结构的建设模式，为网络平台教学实践提供参考.关键词：课程网络平台，网络教学，地球概论/简明天文学.中图分类号：G 42收稿日期：2009-08-01*通讯作者：余明，教授，主要研究地球科学、地理信息系统及应用.E-mail ：yumingfz@1引言课程网络平台是以网络为知识传播和应用的载体，应用计算机多媒体技术构建的网上教学平台.它通过网络，根据教学目标、原则、方法、内容和一定的教学策略，组织和实施教学活动［1］.数字化课程网络平台作为一种全新的教学方式，不仅冲击了传统的教学理念，也颠覆了传统的课程教学模式，因此越来越受到人们的重视，基于网络技术的教学在高校教育中的应用己显得越来越普遍［2－4］.为了满足日益深入的多媒体教学形式和管理众多的数字化教学资源，福建师范大学先后引入了SkyONE 和Skyclass 课程网络工作平台，它是基于互联网的辅助教学、学习交互平台，由南京易学教育软件有限公司开发，拥有众多实用功能，简单易学，是制作网络课程的较佳选择［5，6］.课程网络平台作为课堂教学的补充和延伸，在学校正逐步汇聚面向本科生开设的全部课程和与之相关的所有电子资源.在此背景下，我校本科专业的基础课程的教学内容和教学模式也相应进行调整和改革.“地球概论/简明天文学”是地理专业的基础课，我们选用的教材是科学出版社出版的《简明天文学教程》［7］（以下简称《教程》），《教程》第1版已于2001年7月由科学出版社出版，在全国几个高校使用，总体反映较好［8，9］，2007年2月，《教程》第2版面世，同时开发并制作了便于学生学习使用的电子网络版.随着教学改革的深入，面对基于网络条件下建立起来的“以学生为主体、以教师为主导”的新型教学模式也必将成为《地球概论/简明天文学》新的教学关注点.本文根据网络平台建设的实践，探讨如何在网络环境下建立本课程的多媒体网络教学平台，探索符合《地球概论/简明天文学》课程特点的网络教学模式.2课程特点《地球概论/简明天文学》是高等师范院校地理系的基础课，且是一门先行的专业课程.它主要阐述关于地球整体的基础知识和基本理论，是学习和研究自然地理学的基础［10］.其主要讲述天文学的基础知识，反映天文学的最新成就和进展，有助于学生认识地球在宇宙中的整体环境，帮助学生树立正确的人生观和宇宙观.这也是《地球概论/简明天文学》授课最重要的任务.我们使用的教材最大的特点是内容丰富，条理清晰，语言流畅，有较强的科学性、趣味性和可读性，全书注重突出“简明”二字，深入浅出，通俗易懂，并有大量图表、照片和附表，特别适用于非天文学专业的学生和广大的天文爱好者使用.《教程》的主要内容包括天文观测的基础知识如天体和天球坐标、天文观测的工具和手段及其测定方法、四季星空的认识；天文学的研究和应用知识如时间和历法；最新的研究进展如宇宙学及地外文第3期张林海等：基于课程网络平台的《地球概论/简明天文学》教学探析明的探索和搜寻.《教程》的重点内容是天体系统的介绍和天体的运动特别是地球、月球和太阳的运动规律.针对课程的重点教学内容，还编排了天球仪使用和四季星空的认识、使用电子星图模拟星空、天文望远镜的实习和天体观测等3次课程实习.也正是由于《教程》丰富的信息量和精彩的图文、影像资料，传统的有限课堂授课时间内很难系统、详尽的完成教学内容，并且一些最新的备课资料也无法及时有效的传达给学生.在这种情况下，数字化课程网络教学工作平台的出现可谓是“及时雨”，可以增加学生与教师之间的信息沟通和互动，方便师生之间的交流与协作，有效提高课程的教学效果.3课程网络平台建设的原则和流程课程网络的建设与设计是依据建构主义学习理论的思想，以网络为基础，提倡的是“双主”教学模式.网络课程的设计不仅应遵循课程建设的一般原则，如科学性、艺术性、完整性等，还应依据网络课程的特性，结合《教程》内容和课程特点，整合信息技术与课程资源，开放课程内容和教学活动过程，使师生形成良好的互动，使教师能及时对学生的学习活动做出相应的反馈.平台的建设还要求界面友好、可操作性强、提示信息强、通用性好，并且部署明确、功能完善、易于扩展.利用SkyONE进行课程网络建设，不必考虑单独建立网站，教师注册登录后，可以直接通过平台创建课程，通过网络链接，对课程进行设计、发布和修改，同时对作业进行批改、备份和管理.《简明天文学教程》课程网络建设的流程见图1.4课程网络平台体系结构课程网络平台是按《教程》的教学目标、教学策略组织起来的，以教学内容和网络支撑的教学环境.其体系结构以知识树的形式展示了整个课程系统，采用最形象的方式向学生讲授课程的知识框架.在对网络平台体系结构模块进行具体设计时，出发点就是一切以促进学习者有效的学习为目标，所有的学习活动和课程资源都要与教学密切相关，以激发学生主动参与学习，同时也为学生提供良好的自主学习信息技术的环境.