天体的合、凌、掩、食、冲
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天文竞赛应知应会基础概念星等星等是天文学上对星星明暗程度的一种表示方法,记为m。
天文学上规定,星的明暗用星等来表示,星等数越小,说明星越亮,星等数每相差1,星的亮度大约相差2.5倍。
我们肉眼能看到的最暗的星是6等星(6m星)。
天空中亮度在6等以上(即星等数小于6),也就是我们可以看到的星有6000多颗。
当然.每个晚上我们只能看到其中的一半,3000多颗。
满月时月亮的亮度相当于-12.6等(在天文学上写作-12.6m);太阳是我们看到的最亮的天体,它的亮度是-26.7m:而当今世界上最大的天文望远镜能看到暗至24m的天体。
我们在这里说的“星等”,事实上反映的是从地球上“看到的”天体的明暗程度.在天文学上称为“视星等”。
天文学上还有个“绝对星等”的概念,这个数值才真正反映了星星们的实际发光本领。
天球天文学上为了与人们的直观感觉相适应,把天空假想成一个巨大的球面,这便是天球。
天球的中心自然就是我们地球,天球的半径无穷大。
天球只是人们的一种假设,是一种“理想模型”,引入天球这一概念,只是为了确定天体位置等方面的需要。
黄道与黄道星座太阳在天球上的“视运动”分为两种,即“周日视运动”和“周年视运动”。
“周日视运动”即太阳每天的东升西落现象,这实质上是由于地球自转引起的一种视觉效果;“周年视运动”指的是地球公转所引起的太阳在星座之间“穿行”的现象。
天文学把太阳在天球上的周年视运动轨迹,称为“黄道”。
太阳在天球上沿着黄道一年转一圈,为了确定位置方便,人们把黄道划分了十二等份,每份用邻近的一个星座命名,这些星座就称为黄道星座或黄道十二宫。
这样相当于把一年划分成了十二段,在每段时间里太阳进入一个星座。
在西方,一个人出生时太阳正走到哪个星座,就说此人是这个星座的。
由于我们只有白天才能看到太阳,而这时是看不到星星的。
所以太阳走到哪个星座,我们就恰好看不见这个星座。
也就是说,在我们过生日时,却恰恰看不到自己的星座。
恒星的颜色和温度夜晚的星空,粗看起来星星都是亮晶晶的,但仔细看来有的发红、有的发黄、有的发蓝、也有的发白。
时间长河是无限的,只有确定每一日在其中的确切位置,我们才能记录历史、安排生活。
我们日常使用的日历,对每一天的“日期”都有极为详细的规定,这实际上就是历法在生活中最直观的表达形式。
年、月、日是历法的三大要素。
历法中的年、月、日,在理论上应当近似等于天然的时间单位——回归年、朔望月、真太阳日,称为历日、历月、历年。
为什么只能是“近似等于”呢?原因很简单,朔望月和回归年都不是日的整倍数,一个回归年也不是朔望月的整倍数。
但如果把完整的一日分属在相连的两个月或相连的两年里,我们又会觉得别扭,所以历法中的一年、一个月都必须包含整数的“日”。
为了生活的便利,学术、理论必须往后站,没办法,只能近似了!历法,随着人类社会的不断发展,还会继续改革。
如何在精确、方便二者之间找到更好的结合点,过去是、将来还会是历法改革的方向与目标。
理想的历法,应该使用方便,容易记忆,历年的平均长度等于回归年,历月的平均长度等于朔望月。
实际上这些要求是根本无法同时达到的,在一定长的时间内,平均历年或平均历月都不可能与回归年或朔望月完全相等,总要有些零数。
因此,目前世界上通行的几种历法,实际上没有哪一种称得上是最完美的。
任何一种具体的历法,首先必须明确规定起始点,即开始计算的年代,这叫“纪元”;以及规定一年的开端,这叫“岁首”。
此外,还要规定每年所含的日数,如何划分月份,每月有多少天等等。
因为日、月、年之间并没有最大的公约数,这些看似简单的问题其实非常复杂,不仅需要长期连续的天文观测作为知识基础,而且需要相当的智慧。
人们想尽办法来安排日月年的关系。
在历史上,在世界各地,存在过千差万别的历法,但就其基本原理来讲,不外乎三种:即太阴历(阴历)、太阳历(阳历)和阴阳历。
三种历法各自有各自的优缺点,目前世界上通行的“公历”实际上是一种太阳历。
