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文檔簡介
1、. .第一章緒論1.簡述天文學的研究對象,研究方法和特點?答:天文學的研究對象是天體,其研究的根本方法是對天體的觀測,包括目視觀測和儀器觀測。它的研究特點是:1大局部情況下人類不能主動去實驗,只能被動觀測。2強調對天體進展全局、整體圖景的綜合研究。表現觀測上是全波段、全天候。在理論上依賴模型和假設。3需用計算機把觀測所獲得的大量原始資料進展整理。使天文學研究發生重大變化的另一個技術進步是快速互聯網技術,這使得異地天文數據的交換和處理成為可能,使得觀測數據具有巨大的科學產出的潛在意義。目前,虛擬天文臺的提出和建立對天文研究意義深遠。4具有大科學的特征,需要大量投資。5以哲學為指導。2.研究天文學
2、的意義有哪些?答:天文學與人類關系密切,天文學對于人類生存和社會進步具有積極重要的意義,突出表現在以下幾個方面:1時間效勞:準確的時間不單是人類日常生活不可缺少的,而且對許多生產和科研部門更為重要。最早的天文學就是農業和牧業民族為了確定較準確的季節而誕生和開展起來的。現代的一些生產和科研工作更離不開準確的時間。例如,某些生產、科學研究、國防建立和宇航部門,對時間精度要求準確到千分之一秒,甚至百萬分之一秒,否那么就會失之毫厘,差之千里。而準確的時間是靠對天體的觀測獲得并驗證的。2導航效勞:對地球形狀大小的認識是靠天文學知識取得的。確定地球上的位置離不開地理坐標,測定地理經度和緯度,無論是經典方法
3、還是現代技術,都屬于天文學的工作內容。3人造天體的成功發射及應用:目前,人類已向宇宙發射了數以千計的人造天體,其中包括人造地球衛星、人造行星、星際探測器和太空實驗站等。它們已經廣泛應用于國民經濟、文化教育、科學研究和國防軍事。僅就人造地球衛星而言,有通訊衛星、氣象衛星、測地衛星、資源衛星、導航衛星等,根據不同需要又有地球同步衛星、太陽同步衛星等。所有人造天體都需要準確地設計和確定它們的軌道、軌道對赤道面的傾角、偏心率等。這些軌道要素需要進展實時跟蹤,才能保持對這些人造天體的控制和聯系。這一切都得借助天體力學知識。4導航效勞:天文導航是實用天文學的一個分支學科,它以天體為觀測目標并參照它們來確定
4、艦船、飛機和宇宙飛船的位置。早期的航海航空定位使用六分儀測高、測方位和航海鐘,靠觀測太陽、月亮、幾顆大行星和明亮恒星,應用定位線圖解方法來確定位置,其精度較低,且受天氣條件限制。隨著電子技術的進步,已開展了多種無線電導航技術來抑制這方面的缺陷。宇宙航行開場以后,為了確定飛船在空間的位置和航向,天文導航也有相當重要的作用。目前,全球衛星定位系統GPS技術的應用,使衛星導航更準確。衛星導航不僅普遍用于航天、航空、航海,而且還用于陸面交通管理。5探索宇宙奧秘,提醒自然界規律:隨著對宇宙認識的深入,人類從宇宙中不斷獲得地球上難以想象的新發現。例如,19世紀初有位西方哲學家斷言,恒星的化學組成是人類永遠
5、不可能知道的。但過了不久,由于分光學光譜分析的應用,很快知道了太陽的化學組成。其中的氦元素就是首先在太陽上發現的,25年后人們才在地球上找到它。太陽何以會源源不斷地發射如此巨大的能量,這是科學家早就努力探索的課題。直到20世紀30年代有人提出氫聚變為氦的熱核反響理論,才完滿地解決了太陽產能機制問題。幾十年后,人類在地球上成功地實驗了這種聚變反響氫彈爆炸。20世紀60年代后天文學中的四大發現,令人大開眼界。從地心說、日心學到無心學是人類認識宇宙的三個里程碑。6研究天文與地學的關系:地球作為一顆普通的行星,運行于宇宙空間億萬顆星體之間,地球的形成、演化及重大地質歷史事件無不與其宇宙環境有關。事實說
6、明,地球本身記錄了在地質歷史時期所經歷的天文過程的豐富信息。例如,地球自轉變慢,就是通過古代珊瑚化石的研究證實的。珊瑚也象樹木年輪那樣具有"年帶"。珊瑚每天周期性地分泌碳酸鈣,在身上形成一條條日紋。3.2億年前的珊瑚化石,每個年帶含有400條日紋,說明那時地球一年自轉400圈,說明那時地球自轉比現在快得多。這與理論推算的結果十分一致。人們很早就注意到地質現象普通存在著周期性,而天體星系的運行及演化也無一不按自己的規律進展,并且地質周期同天文周期存在著某些對應關系。太陽繞銀河系中心運動的周期大約是2.5億年,這叫做太陽的銀河年。在一個銀河年中,太陽處于銀河系不同位置,由于宇宙
7、環境的變化,會給太陽和地球帶來影響。7探索地外生命和地外文明:人類在探索宇宙奧秘過程中,對地外生命和地外文明的尋求是最令人神往的。我們認為宇宙是一個和諧的整體,它不會偏愛地球。像地球這樣一個充滿生機的星球,在宇宙中應該是不少的。人類懷著極大的好奇心希望在太陽系以內或以外找到生命,更盼望能覓到自己的知音。近幾十年來,世界各地常有不明飛行物簡稱UFO的報道。雖然至今仍沒有確切證據確認外星人曾拜訪過我們地球,但是人類還是在繼續努力地尋找地外文明。3.了解天文學的科學分支。答:傳統的天文學分為天體測量學、天體力學和天體物理學。二級分支如下:1天體測量學:又可球面天文學、方位天文學、空間天文學和天文地球
