星空运转与周日视运动

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1、第一讲 星空运转与周日视运动华中师范大学物理学院 2007年9月13日深邃的夜空，繁星闪烁着 诱人的晶莹之光，仿佛一 个缀满宝石的迷宫，那一 颗颗亮星象宝石一样晶莹 剔透，那一个个星座如悬 挂在夜空的一幅幅图画， 令人心驰神往。让我们从 这熟悉的星座开始，了解 星空的运转和天体的周日 视运动。认识星空可以帮助我们认识恒星位置，增进欣 赏浩瀚宇宙之情趣，以及扩充对宇宙的视野。认识星空可以帮助我们认识恒星位置，增进欣 赏浩瀚宇宙之情趣，以及扩充对宇宙的视野。古埃及天狼星在日出之前出现于 东方之时 ( 约当时夏至 ) 尼罗河三角洲 便开始泛滥，带来肥沃的土壤。北极星是早期航海家导航定位之参考，即身

2、处现代的我们偶尔也会利用其来确认方向。一、星座与四季星空 1 星座与星名星座与星名我们祖先早就 给天上的亮星 起了名：我们祖先早就 给天上的亮星 起了名：有的根据神 话故事，如 牛郎星、织 女星、天狼 星、老人星 等；有的根据神 话故事，如 牛郎星、织 女星、天狼 星、老人星 等；有的依据中国有的依据中国28 宿宿(xiu,四声四声)命 名，如角宿一， 心宿二，娄宿 三，参宿四和毕 宿五等；命 名，如角宿一， 心宿二，娄宿 三，参宿四和毕 宿五等；有的依据中国有的依据中国28 宿宿(xiu,四声四声)命 名，如角宿一， 心宿二，娄宿 三，参宿四和毕 宿五等；命 名，如角宿一， 心宿二，娄宿 三

3、，参宿四和毕 宿五等；有的根 据颜色 命名， 如大火 (心宿 二)；有的根 据颜色 命名， 如大火 (心宿 二)；还有的依据恒星所在的天区命名，如 天关星，北河二，北河三，天津四， 五车二和南门二等。还有的依据恒星所在的天区命名，如 天关星，北河二，北河三，天津四， 五车二和南门二等。1603年1603年德国业余天文学家拜尔建议德国业余天文学家拜尔建议“平等对 待平等对 待”这些恒星，不能只给亮星起名。这些恒星，不能只给亮星起名。例如猎户座例如猎户座(参宿四参宿四)、猎户 座、猎户 座(参宿七参宿七)、猎户座、猎户座(参 宿五参 宿五)、猎户座、猎户座(参宿三参宿三)等。等。某个星座的恒星若超

4、过了24个或 者为了方便，就用星座的名称后 加阿拉伯数字表示。某个星座的恒星若超过了24个或 者为了方便，就用星座的名称后 加阿拉伯数字表示。如天鹅座61星、天鹅座 32星、双子座65星及天 兔座17星等。如天鹅座61星、天鹅座 32星、双子座65星及天 兔座17星等。天文学家有时用星表的序号来 表示星名.天文学家有时用星表的序号来 表示星名.如猎户座星也叫HD39801 （HD星表39801号）。如猎户座星也叫HD39801 （HD星表39801号）。每个星座中的恒星从亮到暗 顺序排列，以该星座名称 加一个希腊字母顺序表示。每个星座中的恒星从亮到暗 顺序排列，以该星座名称 加一个希腊字母顺序

5、表示。梅西耶(梅西耶(messier messier )星表（)星表（110110）、NGC星表(星云星团新总表， 7840) 、IC（）、NGC星表(星云星团新总表， 7840) 、IC（补充，5836补充，5836）星表、科德威尔星表、HD（）星表、科德威尔星表、HD（亨利亨利德 雷伯德 雷伯 ）星表（）星表（272150）272150）等。等。人们根据一群星构成的图形加上 想象，把恒星划分成许多星座。中国古代把天空划分成三垣二十八宿中国古代把天空划分成三垣二十八宿垣墙垣墙宿住址宿住址28宿以外的 星区划分为 三垣：紫微 垣、太微垣 和天市垣。宿以外的 星区划分为 三垣：紫微 垣、太微垣

6、和天市垣。28宿以外的 星区划分为 三垣：紫微 垣、太微垣 和天市垣。宿以外的 星区划分为 三垣：紫微 垣、太微垣 和天市垣。日月穿行 在黄道附 近，黄道 附近的星 被分成日月穿行 在黄道附 近，黄道 附近的星 被分成28 个大小不 等的星 区，叫个大小不 等的星 区，叫28 宿。宿。日月穿行 在黄道附 近，黄道 附近的星 被分成日月穿行 在黄道附 近，黄道 附近的星 被分成28 个大小不 等的星 区，叫个大小不 等的星 区，叫28 宿。宿。月球在绕地球 公转运动过程 中，每日从西 往东经过一宿。紫微垣包括北天极附近的星区， 太微垣大致包括室女座、后发座 和狮子座，天室垣包括蛇夫座、武 仙座、

