第二章 天球和天體

1、第二章第二章 天球和天體天球和天體第一節(jié)第一節(jié) 天球天球一、天球一、天球1 1、天球的定義、天球的定義 以地心為球心，以地心為球心，以無限遠(yuǎn)為半徑的假以無限遠(yuǎn)為半徑的假想球體，表示天體運(yùn)想球體，表示天體運(yùn)動(dòng)的輔助工具動(dòng)的輔助工具。天球示意圖天球示意圖 天球的半徑是任意的，所有天體，天球的半徑是任意的，所有天體，不論多遠(yuǎn)，都可以在天球上有它們的投影。不論多遠(yuǎn)，都可以在天球上有它們的投影。2 2、天球的特性、天球的特性它是一個(gè)假想的球體。它是一個(gè)假想的球體。它的半徑無限大。它的半徑無限大。所有的天體在天球上的位置都不是它的真實(shí)位所有的天體在天球上的位置都不是它的真實(shí)位置，而是投影在天球面上的視位置

2、。置，而是投影在天球面上的視位置。用天球球面上的視位置來表示天體，便于天體用天球球面上的視位置來表示天體，便于天體定位，在天文學(xué)上有實(shí)用意義。定位，在天文學(xué)上有實(shí)用意義。3.3.天體的視位置定義天體的視位置定義：從測(cè)站中心到天體的：從測(cè)站中心到天體的連線在天球上的交點(diǎn)，即天體在天球面上的連線在天球上的交點(diǎn)，即天體在天球面上的投影點(diǎn)，稱為天體的投影點(diǎn)，稱為天體的視位置視位置。4.4.天體以地心為中心時(shí)，叫天體以地心為中心時(shí)，叫地心天球地心天球。以太。以太陽為中心時(shí)，叫陽為中心時(shí)，叫日心天球日心天球。一般指地心天球一般指地心天球。二、天球的視運(yùn)動(dòng)二、天球的視運(yùn)動(dòng)1 1、天球周日運(yùn)動(dòng)天球周日運(yùn)動(dòng)：對(duì)

3、于地球觀測(cè)者，天球圍繞我對(duì)于地球觀測(cè)者，天球圍繞我們以與地球自轉(zhuǎn)相反的方向（向西），和相同的周們以與地球自轉(zhuǎn)相反的方向（向西），和相同的周期（期（1 1日）旋轉(zhuǎn)，這稱為日）旋轉(zhuǎn)，這稱為天球周日運(yùn)動(dòng)天球周日運(yùn)動(dòng)。周日圈周日圈：天體周日運(yùn)動(dòng)行經(jīng)的路線，天體愈近天：天體周日運(yùn)動(dòng)行經(jīng)的路線，天體愈近天極周日圈愈小，反之亦然。極周日圈愈小，反之亦然。2 2、太陽周年運(yùn)動(dòng)太陽周年運(yùn)動(dòng)：由于地球公轉(zhuǎn)，使太陽在天球：由于地球公轉(zhuǎn)，使太陽在天球上形成的以一年為周期的位置移動(dòng)，叫做上形成的以一年為周期的位置移動(dòng)，叫做太陽周年太陽周年運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，方向向東方向向東。太陽周年運(yùn)動(dòng)太陽周年運(yùn)動(dòng)方向向東方向向東( (與地球公

4、轉(zhuǎn)方向相同與地球公轉(zhuǎn)方向相同) )，其視行路線被稱為，其視行路線被稱為黃道黃道。1天球的視運(yùn)動(dòng)天球的視運(yùn)動(dòng)左左：地球公轉(zhuǎn)和太陽周年運(yùn)動(dòng)，二者都：地球公轉(zhuǎn)和太陽周年運(yùn)動(dòng)，二者都向東向東右右：地球自轉(zhuǎn)和天球周日運(yùn)動(dòng)，前者向東，后者：地球自轉(zhuǎn)和天球周日運(yùn)動(dòng)，前者向東，后者向西向西由于由于地球自轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)而隨而隨同整個(gè)天球的運(yùn)動(dòng)，同整個(gè)天球的運(yùn)動(dòng)，方向向西方向向西，日轉(zhuǎn)一周；，日轉(zhuǎn)一周；由于由于地球公轉(zhuǎn)地球公轉(zhuǎn)而相而相對(duì)于恒星的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于恒星的運(yùn)動(dòng)，方方向向東向向東，年巡天一周。，年巡天一周。太陽同時(shí)參與兩種相反的運(yùn)動(dòng)：太陽同時(shí)參與兩種相反的運(yùn)動(dòng)：春：中天獅子春：中天獅子 太陽太陽 飛馬飛馬夏：天蝎中

5、天夏：天蝎中天 太陽太陽 獵戶獵戶秋：飛馬中天秋：飛馬中天 太陽太陽 獅子獅子冬：獵戶中天冬：獵戶中天 太陽太陽 天蝎天蝎夜半中星隨季節(jié)的變化夜半中星隨季節(jié)的變化這是地球公轉(zhuǎn)的反映。由夜半中星的變化這是地球公轉(zhuǎn)的反映。由夜半中星的變化間接推出太陽周年運(yùn)動(dòng)。間接推出太陽周年運(yùn)動(dòng)。An Introduction to The Earth三、天球上的圓和點(diǎn)三、天球上的圓和點(diǎn)三個(gè)基本大圓：三個(gè)基本大圓：地平圈，天赤道，黃道地平圈，天赤道，黃道 地平圈地平圈：地平圈是通過地心，且垂直于當(dāng)?shù)劂U垂線的平：地平圈是通過地心，且垂直于當(dāng)?shù)劂U垂線的平面的無限擴(kuò)大，同天球相割而成的天球大圓。它把天球分面的無限擴(kuò)大，

