天文學(xué)復(fù)習(xí)精簡資料

1、天文學(xué)是人類認(rèn)識宇宙的一門自然科學(xué)；它觀測和研究各種天體和天體系統(tǒng)，研究它們的位置、分布、運(yùn)動、結(jié)構(gòu)、物理狀況、化學(xué)組成和起源演化規(guī)律；是自然科學(xué)中的基礎(chǔ)學(xué)科之一天文學(xué)的研究對象研究對象是宇宙空間中的天體和其他宇宙物質(zhì)。天文學(xué)觀測和研究它們的位置、分布、運(yùn)動、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)、化學(xué)組成、相互關(guān)系和起源演化。地球大氣層內(nèi)的物體和現(xiàn)象通常不是天文學(xué)的研究對象，除非它們起源于太空。天體：指宇宙空間(太空)中的一切實(shí)體，包括自然天體和人造天體。其他宇宙物質(zhì)：指行星際、星際和星系際的彌漫物質(zhì)和各種微粒輻射流以及作為物質(zhì)存在形式的電磁場和引力場等天文學(xué)與氣象學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系：兩者以地球大氣層為分界，研究

2、對象分別為大氣層之外和之內(nèi)。大氣對天文現(xiàn)象、天文學(xué)研究產(chǎn)生影響。 許多天文現(xiàn)象又會影響氣候和天氣天文學(xué)與地球科學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系：地球本身是一個(gè)運(yùn)行于宇宙空間中的天體。它的空間運(yùn)動、它與其他天體的相互作用、它的起源與演化等屬于天文學(xué)的研究范疇。 大氣科學(xué)、海洋科學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)、地質(zhì)學(xué)等，研究地球自身的屬性則屬于地球科學(xué)的范疇。 地球科學(xué)的某些成果會推動并豐富天文學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究，而且地學(xué)與天文學(xué)的某些分支學(xué)科相互交叉而形成新的邊緣學(xué)科。天文學(xué)研究的特點(diǎn)：觀測（觀察和測量）是主要的研究手段。觀測工具的改進(jìn)和觀測方法的革新會推動天文學(xué)的發(fā)展。天文學(xué)是沿著觀測理論觀測的途徑發(fā)展的。研究對象距離

3、遠(yuǎn)，時(shí)標(biāo)長，物理?xiàng)l件極端復(fù)雜（密度、溫度、壓強(qiáng)、磁場），因此，在實(shí)驗(yàn)室里難以進(jìn)行模擬研究。 從“一瞬”來研究“一生”，即利用天體的空間廣延性與時(shí)間廣延性相統(tǒng)一的特性，來研究天體和宇宙的演化。宇宙的概念：廣義：物質(zhì)現(xiàn)象的總和，指無限多樣、永恒發(fā)展的物質(zhì)世界。是由空間、時(shí)間、物質(zhì)和能量所構(gòu)成的統(tǒng)一體。宇宙是時(shí)間和空間的總和。 哲學(xué)上，宇宙是指與精神世界相對的客觀物質(zhì)世界，是無始無終，無邊無際的。 狹義(可觀測宇宙) ： 指一定時(shí)代觀測所及的最大天體系統(tǒng)，即天文學(xué)中的“總星系”。 天文學(xué)所稱的宇宙，是廣漠空間以及其中存在的各種天體和各種形態(tài)的物質(zhì)的總稱。universe和cosmos 前者強(qiáng)調(diào)的是物

4、質(zhì)現(xiàn)象的總和，后者強(qiáng)調(diào)的是整體宇宙的結(jié)構(gòu)或構(gòu)造。 人類認(rèn)識宇宙是一個(gè)無限深化的過程，在某一個(gè)具體的時(shí)間斷面上，人類只能認(rèn)識到由有限對象組成的具體的宇宙。目前普遍認(rèn)為：宇宙產(chǎn)生于大爆炸，宇宙是平坦的，并在做加速膨脹宇宙大爆炸理論：宇宙大爆炸理論是俄裔美國科學(xué)家伽莫夫在1948年提出來的。這個(gè)理論認(rèn)為，宇宙開始是個(gè)高溫致密的火球，它不斷地向各個(gè)方向迅速膨脹。當(dāng)溫度和密度降低到一定程度，這個(gè)火球發(fā)生了劇烈的核聚變反應(yīng)。隨著溫度和密度的降低，宇宙早期存在的微粒在引力作用下不斷聚集，最后逐漸形成今天宇宙中的各種天體。 這一理論體系被稱為“宇宙大爆炸模型”，與DNA雙螺旋模型、地球板塊模型、夸克模型一起，

