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清华大学天文学导论笔记

天文学史 开普勒三定律（椭圆轨道、运行速度、轨道与周期） 引力摄动：另一颗行星的引力导致某行星绕太阳的运动不符合两体假设非牛顿引力摄动：水星、金星近日点进动验证了爱因斯坦广义相对论 钟慢效应：μ介子寿命为×10-6s，以光速运动也仅能行进600m，而宇宙射线在大气外层产生的近光速μ介子却可以以到达地球表面。 引力透镜：由于质量对光的吸引，若被观测的星体与观测者连线上有大质量星系（透镜星系），观测者可能观察到多个像（爱因斯坦十字、双爱因斯坦环） 天体视运动 天体的周日视运动：由于地球自转导致的天体视运动 太阳：东升西落，与当地正午通过天子午线达到最高点，两次通过子午线间的时间为一太阳日（24h） 北京东经度，东八区标准东经120度，北京时间正午12时时北京的太阳时为11点46分 赤道参考系： 把天空幻想为大球，北极指向北天极，南极指向南天极，赤道扩展为天赤道。北天极对地面的高度等于北半球该地的纬度。天赤道与天极的弧距离总是90度，与地平面相交于正东正西方向，且恰好看到一半。天球自东向西旋转，每小时旋转15度，所有星体的视运动轨迹都平行于天赤道。

地平参考系： 以正头顶为天顶，子午线从正南到正北穿过南天极、天顶和北天极平分天球。本地参考系中天体位置在始终改变。 赤道上，一切星体都垂直于地平面升起和落下，所有星体都可见且在地平面上方12个小时 周年视运动：天球坐标系上恒星的坐标固定，由于地球公转导致太阳在天球上向东运动。这也导致了每天同一时间天空状况不同（因为太阳时制）太阳：太阳在天球上的位置始终自西向东移动，每年环绕天球一周，其在天球上的轨迹称为黄道。太阳绕天球一周的时间是天。 太阳日：24h，太阳连续两次到达子午线的时间。 恒星日：23h56min，恒星连续两次到达子午线的时间。恒星日表明了地球自转的真实周期。 由于太阳一直向东运动，所以恒星比太阳运动的快一点。由于我们使用太阳时，恒星每天升起、穿过子午线、下落的时间都要提前约4分钟，经过一个太阳年后回到原地。 4min/day=360degrees 365.24days 24×60min 360degrees 月球视运动：月球也在天球上向东漂移，天后回到原处。月球的盈亏周期称为交合周期，为天 黄道与节气：黄道与天赤道夹角为度，且相交于春分点和秋分点。按顺序距这两点最远的点是夏至点和冬至点。

天文学导论复习资料

第一讲天文学导论 ●古希腊天文学：毕达哥拉斯，亚里斯多德（地球中心学说），托勒密的地球中心学说 天文学的发展期：哥白尼、第谷、开普勒和伽利略 牛顿的万有引力定律 爱因斯坦的相对论 ●开普勒第一定律：（轨道形状）所有行星皆以椭圆轨道环绕太阳运行，而太阳位于椭圆的一个焦点上 ●开普勒第二定律：（行星速度）行星和太阳的（假想）连线在相同的时间内扫过相等的面积。 行星越接近太阳则运行速度越快 近日点，运动最快 远日点，运动最慢 ●开普勒第三定律：（轨道周期）行星公转周期的平方和其到太阳的平均距离的立方成正比 (公转周期)2 = (常数) x (平均距离)3 第二讲天体的视运动 ●月相与食无关 天体的视运动 月全食时月亮变为黄铜色或血红色，这是由于地球大气中的尘埃颗粒折射阳光中的红光并到达月球所致 ●内行星：水星，金星 外行星：火星、木星、土星、天王星和海王星 ●头顶的星空取决于你在地球表面上的位置和当地时间 ●北京时间正午12点（东经120度）时，北京地方时（东经116.5度）即太阳时为11点46分，所以此时北京的太阳在子午线以东约3.5度，再过约14分钟北京“真”正午 ●南北天极：不变的参考点 北天极：北极星 南天极：南十字座 ●天赤道：不变的参考点 所有恒星沿与天赤道平行的路径由东向西运动（圆弧轨迹 在地球两极，天赤道=地平线 ●天顶、地平线和子午线：本地参考系 天顶和子午线的位置不随观测者的地平线移动 相对于星星来讲，天顶和子午线的位置在变 天体的运行（圆弧）轨迹与地平面的夹角为： 90 度-观测者所在地理位置的纬度（=天赤道与地面夹角） ●在北极：所有星星沿与地平面平行的圆轨迹运行，从不下落 赤道上：所有星垂直于地平面升起和下落“可见所有星” ●太阳在天球上的视运动轨迹称为黄道

清华天文学导论复习资料

天文学导论复习资料 88个星座 天狼星：官方名为大犬座α星 双星、聚星、星团 最亮的星：天狼星 牛郎织女相距16光年 头顶的星空取决于你在地球表面上的纬度和当地时间（经度） 天体在天球上东升西落所经历的轨迹（星轨）称为天体的周日视运动 太阳每天东升西落，于当地正午通过子午线达到最高点（上中天） 太阳连续两次到达子午线（正午）的时间间隔，称为一个太阳日，即一天，定义为24小时世界时与本地时间的转换： 北京时间= UT + 8小时 北极：所有星星沿与地平面平行的圆轨迹运行，从不下落 在各地：九十度-纬度=可见星的角度 天赤道平面与地面的夹角= 90 度- 观测者所在地理位置的纬度 在地球上无论何时何地： 天赤道总是与地平面精确地相交于正东正西方向