6、同天球相割而成的天球大圓。它把天球分成可見和不可見兩部分。成可見和不可見兩部分。 天赤道天赤道：天赤道是地球赤道平面的無限擴(kuò)大，天球相割：天赤道是地球赤道平面的無限擴(kuò)大，天球相割而成的天球大圓。天赤道分天球?yàn)槟媳眱砂肭?；而成的天球大圓。天赤道分天球?yàn)槟媳眱砂肭颍?黃道黃道：黃道是地球公轉(zhuǎn)的軌道平面的無限擴(kuò)大，同天球：黃道是地球公轉(zhuǎn)的軌道平面的無限擴(kuò)大，同天球相割而成的天球大圓。它就是太陽周年運(yùn)動(dòng)的視行路線；相割而成的天球大圓。它就是太陽周年運(yùn)動(dòng)的視行路線； 大圓的極點(diǎn)：大圓的極點(diǎn)： 地平圈兩極：地平圈兩極： 天頂天頂(Z)和天底和天底(Z) 天赤道的兩極：天北極天赤道的兩極：天北極(P)和天南

7、極和天南極(P) 黃道的兩極：黃北極（黃道的兩極：黃北極（K）和黃南極（）和黃南極（K）大圓的交點(diǎn)：大圓的交點(diǎn)： 天赤道交地平圈：東點(diǎn)和西點(diǎn)；天赤道交地平圈：東點(diǎn)和西點(diǎn)； 黃道交天赤道：黃道交天赤道： 春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)。春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)。天球大圓的交點(diǎn)和遠(yuǎn)距點(diǎn)天球大圓的交點(diǎn)和遠(yuǎn)距點(diǎn) 左：左：地平圈與天赤道的交點(diǎn)（東、西）和遠(yuǎn)距點(diǎn)地平圈與天赤道的交點(diǎn)（東、西）和遠(yuǎn)距點(diǎn)( (南、北、上、下南、北、上、下) )；右：右：黃道與天赤道的交點(diǎn)（二分）和遠(yuǎn)距點(diǎn)（二至點(diǎn)和無名點(diǎn)）。黃道與天赤道的交點(diǎn)（二分）和遠(yuǎn)距點(diǎn)（二至點(diǎn)和無名點(diǎn)）。大圓的遠(yuǎn)距點(diǎn)：大圓的遠(yuǎn)距點(diǎn)：u地平圈對(duì)于天赤道：地平圈對(duì)于天赤道：南點(diǎn)和北點(diǎn)南

8、點(diǎn)和北點(diǎn)u天赤道對(duì)于地平圈：天赤道對(duì)于地平圈：上點(diǎn)和下點(diǎn)上點(diǎn)和下點(diǎn)u黃道對(duì)于天赤道：黃道對(duì)于天赤道：夏至點(diǎn)和冬至點(diǎn)夏至點(diǎn)和冬至點(diǎn)u天赤道對(duì)于黃道：天赤道對(duì)于黃道：無名點(diǎn)無名點(diǎn)四、天球坐標(biāo)四、天球坐標(biāo)1 1、球面坐標(biāo)系概說、球面坐標(biāo)系概說以基圈、始圈和終圈構(gòu)以基圈、始圈和終圈構(gòu)成一球面三角形；成一球面三角形；縱坐標(biāo)即緯度；縱坐標(biāo)即緯度；橫坐標(biāo)即經(jīng)度。橫坐標(biāo)即經(jīng)度。球面坐標(biāo)的一般模式球面坐標(biāo)的一般模式兩大類天球坐標(biāo)系兩大類天球坐標(biāo)系右旋坐標(biāo)系右旋坐標(biāo)系：與天球周日運(yùn)動(dòng)（地球自轉(zhuǎn)）聯(lián)系，：與天球周日運(yùn)動(dòng)（地球自轉(zhuǎn)）聯(lián)系，向西；向西；左旋坐標(biāo)系左旋坐標(biāo)系：與太陽周年運(yùn)動(dòng)（地球公轉(zhuǎn)）聯(lián)系，：與太陽周年運(yùn)

9、動(dòng)（地球公轉(zhuǎn)）聯(lián)系，向東。向東。2 2、地平坐標(biāo)系、地平坐標(biāo)系用途用途：表示天體在天空中的高度和方位及其周日變化：表示天體在天空中的高度和方位及其周日變化圓圈系統(tǒng)圓圈系統(tǒng)：地平圈，子午圈，卯酉圈：地平圈，子午圈，卯酉圈基本要點(diǎn)基本要點(diǎn)：基圈基圈：地平圈：地平圈輔圈輔圈：地平經(jīng)圈：地平經(jīng)圈原點(diǎn)原點(diǎn)：南點(diǎn)：南點(diǎn)始圈始圈：午圈：午圈緯度緯度：高度：高度經(jīng)度經(jīng)度：方位：方位 (0(0到到360360度，自南點(diǎn)沿地平圈向西度量）度，自南點(diǎn)沿地平圈向西度量）地平坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)：地平圈地平坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)：地平圈上上4 4個(gè)相距個(gè)相距9090的點(diǎn)：東、南、的點(diǎn)：東、南、西、北點(diǎn)；得到子午圈（過南、西、北點(diǎn)