8、動力學。2天體力學:又可分攝動理論、天體力學定性理論、天體力學數值方法、歷書天文學、天體的形狀和自轉理論和天體動力學。3天體物理學:分為太陽物理學、太陽系物理學、恒星物理學、星系天文學、高能天體物理學、恒星天文學、天體演化學、射電天文學和空間天文學。目前,著名天文學家王綬琯院士又提出新的學科分類,包括理性工具分類、觀測工具分類和研究目標分類參見教材。4.簡述古代天文學的起源和開展。答:天文學是與人類文明同時發端的一門古老的學科。人類在有文字記載之前,由于農牧業生產和實際生活的需要,就開場注意某些顯著的天象。自從有了文字以后,天文學便在人類文明的發祥地萌芽并誕生了。這便是古代天文學的起源。在世界
9、文明古國,早期天文學都得到開展。1古埃及天文學開展情況。該時期埃及人已經掌握了一定天文知識。注意天狼偕日的現象,認識太陽在恒星間一年移動一周,并制定歷法規定一年長度為365天一年12個月,每月30天,年末再加5個附加日。2巴比倫和亞述古代天文學開展情況。該時期巴比倫和亞述人制定了接近科學實際的陰陽歷,規定了大小月,還認識了12個月和五星的運行規律,他們還認識到黃道和白道,月食一定發生在望,并且只有當以月亮靠近黃白交點時才能發生食。3古印度代天文學開展情況。此階段印度人創立了陰陽歷,把黃道天區劃分為27個相等的局部,與恒星月周期相等。4古希臘天文學開展情況。希臘人繼承了巴比倫和亞述人的文化遺產,
10、在天文學方面做出了重要的奉獻,并出現了四大學派,即:愛奧尼亞學派,畢達哥拉斯學派,柏拉圖學派和亞歷山大學派。特別是托勒玫集古希臘天文學的成就提出“地心宇宙體系對后期天文學開展影響很大。5中國古代天文學開展情況。該階段中國人已懂得天文定向知識,觀象授時、天象記錄、編制歷法,并有24節氣的全部名稱,還提出樸素的宇宙觀。5.簡述歐洲15,16,17,18,19,20世紀天文學開展的特點及成就。答:15世紀前,科學服從教會,天文學沒有多大的開展;15世紀后,歐洲資本主義興起。兩個世紀里,從哥白尼到伽利略再到牛頓是近代天文學建立和開展時期,天文學從單純描述天體的幾何關系推進到研究天體之間的相互作用的新階
11、段;18,19兩個世紀,科學技術進步,各種觀測設備精度提高,導致一系列重大發現。在天體測量學、天體力學、太陽系研究、恒星天文學、天體物理學方向各有重大成就;20世紀的天文學,開展迅速,成就輝煌。如發現九大行星之一冥王星及其衛星。證明黑洞的存在,系統的認識銀河系,確定河外星系的概念等等。6.簡述中國天文學從古至今的開展過程。答:中國天文學從古至今的開展大致經歷了以下6個過程:1萌芽和體系形成:中國天文學最能清楚的說明天文學由萌芽到早期形成和開展的一般過程。2早期綜合和開展;秦汗時期為綜合和開展在諸侯割據時期各地開展起來的天文學創造了條件,歷代帝王對天文學的重視也推進天文學的綜合開展。3繼續開展和
12、繁榮:秦漢之后,我國天文學研究逐漸走向繁榮開展階段,在歷法,儀器天文實測方面有不少創新。4由鼎盛時期到相對滯后:從宋初到明末,天文學也隨著生產的開展取得了許多重要成就。5與西方天文學交融:明朝萬歷年間,是西方科學知識最早傳入中國的時候。隨著時間的推移,中國天文學逐漸與西方天文學融合。6近代,現代天文學的開展:隨著科學技術的開展,儀器的精細,對天文學的研究更為全面與深入,成立全國權威的天文機構,取得不少研究成果。21世紀初,我國天文機構實行了改革和重組,國家天文臺的設立,標志我國天文學開展進入一個里程碑式的新階段。第二章天球與天球坐標1.解釋以下名詞。天體天體系統天球地心天球日心天球地軸天軸黃軸
13、銀軸赤道天赤道黃道銀道地極天極黃極銀極地平圈天頂天底東點西點南點北點上點下點春分點秋分點夏至點冬至點子午圈卯酉圈春分圈時圈六時圈經度方位時角赤經黃經銀經緯度高度赤緯黃緯銀緯天體:宇宙間名種星體的總稱或宇宙中所有物質的總稱。包括恒星、行星、衛星、彗星體、隕星、小行星、星團、星系、星際物質、暗物質等。天體可為自然天體和人造天體,天體也分為可視天體和不可視天體暗物質) 。天體系統:在引力作用下,鄰近的天體會集結在一起,組成互有聯系的系統,就是天體系統。天球:以任意長為半徑的一個假想的球體,假設以觀測者為中心,稱為觀測者天球。它是天文學用作表示天體視位置和視運動的輔助工具。地心天球:以地心為中心的天球
14、。日心天球:以日心為中心的天球。地軸:地球在自轉過程中,假設不考慮公轉因素,從地表到地內假設就有一連串不動的點,連接這些不動的點所構成的線就是地軸。地球就是繞著假想的地軸自轉的。天軸:地軸任意或無限延伸就成天軸。黃軸:與黃道垂直,連接北黃極與南黃極的連線就是黃軸。銀軸:與銀道垂直,連接北銀極與南銀極的連線就是銀軸。赤道:既垂直于地軸,又通過球心的平面與地表相割面成的圓,稱為赤道,它是地球上最大的圓。天赤道:與北天極和南天極距離相等,且垂直于天軸的大圓,稱為天赤道。或指地球赤道平面任意擴展與天球相割而成的圓,稱天赤道。黃道:黃道面與天球相交的大圓稱為黃道。或:地球公轉的軌道無限擴大與天球相交而成
