天文学基本知识课件教学提纲

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1、天文学基础知识天文学基础知识一、宇宙从何而来一、宇宙从何而来二、天球坐标系二、天球坐标系 三、辨识方位三、辨识方位四、星座和恒星命名四、星座和恒星命名五、四季星空五、四季星空六、黄道十二宫和六、黄道十二宫和 “ “星座文化星座文化”七、天体距离和视差测距法七、天体距离和视差测距法八、恒星的星等和光度八、恒星的星等和光度九、恒星不恒九、恒星不恒恒星的一生恒星的一生十、行星的视运动十、行星的视运动(yndng)(yndng)及及其解释其解释第一页，共110页。一、宇宙从何而来一、宇宙从何而来亘古不衰亘古不衰(b shui)(b shui)的问题的问题蓝天白云，碧空广袤浩瀚；蓝天白云，碧空广袤浩瀚；

2、群星璀璨，河汉深不可测；群星璀璨，河汉深不可测；宇宙为何是这个样子？它从何处而来？又向宇宙为何是这个样子？它从何处而来？又向何处而去？宇宙会有开端吗？时间何处而去？宇宙会有开端吗？时间(shjin)会有终结吗？会有终结吗？第二页，共110页。一个一个(y)著名的传说著名的传说相传罗素作过一次关于宇宙的演讲后，听相传罗素作过一次关于宇宙的演讲后，听众众(tngzhng)中的一位老年妇女站起来，中的一位老年妇女站起来，老夫人说：老夫人说：“你说的这些全是废话，这个你说的这些全是废话，这个世界是驮在乌龟背上的一块平板！世界是驮在乌龟背上的一块平板！”罗素问道：罗素问道：“那么这只乌龟站在什么地方那么

3、这只乌龟站在什么地方呢？呢？”老夫人说：老夫人说：“年轻人，你很聪明！不过，年轻人，你很聪明！不过，这是一只驮着一只一直驮下去的乌龟塔这是一只驮着一只一直驮下去的乌龟塔啊！啊！”第三页，共110页。一一 宇宙宇宙(yzhu)(yzhu)认知史认知史1、古代、古代(gdi)的宇宙说的宇宙说“宇宇”：天地：天地(tind)四方（空间）四方（空间）“宙宙”：古往今来（时间）：古往今来（时间）Cosmosuniversity盖天说：盖天说：天圆如张天圆如张盖盖,地方如棋局地方如棋局浑天说：浑天说：浑天如鸡子浑天如鸡子,天体天体如弹丸如弹丸,地如鸡中黄地如鸡中黄第四页，共110页。 古印度：古印度：“海

4、中乌龟驮着大象，大象背着大陆海中乌龟驮着大象，大象背着大陆(dl)(dl)，周围环绕大蛇，周围环绕大蛇”的说法的说法 。第五页，共110页。中国中国(zhnu)：盘古：盘古开天辟地开天辟地基督教：上帝的创生基督教：上帝的创生第六页，共110页。上帝在创造宇宙上帝在创造宇宙(yzhu)之前做之前做什么？什么？有人问奥古斯丁：上帝在创造宇宙之有人问奥古斯丁：上帝在创造宇宙之前做什么？前做什么？奥古斯丁的回答：奥古斯丁的回答：“他正在为问这个问题的人准备他正在为问这个问题的人准备(zhnbi)地狱！地狱！”第七页，共110页。在很久很久以前，没有天，没有在很久很久以前，没有天，没有地，到处是混沌的一

5、片，简直就地，到处是混沌的一片，简直就像是一个浑圆的鸡蛋。这个浑圆像是一个浑圆的鸡蛋。这个浑圆的东西也有一个中心，这个中心的东西也有一个中心，这个中心就是人类的始祖，他的名字叫做就是人类的始祖，他的名字叫做盘古氏。盘古氏在这个浑圆的东盘古氏。盘古氏在这个浑圆的东西中间孕育了西中间孕育了1万万8千年。终于有千年。终于有一天，他破壳而出，拿着自己制一天，他破壳而出，拿着自己制造的巨斧劈开了这个混沌的圆东造的巨斧劈开了这个混沌的圆东西，轻的上升为天，重的下降为西，轻的上升为天，重的下降为地。盘古死后，他的左眼，变成地。盘古死后，他的左眼，变成了光辉夺目的太阳；右眼，变成了光辉夺目的太阳；右眼，变成了

6、一轮美丽的月亮。头发和胡须，了一轮美丽的月亮。头发和胡须，变成了天空密密麻麻的星辰；身变成了天空密密麻麻的星辰；身体体(shnt)则化为江河山脉，花则化为江河山脉，花草树木。草树木。第八页，共110页。道生一，一生(yshng)二，二生三，三生万物。道者，无也。 老子道德经 第九页，共110页。大爆炸大爆炸(bozh)理理论论、又称、又称“大爆炸大爆炸(bozh)宇宙学宇宙学”、创建、创建(chungjin)：伽莫夫：伽莫夫年创建年创建(chungjin)、支持：爱德温、支持：爱德温哈勃发现红移现象哈勃发现红移现象阿尔诺阿尔诺彭齐亚斯与罗伯特彭齐亚斯与罗伯特威尔逊发现威尔逊发现宇宙微波背景辐射

7、宇宙微波背景辐射第十页，共110页。 大爆炸宇宙模型认为大爆炸宇宙模型认为, ,宇宙起始于一个宇宙起始于一个“奇点奇点”。在。在“奇点奇点”里，温度和密度都高得无法里，温度和密度都高得无法(wf)(wf)想象，这时物质所处的状态至今还无法想象，这时物质所处的状态至今还无法(wf)(wf)描写描写. .这种状态可能极不稳定这种状态可能极不稳定, ,最终最终,“,“奇奇点点”发生爆炸，这种爆炸是整体的，涉及宇宙发生爆炸，这种爆炸是整体的，涉及宇宙的全部物质及时间、空间。爆炸导致宇宙空间的全部物质及时间、空间。爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降，当温度降到一定处处膨胀，温度则相应下降，当温度降