整个网络平台体系以教师和学生两个用户层为中心，以达到高效、自主、互动的教学目的.《简明天文学教程》课程网络平台体系结构见图2.图1网络课程平台的建设流程图2课程网络平台体系结构SkyONE课程网络教学工作平台在课程创建时有多个初始节点（模块），可以自由选择、修改和增删.根据《简明天文学教程》教材特点，其网络平台体系主要包含5个模块构成，各个模块的功能不同，各个模块又由多个栏目构成，现介绍如下：课程学习模块：是课程网络平台的主体，目的是让学生了解本课程的基本情况，它具体可分课程信息、教学课件、电子教材和教学公告4个栏目.其中课程信息还包括课程简介、教学大纲、教学进度、教师介绍等子栏目；教学课件主要是PPT格式的文档，精编了课本内容，按章节组织，一般1章对应1个电子文档，第12章和第13章内容合并为1个文档，共12个文档；电子教材则是《教程》的网络版，利用Dreamweaver、Flash等技术，采用HTML格式组织的课程内容，与《教程》纸质教材内容一致，并增首都师范大学学报（自然科学版）2010年加了附录部分，主要内容包括天文学常用数据、卫星、行星、恒星、星云、星座、星团的介绍，以及2000年 2020年我国可见的日、月食和天文大事记.教学公告供教师发布与课程有关的最新资讯，如课程调整安排、内容更新提示等.各栏目设置的目的是既能让学生在课前有充分时间预习，对教材有整体认识，又能让学生及时了解课程变化动态.实验作业模块：让学生了解实验课程和课程作业，检验学生的实际动手能力和对课程知识的掌握程度.它包括实验项目和实验指导书栏目.学生可以根据自己兴趣课后自行实验.作业测试包括作业讲评和在线测试，教师可以设置题目难度和分值，考试时间和提供试题库，学生可进行在线自我测试，完毕后可获得评分及评价信息等；动态的作业管理系统如作业上传、下载、批改、管理主要在专门的作业系统中完成.交流互动模块：方便教师和学生之间的同步和异步交流，增进师生之间的感情，提高学生的学习兴趣，体现了网络课程平台的优越性.它包括教学讨论、问题集锦和教师信箱栏目.其中教学讨论栏目主要探究教师教学手段和学生学习的效果，学生可上传反馈在课程上未解决的学习问题，教师在答复指导的同时也可提出教学改进方案，并双向交互进行；问题集锦栏目针对课程内容和学生感兴趣、有疑问的问题做统一解答；教师信箱是教师和学生之间的互动工具之一，便于师生的个别交流.学习工具模块：它是学生学习的辅助工具，为学生提供了必要的学习软件及使用帮助文档.它可分为天文词典和软件下载栏目.天文词典是双语简明词典，收录了天文学名词，为学生提供了广泛的天文资料和信息，也可以通过网络链接提供词典信息；词典的设计上，主要根据英文字母顺序排序，通过点击字母链接到相应的词汇表；软件下载提供了常用的天文软件如Skymap、立体星图、万年历等软件，也提供了Flash，RealPlayer等常用的影音软件.参考资料模块：供“学有余力”的学生使用，极大地丰富了学生学习的内容，引导学习者主动地完成知识建构，进一步激发学习者的学习兴趣.它主要有包括丰富的电子文本、精美的天文图片、电子视频、flash动画等多媒体素材栏目，还推荐了重要的参考文献，并提供了各天体常用数据，附有日月食资料，还有希腊神话与星座故事.参考资料还包括著名天文台（如北京天文台）、天文论坛（如天文大视野、福建省天文论坛）、天文书籍、个人博客等相关网站链接栏目，方便网络资料的浏览和检索.SkyONE课程网络平台自身还集成了常用的搜索引擎、网上开放式课程和图书馆等网络资源，也可以作为参考资源教学体系.在具体实现上，SkyONE课程网络平台提供了文件目录导入和PowerPoint链接导入2种模式，既方便将传统的备课资料导入到系统中，同时又提供类似Word的编辑器，以修改生成的文件，因此能够在最大程度上实现快捷的网络课程建设，节省工作时间.SkyONE课程网络平台还支持离线状态下的备课，易于教师录入与更改信息，一旦网络连通，系统就能将备课中的资料上传到服务器，实现家庭与办公室的同步，这也极大的提高了教学效率.基于SkyONE的《简明天文学教程》课程网络平台建成后的界面如图3：图3基于SkyONE的《地球概论/简明天文学》课程网络平台界面2009年5月，学校在原有平台的基础上，更新为Skyclass（天空教室）课程网络平台，具有更强大的互动教学功能.平台分为三部分：课程建设模块，包括课程的资源建设与教师团队的管理功能，增加了授课录像等内容，相当于原来的备课模块；辅教管理模块，包括教师和学生各项学习互动，发表调查问卷等功能；精品课程模块，便于申报各级的精品课程.Skyclass（天空教室）课程网络平台界面如图4：5教学效果及应用课程网络平台的使用后，我们做了问卷调查.