天文學(xué)習(xí)題解

1、天文觀測(cè)習(xí)題天文觀測(cè)習(xí)題1 1，北極星的高度，北極星的高度由于北極星始終在地球的自轉(zhuǎn)軸上，所由于北極星始終在地球的自轉(zhuǎn)軸上，所以北極星的地平高度和觀測(cè)者的地理緯以北極星的地平高度和觀測(cè)者的地理緯度有關(guān)，在北半球任意一個(gè)觀測(cè)者看來(lái)，度有關(guān)，在北半球任意一個(gè)觀測(cè)者看來(lái)，北極星的地平高度就是等于地理緯度的北極星的地平高度就是等于地理緯度的大小。大小。2，“樓上黃昏欲望休，玉梯橫絕月如鉤。芭蕉不展丁香結(jié)，同向春風(fēng)各自愁?！痹?shī)中描述的月相( ) A是新月 B弓背向東 C出現(xiàn)在西方天空 D出現(xiàn)在農(nóng)歷初一 【解釋】 黃昏-在晚上看到月亮，月如鉤-指眉月 （初中學(xué)生）有句口訣：上上西西 上上：上弦月，上半夜可

2、以看到 西西：出現(xiàn)在西邊的天空，弓背也朝西 2，畫如圖標(biāo)記，取天球坐標(biāo)系，太陽(yáng)的方位在一個(gè)月內(nèi)近似不動(dòng)，月亮繞地球公轉(zhuǎn)自西向東，圖逆時(shí)針?lè)较颉Ｔ铝恋男螤罡鶕?jù)上圖，由三者相對(duì)位置決定。 分析：1，在天球坐標(biāo)系中，地球自轉(zhuǎn)自西向東，視效果是反方向，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)是自西向東，視效果是同方向的，月亮繞地球公轉(zhuǎn)也是自西向東。所以有共動(dòng)的角動(dòng)量起源。 4，在地球看來(lái)，月亮的運(yùn)動(dòng)主要是自轉(zhuǎn)的反效果，即月亮是自東向西運(yùn)動(dòng)。即沿順時(shí)針?lè)较?。在黃昏時(shí)分（18時(shí)），觀測(cè)者的天頂在B位置，根據(jù)月亮東升西落的趨勢(shì)定義左為東，右為西 。故月弓朝西，在西方天空。（故本題答案為C） 3，根據(jù)地球自轉(zhuǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。在黃昏看到

3、， 則說(shuō)明，月亮是在圖中上方的蛾眉月位置。第一章第一章 習(xí)題習(xí)題2 2對(duì)于北京地區(qū)（對(duì)于北京地區(qū)（ =40=40），在春分日、夏至日、秋分），在春分日、夏至日、秋分日和冬至日的時(shí)候，太陽(yáng)在上中天的高度。日和冬至日的時(shí)候，太陽(yáng)在上中天的高度。解：如圖，主動(dòng)觀點(diǎn)：解：如圖，主動(dòng)觀點(diǎn)：天球不動(dòng)，只有天頂天球不動(dòng)，只有天頂隨自轉(zhuǎn)繞北天極作圓隨自轉(zhuǎn)繞北天極作圓周運(yùn)動(dòng)。周運(yùn)動(dòng)。 夏至夏至冬至冬至北天極北天極天頂天頂?shù)仄降仄教斐嗟捞斐嗟赖仄降仄剿裕悍贮c(diǎn)的高度為所以，春分點(diǎn)的高度為 h h春分春分= 90 = 90 -40 -40 = 50 = 50 40 40 北天極北天極天頂天頂天赤道天赤道地平地平

4、被動(dòng)觀點(diǎn)：被動(dòng)觀點(diǎn)：假定天頂在假定天頂在圖上不動(dòng)，圖上不動(dòng)，則天體存在則天體存在周日?qǐng)A周運(yùn)周日?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)，圓周是平行圓周是平行于天赤道的于天赤道的圓圈。圓圈。同理，秋分點(diǎn)為同理，秋分點(diǎn)為 h h秋分秋分= 90 = 90 -40 -40 = 50 = 50 40 40 北天極北天極天赤道天赤道秋分秋分地平地平天頂天頂夏至、冬至點(diǎn)則在黃道面上。夏至、冬至點(diǎn)則在黃道面上。h h冬至冬至=(90 =(90 - 40 - 40 ) - ) - =26.5 =26.5 ； h h夏至夏至=(90 =(90 - 40 - 40 ) + ) + =73.5 =73.5 冬至冬至40 40 北天極北天極地平