总能看到1/2天赤道 特例：在地球两极，天赤道=地平线 天赤道是一个方向，不是一个位置 天体的运行轨迹平面与地平面的夹角为： 90 度- 观测者所在地理位置的纬度 （=天赤道与地面的夹角） 所有恒星沿与天赤道平行的路径由东向西运动 在北京：向东看 天体从东偏北方向升起 天体向西偏北方向落下在南半球？ 北半球：北逆南顺 赤道上所有星在地平面上12小时 所有星垂直于地平面升起和下落，“可见所有星” 任何通过子午线的天体都处于距离地平面的最高位置：过中天 太阳一年的轨迹是8，赤道是线段 地球公转+ 地球自转轴倾斜是星辰周日视运动规律变化的原因 每晚同一时刻，看到的星空在连续向西移动 每（白）天同一时刻，太阳相对于背景恒星的位置也在连续向东移动 整个天球包括太阳一天转动一圈，但通过仔细观察你会发现这个规律并不完全正确，因为每昼同一时刻，太阳位置相对于星星向东缓慢移动 每晚同一时刻，星星位置（通过子午线时刻）在缓慢向西移动（TiQian） 太阳再回到原处（相对于相同的背景星）的周期为一年（~365.24天） 太阳在天球上的周年视运动的轨迹（大圆）称为黄道 太阳共走了360 度每天向东移动大约1度~ 2个太阳视直径 太阳日（= 24小时）：太阳连续两次到达子午线的时间间隔（“地球相对于太阳的自转”）太阳时 恒星日（sidereal day）：恒星连续两次到达子午线的时间间隔（地球相对于任一恒星的自转）恒星时 恒星有方向，太阳有位置 一个特定星星一个月后升起的时间将提前约2个小时：

天文学导论 教学日历

教学日历分四大部分： 一、天文学入门（天文系导论I） 第一章：绪论（9月12-26日） 课堂教学内容： 课程简介； 宇宙概观； 关于天文学科 课外教学活动： 参观校内望远镜； 参观北京天文馆； 作业一：参观感想 第二章：天球和天球坐标系（10月24日-11月14日）课堂教学内容： 天球的概念； 天球坐标系； 作业二 天体的周日视运动； 天体的周年视运动； 作业三 课外教学活动： 使用小望远镜目视观测月亮和大行星 第三章：时间和历法（11月21日-12月5日） 课堂教学内容： 时间计量系统； 地方时、世界时和区时； 恒星时与平时的换算； 作业四 现代时间服务； 历法； 作业五 课外教学活动： 参观古观象台 第四章：天文望远镜（12月12-19日） 获得天体信息的渠道； 天文望远镜； 望远镜的性能； 作业六 第五章：太阳系（12月26日-1月9日）

太阳系概况； 行星； 行星的轨道运动； 行星的视运动； 作业七 月球； 作业八 太阳系小天体 二、近代天文学前沿 第一讲天体物理学发展的世纪回顾与展望（0.5学时） 主要内容：近代天文学发展过程、重大发现和对二十一世纪天体物理学的展望。 教学要求：了解本讲和本课程的基本要求和基本内容。 第二讲寻找另外一个地球 (1.5学时) 主要内容： 地球及其他太阳系行星的基本概况和性质，太阳简介。从人类对太阳系的了解和探测行星方法中，找到对其他恒星的行星系统的探测线索及可行性方法，介绍目前探测的结果和最新进展。了解人类开拓太空的历史、人类对生命的定义及搜索地外文明的历史、方法和进展。 教学要求： 简单了解现代望远镜的新技术与新进展，理解通过已有观测手段寻找另外一个地球的理论基础和方法。 重点：从对我们熟知的地球及其环境的知识，找到对其他恒星的行星系统的探测线索及可行性方法，并了解如何付诸实践。 第三讲太阳和太阳风暴（1.5学时） 主要内容：太阳基本情况和太阳活动。 教学要求：了解太阳作为一颗典型恒星代表的基本性质和太阳的各种活动。 重点：太阳的性质和活动情况。 第四讲为什么把冥王星除名（0.5学时） 主要内容：新的行星定义，冥王星性质和轨道运动，把冥王星除名的原因。 教学要求：掌握新的行星定义 重点：如何运用新的行星定义 第五讲宇宙是起源于一次大爆炸吗？ (2学时) 主要内容：宇宙的膨胀与哈勃定律；热大爆炸宇宙模型及其观测证据。 教学要求：了解宇宙的演化历史，掌握热大爆炸宇宙模型及其观测证据。