15、的圓。銀道:指銀河系平面無限擴大與天球相交而成的圓。天文界規定銀道面與天赤道交角為63度26分。為銀道坐標系的基圈。地極:地軸與地表相交的點就是地極。有南、北兩極天極:天軸與天球相交的點就是天極。有南天、北天兩極。黃極:通過天球中心作一垂直于黃道面的直線,使該線與天球相交于兩點。其中靠近北天極P的稱為北黃極K,靠近南天極P的另一點稱為南黃極K。銀極:在銀道兩側與銀道相距90度的兩點,稱為銀極。地平圈:通過地心并垂直于觀察者所在地點的垂線的平面與天球相割面成的圓為地平圈,也就是人們平時所說的地平線沒有如此嚴格的定義。天頂:沿觀測者頭頂所延伸的方向作鉛直線向上無限延伸,與天球相交的點稱為天頂Z天底
16、:天球上距天頂180度的點,既鉛直線在觀測者腳底向地面以下無限延伸,與天球相交的另一點稱為天底Z東點、西點、南點、北點:合稱四方點或四正點。子午線與地平圈相交的兩點中,靠近南天極的那一點稱為南點S。靠近北天極的那一點稱為北點N。自北點順時針旋轉90度的那一點為東點E,與東點相距180度的點稱為西點W上點:午圈與天赤道的交點Q,或天赤道對地平圈最大的距點之一。下點:天赤道上與Q相距180度的點,既子圈與天赤道交點Q,或天赤道對地平圈最大的距點之一。二分、二至點:黃道與天赤道有兩個交點,既春分點r和秋分點。在北半球看來,春分點是升交點,秋分點是降交點。夏至點是黃道上的最北點,冬至點是黃道上最南點。
17、子午圈:通過天頂與北天極又過北點和南點所作的大圓PZSPZNP 卯酉圈:通過天頂和天底同時又過東西點的大圓ZEZW春分圈:通過春分點的時圈。時圈:第一赤道坐標系中它的經線,是天球上通過北天極與南天極的圓,在此改稱時圈。經度:終圈所在平面與始圈所在平面之間的夾角某地經線所在的平面相對本初子午線所在的平面夾角就是該地的地理經度。方位:在地平坐標系中的經度稱為方位A,它是天體對于午圈的角距離。時角:在第一赤道坐標系中的經度稱為時角,是天體相對于Q點所在的時圈的角距離。赤經:在第二赤道坐標系中的經度稱為赤經,是天體相對于春分圈的角距離。黃經:在黃道坐標系中的經度稱為黃經,是天體對于春分點所在的黃經圈的
18、角距離。銀經:在銀道坐標系中的經度稱為銀經。緯度:天體相對基圈的角距離某地法線與赤道平面的交角就是某地的地理緯度。它以赤道面為起始在經線上度量。高度:在地平坐標系中的緯度稱高度h,即天體與地平圈的角距離,就是天體光線與地平面的交角,也就是天體仰角。它用角度表示,以地平圈為起點沿天體所在的地平經圈向上或向下度量。赤緯:在第一赤道坐標系中的緯度稱赤緯,是天體相對于天赤道的角距離,即天體視方向與天赤道的平面的交角,用角度表示。以天赤道為起始,在天體所在的時圈上向北或向南度量。黃緯:在黃道坐標系中的緯度稱黃緯,是天體相對于黃道的角距離,用角度表示。以黃道為起始,在天體所在的黃經圈上向北或向南度量。銀緯
19、:在銀道坐標系中的緯度稱銀緯,用角度表示。以銀道為起始,在天體所在的銀經圈上向北或向南度量。2.寫出以下兩個天球大圓的兩極。地平圈:天頂Z和天底(Z) ;子午圈:東點E和西點W;天赤道:北天極P和南天極P卯酉圈:南點S和北點N黃道;北黃極K和南黃極K;六時圈:上點Q和下點Q3.寫出以下天球的大圓的交點。答:子午圈與地平圈:南點S和北點N;子午圈與天赤道:上點Q和下點Q;子午圈與卯酉圈:天頂Z和天底(Z);子午圈與六時圈:北天極P和南天極P天赤道與地平圈:東點E和西點W;天赤道與黃道:春分點和秋分點4.方位,時角,赤經,黃經四者的度量方向是怎樣的?為什么要按這樣的方向度量?答:方位:天文學以地平
20、南點為原點,在地平圈上向西度量因天體周日運動向西,自0度到360度,南,西,北,東四點的方位角分別為0度,90度 180度 270度,測量學里以北點為起點的。時角:是第一赤道坐標中的經度,是天體相對于子午圈的角距離,即天體所在時圈與子午圈的交角,實質上是兩圈所在平面夾角。以上點為原點,沿天赤道向西度量因天體周日運動向西,用時間單位表示可記為時h、分m、秒s。赤經是第二赤道坐標中的經度,是天體相對于春分圈的角距離。也就是天體上中天時的恒星時,上中天恒星的赤經是子午圈上的恒星與春分圈的角距離。即可用時間單位表示,記為時h、分m、秒s也可用角度單位表示,自0°至360°。黃經是黃
21、道坐標系中的經度,是天體對于春分點所在的黃經圈的角距離。以春分點為原點,沿黃道向東度量(因太陽系內天體周年視運動的總趨勢向東),自0°至360°。5.在*北緯26度觀測北天極,它的高度是多少?在*,又是多少?答:在*北緯26度觀測北天極高度是26度。因為北天極高度等于當地的緯度*:23度;:40度。6.春分點的赤經赤緯黃經黃緯各是多少?答:都是0度7.北天極的黃緯和黃經是多少?北天極的赤緯和赤經是多少?答:黃緯:66度34分;黃經:90度。赤緯:90度;赤經:0度。8.地平坐標系、第一赤道坐標系、第二赤道坐標系、黃道坐標系和銀道坐標系各有什么特點?各有什么用途?試列表說明。
