简明天文学教程(第三版) 天文电子教案 第1章分解
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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
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： • 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。
• 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。 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.
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、 பைடு நூலகம்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。 按学科性质分为：实测天体物理学和理论天体物理学
——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) 。
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。
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
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
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 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
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。
埃及金字塔：北纬30度，倾角30度
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盖天说：天圆如张盖，地方如棋盘。
返回
浑天说：认为天不是一个半球形﹐而是一整个圆球﹐ 地球在其中，就如蛋黄在鸡蛋内部一样。
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第一章结束
•
•
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
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。
这十年有望取得进展的几个关键问题：
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。 • 天文学是自然科学中一门基础学科。
§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
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： • 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。
• 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。 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.
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、 பைடு நூலகம்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。 按学科性质分为：实测天体物理学和理论天体物理学
——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) 。
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。
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
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
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 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
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。
埃及金字塔：北纬30度，倾角30度
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盖天说：天圆如张盖，地方如棋盘。
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浑天说：认为天不是一个半球形﹐而是一整个圆球﹐ 地球在其中，就如蛋黄在鸡蛋内部一样。
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第一章结束
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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
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。
这十年有望取得进展的几个关键问题：
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。 • 天文学是自然科学中一门基础学科。