10、；得到子午圈（過南、北點(diǎn)）和卯酉圈（過東、西點(diǎn)）北點(diǎn)）和卯酉圈（過東、西點(diǎn)）天體的地平坐標(biāo)：高度和方位天體的地平坐標(biāo)：高度和方位地平坐標(biāo)系的作用：地平坐標(biāo)系的作用：地平坐標(biāo)系能把天體在當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐奶炜瘴恢玫仄阶鴺?biāo)系能把天體在當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐奶炜瘴恢弥庇^地、生動(dòng)地表示出來。直觀地、生動(dòng)地表示出來。例如，若某人造衛(wèi)星在某時(shí)刻的地平坐標(biāo)值例如，若某人造衛(wèi)星在某時(shí)刻的地平坐標(biāo)值為：方位為：方位270270，高度，高度4545，則說明，此時(shí)該人，則說明，此時(shí)該人造衛(wèi)星在正東方的天空，其仰角為造衛(wèi)星在正東方的天空，其仰角為4545。 中天中天天體在周日視運(yùn)動(dòng)過程中，其高度和方位角都在不天體在周日視運(yùn)動(dòng)過程中，其高

11、度和方位角都在不斷改變。當(dāng)天體恰在觀測(cè)者子午圈位置時(shí)，叫做天斷改變。當(dāng)天體恰在觀測(cè)者子午圈位置時(shí)，叫做天體的體的中天；中天；每個(gè)天體每天都有兩次中天，當(dāng)天體高度達(dá)到最大每個(gè)天體每天都有兩次中天，當(dāng)天體高度達(dá)到最大時(shí)的中天，亦即距天頂較近的中天，叫做天體的時(shí)的中天，亦即距天頂較近的中天，叫做天體的上上中天中天；當(dāng)天體高度達(dá)到最小時(shí)的中天，亦即距天底；當(dāng)天體高度達(dá)到最小時(shí)的中天，亦即距天底較近的中天，叫做天體的較近的中天，叫做天體的下中天下中天。3、第一赤道坐標(biāo)系、第一赤道坐標(biāo)系(時(shí)角坐標(biāo)系時(shí)角坐標(biāo)系)用途用途：用于時(shí)間度量；：用于時(shí)間度量；圓圈系統(tǒng)圓圈系統(tǒng)：天赤道，子午圈和六時(shí)圈；：天赤道，子午

12、圈和六時(shí)圈；基本要點(diǎn)基本要點(diǎn)：基圈基圈：天赤道：天赤道原點(diǎn)原點(diǎn)：上點(diǎn)：上點(diǎn)始圈始圈：午圈：午圈輔圈輔圈：赤經(jīng)圈（時(shí)圈）：赤經(jīng)圈（時(shí)圈）緯度緯度：赤緯：赤緯經(jīng)度經(jīng)度：時(shí)角自上點(diǎn)沿天赤道向西度量：時(shí)角自上點(diǎn)沿天赤道向西度量An Introduction to The Earth( (上上) ) 第一赤道坐標(biāo)系的圓圈第一赤道坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)。天赤道上系統(tǒng)。天赤道上4 4個(gè)相距個(gè)相距9090的的點(diǎn)：東、西、上、下點(diǎn)；得到點(diǎn)：東、西、上、下點(diǎn)；得到子午圈和六時(shí)圈。子午圈和六時(shí)圈。（下）（下） 天體第一赤道天體第一赤道坐標(biāo)系：赤緯和時(shí)角坐標(biāo)系：赤緯和時(shí)角4 4、地平坐標(biāo)系與第一赤道坐標(biāo)系的比較、地平坐標(biāo)系

13、與第一赤道坐標(biāo)系的比較相同點(diǎn)相同點(diǎn): : 都是右旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系都是右旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系, ,經(jīng)度都是向西度量；經(jīng)度都是向西度量； 始圈都是午圈始圈都是午圈; ;不同點(diǎn)不同點(diǎn): : 基圈不同，原點(diǎn)不同基圈不同，原點(diǎn)不同聯(lián)系聯(lián)系: : 仰極高度仰極高度 = = 天頂赤緯天頂赤緯 = = 當(dāng)?shù)鼐暥犬?dāng)?shù)鼐暥妊鰳O高度天頂赤緯當(dāng)?shù)鼐暥妊鰳O高度天頂赤緯當(dāng)?shù)鼐暥?地平地平座標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系；座標(biāo)系和第一赤道坐標(biāo)系； 始始圈相同（午圈）但基圈不同，因而高度不同于赤緯，方位不同于時(shí)角；圈相同（午圈）但基圈不同，因而高度不同于赤緯，方位不同于時(shí)角； 二者二者的具體差異與當(dāng)?shù)氐木暥扔嘘P(guān)；的具體差異與當(dāng)?shù)氐木暥扔嘘P(guān)； 仰極仰極

14、高度體現(xiàn)地平系統(tǒng)與第一赤道向系統(tǒng)的關(guān)系。高度體現(xiàn)地平系統(tǒng)與第一赤道向系統(tǒng)的關(guān)系。 5 5、第二赤道坐標(biāo)系、第二赤道坐標(biāo)系 用途用途：表示天體在天球上的位置；：表示天體在天球上的位置； 圓圈系統(tǒng)圓圈系統(tǒng)：天赤道，二分圈和二至圈；：天赤道，二分圈和二至圈； 基本要點(diǎn)基本要點(diǎn)： 基圈基圈：天赤道；：天赤道； 原點(diǎn)原點(diǎn)：春分點(diǎn)；：春分點(diǎn)； 始圈始圈：春分圈；：春分圈； 輔圈輔圈：赤經(jīng)圈（時(shí)圈）；：赤經(jīng)圈（時(shí)圈）； 緯度緯度：赤緯，與第一赤道坐標(biāo)系相同；：赤緯，與第一赤道坐標(biāo)系相同； 經(jīng)度經(jīng)度：赤經(jīng)，自春分點(diǎn)沿天赤道向東度量。：赤經(jīng)，自春分點(diǎn)沿天赤道向東度量。（下）（下） 第二赤道坐標(biāo)系的圓圈第二赤道坐