22、要素地平坐標第一赤道坐標第二赤道坐標黃道坐標銀道坐標天球軸當地垂線天軸天軸黃軸銀軸兩極天頂、天底北天極、南天極北天極、南天極北黃極、南黃極北銀極、南銀極緯圈地平緯圈等高線赤緯圈赤緯圈黃緯圈銀緯圈基圈地平圈有四正點天赤道有上、下點天赤道有春分點、秋分點黃道有二分、二至點銀道經圈輔圈地平經圈有子午、卯酉圈時圈有子午圈、六時圈時圈有二分、二至點黃經圈有二至圈銀經圈始圈午圈午圈春分圈通過春分點的黃經圈通過銀心在銀道上投影的銀經圈原點南點上點春分點春分點銀道與始圈的交點緯度高度赤緯赤緯黃緯銀緯經度方位向西度量時角向西度量赤經向東度量黃經向東度量銀經按逆時針方向度量應用在天文航海、天文航空、人造地球衛星觀
23、測及大地測量等部門廣泛應用觀測恒星、星云、星圖等類型的遙遠天體常常采用赤道坐標系,它被廣泛應用與天體測量中觀測太陽以及太陽系內運行在黃道面附近的天體,那么采用黃道坐標系對銀河系的觀測,那么要采用銀道坐標系9.計算二分二至時太陽的赤緯、赤經、黃緯、黃經。節氣太陽赤緯太陽赤經太陽黃緯太陽黃經春分0°0°0°0°夏至23°2690°0°90°秋分0°180°0°180°冬至-23°26270°0°270°10.緯度30°N,恒星時S
24、=6h30m,試推算以下各點的地平坐標和赤道坐標的緯度和經度。坐標點高度方位赤緯時角赤經天頂90°任意30°0°6h30m天底-90°任意-30°180°18h30m北天極30°180°90°任意任意南天極-30°0°-90°任意任意東點0°270°0°270°12h30m西點0°90°0°90°24h30m南點0°0°-60°0°6h30m北點0°
25、;180°60°180°18h30m上點60°0°0°0°6h30m下點-60°180°0°180°18h30m第三章時間與歷法 1.何謂時間?答:時間有時刻和時段兩重含義。時刻是指無限流逝時間中的某一瞬間;時段是指任意兩時刻之間的間隔。 2.何謂測時?常用的計時系統有哪些?答:測時,是時間計量工作的一項內容。古時候是靠立竿見影,測定太陽影子定時間或測定某些恒星的位置來確定時間的。現代那么是應用中星儀或等高儀等測時儀器觀測選定的某恒星如太陽通過的瞬間,再經過歸算獲得準確的時刻。常見的計
26、時系統有恒星時、太陽時有視太陽時和平太陽時、太陰時、歷書時、原子時和協調時等。 3.某地畢宿五a=4h35m正好上中天,當日太陽的赤經為21h51m44s,時差為-14m13s,求當時該地的平時。答:由平時=視時-時差=恒星時-太陽赤經+12h-時差=4h35m-21h51m44s+12h+14m13s+24h=18h57m29s 4.在*某地赤經=104°05E=6h56m20sE5月6日用日冕測得視太陽時10h02m,求相應的地方平時及時間。時差為3h24m平時=視時-時差=10h02m-3h24m=9h58m36s 時間=9h58m36s+(120°-104°
27、;05) ×4m=11h02m6s 5.東八區的區時為2000年1月13日8h,求西九區的區時?答:西九區區時=東八區區時-8+9小時=1月12日15時 6.為什么要設立國際日期變更線?答:我們換算各地的地方時或區時,會產生時間喪失的情況,為此國際上人為設定一條國際日期變更線以求解決這個問題。理論國際日期變更線是180°經線,實際國際日期變更線是一根折線。從西十二區越過日界限到東十二區加一天,反之相反。 7.簡述我國及世界時間效勞狀況?答:時間效勞是指把測得的時間用各種手段播報出去的工作,也稱為授時或播時。在古代那么采用鳴鑼擊鼓聲音報時等簡易的方式,近代的時間效勞有無線播報
28、時,電視系統授時。為了統一全世界的時間效勞,由國際時間局主持全球的世界時效勞工作。二十世紀50年代初出現原子鐘以后,原子時效勞就成了國際時間局另一項重要的工作內容。時間效勞不僅為日常生活和生產所必需,更重要的是與許多科學實驗有密切的關系。在天文學中,世界時效勞直接為研究地球自轉、天文地球動力學,進而為研究地月系和太陽系的起源和演化提供根本資料;天文歷書工作需要以歷書時作為標準來編算各種天體的歷表。在大地測量中,需要用準確的世界時來確定各個地點的準確坐標;航海航空部門那么需要世界時進展天文導航。在空間科學中,人造衛星和導彈的發射、飛行和跟蹤,都需要世界時和原子時的高精度時間同步,需要用原子標準時
29、間和頻率進展控制。此外,在無線電頻譜校準、高容量數字通訊、無線電波傳遞研究和相對論的檢驗等工作中,時間和頻率標準都有廣泛的用途。世界時間效勞主要分為世界時效勞和原子時效勞。世界時效勞,大致可以分為采用原子時以前和以后兩個時期。在采用原子時以前,從事時間效勞的天文臺利用大量的天文測時資料進展誤差包括系統誤差和偶然誤差處理,求得準確的世界時。由于天文測時和大量的數據處理費時較多,天文臺總是每天先按世界時的近似外推值,用無線電時號的形式發播出去,再根據事后測算的準確世界時對過去已發播的近似值進展修正。這種修正通常是用時號改正數的形式在授時公報中刊布出來,一般大約在無線電時號發播以后二、三個月發表。有
