天球:以地心为球心,以任意远为半径的假想球体,表示天体运动的辅助工具天球周日运动:对于地球观测者:天球围绕我们以与地球自转相反的方向(向西),和相同的周期( 1 日)旋转;太阳周年运动: 由于地球公转, 使太阳在天球上形成的以一年为周期的位置移动,叫做太阳周年运动,方向向东地平圈: 地平圈是通过地心,且垂直于当地铅垂线的平面的无限扩大,同天球相割而成的天球大圆它把天球分成可见和不可见两部分;天赤道: 天赤道是地球赤道平面的无限扩大,与天球相割而成的天球大圆天赤道分天球为南北两半球;黄道: 黄道是地球公转的轨道平面的无限扩大,同天球相割而成的天球大圆它就是太阳周年运动的视行路线;右旋坐标系:与天球周日运动(地球自转)联系,向西;左旋坐标系:与太阳周年运动(地球公转)联系,向东一地的经度和纬度相结合,叫做该地的地理坐标;地理坐标是表示地面上的位置的一种科学方法⑵地平坐标系?用途:表示天体在天空中的高度和方位;?圆圈系统:地平圈,子午圈,卯酉圈;?基本要点:基圈:地平圈原点:南点始圈:午圈纬度:高度经度:方位(0 到 360 度,自南点向西沿地平圈度量) 地平坐标系的作用:地平坐标系能把天体在当时当地的天空位置直观地、生动地表示出来。
例如, 若某人造卫星在某时刻的地平坐标值为:方位 270° , 高度 45° , 则说明, 此时该人造卫星在正东方的天空,其仰角为 45° ⑶第一赤道坐标系(也称时角坐标系) ?用途:用于时间度量;?圆圈系统:天赤道,子午圈和六时圈;?基本要点:基圈:天赤道原点:上点始圈:午圈纬度:赤纬经度:时角(经圈改称时圈)自上点沿天赤道向西度量(为使天体的时角“ 与时俱增 ” )⑷ 地平坐标系与第一赤道坐标系的比较?相同点 : 都是右旋转坐标系,经度都是向西度量;始圈都是午圈; ?不同点 : 基圈不同,原点不同?联系 : 仰极高度= 天顶赤纬= 当地纬度(5)第二赤道坐标系⑴ 用途:表示天体在天球上的位置;⑵ 圆圈系统:天赤道,二分圈和二至圈;⑶ 基本要点:基圈:天赤道;原点:春分点;始圈:春分圈;纬度:赤纬;经度:赤经,自天赤道向东度量(为使春分点沿天赤道向东度量,即当时的“恒星时” ) ①中天天体在周日视运动过程中,其高度和方位角都在不断改变当天体恰在当地子午圈 位置时,叫做天体的中天②恒星时春分点和天球上任何一点一样也参加周日运动它在天球上连续两次由东向西通过某地子午圈的时间间隔,叫做恒星日。
恒星时以春分点上中天的时刻作为起标点⑺黄道坐标系①用途:表示日月行星的位置及其运动;②圆圈系统:黄道,无名圈(通过春分点的黄经圈)和二至圈;③基本要点:基圈:黄道;原点:春分点;始圈:无名圈;纬度:黄纬;经度:黄经,自春分点沿黄道向东度量(为使太阳的黄经“ 与日俱增 ” ) 8. 第二赤道坐标系与黄道坐标系的区别和联系相同点:都是左旋坐标系;原点都是春分点;不同点:始圈不同;基圈不同第二赤道坐标系和黄道坐标系:赤经和黄经都向东度量:有共同的原点(春分点)但第一赤道坐标系以天赤道为基圈,春分圈为始圈;黄道坐标系以黄道为基圈,以无名圈为始圈所以,赤纬不同于黄纬,赤经不同于黄经⑼ 第一赤道坐标系与第二赤道坐标系的区别和联系相同点:基圈相同;赤纬相同;不同点:原点不同;始圈不同;度量方式不同;二者通过赤经与时角联系?S(恒星时) = tr(春分点时角 ) ?S(恒星时) = t(恒星的时角 )+a (恒星的赤经)?恒星中天: t = 0 ?则 S (恒星时) = a (恒星中天的赤经)?星系:大量的恒星和星云构成巨大的天体系统它们是宇宙的基本构件银河系:地球和整个太阳系所属的星系 河外 ” 星系:银河系以外的无数星系。