5、被認(rèn)為是20世紀(jì)科學(xué)中最重要的四個(gè)模型。 現(xiàn)代宇宙學(xué)包括密切聯(lián)系的兩個(gè)方面，即觀測宇宙學(xué)和理論宇宙學(xué)。前者側(cè)重于發(fā)現(xiàn)大尺度的觀測特征，后者側(cè)重于研究宇宙的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)以及建立宇宙模型。 宇宙的層次結(jié)構(gòu)：天文學(xué)所研究的對象大多屬于宇觀世界。 天文學(xué)的研究成果表明，宇宙是有層次結(jié)構(gòu)的、物質(zhì)形態(tài)多樣的、不斷運(yùn)動發(fā)展的天體系統(tǒng)。 各種天體分別處于宇宙的各個(gè)層次之中雙星：最簡單的恒星系統(tǒng)是兩個(gè)互相繞轉(zhuǎn)的雙星兩顆子星除了引力作用外，還有密切的物理聯(lián)系，比如物質(zhì)交換 質(zhì)量大的是主星，質(zhì)量小的為伴星 星系也有結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，其結(jié)團(tuán)的傾向比恒星更為強(qiáng)烈，在已發(fā)現(xiàn)的數(shù)十億個(gè)河外星系中，很少是單獨(dú)存在的。兩個(gè)互相有聯(lián)

6、系的星系成為雙重星系，三五個(gè)或十來個(gè)在一起運(yùn)動的星系稱為多重星系，而10100個(gè)星系組成的星系集團(tuán)稱為星系群。1001000個(gè)星系組成的則叫星系團(tuán)。天文學(xué)作用：天文學(xué)與物理學(xué)相互促進(jìn)、并肩發(fā)展、天文學(xué)有力推進(jìn)了數(shù)學(xué)的發(fā)展、天文學(xué)的發(fā)現(xiàn)對化學(xué)的發(fā)展也有推動作用、一些天文因素與氣象現(xiàn)象直接相關(guān)、天文學(xué)與地學(xué)相互滲透、有助于探索生命起源問題、時(shí)間服務(wù)(授時(shí)與編歷)、天文大地測量與天文導(dǎo)航、歷史年代考證、太陽活動預(yù)報(bào)、人造衛(wèi)星和航天、近第小行星監(jiān)測、正確認(rèn)識人類在自然界中的地位和人類與自然的關(guān)系、樹立了事物運(yùn)動和發(fā)展的觀點(diǎn)、天文學(xué)的研究對象涵蓋了許多具體的哲學(xué)范疇，揭示了自然界固有的辯證法天文學(xué)的起源

7、：各種天文現(xiàn)象(太陽東升西落、四季更迭)直接影響人類的生活，引起人類的注意、農(nóng)牧業(yè)發(fā)展需要掌握時(shí)間、季節(jié)變化規(guī)律人類的好奇心和求知欲第一次飛躍：認(rèn)識到地球是球形的，日月星辰遠(yuǎn)近不同，它們的運(yùn)動有規(guī)律可尋，從天象觀測來編制歷法和星表。第二次飛躍：哥白尼提出宇宙日心體系，形成太陽系的概念。第三次飛躍：萬有引力定律和天體力學(xué)的建立。第四次飛躍：認(rèn)識到太陽系有其產(chǎn)生到衰亡的演化史。(星云假說)第五次飛躍：建立銀河系和星系概念。第六次飛躍：天體物理學(xué)興起。第七次飛躍：絕對時(shí)空觀到相對論時(shí)空觀的革命。國家天文臺 ：于2001年4月成立在原北京天文臺（1958年建）基礎(chǔ)上建立 下屬單位有： 云南天文臺、 南

8、京天文光學(xué)技術(shù)研究所、烏魯木齊天文站和長春人造衛(wèi)星觀測站。 紫金山天文臺：建成于1934年9月的紫金山天文臺是我國自己建立的第一個(gè)現(xiàn)代天文學(xué)研究機(jī)構(gòu)，前身是 成立于1928年2月的國立中央研究院天文研究所。 上海天文臺：中國科學(xué)院上海天文臺成立于1962年，它的前身是法國天主教耶穌會1872年建立的徐家匯觀象臺和1900年建立的佘山觀象臺 由于歷史悠久，并在國際上有較大的影響，繼續(xù)保留中國科學(xué)院直屬事業(yè)單位的法人資格，學(xué)術(shù)上受國家天文臺的宏觀協(xié)調(diào)和指導(dǎo)。 國家授時(shí)中心 ：原陜西天文臺天文學(xué)是觀測和研究各種天體和天體系統(tǒng)，研究它們的位置、分布、運(yùn)動、結(jié)構(gòu)、物理狀況、化學(xué)組成和起源演化規(guī)律的一門基