30、時為了滿足一些部門的急需,天文臺也同時發表一些延遲二、三個星期的快速時號改正數,但精度略低。時號改正數是世界時效勞的最后成果。為了提高世界時效勞的精度,同時提供世界時的標準,需要將許多天文臺所訂定的時號改正數進展綜合處理,或者直接利用這些天文臺的天文測時資料進展綜合處理。這樣得到的時號改正數稱為綜合時號改正數,它可以作為某些國家的乃至全球的世界時標準。在采用原子時以后,無線電時號一般均按協調世界時或原子時發播,不再發播準確的世界時時號仍有少數天文臺繼續發播,僅用特殊的加重訊號在協調世界時或原子時時號中附帶地將其近似值發播出去。在這種情況下,準確的世界時那么是在將天文測時資料和協調世界時進展比較
31、并進展數據處理以后以UT1-UTC或UT2-UTC的形式發表的,實質上就是提供世界時和協調世界時的準確差值的資料。目前世界時效勞的精度為±1毫秒左右。原子時效勞,以原子鐘為根底進展的效勞,將協調世界時或原子時二者僅差整秒數用無線電時號發播出去。時間效勞機構根據自己的原子鐘所發播的協調世界時或原子時稱為地方協調世界時或地方原子時。通過各種時間比對的手段,將各地方機構的原子鐘所示的原子時進展比較,經過綜合分析處理可以得到協調世界時或原子時的標準。國際時間局所提供的原子時標準稱為國際原子時。國際時間局定期發表UTCi-UTC的資料,其中UTC為國際協調世界時,UTCi為第i個天文臺所提供的
32、地方協調世界時。在采用原子時以前,天文臺利用大量的測時資料進展誤差處理,求出準確的世界時,在采用原子時以后,無線電時號一般均按協調世界時或原子時發播,不再發播準確的世界時時號,采用特殊的加重訊號在協調世界時或原子時時號中附帶的將其近似值發播出去,原子時效勞將協調世界時用無線電時號發播出去。 8.何謂歷法?常用的歷法有哪些?各有哪些特點?試舉例說明。答:歷法就是推算日,月,年的時間長度和它們之間的關系,制定時間順序的法那么,或歷法就是人為安排年、月、日的法那么。常用的歷法有太陽歷簡稱陽歷,太陰歷簡稱陰歷,陰陽歷。陽歷強調回歸年,陰歷強調朔望月,陰陽歷是即考慮回歸年又考慮朔望月。陽歷具有以下特點:
33、優點有歷年與回歸年同步,故月序與季節匹配較好;它的置閏為400年97閏或每4年一閏,世紀年份除盡400年是閏年。缺點:歷月人為安排,天數有28、29、30、31天4種,大小月排列不規律;四季長度不一有90、91和92天3種,上下半年也不相等;歲首元旦沒有天文意義;每個月的星期參數不固定;與月相變化天關,白白浪費了天賜的月相變化周期。陰歷:把朔望月29.5306天作為歷月的長度,歷年的長度:歷月×12354.3671天,與回歸年毫無關系。陰歷的歷月,規定單數的月為30天,雙數的月為29天,平均29.5天,并以新月始見為月首。12個月為一年,共354天然而12個朔望月的長度是354.36
34、71天,比歷年長0.3671天,30年共長11.013天。因此,陰歷以每30年為一個置閏周期,安排在第2、5、7、10、13、16、18、21、24、26、29各年12月底,有閏日的年稱為閏年,計355天。例如:回歷。但陰歷的歷年與回歸年相差太大,累計到一定的時期會出現月序與季節顛倒的現象,所以缺陷明顯。現在除了伊斯蘭國家還保存以外,別的地方早已擯棄了。陰陽歷是年,月并重,力求把朔望月作為歷月的長度,又用設置閏月的方法,力求把回歸年作為歷年長度的歷法。例如:中國夏歷。優點是把兩個天賜的周期都應用了,平均歷月是月球公轉周期,平均歷年是地球公轉周期。長期使用,對日、地、月三者的關系就不會生疏,看到
35、月份,就可知道在這一年中月球已繞地球轉了幾圈,看到日期就可知道月相。缺點是平年與閏年有一個月的差值,日期與季節的對應關系有一個月的錯動。當設置了二十四個節氣,時令是可以掌握的。我國夏歷與一般的陰陽歷除有共同特點外,還有它獨特的地方,表現在強調逐年逐月推算,以月相定以合朔為初一,以兩朔間隔日數定大、小月;以中氣定月序據所含中氣定月序,無中氣為閏月。二十四氣與陰陽歷并行使用,陰陽歷用于日常記事;二十四氣安排農事進程。干支記法,60年循環。 9.現行陽歷是如何演變的?答:陽歷主要是依據回歸年周期編歷的。現行公歷是由儒略歷奧古斯都歷格里歷開展而來的。現行公歷的演變過程如下:前46年,儒略·凱
36、撒制定新歷,又稱新太陽歷,它規定一個回歸年為365.25日,每年12個月,單月31日、雙月30天除2月29日全年365日,每隔三年置一閏,在閏年時2月份加一天,2月為30日,閏年為366日。由于僧侶執行置閏錯誤,奧古斯都對其做了修正,稱為奧古斯都歷,規定從公元前8到公元3年不置閏,以后又回到4年一閏,并把8月改為大月31日,這樣從2月份扣一日,平年閏年2月份為28日,閏年2月份為29日;形成1、3、5、7、8、10、12為大月,2、4、6、9、11是小月的歷法。由于4年一閏精度不夠,積累到一定時期春分日會發生變化,為了把春分日還是固定在3月21日,國際規定把1582年10月4日后一天作為10月
37、15日歷史空白10天,把4年一閏改為400年97閏,凡世紀年被400除盡才是閏年。這就是格里歷也是現行公歷。儒略歷每年12月,單月31天,雙月除2月29日外,其余30天,每隔三年置一潤,后奧古斯都把其改為1,3,5,7,8,10,12是大月,2,4,6,9,11,是小月,而且世界協商歷史空白10天,使春分日回到3月21日,后又把該歷法置閏制度修正為凡世紀年份能被400除盡者才是閏年,其余年份能被4除盡者為閏年,稱為格里歷,現行陽歷就是這樣演變的第四章星空區劃和四季星空1.何謂星空區劃?答:根據一定的法制,把天空劃分成一定的區域。在歷史上,不同的民族和地區都有自己的星空區劃。國際通行的星空區劃8
