简明天文学教程第二版第二章答案余明主编

第一章For personal use only in study and research; not for commercial use第二章第三章绪论1.1概述一、天文学的研究对象天文学是自然科学中的一门基础学科。

它的研究对象是天体。

它研究天体的位置和运动、研究它们的化学组成、物理状态和过程，研究它们的结构和演化规律。

A 天文学是自然科学中一门基础学科。

B 天文学是一门古老而又富有生命力的学科。

C 现代天文学是全电磁波段可观测的科学。

二、天文学的研究方法和特点1、基本的研究方法－－对天体的观测2、研究特点：（1）用仪器观察和测量天体辐射（电磁波、高能微观粒子）（2）学科合作（如现代物理学理论）、新技术的应用（3）投资大，全球合作（4）辨证历史的唯物主义观点三、天文学研究的意义1、时间服务:对天体测量获得准确时间2、在大地测量中的应用：经纬度、地球形状测量3、人造天体的发射及应用：卫星、探测器、试验站4、导航服务：航海、GPS导航服务5、探索宇宙奥秘，揭示自然界规律(20世纪60年代四大发现）6、天文与地学的关系：（珊瑚的“日纹”变化，全球性冰期，构造运动、生物灭绝与天文关系）7、探索地外生命和地外文明四、天文学的科学分支传统天文学分类（见图1）和现代天文学分类（见图2）1．天体测量学：主要任务是研究和测定天体的位置和运动，并建立基本参考坐标系和确定地面点的坐标。

按照研究方法的不同，还可分为下列二级分支学科：球面天文学、方位天文学、实用天文学、天文地球动力学2．天体力学：天体力学是研究天体运动和天体形状的科学。

它以万有引力定律为基础，研究天体在万有引力和其它力综合作用下的运动规律、天体自转和其它引力因素综合作用所具有的形状。

根据研究的对象、范围和方法，还可分为：摄动理论、天体力学定性理论、天体力学数值方法、历书天文学、天体的形状和自转理论、天体动力学等3．天体物理学：天体物理学是运用物理学的技术、方法和理论，研究天体形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的科学。

第二章天球与天球坐标1.解释下列名词。

天体天体系统天球地心天球日心天球地轴天轴黄轴银轴赤道天赤道黄道银道地极天极黄极银极地平圈天顶天底东点西点南点北点上点下点春分点秋分点夏至点冬至点子午圈卯酉圈春分圈时圈六时圈经度方位时角赤经黄经银经纬度高度赤纬黄纬银纬天体：宇宙间名种星体的总称或宇宙中所有物质的总称。

