天文学基础作业
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天文学基础知识单元测试题一、选择题(每题2分,共40分)1. 地球绕太阳的运动轨道是:A. 椭圆B. 正圆C. 双曲线D. 抛物线2. 外太空的温度大约是:A. 零下100℃B. 零下273℃C. 零下459℉D. 零下1000℃3. 下面哪个是太阳系八大行星中最大的行星:A. 地球B. 木星C. 海王星D. 火星4. 太阳的化学组成主要是:A. 氦和氢B. 碳和氧C. 铁和铜D. 氧和氮5. 太阳黑子是太阳表面的:A. 密度较低的地方B. 密度较高的地方C. 温度较低的地方D. 温度较高的地方6. 太阳表面温度大约是:A. 100℃B. 1000℃C. 10000℃D. 100000℃7. 下面哪个是一颗矮行星:A. 土星B. 金星C. 冥王星D. 木星8. 一颗彗星主要由以下哪些物质组成:A. 石头和金属B. 氢和氦C. 冰和尘埃D. 红外线和紫外线9. 太阳风是由下列哪个发出的:A. 地球B. 月球C. 太阳D. 木星10. 下面哪个是一颗恒星:A. 月球B. 地球C. 太阳D. 冥王星11. 星际尘埃主要存在于:A. 银河系B. 地球大气层C. 月球表面D. 北极和南极附近12. 下面哪个是人类第一次登月的任务名:A. 阿波罗11号B. 水星计划C. 凤凰号D. 发现号13. 哈勃太空望远镜主要用于:A. 监测太阳黑子B. 研究彗星C. 观测宇宙D. 探测行星14. 太阳系中最大的卫星是:A. 木卫一B. 土卫六C. 金卫四D. 火卫二15. 所谓的“星星流星雨”其实是:A. 星星的流动B. 测试航天器C. 快速飞过的小行星D. 对地球的威胁二、填空题(每题3分,共30分)1. 光年是光在真空中传播一年所走的________。
2. 天文学中常用的温度单位是________。
3. 圆周率的近似值是________。
4. 长周期彗星绕太阳一周的时间通常超过________年。
5. 直径约为12,742公里的行星是________。
天文学基础作业——SkyMap使用手册(以SkyMap Pro11Demo为例)一、键位相关按F1键获得帮助。
按F2键放大地图,按F3键缩小地图。
按F4显示更多星体,按F5显示更少星体。
按N、S、W、E键确定星图视野方向。
按1、2、……、9、0数字键确定星图视野范围大小,数字越大,视野越小。
按方向键使星图视野滚动。
使用鼠标滑轮使星图视野上下滚动。
按住鼠标左键拖动使星图视野左右滚动。
按page down和page up键或按住鼠标右键拖动,使星图视野相对地顺时针或逆时针旋转。
按A键打开或关闭“高度/方位角网格”(altitude/azimuth grid)按R键打开或关闭“赤经/赤纬网格”(RA/DEC grid)在星图的上下左右区域双击左键,可以使星图相应地向上下左右移动。
在星图中长按左键,拖动一段距离再松手,会弹出“星图视野”窗口(Map View)。
其中可以设置星图视野中心的位置、时代坐标、地图大小。
二、菜单相关◇文件(File)①新建星图/打开星图/保存星图/星图另存为/退出软件(New/Open/Save/Save as/Close)②保存默认值(Save default):将当前的设定(赤经赤纬、时间、星图尺寸等)记为默认值。
通用(General...):设置SkyMap盘位置、真实星图更新频率、右键菜单栏及其他一些杂项。
状态栏(Status Bar...):勾选要在状态栏显示的信息。