天文学导论自测题

《天文学导论》期末复习自测题（恒星与星系部分）注：每个选择题只有一个正确答案。 1.[ ] 太阳内最丰富的原子核是 A)1H； B)2H； C)3H； D)3He； E)4He。 2.[ ] 下面哪一条关于引力能的陈述是错误的？引力能 A)加热太阳为一个原恒星； B)目前为太阳提供能源； C)是核塌缩超新星的能源； D)加热落向黑洞的气体； E)是驾驭宇宙的永动机。 3.[ ]按从内向外排列太阳的结构，位于中间的是 A)色球层； B)对流层； C)辐射层； D)光球层； E)日冕。 4.[ ] 太阳黑子数变化的周期是 A)11个月； B)11年； C)22个月； D)22年； E)没有周期。 5.[ ] 距我们最近的恒星是半人马座alpha 星，其距离大约4.3光年。测量其距离的最 好方法是 A)造父变星； B)哈勃定律； C)视差； D)雷达； E)Ia型超新星。 6.[ ] 秒差距是 A)时间的单位； B)时间差的单位； C)距离的单位； D)距离差的单位； E)速度的单位。 7.[ ] 下面哪一条陈述是正确的？

A)恒星的光度和距离无关； B)恒星的视星等和距离无关； C)恒星的绝对星等和距离无关； D)恒星的亮度和距离无关； E)A和C 8.[ ] 恒星的光谱分类序列现在被理解为是表征 A)恒星大小的序列； B)恒星光度的序列； C)恒星化学成分的序列； D)恒星中心温度的序列； E)恒星表面温度的序列； 9.[ ] 一个恒星如果质量越小，则 A)表面温度越低； B)半径越小； C)光度越低； D)寿命越长； E)上面所有的。 10.[ ] O型主序星在赫-罗图上位于 A)左下； B)右下； C)中心； D)左上； E)右上。 11.[ ] 天狼星和它的伴星是 A)天体测量双星； B)密近双星； C)食双星； D)光学双星； E)目视双星。 12.[ ] 星系的大部分空间充满 A)恒星； B)星际介质； C)行星； D)彗星； E)超新星。 13.[ ] 与小质量恒星相比，大质量恒星形成所需时间 A)更短； B)更长； C)相同； D)没有规律； E)都不对。 14.[ ] 许多恒星形成于同一分子云的证据是 A)星系； B)行星；

《天文学概论》期末论文恒星

《天文学概论》期末作业 之 谈谈对恒星的认识 姓名：舒必成 学号：2 学院：法学院 专业：法学

本学期我选修了天文学概论这门课程，通过一学期学习，我收获了很多有关天文学方面的知识，也许是因为星空本身就很神秘，充满魅力，指引着我选择了天文学选修课。在课堂上，与浩瀚的宇宙的一次次碰撞，一次次惊叹，一次次感慨；与古今思想的一点点接触，一点点欣喜，一点点感悟；使我的选修课有感叹，有乐趣，有收获，没有遗憾。 在老师的引导和种种疑问的追寻下，我对恒星的演化过程进行了一番探究，恒星就像一个长寿的人——再机缘巧合下诞生，倔壮成长后，经历漫长的黄金阶段，接着是膨胀的中年，最后慢慢的衰老。所以下面我会从恒星的四个阶段谈谈我对恒星的认识。 一、快速成长的幼年期 恒星最初诞生于太空中的星际尘埃，科学家形象地称之为“星云”或者“星际云”，其主要成分由氢组成，密度极小，但体积和质量巨大。密度足够大的星云在自身引力作用下，不断收缩、温度升高，当温度达到1 000万度时其内部发生热核聚变反应，核聚变的结果是把四个氢原子核结合成一个氦原子核，并释放出大量的原子能，形成辐射压，当压力增高到足以和自身收缩的引力抗衡时，一颗恒星诞生了。 恒星形成的初始阶段几乎完全被密集的星云气体和灰尘所掩盖。通常，正在产生恒星的星源会通过在四周光亮的气体云上造成阴影而被观测到，这被称为包克球。质量非常小的原恒星温度不能达到足够开始氢的核融合反应，它们会成为棕矮星。质量更高的原恒星，核心的温度可以达到1,000万K，可以开始质子-质子链反应将氢先融合成氘，再融合成氦。在质量略大于太阳质量的恒星，碳氮氧循环在能量的产生上贡献了可观的数量。新诞生的恒星有各种不同的大小和颜色。光谱类型的范围从高热的蓝色到低温的红色，质量则从最低的0.085太阳质量到数十倍于太阳质量。恒星的亮度和颜色取决于表面的温度，而表面温度又由质量来决定。 二、黄金的“青年时代” 主序星阶段是一个相对稳定的长时期，此过程是恒星以内部氢氦聚变为主要能源的发展阶段，是恒星的“青年时代”，也是恒星一生中最长的黄金阶段，

清华大学天文学导论笔记终审稿)

清华大学天文学导论笔 记 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

天文学史 开普勒三定律（椭圆轨道、运行速度、轨道与周期） 引力摄动：另一颗行星的引力导致某行星绕太阳的运动不符合两体假设非牛顿引力摄动：水星、金星近日点进动验证了爱因斯坦广义相对论 钟慢效应：μ介子寿命为×10-6s，以光速运动也仅能行进600m，而宇宙射线在大气外层产生的近光速μ介子却可以以到达地球表面。 引力透镜：由于质量对光的吸引，若被观测的星体与观测者连线上有大质量星系（透镜星系），观测者可能观察到多个像（爱因斯坦十字、双爱因斯坦环） 天体视运动 天体的周日视运动：由于地球自转导致的天体视运动 太阳：东升西落，与当地正午通过天子午线达到最高点，两次通过子午线间的时间为一太阳日（24h） 北京东经度，东八区标准东经120度，北京时间正午12时时北京的太阳时为11点46分 赤道参考系： 把天空幻想为大球，北极指向北天极，南极指向南天极，赤道扩展为天赤道。北天极对地面的高度等于北半球该地的纬度。天赤道与天极的弧距离总是90度，与地平面相交于正东正西方向，且恰好看到一半。天球