包括恒星、行星、卫星、彗星体、陨星、小行星、星团、星系、星际物质、暗物质等。

（天体可为自然天体和人造天体，天体也分为可视天体和不可视天体（暗物质）) 。

天体系统：在引力作用下，邻近的天体会集结在一起，组成互有联系的系统，就是天体系统。

天球：以任意长为半径的一个假想的球体，若以观测者为中心，称为观测者天球。

它是天文学用作表示天体视位置和视运动的辅助工具。

地心天球：以地心为中心的天球。

日心天球：以日心为中心的天球。

地轴：地球在自转过程中，若不考虑公转因素，从地表到地内假设就有一连串不动的点，连接这些不动的点所构成的线就是地轴。

地球就是绕着假想的地轴自转的。

天轴：地轴任意或无限延伸就成天轴。

黄轴：与黄道垂直，连接北黄极与南黄极的连线就是黄轴。

银轴：与银道垂直，连接北银极与南银极的连线就是银轴。

赤道：既垂直于地轴，又通过球心的平面与地表相割面成的圆，称为赤道，它是地球上最大的圆。

天赤道：与北天极和南天极距离相等，且垂直于天轴的大圆，称为天赤道。

或指地球赤道平面任意扩展与天球相割而成的圆，称天赤道。

黄道：黄道面与天球相交的大圆称为黄道。

或：地球公转的轨道无限扩大与天球相交而成的圆。

银道：指银河系平面无限扩大与天球相交而成的圆。

天文界规定银道面与天赤道交角为63度26分。

为银道坐标系的基圈。

地极：地轴与地表相交的点就是地极。

有南、北两极天极：天轴与天球相交的点就是天极。

有南天、北天两极。

黄极：通过天球中心作一垂直于黄道面的直线，使该线与天球相交于两点。

其中靠近北天极P的称为北黄极K，靠近南天极P′的另一点称为南黄极K′。

第九章地球及其运动1地球的宇宙环境如何？答：(1)从天文角度来看：地球是太阳系的一颗普通的行星，按离太阳由近及远的次序为第三颗行星，它有一个天然卫星。

现代地球上空还有许多各种用途的人造卫星和探测器。

地球在已知宇宙中是渺小，不过是沧海一粟。

对于我们而言，地球是人类赖以生存，发展的家园，是人类谋求进一步向宇宙进军的大本营。

(2)受近地天体的影响：尤其是太阳，月球对地球的作用，产生如日月引潮力，引起海水周期性的涨落，潮汐摩擦影响地球自转速度的变化，日月地三天体系统产生月相，日、月食天文现象等。

地球还常受到太阳活动的影响，宇宙小天体，尤其近地小行星对地球有潜在威胁。

(3)从地球演化进程来看：地球的演化受太阳恒星演化的影响。

(4)从太阳系在银河系中的运动角度来考虑：太阳系位于银河系的一个旋臂中，是在不停地运动着。

我们知道天体吸引、天体碰撞在宇宙中是时常发生的。

而我们的太阳系在银河系中的环境对地球的作用有长期的效应。

(5)从保护现在地球的环境来看，地球是太阳系中唯一适合生命演化和人类发展的星球，人类应该保护地球。

2.简述地球的内部结构和外部结构，地球的大气圈是如何分层？答：（1）地球结构的一个重要特点，就是地球物质分布，形成同心圈层，这是地球长期运动和物质分异的结果。

根据对地震波的研究，人们把地球内部分成三个圈层：地壳，地幔和地核，其中地核又可分为内地核和外地核。

地球外部结构主要有岩石圈，水圈，大气圈，生物圈和磁场层。

（2）地球大气分层：按大气运动状况以及温度随高度分布，可分为对流层，平流层，中间层，热层和外大气层。

按大气的组成状况，可分为均质层和非均质层。

按大气电离程度可以分为两层，地表～50千米以下是中性层，50～100千米叫电离层。

3.地球的自转有哪些特点？答：(1)自转方向：自西向东。

从北极上空看，地球自转是逆时针方向；从南极上空看，是顺时针方向。

(2)自转周期：笼统地说是"一日"或"一天"。

第十二章宇宙学1. 什么是宇宙？天文学的宇宙与哲学的宇宙有何区别？⑴对于宇宙的理解有天文学和哲学的概念。

天文学宇宙指的是科学宇宙，定义迄今为止观测所及的星系及星系总体。

时间上有起源，空间上有边界。

哲学宇宙指的是普通的、永恒的物质世界。

在时间上是无始无终的，在空间上是无边无际的。

⑵区别：①天文学上宇宙是人们观测所及的宇宙部分。

②哲学上的宇宙是无所不包的，所以天文学上的宇宙是无限宇宙的一部分。

2. 西方宇宙论的研究经历了哪些时期？20世纪以前的西方宇宙论可分四个发展时期。

第一个时期是启蒙时期，主要是远古时代关于宇宙的神话传说。

第二个时期是从公元前六世纪到公元一世纪，以至直到中世纪（15世纪）为止，古希腊，罗马在宇宙的本源和结构上曾出现过唯物论，唯心论两派的激烈斗争，此后西方进入中世纪，宇宙学沦入经院哲学的神学深渊，地心学主宰宇宙学。

第三时期是从十六世纪到十七世纪，十六世纪哥白尼倡导日心说，开始把宇宙学从神学中解放出来，到十七世纪，牛顿开辟了以力学方法研究宇宙学的新生途径，形成了经典宇宙学。

第四学期，十八世纪到十九世纪，自康德拉普拉斯的星云说问世以后，确立了天体演化学科，赫歇尔父子对恒星进行了大量的观测，把以前只局限于太阳系的研究扩大到银河系和河外星系，在此期间，已经有分光方法应用于天文学，这一时期的发展给现代宇宙的发展奠定了基础。

