天文学导论(陈载璋编)思维导图
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天文学导论课件
质量小的是伴星。两子星之间除引力作用之外，还有更密切的 物理联系，比如物质交换。 有两颗以上恒星组成的恒星集团称为聚星，也成为多合星。 当在一起绕转的恒星超过十颗时称为星团。星团成员对于周围 的场星通常有整体的运动。星团分为球状星团和疏散星团。疏 散星团成员星比较少，在十几到几百颗之间，外形不规则，大 多分布在银道附近。球状星团是银河系中恒星分布最密集的地 方，这里恒星分布的平均密度比太阳附近恒星分布的密度约大 50倍，中心密度则大到1000倍左右。球状星团成员星通常达 几万到上千万颗，形状规则。在业已发现的约121个球状星团 中，约有30个在人马座中（银心），其余的分布在银河系边缘， 围绕银心形成形成一个近乎球状的晕轮。球状星团的年龄一般 要疏散星团的年龄大得多。
Resolution 6B The following sentence is added to Resolution 6A: This category is to be called "plutonian objects."
恒星集团
恒星有集群的趋向。 最简单的恒星系统是两颗相互绕转的双星，质量大的是主星，
2、天文学和气象学的区别和联系
天文学和气象学的分界，概而言之就是大气 层，研究对象分别位于大气层之外和之内。
大气
天文观测（天气、大气折射、大
气吸收、大气扰动）
大气 率）
地球自转（地极移动、自转速
黄赤交角
气候
地球自转
季风
太阳活动
气候和天气
3、天文学与地球科学的区别和联系
地球结构
地球自转
日月潮汐
天文学的研究方法
天文学的研究方法
古代的纯肉眼观测 肉眼
分光
试验 陨星
Resolution 6B The following sentence is added to Resolution 6A: This category is to be called "plutonian objects."
恒星集团
恒星有集群的趋向。 最简单的恒星系统是两颗相互绕转的双星，质量大的是主星，
2、天文学和气象学的区别和联系
天文学和气象学的分界，概而言之就是大气 层，研究对象分别位于大气层之外和之内。
大气
天文观测（天气、大气折射、大
气吸收、大气扰动）
大气 率）
地球自转（地极移动、自转速
黄赤交角
气候
地球自转
季风
太阳活动
气候和天气
3、天文学与地球科学的区别和联系
地球结构
地球自转
日月潮汐
天文学的研究方法
天文学的研究方法
古代的纯肉眼观测 肉眼
分光
试验 陨星
《4000年中国天文史》读书笔记思维导图PPT模板下载
中国的二十八宿
中国的古代星图
第7章 唐朝子午测量
庞大的帝国 圭表测影
一行的子午测量
早期的“科学革 命”
第8章 宋朝的客星
1054年7月4 1
日的“客星”
2
寻找“客星”
3
古代天象记录
4
欧洲和超新星
5
苏颂的天文钟
第9章 元朝的天文台
1
新的王朝
2
四丈高表
3
郭守敬的简仪
4
大汗的科学宫
5 有限的接触和
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《4000年中国天文史》
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01 推荐序
目录
02
第1章 夏朝：基本宇 宙观形成
03 第2章 甲骨天文
04 第3章 彗星帛书
05 第4章 天官之书
06 第5章 时间的主人
目录
07 第6章 敦煌星图
08 第7章 唐朝子午测量
09 第8章 宋朝的客星
010 第9章 元朝的天文台
推荐序
第1章 夏朝：基本宇宙观形成
共工神话：宇宙 的起源
千年文明的方位
天命：中国古代 官方首要科学
第2章 甲骨天文
书写天空：造字 的科学
商朝的“图书馆”