8、到一定程度时程度时, ,逐步形成超星系团、星系团、星系乃至逐步形成超星系团、星系团、星系乃至恒星和行星等。恒星和行星等。烟火烟火(ynhu)理理论论第十一页，共110页。1981年梵蒂冈宇宙学会议， 教皇保罗二世 的大会演讲： 在大爆炸之后的宇宙演化是 可以研究的， 但是人们(rn men)不要去过问大爆炸 本身，因为那是创生的时刻， 是上帝的事务。 第十二页，共110页。宇宙宇宙(yzhu)的年龄的年龄按照按照(nzho)哈勃定律，距今约为哈勃定律，距今约为110180亿年。亿年。根据星系演化根据星系演化(ynhu)的理论，通过计算一个星系的理论，通过计算一个星系中红巨星的数目，就可以估算出

9、该星系的年龄。用中红巨星的数目，就可以估算出该星系的年龄。用这种方法测算出的最老的星系的年龄在这种方法测算出的最老的星系的年龄在100亿年到亿年到160亿年之间。亿年之间。2003年年2月，美国宇航局公布的月，美国宇航局公布的“威尔金森各向异威尔金森各向异性微波探测器性微波探测器”拍到的宇宙拍到的宇宙“婴儿期婴儿期”照片。根照片。根据这张照片，科学家精确地测算出了据这张照片，科学家精确地测算出了宇宙的实际年宇宙的实际年龄是龄是137137亿年亿年，误差不超过百分之一。，误差不超过百分之一。第十三页，共110页。宇宙宇宙(yzhu)是无限的吗？是无限的吗？两个悖论两个悖论如果宇宙是无限大的，其中

10、就有无数个恒星，按照牛如果宇宙是无限大的，其中就有无数个恒星，按照牛顿万有引力定律，宇宙空间中任何给定两点的引力就顿万有引力定律，宇宙空间中任何给定两点的引力就可能很大或无限大，因此，任意一点的引力势就无法可能很大或无限大，因此，任意一点的引力势就无法确定。确定。西利格之谜西利格之谜如果宇宙是无限的，并且恒星的数量如果宇宙是无限的，并且恒星的数量(shling)也是也是无限的，那么黑夜则不复存在，因为你向任何一个方无限的，那么黑夜则不复存在，因为你向任何一个方向望去，总能看到一个恒星。向望去，总能看到一个恒星。奥伯斯之谜奥伯斯之谜第十四页，共110页。无限的宇宙没有无限的宇宙没有(miyu)黑

11、夜！黑夜！Olbers第十五页，共110页。宇宙宇宙(yzhu)是有限的吗？是有限的吗？如果宇宙是有限的，那么宇宙的边界和中如果宇宙是有限的，那么宇宙的边界和中心在何处？边界以外又是什么心在何处？边界以外又是什么(shnme)？卢克莱修的卢克莱修的“飞矛飞矛”：如果宇宙是有限的，：如果宇宙是有限的，倘若一个人一直走到它的边上，猛掷一根倘若一个人一直走到它的边上，猛掷一根飞矛，那么试问：它将飞向何处？飞矛，那么试问：它将飞向何处？爱因斯坦的困惑：宇宙究竟是无限伸展的爱因斯坦的困惑：宇宙究竟是无限伸展的？还是有限封闭的？还是有限封闭的？海涅：一个白痴才希望有个答案。海涅：一个白痴才希望有个答案。第

12、十六页，共110页。 二、天球坐标系借鉴地球的地理坐标 基本点 ：北极、 南极 基本圈 ：赤道、 纬线圈、经线圈、本初(bn ch)经圈 纬度、 经度 第十七页，共110页。第十八页，共110页。纬度：从赤道面起算纬度：从赤道面起算到北极到北极090o到南极到南极090o经度：从本初经圈起算经度：从本初经圈起算（通过（通过(tnggu)格林尼治天文台）格林尼治天文台）向东方向，东经向东方向，东经0180o向西方向，西经向西方向，西经0180o第十九页，共110页。天球天球1、用肉眼或望远镜看天体，分不清它、用肉眼或望远镜看天体，分不清它们的远近，好象是镶嵌在无穷远处们的远近，好象是镶嵌在无穷远

13、处(yunch)的球面上：的球面上：一个虚拟的天球！一个虚拟的天球！2、天球是以地球为中心，但这仅仅是一、天球是以地球为中心，但这仅仅是一种方法，用起来方便。种方法，用起来方便。第二十页，共110页。第二十一页，共110页。3 3、太阳、太阳(tiyng)(tiyng)和太阳和太阳(tiyng)(tiyng)系的行星系的行星在天球上的视运动在天球上的视运动4 4、恒星也在运动（自行），短时期不、恒星也在运动（自行），短时期不 会明显看出恒星在天球上的相对位会明显看出恒星在天球上的相对位 置发生变化置发生变化 可以认为恒星固定在天球上可以认为恒星固定在天球上 第二十二页，共110页。 天体位置：

14、观测者和天体的联线 与天球的交点 视运动(yndng)：天体在天球球面上的运动(yndng) 第二十三页，共110页。 天球(tinqi)坐标系1，赤道坐标系 2，地平坐标系 3，黄道坐标系 4，银道坐标系第二十四页，共110页。 赤道(chdo)坐标系 基本圈： 赤道(chdo)、纬圈、经圈 基本点： 北天极（南天极） 春分点 (3月21日） 赤纬 赤经第二十五页，共110页。赤道赤道(chdo)坐标系坐标系子午圈子午圈春分点春分点地平圈地平圈赤道赤道(chdo)天极天极赤纬赤纬时角，赤经时角，赤经赤经从春分点起算，赤经从春分点起算，时角从子午圈算起时角从子午圈算起第二十六页，共110页。春