其中有:高度/方位角(Altitude/Azimuth)赤经/赤纬(RA/DEC)视图层级(View level)两点间角距(Separation/PA):显示在星图上最后一次点击的点和倒数第二次点击的点之间的角距天体星等限制(Star mag limit)(mag=magnitude):亮度低于多少星等的天体不在星图上显示深空天体星等限制(Deep sky mag limit)③偏好(Perference):当地时间和日期(Local time and data)协调时(UTC time and data)朱利安日期(Julian time and date)当地恒星时(Local sidereal time)当地标准时间时钟/协调时时钟/莱曼阿尔法太阳望远钟(LMT clock/UTC clock/LST clock)快捷键设置(Keyboard Shortcut)图片(Picture...):设置天体图片的位置、外接等背景图片(Background Images...)视野等级(Level...):1、2、……、9、0数字键对应的角距、天体星等限制、深空天体星等限制…………◇查看(View):③工具栏(Toolbars):设定是否显示各工具组栏和工具箱。
西南交通大学峨眉校区基础天文学大作业学校:西南交大峨眉校区院系:机械工程系班级:工程机械专业姓名:阿玛布丽基础天文学大作业1、寻找北极星的方法及其重要意义答:寻找北极星的三种方法:1、以北斗星斗魁的天枢、天璇两星的连线所指向一直延伸,直至连线长度五倍处即是北极星所在.此法在冬天即用不上了,因为北斗己处下中天,不能见到。
2、西方之法是以仙后座两头之星的长度从中心星延伸两倍距离,即是北极星。
这是冬天迅速找北极的捷法。
仙后座是取中华星官的王良一、王良四、策星、阁道三、阁道二而组成,其形似3字,故有人又称3字星。
3、以五车星的三、四星连线长度延伸五倍处即是北极星。
春季用此法甚佳2:怎样理解白洞?答:简单来说,白洞可以说是时间呈现反转的黑洞,进入黑洞的物质,最后应会从白洞出来,出现在另外一个宇宙。
由于具有和“黑”洞完全相反的性质,所以叫做“白”洞。
它有一个封闭的边界。
聚集在白洞内部的物质,只可以向外运动,而不能向内部运动。
因此,白洞可以向外部区域提供物质和能量,但不能吸收外部区域的任何物质和辐射。
白洞是一个强引力源,其外部引力性质与黑洞相同。
白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。
3、怎样理解暗物质答:现代天文学和物理学认为,宇宙中存在着“暗物质”,这些“暗物质”还未能被人类所认知,如果我们从地球和太阳系中来探寻那样的物质,也不难理解,“暗物质”也只不过是人类的肉用或用天文望远镜未能看见的物质;但X 光射线、光波、无线电波这些东西却能被发现;因此,通过这样的原理来推测,宇宙中的“暗物质”,也就是人类现在所认知的化学元素,只不过是对太阳系外的星际的探测,由于距离的遥远,用望远镜也只能看到有光线的星云图而已。
那么,在漆黑的星际空间中也存在无数的星际物质还未能被发现。
这样也就是指“暗物质”。
如果作一个比较,在地球的大气层,大气中有氢、氧、水等化学元素,还有被太阳风吹来的星际物质,流星坠落到地球然烧时所带来的星际物质,都可以看作是“暗物质”,这样,就不难推断,宇宙中的“暗物质”的物质结构与人类所认识的化学元素是一样的,这也包函未知的化学元素;这些“暗物质”的运动也是随着恒星、行星的引力而运动的。
题目:小学科学《天文学》练习题小学科学《天文学》练题1. 地球绕什么运动?- 地球绕太阳运动。
2. 为什么地球有四季?- 地球因为倾斜了,所以在不同位置接受到的太阳光不同,导致有四季的变化。