古代的纪时：六 十甲子
第3章 彗星帛书
马王千年的彗星观 测
早于欧洲600年的 彗星观测
彗尾朝向的认识
交流
第10章 日食的天意
耶稣会的交食 1
预报
2
“历狱”的灾 难
3
日食和地震
4
北京古观象台
5
耶稣会的误解
第11章 当代中国的望远镜
1
艰难的重建
《天文兴趣看台》读书笔记思维导图
逆向轨道行 星形成之谜
06
飞碟出没之 谜
05
行星撞地球 Байду номын сангаас谜
第八章 天文故事
趣味故事
天文学家
读书笔记
谢谢观看
1
天文知识
2
天文现象
3
历法与记年
4
天文仪器
5
天文设施
第二章 宇宙知识
宇宙的演变 宇宙的形态
宇宙的变星 流星雨
流星体 周期彗星
天文现象 天文术语
第三章 星系家族
01
星系
02
银河系
03
太阳系
04
河外星系
06
星云
05
卫星星系
第四章 星座知识
1
拱极星座
2
北天星座
3
黄道十二星座
4
赤道带星座
5
南天星座
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《天文兴趣看台》
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本书关键字分析思维导图
探索
地球
知识
趣味
银河系
太阳系
火星
天文
宇宙
星系 行星
星座
之谜
彗星
起源
现象
月球
卫星
科学考察
目录
01 第一章 天文科学
03 第三章 星系家族
02 第二章 宇宙知识 04 第四章 星座知识
目录
05 第五章 行星世界
02
星系的运行 之谜
03
银河系中的 生物之谜
04
太阳系环形 山之谜
06
地球的诞生 之谜
05
太阳的发光 之谜
01
月球的起源 之谜
02
06
飞碟出没之 谜
05
行星撞地球 Байду номын сангаас谜
第八章 天文故事
趣味故事
天文学家
读书笔记
谢谢观看
1
天文知识
2
天文现象
3
历法与记年
4
天文仪器
5
天文设施
第二章 宇宙知识
宇宙的演变 宇宙的形态
宇宙的变星 流星雨
流星体 周期彗星
天文现象 天文术语
第三章 星系家族
01
星系
02
银河系
03
太阳系
04
河外星系
06
星云
05
卫星星系
第四章 星座知识
1
拱极星座
2
北天星座
3
黄道十二星座
4
赤道带星座
5
南天星座
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地球
知识
趣味
银河系
太阳系
火星
天文
宇宙
星系 行星
星座
之谜
彗星
起源
现象
月球
卫星
科学考察
目录
01 第一章 天文科学
03 第三章 星系家族
02 第二章 宇宙知识 04 第四章 星座知识
目录
05 第五章 行星世界
02
星系的运行 之谜
03
银河系中的 生物之谜
04
太阳系环形 山之谜
06
地球的诞生 之谜
05
太阳的发光 之谜
01
月球的起源 之谜
02
天文学导论课件,北师大版
2、天文学研究对象与方法
行星层次：八个行星，矮行星、 太阳系小天体 恒星层次：太阳及其它恒星 星系层次：银河系、河外星系、星系群、 星系团 宇宙整体: 可观测的宇宙
36
• 天文学是研究宇宙的科学。 • 宇宙：四方上下曰宇，往古来今曰宙。 —— 《淮南子》 • 宇宙包含了所有的空间、时间、物质和能量。
6
考核方式： • 作业、小论文、课堂讨论,等等，占学期总成 绩40% • 期末考试：书面闭卷笔试, 占学期总成绩60%
7
第一章 绪论
1、天文学的发展历史 2、天文学的研究对象与方法 3、天文学和物理学的关系
8
Inscription over Kant's tomb Two things fill the mind with ever-increasing awe - the starry heavens above me and the moral law within me.
