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。哥白尼的宇宙日心体系是人类对天体和宇宙的认识过程中的一次飞跃，是唯物主义认识的胜利。

3.太阳的基本结构如何？有何特点？

答：太阳从中心到边缘可以分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气几个组成部分。太阳大气由里向外又可分为光球、色球和日冕三个层次。

（1）核反应区是太阳的产能区。这里进行着四个氢核聚变成一个氦的热核反应。在反应中损失的质量变成了能量，这样才能连续不断地维持着太阳辐射。

（2）辐射区辐射从内部向外部转移过程是多次被物质吸收而又再次发射的过程。因此，从太阳核心到表面的行程，就逐步降低它的频率，变为硬X射线，软X射线，远紫外线，最后以可见光的形式和能量更低的其它形式向外辐射。从太阳内部向外部的温度变化必须保证各层次的辐射压强和重力的平衡，才能维持太阳整体的平衡和稳定。

（3）对流区能量主要靠对流向外传播。在这里，由于外层氢的电离造成此层内气体比热增

加，破坏了辐射平衡所要求的温度梯度，从而破坏了流体静力学平衡，产生流动，进而发展为湍流，湍流区会产生噪声，即低频率的声波。对流区及其下面部分是看不见的，合称为太阳内部或太阳本体。它们的性质只能靠同观测符合的理论计算来确定，对于太阳大气，其性质主要由观测来确定。

（4）光球层实际上是一个非常薄的发光球层。就是我们用肉眼看到的太阳圆盘。光球中布满米粒组织，在光球的活动区，有太阳黑子、光斑。

（5）色球层实际上是由一种细长的炽热物质构成的。色球的亮度只有光球的万分之一。由于磁场的不稳定性，色球经常产生激烈的耀斑爆发，以及与耀斑共生的日珥等，色球层随高度增加，密度急剧下降。

（6）日冕是极端稀薄的气体层，它的亮度比色球更暗。它主要是由高度电离的离子和高速的自由电子组成，日冕物质以很高的速度向外膨胀，形成所谓的"太阳风"。

4.根据大行星的特性，简述行星有几种分类？

答：行星的划分有三种：

（1）以地球轨道为界，以内的叫地内行星，以外的叫地外行星；

（2）以小行星带为界，以内的叫内行星，以外的叫外行星；

（3）根据行星的各种理化性质，过去人们把九大行星分成两类，即"类地行星"--包括水星、金星、地球和火星；"类木行星"--包括木星、土星、天王星和海王星。冥王星属于哪类有不同的看法。最近有人把行星分为三类，即水星、金星、地球和火星仍为"类地行星"，木星和土星为"巨行星"，天王星、海王星和冥王星均为"远日行星"。

5.太阳系中有特色的卫星举几例。

答：至2003年统计数据，人类发现的太阳系卫星有131颗，很多很有特色，例如：

（1）月球是地球的天然卫星。

（2）火卫一和火卫二的外形很像两块马铃薯。它们自转与公转周期相同。

（3）木卫一近球体，是一颗干燥的星球，有广泛的平原和起伏不平的山脉，它的最大特点是有一些活火山。木卫二是颗由厚厚冰层覆盖着的岩石球体。木卫三不仅是木卫中最大的卫星，也是太阳系卫星中最大的一颗。木卫四表面布满环形山。木卫十三，被认为太阳系中最小的卫星。

（4）土卫六，是最先发现的一颗比月球还要大的土星卫星，也是太阳系中目前所知的唯一有大气的卫星。土卫二，属于太阳系表面亮度最高的卫星。

（5）天王一至天王五属于规则卫星，但逆行。

（6）海卫一和海卫二，它们一大一小、一近一远、一逆行一顺行、一个轨道圆一个轨道扁。（7）冥王星的卫星转动周期与冥王星的自转周期相同，是同步卫星。

6.太阳系小天体有哪些？有何特性？

答：太阳系中的小天体包括小行星、彗星和流星体等。

（1）小行星大多数分布在火星和木星轨道之间，构成小行星带。它们绕太阳沿椭圆轨道运行，偏心率和与黄道的交角都比大行星大，而比彗星小。小行星的大小和质量都是很小的。小行星的表面反照率有很大的差异。此外，还有一些不在小行星带内的小行星，如近地小行星。近地小行星按轨道特点可以把它们分成三类：①阿坦型，其轨道半长径小于1.0天文单位；②阿波罗型，其轨道近日距小于1.0天文单位；③阿莫尔型，其近日距小于1.3天文单位。

（2）彗星由冰物质组成。呈云雾状的较小天体，一般肉眼看不到。彗星可分为周期彗星和非周期彗星，对于周期彗星又有长短之分，一般以长于200年周期的称为长周期彗星。一个