15、分点和秋分点春分点和秋分点地球轨道(gudo)面（黄道面）和赤道面的交点第二十七页，共110页。 赤道(chdo)坐标系 天体的赤纬从天赤道(chdo)起算第一赤道(chdo)坐标系(时角坐标系） 时角从子午圈起算，顺时针 时角随观测地不同、时间不同而变化。第二赤道(chdo)坐标系(赤道(chdo)坐标系) 赤经从春分点起算，逆时针 赤经不随观测地及时间而变化第二十八页，共110页。优越的赤道坐标系优越的赤道坐标系英国著名英国著名(zhmng)学者李约瑟评价：学者李约瑟评价：现代国际通用的是中国古代的赤道现代国际通用的是中国古代的赤道坐标系，而不是希腊古代的黄道坐标系。坐标系，而不是希腊古代

16、的黄道坐标系。坐标值不随时间变化，也不受观测坐标值不随时间变化，也不受观测点地理位置的影响，可唯一确定恒星点地理位置的影响，可唯一确定恒星在天球上的位置。在天球上的位置。第二十九页，共110页。问题：问题：在地球在地球(dqi)(dqi)上某处观测天体上某处观测天体有没有永远不落的天体？有没有永远不落的天体？有没有永远不升起的天体？有没有永远不升起的天体？ 第三十页，共110页。在地球的北极：（北极星在头顶）在地球的北极：（北极星在头顶）地平圈与天赤道平行地平圈与天赤道平行所有天体的周日平行圈所有天体的周日平行圈与地平圈和天赤道平行与地平圈和天赤道平行所有的北天的天体所有的北天的天体都围绕着北

17、极星转圆圈都围绕着北极星转圆圈不会不会(bhu)落到地平圈之下落到地平圈之下所有的南天的天体都看不到所有的南天的天体都看不到第三十一页，共110页。在地球赤道地区：在地球赤道地区：地平圈与天赤道垂直地平圈与天赤道垂直所有天体的周日平行圈都与地平圈垂直所有天体的周日平行圈都与地平圈垂直没有永远不会落到地平线以下的星没有永远不会落到地平线以下的星也没有永不升起的星星也没有永不升起的星星南天南天(nntin)和北天的天体都可以观测和北天的天体都可以观测第三十二页，共110页。在其它纬度在其它纬度(wid)地区：地区：既有拱极星既有拱极星也有永不升起的星也有永不升起的星还有有升有落的星还有有升有落的星

18、由赤纬与当地地理纬度由赤纬与当地地理纬度(wid)决定决定第三十三页，共110页。 三、辨识(bin sh)方位 1、天球（地心天球）：以地球为中心，以任意(rny)远为半径，而形成的假想球体。 2、天球上的方向：是地球上方向的延伸。 3、地球上的方向：经线指南北、纬线指东西。 规定：地球自转方向为东，日月星辰东升西落。 地球自转方向确定：在北极上空看，逆时针；在南极上空看，顺时针。第三十四页，共110页。利用(lyng)北斗七星找北极星 春夏季夜晚： 北斗七星即大熊星座。这七颗亮星在天球上组成一巨大的勺形。以勺头两颗星(天璇、天枢(tin sh)的连线为长度单位，向勺口所指方向度量，大约五倍

19、距离处那颗亮星，即为北极星。 第三十五页，共110页。4、2 利用(lyng)仙后座找北极星 秋冬季夜晚： 从仙后座星(王良四)向它前面的一颗不太亮的K星(位于(wiy)w开口处)连线，并以这一连线为长度单位，沿其延长线向w开口方向度量，在大约五个长度单位处那颗亮星即为北极星。 第三十六页，共110页。利用钟表(zhngbio)法确定南北方向 在北半球， 将时针对准太阳的方向， 十二点刻度和时针之间的夹角的中线所对的方向就是正南。 在南半球， 将十二点刻度对准太阳的方向， 十二点刻度和时针之间的夹角的中线所对的方向就是正北SS第三十七页，共110页。五、星座和恒星五、星座和恒星(hngxng)

20、命名命名 星座是人们为了观测研究方便 把星空人为地划分为若干区域 古人划分星空形成风格各异的星座文化1928年，国际天文学联合会把全天分为88个星座，其中北半天球29个，南半天球47个，黄道天区12个。其中沿用了很多希腊人起的名字。各个星座大小不同(b tn)，星数差别很大第三十八页，共110页。古巴比伦人古巴比伦人把星空中亮星连起来把星空中亮星连起来勾画勾画(guhu)(guhu)成牛、羊、蝎子等形象成牛、羊、蝎子等形象 古希腊人古希腊人根据一群星构成的图形加上想象，把恒星划分成根据一群星构成的图形加上想象，把恒星划分成4848个星座，主要是北天的恒星个星座，主要是北天的恒星 第三十九页，共

21、110页。神话人物类：仙女座，仙王座，神话人物类：仙女座，仙王座， 武仙座，猎户座，武仙座，猎户座，动物类：动物类： 大熊座，小熊座，大熊座，小熊座， 金牛座，杜鹃座；金牛座，杜鹃座；仪器仪器(yq)(yq)用具类：罗盘座，用具类：罗盘座， 时钟座，圆规座，六分仪座，时钟座，圆规座，六分仪座， 显微镜座，望远镜座显微镜座，望远镜座第四十页，共110页。小熊座代表宙斯的儿子阿卡。有一次，宙斯爱上了一个名叫卡里斯托的苎芙，不久卡里斯托便怀孕生下了宙斯的儿子阿卡。知道这件事情之后，愤怒的天后赫拉把卡里斯托化为一只大熊，使她只得在森林里生活下去。过了许多年，卡里斯托的儿子阿卡长大，并成为一名出色的猎手

