普通天文学

第一章地理坐标与天球坐标第一节地理坐标一、经线和纬线1、地球上的经线和纬线大地是球体，称为地球。

地球的自转轴叫地轴。

地轴与地面相交的两点，是地球的两极，分别叫北极和南极。

为了地理定位的需要，人们设置地理坐标。

垂直于地轴的平面，同地面相交而成的圆，就是纬线。

其中最大的圆叫赤道。

通过地轴的平面，同地面相交的圆，就是经线。

经线等长，通过英国伦敦格林尼治天文台旧址的经线为本初子午线。

赤道为地理坐标的横轴，本初子午线为地理坐标的竖轴。

（地球仪）2、地球上的方向和距离地球上的方向，通常为地平方向。

经线为南北方向（子、午方向），为有限方向。

纬线为东西方向（卯、酉方向），无限方向。

地球上两点之间的最短距离，是通过他们的大圆弧线。

海里：地球上经线1分的长度。

1海里=40000/360×60=1.852Km。

公里：原来法国人把地球全周分为400度，每度分为100分，每分弧长就是1公里。

没有流传下来。

作为长度单位的公里，流传下来。

不过全周分为360度，每度60分，经线1度=40000/360=111.1公里。

二、经度和纬度1、经度和纬度纬度是一种线面角，直线（当地法线）同平面（赤道平面）的交角。

赤道以北为北纬（N），赤道以南为南纬（S），0度—90度量度。

经度是一个两面角，是本地子午线平面与本初子午线平面的交角。

自赤道与本初子午线的交点（地理坐标原点）起量，沿着赤道向东向西量度。

向东为东经（0度—180度），向西为西经（0度—180度）。

2、地理坐标一地的纬度，表示该地相对于赤道的南北位置。

一地的经度，表示该地子午面相对于本初子午面的东西位置。

二者之和表示该地的地理坐标。

例如北京的地理坐标是40°N,116o°E先说纬度，后说经度。

第一章地理坐标与天球坐标第二节天球坐标一、天球和天穹1、天球：以观测者为中心，无限远为半径（半径任意），包含一切天体的假想球面。

（天球）2、天穹：地平之上的半个天球。

天文学入门天文学，作为研究宇宙中一切天体的科学，自古以来就吸引着人类的目光。

它不仅涉及对恒星、行星、卫星、彗星等天体的研究，还包括了对这些天体的成分、结构、运动、起源和演化的探索。

本文将作为天文学的入门指南，带领读者初步了解这一迷人的学科。

宇宙的结构宇宙是由无数星系组成的广袤空间，其中包含了恒星、行星、星云、黑洞等多种类型的天体。

我们所在的地球是太阳系中的第三颗行星，而太阳系又位于银河系的一个旋臂上。

银河系只是宇宙中数千亿个星系之一。

天体的分类天体可以根据其性质被分为几类：恒星，如我们的太阳；行星，例如地球；天然卫星，比如月球；小行星和彗星；以及星云和星系等。

每一种天体都有其独特的特征和形成过程。

天文学的研究方法天文学的研究依赖于观测和理论两个方面。

观测天文学通过使用望远镜和其他仪器收集数据，而理论天文学则通过物理和数学模型来解释这些数据。

随着技术的发展，天文学家现在能够探测到更远的宇宙，甚至捕捉到宇宙诞生初期的信号。

天文学的重要性天文学不仅仅是为了满足人类对宇宙的好奇心，它还对我们的生活有着实际的影响。

例如，天文学的研究帮助改善了日历系统，促进了全球定位系统（GPS）的发展，甚至还在天气预报和资源探索中发挥着作用。

天文学的未来展望随着科技的进步，未来的天文学将会更加精彩。

计划中的太空望远镜将能够提供更加清晰的宇宙图像，而对遥远星系和暗物质的研究可能会揭示宇宙的新秘密。

此外，随着人类对外太空的探索不断深入，天文学的角色将变得更加重要。

结语天文学是一门古老而又充满现代感的科学，它不断地挑战着人类的想象力和理解力。

对于初学者来说，了解天文学的基本概念和研究方法是打开宇宙奥秘之门的第一步。

希望本文能激发你对天文学的兴趣，并引导你进一步探索这个令人着迷的领域。

---请注意，本文内容仅为天文学的入门级介绍，旨在提供一个大致的框架和基本知识。

对于想要深入了解天文学的读者，建议参考更专业的书籍和资料进行学习。

Chapter1 寻找第二个星球——大众化、最古老、最前沿的1、宇宙组成：74%暗能量+22%暗物质+4%熟悉物质——失踪的重子物质质疑我们所了解的只占2%2、第一代形成的恒星只有H、He、Li，其它重金属如铁等实在恒星核反应中产生的，通过超新星爆发挥发放到星际空间，再形成第二代恒星。