总的来说，对师生是受益的.通过课堂多媒体教学以及课程网络平台的使用，教学效果良好.课程网络平台在高校课程教学中有着广泛的应用，它提供了良好的数字化教学环境，无疑会更有利的加强学生学习第3期张林海等：基于课程网络平台的《地球概论/简明天文学》教学探析图4基于Skyclass 的《地球概论/简明天文学》课程网络平台界面的主动性，促进学生个性化学习，有力的促进了教学质量.许多的精品课程就是在网络课程平台基础上设计而成的.而良好的设计结构、丰富的教学内容、多层次的教学活动及舒适的网上教学环境是构建一门优秀的网络精品课程的必要条件［11］，这也对大学教师素质提出了更高的要求和挑战.基于SkyONE 和Skyclass 数字化课程网络平台的《地球概论/简明天文学》教学作为一个新生事物，是网络教学的一种积极尝试，是《地球概论/简明天文学》课程向信息化、数字化、网络化建设的一个开端.但在课程建设的实践中也出现了一些问题，如虽然学校已经构建了校园网，但是不同校区网络环境不大相同，师生对校园网络环境仍不很熟悉，缺乏互动性；一些网络设施也尚未充分利用，学校仍缺乏完善的软、硬件网络教学环境等.不管怎样，课程网络平台的《地球概论/简明天文学》建设将是一个逐步完善和渐进的过程.2008年，在此网络平台基础上，我们成功申报了校级精品课程———《地球概论》，目前也正朝着省级精品课程建设方向努力.参考文献［1］朱琳媛.构建《主体结构工程施工》课程网络学习平台［J ］.软件导刊，2008，7（7）：134－135.［2］张彪，淮虎银，杜坤，等.网络条件下的形成性实验教学考核体系的构建［J ］.高等理科教育，2007，4：112－115.［3］王华民，林英姿，彭江龙等.利用医学微生物学网络课程平台培养学生自主学习能力［J ］.海南医学院学报，2008，14（6）：791－794.［4］Lee M G.Profiling Students ’Adaptation Styles in Web －base Learning ［J ］.Computer and Education ，2001，36（2）：121－132.［5］张宏亮，刘兆瑜.基于天空教室系统的数字电子技术网络课程开发［J ］.河南广播电视大学学报，2007，20（2）：107－109.［6］于东明，董烁，文曙光，等.基于天空教室软件平台的人体解剖学双语网络课程建设［J ］.中国高等医学教育，2008，8：27－28.［7］余明.简明天文学教程（第2版）［M ］.北京：科学出版社，2007.［8］余明，郑云开.基于Dreamweaver 环境下的《简明天文学教程》设计及实现［J ］.福建师范大学学报（自然科学版），2003，19（1）：112－115.［9］卢炬甫.对天文学类教材的点评［N ］.新华书目报，2008－1－25.［10］辛晓十，刘国旭.“地球概论”教学改革探讨［J ］.南阳师范学院学报，2006，5（9）：107－109.［11］于春燕.高校网络课程的功能与结构设计［J ］.滁州学院学报，2005，7（2）：109－111.首都师范大学学报（自然科学版）2010年Research on Teaching of A Course in Summary Astronomy byUsing the Technology of Network PlatformZhang Linhai，Yu Ming（School of Geographical Sciences，Fujian Normal University，Fuzhou350007，China）AbstractIn order to adapt to information and network era，base on the characteristics of A Course in Summary Astronomy and the technology of network platform，the design principles and flowchart model of network course are researched.In addition，architecture framework of network platform in teaching A Course in Summary Astronomy are put forward.This study could work as reference for the teaching by using the technology of network platform.Key words：A Course in Summary Astronomy；technology of network platform；network course.作者简介张林海（1978－），男，硕士，主要研究地球科学、生态环境及应用。