自东向西旋转，每小时旋转15度，所有星体的视运动轨迹都平行于天赤道。 地平参考系： 以正头顶为天顶，子午线从正南到正北穿过南天极、天顶和北天极平分天球。本地参考系中天体位置在始终改变。 赤道上，一切星体都垂直于地平面升起和落下，所有星体都可见且在地平面上方12个小时 周年视运动：天球坐标系上恒星的坐标固定，由于地球公转导致太阳在天球上向东运动。这也导致了每天同一时间天空状况不同（因为太阳时制） 太阳：太阳在天球上的位置始终自西向东移动，每年环绕天球一周，其在天球上的轨迹称为黄道。太阳绕天球一周的时间是天。 太阳日：24h，太阳连续两次到达子午线的时间。 恒星日：23h56min，恒星连续两次到达子午线的时间。恒星日表明了地球自转的真实周期。 由于太阳一直向东运动，所以恒星比太阳运动的快一点。由于我们使用太阳时，恒星每天升起、穿过子午线、下落的时间都要提前约4分钟，经过一个太阳年后回到原地。 4min/day=360degrees 365.24days 24×60min 360degrees 月球视运动：月球也在天球上向东漂移，天后回到原处。月球的盈亏周期称为交合周期，为天

天文学概论

一、太阳系 1.太阳系行星，拥有卫星超过50颗的行星有：土星和木星，根据最新数据，土星62颗，木星66颗。 2.太阳系的几层疆域：海王星是最外侧的行星，它的轨道外被称为柯伊伯带，大多数短周期彗星来自此处。柯伊伯带外是日球层的边缘，强劲的太阳风粒子到了这里也已经是强弩之末。再向外就是奥尔特云，这里是长周期彗星的故乡。 3.天空中月亮与太阳看起来大小几乎相等，它们的角直径都约等于0.5度，但并不完全相等。如日环食时，月球无法完全遮盖太阳，说明此时月球看起来比太阳小。 4.太阳系8大行星中，质量比地球小的有3个：水星、金星、火星。 5.月亮总是以一面对着地球，所以在地球上是看不到月球的背面的。 6.月亮“十五不圆十六圆”是因为月球公转轨道是椭圆，月球公转速度不是均匀的。 7.如果自转轴不倾斜，地球纵然公转也不会有一年四季的变化。 8.太阳通过消耗自身物质来释放能量，每秒钟消耗的质量达到400万吨。 9.木星是太阳系中卫星最多的行星。太阳系行星卫星中比月亮大的有4个。太阳系中半径最大的卫星是木卫三。 10.一般来说，彗星的彗尾的方向和彗星的运动方向没有关系。一般彗星是由彗头和彗尾两大部分组成，彗头又包括彗核和彗发两部分。彗尾的方向一般总是背着太阳延伸的，当彗星接近太阳时，彗尾是拖在后边，当彗星离开太阳远走时，彗尾又成为前导。 11.人如果站到月球上，地球便成为天上的天体。蔚蓝色的地球，有圆或缺的变化，但没有东升西落运动（因为月球总是以一面对着地球）。 12.“半个月亮爬上来”的时间是在半夜时分。这应该是下弦月。著名的的《枫桥夜泊》“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠，姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”描写的则是半夜落山的上弦月。 13.太阳常数是在大气层外单位面积日照功率。τ=1.367×103W/m2，具体计算见27页 14.太阳黑子有平均11年的变化周期，相邻周期黑子磁场极性相反。故从磁场角度，太阳磁场周期为27年。 15.现行公历称为格里历，属于太阳历（阳历）；我国农历属于阴阳历；而回历又属于太阴历（阴历）。 二、恒星 16.2002年1月麒麟座V838突然爆发，亮度比太阳大60万倍，一举成为银河系中最亮的天体。另外，原为2~4等星的船底座η亮度在1820年骤增，比太阳亮3000万倍，成为当时南半球最亮的天体。但20年后，它又降为8等星。20世纪以来它又再次喷发增亮，目前绝对星等为-11。 17.银河系中的球状星团年龄较大，广泛分布在以银晕中，与太阳距离普遍较远；疏散星团较为年轻，多位于银河中央平面（银道面）附近，又名银河星团，与太阳距离普遍较近。 18.发射星云的典型代表是猎户座大星云，反射星云的典型代表是昴星团云，暗星云的典型代表是马头星云。 19.与脉冲星的脉冲周期长短直接相关的中子星的物理量是年龄。越年轻的中子星，周期越短，转的越快。 20.钱德拉塞卡极限描述的是白矮星的质量上限，数值为太阳质量的1.44倍。 21.奥本海默极限则是中子星质量的上限，数值在2至3个太阳质量之间。 22.天狼A,B是一对目视双星。按发现方式，双星分为目视双星、食双星、分光双星、密近双星。 23.中子星是因为引力冲破了电子简并压力屏障而形成的。 24.要使木星变成黑洞，需将它的全部物质压缩到28cm范围之内。如果将银河系的全部物质压缩成黑洞，其引力半径将0.5至1光年之间。一个太阳质量的黑洞的引力半径约 2.95km（引力半径，即史瓦西半径或临界半径，符号Rg。 Rg=(2GM)/c2） 25.如果已知恒星的视星等和绝对星等，则可以比较容易地确定恒星的距离。 26.星等计算公式：M=m+5-5lgD，M是绝对星等，m是视星等，D是距太阳距离，单位秒差距（pc），（1秒差距=3.26光年）。故恒星距离变为2.512倍，视星等加1；亮度比较公式：E2/E1=5√(100(m1-m2))，E是视亮度。即恒星绝对星等减1，亮度变为 2.512倍。（注意：星等越小，说明越亮。） 27.分波段进行的光度测量称为分光光度测量。与光度有关的其它计算参见142、143页。 28.明线光谱是原子的特征。通过分析恒星光谱可得知恒星大气化学成分、表面原子压与大 29.织女星曾作为标准0星等。目前共有21颗一等星，其亮度排名见课本附录。