哈勃膨胀、微波背景辐射、轻元素的合成以及宇宙年龄的测量被认为是现代宇宙学的四大基石。

现代宇宙学包括密切联系的两个方面，即观测宇宙学和物理宇宙学。

前者侧重于发现大尺度的观测特征，后者侧重于研究宇宙的运动、动力学和物理学以及建立宇宙模型。

从地心说、日心学到无心学是人类认识宇宙的三个里程碑。

但宇宙的命运究竟如何？人类还没有把握。

宇宙的起源和演化是当代宇宙学的前沿课题。

3. 我国的宇宙论研究的发展过程怎样？中国是世界上古老文明的发源地之一，在天文学方面有着灿烂的历史，在天象记载、天文仪器制作和宇宙理论方面都留下了珍贵的记录。

一．名词解释1.恒星：由炽热气体组成能自身发光的球形或类球形天体。

2.天赤道：地球赤道平面无限扩大与天球的交线。

3.太阳常数：在日地处于平均距离，阳光垂直照射并排除大气影响的条件下，地面上单位面积、单位时间所接受的太阳热量。

4.大地水准面：与静止海面重合并且延伸到大陆以下的水准面。

5.天球：天球是一个想象的旋转的球，理论上具有无限大的半径，与地球同心。

实际上我们看到的是天体在这个巨大的圆球的球面上的投影位置，这个圆球就称为天球。

6.星座：星座是指在道家占星学上，天上一群群的恒星组合。

自从古代以来，人类便把三五成群的恒星与他们神话中的人物或器具联系起来，称之为“星座”。

7.太阳风：太阳风是从恒星上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。

在不是太阳的情况下，这种带电粒子流也常称为“恒星风”。

8.黄道：地球绕太阳公转的轨道平面与地球相交的大圆。

9.矮行星：矮行星或称“侏儒行星”，体积介于行星和小行星之间，围绕太阳运转，质量足以克服固体应力以达到流体静力平衡（近于圆球）形状，没有清空所在轨道上的其他天体，同时不是卫星。

矮行星是一个新的分类。

定义的标准尚不明确。

10.恒星日：以恒星为参考点，地球自转一周所用的时间。

11.回归年：以春分点为参考点，地球公转一周所用的时间。

12.朔望月：朔望月，又称“太阴月”。

月球绕地球公转相对于太阳的平均周期。

为月相盈亏的周期。

以从朔到下一次朔或从望到下一次望的时间间隔为长度，平均为29.53059天。

13.参考扁球体：参考椭球体亦称“参考扁球体”。

椭圆绕其短轴旋转所成的形体，并近似于地球大地水准面。

大地水准面的形状即用相对于参考椭球体的偏离来表示。

二．简答题1.疏散星团和球状星团的特点从星团外部形态，包含恒星数量以及望远镜观测形态方面回答疏散星团是指由数百颗至上千颗由较弱引力联系的恒星所组成的天体，直径一般不过数十光年。

星团中的恒星密度不一，但与球状星团中恒星高度密集相比，疏散星团中的恒星密度要低得多。

天文学导论_中国科学技术大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.星等值相差15等的两颗恒星的亮度差为（）倍参考答案:10000002.视星等为下列哪个值的恒星最亮（）参考答案:163.以下观测和日地距离的测量有关的是（）参考答案:三角视差_金星凌日4.地心说是完全错误的，日心说是完全正确的。

参考答案:错误5.天体的电磁波信号在被望远镜接收的过程当中会涉及到（）参考答案:强度叠加_位相叠加_衍射6.以下关于Chandra X射线天文台的说法不正确的是（）参考答案:工作波段为0.1-10微米7.以下关于TeV切伦科夫望远镜的说法正确的是（）参考答案:把地球大气作为整个探测系统的一部分8.双中子星并合可以产生以下哪些元素（）参考答案:黄金_铂金9.以下关于引力波的描述正确的是（）参考答案:光速传播10.激光干涉引力波天文台可以达到十分惊人的测量精度。