22、。这一天，阿卡在森林里打猎。卡里斯托认出了自己的儿子，忘了自己是熊身的她身不由己地向他跑了过去。但是，阿卡并不知道这只可怕(k p)的大熊是自己的母亲，便向这只熊举起长枪。就在这个危险的时候，宙斯急忙将阿卡也变成一只熊。变成熊的阿卡斯认出了自己的母 大熊座与小熊座亲，从而避免了一场弑亲的悲剧。后来宙斯又将两只熊一同带到天上，并在众星之中给了他们两个荣耀的位置，这就是大熊座与小熊座。赫拉又选派了一个猎人带着两只凶恶的猎狗，紧紧地追赶在这两只熊的后面。这个猎人就是天上的牧夫座，而他牵着的两只猎犬就是猎犬座。第四十一页，共110页。 中国古代：三垣：紫微垣 、太微垣、天市垣 四大区：东苍龙，西白虎，

23、 南朱雀，北玄武。二十八宿，我国古代神话中28个神仙(shn xin)东方苍龙：含角、亢、氐、房、心、尾、箕七宿；南方朱雀：含井、鬼、柳、星、张、翼、轸七宿西方白虎：含奎、娄、胃、昴、毕、觜、参七宿北方玄武：含斗、牛、女、虚、危、室、壁七宿。第四十二页，共110页。第四十三页，共110页。 星座不是有机整体 星座只是某一方向范围内所有天体 的集合(亮星） 银河系中的恒星(hngxng)、星云 河外星系、类星体 在同一个星座内的天体的距离 极其悬殊.第四十四页，共110页。第四十五页，共110页。亮星的命名(mng mng)1、根据神话故事：牛郎星、织女星、天狼星等2、根据二十八宿：角宿一、心宿

24、二、参宿四等(s dn)3、根据恒星颜色：大火(心宿二)4、恒星所在天区：天关星、北河二、五车二等5、每个星座中的恒星从亮到暗排序，以该星座名称加希腊字母表示：猎户座a(参宿四)、猎户座b(参宿七)第四十六页，共110页。 千亿颗恒星如何取名 我国古代给一些(yxi)亮星起的名字 天狼、北斗、大角、牛郎、织女、造父 国际命名方法： 不能重名又要便于记忆 姓：星座名 名：该星座中的星以亮度排队 以希腊字母, 例如：小熊座（北极星）第四十七页，共110页。希腊字母希腊字母2424个，个， 故只能给故只能给21122112颗星命名颗星命名 在希腊字母用完后在希腊字母用完后 接着再用阿拉伯数字继续接着

25、再用阿拉伯数字继续(jx)(jx)排排如小熊座如小熊座6 6星，星， 大熊座大熊座5656星等星等 第四十八页，共110页。四、四季星空四、四季星空在地球上只能看见在地球上只能看见背着太阳方向背着太阳方向(fngxing)的天空中的恒星的天空中的恒星地球绕太阳的公转地球绕太阳的公转导致星空也随季节的变化而不同导致星空也随季节的变化而不同第四十九页，共110页。看星图看星图 星图种类繁多星图种类繁多星图上的南北星图上的南北(nnbi)(nnbi)方向方向和普通地图相反和普通地图相反使用地图時，平放在地上，使用地图時，平放在地上， 使用星图時，須要把星图，高举过头，使用星图時，須要把星图，高举过头

26、，抬头看星空抬头看星空 第五十页，共110页。 星空运转的规律地球自转导致整个星空从东向西围绕我们 运转一周，恒星每小时自西向东运行 15 度，4分钟1度；地球绕太阳的公转，每年365天 转一周（360度）每天约移动1度， 这导致恒星每天大约(dyu)提前4分钟升出 地平线，或者过中天。 第五十一页，共110页。春季星空是春季星空是西御东熊西御东熊夏季夏季(xij)星空是星空是西熊东琴西熊东琴秋季星空是秋季星空是西琴东后西琴东后冬季星空是冬季星空是西后东御西后东御第五十二页，共110页。 春季星空 小熊座星是北极星大熊座大熊星座中有北斗七星(bi du q xn)，顺着斗勺边缘上两颗星的联线可

27、找到北极星狮子座 头部由六颗星组成, 狮子座流星雨 第五十三页，共110页。 夏季星空夏季星空 银河横跨银河横跨(hn ku)(hn ku)天空天空天鹰座天鹰座牛郎牛郎星星 在银河的东岸在银河的东岸天琴座天琴座 织女星织女星在银河的西岸在银河的西岸天鹅座天鹅座 在银在银河中形如大河中形如大“ “ 十十”字字天鹅座天鹅座X-1X-1（X X射线源）射线源） 第五十四页，共110页。天鹅座天鹅座X-1X-1是最早被认为是黑洞的天体之一是最早被认为是黑洞的天体之一，于，于19651965年年被发现，是个很强的被发现，是个很强的X X射线源。射线源。 黑洞看不见，但在双星系统中的黑洞可以感觉黑洞看不见

28、，但在双星系统中的黑洞可以感觉(gnju)(gnju)到它的存在，双星观测可以估计伴星到它的存在，双星观测可以估计伴星质量。质量。 第五十五页，共110页。 秋季星空 仙后座 有五颗相当明亮的恒星 排列成拉丁字母 W 的形状 W字开口的一面正对着北极星仙女座 肉眼可见，仙女座大星云是人类(rnli)认识的第一个银河系以外的星系 第五十六页，共110页。仙女座大星云仙女座大星云人类认识的第一个银河系以外的星系人类认识的第一个银河系以外的星系(xngx)(xngx)。19231923年哈勃证实仙女座的距离为年哈勃证实仙女座的距离为9090万光年，远在银河系之外。万光年，远在银河系之外。 第五十七页