15、標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)。天赤道上系統(tǒng)。天赤道上4 4個(gè)相距個(gè)相距9090的的點(diǎn)：二分點(diǎn)和二個(gè)無名點(diǎn)；得點(diǎn)：二分點(diǎn)和二個(gè)無名點(diǎn)；得到二分圈和二至圈。到二分圈和二至圈。 （上）（上） 天體第二赤道坐標(biāo)系：天體第二赤道坐標(biāo)系：赤緯和赤經(jīng)赤緯和赤經(jīng) 春分點(diǎn)和天球上任何一點(diǎn)一樣也參加周春分點(diǎn)和天球上任何一點(diǎn)一樣也參加周日運(yùn)動(dòng)。它在天球上連續(xù)兩次由東向西通過日運(yùn)動(dòng)。它在天球上連續(xù)兩次由東向西通過某地子午圈的時(shí)間間隔，叫做某地子午圈的時(shí)間間隔，叫做恒星日恒星日。恒星恒星時(shí)以春分點(diǎn)上中天的時(shí)刻作為起標(biāo)點(diǎn)。時(shí)以春分點(diǎn)上中天的時(shí)刻作為起標(biāo)點(diǎn)。6 6、恒星時(shí)、恒星時(shí)7 7、黃道坐標(biāo)系、黃道坐標(biāo)系用途用途：表示日月行星的位置

16、及其運(yùn)動(dòng)；：表示日月行星的位置及其運(yùn)動(dòng)；圓圈系統(tǒng)圓圈系統(tǒng)：黃道，無名圈和二至圈；：黃道，無名圈和二至圈；基本要點(diǎn)：基本要點(diǎn)： 基圈基圈：黃道；：黃道； 原點(diǎn)原點(diǎn)：春分點(diǎn)；：春分點(diǎn)； 始圈始圈：無名圈；：無名圈； 輔圈輔圈：黃經(jīng)圈；：黃經(jīng)圈； 緯度緯度：黃緯；：黃緯； 經(jīng)度經(jīng)度：黃經(jīng)，自春分點(diǎn)沿黃道向東度量（為使：黃經(jīng)，自春分點(diǎn)沿黃道向東度量（為使 太陽的黃經(jīng)太陽的黃經(jīng)“與日俱增與日俱增”）。）。An Introduction to The Earth黃道坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)。黃道坐標(biāo)系的圓圈系統(tǒng)。黃道上黃道上4 4個(gè)相距個(gè)相距9090的點(diǎn)：二分的點(diǎn)：二分點(diǎn)和二至點(diǎn)；得到無名圈和二點(diǎn)和二至點(diǎn)；得到無

17、名圈和二至圈。至圈。天體的黃道坐標(biāo)系：天體的黃道坐標(biāo)系：黃緯和黃經(jīng)黃緯和黃經(jīng) 相同點(diǎn)相同點(diǎn)：都是左旋坐標(biāo)系；都是左旋坐標(biāo)系； 原點(diǎn)都是春分點(diǎn)；原點(diǎn)都是春分點(diǎn)；不同點(diǎn)不同點(diǎn)：始圈不同；基圈不同。始圈不同；基圈不同。8. 8. 第二赤道坐標(biāo)系與黃道坐標(biāo)系的第二赤道坐標(biāo)系與黃道坐標(biāo)系的區(qū)別和聯(lián)系區(qū)別和聯(lián)系 第二赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系：赤經(jīng)和黃經(jīng)都向東度量：第二赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系：赤經(jīng)和黃經(jīng)都向東度量：有共同的原點(diǎn)（春分點(diǎn)）。但第一赤道坐標(biāo)系以天赤道為基圈，有共同的原點(diǎn)（春分點(diǎn)）。但第一赤道坐標(biāo)系以天赤道為基圈，春分圈為始圈；黃道坐標(biāo)系以黃道為基圈，以無名圈為始圈。春分圈為始圈；黃道坐標(biāo)系以黃道為

18、基圈，以無名圈為始圈。所以，赤緯不同于黃緯，赤經(jīng)不同于黃經(jīng)。所以，赤緯不同于黃緯，赤經(jīng)不同于黃經(jīng)。第二赤道坐標(biāo)系和第二赤道坐標(biāo)系和黃道坐標(biāo)系黃道坐標(biāo)系A(chǔ)n Introduction to The Earth9 9、第一赤道坐標(biāo)系與第二赤道坐標(biāo)系、第一赤道坐標(biāo)系與第二赤道坐標(biāo)系 的區(qū)別和聯(lián)系的區(qū)別和聯(lián)系相同點(diǎn)相同點(diǎn)：基圈相同；基圈相同； 赤緯相同；赤緯相同；不同點(diǎn)不同點(diǎn)：原點(diǎn)不同；原點(diǎn)不同； 始圈不同；始圈不同； 度量方式不同；度量方式不同；An Introduction to The Earth二者通過赤經(jīng)與時(shí)角聯(lián)系二者通過赤經(jīng)與時(shí)角聯(lián)系S（恒星時(shí)）（恒星時(shí)）= tr(春分點(diǎn)時(shí)角春分點(diǎn)時(shí)角)S