天文名词解释恒星时:天球的周日旋转是地球自转的反映,我们就利用太阳、恒星或天球上假想点的周日运动来建立时间系统。
星象学基本术语•星:指日、月、木星、土星、火星、金星、水星(以上又称七政,即日月加上五大行星)、紫气、月李、罗喉、计都(合称四徐),七政加上四徐,又称十一耀。
星命学之星除十一耀之外,又用二十八宿及十干化耀如天暗、天福、天贵、天刑等。
这些统属天星,又名星辰。
这里不一一细述,详见下一章星命学方法介绍中。
•煞:又名地煞、地耀,煞星与天星相对,是星命学中想象出的各种表示吉凶的星耀,实际上并不存在,其名目颇多,如禄勋、岁驾、岁殿、天乙、玉堂、斗构、卦气等。
其具体意义及推算方法,也在下一章内详加介绍。
•宫:星命学把周天分为十二等份,叫做十二宫,用来分配二十八宿、十二次、分野、十二支、五行等内容。
十二宫按十二支命名,分别称做子宫、丑宫……亥宫。
星命学又有一种十二宫,叫做命宫、财帛宫、兄弟宫、田宅宫、男女宫、奴仆宫、妻妾宫、疾厄宫、迁移宫、官禄宫、福德宫、相貌宫,分别表示一个人的人生命运中的各种不同的方面的状况。
命宫等十二宫的顺序是固定不变的,但它们在十二支宫中的位置则是不同的,是根据命宫的位置来确定的。
故不同的人其十二宫的内容是不同的。
•宫主:十二支宫各有其主,即日月五星与十二宫的关系。
宫主即表示主宰该宫的星宿为何星。
具体如下:子宫、丑宫的宫主为土星,寅宫、亥宫的宫主为木星,卯宫、戌宫的宫主为火星,辰宫、酉宫的宫主为金星,巳宫、申宫的宫主为水星,午宫的宫主为日,未宫的宫主为月。
•度:指十二宫内二十八宿的度数。
星命学把二十八宿分配在十二宫内,合为三百六十度,而二十八宿各宿度数不一,故每宫之内所分的星宿数不一,有二宿者,有三宿者,但每宫都是30度。
宫和度的作用都是指示星耀的位置,但度的位置比宫更具体。
度也同样有度主,即二十八宿与日月五星的关系,具体如下:角、斗、奎、井的度主为木星。
•亢、牛、娄、鬼的度主为金星,•氏、女、胃、柳的度主为土星,•房、虚、晶、星的度主为日,•心、危、毕、张的度主为月,•尾、室、背,翼的度主为火星,•箕、壁、参、转的度主为水星。
天文知识测试9.28试题及答案您的姓名: [填空题] *_________________________________1.“行星逆行”现象发生的原因是什么?() [单选题] *A. 地球比外行星运行快(正确答案)B. 行星走椭圆轨道,有快有慢C. 地球比内行星运行快D. 地球自转的缘故2.外行星最佳观测时间应选在()时刻。
[单选题] *A. 冲(正确答案)B. 西方照C. 合D. 东方照3.以下关于行星运动的描述不正确的是? () [单选题] *A. 行星都是自西向东自转(正确答案)B. 行星都近似在一个平面上围绕太阳公转C. 行星都是自西向东围绕太阳公转D. 行星都沿椭圆轨道绕太阳公转4.2021 年的春节是 2 月 12日。
那么 2021 年 3 月 13日月亮上中天的时间是()[单选题] *A. 中午(正确答案)B. 半夜C. 日落时D. 日出时5.太阳黑子活动的平均周期大约是()年。
[单选题] *A. 30B. 15C. 11(正确答案)D. 286.太阳系八大行星中平均密度最高的是() [单选题] *A. 火星B. 金星C. 地球(正确答案)D. 木星7.在月球表面的宇航员肯定看不到的是()。
[单选题] *A. 地偏食B. 日环食(正确答案)C. 日全食D. 日偏食8.有时会发生太阳系的大行星遮挡住恒星的事件,木星掩食恒星可能发生在下面哪个星座?() [单选题] *A. 仙后座B. 北冕座C. 天蝎座(正确答案)D. 天琴座9.黄昏观测金星的最佳时间是金星处于()。
[单选题] *A. 西方照B. 东大距(正确答案)C. 西大距D. 东方照10.在地球上可能出现“日中无影”现象(晴天的时候中午人在太阳下面没有影子)的地区的纬度是()。