45
• 北京时间2006年8月24日晚上9点20分，第26 届国际天文学联合会大会投票，部分通过新 的行星定义，冥王星被排除在行星行列之 外，太阳系行星数量将由九颗减为八颗。
46
决议5A： IAU决定我们太阳系内的行星和其他天体按照下列方式划 分为3个明确的类别： (1)一颗行星1是一个天体，它满足(a)围绕太阳运转，(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(近 于圆球)形状，同时(c)扫清了所在轨道上的其他天体。 (2)一颗矮行星是一个天体，它满足(a)围绕太阳运转，(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(近 于圆球)形状2 ，(c)没有扫清所在轨道上的其他天体，同时 (d)不是一颗卫星。 (3)其他围绕太阳运转的天体3 ，卫星除外，统称为“太阳 系小天体”。
天文学导论PPTL06巨行星
▪ 巨行星（和地球）困住高能带电粒子形成巨大 的磁层。木星磁层最大，其半径达木星半径的 100倍之多
▪ 太阳风压力压缩磁层，改变磁层的大小与形状
行星磁场偏折 太阳风，产生 瞬现余迹
木星磁层是太 阳系最大的永 恒“天体”
▪ 被行星磁场捕获的带电粒子集中于辐射带。木 星有很强的辐射带
▪ 巨行星的磁层不仅有来自太阳风的质子和电子 ，也有来自行星大气及其卫星的钠、硫、氧、 氮和碳等元素，成为辐射带的一部分
▪ 氢和氦的总量~1-2地球质量，大部分位于表层 大气
▪ 基于密度，称天王星和海王星为冰态巨行星比 气态巨行星更贴切。构成它们主体的水可能以 深海形பைடு நூலகம்存在
5、巨行星的强磁场
▪ 行星磁场源自其内部导电液体的运动
▪ 导电液体： • 木星和土星：金属氢 • 天王星和海王星：卤水海洋
木星磁轴相对自转轴倾 斜10度，偏离中心~1/10 木星半径。总磁场~地球 的20,000倍，但云顶磁 场仅是地球表面的15倍 ，~4.3高斯
3、巨行星的云
▪ 木星多姿多彩，大约有12条不同颜色的平行云 带。暗的叫带，亮的叫区。许多不同颜色、不 同形状的云遍布其中
▪ 木星最显著的一个特征是位于木星南半球的大 红斑，卵形，长25000千米，宽12000千米
▪ 自从300多年前被发现以来，大红斑的大小、 形状、颜色和运动在不可预期地变化
▪ 许多小云被卷入大红斑的涡旋（或被弹出）
▪ Chapter 11 Planetary Adornments—Moons and Rings
1、巨行星（类木行星）
▪ 木星、土星、天王星和海王星被称为巨行星， 与类地行星很不相同
▪ 它们的体积庞大，密度很低，主要由氢、氦和 水组成，而不是由岩石和金属构成
天文学导论课件北师大
• 研究表明太阳在约50亿年前到达主 序，现仍处于主序阶段。
54
太阳中微子问题
• 中微子是一种不带电、质量极小的亚原子粒 子，它几乎不与任何物质发生相互作用；
• 太阳内部H核聚变释放能量的5%被中微子携带 向外传输，每秒大约有1015个中微子穿过我们 的身体 ；
• 目前接收到的太阳的辐射（光子）实际上产生 于~105-107年前的太阳内部，而中微子则是在
47
质子-质子链与碳氮氧循环核反应率的比较
T17 T4
48
恒星如何维持稳定的核燃烧？
• 恒星内部的核反应速率对 温度十分敏感， ε∝T4 (PP), T17 (CNO)
• 恒星是稳定的气体球，其 内部任意一点必须维持流 体静力学平衡。 （向内的）重力 ó（向 外的）压力差 T ↑→ε ↑→ P ↑→R↑ →T↓
15
太阳元素 的发现
• 1868年8月18日，法国天文学家詹逊观测 日全食时，发现日珥的一条橙黄色明线 （D3），不能和已知的地球上任何元素 的谱线相对应。命名为氦，曾称“ 太阳 元素”。
27年后，一位名叫雷姆塞的英国化学家终 于在地球上也找到了氦。
16
核心区 辐射区 对流区 光球 色球 过渡区 日冕