3. 为什么夜晚能看到月亮?- 夜晚能看到月亮是因为太阳照射在月球上,然后我们从地球上看到了被太阳光照亮的月亮。
4. 为什么地球是蓝色的?- 地球是蓝色的是因为大部分地球的表面被水覆盖,当太阳光照射到水上时,水吸收了其他颜色的光,只有蓝色的光被反射出来,所以看起来地球是蓝色的。
5. 什么是彗星?- 彗星是由冰和尘埃组成的天体,当彗星靠近太阳时,太阳的热量使冰变成气体,产生亮光和尾巴。
6. 为什么要用望远镜观察星星?- 望远镜能够放大星星的图像,使我们能够更清楚地观察到星星的细节,包括星星的形状、颜色和亮度等。
7. 什么是日食?- 日食是地球、月球和太阳的特殊位置关系造成的现象。
当月球在地球和太阳之间时,月球会挡住太阳的光,使地球的一部分看不到太阳,这就是日食。
8. 什么是星座?- 星座是由一组星星组成的图案,在夜空中看起来像是一个个形状各异的图案。
古人将星星连接起来,并给予它们名字,形成了不同的星座。
9. 什么是卫星?- 卫星是绕行行星或其他天体运动的天体。
地球上的天气卫星、通信卫星和导航卫星等都是人造卫星。
10. 什么是黑洞?- 黑洞是一种极为密集的天体,其引力非常强大,连光都不能逃离它的吸引,使其变得看不见,因此被称为黑洞。
以上是关于小学科学《天文学》的练习题,请根据自己的学习情况进行作答。
天文知识入门练习题一、选择题1. 地球的自转周期是多久?A. 24小时B. 1天C. 365天D. 1年2. 宇宙最大的天体是什么?A. 地球B. 太阳C. 月球D. 银河系3. 下列哪颗行星被称为“晨星”?A. 地球B. 金星C. 土星D. 火星4. 以下哪个不是恒星?A. 太阳B. 月亮C. 北极星D. 天狼星5. 以下哪个不属于太阳系行星?A. 火星B. 金星C. 木星D. 土星二、填空题1. 地球绕太阳公转的周期是 ________。
2. 太阳是一颗 ________。
3. 银河系是一个 ________。
4. 星座是由一组 ________组成的。
5. 土星有多少颗主要的环? ________。
三、简答题1. 请简要解释地球自转和公转的区别。
2. 什么是恒星?能否举例说明?3. 描述一下月亮的表面特征。
4. 什么是流星雨?为什么会有流星雨的现象发生?5. 请简要介绍木星的特点。
四、计算题1. 已知地球公转一周的时间是365天,求地球绕太阳公转一天的角度。
2. 太阳直径约为139.2万千米,地球直径约为12.8万千米,请计算太阳直径是地球直径的几倍。
3. 月球绕地球公转一周的时间是27.3天,地球绕太阳公转一周的时间是365天,请计算地球和月球绕太阳公转一周的时间差。
4. 土星的直径约为12万千米,地球的直径约为12.8万千米,请计算土星的直径是地球直径的百分之多少。
五、综合题1. 请说明日食和月食的原理,并分别列举造成日食和月食的条件。
2. 描述一下银河系的结构和特点,并且简要介绍一下我们所处的位置。
3. 请简要介绍行星的共同特点和差异点。
4. 请解释什么是光年,并说明其在天文学中的应用。
5. 描述一下黑洞的形成和特征。
结束语本文主要对天文知识进行了入门练习题的提供,通过选择题、填空题、简答题、计算题和综合题的形式,希望能够帮助读者巩固对天文知识的理解和掌握。
同时,通过解答这些问题,也能够使读者对天文学产生更加浓厚的兴趣,并进一步深入学习相关知识。
天文学练习汇总你的姓名: [填空题] *_________________________________1. 在地球上重1200牛的人,到了月球上称的体重是() [单选题] *200牛(正确答案)300牛600牛1200牛2. 关于环形山的形成,目前公认的观点是() [单选题] *陨石撞击说(正确答案)地震说火山爆发说3. 下列天体中,离地球最近的行星是(),它在夜空中非常明亮。