[单选题] *A. 0度B. 南纬23.5度到北纬23.5度之间(正确答案)C. 南纬90度和北纬90度D. 南纬23.5度和北纬23.5度11.在地球上什么位置可以看到全天的恒星?() [单选题] *A. 赤道(正确答案)B. 南极C. 北回归线D. 北极12.北极星与以下哪颗亮星的角距离最近?() [单选题] *A. 天津四(正确答案)B. 南河三C. 毕宿五D. 轩辕十四13.对杭州的观测者,在一天之中以下正确的陈述是()。
120、通常彗星两两条尾巴,其中一条呈青色的彗尾成因为:(初中) A、由尘埃构成,成为尘埃尾B、由带电离子构成,成为离子尾C由原子构成,称为原子尾D、由尘埃构成,但称为电浆尾E、由分子构成,称为分子尾121、我们的太阳演化到末期,会成为什么样的天体?(初中) A超新星遗骸+中子星B超新星遗骸+黑洞C超新星遗骸D行星状星云+白矮星E拱星盘+喷流122、迄至目前,最精准的恒星质量测量来自:A、恒星光度B、变星光度曲线C、恒星光谱型D、双星系统E、恒星自行123、1054年宋代爆发的「中国超新星」,今天形成了(初中) A、猎户星云B、蟹状星云C、礁湖星云D、北美洲星云E、中国星云124、天上的恒星有红有蓝,颜色各不相同,下列叙述何者一定正确?(初中)红的恒星相较于蓝的恒星:A、表面温度来得低B、质量来得大C、尺寸来得小D、重元素来得多E、年龄来得轻125、我们相信太阳的核心正在进行核融合反应的观测证据之一是:A、太阳风包含高能量的带电粒子B、太阳黑子有规律的出现周期C、太阳的日冕温度高达十万度D、在地球上侦测到来自太阳核心的微中子E、太阳内部有规律的周期日震126、下列哪一颗恒星已进入了它生命的末期?(初中) A、天狼星B、织女星C、参宿四D、南门二E、太阳127、历史上,第一个被发现、确定是两星互绕的双星系统是:(初中) A、织女星B、开阳双星C、猎户座αD、金牛座αE、双子座α128、下列何种天体现象不须观测器材,可在无危险的情形下直接用肉眼观看?(初中) A、太阳黑子B、环状星云C、木星四大卫星D、英仙座流星雨E、猎户星云中的四合星129、我国民间所通行的农历中所用的「年」是指哪一种?(初中) A、恒星年B、交点年C、食年D、回归年E、近点年130、如果月亮今天是上弦,那晚上6点时月亮大约在何处?(初中) A、东方地平B、过中天C、西方地平D、地平线下E、条件不足,无法判断131、今天晚上11点天狼星由东方升起,请问明天晚上天狼星何时升起(初中) A、10:10pm B、11:04pm C、10:56pm D、11:50pm E、同样时间132、「行星逆行」发生的原因为何?A、因各行星在椭圆轨道运行,速度有快有慢,较慢时即会发生逆行现象B、地球运行超越外行星,短时间内看起来外行星好象在逆行C、地球自转速度很快,在适当相对位置看起来行星好象在逆行D、因广义相对论之故,光线抵达地球有延迟效应,所以有时行星看来会有逆行现象E、外行星运行时超越地球,看起来运行方向好象与该行星原运行方向相反133、下列哪一颗恒星是目视双星?(初中) A、开阳B、天狼C、大角D、轩辕十四E、参宿七134、在地球上,何处可以看全天空的星座?(初中) A、北极地区B、北纬66.5度处C、赤道地区D、南纬66.5度处E、南极地区135、下列哪一个天体,我们绝不可能在半夜看到它经过中天?A、木星B、金星C、土星D、织女星E、火星136、一般恒星的光谱属于哪一种光谱?A、连续光谱B、吸收光谱C、发射光谱D、吸收光谱中带有发射光谱E、以上皆非137、一个视力正常的人,在晴朗的夜晚到无光害的地方观赏星星,直接用肉眼能看到最暗的星星亮度约为:(初中) A、24星等B、15星等C、9星等D、6星等E、2星等138、双筒望远镜都会标志本身的光学特征,例如6×30、7×50、10×50…。
2014全国天文奥赛竞赛预赛复习参考2014年的3月我们将迎来14年天文奥赛的预赛,以下是本人整理出的一些参考资料,希望可以帮助同学们复习,近三年年的竞赛题在下面都标有答案,答案仅供参考,如果有弄不明白的题一定要利用可以利用的资源去查清楚。
切记,千万不能形成“题海”模式,下面有一个复习大纲,同学们可以将大纲和近三年试题结合在一起来进行复习。
