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天体物理实验报告天体物理实验报告引言：天体物理是研究宇宙中各种天体及其相互作用的学科。
通过进行天体物理实验，我们可以更深入地了解宇宙的奥秘。
本报告将介绍我所参与的一项天体物理实验，探索宇宙的宏大之美。
实验目的：本次实验的目的是研究恒星的形成和演化过程。
恒星是宇宙中最基本的天体单位，了解恒星的形成和演化对于理解宇宙的起源和发展具有重要意义。
实验装置：我们使用了一台先进的天文望远镜和一套高精度的光谱仪。
望远镜能够观测到远处的恒星，并记录下它们的光谱信息。
光谱仪则可以帮助我们分析光谱数据，从而得到恒星的物理特性。
实验过程：首先，我们选择了一批距离地球较近的恒星进行观测。
这些恒星的光谱数据已经被记录下来，我们需要对其进行分析。
通过光谱数据，我们可以得到恒星的光度、温度、化学成分等信息。
接下来，我们使用光谱仪对这些恒星的光谱数据进行处理。
光谱仪能够将光分解成不同波长的光线，我们可以观察到恒星的光谱线。
根据光谱线的形状、强度和位置，我们可以推断出恒星的物理特性。
在分析光谱数据的过程中，我们发现了一些有趣的现象。
例如，某些恒星的光谱线呈现出明显的位移，这说明这些恒星正在运动。
通过测量位移的大小，我们可以计算出恒星的速度和运动方向。
此外，我们还发现了一些恒星的光谱线呈现出周期性的变化。
这可能意味着这些恒星存在伴星，它们之间通过引力相互影响，导致光谱线的变化。
通过进一步观测和分析，我们可以研究这些恒星的轨道参数和质量。
实验结果：通过对光谱数据的分析，我们得到了一些有关恒星的重要结果。
我们发现，恒星的光度与温度之间存在一定的关系，这被称为亮度-温度关系。
根据这个关系，我们可以推断出恒星的亮度，从而得到它的距离。
此外，我们还发现了一些恒星的光谱中存在特殊的吸收线，这些吸收线可以告诉我们恒星的化学成分。
通过比较不同恒星的光谱，我们可以研究宇宙中元素的丰度分布和演化过程。
结论：通过这次实验，我们对恒星的形成和演化有了更深入的了解。
天体物理学 2008.9－2009.2袁业飞董小波1.【天文思维。
】a. 一个致密天体位于银河系内，我们在0.1秒钟之内观测到它增亮了二倍。
请估计它的物理尺度不能超过多少？如果增亮的幅度只有10%，又能得到什么结论？b. 某种类型的活动星系在所有星系中的比例大约为1/100。
那么，这种类型星系的活动期至少是多长？2.【视超光速。
】我们对一个遥远天体作了两次观测（相隔一段时间），发现它在高速运动。
我们可以测得它在天球上走过的角距离，还可以通过其它方法测得它的宇宙学红移从而确定它离地球的距离，这样我们可以算得它的横向速度。
请推导这个速度和它的真实运动速度的关系；什么情况下我们测得的横向速度会超出光速？3.【位力定理；辐射压。
】大质量黑洞（M BH > 106 M⊙）吸积周围气体释放引力能产生电磁连续谱辐射，连续谱辐射又电离周围气体从而产生发射线（e.g. H-beta 4861Å，半高宽度大概几十Å）；另外，由于吸积过程中的一些不稳定性，连续谱的光度会有变化。
这就是在活动星系核中发生的基本过程。
假设周围的电离气体运动被黑洞引力所主导并处于Viral平衡，而且呈球对称分布。
请设计一种方案来测量黑洞质量；如果忽略电子散射引起的效应，那么基于Viral定理估计的黑洞质量的系统偏差是怎样的？4.【辐射拉拽。
】一颗尘埃颗粒质量为10-11克，在1AU处绕太阳作近似圆周运动。
它吸收太阳光并以红外方式再辐射出去，保持温度一定。
尘埃吸收太阳光的截面为10-8 cm2。
请计算需要多长时间它将掉入太阳表面？假设1/108的太阳光被绕太阳运动的尘埃所吸收，那么每秒钟掉入太阳的尘埃总质量是多少？对于绕太阳运动的电离气体（电子－质子对），这种效应显著吗？5.【*optional: 伽利略相对性原理、狭义相对论；推理思辨能力】请基于伽利略相对性原理作推理（没必要做复杂的数学计算推演），证明：如果质点速度不存在上限，则惯性系之间由伽利略变换相联系（牛顿时空观）；否则，洛仑兹变换（狭义相对论）。
天体物理学天体物理学1、计算⾏星的半长轴2324GMP a π=其中： a 为公转半长轴G 为重⼒常量P 为公转周期M 为绕⾏的⾏星及被绕⾏的恒星质量之和（其中，因为恒星质量太⼤，往往占总质量的99%以上，⾏星质量基本可以忽略）简易计算⽅式：设地球⾄太阳长半轴a=1AU （1.5x1011⽶），周期P 为1年，求任意⾏星的长半轴：a23223244GM P a GMP a θθθππ==推导得：a M P θθθ= 其中：a 是以AU 为基础单位，P 是以年为单位的量。
2、计算观测⾓度计算公式：2sin 1D D ?=其中：D1=D3；α=sin α D1为观测者到横⾏的距离、D3为观测者到⾏星的距离。
D2为⾏星和恒星之间的距离。
α为观测者观察到的恒星和星星的夹⾓。
在实际计算中,D2以AU 为单位，D1=D3等于秒差距（即3光年），α为⾓度（1度为60⾓分、1⾓分等60⾓秒）例题：经过观测，天狼星的运动周期为40光年，地球距离天狼星为3秒差距远，已知其表⾯温度为10000度，求观测着与天狼星和其所绕⾏的恒星间的夹⾓。
推论：假设恒星质量M=M（太阳），已知M和P，由半长轴公式可得半长轴a，⽽a近似于D2，已知D3，可求得夹⾓。
3、太阳系内系统组成1、太阳2、内⾏星（类地⾏星）3、⼩⾏星（位于⽕星和⽊星之间）4、外⾏星（类⽊⾏星）5、外海王星天体（柯伊伯天体）6、外部区域（奥尔特云，多为尘埃和冰块等固体物质，如彗星）4、观测恒星附近的⾏星的⽅法（1）⾏星运动的重要公式（⽜顿第⼀定律）(=M(VM⾏星）V（⾏星）恒星）（恒星）D⾏星）V（⾏星）恒星）（恒星）(=D(V其中：D为双星距离质点的距离，⾏星和恒星绕质点运动⼀周的周期相等通过这种⽅法，可以观测到恒星围绕某个点，进⾏转动，可以证明⾏星的存在。
（2）多普勒效应原理：多普勒效应是指波在传播过程中，受到相对运动的影响，如果波远离观测者或者观测者⾛进波，则会使波长变长，如果靠近观测者或者观测者⾛进波源，则会使波长变短。