恒星 :由内部能源产生辐射而发光的大质量球状天体太阳就是一颗典型的恒星恒星空间速度的两个分量:视向速度和切向速度恒星自行:恒星的切向速度在天球上表现的位移叫自行. 红移:天体光谱如果发生了红移(波的频率降低, 波长变长), 表明该天体正在退行;紫移:若谱线发生紫移(波的频率升高,波长变长),该天体就在向我们接近亮度:恒星的明暗程度;光度:恒星本身的发光强度;星等:视星等m 和绝对星等M;视星等是亮度等级;绝对星等是光度等级;星等越小,亮度越大星等相差1 等,恒星的亮度相差2.512 倍 ;星等以等差级数增大,亮度以等比级数递减;普森公式,只要是明确的零星等和它的标准亮度即平均亮度,就可以根据恒星的亮度 E推算视星等m 天文单位 (AU):地月系质心相对于太阳的平均距离,通常也指日地平均距离,相当于 1.4960×108km,用来表示太阳系内天体之间的距离光年: 9.4605 ×1012km=6.324 × 104AU 秒差距 :天体的周年视差为1″时与地球的距离,主要用于量度太阳系外天体的距离1 秒差距= 3.0857 × 1013km=206 265AU =3.2621·y·恒星的亮度与其距离远近有关。
光源的视亮度与其距离的平方成反比; 为了比较不同恒星的光度,必须移到同一距离上,这个标准距离为10 秒差距,合32.6 光年;标准距离10 秒差距下的恒星亮度称绝对亮度,其星等称绝对星等:M=m+5-5lgd只要测定恒星的绝对星等,便可求知该星的距离赫罗图:横坐标 ——恒星的光谱型, 因恒星的光谱型与表面温度有关,因此横坐标也就表示恒星的表面温度纵坐标 ——恒星的绝对星等,因绝对星等是光度的一种量度, 因此纵坐标也表示恒星的光度光谱 -光度图通常也叫赫罗图它以恒星的光谱型(或温度)为横坐标,以它的光度(或绝对星等)为纵坐标,每颗恒星按照各自的光谱型和光度,在图上占有一定的位置太阳位于主星序的中部,可见它是一颗很典型的恒星赫罗图的应用:求主序星的距离:只需知道恒星的光谱型,便可从它在赫罗图主星序的相应位置,直接得知其光度,再根据恒星的视亮度,就能按平方反比定律求知其距离反映恒星的演化过程恒星是由星云凝聚而成弥漫星云在自引力的作用下,收缩成比较密集的气体→引力势能转化为热能,内部温度升高并辐射能量→向赫罗图上某个主序位置移动质量愈大,收缩愈快,达到主序的位置愈高(温度高,光度大)星际介质:星际介质又称星际物质,是指恒星际空间中存在的各种物质,有种类繁多的原子、分子和尘埃。
银河系是以银河命名的星系(形似圆盘 ); 银河是银河系主体在天球上的投影(环天光带 )太阳活动是太阳大气中局部区域各种不同活动现象的总称开普勒三大定律:轨道定律:所有的行星分别在大小不一的椭圆轨道上围绕太阳运动太阳是在这些椭圆的一个焦点上面积定律:行星的失径(太阳中心和行星中心间的连线)在相等的时间内扫过的面积是相等的周期定律:任何两个行星绕太阳的公转周期的平方比等于这两个行星到太阳的平均距离(椭圆轨道的半长轴)的立方比 月”的概念恒星月:月球在白道上连续两次通过同一恒星(无明显自行)所需的时间:27.3217 日朔望月 :从这一次新月(或满月)到下一次新月(或满月)所经历的时间:29.5306 日近点月:以月球近地点为参考点,月球的公转周期:27.5546 日交点月:以月球升交点(或降交点)为参考点,月球的公转周期:27.2122 日恒星日: 同一恒星连续两次在同地中天的周期,也就是恒星 (或春分点) 连续两次由东向西通过同一子午圈的时间间隔,长度约为23 小时 56 分 4 秒恒星日是地球自转的真正周期,即地球自转360° 所经历的时间太阳日 :太阳连续两次在同地中天的周期,也就是太阳中心连续两次由东向西通过同一子午圈的时间间隔,平均长度是24 小时。
