基礎(chǔ)天文學(xué)教程復(fù)習(xí)大綱

1、基礎(chǔ)天文學(xué)教程復(fù)習(xí)大綱第一章天文學(xué)觀測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)天球和天球坐標(biāo)1、天球：是天文學(xué)上為研究天體位置和運(yùn)動(dòng)的方便假想的以觀測(cè)者或地心或日 心為中心，以無窮遠(yuǎn)為半徑的球。2、天穹與天體的比較天穹：人們所能直接觀測(cè)到的地平之上的半個(gè)球形天空。天球：以地心為球心半徑為任意的假想球體，表示天體視運(yùn)動(dòng)的輔助工具。天球?qū)傩裕喊霃綗o窮大，是整球和圓球；分類：分地心天球（用以表示太陽系以外的天體）和日心天球（用以表示太 陽系以內(nèi)的天體）。3、黃道概念：太陽周年運(yùn)動(dòng)的軌跡，即為黃道。4、天球的運(yùn)動(dòng)天球的周日運(yùn)動(dòng)：由于地球自轉(zhuǎn)而隨同整個(gè)地球的運(yùn)動(dòng)，方向向西，日 轉(zhuǎn)一周。太陽作為普通天體。表現(xiàn)為東升西落天球的周年運(yùn)

2、動(dòng)：由于地球公轉(zhuǎn)而相對(duì)于恒星的運(yùn)動(dòng)，方向向東，年巡 天一周。表現(xiàn)為夜晚星空有序變化。5、天球坐標(biāo)系相關(guān)知識(shí)：本初子午線：通過英國Greenwich（格林尼治）天文臺(tái)原址中星儀十字絲的0經(jīng)線。（1884年確定）天球上三個(gè)基本大圓：地平圈、天赤道、黃道大圓的極點(diǎn)：一地平圈兩極：天頂和天底；一天赤道兩極：天北極和天南極；黃 道 兩極：黃北極和黃南極。大圓的交點(diǎn)：天赤道交地平圈：東點(diǎn)和西點(diǎn)；黃道交天赤道：春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)天赤道和地平圈一一兩圈交點(diǎn)是東點(diǎn)和西點(diǎn)，地平圈上與東、西點(diǎn)相距90的 兩個(gè)點(diǎn)為南點(diǎn)和北點(diǎn)。黃道與天赤道：二分點(diǎn):兩道交點(diǎn)稱二分點(diǎn)。（解釋春分點(diǎn)、秋分點(diǎn)，春分日、秋 分日。）二至點(diǎn)：黃道上

3、與二分點(diǎn)等距離的兩個(gè)點(diǎn)。（解釋夏至點(diǎn)、冬至點(diǎn)，夏至日、冬至日。）（一）、球面坐標(biāo)概說球面坐標(biāo)系的共同特點(diǎn)：都有基圈、始圈和原點(diǎn)；縱坐標(biāo)即緯度；橫坐標(biāo) 即經(jīng)度。（二）、地平坐標(biāo)系（1）、用途：表示天體在天空中的高度和方位；（2）、圓圈系統(tǒng)：地平圈，子午圈，卯酉圈；天頂、天底。（3）、基本要點(diǎn)：基圈：地平圈；始圈：午圈；原點(diǎn)：南點(diǎn)；緯度：高 度：天體相對(duì)于地平圈的方向和角距離。（解釋度量及天頂距）經(jīng)度：方位： 天體所在的地平經(jīng)圈相對(duì)于午圈的方向和角距離。（0到360，自南點(diǎn)向西沿 地平圈度量）。公式：仰極高度二天頂赤緯=當(dāng)?shù)馗叨龋ㄈ⒌谝怀嗟雷鴺?biāo)系（也稱時(shí)角坐標(biāo)系）1、用途：用于時(shí)間度量；2、圓