9、礎(chǔ)科學(xué) 研究對象是天體和其他宇宙物質(zhì)以觀測(觀察和測量)為主要研究方法 按研究方法分：天體測量學(xué)、天體力學(xué)、天體物理學(xué) 按觀測手段分：光學(xué)天文學(xué)、射電天文學(xué)、空間天文學(xué)宇宙：廣義：空間和時(shí)間的總和 狹義：一定時(shí)代人類觀測所能達(dá)到的最大天體系統(tǒng)，即總星系宇宙的層次結(jié)構(gòu)： 地月系、衛(wèi)星系統(tǒng)太陽系、恒星和行星系統(tǒng)恒星集團(tuán)銀河系、星系星系集團(tuán)人們用想象的線條將星星(恒星)連接起來，構(gòu)成各種各樣的圖形，或把某一塊星空劃分成幾個(gè)區(qū)域，并給它們?nèi)×嗣?。 星官及星宿(三垣四象二十八宿) 星座三垣四象二十八星宿：三垣是北天極周圍的三個(gè)區(qū)域，即紫微垣、太微垣、天市垣。四象分布于黃道和白道近旁，環(huán)天一周。每象又

10、分為宿，共二十八宿。古代西方國家常以動物和神話故事內(nèi)容來命名北天星座 17世紀(jì)航海家觀察補(bǔ)充了以儀器命名的南天星座 1928年，國際天文學(xué)聯(lián)合會將全天劃分了88個(gè)星座，并為每個(gè)星座規(guī)定了赤經(jīng)和赤緯界限(北天星座29個(gè)，黃道星座12個(gè)，南天星座47個(gè))為什么現(xiàn)在太陽經(jīng)過十二宮的時(shí)間與星象學(xué)中定義的不符？在公元前2000年，當(dāng)巴比倫人建立守時(shí)系統(tǒng)的時(shí)候，春分點(diǎn)位在白羊座方向。也就是說，太陽進(jìn)入”羊圈”時(shí)，3月21日開始一個(gè)新的春天，標(biāo)志著一個(gè)新的種植季節(jié)的來臨。然而，由于地球自轉(zhuǎn)軸緩慢的進(jìn)動，則春分點(diǎn)在黃道宮中以兩千年退行一宮的速度緩慢的運(yùn)動。自巴比倫人發(fā)現(xiàn)春分點(diǎn)在白羊座方向2000年以后，春分點(diǎn)

11、移到了雙魚座。再2000年以后，春分點(diǎn)開始走進(jìn)寶瓶座(準(zhǔn)確地說是公元 2600年)。恒星的命名方法：每個(gè)星座中的恒星從亮到暗順序排列，以該星座名稱加一個(gè)希臘字母順序表示。如獵戶座（中名參宿四）、獵戶座（中名參宿七）、 如果某一星座的恒星超過了24個(gè)希臘字母，就用星座名稱后加阿拉伯?dāng)?shù)字，如天鵝座61星，天兔座17星等星圖：將天體球面視位置投影于平面而繪制成的圖，用來表示天體的位置、亮度和形態(tài)等。星表：記載天體各種參數(shù)（如位置、運(yùn)動、星等、光譜型等）的表冊。恒星在星表中的編號相當(dāng)于恒星的名字。如：GC2104,NGC2632,M31等。 GC：美國總星表；NGC：星云星團(tuán)總星表；M：梅西耶星表 B

12、D:波恩天圖星表來自宇宙的信息 電磁輻射(electromagnetic radiation) 宇宙線(cosmic rays) 中微子(neutrinos) 引力波(gravitational 電磁輻射是由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播的電磁場。 它以變化的電磁場傳遞能量、是具有特定波長和強(qiáng)度的波（波動性）波長范圍：0.01Å 30 m 1 Å = 10-10 m (波長)×(頻率) 光速c = 3×1010 cms-1射電(無線電波)：>1毫米 紅外線：0.77微米1毫米 可見光：390納米770納米 紫外線：10納米390納米 射線：0.1埃100埃 g

