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天文学史讲义讲授提纲第一讲绪论一、天文学史的研究对象1.研究天文学的发展与人类社会发展的关系2.研究人类认识宇宙的历史过程3.天文学史的主要研究内容二.天文学史的分支学科1.按地域划分2.按时代划分3.按分支学科划分三、研究天文学史的意义1.有助于深刻地了解天文学2.研究天文学思想史3.研究中国天文学史4.探索天文学的发展规律，总结经验，提供借鉴5.挖掘和利用古代天象记录，用于研究某些课题6.丰富科学文化史的内容，有助于历史学的研究四、天文学发展分期概述1.古代天文学（史前一一16世纪中叶）2.近代天文学（16世纪中叶——19世纪中叶）3.现代天文学（19世纪中叶——现代）第二讲宇宙概观一、宇宙万物的尺度1.微观世界、宏观世界和宇观世界的尺度2.天文学中的单位二、宇宙的层次结构三、太阳系概况1.太阳2.地球3.月球4.大行星5.小行星6.彗星和流星体7.卫星和行星环四、银河系概况1.恒星8.恒星集团9.星云10星际物质五、星系、星系集团和宇宙1.星系2.星系集团3.超星系团4.宇宙第三讲古代天文学一、天文学的起源二、史前时期的天文遗址和遗物三、古埃及天文学1.历法2.天体位置测量和天文定位3.宇宙观念四、美索不达米亚天文学1.对天空的认识2.时间和历法3.宇宙观念五、古印度天文学1.历法2.月亮运动和二十八宿3.宇宙观念第四讲中国天文学史概述一、中国天文学的诞生（史前一西周）中国古代天文学的分期1.体系形成时期（从春秋一秦汉，BC770-AD220）2.繁荣发展时期（从三国一五代，220-960）3.由鼎盛到衰落的时期（从宋初一明末，960-1600）4.中西天文融介时期（从明末一鸦片战争，1600—1840）三、中国古代天文学的特点和成就1.中国占代天文学的特点2.历法编制3.天象的观测和记录4.观测仪器5.对天象的解释和天文学发现6.天文大地测量7.宇宙理论第五讲古希腊天文学一、古希腊的历史和文化背景二、古希腊天文学1.古希腊天文学的特点2.历法编制3.天象观测和记录4.天文测量5.测量仪器6.宇宙理论三、托勒玫体系四、公历的由来1.古罗马和古罗马的历法2.儒略历3.格里历第六讲阿拉伯天文学与欧洲中世纪天文学一、阿拉伯天文学二、蒙占统治时期的天文学三、欧洲天文学的停滞1.基督教教会的束缚2.占星学的发展四、欧洲天文学的复兴1.早期技术革命的推动3.地心体系濒临破产第七讲哥白尼日心体系的创立和发展一、哥白尼的生平和学说1.生平简介2.日心体系学说的形成3.《天体运行论》的出版二、关于《天体运行论》1.体例2.内容简介3.《天体运行论》出版的意义4.《天体运行论》的缺陷三、不屈的布鲁诺四、观测天文大师一一第谷•布拉赫五、天空的立法者一一开普勒1.探索宇宙奥秘2.行星运动三定律的发现3.其他成就第八讲早期的天文望远镜及其观测成就一、天文望远镜问世1.望远镜的发明2.伽利略和他的天文望远镜二、伽利略的发现I.观测月亮3.观测恒星4.观测行星5.观测太阳三、关于《两大世界体系的对话》四、17世纪的天文望远镜及其观测成就1.开普勒式望远镜2.早期望远镜的改进3.赫维留斯和里乔利的月面图4.惠更斯的发现5.卡西尼的发现6.罗默测定光速第九讲万有引力定律的发现和证实一、万有引力定律的发现1.牛顿生平简介2.发现万有引力定律的背景3.牛顿的研究4.牛顿成就原因简析二、万有引力定律的证实1.哈雷彗星回归的预言2.孤立大山的引力使铅垂线偏转3.万有引力常数的测定4.海王星的发现5.对恒星喑伴星的预言和发现第十讲康德和拉普拉斯的星云说一、早期的太阳系起源说和形而上学的自然观1.笛卡尔的太阳系起源的涡动说2.牛顿关于太阳系起源的考虑3.布封的太阳系形成学说4.17—18世纪形而上学自然观的特点二、康德的太阳系星云假说三、拉普拉斯的太阳系起源的星云说四、星云说的历史意义第十一讲奠基期的天体力学一、经典天体力学及其基础1.经典天体力学的对象和方法2.经典天体力学的力学和数学基础二、欧拉的工作1.月球运动理论2.创立摄动理论三、拉格朗日的工作1.