二、天文现象综述

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1、 二、天文现象二、天文现象- -地球的宇宙环境地球的宇宙环境 n1.宇宙与宇宙的起源 n2.星空划分和四季星空 n2.1星空划分 n2.2四季星空 n2.3 希腊神话与星座 n3.太阳系 n4.地月系 1.宇宙与宇宙的起源 前言 n相关资料地球科学、地球概论、 天文学等。 n本部分介绍地球的宇宙环境和地球本身。 n地理环境，世界是相互联系的，地球表层 或多或少是受地球的宇宙环境影响的，也 受地球本身形状和运动影响的，学习本章 有助于我们理解地球表层许多现象的产生 和演变 建议 n阅读天文学或地球概论相关书籍 中的至少一本 世界上只有两件东西能够深深地 震撼人们的心灵，一件是我们心中的 崇高的道

2、德准则，另一件是我们头顶 上灿烂的星空。 康德实践理性批判 地球概论包括地球的物理学和天文学两方面 的内容，学习它可以了解许多有兴趣的问题：如 地球是怎样运动的？对我们人类的日常生活有什 么影响？宇宙是什么样的？它会毁灭吗？太阳的 巨大能量从哪里来？星空变化等等。 地球的宇宙环境 n宇宙天体 n恒星 n行星 n卫星 n小行星 n彗星 n流星 n星云 引力作用下 集结在一起 天 体 系 统 宇宙 n宇宙（Universe）是由空间、时间、物质和能量， 所构成的统一体。是一切空间和时间的综合。一般 理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统，包 括其间的所有物质、能量和事件。宇宙根据大爆炸 宇宙模型

3、推算，宇宙年龄大约200亿年。 欧 洲 宇 航 局 公 布 普 朗 克 望 远 镜 拍 摄 的 首 张 宇 宙 宇宙宇宙的形状 n宇宙的形状现在还是未知的，但可大胆想象。 n有的人说宇宙其实是一个类似人的这样一种生物的 一个小细胞，而也有人说宇宙是一种拥有比人类更 高智的电脑慧生物所制造出来的一个程序或是一个 小小的原件，或者宇宙是无形的，它时刻都在变化 着. 总之宇宙的形状是人类一个未解的一个心锁 。科学家推算宇宙直径约有300亿光年。（这里指 的是我们已知,已观测到的宇宙。) n另有一种假说，宇宙是类似于地球，维度超过3维 ，但是就像地球一样，我们始终无法走出地球，一 直朝前走会走回原点，

4、假如一个人一直走，他始终 会回到原点。 艺术家笔下的宇宙 宇宙的起源 n宇宙观念 n宇宙起源 n宇宙大爆炸学说 n宇宙的不断膨胀 n宇宙的创生 n重要学者：牛顿；爱因斯坦；霍金等等 n作业：查阅有关宇宙的资料。 思考 n宇宙是有始有终的吗？ n宇宙是有限的吗？如果是有限的，有限之 外又是什么？如果是无限的，那他又是什 么样子呢？ n n关于宇宙你还有哪些认识或想知道 天体 n概念： n天体是指宇宙空间的物质形体 。天体的集聚，从而形成了各 种天文状态的研究对象。天体 ，是对宇宙空间物质的真实存 在而言的，也是各种星体和星 际物质的通称。人类发射并在 太空中运行的人造卫星、宇宙 飞船、空间实验室

5、、月球探测 器、行星探测器、行星际探测 器等则被称为人造天体。 天 体 恒星由炽热气体组成能自行发光的球状天体。 行星绕恒星运行不发可见光的天体。 卫星绕行星运行质量较小的天体。 彗星由冰物质组成绕恒星运行拖着尾巴的天体。 流星体质量小绕恒星运行轨道多样，当进入地球 大气因摩擦生热燃烧发光，为流星现象。大流星 体未燃尽降落到地面为陨星。 星云空间气体和微粒组成的星际云，体积、质量 大，密度小，形状不一亮度不等。 星际物质恒星之间的物质，包括星际气体、尘埃 磁场、宇宙线等。 人造天体如人造卫星、宇航器（宇宙飞船）、空 间站等。 旋涡星系 仙女座大星云 补充 n天文、天体的观测望远镜 n大型的：