13、射線：<0.1埃地球大氣有選擇地吸收電磁輻射只有某些波段的電磁輻射能穿過大氣層，達(dá)到地面，這些波段稱為“大氣窗口”。兩個(gè)窗口： 光學(xué)窗口：波長300nm700nm 射電窗口：波長1mm20m宇宙線：天體發(fā)出的高能粒子流，主要是電子、質(zhì)子、粒子（氦原子核）等。 雖然它們運(yùn)動很快、穿透力強(qiáng)，但由于它們帶有電荷，在到達(dá)地球表面之前，不僅會和途中物質(zhì)發(fā)生相互作用，而且會受到宇宙空間磁場的影響，不斷改變運(yùn)動方向。因此很難判斷它們的真實(shí)源頭，在使用它所攜帶信息上有一定困難。 中微子：一種以光速運(yùn)動的基本粒子，其穿透力極強(qiáng)，停止一個(gè)中微子的運(yùn)動要厚達(dá)1光年的鉛板。很少與其他物質(zhì)發(fā)生相互作用，可以輕易地

14、從天體內(nèi)部深處跑出來，帶出其他媒體無法傳遞的信息?，F(xiàn)在雖可以探測到它的存在，但還沒有很有效的設(shè)備去了解和研究它所攜帶的信息。引力波(引力輻射)根據(jù)廣義相對論，引力也可以形成輻射作為天體信息的來源。引力是一切物質(zhì)都具有的屬性，其大小和物質(zhì)的質(zhì)量成正比。天體運(yùn)動發(fā)出的引力波，會攜帶天體運(yùn)動狀態(tài)的信息。目前，雖有一些間接證據(jù)，但還很難直接探測記錄。雖然原則上可以從四種來源搜集天體的信息，但迄今為止最主要的來源仍是電磁輻射。 望遠(yuǎn)鏡的作用：增加聚光，盡可能多地收集天體輻射的能量 人眼瞳孔直徑最大只有8mm提高分辨率 人眼看不清月球表面細(xì)節(jié)，望遠(yuǎn)鏡則可以分辨出來望遠(yuǎn)鏡機(jī)械裝置容易對準(zhǔn)天體進(jìn)行較長時(shí)間跟蹤

15、觀測兩個(gè)轉(zhuǎn)軸分別是“水平軸”和“垂直軸”繞垂直軸轉(zhuǎn)動可對向天體的地平經(jīng)度(方位角)繞水平軸轉(zhuǎn)動可對向天體的地平緯度(高度角)天體測量儀器(如經(jīng)緯儀)和人造衛(wèi)星觀測儀器常用地平式物鏡的有效通光直徑，用符號D表示。物鏡收集星光的能力與其面積(D2/4)成正比物鏡口徑越大，越容易觀測到更暗的天體一架望遠(yuǎn)鏡配備多個(gè)目鏡，就可以獲得不同的放大率。顯然目鏡的焦距越短可以獲得越大的放大率。但這樣并不好，小望遠(yuǎn)鏡用過大的放大率，會使觀測天體變得很暗，像變得模糊。 目視望遠(yuǎn)鏡觀測一般使用的放大率為30300倍。分辨角指望遠(yuǎn)鏡剛好可分辨的兩個(gè)點(diǎn)光源的角距用于表征望遠(yuǎn)鏡的分辨能力，分辨角越小，分辨能力越高高品質(zhì)物鏡

16、的分辨角與物鏡口徑(D)和波長()關(guān)系式中， 以弧度為單位，口徑和波長取相同長度單位目視觀測最敏感的波長為0.55微米，當(dāng)以米為單位時(shí)，目視觀測分辨角的角秒值為：黑白照相觀測最敏感波長為0.44微米，當(dāng)D以米為單位時(shí)，黑白照相觀測分辨角的角秒值為：由于物鏡的缺陷和大氣的擾動，望遠(yuǎn)鏡實(shí)際分辨角要大些反射望遠(yuǎn)鏡：物鏡以大的凹面(常為拋物面)反射鏡為主鏡，除主鏡外，還常用較小的副鏡來改變光路、焦距和像差等 特點(diǎn)：口徑大、視場小、沒有色差折反射望遠(yuǎn)鏡： 物鏡是由改正透鏡和反射鏡組合而成主鏡一般是球面反射鏡，改正鏡用來修正主鏡的像差兼顧折射和反射式天文望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)，既有大口徑采光特點(diǎn)又有反射后折射到焦點(diǎn)