19、（恒星時(shí)）（恒星時(shí)）= t(恒星的時(shí)角恒星的時(shí)角)+a （恒星的赤經(jīng)）（恒星的赤經(jīng)）恒星中天：恒星中天：t = 0則則S（恒星時(shí)）（恒星時(shí)）= a （恒星中天的赤經(jīng)）（恒星中天的赤經(jīng)） 基圈相同（天赤基圈相同（天赤道）因而有相關(guān)的緯度道）因而有相關(guān)的緯度（赤緯）但始圈不同，（赤緯）但始圈不同，因而時(shí)角不同于赤經(jīng)；因而時(shí)角不同于赤經(jīng)； 二者的具體差異二者的具體差異于當(dāng)時(shí)的恒星時(shí)有關(guān)；于當(dāng)時(shí)的恒星時(shí)有關(guān)； 恒星時(shí)即春分點(diǎn)恒星時(shí)即春分點(diǎn)的時(shí)角，或上點(diǎn)的赤經(jīng)。的時(shí)角，或上點(diǎn)的赤經(jīng)。天體赤經(jīng)天體當(dāng)時(shí)時(shí)天體赤經(jīng)天體當(dāng)時(shí)時(shí)角當(dāng)時(shí)恒星時(shí)角當(dāng)時(shí)恒星時(shí)S（恒星時(shí)）（恒星時(shí)）= tr(春分點(diǎn)時(shí)角春分點(diǎn)時(shí)角)S（恒星

20、時(shí)）（恒星時(shí)）= t*(恒星的時(shí)角恒星的時(shí)角)+a*（恒星的赤經(jīng)）（恒星的赤經(jīng)）恒星中天：恒星中天：t* = 0則則S（恒星時(shí)）（恒星時(shí)）= a*（恒星中天的（恒星中天的赤經(jīng)）赤經(jīng)）第一赤道坐標(biāo)系第一赤道坐標(biāo)系 和第和第二赤道坐標(biāo)系二赤道坐標(biāo)系第二節(jié)第二節(jié) 星座、星表和星名星座、星表和星名一、星座一、星座 星座星座：為了便于認(rèn)識(shí)恒星，古代天文學(xué)把天球上的：為了便于認(rèn)識(shí)恒星，古代天文學(xué)把天球上的恒星分成許多群落，叫做恒星分成許多群落，叫做星座星座。 1928年，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)正式公布國(guó)際通用的年，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)正式公布國(guó)際通用的88個(gè)星座方案。個(gè)星座方案。 同時(shí)規(guī)定以同時(shí)規(guī)定以1875年的春

21、分點(diǎn)和赤道為基準(zhǔn)。根據(jù)年的春分點(diǎn)和赤道為基準(zhǔn)。根據(jù)88個(gè)星座在天球上的不同位置和恒星出沒的情況，又劃成個(gè)星座在天球上的不同位置和恒星出沒的情況，又劃成五大區(qū)域，即五大區(qū)域，即北天拱極星座（北天拱極星座（5個(gè)）個(gè)）、北天星座（北天星座（4090，19個(gè)）個(gè)）、黃道十二星座黃道十二星座、赤道帶星座（赤道帶星座（10個(gè)）個(gè)）、南天星座（南天星座（-30-90，42個(gè)）個(gè)）。我國(guó)古代把天空分為我國(guó)古代把天空分為三垣二十八宿三垣二十八宿三三垣垣是北天極周圍的是北天極周圍的3 3個(gè)區(qū)域，即紫微垣、太微垣、個(gè)區(qū)域，即紫微垣、太微垣、天市垣。天市垣。 二十八宿二十八宿是在黃道和白道附近的是在黃道和白道附近的2

22、828個(gè)區(qū)域，即東方七個(gè)區(qū)域，即東方七宿，南方七宿，西方七宿，北方七宿。宿，南方七宿，西方七宿，北方七宿。 東方青龍所屬七宿是東方青龍所屬七宿是：角、亢、氐、房、心、尾、箕：角、亢、氐、房、心、尾、箕 南方朱雀所屬七宿是南方朱雀所屬七宿是：井、鬼、柳、星、張、翼、軫：井、鬼、柳、星、張、翼、軫 西方白虎所屬七宿是西方白虎所屬七宿是：奎、婁、胃、昴、畢、觜、參：奎、婁、胃、昴、畢、觜、參 北方玄武所屬七宿是北方玄武所屬七宿是：斗、牛、女、虛、危、室、壁：斗、牛、女、虛、危、室、壁二、星圖和星表二、星圖和星表我國(guó)：我國(guó)：我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)代編制的我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)代編制的甘甘石星經(jīng)石星經(jīng)，載有，載有121121顆

23、恒顆恒星的位置，是世界上最早星的位置，是世界上最早的星表。的星表。石刻星圖石刻星圖也屬我過最早，也屬我過最早，我國(guó)南宋黃裳所作的石刻我國(guó)南宋黃裳所作的石刻星圖現(xiàn)保存于蘇州市博物星圖現(xiàn)保存于蘇州市博物館。館。甘石星經(jīng)甘石星經(jīng)石刻星圖石刻星圖二、星圖和星表二、星圖和星表西方：西方：星云星團(tuán)新總表星云星團(tuán)新總表梅西耶天體梅西耶天體（Messier Objects 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱M）星云星團(tuán)新總表星云星團(tuán)新總表（NEW General Catalogue of Nebula and Clusters of Stars）是目前廣泛使用是目前廣泛使用的星團(tuán)、星云和星系的一個(gè)基本星表，簡(jiǎn)稱的星團(tuán)、星云和星系的一個(gè)