星球是宇宙演化的产物，太阳是第二代恒星，且宇宙无中心3、星球是星际演化的产物4、银河系有1000亿恒星，宇宙有1000亿个星系宇宙中有个“太阳”M31：2000亿个“太阳”AV：天文单位，指地球到太阳的距离5、寻找方式：“迎客”、“发名片”、“打电报”、“听广播”“拜访”6、地球特点：1）可居住带——液态水2）温度适中（i）取决于恒星温度（ii）行星与恒星的距离地球温度稳定源于：（i）太阳是几乎不变的“恒星”（ii）日地距离只有1%的变化3）时间恰好（恒星的质量决定恒星的温度和大小，质量越大寿命越短，若太阳质量大？倍，寿命为20亿年，不足够用于地球生命的演化）4）地球质量适中（质量过小，无法吸引住大气；质量过大，形成浓厚的大气，引发温室效应。

合适的密度：5.45g/）5）地球自转: 地球轨道倾角为23度27分，使大部分区域处于适于生命生长的温度带，四季分明6）地球磁场: 地球磁场和地球大气共同抵御外来的高能粒子对生命的轰炸7）地球附近的木星（吸引彗星，保护地球）8）地球附近的月球（卫星）：行星稳定，产生潮汐的作用补充：太阳对地球的引力必然大于月球对地球的引力，但距离过远，地球上每一点基本无差别；而月球距离近，地球不可视为质点，不同点的引力有极大的差别，产生涨/落潮（每天涨两次，落两次）潮汐是由引力随时间的变化（梯度）决定的，而非引力的绝对值决定的，潮汐对于海水的变化、自净、运动等等具有很重要的意义7、发现类地球的方法和困难：大小相差太大（地球太阳质量相差30万倍）间接法：位置晃动法、脉冲星时延法直接法：直接拍像、直接观测光谱方法和原理经典，困难巨大直接法寻找地球困难：1）地球与太阳距离太近2）地球与太阳亮度相差太大（1：100*）需要的技术突破：1）测量光度万分之一变化：<0.00012）角分辨本领：（i）克服大气干扰（ii）电磁波干涉，综合口径艾利衍射极限：3）位置精度In all：提高测量光度精度，降低亮度反差8、展望：途径：1）寻找类地行星----生命----智慧2）通过电波直接寻找文明世界Beyond TPF：更多更远的天体比如电波计划：Cyclops project（1972 加州）9、起源：约150亿年前（高温高密度）——光子和基本粒子（只有）——（40万年）4000摄氏度、中性原子的存在——（引力作用下）形成星系、恒星、行星10、从寻找太阳系外类地行星寻找地外生命11、恒星的质量决定恒星的温度和大小，质量越大，寿命越短。

《普通天文学》课程教学大纲课程名称：普通天文学课程类别：专业选修课适用专业：物理学考核方式：考查总学时、学分：32学时2学分其中实验学时：0 学时一、课程性质、教学目标《普通天文学》是物理专业开设的一门专业选修课程。

该课程能开阔学生眼界，激发学生观察探索世界的兴趣，还能培养学生使用所学的物理知识解决天文问题的能力。

该课程主要包括天象学与观测仪器、太阳系、恒星与变星、银河系与河外星系、宇宙学六方面的基本内容。

这些天文内容涉及光学、开普勒三大定律、热力学、量子力学、广义相对论等物理理论，同时也给现代物理学提出了一些挑战（如暗物质和暗能量）。

其具体的课程教学目标为：课程教学目标1：培养学生的科学兴趣，引导学生用物理理论去分析天文现象，让学生感受物理学与天文学的紧密联系。

课程教学目标2：熟悉四季星空、月相等天象。

了解天文望远镜，并会使用天文望远镜进行天文观测。

深刻理解太阳系的结构，熟悉八大行星及其卫星、矮行星、小行星。

了解测量距离的方法、视星等与绝对星等的区别、恒星光谱的分类、小质量恒星的演化。

知道致密天念，知道变星和活动星系的类型和特征，了解恒星和星系的形成、结构、演化过程与结局（包括致密天体），了解大尺度宇宙和大爆炸宇宙学说。

三、先修课程《高等数学》、《大学物理》或《普通物理》、《热力学与统计物理学》、《广义相对论基础》四、课程教学重、难点本课程的教学重点是向学生传授天体物理知识，并用物理理论来解决天文问题。