简明天文学教程 第9章
球面三角余弦公式： cosa=cosbcosc+sinbsinccosA
a C
B A
b
c
半昼弧公式：cost＝－tgΦ tgδ ⊙
Cos90°＝cos（90－ δ）cos（90 ° － Φ ）+ sin （90 ° －δ） sin （90 ° － Φ ）cost 0=cos（90－ δ）cos（90 ° － Φ ）+ sin （90 ° －δ） sin （90 ° － Φ ）cost cost＝ －cos（90－ δ）cos（90 ° － Φ ） / sin （90 ° －δ） sin （90 ° － Φ ）
跳转
•地球是一个 由不同状态 与不同物质 的同心圈层 所组成的球 体。
这些圈层可 以分成内部 圈层与外部 圈层，即内 三圈与外三 圈。
其中外三圈 包括大气圈、 水圈和生物 圈，内三圈 包括地壳、 地幔和地核。
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地球的磁场
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地球的自转与公转
跳转
δ=±（90-∣Φ∣）
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天 旋 地 转
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正午太阳高度角变化
3、任意地点正午太阳高度的年平均值等于该地 纬度的余角。如福州（27°N）正午太阳高度的年 平均值为63°。
4、在|φ|≥23°26'的地方，正午太阳高度的年变 化呈单峰型，极大极小值分别出现在二至日（北半 球夏至最大，冬至最小；南半球反之）。
5、在南北回归线之间，正午太阳高度的年变化呈 双峰型。有两个极大值h=90°，两个极小值：主极 小值h=66°34‘-|φ|，次极小值h=66°34’+|φ|。
二、地轴进动 1、概念：天北极绕黄轴顺时针方向，以25800 年旋转的运动，称为地轴进动或岁差。 2、成因：与近地天体（尤其日、月）作用有关 3、地轴进动的后果：北极星的变迁、春分点西移
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• 对于中国人来说，天文学曾经是一门很重要的科学，因为 它是从敬天的“宗教”中自然产生的。历法是由皇帝颁布的， 天文和历法一直是“正统”的儒家之学。
• 天文学是自然科学中一门基础学科。
• 天文学是一门古老而又富有生命力的学科。
• 现代天文学是全电磁波段可观测的科学。
二、天文学的研究方法和特点
1、基本的研究方法－－对天体的观测
2、研究特点： （1）用仪器观察和测量天体辐射（电磁波、高能微观粒子） （2）学科合作（如现代物理学理论 ）、新技术的应用 （3）投资大，全球合作 （4）辨证历史的唯物主义观点
二、 了解地球在宇宙中的位置的工具----天球和天球坐标(见 第2章),天文观测工具和手段(见第4,5章),天体物理性质和距 离测量(见第6章)
三、 天文学的应用(如：时间,历法,测量,导航,地外文明探 索等）（详见第1,3,13章)
第一章 绪 论
§1.1概述 一、天文学的研究对象
天文学是自然科学中的一门基础学科。它的研究对象是天体。 它研究天体的位置和运动、研究它们的化学组成、物理状态 和过程，研究它们的结构和演化规律。
这十年有望取得进展的几个关键问题：
研究近代宇宙的开端即第一批恒星和星系形成的时代 决定宇宙的大尺度性质 了解各种尺度黑洞的形成和演化 研究恒星和行星系统的形成和演化 了解天文环境对地球的影响
§1.2 天文学简史
一、古代天文学的起源和发展 1、埃及：天狼星与尼罗河泛滥；埃及金字塔 2、巴比伦和亚述：制定历法，星期制度形成 3、印度：对季节的划分；独特的宇宙观 4、希腊：大地是圆形；水晶球体系；地球大小的测定 5、中国古代天文学 二、欧洲近代天文学的发展 1、哥白尼日心体系的建立：《天体运行论》 2、伽利略和他的望远镜 ：天空的哥伦布 3、牛顿和他的力学体系
进一步讨论题： • 21世纪的天文与空间科学。 • 举例说明天文与地学的关系。 • 天文与其它学科的关系.