24、基本星表，簡(jiǎn)稱NGC，它由丹麥天文學(xué)家德雷爾根據(jù)英國(guó)天文學(xué)家赫歇它由丹麥天文學(xué)家德雷爾根據(jù)英國(guó)天文學(xué)家赫歇爾家族早期星表于爾家族早期星表于1888年編制的。星表包含約年編制的。星表包含約8000個(gè)天體個(gè)天體 ，后增至，后增至13000個(gè)天體。個(gè)天體。星星 表表梅西耶天體梅西耶天體（Messier Objects 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱M）它涵蓋它涵蓋了天區(qū)各角落之星云、星團(tuán)及星系等天體共了天區(qū)各角落之星云、星團(tuán)及星系等天體共110個(gè)，是法國(guó)個(gè)，是法國(guó)18世紀(jì)中期一位著名天文學(xué)家查理斯世紀(jì)中期一位著名天文學(xué)家查理斯梅西耶（梅西耶（Charles Messier），以小口徑望遠(yuǎn)鏡對(duì)），以小口徑望遠(yuǎn)鏡對(duì)天上觀測(cè)到

25、的天體編排成的星表。天上觀測(cè)到的天體編排成的星表。 星星 表表三、星名三、星名星名星名：每個(gè)星座內(nèi)的恒星，都按其視亮度的大每個(gè)星座內(nèi)的恒星，都按其視亮度的大小來排列。其名稱為星座名小來排列。其名稱為星座名+希臘字母。如小希臘字母。如小熊座熊座，獵戶座，獵戶座等。等。隨著觀測(cè)儀器的進(jìn)步，觀測(cè)到的天體越來越多，隨著觀測(cè)儀器的進(jìn)步，觀測(cè)到的天體越來越多，現(xiàn)代天文觀測(cè)者所采用的命名法是編號(hào)法，以現(xiàn)代天文觀測(cè)者所采用的命名法是編號(hào)法，以某種星座中星編排的號(hào)碼來代替星座和星名。某種星座中星編排的號(hào)碼來代替星座和星名。如如NGC、M等。等。第三節(jié)第三節(jié) 天文學(xué)的距離單位天文學(xué)的距離單位天文單位天文單位(AU

26、)(AU)：地月系質(zhì)心相對(duì)于太陽的平均距離，：地月系質(zhì)心相對(duì)于太陽的平均距離，通常也指日地平均距離，相當(dāng)于通常也指日地平均距離，相當(dāng)于1.49601.496010108 8kmkm，用來，用來表示太陽系內(nèi)天體之間的距離。表示太陽系內(nèi)天體之間的距離。光年光年：9.46059.460510101212km=6.324km=6.32410104 4AUAU秒差距秒差距: :天體的周年視差為天體的周年視差為11時(shí)與地球的距離，主要時(shí)與地球的距離，主要用于量度太陽系外天體的距離用于量度太陽系外天體的距離 1 1秒差距秒差距3.08573.085710101313kmkm206 265AU206 265A

27、U 3.2621y 3.2621y 第四節(jié)第四節(jié) 天體系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)天體系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)一、天體一、天體天體天體：宇宙間的物質(zhì)形體。通常不把行星際空間的彌漫物：宇宙間的物質(zhì)形體。通常不把行星際空間的彌漫物質(zhì)以及各種微粒輻射流等稱為天體。質(zhì)以及各種微粒輻射流等稱為天體。自然天體自然天體：用肉眼和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡能觀察到的天體用肉眼和光學(xué)望遠(yuǎn)鏡能觀察到的天體：恒星、行星、小行恒星、行星、小行星、衛(wèi)星、彗星、流星、銀河星云、星團(tuán)、銀河系、河外星、衛(wèi)星、彗星、流星、銀河星云、星團(tuán)、銀河系、河外星系等。星系等。用射電望遠(yuǎn)鏡能觀察到的天體用射電望遠(yuǎn)鏡能觀察到的天體：白矮星、脈沖星和中子星，白矮星、脈沖星和中子星，紅外源、

28、射電源、紅外源、射電源、x x射線、射線、射線、類星體等。射線、類星體等。用間接方法或天體物理方法探測(cè)存在的天體用間接方法或天體物理方法探測(cè)存在的天體：黑矮星、黑黑矮星、黑洞、白洞等。洞、白洞等。人造天體人造天體：人造地球衛(wèi)星、宇宙火箭及其殘骸：人造地球衛(wèi)星、宇宙火箭及其殘骸碎片，行星際飛船和空間實(shí)驗(yàn)室等。碎片，行星際飛船和空間實(shí)驗(yàn)室等。天球內(nèi)的主要天體是恒星和星云。天球內(nèi)的主要天體是恒星和星云。1 1、恒星、恒星恒星恒星：一般由稠密的物一般由稠密的物質(zhì)組成，主要成分是氫。質(zhì)組成，主要成分是氫。具有巨大的質(zhì)量，很高具有巨大的質(zhì)量，很高的溫度和很大的體積，的溫度和很大的體積，自身能夠發(fā)光和發(fā)熱的