太阳日是昼夜交替的周期,是日常生活中使用的日,它比恒星日平均长3 分 56 秒,这是由于太阳每天在天球上向东移动59′,这就造成了太阳日长于恒星日太阴日: 月球连续两次在同地中天所经历的时间,也就是月球中心连续两次由东向西通过同一子午圈的时间间隔,平均长度是24 小时 50 分太阴日是地面潮汐涨落的周期,它比太阳日长50 分,这是由于月球绕地球公转造成的,月球自西向东绕地球旋转,周期为一个恒星月27.3217 日,也就是每个太阳日向东转 13° 10′,每个太阴日向东转13° 38′这样在一个太阴日期间,地球自转的周期不是 360° ,而是 373° 38′?恒星日与太阳日比较?在一个恒星日内,地球自转360°,在一个太阳日内,地球公转59 ,自转360° 59 这 59 的差值是地球公转造成的,使太阳日比恒星日约长4 分恒星日与太阴日比较?在一个恒星日内, 地球自转 360° , 在一个太阴日内, 月球公转 13° 38 , 地球自转 373° 38 ,这 13° 38 的差值是月球公转造成的,使太阴日比恒星日长约50 分地球自转速度的变化?长期减慢:月球对地球的潮汐作用造成的;?周期变化:周年周期、半年周期、月周期、半月周期、近周日和半周日周期变化。
不规则变化:地球内部物质的移动或太阳活动强盛时对地球的影响造成的?傅科摆:?前提:摆总是力图保持其摆动面的方向不变;?特征:特殊的悬挂装置,摆可以自由转动,使摆动超然于地球自转,摆长,锤重,持续时间长;?偏转方向:北半球右偏,南半球左偏;?偏转速度:因纬度而异,与纬度的正弦成正比?极移:?极移是整个地球相对于地轴的运动而造成的,地球自转轴在地球本体内的相对运动极移造成了南北两极在地面位置的变化在这个过程中,地轴被认为是不动的极移的振幅约为±0.4″,相当于在地面上一个12×12 平方米范围进动:?地轴绕着一条通过地球中心并且垂直于黄道面的轴线缓慢而不停地作周期性的圆锥运动这种运动叫地轴的进动,又叫岁差2.3 极移和进动的区别?极移和进动都是地球自转轴的运动,但运动形式、运动周期和运动结果却迥然不同极移是在不受外力作用下,自转轴在地球体内的自由摆动运动轨迹很复杂,是条弯曲的非闭合曲线主要周期是近14 个月的张德勒周期极移是地球本体相对于自转轴的运动造成的因此,极移不改变天极和天赤道在恒星间的位置,对天体的赤道坐标和黄道坐标没有影响,只能使地理坐标产生微小的变动进动是在外力矩作用下,自转轴在空间的受迫运动,天极围绕着黄极,以23° 26′为半径做圆周运动,方向向西,周期为25800 年。
天极的运动是真实的运动,遂使天极、天赤道和春分点在恒星间的位置不固定结果, 回归年的长度短于恒星年,天体的赤经、赤纬和黄经都要受到影响,但却不能改变地理经度和地理纬度极移是地极的移动,不涉及天极在天球上位置的变化;进动造成天极的移动,不涉及地极在地面上的位置的变化?太阳每日赤经差因季节而变化,以至太阳日长度发生季节变化,每日赤经差越大,太阳日便越长;反之,则越短这种因季节而变化的太阳日叫真太阳日(视太阳日)真太阳日的全年平均值叫平太阳日平太阳日的每日赤经差是取太阳每日赤经差59′太阳每日赤经差季节变化的主要原因是黄赤交角?同样的黄经差造成不同的赤经差;第二赤道坐标系与黄道坐标系有共同原点(春分点),但因基圈不同,黄经不同于赤经;?冬夏二至(黄赤二道平行)赤经差最大,视太阳日最长;?春秋二分(二道交角最大)赤经差最小,视太阳日最短赤经差变化的次要原因是椭圆轨道?造成太阳每日黄经差本身的变化;由于日地距离的变化,地球公转速度的不等;?近日点变化最快,视太阳日较长;?远日点变化最慢,视太阳日较短恒星年 ——太阳连续两次回归到同一恒星的方向上,或一个恒星连续两次合日的一段时间间隔,长度是365 日 6 时 9 分 9.7 秒,即 365.2564 日;?回归年 ——太阳连续两次回归到春分点的一段时间间隔,长度是365 日 5 时 48 分 46秒,即 365.2422 日;?近点年 ——太阳连续两次回到近地点(对地球来说的近日点)的一段时间间隔,长度是 365 日 6 时 13 分 56 秒,即 365.2596 日;?食 年 —— 太阳连续两次通过黄白交点之一的一。