29、，共110页。冬季星空冬季星空猎户座猎户座有三颗亮星，好比猎人有三颗亮星，好比猎人的腰带主星的腰带主星参宿四，红参宿四，红超巨星超巨星大犬座大犬座天狼星，全天除太阳以天狼星，全天除太阳以外外(ywi)最亮的恒星最亮的恒星双星系统，伴星是第一双星系统，伴星是第一颗白矮星颗白矮星第五十八页，共110页。金牛座金牛座昴星团有七颗主要昴星团有七颗主要(zhyo)亮星亮星蟹状星云和它的脉冲星蟹状星云和它的脉冲星公元公元1054年年7月月4日（北宋至和元年）超新星爆发的遗迹。日（北宋至和元年）超新星爆发的遗迹。“至和元年五月己丑，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见至和元年五月己丑，晨出东

30、方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日。二十三日。”在夜晚可见的时间则持续了一年十个月。在夜晚可见的时间则持续了一年十个月。第五十九页，共110页。 五、黄道(hungdo)十二宫和 “ 星座文化” 第六十页，共110页。黄道十二宫黄道十二宫 太阳视运动经过太阳视运动经过1212个星座称十二宫，个星座称十二宫，大约每个月经过一宫，（大约每个月经过一宫，（1212个星座大小一同，个星座大小一同，1212个宫则平均占个宫则平均占3030度）。度）。 春春 夏夏 秋秋 冬冬 1, 1, 双鱼宫双鱼宫 4, 4, 双子宫双子宫 7, 7, 室女室女宫宫 10, 10, 人马宫人马宫 2

31、, 2, 白羊宫白羊宫 5, 5, 巨蟹宫巨蟹宫8, 8, 天秤宫天秤宫 11, 11, 摩羯宫摩羯宫 3, 3, 金牛宫金牛宫 6, 6, 狮子宫狮子宫9, 9, 天蝎宫天蝎宫 12, 12, 宝瓶宝瓶(bo pn)(bo pn)宫宫黄道：太阳在天球上视运动的轨道黄道：太阳在天球上视运动的轨道 第六十一页，共110页。 第六十二页，共110页。星座能决定人的性格和命运吗？星座能决定人的性格和命运吗？ 星座书幸运星座星座书幸运星座年年 人出生的月份对应一个人出生的月份对应一个(y )(y )星座星座 每个人都有一个每个人都有一个(y )(y )星座（认识星座（认识1212个星座）个星座）“星象

32、学家星象学家”： 不同星座能够决定人的不同性格、不同星座能够决定人的不同性格、 一生机遇和机缘。一生机遇和机缘。 第六十三页，共110页。 你属于什么星座？你可知道你所属的星座在天空的哪个方向？古代西你属于什么星座？你可知道你所属的星座在天空的哪个方向？古代西方的星占学家把每个人出生时太阳所在的星座定为他的所属星座，而太方的星占学家把每个人出生时太阳所在的星座定为他的所属星座，而太阳在黄道上运行阳在黄道上运行(ynxng)(ynxng)，每年正好穿过，每年正好穿过1212个星座，这样每月就有了一个星座，这样每月就有了一个星座，这就是大家个星座，这就是大家 熟悉的熟悉的“黄道十二宫黄道十二宫”。

33、 不过，这一切已是两千多年前的事了。经过两千多年，十二星座的日期不过，这一切已是两千多年前的事了。经过两千多年，十二星座的日期与天象已不吻合。由于地轴以两万六千年的周期摆动，黄道在天空的位与天象已不吻合。由于地轴以两万六千年的周期摆动，黄道在天空的位置亦因此出现变动。结果，事隔两千多年，太阳到达某一星座的时间便置亦因此出现变动。结果，事隔两千多年，太阳到达某一星座的时间便会推迟约一个月。此外，黄道现在不只跨过十二个星座，还跨过十三个会推迟约一个月。此外，黄道现在不只跨过十二个星座，还跨过十三个星座星座蛇夫座。蛇夫座。 尽管如此，现在的人们还是乐于接受传统的尽管如此，现在的人们还是乐于接受传统的

34、“黄道黄道 十二宫十二宫”的说法。的说法。 第六十四页，共110页。不同星座对人会产生不同不同星座对人会产生不同 的影响吗？的影响吗？ 天体的辐射对地球的影响：天体的辐射对地球的影响： 太阳最大，月球次之太阳最大，月球次之 其它其它(qt)(qt)恒星和星系的影响微乎其微！恒星和星系的影响微乎其微！ 第六十五页，共110页。引力可能引力可能产产生生(chnshng)(chnshng)影响影响引力影响：太阳最大，月球次之。引力影响：太阳最大，月球次之。 和距离的平方成反比！和距离的平方成反比！ 恒星和星系，距离我恒星和星系，距离我们们太遥太遥远远了，了， 对对地球的影响接近于零地球的影响接近于零

35、撞撞击击地球地球 彗星、小行星、彗星、小行星、陨陨星等撞星等撞击击地球（影响大）地球（影响大）但很少但很少发发生。生。 第六十六页，共110页。七、恒星距离和视差测距法七、恒星距离和视差测距法测量距离的重要性测量距离的重要性我们肉眼只能知道恒星在天球上的投影的位置，不知道恒星的我们肉眼只能知道恒星在天球上的投影的位置，不知道恒星的距离就不能确定恒星空距离就不能确定恒星空间的真实分布、运动间的真实分布、运动(yndng)速度、辐射的真实强度。速度、辐射的真实强度。第六十七页，共110页。距离单位距离单位恒星之遥远，远到无法用公里来做单位恒星之遥远，远到无法用公里来做单位天文学家特别定义了天文学家