竞赛内容主要考察对基本天文常识和概念的理解及应用,包含一定的天文新闻和天文观测内容。
试题参考范围低年组:天文学有关的基本常识和近两年发生的较为重大的国内和国际上天文方面的新闻;小学和初中地理、物理或科学课教材中涉及到的与天文有关的内容;北半球常见星座的辨认;天球的基本概念;天体周日视运动和太阳的周年视运动的基本概念和简单应用;太阳系天体的一般概念;月相及有关内容;日月食的简单概念;流星的基本概念;星等的概念;天体的大小和距离尺度,天文学常用距离单位的定义和换算;光学天文望远镜的基本概念和简单使用。
高年组增加的内容:中学地理、物理或科学课教材中涉及到与天文有关的内容;天球和天球坐标系统的基本概念和简单应用;时间和历法;太阳系天体的运动规律和简单物理性质;日月食原理和观测;星等概念的应用;赫罗图的概念和简单运用;天体距离的测定;天文望远镜原理;四季星空;深空天体的观测;流星的原理和观测,人造天体的原理和观测。
复习大纲天文竞赛复习大纲一.太阳系天体的一般概念二.日月食的简单概念三.月相及有关内容四.天体的大小和距离尺度五.天文学常用距离单位的定义和换算六.天球的基本概念七.天体的周日视运动和太阳的周年视运动的基本概念和简单运用八.流星的基本概念九.星等的概念和运用十.北半球常见星座的辨认十一.光学天文望远镜的基本概念十二.国际国内重大天文新闻十三.小学和初中物理、地理、或科学课教材中涉及到的与天文有关的内容十四. 天文学史(同学们可以按照以上来进行复习,以下为历年的竞赛试题,希望可以对大家有一些帮助)历年试题2013年奥赛试题【注意事项】请务必仔细阅读!1. 每位考生会拿到一张预赛试卷和一张答题卡。
天体运动中的“三星一线”问题与行星的“凌日、冲日、合日”现象在万有引力与航天的教学中,有一类涉及天体追及的“三星一线”问题,常常让学生感到困惑。
这种问题的求解决方法类似于直线运动中的追及问题,关键是要找出天体转过程角度θ、角速度ω(或周期T)和时间t等物理量之间的关系。
[例1]、如图1所示,有A、B两颗行星绕同一颗恒星M做圆周运动,旋转方向相同,A行星的周期为T1,B行星的周期为T2,在某一时刻两行星相距最近,则( )A.经过时间t=T1+T2,两行星再次相距最近 B.经过时间t=,两行星再次相距最近C.经过时间t=,两行星相距最远 D.经过时间t=,两行星相距最远解析:A、B两行星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,由,得,r A<r B,故ωA>ωB,即A比B转动得快。
此刻M、A、B三星一线,下一次要相距最近,M、A、B也必须共线,且A、B在M的同侧。
假设两次时间为t,此过程中B转过θ弧度,如图2所示,则A转过的弧度为θ+2π,即(ωA-ωB)t=2π。
而,所以,解得。
要使A、B相距最远,M、A、B也必须共线,且A、B在M的两侧。
此过程中,若B转过的角度为θ,则A转过的角度为θ+π,如图3所示,(ωA-ωB)t=2π,所以,解得。
故B、C选项是正确的。
在真实的宇宙中,天体运动时会因出现上述题目中的情况而发生特殊的天文现象。
例如太阳系,从中心向外依次有水、金、地、火、木、土、天王、海王八大行星。
地球为参考,可将除地球外的七大行星分为地内行星(水星、金星),和地外行星(火星、木星、土星、天王星、海王星)。
如果地球和地内行星出现如图2实线所示情形(B为地球,A为地内行星),就会发生所谓的“凌日”现象。
其特点是太阳、地内行星和地球三星共线,地内行星和地球处在太阳的同侧。
此时,地内行星挡住部分从太阳射出,沿直线向地球传播光线。
如果过地内行星足够大,完全挡住太阳,地球上将会出现日食。
然而,由于地球看到的水星和金星都远小于太阳,所以发生凌日现象时,我们只能看到太阳表面上有一个如图4所示的缓慢移动的小黑点。
天体的合、凌、掩、食、冲作者:郭红锋
来源:《军事文摘·科学少年》2018年第09期
我们介绍过了天体的食、冲等的概念和观测1方法。
这一期我们继续介绍合、凌、掩的概念与观测方法。