[单选题] *金星(正确答案)火星月球4. 发生月食时,日、地、月三者中,()在中间。
[单选题] *日月地(正确答案)5. 将下列天体及天体系统按由大到小的顺序排列,正确的是() [单选题] *太阳系、太阳、地球、月球、宇宙、银河系、总星系宇宙、总星系、银河系、太阳系、太阳、地球、月球(正确答案)月球、地球、太阳、太阳系、银河系、总星系、宇宙6. “光年”这一单位表示的是() [单选题] *时间长短天体间的距离(正确答案)光的速度距离乘速度7. 距今400年前,使用望远镜观测天体的科学家是() [单选题] *哥白尼伽利略(正确答案)列文虎克爱迪生8. 下图中,哪个是我们在农历初八左右可以看到的月相() [单选题] *ABCD(正确答案)9. 美国南北战争以前,大量的黑奴从南方逃向北方寻求自由。
在夜间悄悄行走时,他们互相传达:“朝着像饮水瓢的那个星座走。
”这个星座是() [单选题] *大熊座(正确答案)小熊座人马座10. 玉兔二号,嫦娥四号任务月球车,于2019年1月3日22时22分完成与嫦娥四号着陆器的分离,驶抵()。
[单选题] *火星背面月球正面月球背面(正确答案)火星正面11. 太阳系中,位于地球公转轨道内侧的行星是() [单选题] *水星、金星(正确答案)木星、金星金星、火星水星、木星12. 太阳系八大行星中,体积最大的行星是()。
[单选题] *木星(正确答案)土星地球天王星13. 凌日是指行星圆面经过日面的现象。
天文学基础知识单选题100道及答案解析1. 太阳系中体积最大的行星是()A. 木星B. 土星C. 天王星D. 海王星答案:A解析:木星是太阳系中体积最大的行星。
2. 距离地球最近的恒星是()A. 太阳B. 比邻星C. 天狼星D. 织女星答案:A解析:太阳是距离地球最近的恒星。
3. 以下哪个不是恒星的特点()A. 能自身发光B. 质量巨大C. 位置固定D. 体积巨大答案:C解析:恒星在宇宙中也是处于运动状态的,位置并非固定不变。
4. 银河系的中心存在着一个巨大的()A. 恒星团B. 黑洞C. 星云D. 星系团答案:B解析:银河系中心存在一个超大质量黑洞。
5. 第一个使用望远镜观测星空的科学家是()A. 哥白尼B. 伽利略C. 开普勒D. 牛顿答案:B解析:伽利略是第一个使用望远镜观测星空的科学家。
6. 以下哪种天体不属于矮行星()A. 冥王星B. 谷神星C. 阋神星D. 月球答案:D解析:月球是地球的天然卫星,不是矮行星。
7. 太阳系中行星的轨道形状大多为()A. 圆形B. 椭圆形C. 抛物线D. 双曲线答案:B解析:太阳系中行星的轨道形状大多为椭圆形。
8. 哈雷彗星的回归周期大约是()A. 76 年B. 100 年C. 200 年D. 500 年答案:A解析:哈雷彗星的回归周期约为76 年。
9. 以下哪个星座不属于黄道十二星座()A. 猎户座B. 双子座C. 天蝎座D. 狮子座答案:A解析:猎户座不属于黄道十二星座,黄道十二星座包括白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、处女座、天秤座、天蝎座、射手座、摩羯座、水瓶座、双鱼座。
10. 太阳黑子活动的周期大约是()A. 11 年B. 22 年C. 50 年D. 100 年答案:A解析:太阳黑子活动的周期大约是11 年。
11. 地球上看到的最亮的行星是()A. 金星B. 木星C. 火星D. 水星答案:A解析:金星是地球上看到的最亮的行星。