36、特别定义了3把不同的尺子把不同的尺子1.天文单位天文单位太阳和地球之间的距离约太阳和地球之间的距离约1亿亿5千万公里，千万公里，称为称为(chnwi)1个个“天文单位天文单位”2.光年光年,光光1年走的距离（大约年走的距离（大约10万亿公里）万亿公里）3.秒差距秒差距(pc)1秒差距等于秒差距等于3.26光年光年第六十八页，共110页。近处近处(jnch)的恒星可以用三角测量法的恒星可以用三角测量法第六十九页，共110页。在地球上利用三角测量法的困难在地球上利用三角测量法的困难地球上的基线地球上的基线(jxin)太短，地球直太短，地球直径径1.3万公里（万公里（1.3109光年）光年）最近恒星

37、最近恒星4.3光年光年角度太小无法测量角度太小无法测量地球轨道提供地球轨道提供3亿公里基线亿公里基线(jxin)，情，情况好转，况好转，可用测恒星周年视差的方法估计距离。可用测恒星周年视差的方法估计距离。第七十页，共110页。周年视差周年视差观测某一恒星，隔半观测某一恒星，隔半年年再观测一次，由于地球再观测一次，由于地球绕绕太阳作轨道运动，我们太阳作轨道运动，我们是是在相距在相距2倍日地距离在基倍日地距离在基线线两端观测这颗恒星的。两端观测这颗恒星的。结结果可发现恒星在天球上果可发现恒星在天球上的视的视位置会发生变化，也就位置会发生变化，也就是有是有视差。测量视差。测量(cling)其其视差，

38、便可视差，便可以得到距离。（见右图）以得到距离。（见右图）第七十一页，共110页。第七十二页，共110页。1秒差距的定义秒差距的定义对对1个天文单位个天文单位的距离（日地的距离（日地距离）视差为距离）视差为1秒时的距离秒时的距离为为1秒差距（秒差距（pc）秒差距是周年视差的倒数秒差距是周年视差的倒数(dosh)，当天体的周年，当天体的周年视差为视差为0.1时，它的距离时，它的距离为为10秒差距，当天体的周年秒差距，当天体的周年视差为视差为0.01时，它的距离时，它的距离便为便为100秒差距，依次类推。秒差距，依次类推。第七十三页，共110页。1秒差距约等于秒差距约等于3.26光年或光年或30万

39、亿公里万亿公里恒星距离和恒星视差成反比恒星距离和恒星视差成反比恒星距离越远，它的视差越小恒星距离越远，它的视差越小恒星越近，视差越大恒星越近，视差越大距离（秒差距）距离（秒差距）l视差（角秒）视差（角秒）恒星距离非常恒星距离非常(fichng)遥远，视差极为微小，遥远，视差极为微小，第七十四页，共110页。哥白尼在创立日心学说时曾尝试测量哥白尼在创立日心学说时曾尝试测量恒星视差，以证明地球围绕恒星视差，以证明地球围绕(wiro)太阳太阳运转，运转，但未成功。但未成功。哥白尼之后经过了三百来年的努力，哥白尼之后经过了三百来年的努力，1838年才测量出第年才测量出第1颗恒星的视差：颗恒星的视差：天

40、鹅座天鹅座61的视差为的视差为0.31角秒，它相当于角秒，它相当于从从12公里处看一个公里处看一个1分硬币所成的张角。分硬币所成的张角。第七十五页，共110页。周年视差的局限性周年视差的局限性利用三角视差法测定了大约利用三角视差法测定了大约7千颗较近千颗较近的恒星的距离，绝大多数恒星距离太遥远，的恒星的距离，绝大多数恒星距离太遥远，它们的视差位移小于它们的视差位移小于0.001角秒，根本角秒，根本(gnbn)测测量量不出这样的小角度。不出这样的小角度。第七十六页，共110页。天文学上的一些距离：天文学上的一些距离：月球：月球：38.4万千米万千米(平均平均(pngjn)）日地距离：日地距离：1

41、5,000万千米万千米(AU)金星：金星：4,100万千米万千米火星：火星：2,5576万千米（万千米（2003年年8月月29日）日）（6万年一次）万年一次）第七十七页，共110页。最近的恒星是半人马座的最近的恒星是半人马座的比邻星：距离地球比邻星：距离地球(dqi)4.3(dqi)4.3光年光年牛郎星：牛郎星：1616光年，光年，织女星：织女星：2525光年，光年，北极星：北极星：680680光年光年银河系中最远的恒星：银河系中最远的恒星：8 8万光年万光年 第七十八页，共110页。最近的星系最近的星系(xngx)(xngx)（大、小麦哲伦星（大、小麦哲伦星云）云） 16 16万和万和191

42、9万光年万光年仙女星系仙女星系(xngx)(xngx)： 220 220万光年万光年远距离星系远距离星系(xngx)(xngx)：几亿光年上百：几亿光年上百亿光年亿光年 第七十九页，共110页。八、恒星的星等和光度八、恒星的星等和光度视星等视星等公元前公元前2世纪古希腊希帕恰斯首先用肉眼估计世纪古希腊希帕恰斯首先用肉眼估计了星的亮度，按明暗了星的亮度，按明暗(mnn)程度分成程度分成6等级：等级：1等星：眼睛看起来最为明亮（等星：眼睛看起来最为明亮（21颗）颗）2等星：看起来比较明亮（北极星、北斗星）等星：看起来比较明亮（北极星、北斗星）3等星：不大明亮，在薄雾、明月、城市灯光下仍等星：不大明