埃及金字塔：北纬30度，倾角30度
期，构造运动、生物灭绝与天文关系） 7、探索地外生命和地外文明
四、天文学的科学分支 传统天文学分类（见图1）和现代天文学分类（见图2）
1． 天体测量学： 主要任务是研究和测定天体的位置和运动，并建立基
本参考坐标系和确定地面点的坐标。 按照研究方法的不同，还可分为下列二级分支学科：
球面天文学、方位天文学 、实用天文学、天文地球动力学
天体动力学等
3． 天体物理学： 天体物理学是运用物理学的技术、方法和理论，研究天体
形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的科学。
按研究对象又分为：太阳物理学、太阳系物理学、恒星 天文学、恒星、星际介质物理学、星系天文学、宇宙学、宇 宙化学、天体演化学等分支学科。新兴起的空间天文学和高 能天体物理学也是它的分支。
三、18和19世纪天文学的发展 1、天体测量学的成就 ：光行差，恒星的周年视差 2、天体力学的进展：摄动理论 3、太阳系研究成就：天王星，海王星，小行星发现 4、恒星天文学的成就：太阳在恒星空间的运动，绕转的双星 5、天体物理学的诞生：光谱理论
四．现代天文学的发展和成就 1、对太阳系的探测：冥王星及其卫星的发现 2、恒星研究的纵深发展：20世纪初期赫罗图，脉冲星发现 3、银河系和河外星系研究成果：1924年“宇宙岛”之争 4、宇宙演化学研究：谱线红移，3K辐射。
• 从中国的天象记事可以看出，中国人在阿拉伯人以前，是 全世界最坚毅、最精确的天文观测者。
• 中国天文学本质上是有天极的，它使用的是赤道坐标，主 要依靠观测拱极星。
思考与练习题 • 简述天文学的研究对象、研究方法和特点。 • 研究天文学的意义有哪些？ • 了解天文学的科学分支。 • 简述古代天文学的起源和发展。 • 简述欧洲15、16、17、18、19、20世纪天文学发展的特 点及成就。 • 简述中国天文学从古到今的发展过程。
按学科性质分为：实测天体物理学和理论天体物理学 按观测基地和波段可分为：光学天文学、射电天文学 （包括毫米波和亚毫米波）、红外天文学、紫外天文学、高 能（x射线、γ射线、中微子）天体物理学，统称为全（电磁） 波段天文学；
天文学和天体物理学的基本目的
了解宇宙及其成员：星系、恒星和行星是如何形成的， 它们是如何演化的，以及它们将来的命运是什么。
——课前说明
一、课程性质与课程目标 二、课程理论教学内容 三、实践项目
具体参见光盘
学习指导：
一、 地球在宇宙中,地球是宇宙中的一个天体；宇宙中最常见 的天体是恒星，太阳是一颗普通恒星。天体之间相互作用构 成天体系统，与人类关系密切的天体系统有：地月系、太阳 系、银河系 (详细见第7,8,9,10,11,12章) 。
2． 天体力学：天体力学是研究天体运动和天体形状的科学。 它以万有引力定律为基础，研究天体在万有引力和其它力 综合作用下的运动规律、天体自转和其它引力因素综合作 用所具有的形状。
根据研究的对象、范围和方法，还可分为：
摄动理论、
天体力学定性理论、
天体力学数值方法、 历书天文学、
天体的形状和自转理论、
五、中国天文学
1、萌芽和体系形成：盖天说，浑天说，宣夜说 2、早期综合和发展：秦汉统一后，太阳黑子和超新星发现 3、继续发展和繁荣：岁差，浑天仪发现。 4、由鼎盛到相对滞后：宋到明末时期，记录两次超新星 5、与西方天文学交融：很少创新 6、近代、现代天文学的发展：2001年国 Nhomakorabea天文台成立
强调几点：
三、天文学研究的意义
1、时间服务:对天体测量获得准确时间 2、在大地测量中的应用：经纬度、地球形状测量 3、人造天体的发射及应用：卫星、探测器、试验站 4、导航服务：航海、GPS导航服务 5、探索宇宙奥秘，揭示自然界规律(20世纪60年代四大发现） 6、天文与地学的关系：（珊瑚的“日纹”变化，全球性冰