29、自身能夠發(fā)光和發(fā)熱的天體。天體。2.2.星云和星際物質(zhì)星云和星際物質(zhì)星云星云是由氣體和塵埃組成的云霧狀天體。是由氣體和塵埃組成的云霧狀天體。大麥哲倫星云大麥哲倫星云小麥哲倫星云小麥哲倫星云星云按發(fā)光表現(xiàn)分為兩類：星云按發(fā)光表現(xiàn)分為兩類： 暗星云暗星云 亮星云亮星云 彌漫星云彌漫星云，本身發(fā)射暗弱輻射，外形不規(guī)則；，本身發(fā)射暗弱輻射，外形不規(guī)則； 反射星云反射星云，因反射附近亮星的光而發(fā)亮；，因反射附近亮星的光而發(fā)亮； 行星狀星云行星狀星云，典型的形態(tài)是表面有亮度很高，典型的形態(tài)是表面有亮度很高的圓盤或圓環(huán)；的圓盤或圓環(huán)； 超新星遺跡超新星遺跡，高速，高速膨脹的氣體云膨脹的氣體云，是，是恒星爆恒

30、星爆發(fā)時(shí)拋射的物質(zhì)。發(fā)時(shí)拋射的物質(zhì)。 從地面拍到的大小麥哲倫星云從地面拍到的大小麥哲倫星云上圖上圖 ：礁湖星云（：礁湖星云（M8）位于人馬座，是銀河上位于人馬座，是銀河上最亮的部分之一最亮的部分之一 下圖下圖 ：玫瑰星云：玫瑰星云星云中的星團(tuán)星云中的星團(tuán)NGC2244，吹開氣體，使星云看起來吹開氣體，使星云看起來像一朵玫瑰花像一朵玫瑰花彌彌 漫漫 星星 云云 女巫女巫頭星云頭星云(IC2118)，星云，星云并不會(huì)發(fā)光并不會(huì)發(fā)光，星云中的，星云中的星際塵星際塵埃埃反射參宿七反射參宿七的的星光。參星光。參宿位宿位于星云右邊一張照片寬度之外于星云右邊一張照片寬度之外的遠(yuǎn)處。的遠(yuǎn)處。星云是星云是藍(lán)色的

31、，這是藍(lán)色的，這是因?yàn)閰⑺奁咭驗(yàn)閰⑺奁呖词强词撬{(lán)色的藍(lán)色的，也，也是是因?yàn)樾请H塵埃的顆粒對(duì)藍(lán)光的因?yàn)樾请H塵埃的顆粒對(duì)藍(lán)光的散射效率比紅光要好。散射效率比紅光要好。反反 射射 星星 云云這是位于天兔座的行星狀星這是位于天兔座的行星狀星云云IC418，距地球約兩千光年。，距地球約兩千光年。右上角是天壇座行星狀星云右上角是天壇座行星狀星云針狀星云，左下角是行星狀針狀星云，左下角是行星狀星云星云IC44C6超新星超新星1987A遺跡遺跡（空間望遠(yuǎn)鏡（空間望遠(yuǎn)鏡1994年年2月圖像）月圖像） 星際物質(zhì)星際物質(zhì)星際物質(zhì)星際物質(zhì)，是指恒星際空間中存在的，是指恒星際空間中存在的各種物質(zhì)，有種類繁多的原子、分子

32、和塵各種物質(zhì)，有種類繁多的原子、分子和塵埃。埃。3 3、行星行星 行星是沿著一定的軌道（一般是橢圓形軌道）環(huán)繞行星是沿著一定的軌道（一般是橢圓形軌道）環(huán)繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的天體。它本身不發(fā)光，由于反射了中心天體恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的天體。它本身不發(fā)光，由于反射了中心天體的光才被觀測(cè)到。的光才被觀測(cè)到。4 4、小行星、小行星 在火星和木星軌道之間有數(shù)量龐大的巖石狀小天體，在火星和木星軌道之間有數(shù)量龐大的巖石狀小天體，被稱為被稱為小行星小行星。5 5、彗星、彗星彗星是一種繞太陽運(yùn)行、接近太彗星是一種繞太陽運(yùn)行、接近太陽時(shí)會(huì)產(chǎn)生彌漫的氣體包層并往陽時(shí)會(huì)產(chǎn)生彌漫的氣體包層并往往出現(xiàn)發(fā)光長(zhǎng)尾的小天體。往出現(xiàn)發(fā)光長(zhǎng)尾的小天體

33、。彗星本質(zhì)上是在偏心率很大的軌彗星本質(zhì)上是在偏心率很大的軌道上繞日運(yùn)行的冰凍物質(zhì)；道上繞日運(yùn)行的冰凍物質(zhì)；彗星的奇特外貌是它通過近日點(diǎn)彗星的奇特外貌是它通過近日點(diǎn)前后的暫時(shí)現(xiàn)象前后的暫時(shí)現(xiàn)象。彗星的結(jié)構(gòu)彗星的結(jié)構(gòu)（1 1）彗星）彗星的的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)v慧核慧核v慧發(fā)慧發(fā)v慧尾慧尾離子慧離子慧尾尾：較直、較長(zhǎng)：較直、較長(zhǎng)塵塵?；哿；畚参玻狠^短，曲率較大：較短，曲率較大v氫云氫云 彗星結(jié)構(gòu)彗星結(jié)構(gòu)（2 2）彗星的軌道可以是橢圓、拋物線和雙曲線）彗星的軌道可以是橢圓、拋物線和雙曲線橢圓橢圓：周期彗星：周期彗星拋物線拋物線：非周期彗星：非周期彗星雙曲線雙曲線：非周期彗星：非周期彗星（3 3）彗星繞太陽公轉(zhuǎn)的