17、成像的高質(zhì)量和高分辨率。同時(shí)大大縮短了光學(xué)鏡筒長度便于攜帶。 相對口徑和視場都很大，適合觀測流星、彗星，以及巡天尋找新天體光學(xué)望遠(yuǎn)鏡總結(jié) 組成：光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械裝置、電控設(shè)備 赤緯式裝置和地平式裝置性能參數(shù)：口徑、分辨角、放大率和底片比例尺、相對口徑、視場、貫穿本領(lǐng)類型：折射望遠(yuǎn)鏡、反射望遠(yuǎn)鏡、折反射望遠(yuǎn)鏡射電望遠(yuǎn)鏡 射電天文學(xué)研究的主要工具19世紀(jì)末，提出電磁波的存在1932年，接收到來自銀河系中心方向的15米波長的射電信號1940年，雷伯第一個(gè)繪出銀河系射電圖射電望遠(yuǎn)鏡VS光學(xué)望遠(yuǎn)鏡優(yōu)點(diǎn)：光學(xué)望遠(yuǎn)鏡靠眼鏡觀測，射電望遠(yuǎn)鏡采用雷達(dá)的辦法、射電可以穿過可見光不能穿過的塵霧，能觀測到光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不能

18、看到的宇宙深處、射電觀測不受太陽散射光及云層的影響，能全天候觀測，而光學(xué)望遠(yuǎn)鏡受云霧、大氣污染影響較大，通常只能夜間觀測缺點(diǎn)：只能工作在一個(gè)波長，“單色儀”、不能像光學(xué)望遠(yuǎn)鏡那樣拍攝多姿多彩的天體照片，只能顯示出表現(xiàn)強(qiáng)弱的曲線射電望遠(yuǎn)鏡的基本結(jié)構(gòu) 天線系統(tǒng)：物鏡”，包括反射器和拾取器，接收系統(tǒng) ： “分析器和探測器”，對微弱的射電信號進(jìn)行放大和檢測，并轉(zhuǎn)化成可記錄的信息 記錄系統(tǒng) ： 機(jī)械裝置和電控設(shè)備 控制天線對向或跟蹤天體射電望遠(yuǎn)鏡的特點(diǎn)：每一種天線、傳輸線和接收機(jī)都有其工作的頻率范圍 天線形式旋轉(zhuǎn)式拋物面天線 赤道式 地平式 固定式拋物面天線 組合天線系統(tǒng)完整的太空天體探測系統(tǒng)： 航天器

19、、運(yùn)載火箭、地面設(shè)備 航天器是裝載科學(xué)儀器和執(zhí)行探測任務(wù)的主要部分空間探測方法：接近飛行：探測器只能飛過天體附近一次軌道飛行：在環(huán)繞天體的軌道上長時(shí)間考察分析登陸：在天體表明著陸把觀測儀器送到離地面幾百公里高度以上的宇宙空間進(jìn)行觀測突破了地球大氣窗口的限制，可進(jìn)行全波段觀測紅外望遠(yuǎn)鏡 紫外望遠(yuǎn)鏡 太空望遠(yuǎn)鏡 X射線、g射線望遠(yuǎn)鏡眼睛可以直接觀測到天體輻射的可見光波段，人們對天體發(fā)光所感覺到的明亮程度稱為亮度表示天體明暗程度的相對亮度并以對數(shù)標(biāo)度測量的數(shù)值定義為視星等(簡稱星等)星等是天文學(xué)史上傳統(tǒng)形成的表示天體亮度的一套特殊方法。古希臘天文學(xué)家根據(jù)恒星的明亮程度把它們分成等，最亮的星為等星，肉

20、眼剛好能看的星為等星，恒星越亮星等數(shù)就越小。19世紀(jì)，通過光度計(jì)測定，1等星的平均亮度約為6等星的100倍定義：星等比1001/52.512即星等像差級，亮度相差2.512倍星等之間是等差級數(shù)，亮度之間是等比級數(shù)望遠(yuǎn)鏡和照相術(shù)的問世，可以觀測到更暗的天體，此外天空還有比恒星更亮的天體比6等星更暗的星，表示為7等、8等 現(xiàn)代大口徑望遠(yuǎn)鏡能觀測到25等的暗星比1等星更亮的天體，可以用0值和負(fù)值來表示，并且不一定要是整數(shù)生理學(xué)得出：人眼的反應(yīng)與亮度的對數(shù)成正比星等跟亮度滿足普森公式：（ /）由星等相差等，亮度之比就相差2.512，得 2.5取等星(m2=0)的亮度為E2=1,則有 2.5太陽比其他恒

21、星的亮度都大，它的發(fā)光能力最強(qiáng)？光源的亮度與其距離的平方成反比 為了比較不同恒星的真實(shí)發(fā)光能力，必須設(shè)想把它們移到相同的距離上，才能比較它們的真正亮度，即光度。恒星的光度即恒星的真實(shí)亮度。 天體學(xué)上把這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離定為10秒差距，即32.6光年秒差距：天文學(xué)上常用的距離單位 1秒差距3.26光年絕對星等：假設(shè)把天體放到10秒差距遠(yuǎn)的地方，所觀測到的視星等，用M表示M m + 5 5 lgd d為天體的距離(秒差距)，m為視星等 天體的絕對亮度或絕對星等代表了天體的光度 恒星世界里，光度差異十分懸殊有的恒星的光度是太陽的100萬倍，有的恒星光度僅太陽的百萬分之一太陽的絕對星等是4.75測光的基本原