天文学导论复习纲领

《天文学导论复习提纲2010》 一、 名词解释 视星等；绝对星等；岁差；恒星时；天文单位（AU）；大气窗 口；Fraunhofer线；pp链；CNO循环；3alpha过程；秒差距； 极光；矮行星；微引力透镜；色差；消色差双合透镜；衍射极 限（Airy斑）；主动光学；自适应光学；（地球转动）综合孔径 技术；宇宙线；引力波；激光干涉引力波天文台（LIGO）；激 光干涉空间引力波天文台（LISA）；（恒星）色指数；恒星的 赫罗图；主序星；宇宙距离阶梯；造夫变星；造夫变星的周期 -光度关系；白矮星；中子星；黑洞视界；洛希瓣（Roche Lobes）； 核塌缩超新星；Ia型超星星；SN1987A；脉冲星；磁星（Magnetar，磁中子星）；伽玛暴（GRB）；疏散星团；球状星团；发射星云； 射电21厘米谱线；漩涡星系；椭圆星系；活动星系核（AGN）； 类星体；视超光速；活动星系核的统一模型；宇宙学红移；星 系退行的Hubble定律；宇宙大爆炸；宇宙微波背景（CMB）； 宇宙暴涨；宇宙暗物质；宇宙暗能量 二、 简答题 1.日心说的观测证据？ 2.如何测量太阳系的年龄？ 3.太阳中元素的分布有什么特点？ 4.太阳中的铁元素怎么来的？ 5.如何测量恒星的表面温度？ 6.列举几种探测中微子的原理。 7.什么是太阳中微子短缺问题？ 8.中微子振荡的观测和实验证据有哪些？ 9.太阳黑子为什么黑？ 10.利用日全食检验广义相对论的基本原理。 11.为什么内地行星的原初大气已基本逃逸（无氢、氦）？ 12.地球适合生命存在的条件有哪些？ 13.简述探测（太阳）系外行星的主要方法及其原理。 14.望远镜为什么越大越好？ 15.TeV （1012eV）Cherenkov望远镜的探测原理。 16.氢原子光谱主要有哪些线系？大致在什么波段？ 17.什么是恒星光谱型？太阳的光谱型？ 18.如何测量恒星的大小？

天文学导论论文

天文学的学习与认识 小的时候，我就对天空兴趣十足，经常好奇的望着星空，那些神秘的星星，连成不同的图案，美轮美奂，令人神往。 天文学是一门古老的科学，它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。天文学家观测从行星、恒星、星系等各种天体来的辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙。天文学家测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。 由于科技的不断发展，人们对天文学有了进一步的认识，在研究等方面都取得了突破性的进展。天文学正大步向前发展。而就在几天前，我国刚刚发射了嫦娥5号，这是中国乃至世界对太空的又一次探索，他可以告诉我们宇宙的信息。正是这些科技的出现与发展，才使得我们对天文的观测更加准确，范围更广。 通过听天文学导论的课，我对天文学有了一定的了解。天文学是研究天体、宇宙的结构和发展的自然科学，内容包括天体的构造、性质和运行规律等。人类生在天地之间，从很早就在探索宇宙的奥秘，因此天文学是一门古老的科学，而他又是当前人类的最高科技，他既连接过去，又开创未来。天文学主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的现状及其演化规律，来发现宇宙的奥秘。随着人类社会的发展，天文学的研究对象从太阳系发展到整个宇宙。“几乎所有的自然科学分支研究的都是地球上的现象，只有天文学从它诞生的那一天起就和我们头顶上可望而不可及的灿烂的星空联系在一起”。天文学家观测从行星、恒星、星系等各种天体来的辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙。天文学家测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。 从古至今，从东方到西方，世界各地的人们一直对天文十分感兴趣。古代的天文学家仅仅依靠肉眼观察天空，1608年，人们发明了望远镜，此后，天文学家就能够更清楚的观察恒星和行星了。意大利科学家伽利略，就是最早使用望远镜研究太空的人之一。今天天文学家使用许多不同类型的望远镜来收集宇宙的信息。有些望远镜可以收集到来自遥远天体的微弱亮光，如X射线。绝大多数望远镜是安放在地球上的，但也有些望远镜被放置在太空中，沿着轨道运转，如哈勃太空望远镜，开铺顿太空望远镜，空间红外望远镜等。现在，天文学家还能够通过发射的航天探测器来了解某些太空信息。天文学的研究范畴和天文的概念从古至今不断发展。在古代，人们只能用肉眼观测天体。2世纪时，古希腊天文学家托勒密提出的地心说统治了西方对宇宙的认识长达1000多年。直到16世纪，波兰天文学家哥