12. 以下哪个不是太阳系内的小行星带所在的位置()A. 火星和木星之间B. 地球和火星之间C. 木星和土星之间D. 土星和天王星之间答案:B、C、D解析:太阳系内的小行星带位于火星和木星之间。
1、学习“天文学入门”课程后,你的收获和体会的什么?答:学习完《天文学入门》这一课程,我的感想有如下几点:①首先,这门课程极其有利于打破各种迷信和神话。
每一个天体都有它自身运行的规律,宇宙万物并不是全部都是那么变幻莫测的,它们之间也存在着各种各样的联系。
这些知识对于那些迷信的人将是一次良好的教育。
而作为人类的我们,在致力于发现这些规律的同时也应该不断探索这些规律对于人类有什么可以利用的价值,为人类创造出更多的物质、精神价值。
②以前我个人盲目的相信“星座”的各种“学问”,原来真正的星座是星空上真正存在的,并不能决定人的运势和前途,只能拿它作为茶余饭后的消遣之物;虽然我们没有切身体验天文望远镜的实际魅力,但是通过老师的讲解,我也感受到人类在人之宇宙上所做出的努力,天文望远镜的种类和效能都越来越多和越来越强;在看过人类首次登月的视频之后,我的心情真的非常激动,我感叹科学家们能对每一个一分一厘的数字都能算的那么精确,不懈的努力终将换来成功。
作为文科生的我,在以后即将从事的教育事业里,也应该有这种精神,敢于探索和创新。
③每一类科学都有它自身独特的魅力,那些为之做出过巨大贡献的人的杰出智慧和牺牲应该被世人所颂扬,后人,特别是专业指向性明确的人应该沿袭着他们的步伐不断将这一学科充实,通过努力探究和发现创造出更大的成就。
2、论证太阳、月球和地球的相对运动与月相、日月食和潮汐的对应关系?答:①月相月相是天文学中对于地球上看到的月球被太阳照明部分的称呼。
月球绕地球运动,使太阳、地球、月球三者的相对位置在一个月中有规律地变动。
因为月球本身不发光,且不透明,月球可见发亮部分是反射太阳光的部分。
只有月球直接被太阳照射的部分才能反射太阳光。
我们从不同的角度上看到月球被太阳直接照射的部分,这就是月相的来源。
月相成因月球靠反射阳光发亮,它与太阳相对位置不同(黄经差),便会呈现出各种形状。
新月:若日月黄经差为0°,这时月球位于地球和太阳之间,以黑暗面朝向地球,且与太阳几乎同时出没,故地面上无法见到,这就是新月,也叫做“朔”,这一天为农历的初一。
习题1
1.织女星的视向速度等于-14km/s,自行是每年0".348,视差为0".124。
求织女星相对
与太阳的总空间速度。
2.一颗长周期变星的热星等变化一个星等,它的最高温度为4500K,如果它的变化仅仅是
由于温度的变化,问它的最低温度是多少?如果热星等变化一个星等仅仅是由于半径的变化
引起的,而温度保持不变,那它的半径变化是多少?
3.在仙女座星系中一颗恒星绝对星等M=5m(距离为690kpc),这颗星作为超新星爆发亮
度增加了109倍,问它的视星等是多少?
4.除了太阳外,离我们最近的恒星是半人马座的比邻星,它的目视星等为10.7星等,该星
距离我们的周年视差л= 0.76″,求距离摸数和它的绝对星等。
5.有三个天体,已测出它们的周年视差分别为(a)0.001″(b)0.02″(c) 0.4″求这三个天体
的距离各是多少?
6.角宿星的视差是0.013"求它的距离有多远?如果一个观测者站在火星上,观测角宿星,问角宿星的视差是多少?7.一颗星距离太阳有20pc;它的自行运动为0.5"/年问它的切向速度是多少?如果恒星的
光谱线红移0.01% ,计算它相对太阳的视向速度是多少?它的空间运动速度是多少?
8.A和B两星的光度分别是0.5和4.5倍的太阳光度,它们有同样的视亮度,那一个更远?
远多少?
