简明天文学教程第三版天文电子分解
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• 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
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
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年国家天文台成立
强调几点：
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。
• 中国是世界上天文学发展最早的国家之一,它萌芽于新石器 时代，可以追溯到4500年以前，至战国秦汉期间（公元前475 年～公元220年）形成了以历法和天象观测为中心的完整而富 有特色的体系。这是在天人感应和天人合一思想支配下高度的 中央集权制下产生的。
• 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。
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
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)wk.baidu.com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。
• 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。
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
——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) 。
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。
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
• 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
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
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年国家天文台成立
强调几点：
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。
• 中国是世界上天文学发展最早的国家之一,它萌芽于新石器 时代，可以追溯到4500年以前，至战国秦汉期间（公元前475 年～公元220年）形成了以历法和天象观测为中心的完整而富 有特色的体系。这是在天人感应和天人合一思想支配下高度的 中央集权制下产生的。
• 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。
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
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)wk.baidu.com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。
• 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。
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
——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) 。
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。
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