5、地平天頂天頂天赤道天赤道 地平地平夏至夏至北天極北天極天頂天頂 第一章第一章 習(xí)題習(xí)題4 4汕頭（汕頭（23.523.5 ），基多（），基多（0 0 ）和圣保羅（）和圣保羅（-23.5-23.5 ）看到太）看到太陽(yáng)在天頂?shù)臅r(shí)刻？陽(yáng)在天頂?shù)臅r(shí)刻？解：由習(xí)題解：由習(xí)題2 2，我們不難總結(jié)，對(duì)于任意地理緯度，我們不難總結(jié)，對(duì)于任意地理緯度 人人，任意太，任意太陽(yáng)的赤緯陽(yáng)的赤緯 日日，在太陽(yáng)上中天時(shí)的高度為，在太陽(yáng)上中天時(shí)的高度為 h h 90 90 - - 人人 日日（赤道以北為正）（赤道以北為正） 。要求太陽(yáng)位于天頂，即高度。要求太陽(yáng)位于天頂，即高度 h = 90 h = 90 。對(duì)于汕頭，對(duì)于汕

6、頭， 人人= = 23.5 23.5 ，令，令h=90 h=90 , , 即即 日日= =23.5 23.5 ，即汕頭在夏至日。即汕頭在夏至日。對(duì)于基多，對(duì)于基多， 人人= 0 = 0 ，令，令h=90 h=90 , , 即即 日日= 0 = 0 ，對(duì)應(yīng)春分，對(duì)應(yīng)春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)，即基多在春分日、秋分日。點(diǎn)和秋分點(diǎn)，即基多在春分日、秋分日。對(duì)于圣保羅，對(duì)于圣保羅， 人人= - 23.5 = - 23.5 ，令，令h=90 h=90 , , 即即 日日= - 23.5 = - 23.5 ，即即圣保羅圣保羅在冬至日。在冬至日。小結(jié)：對(duì)于任意地理緯度小結(jié)：對(duì)于任意地理緯度 人人，任意在天球，任意在天球

7、固定位置的恒星（赤緯固定位置的恒星（赤緯 恒星恒星），恒星上中），恒星上中天時(shí)的高度為天時(shí)的高度為 h = 90 h = 90 - - 人人 恒星恒星第一章第一章 習(xí)題習(xí)題6 6說(shuō)明太陽(yáng)在春分、夏至、秋分、冬至各點(diǎn)時(shí)，太陽(yáng)的赤說(shuō)明太陽(yáng)在春分、夏至、秋分、冬至各點(diǎn)時(shí)，太陽(yáng)的赤經(jīng)和赤緯。經(jīng)和赤緯。 夏至夏至冬至冬至天赤道天赤道北天極北天極解：赤經(jīng)從春分點(diǎn)起算，沿解：赤經(jīng)從春分點(diǎn)起算，沿天赤道按逆時(shí)針計(jì)數(shù)天赤道按逆時(shí)針計(jì)數(shù)春分春分=0 =0 ， 夏至夏至=6=6h h 秋分秋分=12=12h h, , 冬至冬至=18=18h h 赤緯從天赤道起算，沿經(jīng)圈赤緯從天赤道起算，沿經(jīng)圈計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 春分春分=0

8、=0， 夏至夏至= 23.5= 23.5 秋分秋分=0=0， 冬至冬至= - 23.5 = - 23.5 第一章第一章 習(xí)題習(xí)題7 7獵戶座的三星，在一個(gè)月前是晚上獵戶座的三星，在一個(gè)月前是晚上1010時(shí)升起，問(wèn)三顆星今時(shí)升起，問(wèn)三顆星今晚何時(shí)升起？晚何時(shí)升起？解：根據(jù)恒星時(shí)比太陽(yáng)平時(shí)快解：根據(jù)恒星時(shí)比太陽(yáng)平時(shí)快4 4分分/ /天。一個(gè)月下來(lái)，則天。一個(gè)月下來(lái)，則快：快： 4 4分分/ /天天 3030天天 = 120= 120分分 = 2= 2小時(shí)。故在今晚小時(shí)。故在今晚8 8時(shí)升時(shí)升起。起。第二章第二章 習(xí)題習(xí)題3 3對(duì)緯度對(duì)緯度+55+55 而言，春分點(diǎn)剛升出地平的時(shí)刻，黃道與地平圈構(gòu)而