4、圈系統(tǒng)：天赤道，時(shí)圈（赤經(jīng)圈）、子午圈和六時(shí)圈；3、基本要點(diǎn)：基圈：天赤道；始圈：午圈；原點(diǎn)：上點(diǎn)；緯度：赤緯：天體相對(duì)于天赤道的方向和角距離。（解釋度量及極距）經(jīng)度：時(shí)角：天體所在的時(shí)圈相對(duì)于上點(diǎn)（午圈）的方向和角距離。自上點(diǎn)沿天 赤道向西度量（為使天體的時(shí)角“與時(shí)俱增”）。上、西、下、東為0時(shí)、6時(shí)、12時(shí)、18時(shí)。地平坐標(biāo)系與第一赤道坐標(biāo)系地平坐標(biāo)系與第一赤道坐標(biāo)系-都是右旋坐標(biāo)系，它們的經(jīng)度（方位、時(shí)角）都向西度量，且都以午圈為 始圈，但基圈和原點(diǎn)不同。它們之間的聯(lián)系為：仰極高度=天頂赤緯=當(dāng)?shù)鼐暥雀鶕?jù)這一原理可測(cè)當(dāng)?shù)鼐暥取?始圈相同（午圈）但基圈不同，因而高度不同于赤緯，方位不同于時(shí)

5、角；二者的具體差異與當(dāng)?shù)氐木暥扔嘘P(guān)；仰極高度體現(xiàn)地平系統(tǒng)與第一赤道系統(tǒng)的關(guān)系。第一赤道坐標(biāo)系與第二赤道坐標(biāo)系有共同的基圈（天赤道）和緯度（赤緯）。但始圈和原點(diǎn)不同且度量方向不 同，因此它們的經(jīng)度（時(shí)角、赤經(jīng)）不同。雖然不同但都在天赤道上度量，因此 可找出它們之間的聯(lián)系。 基圈相同（天赤道）因而有相關(guān)的緯度（赤緯）但始圈不同，因而時(shí)角不 同于赤經(jīng)； 二者的具體差異于當(dāng)時(shí)的恒星時(shí)有關(guān)；恒星時(shí)即春分點(diǎn)的時(shí)角，或上點(diǎn)的赤經(jīng)。天體赤經(jīng)+天體當(dāng)時(shí)時(shí)角=當(dāng)時(shí)恒星時(shí)第二節(jié)、天體的視運(yùn)動(dòng)與四季星空1、天體的周日視運(yùn)動(dòng)是指所有天體以一天為周期的自動(dòng)向西運(yùn)動(dòng)。其軌跡叫做周日平行圈，簡(jiǎn)稱周 日圈。2、太陽的周年視運(yùn)動(dòng)

6、指引地球公轉(zhuǎn)而引起的太陽在恒星背景上的運(yùn)動(dòng)。其視行路線被稱為黃道。軌 跡（路線）：即黃道方向：自西向東 速度：59/h周期：與地球公轉(zhuǎn)周 期相同，約為365天。3、天體的亮度：正常視力的人在地球上所看到天體的明暗程度。4、視星等：亮度等級(jí)。光度：天體本身的發(fā)光強(qiáng)度。只要知道天體的絕對(duì)星等和視星等，便可其距離。5、光度和亮度的區(qū)別6、黃道十二宮星座：人馬、摩羯、寶瓶、雙魚、白羊、金牛、雙子、巨蟹、獅 子、室女、天秤、天蝎7、春季主要星座：大熊座小熊座牧夫座室女座獅子座夏季主要星座：天琴座天鷹座天鵝座天蝎座人馬座秋季主要星座：飛馬座仙女座仙后座英仙座仙王座南魚座冬季主要星座：獵戶大犬座小犬座雙子座

7、御夫座金牛座8、星空分布大勢(shì)：恒顯星區(qū)、恒隱星區(qū)、出沒星區(qū)第三節(jié)、天文望遠(yuǎn)鏡和空間探測(cè)器光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的類別：、按軸系分：地平式、赤道式。、按光學(xué)系統(tǒng)分：折射型、反射型、折反射 型。第四節(jié)、天文觀測(cè)時(shí)間系統(tǒng)1、時(shí)間系統(tǒng)建立的依據(jù)：地球的自轉(zhuǎn)（日一一晝夜交替）、月球的公轉(zhuǎn)（月一一月相盈虧）、地球的公轉(zhuǎn)（年四季變化）2、恒星日：某一恒星連續(xù)2次在同一地點(diǎn)上中天的時(shí)間間隔。24恒星時(shí) 參照點(diǎn)：恒星太陽日：太陽連續(xù)2次在同一地點(diǎn)上中天的時(shí)間間隔。24太陽時(shí) 參照點(diǎn)：太陽3地方時(shí)和世界時(shí)地方時(shí)：以觀測(cè)者本地經(jīng)度測(cè)定的時(shí)間。過于分散，不便于遠(yuǎn)距離的交流與活動(dòng)。世界時(shí)：以本初子午線測(cè)定的時(shí)間。過于統(tǒng)一，不便