9.设双星五车二轨道半长径等于0.85天文单位,而转动周期为0.285年,求双星的质量和。
10.长蛇座ε双星,具有轨道周期15.3年,视差为0″.020及轨道半长径的角距0″.23,试
确定轨道半长径的大小和两子星的质量和。
1、大地天文学基本概念 (2)2、大地天文学的发展概况 (3)3、大地天文学的方法及应用 (3)4、天球的基本概念 (4)4.1天球的定义 (4)4.2天球的分类 (4)4.3天球的两个特性 (5)4.4 关于天球的基本知识 (5)5、天球与地球的相关关系 (6)5.1 天球上与地球公转有关的圈、线、点 (6)5.2 天球上与地球自转有关的圈、线、点 (8)6、天球坐标系 (10)6.1 天球坐标系分类 (10)6.1.1 地平天球坐标系 (11)6.1.2 时角天球坐标系 (13)6.1.3 赤道天球坐标系 (14)6.1.4 黄道天球坐标系: (14)6.2 天球坐标系之间的转换 (15)6.2.1 天文坐标与天球坐标之间的关系 (15)6.2.2 地平坐标与时角坐标之间的关系 (16)6.2.3 天球直角坐标系及其转换 (18)大地天文学1、大地天文学基本概念大地天文学是天文学的一个分之,也是大地测量的一个重要组成部分。
它的重要任务,是用天文方法观测天体的位置来确定地面点在地球上的位置(经纬度)和某一方向的方位角,以供大地测量和其他有关的科学技术部门使用. 这是天体测量学与大地天文学的边缘学科,在测站(通常称为天文点)使用天体测量仪器观测天体以测定天文经度和纬度,也可测定测站至相邻固定目标的方位角从而确定测站的子午线。
大地天文学的传统课题包括:①测定地面点的天文经度,就是在同一瞬间测定地面上一点与本初子午线上的地方时之差。
该点上的时刻可使用经纬仪、中星仪、棱镜等高仪以及照相天顶筒等仪器测定;本初子午线上的地方时则可通过收录无线电时号求得。
②测定地面点的天文纬度。
这等同于测定地面点的天极高度。
该点的纬度可使用带有纬度水准的经纬仪、天顶仪、棱镜等高仪以及照相天顶筒等仪器测定。
③地面目标方位角的测定。
这等同于确定某天文点的子午线方向。
观测恒星,测定其时角,算出它的方位角,然后测定该瞬间恒星与地面目标之间的水平角,从而得到目标的方位角。
这些任务都包含对各种误差的分析及对削弱和消除误差的研究。
近代已能测定地面点在以地心为原点的三维直角坐标系中的地心直角坐标,用诸如甚长基线干涉测量、激光测距、全球定位系统测量等技术,精度可达几厘米量级。
2、大地天文学的发展概况大地天文学是天文学中发展最早的一个分支。
公元前3世纪,古希腊天文学家用观测夏至日正午太阳高度的方法测定了子午线的长度。
公元8世纪,中国天文学家一行(本名张遂,683~727)等通过观测北极星高度推算出了子午线1°的弧长。
元代天文学家郭守敬(1231~1316)组织过全国范围的纬度测量。
然而,直到17世纪光学望远镜、测微器与天文钟问世以后,才形成精密的大地天文学。
现代大地天文学的测量设备包括天文观测仪器、守时仪器、记时仪器和无线电接收机。
天文观测仪器主要是全能经纬仪,也可用中星仪和棱镜等高仪等。
守时仪器已全部采用石英钟。
记时仪器用以记录观测恒星的时刻。
无线电接收机则用以收录时号。
为提高观测精度和效率,各国都在研制新的观测仪器,例如美国的自动天文定位系统、方位角监测仪,意大利的天顶摄影机等。
3、大地天文学的方法及应用大地天文学的主要任务是研究精确测定天文点的天文经纬度、方位角以及地方恒星时的理论和方法。
已实现天文定位的地面点叫天文点。
定位方法都是在测出某些天体的某些量(如天顶距z、高度h、方位角A或天体通过特定平面的时刻T) 后求解天文三角形。