太阳系稳定性问题的研究2.建立拉格朗日方程组，探讨三体问题的解四、拉普拉斯的工作1.关于行星轨道的周期变化2.《天体力学》的出版五、其他的重要工作1.达朗贝尔的工作2.克雷洛的工作3.高斯的工作4.亚当斯和勒威耶的工作第十二讲银河系概念的初步确立和恒星距离的测定一、关于恒星系统认识的演进1.从古希腊到伽利略2.恒星自行的发现和距离的估计3.关于银河系的假设二、赫歇尔家族的工作1.太阳系本动的发现2.银河系结构的研究3.威廉•赫歇尔成就的原因4.约翰•赫歇尔在南天的工作三、恒星距离的测定1.斯特鲁维的工作2.贝塞尔的工作3.亨德森的工作4.恒星距离测定的意义第十三讲天体物理学的诞生一、天体物理学诞生的背景1.天文观测技术的发展2.太阳光的分解二、光谱分析术的发明三、基尔霍夫定律的发现四、氢的发现五、恒星光谱的分光观测1.恒星光谱的观测和初步分类2.恒星光谱的谱线位移六、天体测光术的发明和发展1.恒星亮度的目视测量2.普森公式3.目视光度计的发明七、天体照相术的应用1.照相术的发明和发展2.照相术用于拍摄天体3.照相术用于天体位置测量4.照相术用于拍摄天体光谱八、反射望远镜的改进第十四讲河外星系的发现一、测定旋涡星云距离的探索二、造父变星法求天体距离1.造父变星的周光关系2.绝对星等与视星等的关系3.周光关系零点的测定4.沙普利和科蒂斯的辩论三、哈勃的工作四、河外星系发现史中的教训第十五讲赫罗图与恒星演化一、赫罗图的建立1.哈佛的恒星光谱分类2.赫茨普龙的工作3.罗素的工作二、早期的恒星演化理论三、爱丁顿的质光关系四、恒星的能源问题1.早期的理论2.核聚变反应理论五、恒星演化的研究1.V-R定理2.恒星演化的现代理论第十六讲广义相时论的诞生和现代宇宙学的发展一、狭义相对论引起的时空观革命1.19世纪末物理学的危机2.狭义相对论的创立二、广义相对论的诞生三、广义相对论的天文学验证1.水星近日点的反常进动2.光线在引力场中的偏转3.光线的引力红移4.电磁波传播的引力延迟四、现代宇宙学的发展1.爱因斯坦的静态宇宙学模型2.弗里德曼和勒梅特的膨胀宇宙模型3.宇宙膨胀的观测效应4.稳恒态宇宙模型5.大爆炸宇宙模型第十七讲近代天体测量和天体力学的发展一、时间工作1.平太阳时的精确定义2.本初子午线和时区的确定3.无线电时号的发播二、地球自转变化的发现1.地极移动的发现2.地球自转不均匀性的发现三、原子时和协调世界时1.原子钟的发明和原子时系统的建立2.协调世界时的建立四、十九世纪后期天体力学的发展1.太阳系小天体运动的研究2.月球和大行星运动的研究3.数学和力学迅速发展的推动五、二十世纪天体力学的发展1.历史背景2.卫星动力学的建立3.电子计算机与天体力学4.广义相对论和天体力学六、近代天体测量学和天体力学力学发展的特点第十八讲射电天文学的崛起和六十年代四大天文发现一、射电天文学的诞生1.央斯基的发现2.雷伯的经典式射电望远镜二、银河系结构的射电探测1.21厘米微波辐射的理论预言2.21厘米微波辐射的探测三、20世纪60年代的四大天文发现1.类星体的发现2.微波背景辐射的发现3.射电脉冲星的发现4.星际有机分子的发现四、射电天文学的新进展1.大口径射电望远镜2.甚长基线射电干涉测量3.综合孔径射电望远镜4.亳米波和亚亳米波天文学第十九讲空间天文学的进展一、空间探测时代的到来1.全波天文学2.空间探测手段的发展二、地球辐射带的发现三、对月球的探测1.苏联对月球的探测2.美国对月球的探测四.对水星和金星的探测1.对水星探测2.对金星探测五、对类木行星的探测1.对木星的探测2.对土星的探测3.对天王星和海王星的探测六、红外和紫外天文学的发展七、X射线和γ射线天文学的发展第一讲绪论一、天文学史的研究对象天文学史是天文学的一个分支学科，也是自然科学史的一个组成部分，研究人类认识宇宙的历史，探索天文学发生和发展的规律。
第一章绪论第一节环境地质学的研究对象、内容与分科一、环境地质学的研究对象与任务随着地球环境的日益恶化和自然灾害的频繁发生，人们己经意识到所有的环境问题都与地质环境密切相关。