6、n国家系统天文台南京紫荆山天文 台、云南昆明和丽江、北京 n小型的： n个人爱好 天体系统 由互有引力联系的若干天体组成的集合体。 总星系 （目前观测的 宇宙部分） 银河系 河外星系 太阳系 恒星系统 地月系 行星-卫星系统 星系群 星系团 超星系团等 时间尺度：150亿年 空间尺度：150亿光年 河外星系 2.星空划分和四季星空 2.1星空划分 n（1）国际通行的星空区划-88个星座 n在晴朗无月的夜晚，我们仰望天空，星转 斗移，繁星闪烁，给人无限的遐想。除了 几个行星之外，其它星的相对位置几乎是 不变的，古人称恒星。其实恒星不恒，只 是它们距离太遥远了，我们肉眼无法分辨 。 n为了辨认这些

7、密布的群星，人们用想象的 线条将星星连接起来，并构成各种各样的 图形，或把某一块星空划分成几个区域， 取上名字。 n这样一来，可以讲述和记录，认识星星就 容易多了。这些图形连同它们所在的天空 区域，就叫做星座。 n1922年国际天文学会把星座的名称作了统一 的界定，规定全天有88个星座，星座里的恒 星用希腊字母和数字标出。 星空之美星空之美 我我们的银河系们的银河系, , 直径十万光年直径十万光年 n现行88个星座的名称中，只有5个星座是 1922年国际天文学大会命名的，其它皆是沿 用过去的名称，其中，46个是古代命名的， 有37个是17世纪以后命名的。所有星座的名 称中约有一半是动物的名字，

8、既有希腊神 话中的动物，又有地理大发现以后新发现 的动物；另有1/4是神话人物的名字，其余 1/4则是仪器和用具的名字。由于历史的原 因，星座的排列很不规则，范围亦不等， 甚至差别悬殊。 n星座内恒星的命名，一般采用星座名称加 上拉丁字母（希腊字母），拉丁字母的顺 序与星座内恒星的亮度相对应（如天瓶座 星、大熊座星等），但也有少数例外情况 。（如双子座中的星反而比星亮，可能 古代的情况与现代不一样）。当24个拉丁（ 希腊）字母用完之后，就用数字代替字母 ，通常数字是按恒星的赤经依次排列，如 大熊座80星，等等。 n 北天星座：小熊、天龙、仙王、仙后、鹿 豹、大熊、猎犬、牧夫、北冕、武仙、天 琴

9、、天鹅、蝎虎、仙女、英仙、御夫、天 猫、小狮、后发、巨蛇、盾牌、天鹰、天 箭、狐狸、海豚、小马、三角、飞马、蛇 夫。 n黄道带星座：双鱼、白羊、金牛、双子、 巨蟹、狮子、室女、天秤、天蝎、人马、 摩羯、宝瓶。 肉眼可見恆星6000顆 星座88個 北天多神話主角及動物 南天多船上儀器 n 南天星座：鲸鱼、波江、猎户、麒麟、小 犬、长蛇、六分仪、巨爵、乌鸦、豺狼、 南冕、显微镜、天坛、望远镜、印第安、 天燕、凤凰、时钟、绘架、船帆、南冕、 圆规、南三角、孔雀、南鱼、玉夫、天炉 、雕具、天兔、天鸽、大犬、船尾、罗盘 、唧筒、半人马、矩尺、杜鹃、网罟、剑 鱼、飞鱼、船底、苍蝇、南极、水蛇、山 案、蝘蜓

10、、天鹤。 （2）我国古代的四象二十八宿 二十八宿与88星座的大致对应 关系 东东方苍龙苍龙北方玄武西方白虎南方朱雀 星宿对应星 座 星宿 对应星 座 星宿 对应星 座 星宿 对应星 座 角室女 斗人马奎仙女、 双鱼 井双子 亢室女牛摩羯娄白羊鬼巨蟹 氐天秤女宝瓶胃白羊柳 长蛇 房天蝎虚宝瓶、 小马 昴 金牛星长蛇 心天蝎危飞马 、 宝瓶 毕 金牛张长蛇 尾天蝎室飞马觜猎户翼巨爵 箕人马壁仙女、 飞马 参猎户轸乌鸦 （3）星座的观测工具星图、星 表、天球仪 n 星图 n 观测天体，星图必不可少。星图是把天体在天 球上的视位置投影到平面上而绘成的图，可用来 表示天体的位置、亮度和形态等，它是天文观