因为天文观测受天气与灯光环境的限制，难以开展实测活动，很难让学生对天象产生感性认识。

另外，某些天文内容（如：中子星、黑洞、暗能量和暗物质）较难，需要学生具有深厚物理功底。

五、课程教学方法与教学手段讲授式教学方法与发现式教学方法相结合的教学方法，教学手段以多媒体教学为主（包括天文图片和视屏资料），同时，还借助于实物模型（折射式望远镜、反射式望远镜、天球仪、太阳系模型、三球仪和月球仪等）六、课程教学内容第一章观测知识（8学时）1．教学内容(1) 认识星座；(2) 周日视运动与周年视运动；(3) 天球坐标系；（4）地面望远镜与空间望远镜；（5）镜坯与终端；（6）国内、外的著名光学望远镜；2．重、难点提示(1) 周日视运动与周年视运动的形成原因；(2) 地平坐标系与赤道坐标系；第二章太阳系（7学时）1．教学内容(1) 太阳系概况；(2) 详述八大行星；(3) 行星的轨道运动的要素及特征；（4）行星的视运动；（5）矮行星；（6）小天体；（7）月亮与月相；2．重、难点提示(1) 太阳系的结构与组成；(2) 大行星与矮行星的区别；第三章恒星（6学时）1．教学内容(1) 恒星的距离与自行；(2) 恒星的大小与质量；(3) 恒星的星等；（4）恒星的光谱与赫罗图；（5）恒星在主序阶段的演化；（6）不同质量的恒星离开主序后的演化；（7）恒星演化的观测证据；2．重、难点提示(1) 测量恒星距离的方法及其适用范围；(2) 恒星的视星等与绝对星等；(3) 不同质量恒星演化的区别；第四章变星、致密天体与太阳系外行星（6学时）1．教学内容(1) 几类变星；(2) 白矮星；(3) 中子星；（4）黑洞；（5）太阳系外行星与地外文明；2．重、难点提示(1) Ia型超新星与II型超新星的爆炸机制；(2) 造父变星的周光关系；(3) 引力红移；（4）探测太阳系外行星的方法与优缺点；第五章星系（3学时）1．教学内容(1) 银河系的结构与转动；(2) 银河系的演化；(3) 星系的分类；（4）星系团；（5）星系的辐射、距离与质量；（6）活动星系核的定义与分类；（7）射电星系与类星体；（8）星系的形成、演化和相互作用；2．重、难点提示(1) 银河系悬臂的形成与本质；(2) 暗物质的发现；(3) 活动星系与正常星系的异同点；期末考试成绩+平时成绩九、选用教材和参考书目［1］《基础天文学》刘学富编，高等教育出版社，2004年；［2］《天体物理概论》（彩色版）向守平编，中国科学技术出版社，2008年；［3］《天文学教程》（第二版）朱慈墭编，高等教育出版社，2003年；［4］《天体物理学》李宗伟，肖兴华编，高等教育出版社，2000年；［5］《Astronomy》(Second Edition) John D. Fix, McGraw-Hill Companies, Inc., 2001年；［6］《趣味天文学》雅科夫▪伊西达洛维奇▪别莱利曼著，项丽译，中国妇女出版社，2015年。