一方面，大地构造循环、岩石循环、地球化学循环、水循环对大陆与海洋的分布和全球性气候变化起着决定性作用，控制着地貌、岩石、矿物、土壤、水体的空间分布；另一方面，人类的生存离不开地质环境，人类活动又在改变着地质环境。
人类与地质环境之间存在着相互作用、相互制约的密切关系。
环境地质学是地质科学中一门新兴的分支学科，也是环境科学的重要组成部分。
它是应用地质科学、环境科学以及其他相关学科的理论与方法，研究地质环境的基本特性、功能和演变规律及其与人类活动之间相互作用、相互制约的关系的一门学科。
其研究对象是人类社会与地质环境组成的复杂系统。
环境地质学的任务是在分析地质环境组成要素的特征和变化规律的基础上，研究人类活动与地质环境的相互关系，揭示环境地质问题的发生、发展和演化趋势，全面评价地质环境质量，提出地质环境合理开发、利用和保护的对策与方法，为实现人类社会、经济的可持续发展提供科学依据。
二、环境地质学的研究内容环境地质学属应用地质学，研究内容十分广泛，一切与人类有关的地质环境问题都属于环境地质学的研究范畴。
但迄今对其所应研究的内容尚无统一认识。
概括起来，其主要内容应包括下列几个方面。
1.全球变化的研究全球变化研究是环境地质学研究的基础性研究工作，海洋一大气一陆地相互作用与水循环研究、元素迁移的环境地球化学研究、过去事件和作用过程的高分辨率研究、陆地生态系统对全球变化的响应、地表过程及其环境效应、晚更新世以来地质环境演化与未来生存环境变化趋势预测、人类活动对全球变化的影响等问题的研究已受到国际地学界的普遍重视。
2.区域环境地质问题的研究区域地质环境调查、评价和预测，是环境地质学研究最基本的内容之一，也是环境地质工作服务于国土整治和环境保护的基本手段，主要包括区域地质环境背景值调查、地质环境质量现状综合评价、不同比例尺的环境地质填图、各种环境地质问题的调查与研究。
热工自动控制系统
雷鸣雳
09年月日
绪论
一电厂热工自动控制的发展
电厂热工自动控制主要经历了以下几个发展阶段：
1初级阶段：大约在20世纪50年代，出现了以古典控制理论为基础的电厂热工自动控制。
该时期的热工控制采用一般的控制元件及机电式控制仪
表，采用比较笨重的基地式仪表实现机、炉、电各自独立的局部自
动控制。
机、炉、电各控制系统之间没有或很少有联系。
2仪表化阶段：20世纪50年代末及以后十年间，先后出现了电动单元组合仪表和巡回监测装置，因而实现了把机、炉作为一个单元整体进行集中
控制，仪表盘集中安装进行监视，使机、炉启停运行更为协调，
适应了工业生产设备日益大型化和连续化发展的需要。
该时期所
用仪表有电动机组装仪表，理论基础为古典控制理论。
3综合自动化阶段：20世纪70年代至今，随着集成电路与计算机技术的迅猛发展，在火电厂实现了计算机集散控制系统。
该时期所用的仪表有气动
仪表、电动组合仪表、组装仪表及计算机。
理论基础主要为古典
控制理论，也应用到现代控制理论。
二电厂热工自动控制的主要内容
1自动检测：自动的检查和测量反映生产过程进行情况的各项物理参数、化学量（例如温度、压力、液位、化学成分等）及各项生产设备的工作状
态参数，以监视生产过程的运行情况和趋势，称为自动检测。
它所
使用的检测设备有常规的模拟量仪表、巡回检测数字式仪表，还有
计算机图像显示、自动记录、打印和报警装置。
2 顺序控制：根据预先拟定的顺序和条件，自动的对设备进行一系列操作，称为
顺序控制。
顺序控制又称程序控制，在发电厂中主要用于主机或辅
机的自动启动和停止。
例如汽轮机的自动启停程序控制以及磨煤机
的自动启停程序控制等。
3自动保护：在发生事故时，自动采取保护措施，以防止事故进一步扩大或保护生产设备使之不受严重破坏，称为自动保护。
例如汽轮机的超速保
护、锅炉的超压保护以及发电机的过电压、过电流保护等。
4自动调节：自动的维持生产过程在规定的工况下运行，又称为自动控制。
生产过程中必须保证产品满足一定的数量和质量要求，同时也要保证生产的安全和经济，这就要求生产过程在预期的工况下运行。
然而，生产过程总是经常会受到各种因素的干扰和破坏，使运行工况偏离正常情况，必须通过自动控制随时消除各种干扰，保证正常运行。