天文学导论自测题

《天文学导论》期末复习自测题(恒星与星系部分) 注:每个选择题只有一个正确答案。 1.[A ] 太阳内最丰富的原子核是 A)1H; B)2H; C)3H; D)3He; E)4He。 2.[ B ] 下面哪一条关于引力能的陈述是错误的?引力能 A)加热太阳为一个原恒星; B)目前为太阳提供能源; C)是核塌缩超新星的能源; D)加热落向黑洞的气体; E)是驾驭宇宙的永动机。 3.[ D]按从内向外排列太阳的结构,位于中间的是 A)色球层; B)对流层;

C)辐射层; D)光球层; E)日冕。 4.[ B ] 太阳黑子数变化的周期是 A)11个月; B)11年; C)22个月; D)22年; E)没有周期。 5.[ C] 距我们最近的恒星是半人马座alpha 星,其距离大约4.3光年。测量其距离的最 好方法是 A)造父变星; B)哈勃定律; C)视差; D)雷达; E)Ia型超新星。

6.[ C ] 秒差距是 A)时间的单位; B)时间差的单位; C)距离的单位; D)距离差的单位; E)速度的单位。 7.[ E ] 下面哪一条陈述是正确的? 1 A)恒星的光度和距离无关; B)恒星的视星等和距离无关; C)恒星的绝对星等和距离无关; D)恒星的亮度和距离无关; E)A和C 8.[ E] 恒星的光谱分类序列现在被理解为是表征 A)恒星大小的序列; B)恒星光度的序列; C)恒星化学成分的序列;

D)恒星中心温度的序列; E)恒星表面温度的序列; 9.[ E ] 一个恒星如果质量越小,则 A)表面温度越低; B)半径越小; C)光度越低; D)寿命越长; E)上面所有的。 10.[ D ] O型主序星在赫-罗图上位于 A)左下; B)右下; C)中心; D)左上; E)右上。 11.[ A ] 天狼星和它的伴星是 A)天体测量双星; B)密近双星;

天文学导论试题【附答案】@北师大

学期测试题样： 简答概念（20分，每题2分，写出相应公式） 1. 距离模数 2. 多色测光 3. 射电望远镜的分辨率 4. 造父视差 5. 累积星等 6. 星团视差 7. 星际消光 8. 照相底片的特性曲线 9. 量子效率10. 星际红化 回答问题（30分，每题10分） 1．什么是赫罗图？H-R图在恒星演化中的作用是怎样的？ 如何用星团赫罗图测星团的距离？ ２．简述任意4种天文中测量天体距离的方法，并比较其可测的远近程度。 ３．简述宇宙学原理？ 有哪些证据最有力地支持了宇宙大爆炸理论模型。 计算题（50分） 1．多少个6等星加起来才具有一个1等星同样的亮度？（10分） 2．(1)某恒星速度为160.9公里/秒，则其钠线D（波长为5896.16埃）波长移到何处？ (2)若天体的速度为2′105km/s，则其钠线D又移向何处？且此天体距离为多少？ （H=70kms-1Mpc-1） （10分） 3．若两个行星形状星云具有相同的线大小、结构、形状和总实际亮度，只是其中一个较另一个远一倍，它们的视星等相差多少？（5分） 4．(1)设一切球状星团的线直径和总绝对星等相同，但离我们的距离不同。求它们的总视星等m 与视角直径d之间的公式关系。（5分） (2) 武仙座中的星团离开我们为1.05′104秒差距，它的角直径为12′，总亮度为5.9等，求此星团的真直径和它的绝对星等。（10分） 5．某新星在2天内亮度由12等增加到2等： (1) 求它平均在1天内变亮多少倍(2) ？ (3) 若其亮度变化是由脉动引起的，(4) 且其温度在亮度极大时是极小时的3倍，(5) 则其半径在此2天内变化多少？ （10分）