9、言，春分點(diǎn)剛升出地平的時(shí)刻，黃道與地平圈構(gòu)成什么角度？春分點(diǎn)剛沉沒(méi)地平的時(shí)刻呢？對(duì)緯度成什么角度？春分點(diǎn)剛沉沒(méi)地平的時(shí)刻呢？對(duì)緯度+66.5 +66.5 呢？呢？解：緯度記作解：緯度記作 , ,黃赤交角為黃赤交角為 =23.5=23.5 天赤道天赤道天天頂頂北天極北天極地平地平 90 90 - - 黃道黃道1. 1.春分是剛升出或沉沒(méi)于地平，春分是剛升出或沉沒(méi)于地平，意味著意味著此刻地平圈過(guò)春分點(diǎn)此刻地平圈過(guò)春分點(diǎn) . .2. 2.考察的是升出或沉沒(méi)于地平，考察的是升出或沉沒(méi)于地平，則意味著與地球的自轉(zhuǎn)有關(guān)，則意味著與地球的自轉(zhuǎn)有關(guān)，即春分點(diǎn)的周日視運(yùn)動(dòng)即春分點(diǎn)的周日視運(yùn)動(dòng). .天赤道天赤道地

10、平地平 天天頂頂 90 90 - - 黃道黃道地平地平 天天頂頂天赤道天赤道 90 90 - - 黃道黃道3. 3.天頂在自轉(zhuǎn)中，繞北極作自西向東的進(jìn)動(dòng)。地平隨之旋轉(zhuǎn)，天頂在自轉(zhuǎn)中，繞北極作自西向東的進(jìn)動(dòng)。地平隨之旋轉(zhuǎn)，而春分點(diǎn)是固定在天球上，故左圖是春分點(diǎn)剛升出地平。右圖而春分點(diǎn)是固定在天球上，故左圖是春分點(diǎn)剛升出地平。右圖是春分點(diǎn)剛沉沒(méi)于地平。是春分點(diǎn)剛沉沒(méi)于地平。4. 4.剛升出地平時(shí)，地平與黃道夾角為剛升出地平時(shí)，地平與黃道夾角為| (90 | (90 - - ) - ) - | , | , 剛沉沒(méi)于地平時(shí)，地平與黃道夾角為剛沉沒(méi)于地平時(shí)，地平與黃道夾角為| (90 | (90 - -

11、 ) + ) + | | 5. 5.代入得，對(duì)于緯度代入得，對(duì)于緯度 =55 =55 ，分別為，分別為11.5 11.5 和和58.5 58.5 ， 對(duì)于緯度對(duì)于緯度 =66.5 =66.5 ，分別為，分別為0 0 和和47 47 第二章第二章 習(xí)題習(xí)題7 7當(dāng)春分點(diǎn)上中天的時(shí)刻，織女星當(dāng)春分點(diǎn)上中天的時(shí)刻，織女星( ( = =1818h h3434m m) )和五車二和五車二( ( = = 5 5h h1010m m) )位于天空的哪一邊，時(shí)角為多少？當(dāng)春分點(diǎn)下中天的位于天空的哪一邊，時(shí)角為多少？當(dāng)春分點(diǎn)下中天的時(shí)刻呢？時(shí)刻呢？回憶：回憶：天體赤經(jīng)天體赤經(jīng) = =從春分點(diǎn)從春分點(diǎn)逆時(shí)針逆時(shí)針

12、到天體的赤經(jīng)圈與天赤道的到天體的赤經(jīng)圈與天赤道的交點(diǎn)交點(diǎn)天體時(shí)角天體時(shí)角 t =t =從觀者子午圈從觀者子午圈順時(shí)針順時(shí)針到天體的赤經(jīng)圈與天赤到天體的赤經(jīng)圈與天赤道的交點(diǎn)道的交點(diǎn)南點(diǎn)南點(diǎn) = = 位于觀者子午圈，則順向?yàn)槲鳎嫦驗(yàn)闁|位于觀者子午圈，則順向?yàn)槲?，逆向?yàn)闁| 北點(diǎn)靠近北天極。北點(diǎn)靠近北天極。天赤道天赤道北天極北天極天頂天頂南點(diǎn)南點(diǎn)地平地平MM 當(dāng)春分點(diǎn)上中天時(shí)，當(dāng)春分點(diǎn)上中天時(shí)，織女星位于西邊（織女星位于西邊（ 1212h h），時(shí)角），時(shí)角 t =24t =24h h - -1818h h3434m m=5=5h h2626m m五車二位于東邊（五車二位于東邊（ 1212h h）,