8、于各地日常生活。4、時(shí)區(qū)：以15的倍數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)線，兩側(cè)各7.5。為一個(gè)時(shí)區(qū)，共24個(gè)時(shí)區(qū)。區(qū)時(shí)：該時(shí)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)線的地方時(shí)。法定時(shí)區(qū)：各國法定的全國統(tǒng)一或地區(qū)統(tǒng)一使用的時(shí)區(qū)。有時(shí)不是整數(shù)時(shí)區(qū)。法定時(shí)：法定時(shí)區(qū)的區(qū)時(shí)。6、原子時(shí)：精度極高，但無實(shí)際物理意義。世界時(shí)：日常所需，但精度一般。協(xié)調(diào)世界時(shí)：原子時(shí)的秒長(zhǎng)與世界時(shí)的時(shí)刻相互協(xié)調(diào)。如何協(xié)調(diào)：閏秒。7、歷法：推算日、月、年的時(shí)間長(zhǎng)度和它們之間的關(guān)系，并制定時(shí)間順序的法 則。陰歷歷月安排：?jiǎn)螖?shù)月為大月，30天，雙數(shù)月為小月，29天。置閏規(guī)則：30 年11閏。陽歷歷月安排：1、3、5、7、8、10、12共7個(gè)月為大月，每月31天，4、6、9、11共4個(gè)

9、月為小月，每月30天，2月在平年為28天，在閏年為29天。置閏規(guī)則：400年97閏。陰陽歷歷月安排：大月30日，小月29日，無固定大小月順序，以朔望月為標(biāo)準(zhǔn)安排大小月。平均歷月長(zhǎng)度等于朔望月長(zhǎng)度。置閏規(guī)則：19年7閏。8、現(xiàn)行陰陽歷：我國傳統(tǒng)歷法（夏歷、農(nóng)歷、陰歷，老歷、舊歷）。特點(diǎn)：（1）以月相定日序；（2）以中氣定月序；（3）干支紀(jì)年。第二章地球和地月系第一節(jié)地球1、恒星日：統(tǒng)一恒星連續(xù)兩次在同地上中天的時(shí)間間隔。是地球自轉(zhuǎn)的真正周期。理論上為24小時(shí)，實(shí)際應(yīng)用為23時(shí)56分。太陽日：太陽連續(xù)兩次在同地上中天的時(shí)間間隔。理論上是24時(shí)04分，實(shí)際上 是24時(shí)。太陰日：月球中心連續(xù)兩次在同地

10、上中天的時(shí)間間隔。理論上24時(shí)54分，實(shí)際 上是24時(shí)50分。2、地球自轉(zhuǎn)角速度：極點(diǎn)為0，其他地點(diǎn)都為15 /h線速度：cosX465m/s （為地理緯度）3、地球自轉(zhuǎn)的后果：不同天體的周日運(yùn)動(dòng)；這種較快自傳疊加緩慢公轉(zhuǎn)形成地 球上的晝夜交替；使水平運(yùn)動(dòng)物體方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。4、地軸進(jìn)動(dòng)：是天軸繞黃軸作圓錐運(yùn)動(dòng)造成的天極位置在天球上自東向西的圓 周運(yùn)動(dòng)。周期為25800年。地軸進(jìn)動(dòng)的后果：一，天極周期變化。二，春分點(diǎn)西移。三，赤經(jīng)赤緯黃經(jīng)變化。5、地球公轉(zhuǎn)的證明視差：由于地球公轉(zhuǎn)造成的恒星在天球上位置的移動(dòng)。光行差：多普勒效應(yīng)：7、恒星年：以恒星為參考點(diǎn)，太陽視圓面中心連續(xù)兩次經(jīng)過同一恒星的時(shí)間

11、間 隔。地球公轉(zhuǎn)的真正周期。8、回歸年比恒星年短20分24秒 即歲差9、近點(diǎn)年：以近日點(diǎn)為參考點(diǎn)。10、地球公轉(zhuǎn)引起的天文現(xiàn)象：恒星的周年視差：太陽的周年運(yùn)動(dòng)：行星與 太陽的會(huì)合運(yùn)動(dòng)：行星與太陽的相對(duì)視運(yùn)動(dòng)。月球與太陽的會(huì)合運(yùn)動(dòng)：月球 與太陽的相對(duì)視運(yùn)動(dòng)。11、地球運(yùn)動(dòng)的地理意義晝夜交替與晝夜長(zhǎng)短：晨昏線（圈）：晨昏線分緯線為晝弧和夜弧二部分， 分別表示晝長(zhǎng)和夜長(zhǎng)（每15折合1小時(shí)）。影響晝夜長(zhǎng)短的其他因素：太陽視半徑：大氣折光：眼高差：晨昏蒙影：12、太陽高度（h。）一日之內(nèi)：隨太陽時(shí)角變化。以正午太陽高度（HO）為最大。正午太陽高度的變化：不同緯度：以太陽直射緯度H。為90，向南北遞減。極