测定纬度的方法常用天顶距差法(或称太尔各特法)和等高法。
无线电时号法与中天法专门用于测定经度。
多星等高法则可同时测定经度与纬度。
恒星时角法用于测定方位角。
这些测定法在军事上得到广泛应用。
军用地图的编绘、火炮射击目标的迅速定位和导弹等武器发射的准确性等,都需要用到它们。
大地网的定向、测角的验核、部队战斗队形各要素的大地联测和部队战斗行动的测绘保障等工作,也都离不开天文定位资料。
工程建设、海洋开发、国土整治、科学研究、军事测绘都需要进行大地网的布设。
天文经纬度与大地测量结果相比对,可获得点位的垂线偏差,这是研究地球形状和大地水准面结构的必要参数。
测量天文方位角可确定地面子午线的方向。
天文方位角还可用以推算大地方位角,从而控制大地网中的累积误差。
大地天文学的测量精度通常在0.5″以下,固定的天文仪器则可达 0.05″左右。
在保障军事行动的近似测量中,也可使用中、低精度的经纬仪,天文钟则可用精密秒表代替。
4、天球的基本概念4.1天球的定义各个天体同地球上的观测者的距离都不相同。
天体和观察者间的距离与观测者随地球在空间移动的距离相比要大得多,人的肉眼分辨不出天体的远近,所以看上去天体似乎都离我们一样远,仿佛散布在以观测者为中心的一个圆球的球面上(站心天球)。
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。
4.2 天球的分类文学上就将以空间某一点为中心,以无限大为半径,内表面分布着各种各样天体的球面称为天球。
天球是研究天体的位置和运动而引进的一个半径为无限大的假想圆球,想象中所有天体都附着在天球表面上。
根据所选取的天球中心不同,有站心天球、日心天球、地心天球等。
4.3天球的两个特性由于天球的半径可视为无穷大,在空间任何有限的距离与天球半径相比,都微小到可以忽略不计。
因此天球具有下面两个特性:1)相距有限距离的所有平行直线,向同一方向延长与天球交于一点。
2)相距有限距离的所有平行平面天球交于同一大圆。
4.4 关于天球的基本知识观测者所能直接辨别的只是天体的方向。
在球面上处理点和弧段的关系,比在空间处理视线方向间的角度要简便得多,在天文学的一些应用中,都用天体投影在天球上的点和点之间的大圆弧段来表示它们之间的位置关系。
天球的半径是任意选定的,可以当作数学上的无穷大。
我们站在地球上仰望星空,看到天上的星星好像都离我们一样远。
星星就好像镶嵌在一个圆形天幕上的宝石。
实际上星星和我们的距离有远有近,我们看到的是它们在这个巨大的圆球球面上的投影,这个假想的圆球就称为天球,它的半径是无限大。
而地球就悬挂在这个天球中央。
星星在天空中移动的方向并不是杂乱无章的,而且星座的形状并不会改变。
星星从东方的地平线爬上来,爬到最高点(中天),然后往西方沉下去。
看起来就像整个天球围绕着地球旋转一样。
相信大家都明白,地球并不是宇宙的中心,星体并不会绕着地球转。
星体在天空中绕着我们旋转,是因为地球自转而产生的错觉,天球本身是不会移动的。
我们身在地球中,并不会感觉自己在转动的,就好像们乘坐火车时看见窗外的景物向后移动,而并不感觉到自己在移动中。
天球是一个直观的假象球,其形成的原因是人的肉眼分辨不出天体的远近。
设在地球中心照准空间远近不等的天体,将各天体方向线延长与天球相交的各投影点称为各天体在天球上的位置,如图(5-1)所示。
显然,就存在有两个或多个天体在天球上的投影位置是重合的。
图 4-15、天球与地球的相关关系5.1 天球上与地球公转有关的圈、线、点黄道在天球上的位置较难确定。
所谓黄道是指地球绕着太阳运行的公转轨道平面无限扩大与天球相交截出的大圆,它也是地球公转轨道在天球上的投影。