22、理：在相同條件下，等同的輻射流能使探測裝置產(chǎn)生等同的“響應(yīng)”，將待測星與已知星等的星作比較，根據(jù)探測裝置對它們的“響應(yīng)”，可求出待測天體的光度，再推算待測星的星等。目視測光：用眼睛直接估計(jì)天體的亮度：方法簡單易行，需要經(jīng)驗(yàn)，精度差(在0.020.2個(gè)星等之間)照相測光：用天文底片作探測器進(jìn)行測光。同一底片上拍攝待測星和一系列已知星等的星，作曲線內(nèi)插，精度約為0.05個(gè)星等光電測光：用光電光度計(jì)進(jìn)行測光，待測星的儀器讀數(shù)減去天空背景的讀數(shù)作為星光產(chǎn)生的儀器響應(yīng)。精度可達(dá)0.0050.01個(gè)星等連續(xù)光譜：熾熱的固體、液體和高溫高壓氣體都會發(fā)射各種波長的光波，形成不間斷的連續(xù)光譜，如普通的鎢絲燈。明

23、線光譜：在低壓條件下，稀薄熾熱的氣體或蒸汽，只能產(chǎn)生單色的、分離的明線狀光譜。每種化學(xué)元素都有獨(dú)特的、固定波長位置的一組明線，如鈉蒸汽，產(chǎn)生波長為5890埃和5896埃的一對黃線。吸收光譜：連續(xù)光譜背景上具有黑色吸收線的光譜，叫做吸收光譜。原本光源所發(fā)出連續(xù)的光譜，經(jīng)過低壓的氣體或蒸汽，某些特殊波段能量被吸收，產(chǎn)生吸收光譜。把攝譜儀接到望遠(yuǎn)鏡上，分析天體光譜，這樣的儀器就是天體攝譜儀在恒星光譜中，已認(rèn)證出元素周期表中90%左右的天然元素。恒星化學(xué)元素的含量基本相同，氫約占71%，氦約占27%恒星化學(xué)組成差別不大，但是它們的光譜卻千差萬別，這是為什么？是由自身物理狀況不同造成的，恒星的光譜與恒星

24、的外層溫度有關(guān)。溫度的差異直接影響恒星外部各元素原子的電離程度和激發(fā)狀態(tài)，導(dǎo)致發(fā)出的光不一樣。壓力增大時(shí)，原子與離子、電子的距離變小。輻射或吸收光子的原子，因受周圍離子或電子的作用會使譜線出現(xiàn)壓力致寬，而且光譜中還會出現(xiàn)新的譜線。由此可推知恒星外部大氣的厚度和壓力實(shí)驗(yàn)表明：將光源置于強(qiáng)磁場中，光譜線會產(chǎn)生“分裂”效應(yīng)。利用天體譜線分裂的強(qiáng)度和狀態(tài)可測知天體磁場的方向、分布與強(qiáng)度根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)光源遠(yuǎn)離我們而去，那么我們接收的輻射波長會變長。拍攝到的光譜向紅端移動，稱為譜線紅移。當(dāng)光源接近我們時(shí)，其輻射波長縮短，譜線向紫端移動，稱為譜線紫移。波長改變量(紅移量或紫移量)與光源和觀測者之間相對運(yùn)

25、動速度有關(guān)(波長改變量與原波長之比，等于移動速度于光速之比)。如果天體有自轉(zhuǎn)運(yùn)動，只要自轉(zhuǎn)軸與我們的視向有一定夾角，便可測定它的不同邊緣處的紅移和紫移，從而推知天體的自轉(zhuǎn)狀況。主要任務(wù)：以球面天文學(xué)為基礎(chǔ)，通過天文測量儀器，觀測宇宙中的天體，確定地面點(diǎn)的天文坐標(biāo)，以及地面目標(biāo)方向的天文方位角天文坐標(biāo)：天文經(jīng)度、天文緯度 測定天文坐標(biāo)和天文方位角的工作稱為天文測量高精度的一、二等天文測量：經(jīng)典大地測量中，為國家控制網(wǎng)提供起算數(shù)據(jù)和方位控制數(shù)據(jù)，為研究地球形狀和大小提供資料較低精度的三、四等天文測量：鐵路、公路、高壓電纜、輸油管道等的勘查、設(shè)計(jì)和施工、為航天、航海部門提供高精度的子午基準(zhǔn)、為現(xiàn)代機(jī)