38、8個星座。中國古代的星空區劃-三垣,四象二十八宿。2.88個星座是如何確定的?北天有幾個?南天有幾個?黃道帶有幾個?試寫出黃道帶的主要星座。答:在公元前650年前后出現在"創世語錄"中的就有36個,其中北天、黃道帶和南天各12個。公元前270年左右在"天象詩"中共提到了44個星座。其中北天19個小熊、大熊、牧夫、天龍、仙王、仙后、仙女、英仙、三角、飛馬、海豚、御夫、武仙、天琴、天鵝、天箭、北冕、蛇夫等;黃道帶13個星座白羊、金牛、雙子、巨蟹、獅子、室女、螯、天蝎、人馬、摩羯、寶瓶、雙魚、駛;南天12個星座獵戶、犬、波江、天兔、鯨魚、南船、半人馬、天壇、長
39、蛇、巨爵、烏鴉等。1922年,國際天文學采納英國天文學家威廉·赫歇爾提出的星座用赤經線和赤緯線來劃分的建議,對歷史上沿用的星座名稱和范圍作了調整,取消了一些星座,最后確定全天星座為88個。其中北天19個,南天47個,黃道12個。黃道帶12個星座:雙魚、白羊、金牛、雙子、天秤、巨蟹、室女、獅子、天蝎、人馬、摩羯、寶瓶。之后,希臘著名的天文學家喜帕恰斯伊巴谷編制了一份含星數850顆的星表,他把蛇夫座分為長蛇座與蛇夫座,把半人馬座的東局部出來稱為豺狼座;把黃道帶上的駛并入金牛座,后來才劃歸蛇夫座。公元2世紀,希臘天文學家托勒密總結了古代天文學成就,寫成了巨著"天文學大成"
40、;,他把黃道帶的螯座改為天秤座,把犬座分為大犬和小犬,并增設小馬座和南冕座,到此合計有48個星座,北天星座的名稱根本上就確定下來了。到17世紀初,德國的天文學家拜爾15721625從航海學家西奧圖的記錄中得知南天的一些星座,他在"星辰觀測"一書中,除了上述48個星座之外,又增寫了南天極附近的12個星座:蜜蜂后改為蒼蠅、天鳥后改為天燕、蝘蜒、劍魚、天鶴、水蛇、印第安、孔雀、鳳凰、飛魚、杜鵑、南海。這樣,就有了60個星座。另外,北天的后發座之名早已有了,只是喜帕恰斯和托勒密的著作中一直沒有把它列進去。1624年天文學家巴爾茨斯在北天增設鹿豹、麒麟和天鴿3個星座,并在南天增設菱形
41、網座后稱網罟座;1669年,洛耶爾從南天的人馬座中別離出南十字座;1690年,波蘭天文學家在他編制的星表里又增加了7個北天星座:獵犬、蜥蜴后改為蝎虎、小獅、天貓、六分儀、盾牌和狐鵝后改為狐貍,至17世紀中,已確定星座73個。18世紀50年代,法國天文學家拉卡伊利到好望角作了四年17501754的天文觀測,并于1763年出版了包括3000顆星的星表,在表中,他命名了13個新星座,例如:玉作后改為玉夫、化學爐后為天爐、時鐘、抽氣唧筒后為唧筒、南極、矩尺、望遠鏡、顯微鏡、山案、繪架和羅盤。至此計有86個星座。之后,有些天文學家為了迎合統治者的心意或出于自己的愛好,竟隨心所欲地亂設星座,如有的因愛貓而
42、設"母貓"星座。因此,當時星座的名稱曾到達109個。最初,星座只指星群。隨著科學的開展,人們研究的天體越來越多,對這些天體位置確實定,需要對星空進展區劃。于是,在星座的概念中又增加了區域的含義,星座不只代表星群,而且還代表了這些星群所在的天區這在開篇曾介紹過。最初星座的界限是隨意確定的,沒有規律可循,只要將星座的亮星全部納入其中就行了,如英國天文學家弗蘭姆斯蒂所繪制的星座界限便是如此。1841年,英國天文學家威廉·赫歇爾提出星座用赤經線和赤緯線來劃分,這一建議以后被國際天文組織所采納,所以現在星空的界限雖然曲折和不規那么,但線條是平直的。1922年,國際天文學大會
43、召開,會議根據近代天文觀測成果,對歷史上沿用的星座名稱和范圍作了調整,取消了一些星座,最后確定全天星座為88個,除了上述86個之外,又把南船座拆為船帆、船底、船尾3個星座,故總數為88個其中北天29個,黃道12個,南天47個。1928年,國際天文聯合會正式公布了這88個星座,并規定以1875年的春分點和赤道為基準的赤經線和赤緯線作為劃分星座范圍的界限,從此,88個星座成為全球通用的星空區劃系統。3.簡述中國的三垣二十八宿。答:三垣指北天極的三個較大的天區,分別為:1紫微垣又稱中官或紫微官:為三垣的中垣,位居北天中央,作"皇宮"之意,多以帝族和朝官的名稱命名。2太微垣:為三垣
44、的上垣,位居于紫微垣之下的東北方,作"政府"之意,多用官名命名。3天市垣:為三垣的下垣,位居紫微垣之下的東南方,作"天上的集貿市場"之意,多以貨物,量具,市場,地名等命名。二十八宿:是中國古代星空區劃體系的主要組成局部,主要位于黃道區域,因之間跨度大小不均勻,又分四大星區,稱為四象。4.何謂星圖?主要類型有哪些?如何使用活動星圖?答:1星圖:是把天體在天球上的視位置投影到平面上面而繪成的圖,可用來表示天體的位置、亮度和形態等,它是天文觀測所必備的。2星圖的種類因劃分方法不同而不同,主要有:按投影分:有以天極為中心的極投影星圖,中緯度天區圓錐偽投影星圖,天