43、亮，在薄雾、明月、城市灯光下仍可见可见4等星：较为暗淡，在上述条件下不可见。等星：较为暗淡，在上述条件下不可见。5等星：很暗淡，天空全黑时可见。等星：很暗淡，天空全黑时可见。6等星：在良好的观测条件下可见。等星：在良好的观测条件下可见。肉眼能见到的约有肉眼能见到的约有6000颗恒星颗恒星第八十页，共110页。视星等的科学性视星等的科学性1850年，普森注意到，星等和亮度有一定的关系：年，普森注意到，星等和亮度有一定的关系：星等按等差级数增加星等按等差级数增加亮度按等比级数减小亮度按等比级数减小1等星比等星比6等星大约亮等星大约亮100倍倍相邻相邻2个星等的亮度差个星等的亮度差2.512倍倍取零

44、星等的亮度（取零星等的亮度（E）为单位）为单位(dnwi)普森公式：普森公式：m=2.5lgE恒星的视亮度与其距离的平方成正比。恒星的视亮度与其距离的平方成正比。距离增加一倍，亮度减为四分之一距离增加一倍，亮度减为四分之一第八十一页，共110页。绝对星等绝对星等视星等不是恒星真实发光能力，有视星等不是恒星真实发光能力，有的星发光强度大，可看起来暗的星发光强度大，可看起来暗(距离远）距离远），可有的星发光强度不大，但看起来，可有的星发光强度不大，但看起来亮（距离近）。亮（距离近）。把恒星移到把恒星移到10秒差距秒差距(32.6光年）处光年）处，再比较再比较(bjio)它们的亮度（目视星它们的亮度

45、（目视星等），其目视星等叫做绝对星等。等），其目视星等叫做绝对星等。（相等的距离）（相等的距离）第八十二页，共110页。视星等和绝对星等的关系视星等和绝对星等的关系Mm55logDm表示目视星等，表示目视星等，M表示恒星的绝对星等，表示恒星的绝对星等，D表示恒星的距离（以秒差距为单位）。由表示恒星的距离（以秒差距为单位）。由D和和m算出恒星的绝对星等算出恒星的绝对星等M。天狼星的视星等是天狼星的视星等是-1.45等，距离为等，距离为2.7秒差距，绝对星等秒差距，绝对星等1.5等。太阳离我们最近等。太阳离我们最近(zujn)，看起来光辉夺目，它的目视星等，看起来光辉夺目，它的目视星等达到达到-2

46、6.7等，绝对星等才只有等，绝对星等才只有4.83等。等。第八十三页，共110页。恒星的光度和亮度恒星的光度和亮度光度光度L(luminosity)：天体：天体(tint)在单位时间内辐射的在单位时间内辐射的总能量，是恒星的固有量。总能量，是恒星的固有量。亮度亮度F(brightness)：在地球上单位时间单位面：在地球上单位时间单位面积接收到的天体积接收到的天体(tint)的辐射量。的辐射量。亮度的大小取决于三个因素：天体亮度的大小取决于三个因素：天体(tint)的光度、距离的光度、距离和和星际物质对辐射的吸收和散射。星际物质对辐射的吸收和散射。第八十四页，共110页。光度单位：尔格光度单位

47、：尔格/秒秒适用于光学，红外、紫外、射电、适用于光学，红外、紫外、射电、及及射线射线波段。波段。恒星恒星(hngxng)之间的光度差别非常大。超之间的光度差别非常大。超巨星巨星“天津四天津四”的光度比太阳约强五万倍，天狼的光度比太阳约强五万倍，天狼星的伴星是一颗白矮星，其光度不到太阳的万星的伴星是一颗白矮星，其光度不到太阳的万分之一。分之一。第八十五页，共110页。光度和体积、温度的关系光度和体积、温度的关系恒星的光度由其温度和表面积决定恒星的光度由其温度和表面积决定(judng)，温度愈高光度愈大。表面积愈大，温度愈高光度愈大。表面积愈大光度也愈大。光度也愈大。光度大的恒星叫做巨星，光度大的

48、恒星叫做巨星，光度比巨星更强的叫超巨星，光度比巨星更强的叫超巨星，光度小的称为矮星。光度小的称为矮星。光度大的巨星，体积也大。光度小的矮星，光度大的巨星，体积也大。光度小的矮星，体积也小。体积也小。第八十六页，共110页。 宇宙中每时每刻都有许多恒星诞生，同时也有许多恒星消亡。恒星都在不停地高速运动(yndng)。有些恒星自身还有节奏地膨胀和收缩，有些恒星还不断地向外抛射物质 我们的宇宙是一个充满活力的宇宙。九、恒星九、恒星(hngxng)不恒不恒第八十七页，共110页。第八十八页，共110页。决定恒星寿命的因素只有一个决定恒星寿命的因素只有一个质量！质量！质量愈大，寿命愈短！质量愈大，寿命愈

49、短！太阳太阳(tiyng)可活一百亿年，而天狼星的寿命可活一百亿年，而天狼星的寿命却只有几百万年。按比例来看，如果太阳却只有几百万年。按比例来看，如果太阳(tiyng)可活七十岁，天狼星只能活三天！可活七十岁，天狼星只能活三天！恒星恒星(hngxng)的的寿命寿命1515倍太阳倍太阳(tiyng)(tiyng)质量质量 1 1千万年千万年1 1倍太阳倍太阳(tiyng)(tiyng)质量质量 1 1百亿年百亿年0.20.2倍太阳倍太阳(tiyng)(tiyng)质量质量 1 1万亿年万亿年第八十九页，共110页。大质量大质量(zhling)(zhling)恒星恒星一系列核反应后，他们呈现洋葱结

50、构一系列核反应后，他们呈现洋葱结构没有了能量抵抗引力没有了能量抵抗引力(ynl)(ynl)，超新星爆，超新星爆发发外层被炸飞，剩下的核被压缩外层被炸飞，剩下的核被压缩中子星（中子星（1010亿吨亿吨/cm3/cm3）黑洞黑洞大一点的恒星大一点的恒星(hngxng)(hngxng)，光辉的，光辉的尾声。尾声。第九十页，共110页。小质量小质量(zhling)恒星恒星红巨星的外壳慢慢消散红巨星的外壳慢慢消散中心的核压缩成为中心的核压缩成为(chngwi)白矮星白矮星白矮星冷凉了，就成了黑矮星白矮星冷凉了，就成了黑矮星小一点小一点(y din)(y din)的恒星，默默的的恒星，默默的死去。死去。第