12、圈內(nèi)可能為負(fù)，意味 著極夜。不同季節(jié)：從冬至到夏至，太陽直射點(diǎn)一路向北，北半球H。逐漸增大。13、四季形成的根本原因：黃赤交角。四季劃分起點(diǎn)，我國是四立，西方是二分二至。第二節(jié) 月球1、月地平均距離：384 401km月球大?。阂暟霃剑?5.5。視直徑：31 14 “12線半徑：1738km。月海：暗的熔巖流平原。七個(gè)海：危海、酒海、澄海、雨海、風(fēng)暴洋、富饒海、靜海、第三節(jié)地月系1、白道：月球軌道在天球上的投影；黃白交角：白道面與黃道面的交角（509）；2、朔望月3、同步自轉(zhuǎn)：方向與周期均與其公轉(zhuǎn)相同。月相距角與太陽出沒 比較月出中天月落夜晚 見月時(shí)間新月0同升同落清晨正午黃昏徹夜無月滿月18

13、0此起彼落黃昏半夜清晨通宵見月上弦月90遲升后落正午黃昏半夜上半夜西天下弦月270早升先落半夜清晨正午下半夜東天4、天體的影錐本影、偽本影、半影。日全（環(huán)）食：三個(gè)階段五個(gè)食相：偏食、全（環(huán)）食、偏食；初虧-食既-食甚-生光-復(fù)圓當(dāng)月輪中心與日輪中心最接近或重合的瞬間，稱作食甚。月全（環(huán)）食：三個(gè)階段五個(gè)食相：偏食、全（環(huán)）食、偏食；初虧-食既-食甚 -生光-復(fù)圓當(dāng)月輪中心與地球本影截面中心最接近或重合的瞬間，稱作食甚。5、日食月食的條件食必在朔望。朔望不一定必有食。朔望時(shí)太陽在黃白交點(diǎn)或附近，必有食。6、食季太陽在食限內(nèi)運(yùn)行的時(shí)間。（月球每個(gè)月都經(jīng)過黃白交點(diǎn)）7、引潮力：日（月）對(duì)地球表面的

14、實(shí)際引力與對(duì)地心的引力（即平均引力）之 間的差值。8、影響引潮力大小的因素：天體到地球中心的距離、且引潮力的大小與這個(gè)天體距離的3次方成反比；吸引天體的質(zhì)量，引潮力大小與天體的質(zhì)量成正比；地面上距以正反垂點(diǎn)為兩極 的大圓的距離。m，r，d?？谙蛉眨ㄔ拢┌肭蛞绷檎?，潮汐為順潮。其中以正垂點(diǎn)最大，方向向上。背日（月）半球引潮力為負(fù)，潮汐為對(duì)潮。其中以負(fù)垂點(diǎn)最大，方向向上。m和d：月球引潮力是太陽引潮力的2.18倍。月球引潮力產(chǎn)生太陰潮；太陽引潮力產(chǎn)生太陽潮。所以說“海上明月共潮生。”9、海洋潮汐的基本周期太陰周期是海洋潮汐的一個(gè)基本周期，即一個(gè)太陰日內(nèi)有兩次高潮、兩次低潮、 兩次漲潮、兩次落潮

15、。太陽潮與太陰潮的疊加，構(gòu)成海洋潮汐另一個(gè)基本周期，即一個(gè)朔望月內(nèi)有兩 次大潮、兩次小潮。10、海洋潮汐的其他周期及復(fù)雜性日月引潮力兩個(gè)基本周期黃赤交角、黃白交角日地、月地距離近日點(diǎn)+近地點(diǎn)+朔（望）時(shí)，潮差最大地形河口狀使潮汐強(qiáng)度增加摩擦力高潮出現(xiàn)在月球中天后數(shù)小時(shí)，大潮出現(xiàn)在朔望后2-3天。11、洛希極限第三章太陽和太陽系第一節(jié)太陽1、太陽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從里向外分為： 核反應(yīng)區(qū)：0.25RO，能量的99%，相對(duì)穩(wěn)定 輻射區(qū)：0.6RO，從里向外 能量遞減，相對(duì)穩(wěn)定 對(duì)流區(qū)：0.15RO，溫度梯度大，不穩(wěn)定，對(duì)流強(qiáng)太陽的大氣一一外部結(jié)構(gòu)太陽的大氣是指可以直接觀測(cè)到的外部層次，它從里向外分為：光球