天文学导论复习.docx

一.天体的视运动 星座与星图 1929年，国际天文联合会（IAU ）正式把全天划分为翌个星座，并清楚界定每一个 星 座的边界。因此每颗星属于且只能属于一个星座。 地球自转：天体的周日视运动 每天，太阳、月球以及星星都东升西落，是地球自西向东自转所造成的假象,故称 天体在天空上所经历的路径称为天体的周日视运动 ■太阳每天东升西落，于当地正午通过子午线达到最高点（上中天） ■地方正午：太阳到达子午线（不一定是12点） ■ 太阳连续两次到达正午的时间为24小时，称为一个太阳日（the solar day ）,即 我 们的一天 ?天文事件通常用世界时（UT ） ■拱极星：靠近南北天极,永不落 ■北极星：最靠近北天极，似乎永远静止不动 - 北京：东经116度22分 北纬39度58分 -南北天极的高度等于观测者所在地的地理纬度 ■天赤道：不变的参考点，到天极的弧距离总是90度，所有恒星沿与天赤道平行 的 路径由东向西运动（圆弧轨迹），在地球两极，天赤道二地平线 ■ 在北京,向东看：天体从东偏北方向升起 向西看：天体向西偏北方向落下 ?在赤道上，所有星在地平面上12小时，所有星垂直于地平面升起和下落 地球公 转：天体的周年视运动 ■每（白）天同一时刻，太阳相对于背景恒星的位置向东移动 ?黄道：地球的公转造成太阳在天球上的位置自西向东缓慢移动（滞后于恒星） 再回 到原处（相对于背景星）的周期为一年（T65.24天），共走了 360度9 太阳每天向东移动大约1度~2个太阳视直径 - 太阳日=24小时：太阳连续两次到达子午线的时间 ? 恒星日~23小时56分：恒星连续两次到达子午线的时间 ■恒星日是地球真实的自转周期,不随其绕太阳公转而变化，为~23小时56分 ■季节更替：天赤道与黄道面的夹角为23.5度，相交的两点分别称为春分点和秋 分点 - 在黄道上距春分点和秋分点最远处则称为夏至点和冬至点 天体的赤道坐标系、恒星时 - 赤经小于（地方）恒星时的恒星位于子午线以西 1. 2. 3. 4. 地球自转轴进动与岁差 ?恒星的赤经和赤纬坐标以26000年为周期在非常缓慢地变化 ? 恒星的赤经和赤纬应标明年份，如公元1950.0年，或2000.0年 月相 ■月相：地球人所看到的月球被太阳所照亮的一半的大小 -月球回到原处（相对于恒星）的周期约为27.32天，即月球的恒星周期 日月食 -日全食时长永远不大于7?5分钟 ■同_地点，日偏食概率 >> 日全食概率 二.天体的运动 1.古希腊的地球中心说 5. 6. 7.

天文学概念试卷

天文学新概论（一） 北京理工大学选修课程 天文学概论课程期末考试试卷（A卷） 参考答案 一、填空题（20分） 1. 1.天文学的三个主要分支学科是天体测量学、天体力学、天体物理学（3分） 2. 2.现代天文学观测到的宇宙，从星系开始共分为星系、星系群或星系团、超 星系团和总星系。（4分） 3. 3.三种常用的天球坐标系是地平坐标系、赤道坐标系和黄道坐标系。（3分） 4. 4.20世纪60年代天文学的四大发现为脉冲星、类星体、3 K微波宇宙背景 辐射和星际有机分子，都是以天体的射电观测为先导作出的。（5分） 5. 不同质量恒星演化的最后结局是白矮星、中子星和黑洞。质量较小的恒 星演化结局可能是白矮星，质量较大的恒星演化结局可能是黑洞。（5分） 二、何谓天体、宇宙？简述天文学的研究对象、研究方法和特点。（20分） 答：天体即大气层以外的物体，包括日月星辰和人造天体在内。宇宙是全部时间、空间和所有天体的总称。天文学是研究天体和宇宙的科学，它研究天体的位置、分布、运动、结构、物理状态、化学组成、相互关系、及演化规律。 天文学是观测科学，同时也是综合科学，特点是研究对象都在遥不可及的宇宙空间，既不可能取样分析化验，也不可能亲临实地勘察研究。所以，研究的主要手段是观测——用各种仪器观察和测量从天体辐射来的电磁波或少量的高能微观粒子，现代天文学最重要的观测仪器是各种类型的天文望远镜，现代物理学理论也是最活跃的天体物理学研究中必不可少的重要理论和方法。 （天体中有物质密集的形态，如恒星、行星，有物质松散的形态，如星云、星际物质，也有广延的连续形态，如辐射带、磁层、引力场等。往往具备有地面实验室难以达到的条件：极端的冷与热，缓变与爆发，稀薄与密集，极高能量，极强磁场，极大引力和极长时标的演化，提供了人类发现与验证自然法则的无法模拟的场所。现代天文学研究还促进了现代光学、信息科学、计算机科学、精密仪器与新材料、新工艺的发展，许多尖端技术都应天文学的需要而产生，又在天文学研究中首先得到应用。） 三、赫罗图（H-R）是根据什麽关系绘制出来的？在现代天文学中有什麽重要意义？（20 分） 答：丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素各自独立地提出了恒星的光谱型与光度之间存在着相关关系，并以图形表示，称为赫罗（H-R）图。（光谱型是温度的标记，也是颜色的标记；光度也可用绝对星等来表示，其单位是太阳的真亮度。）赫罗图以光谱型（或温度）为横坐标，以光度（或绝对星等）为纵坐标，将所有已知光谱型和光度的星点在图上，每个点代表一颗星。 在H-R图上，全部星点群都集中在三个不同区域里，占90%以上的绝大多数星都落在从左上角延伸到右下角的带状区域，称为主星序。在这个序列里的星称为主序星。H-R图右上角有一个点群，这些星温度偏低、颜色偏红，但光度很大，称为红巨星或红超巨星。左下角也有一个点群，温度很高，颜色偏白，光度却很小，称为白矮星。H-R图简单明了却有