简单来说,从地球上看天空中的移动天体(即太阳系内的天体),在运动中向另一个天体视觉上靠近的时候,就会发生合、凌、掩、食、冲等天文现象。
为了说清楚这些现象,我们先来介绍—下天球坐标系的概念。
我们都见过地球仪,地球仪表面有竖直的圈线和水平的圈线,那些竖直的圈线叫做地理经度线,简称经度;那些水平的圈线叫做地理纬度线,简称纬度。
地球上的经纬度系统组成了地球坐标系(见图1),可以描述地球表面任何一点的位置。
所谓天球,就是包裹着地球的无限大的球。
我们把地球坐标系向天球推广,把经度圈和纬度圈都扩大到天球上,就有了天球上的经纬圈。
但为了区别,我们称天球上的经度叫做赤经,称天球上的纬度叫做赤纬。
这就是天球坐标系之一的以地球为中心的赤道坐标系。
天球坐标系还有以其他点为中心的变换系统,例如,以地球围绕太阳运动轨迹在天球上的投影(即黄道)
为基本圈的黄道坐标系,其经纬度称为黄经和黄纬等。
一般来说,两个天体合的过程就是它们在经度方向上接近的过程。
这里说的经度,较严谨的说法是这两个天体在天球上有相同的赤经或黄经。
一般来说,两颗天体的合意味着它们有相同的赤经(称为赤经合),或者两颗行星有相同的黄经(称为黄经合)。
由于黄道与赤道之间有倾角,所以黄经合与赤经合的位置与时间都不一样,但差异不会太大。
无论是赤经合还是黄经合,看起来都是这两个天体在天球上靠得很近,而我们这里介绍的是简易观测,不需要那么精确,故把两种经度的合简略为经度之合。
我们观察天空中的两个天体,当它们的经度相等时,其中一颗天体会从另一颗天体的北方或南方掠过;如果这两个天体在合的时候还有相同的纬度,则较靠近地球的这颗天体(简称近景天体)会从较远那颗天体(简称远景天体)的前方经过;如果其中一颗的影子能投射在另一颗的表面(或者这颗近景天体遮挡了远景天体),就发生食的现象。
例如,月球在太阳前面经过,其阴影落到地球上就会发生日食。
如果近景天体盘面远小于较远的远景天体,这时候地球上就可以看到远景天体圆面上有個小黑点在移动,这种现象称为凌(“凌”有以小欺大的意思)。
例如,水星经过太阳前方时被称为水星凌日,金星经过太阳前方时被称为金星凌日。
反过来说,接近地球的近景天体盘面远大于较远的远景天体,就可能将后者完全遮蔽掉,这种现象称为掩。
例如,每年都会发生几次月球经过行星或恒星的前方,将行星或恒星遮蔽的现象,称为月掩星。
而月球经过太阳与地球之间,将太阳遮蔽的情形(二者盘面大小差不多),我们特别称为食,其实这是凌或掩的特例。
合的现象不仅与天体的相对位置有关,也与观测者的位置相关。
就以从地球上观察太阳和月球为例,在合的时刻,太阳和月球看起来是在相同的方向上(此时为朔月,二者在经度上相等);当太阳和月球在相对的位置时,则是冲(此时为望月,观测所见的太阳和月球分开在相反的方向上,经度相差1800)。
下面总结—下合、凌、掩、食、冲等现象(见图2)。
合:两个天体接近,在经度相等时称为合,合的时候两个天体视觉方向接近但不重叠。
凌:两个天体接近,在经度和纬度都相等时,圆面小的在前称为凌(此时两天体重叠)。
掩:两个天体接近,在经度和纬度都相等时,圆面大的在前称为掩(此时两天体重叠)。
食:两个天体接近,在经度和纬度都相等时,圆面差不多大的称为食(此时两天体重叠或部分重叠)。
冲:是地球与另一个天体在经度方向一致的时侯,但此时因观察者在地球上,故看不到自己,只能看到另一个天体,所以满月也可以算为冲。
合的概念比较宽泛,天空中天体合的机会也比较多。
了解了合的概念,你在观察天体的时候就多了一些有趣的观察目标,例如经常会在天象预报里看到某某星合月,某某星合某某星等信息。
2018年下半年夜晚就会出现多次观察天体相合的机会。
观测的方法可以用望远镜后面接单反相机拍照,也可以使用单反相机直接拍照,从相合之前到相合之后,拍摄一系列照片,然后合成。
相合前后的照片可以是一个晚上拍的,也可以是连续几个晚上拍的,但要记录好日期、时间、经纬度等信息。
感兴趣的同学可以先查—下预报或者星空软件,计划好观测时间和步骤,选择好观测地点等,提前把这些功课做好了,一定能获得好的结果。