51、九十一页，共110页。第九十二页，共110页。第九十三页，共110页。金牛座的蟹状星云距地球约金牛座的蟹状星云距地球约6500光年光年公元公元1054年年7月月4日（北宋仁宗至和元年）至日（北宋仁宗至和元年）至1056年年4月月6日为止超新星爆发日为止超新星爆发“至和元年五月己丑，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日。至和元年五月己丑，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日。”在夜晚可见的时间则持续了一年十个月。在夜晚可见的时间则持续了一年十个月。1928年年哈勃测量出蟹状星云的膨胀速度，由此断定它是中国发现哈勃测量出蟹状星云的膨胀速度，由此断定它

52、是中国发现(fxin)的天关客星的遗迹。直的天关客星的遗迹。直径六光年，现正以每秒一千公里速度膨涨。径六光年，现正以每秒一千公里速度膨涨。第九十四页，共110页。是、行星是、行星(xngxng)的视运动及其解的视运动及其解释释1.行星相对于太阳行星相对于太阳(tiyng)的视运动的视运动2.地内行星相对于太阳地内行星相对于太阳(tiyng)的视运动的视运动地内行星的会合运动地内行星的会合运动(yndng)(假定地球不动假定地球不动)第九十五页，共110页。第九十六页，共110页。内行星凌日：罕见内行星凌日：罕见(hnjin)的天的天象象水：水：13次次/百年；金：百年；金：4次次/243年年金

53、金:1874.12.82004.6.81882.12.62012.6.6发生发生(fshng)的条件的条件:下合下合交点交点第九十七页，共110页。水星水星(shuxng)凌凌日日2006年11月8日曾发生一次水星凌日。下次要等到2016 年5月9日，发生在傍晚中观察(gunch)不到，在国内看观察(gunch)到的是2032年11月13日，发生在上午。第九十八页，共110页。金星金星(jnxng)凌日凌日 2004年6月8日， 2012年6月7日金星凌日，上次金星发生(fshng)在1882年，下次要到2117年才有机会。第九十九页，共110页。地外行星对于地外行星对于(duy)太阳的视运动

54、太阳的视运动地外行星的会合地外行星的会合(huh)运动运动(假定地球不动假定地球不动)第一百页，共110页。行星相对恒星行星相对恒星(hngxng)的视运的视运动动地内行星的视运动地内行星的视运动(yndng)上合 东大距 留 下合 留 西大距 上合 顺 顺 逆 逆 顺 顺第一百零一页，共110页。 行星相对于恒星的运动。通常行星在恒星间自西向东运行，叫顺行。当行星在其轨道上接近地球时，即下合前后的地内行星和冲日前后的地外行星，在天球(tinqi)上转变为向西运行，叫逆行；经短暂时间后又恢复顺行。East China Normal University行星行星(xngxng)的逆行的逆行第一百

55、零二页，共110页。地球的自转和公转地球的自转和公转哥白尼的贡献哥白尼的贡献究竟是太阳绕地球转还是地究竟是太阳绕地球转还是地球绕太阳转？球绕太阳转？行星行星(xngxng)运动规律运动规律的解释，引起宇宙观的革命的解释，引起宇宙观的革命缺点：缺点：太阳不是宇宙中心，太阳系太阳不是宇宙中心，太阳系只是银河系的普通一员只是银河系的普通一员太阳不是静止不动，也绕银太阳不是静止不动，也绕银河系中心运动河系中心运动哥白尼哥白尼1543年提出日心说，到年提出日心说，到1846年才被完全证实。年才被完全证实。第一百零三页，共110页。地球自转和天体的周日视运动地球自转和天体的周日视运动地球地球从西往东自转从

56、西往东自转太阳东升西落太阳东升西落星空也东升西落星空也东升西落只有北极星例外只有北极星例外天上天上(tinshng)的群星都绕北极星的群星都绕北极星画出一个个大小不等圆圈画出一个个大小不等圆圈第一百零四页，共110页。第一百零五页，共110页。北极星变迁的原因地轴进动北极星变迁的原因地轴进动 地球是椭球体，并斜着身子绕太阳公转地球是椭球体，并斜着身子绕太阳公转 太阳和月球太阳和月球(yuqi)(yuqi)的引力对地球赤道隆起的的引力对地球赤道隆起的部部分产生一个力矩，导致地球自转轴绕黄极分产生一个力矩，导致地球自转轴绕黄极作缓慢的圆锥运动（黄极是地球轨道平面作缓慢的圆锥运动（黄极是地球轨道平面

57、的法线方向）的法线方向） 约约2.62.6万年绕黄极转一周万年绕黄极转一周 第一百零六页，共110页。北极星的变迁北极星的变迁(bin qin)(bin qin)现在是小熊座现在是小熊座公元前公元前30003000年是年是 天龙座右枢天龙座右枢公元公元1400014000年将是年将是 织女星织女星 第一百零七页，共110页。 地球的公转 我们坐在快速行驶的火车上可以从路旁景物迅速地后退判断火车在运动。 地球在轨道(gudo)上运动，如果两旁有各种景物，我们也可以判断地球在运动。但地球的近处没有任何景物。只有远处的星空可以作为参照物。 第一百零八页，共110页。 恒星离我们(w men)太远，须长时间观测才会发现它们位置的变化。 星空的四季变化是地球公转的最重要证据。 第一百零九页，共110页。第一百一十页，共110页。