45、赤道或黃道為基準圓筒投影星圖;按用途分:有為認證某個天體或某種天象所在位置的星圖,有為比照前后發生變化的星圖;按內容分:有只繪恒星的星圖和繪有各種天體的星圖;按對象分:有供專業天文工作者使用的專門星圖,還有為天文愛好者編制的簡明星圖;按成圖手段分:有手繪星圖、照相星圖和計算機繪制的星圖等;按出版的形式分:有圖冊和掛圖等。3使用方法:使用時,旋轉底盤,是底盤上的日期和上盤時間正好與觀測的日期和時刻想吻合,那么上盤地平圈透明窗口內顯露出來的局部星象即為當時可見的星空。然后,把活動星圖舉過頭頂,是星圖上的南北方向同大自然的南北方向一致,便可以按圖所示去識別星座。5.何謂星表?主要類型有哪些?答:星表
46、:星表就是記載天體各種參數如坐標運動、星等、光譜型和特性的表冊,實際上就是天體的檔案。人們可以在星表中查知天體的根本情況,也可以按星表給出的坐標到星空中尋找所要了解的天體。星表類型因劃分標準不同而不同,如按制作手段就分可分出照相星表等等。著名的照相星表有德國天文學會編制的照相星表AGK1、AGK2、AGK3、美國耶魯大學天文臺編制的耶魯星表,好望角天文臺編制的照相星表等。為了專業的需要,有些天文學家編制了同一類或同一特性的天體的星表,如雙星星表、變星星表、高光度星、星表、磁星星表、白矮星星表,射電星表、光譜星表、星云星團表、紅移星表、銀河系星表、太陽系星表、彗星表、流星表等等。在星云星團表中,
47、現在常用的是以下三種:一是法國天文學家梅西葉在1784年編制的星云星團表,稱梅西葉表,用M表示,表中記有110個"星云星團",用數字編號表示,如M31,即仙女座大星云,經后人觀測,在110個"星云星團"中,只有幾個是真正的星云,其它都是河外星系;二是丹麥天文學家德雷耶于1888年編制的星團星云總表,簡稱NGC表,記有7840個星團星云;三是IC表,是NGC表的補充。6.何謂天球儀?如何使用天球儀?答:天球儀是用來表述各種天體坐標和演示天體視運動的天球模型,它將主要天體的視位置投影到球面上,而使其與實際星空相吻合。它可作為縮小了的星空一幅立體星圖。使用方法
48、:先作三項校正,然后再進展觀測。1緯度校正:轉動子午圈,使仰極在北點或南點的高度等于當地的地理緯度,使得天球儀正確顯示地面上某點的觀測者所見的星空。2方位校正:緯度校正后,移動天球儀,是天球儀上的方位與當地的實際方位相重合,這樣天球儀上所顯示的星際星空相一致了。3時間校正:假設要使天球儀上的星空與觀測時間的星空相符合,應先在黃道上找到當日視太陽的位置,并將當日視太陽置于午圈下,然后按照正午前1小時向東轉15度,正午后一小時向西轉15度的比例,轉動天球儀,調整到觀測時刻。此時,出現在地平圈以上的星空,就是當地可觀測的星空。假設的觀測時刻是時間,那么先換算為地方視時,再校正。7.簡述四季星空的特點
49、。答:1春季星空:大熊座高懸北天。春季星空最顯眼的是春季大三角,它是由牧夫座的大角星,室女座的角宿一和五帝座構成的。還有一顆亮星為獅子座的軒轅十四。2夏季星空:夏季星空最引人注目的是夏季大三角,它是由天鵝座的*四,天鷹座的牛郎星和天琴座的織女星構成的。夏季星空中的代表星座是位于南天正中的天蝎座,而該星座的最亮的一顆星為心宿二。人馬座位于夏季銀河最明亮的局部。3秋季星空:最靠近北天極的為仙后座。秋季星空最引人注目的是由飛馬座星、星、星和仙女座星構成的秋季四邊形。秋季星空中還有一顆在南天的亮星,即北落師門。4冬季星空:冬季星空中最顯眼的是冬季大三角,它是由小犬座的南河三,大犬座的天狼星和獵戶座的參
50、宿四構成的。除外,由小犬座南河三,大犬座天狼星,獵戶座的參宿七,金牛座的畢宿五,御夫座的五車二和雙子座的北河三構成冬季六邊形也讓人注目。第五章天文觀測工具和手段1.獲得宇宙信息的渠道有哪些?主要探測器有哪些?答:主要渠道有:1電磁波2宇宙線3中微子4引力子5其它如隕石、宇航取樣等主要探測器:各種粒子探測器空間探測器等2.人類探索宇宙的根本方法和工具主要從哪幾個方面進展?答:方法:從目視觀測到儀器望遠鏡、分光鏡、CCD、干預儀等觀測;從光學波段到射電波段、紅外波段、紫外波段、以致全波段;從地面觀測站到太空實驗室。主要工具:1望遠鏡包括光學觀測,射電觀測,空間觀測等;2光譜分析儀;3干預儀;等等。
51、3.簡述人造衛星-航天器的分類,組成和軌道特征答:航天器種類繁多,按是否載人,可分為無人航天器和載人航天器兩大類。假設按照所執行的任務和飛行方式可作進一步劃分。載人航天器可分為載人飛船、航天飛船、太空實驗室和空間站等幾種。航天器的組成見圖。航天器的軌道特征:航天器軌道是指航天器在太空中飛行時質心的運動軌跡。按航天器任務,一般可有人造衛星運行軌道,行星探測器軌道等幾類;按飛行范圍,又可分為繞地球質心運行段,繞月球質心運行段,繞太陽質心運行段和繞行星地球除外質心運行段等不同的階段。航天器的軌道一般由開普勒軌道和軌道攝動兩局部組成。1人造衛星軌道:人造衛星軌道是在地球引力作用下,環繞地球運動時其質心