普通天文学教程
普通天文学是一门研究天体和宇宙的学科。

它涵盖了从地球到星系、星球和宇宙其他组成部分的所有观测和研究。

在这个教程中，我
们将介绍一些基本的天文学知识和概念。

天文学的起源可以追溯到几千年前的古代文明。

人们通过肉眼观
察夜空中的星星，开始了对宇宙的探索。

随着科学和技术的进步，天
文学变得更加精确和深入。

第一部分，我们将从地球开始。

地球是我们生活的星球，也是我
们进行天文观测的基点。

我们将介绍地球的结构和运动，包括自转、
公转和倾斜等概念。

接下来，我们将学习天体的分类。

太阳是我们的日心星，它是由
氢和氦等元素组成的巨大气体球。

行星是围绕太阳运行的天体，而卫
星则是围绕行星运行的小天体。

我们还将介绍恒星，它是充满能量的球状天体。

恒星通过核聚变
产生能量，并通过光和热辐射到宇宙中。

其他天体包括彗星、流星和
星云等。

天文学中一个重要的概念是星系，它是由恒星、行星和其他天体
组成的巨大集合体。

我们将讨论不同类型的星系，如螺旋星系、椭圆
星系和不规则星系。

最后，我们将介绍宇宙的起源和演化。

宇宙大爆炸理论认为，宇
宙从一个极度炽热和致密的状态开始，经过漫长的时间和空间扩张，
形成了我们今天所见的宇宙。

通过这个教程，你将了解到一些天文学的基本知识和概念。

天文
学是一个充满神秘和奇妙的学科，它帮助我们更好地理解宇宙的奥秘。

如果你对天文学感兴趣，可以继续深入学习和探索更多关于宇宙的知识。

普通天文学知识整理大全*普通天文学：它观测和研究各种天体和天体系统，研究它们的位置、分布、运动、结构、物理状况、化学组成和起源演化规律*三垣是北天极周围的三个区域，即紫微垣、太微垣、天市垣*苍龙七宿大致对应的西方星座：角：室女座亢：室女座氐：天秤座房：天蝎座心：天蝎座尾：天蝎座箕：人马座朱雀七宿大致对应的西方星座：井：双子座鬼：巨蟹座柳：长蛇座星：长蛇座张：长蛇座翼：巨爵座轸：乌鸦座白虎七宿大致对应的西方星座：奎：仙女座、双鱼座娄：白羊座胃：白羊座昂：金牛座毕：金牛座觜：猎户座参：猎户座玄武七宿大致对应的西方星座：斗：人马座牛：摩羯座女：宝瓶座虚：宝瓶座、小马座危：飞马座、宝瓶座室：飞马座壁：仙女座、飞马座*星座的命名1.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。

如猎户座α（中名参宿四）、猎户座β（中名参宿七）、……。

2.如果某一星座的恒星超过了24个希腊字母，就用星座名称后加阿拉伯数字，如天鹅座61星，天兔座17星等。

*星图：将天体球面视位置投影于平面而绘制成的图，用来表示天体的位置、亮度和形态等。

*星表：记载天体各种参数（如位置、运动、星等、光谱型等）的表册。

恒星在星表中的编号相当于恒星的名字。

如：GC2104,NGC2632,M31等。

*天球的性质：天体在天球上的位置只反映天体视方向的投影天球半径可以任意选取，通常当作数学上的无穷大天球上任意两天体的距离用其角距(球心角)表示，线距离没有意义地面上两平行方向指向天球同一点天顶Z ：过天球中心做一直线与观测点的铅垂线平行，交天球于两点，位于观测者头顶的一点称天顶。