地球每年绕太阳运行一周,但在地球上的人们看来,却好像是太阳在天空众星之间绕地球转圈。
因此,黄道也就是太阳每年在天球上所作视运动的路线,如图(5-1)所示。
图5-1 地球公转轨道与黄道黄极与天极的角距离等于黄道与天赤道的交角,如图(6-2)所示。
图5-2 天球赤道与黄道的交点黄道面是地球绕太阳系质心运动的平均轨道平面,将这一平面延伸与天球相交的大圈称为黄道;过天球中心作一条直线垂直与黄道面,这条直线与天球相交于K和K′两点,靠近北天极的K点称为北黄极,靠近南天极的K′点称为南黄极。
黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角,一般用ε来表示,其值约为23.5º。
天球上距离黄道90°的两点,即黄道轴与天球相交的两点,称黄极。
靠近北天极的一点叫北黄极(通常用K表示),靠近南天极的一点叫南黄极(通常用K′表示)。
二分点和二至点:天球上黄道与赤道相交于和两点,称为二分点,即春分点和秋分点。
在黄道上距春分点和秋分点90º的两个点称为二至点,即夏至点和冬至点,其中在赤道以北(最北)的那一点称为夏至点。
在赤道以南(最南)的那一点称为冬至点。
二分圈和二至圈:在天球上通过天极、春分点和秋分点的大圈,称为二分圈。
在天球上通过天极、夏至点和冬至点的大圈,称为二至圈。
5.2 天球上与地球自转有关的圈、线、点如图(5-3)所示,我们要经常用到的基本圈、线、点为:天轴和天极:通过天球中心(这里为测站点)而与地球瞬时自转轴pp′相平行的直线PP′称为天轴,它与天球相交的两点P和P′称为天极。
相应地球北极p的一点P称为北天极,相应地球南极p′的一点P′称为南天极。
天顶和天底:测站的瞬时铅垂线ZZ′与天球相交于Z和Z′两点,在观测者头顶上方的Z点称为天顶,与天顶相对的Z′点称为天底。
天球地平面和天球地平圈:通过天球中心而垂直于测站瞬时铅垂线ZZ′的平面ESWN称为天球地平面,它与天球相交的大圈称为天球地平圈。
图5-3 天球上的主要圈、线、点天球赤道面和天球赤道:通过天球中心而与天轴PP′垂直的平面EQWQ′称为天球赤道面(简称赤道面),它与天球相交的大圈EQWQ′称为天球赤道(简称赤道)。
其中在天球地平面之上的赤道圈上的点Q称为赤道上点;与赤道上点Q相对应的另一点Q′称为赤道下点。
天球子午面和天球子午圈:由测站铅垂线ZZ′和北天极P所决定的平面PZP′Z′N称为天球子午面(或称天文子午面),它与天球相交的大圈称为天球子午圈(或称天文子午圈)。
也可以说通过测站天顶Z和北天极P的大圈即为测站的天文子午圈。
其中包含天顶Z和赤道上点Q的半圆PZQSP′称为上子午圈,相对的另一半PNQ′Z′P称为下子午圈。
子午线和四方点:天球子午面与天球地平面垂直,它们的交线NS称为子午线。
子午线与天球相交于两点,靠近北天极的那一点N称为北点,和它相对的另一点S称为南点。
观测者面向北,在右方地平圈上距南北点各90度的E点称为东点,在左方与东点相对称的一点W称为西点。
东南西北四个方向点称为四方点。
东西两点也是天球赤道圈与天球地平圈的两个交点。
垂直圈和卯酉圈:通过天顶和天底的任意大圈,例如ZbZ′称为垂直圈。
其中过东西点的垂直圈称为卯酉圈。
时圈:通过北天极和南天极或包含天轴的任意大圈,例如PbP′称为时圈。
我们在地球上随着地球的自转而不停地绕着地球自转轴由西向东旋转。
所以我们相对地看到地球上的日月星辰都像随着天球绕着地球由东向西旋转,每日旋转一周。
因而产生天体东升西落的现象。
这种直观的由于地球由西向东自转而产生的天球或天体的视运动,称为天球周日视运动或天体周日视运动。