26、場的慣性基準(zhǔn)系統(tǒng)建設(shè)，提供可靠的地面參數(shù)在同一時(shí)刻，兩地同一類地方時(shí)之差等于兩地的經(jīng)度之差測定兩地的經(jīng)度之差實(shí)質(zhì)就是測定這兩地在同一瞬間的同一類地方時(shí)之差，這就是天文經(jīng)度測量的基本原理注意：(1)兩地的地方時(shí)必須是同一類地方時(shí)； (2)兩地的地方時(shí)必須是同一瞬間的任何鐘表的表面時(shí)不可能與準(zhǔn)確時(shí)刻完全一致，某一瞬間的準(zhǔn)確時(shí)刻與表面時(shí)刻之差，稱為表差 u = 準(zhǔn)確時(shí)刻表面時(shí)刻 采用不同類型的準(zhǔn)確時(shí)刻，表差值也不同 地方平時(shí)表差： u = m X 地方恒星時(shí)表差： u* = s X授時(shí)臺將測定的精確時(shí)刻按一定程序發(fā)播一定頻率的無線電訊號，以供測量、航和科學(xué)研究應(yīng)用，這種表示時(shí)間的訊號稱為無線電時(shí)號。

27、通過收錄無線電時(shí)號，可以求得鐘表對格林尼治地方時(shí)表差多星等高法：應(yīng)用特制的等高儀或一般的經(jīng)緯儀，觀測均勻分布在各象限的若干顆恒星經(jīng)過同一等高圈的表面時(shí)刻，并在觀測前后收錄時(shí)號，最后用圖解法或解析法可以同時(shí)求得測站的經(jīng)度和緯度太陽和行星的距離日地距離：通常指地球軌道的半長軸，即日地平均距離。天文學(xué)中把這個(gè)距離叫做一個(gè)“天文單位”，用于量度太陽系內(nèi)的天體距離太陽的距離可以借助與離地球較近的火星或小行星來測定，即先用三角視差法測定火星或小行星的距離，再根據(jù)開普勒第三定律求太陽距離許多行星到太陽的距離也可以由開普勒第三定律來計(jì)算任何行星的公轉(zhuǎn)周期可以觀測得知，若距離以天文單位為單位，公轉(zhuǎn)周期以恒星年為

28、單位，開普勒第三定律可寫成 T2 = a3 行星到太陽的距離： a = T2/3當(dāng)恒星和地球之間連線，與地球軌道半徑垂直時(shí)，地球軌道半徑對恒星的張角達(dá)到最大，稱為恒星周年視差弧度測量：測量一段子午線的長度，根據(jù)兩地的緯度差，計(jì)算地球半徑黑體輻射定律：恒星表面單位面積上單位時(shí)間內(nèi)所輻射的能量與恒星表面溫度的次方成正比，即， 為常數(shù)恒星的光度，即單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的總能量 溫度可由光譜分析求出，光度可由絕對星等求出，由此可根據(jù)上式計(jì)算恒星半徑月球質(zhì)量：歷史上，月球的質(zhì)量是通過測定地月系質(zhì)心位置，依此推算月地的質(zhì)量比而求得的m/Me = x/(d-x) = 1/81.3 m：月球質(zhì)量，Me：地球質(zhì)量，d

29、：地月距離，x：地心至地月系質(zhì)心的距離 現(xiàn)在，可發(fā)射繞月探測器，測定其繞月周期和軌道半徑，再根據(jù)開普勒第三定律計(jì)算哥白尼的日心說：宇宙中心是太陽 水星、金星、地球、火星、木星、土星依次繞太陽做勻速圓軌道公轉(zhuǎn) 月球是地球的衛(wèi)星，每月轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)隨地球繞太陽公轉(zhuǎn) 地球每天自轉(zhuǎn)一周，因而日月星辰呈東升西落現(xiàn)象恒星離地球比太陽遠(yuǎn)得多相對于地球軌道，軌道半徑小的水星和金星稱為“(地)內(nèi)行星”軌道半徑大的火星、木星、土星、天王星和海王星稱為“(地)外行星”內(nèi)行星常在黎明前出現(xiàn)于東方(“晨星”)，或在黃昏后出現(xiàn)于西方(“昏星”)內(nèi)行星與太陽的角距離總是在一定范圍內(nèi)變化，行星相對于恒星背景的移動，其路徑在黃道