太阳常数： 单位时间垂直射入地球大气外单位面积上
的能量。 地面测量归算出大气外的值为: 1.95cal/(cm2·min)。
7
• 近40年来，卫星测定太阳总辐照及其变化，以 太阳(总)辐照取代太阳常数。 太阳总辐照：太阳垂直照射在离它1AU处每平方 米面积上的总辐射流。 平均值:1365～1369W/m2
第六章：离我们最近的恒星—太阳
1. 太阳的概况 2. 太阳的观测 3. 太阳的内部结构与能源 4. 太阳活动 5. 太阳和其他恒星的关系及日地关系 6. 太阳系起源与演化
54
太阳中微子问题
• 中微子是一种不带电、质量极小的亚原子粒 子，它几乎不与任何物质发生相互作用；
• 太阳内部H核聚变释放能量的5%被中微子携带 向外传输，每秒大约有1015个中微子穿过我们 的身体 ；
• 目前接收到的太阳的辐射（光子）实际上产生 于~105-107年前的太阳内部，而中微子则是在
47
质子-质子链与碳氮氧循环核反应率的比较
T17 T4
48
恒星如何维持稳定的核燃烧？
• 恒星内部的核反应速率对 温度十分敏感， ε∝T4 (PP), T17 (CNO)
• 恒星是稳定的气体球，其 内部任意一点必须维持流 体静力学平衡。 （向内的）重力 ó（向 外的）压力差 T ↑→ε ↑→ P ↑→R↑ →T↓
15
太阳元素 的发现
• 1868年8月18日，法国天文学家詹逊观测 日全食时，发现日珥的一条橙黄色明线 （D3），不能和已知的地球上任何元素 的谱线相对应。命名为氦，曾称“ 太阳 元素”。
27年后，一位名叫雷姆塞的英国化学家终 于在地球上也找到了氦。
16
核心区 辐射区 对流区 光球 色球 过渡区 日冕
太阳常数： 单位时间垂直射入地球大气外单位面积上
的能量。 地面测量归算出大气外的值为: 1.95cal/(cm2·min)。
7
• 近40年来，卫星测定太阳总辐照及其变化，以 太阳(总)辐照取代太阳常数。 太阳总辐照：太阳垂直照射在离它1AU处每平方 米面积上的总辐射流。 平均值:1365～1369W/m2
第六章：离我们最近的恒星—太阳
1. 太阳的概况 2. 太阳的观测 3. 太阳的内部结构与能源 4. 太阳活动 5. 太阳和其他恒星的关系及日地关系 6. 太阳系起源与演化
清华大学天文学导论笔记
天文学史开普勒三定律（椭圆轨道、运行速度、轨道与周期）引力摄动：另一颗行星的引力导致某行星绕太阳的运动不符合两体假设非牛顿引力摄动：水星、金星近日点进动验证了爱因斯坦广义相对论钟慢效应：μ介子寿命为2.2×10-6s，以光速运动也仅能行进600m，而宇宙射线在大气外层产生的近光速μ介子却可以以到达地球表面。
引力透镜：由于质量对光的吸引，若被观测的星体与观测者连线上有大质量星系（透镜星系），观测者可能观察到多个像（爱因斯坦十字、双爱因斯坦环）天体视运动天体的周日视运动：由于地球自转导致的天体视运动太阳：东升西落，与当地正午通过天子午线达到最高点，两次通过子午线间的时间为一太阳日（24h）北京东经116.5度，东八区标准东经120度，北京时间正午12时时北京的太阳时为11点46分赤道参考系：把天空幻想为大球，北极指向北天极，南极指向南天极，赤道扩展为天赤道。
北天极对地面的高度等于北半球该地的纬度。
天赤道与天极的弧距离总是90度，与地平面相交于正东正西方向，且恰好看到一半。
天球自东向西旋转，每小时旋转15度，所有星体的视运动轨迹都平行于天赤道。
地平参考系：以正头顶为天顶，子午线从正南到正北穿过南天极、天顶和北天极平分天球。
本地参考系中天体位置在始终改变。
赤道上，一切星体都垂直于地平面升起和落下，所有星体都可见且在地平面上方12个小时周年视运动：天球坐标系上恒星的坐标固定，由于地球公转导致太阳在天球上向东运动。
这也导致了每天同一时间天空状况不同（因为太阳时制）太阳：太阳在天球上的位置始终自西向东移动，每年环绕天球一周，其在天球上的轨迹称为黄道。