16、：500km，5770K，太陽視圓面，亮度大，有黑子和光斑。色球：2千到1萬km，數(shù)萬K，玫瑰色鋸齒狀，亮度為光球的千分之一， 有耀斑和日珥。日冕：最外層，百萬K，銀白色，亮度為色球的萬分之一，有太陽風(fēng)。2、太陽常數(shù)：3、天文學(xué)距離單位：秒差距、光年、天文單位4、黑子活動(dòng)的特點(diǎn)在光球?qū)?。太陽活?dòng)的明顯標(biāo)志。與強(qiáng)磁場(chǎng)有關(guān)。成雙成群出現(xiàn)。多出現(xiàn)在日面南北緯5 -25區(qū)域?；顒?dòng)周期為11年。（太陽活動(dòng)周）5、日地關(guān)系變化的后果第二節(jié)太陽系1、八大行星：水星，金星，地球，火星，木星，土星，天王星，海王星。2、矮行星：冥王星3、開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律第一定律（軌道定律）：行星繞日公轉(zhuǎn)軌道是橢圓；太陽位于橢圓

17、的焦點(diǎn) 之一；第二定律（面積定律）：在相同的時(shí)間內(nèi)，行星向徑（太陽和行星的連線） 在軌道平面上掃過的面積相等；即面速度不變；第三定律（周期定律）：兩行星周期（?。┢椒街?，等于它們與太陽距 離（a）的立方之比。T12/T22=a3/a234、牛頓對(duì)行星運(yùn)動(dòng)三定律的發(fā)展：擴(kuò)展了第一定律：天體軌道可以任何一種圓錐曲線。論證了第二定律：用積分法進(jìn)行證明。修正了第三定律：利用萬有引力進(jìn)行修正。5、開普勒認(rèn)為，行星單純繞太陽中心運(yùn)動(dòng)；牛頓認(rèn)為，行星和太陽都繞它們的共同質(zhì)心運(yùn)動(dòng)。開普勒描述了行星軌道的幾何特征，指出了行星怎樣運(yùn)動(dòng)；被譽(yù)為“天空立法者”；牛頓解釋了行星運(yùn)動(dòng)的物理原因，回答了行星為什么這樣運(yùn)動(dòng)

18、；創(chuàng)立了科學(xué)的天 文學(xué)。6、行星同太陽相對(duì)位置的變化地內(nèi)行星：上合、下合和東、西大距；地外行星：合、沖和東、西方照第三節(jié)行星分類與行星簡(jiǎn)介1、什么是行星？ 2006年8月，國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)給出了定義：位于圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道上；有足夠大的質(zhì)量來克服固體應(yīng)力以達(dá)到流體靜力平衡的形狀（近于球體）;已經(jīng)清空了其軌道附近的區(qū)域。2、行星的分類：一以地球軌道為界：地內(nèi)行星（水、金）地外行星（火、木、土、天、海）一以小行星帶為界：內(nèi)行星（水、金、地、火）外行星（木、土、天、海）一以物理性質(zhì)分： 類地行星（水、金、地、火）類木行星（木、土、天、海）（均有光環(huán)）此外還有：巨行星（木、土）和遠(yuǎn)日行星（天、海）3太陽系行星的運(yùn)動(dòng)特征指公轉(zhuǎn)軌道上的運(yùn)動(dòng)：一近圓性：橢圓軌道的偏心率均較小。一共面性：軌道傾角均較小。一同向性：均在軌道上自西向東公轉(zhuǎn)。第四節(jié)太陽系的小天體1、小行星小行星的軌道絕大部分在火星與木星之間，形成一個(gè)小行星帶。近地小行星：最早發(fā)現(xiàn)的“谷神星”（Ceres 1）、“智神星”（Pallas 2）、“婚神星”（Juno 3）和“灶神星”（Vesta 4）是小行星中