天底Z’：与天顶相对的另一交点为天底。

真地平：过天球中心做一与铅垂线垂直的平面(天球地平面)，与天球相交的大圆为真地平(天球地平圈)。

垂直圈：过天顶垂直于地平圈的大圆。

天轴：过天球球心，与地球自转轴平行的直线。

天极：天轴与天球的两个交点(北天极P和南天极P’)。

基础天文学1天文学的研究对象包含哪些：天体的分布位置运动规律化学组成物理状态以及宇宙的结构和演化2阐述天文学的研究意义：1古代通过观测太阳，月球和其他天体确定了时间方向历法2对人类的自然观有很大影响3天文学是基础科学的发展引擎4天文学是能够提供极端条件的实验室3天文学按照研究方法可分为哪三大类：天体测量学（研究和测量天体的位置和运动）天体力学（天体的力学运动和形状）和天体物理学（利用物理学的技术方法，理论研究天体的形态，结构化学组成演化规律表面特征）4阐述古代天文学产生的原因并给出三个古代天文学遗址:人类为了生存而发展农牧业生产，于是开始观察天象，制定历法2巨石阵兀鲁伯天文台吴哥窟密鲁石塔玛雅金字塔5中国古代天文学研究的特点是什么列出三个古代天文学家的名字：古人通过肉眼对天象的观察，来摸索，地球，季节，气候变化，与天象的关系，来指导生活工作2张衡祖冲之石申6给出三种古代宇宙观：盖天说浮天说地心说7简述哥白尼的宇宙观及其意义：1宇宙的中心是太阳而非地球，地球围绕着太阳在一定轨道上旋转;重新排定太阳系歌行星的排列顺序；地球自转；月亮绕着地球转，并一起绕着太阳转2近代自然科学革命的起点；为近代天文学奠定了基础；描绘了一幅有关太阳系的科学图景；宣告了神学科学宇宙观的破产8电磁波不同频率（能量）范围处的名称及其对应的大致频率范围：无线电波微波红外线可见光紫外线伦琴射线伽马射线9给出电磁波辐射之外的两种天体传播信息的载体：黑体辐射天体温度10地球的三个大气窗口：光学窗口红外窗口射电窗口11阐述大气对星光在传播过程中的影响：大气消光影响测量精确度12阐述什么是黑体辐射及其特点：是由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度计特定温度及特定波长放射最大量的辐射2任何物体都具有不断辐射，吸收，发射，电磁波的本领14伽利略的望远镜就光学而言是什么类型的望远镜；牛顿发明的另一种光学系统望远镜的光学结构是什么，目前大型望远镜多采取哪一种光学设计；这两种望远镜的优劣势是什么：1折射望远镜2利用曲面和平面组合来反射光线，并形成景象3反射4反射优点：消除色差，镜筒短缺点：影像不稳定，主镜易变型折射优点：影像稳定：慧相差矫正缺点：镜筒长，价格贵16郭守敬望远镜的特点及其原理：1大口径，大视场4000根光纤组成的超大规模光谱观测系统2将天体的光分别传输到多台光谱仪中，同时获得光谱17为什么天文学家追求更大口径的望远镜：口径越大，收集的光越多，贯穿本领越强，分辨率越高18列出三种常见的辐射探测器及其特点：1紫外探测器把光学辐射转化为电信号2x射线探测器把x射线转为电信号3伽马射线探测器原子电离和激发19光学望远镜根据对光的分辨本领不同分为那种观测模式：照相法光电法的限制詹姆斯韦伯太空望远镜结构质量轻能在极低温度下运行21fast的特点及其工作原理：利用喀斯特地形来建造，是世界现直径最大的射电望远镜，利用无线电来获取信号23列出三个红外望远镜：科伊伯机载天文台红外天文卫星红外空间天文台24阐述里卡尔多贾科尼在x射线天文学的具体贡献：将天文学的观测由可见光拓展到x射线开创了x射线天文学25chandra（钱德拉）的特点和工作原理：不会发光，围绕行星运转，随行星围绕恒星运转x射线谱分析26第一个x射线望远镜的特点，及其工作原理：装载高能、中能、低能x射线望远镜和空间监测器直接解调成像，多波段快速光观测能力。

普通天文学知识点之名词解释名词解释绪论1、天文学：人类认识宇宙的一门自然科学，观测研究各种天体和天体系统，研究它们的位置、分布、运动、结构、物理状况、化学组成及起源演化规律。

2、宇宙：宇就是空间，宙就是时间。

宇宙就是客观存在的物质世界，而物质是不断运动和变化发展的，空间和时间就是物质的表现形式。

现代物理学和天文学的观测和理论都确切地表明，空间和时间不仅跟物质不可分割，而且空间和时间是密切联系在一起的时空，这才是辩证唯物的科学宇宙观和时空观。

3、天体：宇宙各种物质客体的总称。

第一章天球和星空1、视星等：星等一般对应于星的观测（”视“）亮暗程度。

2、星座：为了识别星而把星空划分为一些区域。

3、星图：观测星空的地图。

4、天球仪：直观展示星座和恒星在天球上的分布的仪器。

5、星表：载有一系列天体的准确赤道坐标、星等、视差（距离）、光谱型等资料的表册。

6、天文年历：载有很多重要的天象资料的工具书。

7、真太阳时：以地球相对于太阳的自转周期——昼夜（一天或一日）作为时间计量标准。

8、平太阳时：在天球上以真太阳赤经平均变化速度作均匀运动所产生的一个周期作为时间计量标准。

9、恒星时：以地球相对于遥远恒星的自转周期（恒星日）作为时间计量标准，简记为ST。

10、世界时：国际上采用英国格林威治天文台旧址的子午圈为本初子午圈（即零子午圈），以格林威治的地方平太阳时作为世界时，简记为UT。

11、北京时间：我国同一采用东八时区的区时（东经120°的地方平太阳时）。

12、历书时：以地球绕太阳公转周期为基准，简记为ET。

13、原子时：以铯133原子基态的两个超精细能级之间在零磁场中跃迁辐射9192631770个周期所经历的时间间隔是一秒为基准，简记为TAI。

14、太阴历：以太阴（即月球）圆缺变化（朔望）周期为基准——称为月。

15、太阳历：以太阳的周年视运动（即回归年）为基准，也称为阳历。

第二章天体的运动和距离测定1、内行星：相对于地球轨道而言，轨道半径小的水星核和金星。