13、 ,時(shí)角時(shí)角 t = 24t = 24h h- - 5 5h h1010m m=18=18h h5050m mt tt t不管春分點(diǎn)在上中天，還是下中天，不管春分點(diǎn)在上中天，還是下中天，春分點(diǎn)都在觀測(cè)者子午線上。所以，春分點(diǎn)都在觀測(cè)者子午線上。所以，天體赤經(jīng)天體赤經(jīng)+ +天體的時(shí)角天體的時(shí)角=12h=12h的整數(shù)倍。的整數(shù)倍。東西當(dāng)春分點(diǎn)下中天時(shí)，當(dāng)春分點(diǎn)下中天時(shí)，織女星位于東邊織女星位于東邊（ 1212h h 24 24h h），時(shí)角），時(shí)角 t = 36t = 36h h-18-18h h3434m m = 17 = 17h h2626m m五車二位于西邊（五車二位于西邊（ 1212h h

14、）, ,時(shí)角時(shí)角 t = 12t = 12h h -5 -5h h1010m m = = 6 6h h5050m m天赤道天赤道( (南點(diǎn)南點(diǎn)) )北天極北天極天頂天頂?shù)仄降仄組M t tt t第二章第二章 習(xí)題習(xí)題8 8銀河的中線構(gòu)成一個(gè)與天赤道成銀河的中線構(gòu)成一個(gè)與天赤道成6262 角的大圓，升交點(diǎn)的赤角的大圓，升交點(diǎn)的赤經(jīng)為經(jīng)為1818h h4040m m, ,試確定北銀極的赤道坐標(biāo)。試確定北銀極的赤道坐標(biāo)。解：這個(gè)大圓即銀道面，解：這個(gè)大圓即銀道面，在銀面上看，太陽(yáng)系繞在銀面上看，太陽(yáng)系繞銀心為自西向東。在太銀心為自西向東。在太陽(yáng)系，從地球看來(lái)，銀陽(yáng)系，從地球看來(lái)，銀心繞行亦是自西向東

15、。心繞行亦是自西向東。o oB B A A北天極北天極北銀極北銀極o oB B A A北天極北天極北銀極北銀極右圖中的右圖中的 點(diǎn)即為升交點(diǎn)。點(diǎn)即為升交點(diǎn)。過(guò)北銀極作經(jīng)線，假定交天赤道于點(diǎn)過(guò)北銀極作經(jīng)線，假定交天赤道于點(diǎn) A A，則則O-O-北銀極北銀極OB, A-OB, A-北銀極北銀極 OBOB(OB (OB O-O-北天極，北天極， OB O-OB O-北銀北銀極，極， OB O,OB O,北天極，北銀極北天極，北銀極 構(gòu)成的平面！構(gòu)成的平面！) ) OB OA OB OA =18=18h h4040m m-6 -6h h = 12= 12h h4040m m =90 =90 - 62

16、- 62 = 28 = 28 第二章第二章 習(xí)題習(xí)題1010在北京（在北京（ =39=395757 ）, ,五車二（五車二（ =45=455454 ）上中天時(shí)，天）上中天時(shí)，天頂距為多少？頂距為多少？北天極北天極天頂天頂天赤道天赤道地平地平A A解：如右圖，解：如右圖，A A為五車二為五車二 天頂距天頂距 Z=45 Z=45 54 54 - 39 - 39 57 57 = =5 5 57 57 第三章第三章 習(xí)題習(xí)題2 2現(xiàn)在是恒星時(shí)現(xiàn)在是恒星時(shí)6 6h h3838m m，已知某恒星再經(jīng)過(guò)，已知某恒星再經(jīng)過(guò)2 2h h1010m m后上中天，試后上中天，試計(jì)算該恒星的赤經(jīng)。計(jì)算該恒星的赤經(jīng)。解

17、：恒星上中天，則恒星的時(shí)角解：恒星上中天，則恒星的時(shí)角t=0t=0h h, , 或或2424h h現(xiàn)在時(shí)刻，恒星的時(shí)角為現(xiàn)在時(shí)刻，恒星的時(shí)角為t=24t=24h h-2 -2h h1010m m=21=21h h5050m m( (自轉(zhuǎn)自西向東自轉(zhuǎn)自西向東恒星自東向西恒星自東向西對(duì)比：時(shí)角自東向西對(duì)比：時(shí)角自東向西順時(shí)針計(jì)數(shù)！順時(shí)針計(jì)數(shù)！) )隨著地球自轉(zhuǎn)，恒星的時(shí)角是逐漸增大！隨著地球自轉(zhuǎn)，恒星的時(shí)角是逐漸增大！根據(jù)公式：根據(jù)公式：S=S= +t+t =6=6h h3838m m-21-21h h5050m m 30 30h h3838m m-21-21h h5050m m =8 =8h h