更为严重的是有时自动控制系统本身也要发生故障，这就要求在设计控制系统时，考虑可能发生的故障，并加以自动保护。
因而，现代的自动控制系统常包含有自动保护、自动检测、自动报警、顺序控制等内容。
有时，它们有机的组合成一个不可分割的整体，以确保控制系统的安全可靠。
三电厂热工自动控制系统的组成
实例分析：火电厂锅炉汽包水位控制
1锅炉汽包水位人工控制系统
图1—1所示为火电厂锅炉汽包水位人工控制系统。
在人工控制系统中，运行人员的眼、大脑、手分别承担着不同的任务，三个器官相互配合，共同完成液位控制任务。
其原理方框图如图1—2所示。
眼睛——————观察汽包水位值，获取信息；
大脑——————将获取到的信号与给定值进行比较，进行逻辑思维
判断，发出操作指令信号；
手———————根据大脑发出的指令信号，对调节阀门进行操作，
调节汽包水位值；
2 锅炉汽包水位自动控制系统
用自动化仪表分别代替人工控制系统中运行人员的眼、大脑、手，就构成自动控制系统。
测量变送仪表————————代替人眼
控制仪表——————————代替人脑
执行器——————————代替人手
锅炉汽包水位自动控制系统示意图如图1—3所示，原理框图如图1—4所示。
通过对以上实例的分析可见，一个完整的自动控制系统主要由以下几部分组
成：
测量变送器：对现场的被控参数（如：汽包水位）进行测量，并将测量信号转换成统一的电信号；
调节器：将测量变送器的输出信号与被控参数希望值的差值信号进行运算，输出指令信号给执行器；
执行器：根据调节器输出的指令信号去对调节机构（如：阀门）进行调节；
被控对象：被控制的热工生产过程或设备；（如：汽包）
在这门课中，还会经常用到一些专业术语，现解释如下：
被调量：表征热工生产过程是否符合要求而需要加以调节的物理量。
也叫被控参数（如：锅炉汽包水位控制系统中的汽包水位H）。
给定值：希望被调量所具有的数值。
扰动：引起被调量发生变化的一切因素。
（如：锅炉汽包水位控制系统中的蒸汽流量D）
调节量：由控制作用来改变并对被调量进行调节的物理量。
（如：锅炉汽包水位控制系统中的给水流量W）
调节机构：根据控制作用对调节量进行改变的具体设备。
（如：锅炉汽包水位控制系统中的给水调节阀门）
四电厂热工自动控制系统的分类
根据不同的分类标准，通常可将自动控制系统按以下方式进行分类：
1 按控制系统所采用的控制方式进行划分
(1) 开环控制系统
开环控制系统也叫前馈控制系统，是控制设备和控制对象在信号关系上没有形成闭合回路的控制系统。
即被调量没有反馈到控制设备的输入端。
该系统的特点是根据扰动大小对被调量进行控制，结构简单；但控制精度差，只能克服单一扰动。
(2) 闭环控制系统
闭环控制系统也称为反馈控制系统，是将被调量反馈到控制设备的输入端，形成反馈回路的控制系统。
与前馈控制系统相比，该系统的特点是根据被调量与给定量之间的偏差进行控制，控制精度高，可以克服各种扰动对被调节量的影响；但由于控制作用落后干扰，因而控制不及时。
(3) 复合控制系统
复合控制系统也称为前馈——反馈复合控制系统，是由开环控制和闭环控制组合而成的一种控制系统。
2 按控制系统中所包含的闭合回路数目进行划分
(1)单回路控制系统
单回路控制系统是指系统中只有一个闭合回路，即是将被调量反馈到控制设备的输入端形成的闭合回路。
(2)多回路控制系统
多回路控制系统是指系统中存在两个或者两个以上闭合回路。
例如后面介绍的串级控制系统和导前微分控制系统就是双回路控制系统。
3 按控制系统的给定值进行划分
(1) 恒值控制系统
控制系统中，若送入控制设备输入端的被调量的给定值为常数，不随时间发生变化，则称这样的系统为定值控制系统。
电厂中常见的热工控制系统多为定值控制系统。
例如主汽温度控制系统、汽包水位控制系统都是定值控制系统。
(2) 随动控制系统
控制系统中，若送入控制设备输入端的被调量的给定值随时间发生变化，并且变化规律事先无法确定，则称这样的系统为随动控制系统；
(3)程序控制系统
控制系统中，若送入控制设备输入端的被调量的给定值随时间发生变化，并且变化规律事先确定，则称这样的系统为程序控制系统；。