52、的運動軌跡。一般衛星飛行高度500-600KM之間,多數運行方向和地球自轉一樣。第六章天體物理性質和距離的測量1.天體的亮度與視星等有何關系?答:用眼睛可直接觀測到天體輻射的可見光波段,人們對天體發光所感覺到的明亮程度稱為亮度。表示天體明暗程度的相對亮度并以對數標度測量的數值定義為視星等。星等是天文學史上傳統形成的表示天體亮度的一套特殊方法。星等越小,亮度越亮。星等相等1級,亮度相差2512倍。2.簡述天體光譜分析的原理。答;根據基爾霍夫定律:每一種元素都有自己光譜;每一種元素都能吸收它能發射的譜線。我們對天體的光譜進展分析就能知道它們的化學組成和物理性質。3.測定天體的距離有哪些方法&quo
53、t;答;不同的天體,距離測定的方法是不一樣的。例如:恒星距離的測定:1測定較近的恒星用三角視差法。2測定較遠的恒星用分光視差法3測定更遠的恒星用造父周光關系測距法。4測定極遠的恒星用譜線紅移法。4.如何對天體進展大小測量"答;不同的天體,大小測量的方法是不一樣的。對較近天體可以直接測角直徑再根據距離得出它們的大小,對恒星可用月掩星法,干預法,光度法測大小。5.天體質量測定有哪些方法"答;天體質量測定主要根據萬有引力定律。但不同的天體質量測定的具體方法有不同。例如:1地球質量的測定:早期測定地球質量的方法之一,是1798年英國學者卡文迪許設計的扭稱法。方法之二是天平法;現代用
54、人造地球衛星測定地球質量,是根據牛頓修正后的開普勒第三定律計算的。2月球質量的測定:通過測定地月系的質心位置,推算月、地質量比求出月球質量。3太陽質量的測定:通過地球對其繞轉用萬有引力定律來推導。4:行星質量的測定:對有衛星的行星可根據牛頓修正后的開普勒第三定理求質量,對沒有衛星的行星可用攝動法求質量5恒星質量的測定:迄今除太陽外,只對某些物理雙星的質量根據其軌道運動進展過直接測定。對其它恒星的質量,只能根據它們的光度進展間接測定。物理雙星質量的測定;單獨恒星質量的測定。6星系的測定質量:確定星系質量的常見方法有以下幾種:由星系的旋轉曲線確定質量旋渦星系或恒星速度的彌散確定質量橢圓星系;雙星系
55、質量確定可利用測定雙星的方法估計雙星系的質量。應用維里定律可求出星系團的質量。利用引力透鏡研究星系團質量。現代天文學家用哈勃望遠鏡作宇宙深處暴光拍攝,得到引力像后再進展計算求出質量。6.如何確定恒星的年齡"答;不同的恒星年齡測定方法不同。1赫羅圖法2估算法3利用放射性同位素7.何謂恒星的演化年齡"它怎樣說明恒星的年輕或年老"答:恒星的演化年齡=恒星的現有年齡/恒星的壽命。演化齡越接近1,恒星越老;演化齡越接近0,恒星越年輕。第七章太陽系1.托勒密的宇宙地心體系的要點是什么?現代人的評價如何?答:要點:1地球位于宇宙中心靜止不動。2每個行星都在一個叫"本輪
56、"的小圓形軌道上勻速轉動,但地球不是均輪中心,而是與圓心有一定的距離。他用這兩種運動的復合來解釋行星運動中的順行、逆行、合、留等現象。3水星和金星的本輪中心位于地球與太陽的連線上,本輪中心在均輪上一年轉一周;火星、木星和土星到它們各自的本輪中心的連線始終與地球到太陽連線平行,這三顆星每年繞其本輪中心轉一周。4恒星都位于被稱為"恒星天"的固體殼層上,日、月、行星除上述運動外,還與恒星一起每天繞地球轉一周,以此解釋各種天體的每天東升西落現象。現代人的評價:托勒密的宇宙地心體系是錯誤的,是唯心的。但是,在當時條件下,它所推算出的行星位置與實際觀測結果,是相當符合的。當時
57、認為這個宇宙體系似乎是符合情理的完美的數學圖解。只是后來被教會所利用,成為上帝創造世界的理論支柱。2.哥白尼的宇宙日心體系的要點是什么?現代人評價如何?答:要點:1地球不是宇宙的中心,太陽才是宇宙的中心。太陽運行的一年周期是地球每年繞太陽公轉一周的反映。2水星、金星、火星、木星、土星五顆行星同地球一樣,都在圓形軌道上勻速地繞太陽公轉。3月球是地球的衛星,它在以地球為中心的圓軌道上每月繞地球轉一周,同時月球又跟地球一起繞太陽公轉。4地球每天自轉一周,天穹實際不轉動,因地球自轉,才出現日月星辰每天東升西沒的周日運動,是地球自轉運動的反映。5恒星離地球比太陽遠得多。現代人的評價:由于科學水平及時代的
58、局限,哥白尼的日心體系也有缺陷。主要有三個:把太陽作為宇宙的中心,且認為恒星天是堅硬的恒星天殼;保存了地心說中的行星運動的完美的圓形軌道;認為地球勻速運動。然而哥白尼是第一個以科學向神權挑戰的人,他的歷史功績在于確認了地球不是宇宙的中心,從而給天文學帶來了一場根本性革命。哥白尼的宇宙日心體系是人類對天體和宇宙的認識過程中的一次飛躍,是唯物主義認識的勝利。3.太陽的根本構造如何?有何特點?答:太陽從中心到邊緣可以分為核反響區、輻射區、對流區和太陽大氣幾個組成局部。太陽大氣由里向外又可分為光球、色球和日冕三個層次。1核反響區是太陽的產能區。這里進展著四個氫核聚變成一個氦的熱核反響。在反響中損失的質量變成了能量,這樣才能連續不斷地維持著太陽輻射。2輻射區輻射從內部向外部轉移過程是屢次被物質吸收而又再次發射的過程。因此,從太陽核心到外表的行程,就逐步降低它的頻率
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