7、巨蛇座和天鹰座等星座。1928年，国际天文学联合会决定：双鱼座、白羊座、金牛座、双子座、 巨蟹座、狮子座、室女座、天秤座、 天蝎座、人马座、摩羯座、宝瓶座。南半天球 47个星座南半天球 47个星座大犬座、船底座、半人马座、鲸鱼座、 波江座、长蛇座、天兔座、麒麟座、 蛇夫座、盾牌座、船帆座、飞鱼座等。将全天划分为全天划分为8888个星座个星座黄道12宫北半天球 29个星座黄道12宫北半天球 29个星座小熊座、大熊座、天龙座、天琴座、 天鹰座、天鹅座、武仙座、狐狸座、 飞马座、蝎虎座、北冕座、猎犬座、 后发座、牧夫座、仙王座、仙后座、 仙女座、英仙座、猎户座等。希腊故事把牛郎星和周围的星 连在一起

8、，认为像老鹰叫天鹰 座，把织女星和周围的星想象 为一架琴叫天琴座。天鹅座中 亮的六颗星，古希腊神话故事 把它说成一只在银河上空低飞 的天鹅，所以叫天鹅座。 春春 (捕鱼歌捕鱼歌) 狮子吼天狮子吼天 春风送暖学认星， 北斗高悬柄指东。 斗口两星指北极， 找到北极方向清。 狮子横卧春夜空， 轩辕十四一等星， 牧夫大角沿斗柄， 星光点点照航程。春风送暖学认星， 北斗高悬柄指东。 斗口两星指北极， 找到北极方向清。 狮子横卧春夜空， 轩辕十四一等星， 牧夫大角沿斗柄， 星光点点照航程。 2 四季星空2 四季星空狮子座北斗七星北斗七星是大熊座的腰部到尾 部部分。其中的四颗星组成斗 勺，另三颗星组成 斗柄

9、 。春 天的黄昏，北斗七星的斗勺正 指向东方。 在北斗七星前端的 天璇和天枢两星之间连一条直 线，再延长5倍的距离，便遇到 颗明亮的2等星，它就是北极星。 这是寻找北极星的最简便的方 法。因此天璇和天枢二星 又被 称作北斗七星是大熊座的腰部到尾 部部分。其中的四颗星组成斗 勺，另三颗星组成 斗柄 。春 天的黄昏，北斗七星的斗勺正 指向东方。 在北斗七星前端的 天璇和天枢两星之间连一条直 线，再延长5倍的距离，便遇到 颗明亮的2等星，它就是北极星。 这是寻找北极星的最简便的方 法。因此天璇和天枢二星 又被 称作“指极星指极星”。夏 (小星星)星光灿烂 斗柄南指夏夜来， 天蝎人马紧相挨。 顺着银河

10、向北看， 天鹰天琴两边排。 天鹅飞翔银河歪， 牛郎织女色青白。 心宿红心照南斗， 夏夜星空记心怀。斗柄南指夏夜来， 天蝎人马紧相挨。 顺着银河向北看， 天鹰天琴两边排。 天鹅飞翔银河歪， 牛郎织女色青白。 心宿红心照南斗， 夏夜星空记心怀。秋飞马当空飞马当空 秋夜北斗靠地平， 仙后五星空中升。 仙女一字指东北， 飞马凌空四边形。 英仙星座照夜空， 大陵五星光会变。 南天寂静亮星少， 北落师门赛明灯。秋夜北斗靠地平， 仙后五星空中升。 仙女一字指东北， 飞马凌空四边形。 英仙星座照夜空， 大陵五星光会变。 南天寂静亮星少， 北落师门赛明灯。双鱼座冬猎户威武猎户威武 三星高照入寒冬， 昴星成团亮晶

11、晶。 金牛低头冲猎户， 群星灿烂放光明。 御夫五星五边形， 天河上面放风筝。 冬夜星空认星座， 全天最亮天狼星。三星高照入寒冬， 昴星成团亮晶晶。 金牛低头冲猎户， 群星灿烂放光明。 御夫五星五边形， 天河上面放风筝。 冬夜星空认星座， 全天最亮天狼星。 我们认识星空，最好到远离城市灯光的空 旷地区，并要准备好一份星图和一个手电 筒。如果你有一些星图软件，如我们认识星空，最好到远离城市灯光的空 旷地区，并要准备好一份星图和一个手电 筒。如果你有一些星图软件，如Skymap， 事先用计算机演示当夜的星空图像，这会 帮你认识星空。， 事先用计算机演示当夜的星空图像，这会 帮你认识星空。飞马座200