参考答案:正确11.光线的衍射极限是望远镜能够达到的极限角分辨率。

参考答案:正确12.越大的望远镜越有可能达到更高的极限星等。

参考答案:正确13.望远镜最早是由伽利略发明并用于天文观测的。

参考答案:错误14.赫罗图有助于我们了解恒星的演化过程。

参考答案:正确15.彗星通常有两个彗尾：原子彗尾和离子彗尾。

参考答案:错误16.中微子有电子中微子、质子中微子和原子中微子三种。

参考答案:错误17.日冕物质抛射的成分有电子、质子等。

参考答案:正确18.金斯质量要远大于1倍太阳质量。

参考答案:正确19.以下哪个观测结果不能帮助我们了解宇宙的组成（）参考答案:X射线背景辐射20.宇宙演化过程中涉及到的阶段有（）参考答案:减速膨胀_暴涨_黑暗时代_加速膨胀21.宇宙中决定是否适合智慧生命生存的基本物理参数有（）参考答案:万有引力常数_微波背景辐射的不均匀度_暗能量的比例_暗物质与重子物质的比例22.宇宙大爆炸既是空间的膨胀，也是星系自身的膨胀。

参考答案:错误23.太阳具有的元素丰度最高的为（）参考答案:氢24.太阳能量来源最主要来自于下列哪个反应（）参考答案:PP I链25.太阳内部核聚变产生的高能光子大约需要多少年可以到达太阳表面（）参考答案:10000026.太阳大气具有以下组分（）参考答案:光球层_色球层_日冕27.下面哪些说法是正确的（）参考答案:太阳耀斑持续的时间通常在10分钟左右_太阳风沿着地球磁极进入地球大气可以形成极光_月亮与太阳的角直径相当28.天文学中定义的各种时间有着各自适用的范围。

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。

核天体物理概要叶一鸣July2,20171恒星的能量来源头顶的星空向来都不是平静的星空，它的静谧的幽美向来也不是真的静谧。

浩瀚无垠的宇宙深空中无数的星体在闪闪发光，其中有单独的恒星，也有大量恒星汇集形成的星团，还有更为广阔的星系。

人类对星空的追寻和探索从未停止，它们离我们到底有多远，它们到底为什么在发光，它们又从哪里来，到哪里去……天文学家用眼睛去观察星空，发现了它们在运动，甚至测算了它们离我们的距离，从此平静的星空不再是平静的。

核天体物理学家在探索更深奥的问题，夜空中的光芒究竟来源什么，亦如我们的太阳，为什么而发光。

在依然蒙昧的时代，人们已经意识到，太阳可能是一个熊熊燃烧的大火球。

但它究竟在燃烧什么，能够持续超过千百万年？于是，人们有了各种猜测，可能太阳上曾经长满了树木，一场大火点燃了所有枯草树枝，不过燃烧这些东西实在维持不了多久。

也有人想象太阳是个大煤球，但是科学家简单的计算告诉你，如果太阳是个大煤球，充其量也只能燃烧2000年。

19世纪50年代，德国物理学家赫尔姆霍茨想到用引力势能的释放作为太阳的能源。

他认为形成太阳的星际气体和尘埃逐渐坠落到太阳上，会不断释放出引力势能。

通过定量的计算，形成太阳的物质在坠落过程中会释放2×1015尔格/克的势能。

人们所测量到的太阳的实际辐射能量为2尔格/克/秒，因此所有的引力势能转化为辐射可以持续1015秒，即3000多万年而已。

然而，太阳的存在比这更为久远了许多。

因此，引力势能绝不可能是太阳辐射的主要能源。

诸如太阳等恒星发光发热的能量来源的问题直到20世纪初才逐步厘清。

而这个问题的解决建立于一个更基本的理论，即爱因斯坦提出的著名的质能方程：E=mc2。

这个方程直接将我们生活中最为熟悉的质量和能量定量的联系在一起，质量可以转化为能量，而能量也可以转化为质量。

20世纪20年代，英国天文学家爱丁顿研究了太阳和其他恒星的内部成分之后，提出恒星辐射的能量可能来源于质子电子湮灭或者原子核的聚变反应，并且根据质能方程计算出湮灭过程释放的能量约9×1020尔格/克。