(7)--天文学导论期末试题答案

装订线答案： 1、概念解释（写出必要的公式）： （每题4分，共16分） 1．造父视差：利用其周光关系：造父变星越亮，光变周期越长；测出造父变星的光变周期P，利用周光关系曲线→ 绝对星等M V→ 距离模数m-M V→ 距离r 2．简并电子气:高温 → 原子电离 → 自由电子;高密 → 电子简并 → 简并电子压力（Pauli不相容原理）。简并电子压力与温度无关，远远超过通常的气体压力，使白矮星不因引力而塌缩。3．星际消光： Av，指介于恒星和太阳之间的星际物质在目视波段对星光减弱的星等数；星光减弱，视星等的数值变大。M=m+5-5lgr-Av 或 M=m+5+5lgπ″-Av 4．宇宙学原理：宇宙在大尺度上是均匀的和各向同性的。 2、判断下列说法的正误，并简述理由： （每题7分，共14分） 1．恒星的色指数越大，其表面温度越低。 答：正确。恒星的色指数指在不同波段测量得到的星等之差，如U-B, B-V等。颜色越蓝（红），温度越高（低）。恒星的颜色反映了恒星的表面温度的高低。可用λpeak T＝0.29 (cm K)来说明高温黑体主要辐射短波，低温黑体主要辐射长波。 2．太阳黑子活动具有22年的准周期。 答：正确。是指磁周期。 3、计算题（每题15分，共30分）： 1．若两个行星状星云具有相同的线大小、结构、形状和总实际亮度，只是其中一个较另一个远一倍，则它们的单位面积亮度之比如何？视星等相差多少？ 2．a)在某星体光谱中，显示出其原波长为4227埃的钙线向光谱紫端移动了0.70埃，试求出此

恒星的视向速度，并指出是趋近地球还是远离地球。 b)若另一天体红移为1.1，则其钙线(如果存在)移动到多少波长处？其视向速度又如何？距离为多少（H=71km s-1Mpc-1）？ 4、回答问题（共40分）: 1．星团的H-R图具有怎样的特点？由星团的H-R图可以得到哪些信息？（10分） 要点：星团的H-R图的定义；与恒星的H-R图的区别。 可得：距离；年龄；成员星的特征，如光谱型，质量，半径等等。 2．以“探测银河系中心”为例，说明光学/红外望远镜与射电望远镜各自的主要特点。（15分） 要点：“探测银河系中心”光学望远镜很受限制：口径相对小，分辨率低，尘埃消光严重等等，说明特点和发展趋势。而红外望远镜与射电望远镜波长长，尘埃消光小，能探测和确定银河系中心位置。说明射电望远镜的主要特点。 3．简述宇宙大爆炸理论的发展及现状；它的主要观测依据有哪些？（15分） 要点：主要观测依据：哈勃定律，H e丰度，宇宙微波背景辐射，宇宙年龄。

天文学导论报告

1、第13章第56題Go to the European Space Agency?s Gaia (Global Astrometric Interferometer for Astrophysics) mission website (http://esa.int/science/gaia). Has Gaia been launched? How will it help astronomers determine the distances to more stars? Why will it map the stars from an L2 orbit (see Connections 4.2)? 回答：Gaia has been launched. Gaia will create an extraordinarily precise three-dimensional map of more than a thousand million stars throughout our Galaxy and beyond by mapping their motions, luminosity, temperature and composition in order to help astronomers determine the distances to more stars. Because It offers a clearer view of the cosmos than an orbit around Earth, which would result in the spacecraft passing in and out of Earth's shadow and causing it to heat up and cool down, distorting its view. Free from this restriction and far away from the heat radiated by Earth, L2 provides a much more stable viewpoint. 对本网络资源的学习与研究总结：I learned something about the Gaia. This website introduces the objective, mission, spacecraft, journey, history and some features about Gaia. 2、第13章第57題 GototheEclipsingBinaryStarsLabwebsiteathttps://www.sodocs.net/doc/3c16160021.html,/naap/ebs/ebs.html. Click on “Eclipsing Binary Simulator.”Select preset Example 1, in which the two stars are identical. The animation will run with inclination 90°and show a 50 percent eclipse. What happens when you slowly change your viewing angle to the system—the inclination; how does this change the eclipse? At what value of inclination do you no longer see eclipses? What does the system look like at 0°? Reset the inclination to 90°and adjust the separation of the two stars. How does the light curve change when the separation is larger or smaller? Now make the two stars different. Change star 2 so that its radius is 3.0 R￡and its temperature is 4000 K. At what value of inclination do you no longer see eclipses? What types of eclipsing binary systems do you think are the easiest to detect? 回答：When I slowly change the inclination, the eclipse decrease. I no longer see the eclipses at 70 degree of inclination. The system looks like a circle at 0 degree. When the separation is larger, the interval of eclipse becomes shorter and the light curve becomes steeper. When the separation is smaller, the interval of eclipse becomes longer and the light curve becomes gentler. I no longer see eclipses at 48 degree. The binary systems with high temperature, small separation and inclination of 90 degrees are the easiest to detect. 对本网络资源的学习与研究总结：This website offers a Eclipsing Binary Simulator. In this simulator, we can set the mass, temperature, radius, separation, inclination of the binary system. Then the simulator will simulate the perspective from earth and the light curve. In this way, we can realize how the binary systems influence the eclipse easily. 3、第15章第56題Go to the Astronomy Picture of the Day (APOD) website(https://www.sodocs.net/doc/3c16160021.html,/apod), do a search on “molecular clouds,”and pick out a few images. Were these pictures obtained fromspace or on the ground, and at what wavelengths? With which telescopes? Whatwavelengths do the colors in the images represent? Are they “real”or “false-color”images? Explain your answers. This pictures was obtained from space at visible wavelengthsby Hubble Space telescope. The colors in the images represent the visible wavelengths and they are real-color. The camera took the photos