30、附近由于內(nèi)行星和地球在各自軌道上繞太陽公轉(zhuǎn)，內(nèi)行星的公轉(zhuǎn)速度比地球的快(為什么？)，且它們的軌道面有一定的夾角，因此，從地球上觀測到內(nèi)行星相對于恒星的視運(yùn)動呈現(xiàn)出(上合前后)向東“順行”、(下合前后)向西“逆行”，以及順逆轉(zhuǎn)折時(shí)的“留”，視運(yùn)動路徑呈折圈形狀。順行：自西向東運(yùn)行，與地球公轉(zhuǎn)方向相同，順行時(shí)間長逆行：自東向西運(yùn)行，與地球公轉(zhuǎn)方向相反，逆行時(shí)間短留：由順行轉(zhuǎn)逆行或由逆行轉(zhuǎn)順行的轉(zhuǎn)折點(diǎn)合：當(dāng)行星與太陽的黃經(jīng)相等時(shí)稱為“合”，行星在太陽前方稱為下合，太陽在行星前方稱為上合大距：當(dāng)行星與太陽角距達(dá)到最大時(shí)稱為“大距”，在太陽之東稱為“東大距”，在太陽之西稱為“西大距”相位變化：行星不發(fā)射

31、可見光，但可反射太陽光，行星在視運(yùn)動中會產(chǎn)生類似月球的相位變化，金星的相位變化非常顯著，甚至肉眼可見在下合時(shí)，若內(nèi)行星又恰好過黃道面，地球上的觀測者可以看到它從太陽圓面前經(jīng)過，日面上出現(xiàn)一個(gè)移動的小黑點(diǎn)，這一現(xiàn)象稱為“凌日”內(nèi)行星凌日發(fā)生的必要條件： 內(nèi)行星和地球都位于軌道交點(diǎn)附近怎樣安全地觀察凌日現(xiàn)象：不能在沒有保護(hù)措施的情況下通過普通望遠(yuǎn)鏡和天文望遠(yuǎn)鏡觀看太陽接物鏡濾片：將一塊高質(zhì)量的濾片放在普通望遠(yuǎn)鏡或天文望遠(yuǎn)鏡的物鏡上。白屏投影：距離望遠(yuǎn)鏡或天文望遠(yuǎn)鏡一定距離放置一塊白色屏幕，讓光線照在白屏上沖日：外行星與太陽的地心黃經(jīng)相差180°時(shí)，稱為“沖日”或“沖”大沖： 由于行星軌道

32、都是橢圓，因此每次沖時(shí)，外行星與地球的距離都不相同，距離最小的沖稱為“大沖”方照：外行星與太陽的地心黃經(jīng)相差90°時(shí)，稱為“方照” 行星在太陽之東稱為“東方照” 行星在太陽之西為“西方照”外行星視運(yùn)動的運(yùn)行周期：合(1)(順行)東方照(順行)留(逆行)沖(逆行)留(順行)西方照(順行)合(2)地球上觀測到的行星運(yùn)動實(shí)際上是行星公轉(zhuǎn)和地球公轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動，常稱為“會合運(yùn)動”地球上觀測到行星的連續(xù)兩次上合或沖的時(shí)間間隔，稱為“會合周期”會合周期等不等行星的公轉(zhuǎn)周期？ 不等于。公轉(zhuǎn)周期應(yīng)該為相對于遙遠(yuǎn)恒星背景來計(jì)量公轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間間隔“恒星周期”開普勒第一定律：行星繞太陽公轉(zhuǎn)運(yùn)動的軌道是橢圓，

33、太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上(橢圓定律)開普勒第二定律：連接太陽到行星的直線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等(面積定律)開普勒第三定律：行星公轉(zhuǎn)周期的平方與軌道半長徑的立方成正比牛頓第一定律：無外力作用于物體時(shí)，物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)(慣性定律)牛頓第二定律：物體受外力F作用，就在外力方向得到加速度a，加速度的大小跟外力成正比，跟物體質(zhì)量m成反比，即F=ma牛頓第三定律：第一個(gè)物體受到第二個(gè)物體的作用力，同時(shí)第一個(gè)物體對第二個(gè)物體有反作用力，作用力與反作用力大小相等，方向相反。升交點(diǎn)黃經(jīng) :一般說來，行星軌道與黃道面有兩個(gè)交點(diǎn): 當(dāng)行星從黃道面以南穿過黃道面進(jìn)入北的交點(diǎn)稱為升交點(diǎn)；反之，稱為降交點(diǎn)。從“太陽-春分點(diǎn)”方向到“太陽-行星