18、4848m m 即為恒星的赤經(jīng)即為恒星的赤經(jīng)第三章第三章 習(xí)題習(xí)題5 5設(shè)赤經(jīng)等于設(shè)赤經(jīng)等于1818h h的恒星，在晚上的恒星，在晚上8 8h h位于子午圈。問(wèn)當(dāng)時(shí)大概幾位于子午圈。問(wèn)當(dāng)時(shí)大概幾月幾日？月幾日？解：區(qū)分幾月幾日的主要根據(jù)是恒星時(shí)比平太陽(yáng)時(shí)要快解：區(qū)分幾月幾日的主要根據(jù)是恒星時(shí)比平太陽(yáng)時(shí)要快4 4分分/ /天。天。1. 1.春分日（春分日（3 3月月2121、2222日）時(shí)，太陽(yáng)的中天，亦即春分點(diǎn)的中天，日）時(shí)，太陽(yáng)的中天，亦即春分點(diǎn)的中天，此時(shí)恒星時(shí)和平太陽(yáng)時(shí)同步！此時(shí)恒星時(shí)和平太陽(yáng)時(shí)同步！2. 2.春分點(diǎn)和恒星都是固定在天球上，由赤經(jīng)聯(lián)系！春分點(diǎn)和恒星都是固定在天球上，由赤經(jīng)

19、聯(lián)系！因?yàn)樽赞D(zhuǎn)自西向東（逆時(shí)針），赤經(jīng)計(jì)數(shù)亦是逆時(shí)針。所以因?yàn)樽赞D(zhuǎn)自西向東（逆時(shí)針），赤經(jīng)計(jì)數(shù)亦是逆時(shí)針。所以 觀觀測(cè)者看到的星體的赤經(jīng)也是隨時(shí)間增大測(cè)者看到的星體的赤經(jīng)也是隨時(shí)間增大。所以恒星在晚上。所以恒星在晚上8 8h h( (上上) )中天，則春分點(diǎn)在中天，則春分點(diǎn)在晚上晚上 8 8h h + (24+ (24h h 18 18h h)= )= 早早2 2h h 中天位置中天位置恒星鐘比平鐘快，即恒星比太陽(yáng)早到達(dá)中天的位置，速度是恒星鐘比平鐘快，即恒星比太陽(yáng)早到達(dá)中天的位置，速度是4 4分分/ /天天3. 3.根據(jù)平太陽(yáng)時(shí)和區(qū)時(shí)的定義，該地的太陽(yáng)上中天的時(shí)刻根據(jù)平太陽(yáng)時(shí)和區(qū)時(shí)的定義，該

20、地的太陽(yáng)上中天的時(shí)刻為中午為中午1212h h. .(122 )241503604hhhmnn 天天（?。ㄈ=0n=0）自春分日之后的自春分日之后的150150天。即天。即8 8月月2121、2222日左右！日左右！第三章第三章 習(xí)題習(xí)題6 6行星穿過(guò)子午圈時(shí)比坐標(biāo)為行星穿過(guò)子午圈時(shí)比坐標(biāo)為 =0=0h h1919m m4 4s s, , =0=0 13.213.2 的恒星早的恒星早2 2m m1919s s . .當(dāng)時(shí)行星的天頂距比恒星上中天時(shí)大當(dāng)時(shí)行星的天頂距比恒星上中天時(shí)大19.419.4 . . 問(wèn)此行星的問(wèn)此行星的坐標(biāo)。坐標(biāo)。解：解：1) 1)平時(shí)轉(zhuǎn)化為角度平時(shí)轉(zhuǎn)化為角度2 2m m1919s s（早）（早） 2 2m m1919s s（赤經(jīng)差順時(shí)針）（赤經(jīng)差順時(shí)針）2) 2)地球自轉(zhuǎn)自西向東逆時(shí)針，所以行地球自轉(zhuǎn)自西向東逆時(shí)針，所以行星比恒星早星比恒星早2 2m m1919s s（早即是順時(shí)針）（早即是順時(shí)針）即行星的即行星的赤經(jīng)赤經(jīng)= 0= 0h h1919m m4 4s s - 2 - 2m m1919s s = 0= 0h h1616m m4545s s赤緯赤緯 = 0= 0 13.213.2 - 19.4 - 19.4 = -