11、测 所必备的。天体的位置可由天球坐标确定，因此 ，星图上一般均注有坐标。 n恒星的亮度在星图上用大小不同的星点来表示， 有的星图还在星点上涂上各种颜色用以表示恒星 的有关特征。 梅西叶天体星图 n星表 n 星表是记载天体各种参数（如坐标、运 动、星等、光谱型）和特性的表册，实际 上就是天体的档案，人们可以在星表中查 知天体的基本情况，也可以按星表给出的 坐标到星空中寻找所要了解的天体。 n为了专业的需要，有些天文学家编制了同 一类或同一特性的天体的星表，如双星星 表、变星星表、高光度星、星表、磁星星 表、白矮星星表，射电星表、光谱星表、 星云星团表、红移星表、银河系星表、太 阳系星表、彗星表、

12、流星表等等，可说应 有尽有。 n天球仪 n 天球仪是用来表述各种天体坐标和演示天 体视运动的天球模型，它将主要天体的视位 置投影到球面上，而使其与实际星空相吻合 ，因此，天球仪可作为缩小了的星空，一幅 立体星图。用天球仪可以演示天体的视运动 和任意日期与时刻的星空，帮助初学者认星 ，了解星空变化的规律。在上面还可以直接 读取各种天球坐标值，进行不同坐标系统之 间的换算，并求解其它有关球面天文学的问 题。用途非常广泛，是开展天文教学和普及 天文知识必备的科教仪器。它主要由天球、 子午圈、地平圈和支架四部分组成。 天球-是天旋還是地轉 n所示， n天球； n子午圈； 天赤道； 黄道； n地平圈；

13、竖环； n底座； n螺旋 1.2四季星空 n晴朗的夜晚，如果通宵不眠，就可巡视整 个星空，就能看到恒星的东升西落，也就 是天体的周日视运动现象，这是地球向东 自传的缘故。 n星空每晚都在移动，某天午夜看到的星空 图案要在整整一年以后才会完全重现，由 于太阳周年视运动和天体周日视运动，在 不同季节的同一时间所观测到的星空也不 相同。 n人们把每一季节内各月份夜间所观测到约 3000颗星的那一部分星空，即与太阳赤经相 差180附近的星空称为该季节星空。随观测 者所在纬度不同，所观测到的星空也不相 同，四季星空，就是指不同季节的特定时 刻所见到的星空，可用天球仪或活动星图 或电子星图予以显示。 n（

14、1）星空分布大势 n任何时候，整个星空都被地平圈一分为二 ，其中，有一半显露在地平以上，是可见 的；另一半则隐没在地平以下，是不可见 的，二者相互交替变化。 n但是在地球上位于不同区域的人，观察到 的天区是不同的。 n例如我们所处的位置有两个天区看不到：一是与 太阳同升同落的天区，因被阳光所淹没；二是以 南天极为中心的那块天区总是在地平面以下，所 以看不到，这块天区被称为恒隐星区，简称恒隐 区。在恒隐区内的星称恒隐星，恒隐区的边界称 恒隐圈。 n相反，在此过程中以北天极为中心的那块天区都 始终在地平面以上，这块天区被称为恒显星区， 简称恒显区。在恒显区里的星叫恒显星，恒显区 的边界称恒显圈。

15、n紫微垣基本上就是我国所处位置看到的恒显区。 整个星空（天球）除恒隐区和恒显区外，就是出 没星区，那里的星有隐有显。 （2）四季星空 n1 春夜星空 n 春夜的星空是迷人的，银河从南出发， 蜿蜒流向北方，中部略向西弯，银河以西 的几个冬夜星空的著名星座：金牛、猎户 、大犬座由于接近西方地平面变得难以观 测了。处于银河之中的仙后，英仙，御夫 星座不易见到。 n 在天顶以北，大熊座正在子午圈上，北斗七星当 空高悬，几乎靠近天顶，斗柄指向东方，沿着勺 的两颗星向北约五倍远可以找到北极星，它是小 熊座星，中名勾陈一。 n沿着斗柄连成的曲线延长出去，可以找到大角星 ；它是牧夫座的最亮的星、在东方半空中闪耀着 橙色的光辉。 n把斗柄的曲线从大角星再延长一倍，可以找到另 一颗一等星角宿一，它是室女座的星。这条始于 斗柄，止于角宿一的大弧线，称为春季大曲线。 牧夫座的东边还有一个半圆形的北冕座。 n向南看去，雄伟的狮子座正在天空中，它 是春夜星空的中心，头部象反写的问号， 尾部象三角形，头西尾东，很象一只狮子 。它的最亮星叫轩辕十四，位于黄道上， 月亮和行星经常运行到它的附近，狮子座 的南面是横跨天空的长蛇座，头西尾东