12、7年9月13日22： 14：02，wuhan天鹅座天津四天鹰座 牛郎仙女座织女二、天体的周日视运动由于地球自西 向东自转，由相对 运动原理，人们不 觉得是地球在运 动，却看到所有天 体都在围绕天轴(地 球自转轴的延伸)自 东向西运动，24小 时运转一周，叫做 天体的周日视运动。由于地球自西 向东自转，由相对 运动原理，人们不 觉得是地球在运 动，却看到所有天 体都在围绕天轴(地 球自转轴的延伸)自 东向西运动，24小 时运转一周，叫做 天体的周日视运动。地理坐标（flash） 1、地轴 2、地极 3、纬线和赤道 4、经线和本初子午线 5、经度 6、纬度 北京：北纬391、地轴 2、地极 3、纬

13、线和赤道 4、经线和本初子午线 5、经度 6、纬度 北京：北纬390 05757, ,; 东经116; 东经1160 01919, , 武汉：北纬30武汉：北纬300 03838, ,；东经114；东经1140 01717, ,1 在南北极观察天体的周日视运动 天体平行于地平圈转 动，看不到升落。天体平行于地平圈转 动，看不到升落。 在北极地区只能看到 北半天球的星，永远 看不到南半天球的 星，南极只能看到南 半天球的星。在两 极，半年是黑夜，半 年是白天。在北极地区只能看到 北半天球的星，永远 看不到南半天球的 星，南极只能看到南 半天球的星。在两 极，半年是黑夜，半 年是白天。2 在赤道地

14、区观察天体的视运动 地理纬度为地理纬度为0。 所有天体都垂直于 地平面做圆运动。 在这个地区，春分 和秋分日中午时刻 太阳在天顶，是真 正的所有天体都垂直于 地平面做圆运动。 在这个地区，春分 和秋分日中午时刻 太阳在天顶，是真 正的“太阳当头照， 立竿不见影太阳当头照， 立竿不见影”。3 在两级和赤道之间的地区观察 地理纬度地理纬度(0，90)或或 ( 90 ，0)。 在北极和赤道之间 的地区，可以看到 全部北天球及部分 南天球的天体。在北极和赤道之间 的地区，可以看到 全部北天球及部分 南天球的天体。三、太阳的周年视运动旭日东升， 夕阳西下。旭日东升， 夕阳西下。1 黄道12宫1 黄道12

15、宫1月3日或4 日地球运动 到近日点， 速度最大， 故太阳在魔 蝎座停留时 间最短。1月3日或4 日地球运动 到近日点， 速度最大， 故太阳在魔 蝎座停留时 间最短。2 春分点和秋分点2 春分点和秋分点 北半球中纬度地 区，太阳在春分 秋分时正好位于 天赤道上，正东 升起，正西落 下，昼夜等长。北半球中纬度地 区，太阳在春分 秋分时正好位于 天赤道上，正东 升起，正西落 下，昼夜等长。四、天体的亮度和视星等 1 视星等视星等农业、畜牧业的生产需求农业、畜牧业的生产需求肉眼，6等星；1850年，普森肉眼，6等星；1850年，普森（Pogson）：5等星，星等相差一等，量度相差2.512 倍。同时

16、范围延伸，比一等星亮的有0等和负星等，如天狼： 1.4，太阳-26.7，月亮满月12.6；比6等星更暗的是7等，8等：5等星，星等相差一等，量度相差2.512 倍。同时范围延伸，比一等星亮的有0等和负星等，如天狼： 1.4，太阳-26.7，月亮满月12.6；比6等星更暗的是7等，8等 2.5lgmE= 星等星等亮度亮度21212.5lg(/)mmEE= 星等之差视星等是地球上观测到 的天体亮度的量度。根 据不同的测量方法所得 到的星等可分为：目视 星等、仿视星等、照相 星等、光电星等、热辐 射星等及射电星等。视星等是地球上观测到 的天体亮度的量度。根 据不同的测量方法所得 到的星等可分为：目视 星等、仿视星等、照相 星等、光电星等、热辐 射星等及射电星等。越亮的星，它的视星等越小越亮的星，它的视星等越小. 色指数C是恒星颜色的一种量度，它定义为恒星的照相星等和目视星 等（或仿视星等）之差（B-V）。由于人眼对黄绿光敏感，而照相底 片对蓝光敏感，在