太阳绕天球一周的时间是365.24天。
太阳日：24h，太阳连续两次到达子午线的时间。
恒星日：23h56min，恒星连续两次到达子午线的时间。
恒星日表明了地球自转的真实周期。
由于太阳一直向东运动，所以恒星比太阳运动的快一点。
由于我们使用太阳时，恒星每天升起、穿过子午线、下落的时间都要提前约4分钟，经过一个太阳年后回到原地。
L07_stars
颜色
1.3 恒星的颜色
▪ 如峰值在红光 位置，则恒星
看起来是红色 的
恒星的颜色由其表面温度决定
1.4 恒星的温度和大小
▪ 恒星表面温度和真实大小可由辐射特征得出 ▪ 维恩定律：测量恒星颜色恒星表面温度T
T 2900 pe ak
( in m,T in K)
▪ 斯-玻（S-B）定律：确定恒星半径
L 4R2T 4
光度 Luminosity
▪ 光度（L）是恒星表面每秒所发出的辐射（总 功率），表征恒星的固有特征
▪ 距离和亮度已知，可得光度：
Luminosity 4d 2 Brightness
▪ 恒星光度相差悬殊：106-10-4太阳光度 ▪ 低光度（质量）恒星比高光度恒星多得多
▪ 光谱的峰值位 置显示恒星的
▪ 已知地球到太阳平均距离为1AU，三角法给出 d = 1/p，d为恒星的距离；p为恒星视差 (以角 秒表示)
▪ p=1角秒所对应的距离定义为1秒差距
• 1pc = 3.26光年 = 3.08 x 1016 米
▪ 最近的恒星半人马座比邻星（a –Cen）的p = 0.753”， 则其距离d = 1/(0.753) = 1.33 pc, 或 (1.33 x 3.26) = 4.3 光年
L 4d 2 Brightness
1.5 恒星的化学成分
▪ 谱线用来测定恒星大气的化学成分（和其它特 征）
▪ 恒星内部产生连续的黑体谱 ▪ 当辐射通过恒星大气时，原子吸收特定波长的
光子而产生恒星光谱中的吸收线 ▪ 发射线：热外层大气中受激发原子退激发 ▪ 结论：恒星（大气）主要由氢和氦组成
2。恒星的光谱分类
▪ 恒星越远，其视差越小
• 邻近（约200光年以内）恒星的距离由恒星视差来 量度
1.3 恒星的颜色
▪ 如峰值在红光 位置，则恒星
看起来是红色 的
恒星的颜色由其表面温度决定
1.4 恒星的温度和大小
▪ 恒星表面温度和真实大小可由辐射特征得出 ▪ 维恩定律：测量恒星颜色恒星表面温度T
T 2900 pe ak
( in m,T in K)
▪ 斯-玻（S-B）定律：确定恒星半径
L 4R2T 4
光度 Luminosity
▪ 光度（L）是恒星表面每秒所发出的辐射（总 功率），表征恒星的固有特征
▪ 距离和亮度已知，可得光度：
Luminosity 4d 2 Brightness
▪ 恒星光度相差悬殊：106-10-4太阳光度 ▪ 低光度（质量）恒星比高光度恒星多得多
▪ 光谱的峰值位 置显示恒星的
▪ 已知地球到太阳平均距离为1AU，三角法给出 d = 1/p，d为恒星的距离；p为恒星视差 (以角 秒表示)
▪ p=1角秒所对应的距离定义为1秒差距
• 1pc = 3.26光年 = 3.08 x 1016 米
▪ 最近的恒星半人马座比邻星（a –Cen）的p = 0.753”， 则其距离d = 1/(0.753) = 1.33 pc, 或 (1.33 x 3.26) = 4.3 光年
L 4d 2 Brightness
1.5 恒星的化学成分
▪ 谱线用来测定恒星大气的化学成分（和其它特 征）
▪ 恒星内部产生连续的黑体谱 ▪ 当辐射通过恒星大气时，原子吸收特定波长的
光子而产生恒星光谱中的吸收线 ▪ 发射线：热外层大气中受激发原子退激发 ▪ 结论：恒星（大气）主要由氢和氦组成
2。恒星的光谱分类
▪ 恒星越远，其视差越小
• 邻近（约200光年以内）恒星的距离由恒星视差来 量度
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