34、周期長(zhǎng)短不同）彗星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期長(zhǎng)短不同哈雷彗星軌道示意圖哈雷彗星軌道示意圖 探測(cè)器拍攝到的哈雷彗星彗核探測(cè)器拍攝到的哈雷彗星彗核 哈雷彗星哈雷彗星彗星彗星百武彗星百武彗星百武彗星百武彗星海爾海爾-波譜彗星波譜彗星6 6、流星和流星體、流星和流星體 行星際空間的塵埃微粒行星際空間的塵埃微粒和固體塊進(jìn)入地球大氣層，和固體塊進(jìn)入地球大氣層，與大氣分子發(fā)生劇烈摩擦而與大氣分子發(fā)生劇烈摩擦而燃燒發(fā)光，在夜間天空中表燃燒發(fā)光，在夜間天空中表現(xiàn)為一條光跡，這種現(xiàn)象就現(xiàn)為一條光跡，這種現(xiàn)象就叫叫流星流星；造成流星現(xiàn)象的微；造成流星現(xiàn)象的微粒稱為粒稱為流星體流星體。下半夜的流星多而且明亮下半夜的流星多而且明

35、亮下半夜出現(xiàn)的流星比下半夜出現(xiàn)的流星比上半夜多，而且也比較明上半夜多，而且也比較明亮。原因在于下半夜的流亮。原因在于下半夜的流星是由與地球迎面相遇或星是由與地球迎面相遇或地球趕上流星，而上半夜地球趕上流星，而上半夜只是追上地球的流星。只是追上地球的流星。 流星雨流星雨在天空某一區(qū)域某在天空某一區(qū)域某一段時(shí)間內(nèi)流星數(shù)目會(huì)一段時(shí)間內(nèi)流星數(shù)目會(huì)顯著增多，每小時(shí)幾十顯著增多，每小時(shí)幾十條甚至更多，看上去就條甚至更多，看上去就象下雨一樣，這種現(xiàn)象象下雨一樣，這種現(xiàn)象稱為稱為流星雨流星雨。 獅子座流星雨獅子座流星雨獅子座流星雨平常年份流星數(shù)目并不多，只是每隔獅子座流星雨平常年份流星數(shù)目并不多，只是每隔33

36、年才有一次程度不等、規(guī)模較大的流星暴出現(xiàn)，這年才有一次程度不等、規(guī)模較大的流星暴出現(xiàn)，這33年就年就是母體彗星軌道運(yùn)動(dòng)的周期。是母體彗星軌道運(yùn)動(dòng)的周期。獅子座流星雨獅子座流星雨獅子座流星雨獅子座流星雨獅子座流星雨獅子座流星雨一些主要的流星群一些主要的流星群名名 稱稱可見日期可見日期出現(xiàn)率極大日期出現(xiàn)率極大日期有關(guān)彗星有關(guān)彗星天琴座流星群天琴座流星群4月月20日日4月月24日日4月月22日日1861寶瓶座寶瓶座流星群流星群5月月2日日5月月7日日5月月5日日哈雷哈雷天琴座天琴座流星群流星群7月月22日日8月月1日日7月月31日日無無英仙座流星群英仙座流星群7月月27日日8月月16日日8月月12日

37、日1862獵戶座流星群獵戶座流星群10月月17日日10月月25日日10月月21日日哈雷哈雷金牛座流星群金牛座流星群10月月25日日11月月25日日11月月8日日恩克恩克獅子座流星群獅子座流星群11月月16日日11月月19日日11月月17日日1866坦普爾塔特爾坦普爾塔特爾雙子座流星群雙子座流星群12月月7日日12月月15日日12月月14日日無無7、隕星隕星如果流星體如果流星體沒有完全燃燒而沒有完全燃燒而墜落到地表，便墜落到地表，便稱之為稱之為隕星隕星。8 8、星系、星系大量的恒星和星際物質(zhì)組成的集合體叫大量的恒星和星際物質(zhì)組成的集合體叫星系星系。太陽。太陽系所屬的星系，叫系所屬的星系，叫銀河系

38、銀河系。河外星系河外星系：銀河系以外的星系統(tǒng)稱：銀河系以外的星系統(tǒng)稱河外星系河外星系；星系群星系群：相互鄰近的星系結(jié)合成星系群；銀河系所：相互鄰近的星系結(jié)合成星系群；銀河系所屬的星系群，叫屬的星系群，叫本星系群本星系群；星系團(tuán)星系團(tuán)：比星系群更加龐大的天體系統(tǒng)。一個(gè)星系：比星系群更加龐大的天體系統(tǒng)。一個(gè)星系團(tuán)包含幾百甚至幾千個(gè)星系；團(tuán)包含幾百甚至幾千個(gè)星系；總星系總星系：比星系團(tuán)更高一級(jí)的天空世界為總星系。：比星系團(tuán)更高一級(jí)的天空世界為總星系。包括現(xiàn)有觀測(cè)工具所能涉及的全部宇宙空間和已被包括現(xiàn)有觀測(cè)工具所能涉及的全部宇宙空間和已被察覺的察覺的1010億個(gè)星系。億個(gè)星系。旋渦星系旋渦星系草帽星系

39、草帽星系網(wǎng)狀星系網(wǎng)狀星系M51是位于獵犬座的一個(gè)典型的旋渦星系，距離約是位于獵犬座的一個(gè)典型的旋渦星系，距離約2千千3百百萬光年。直徑約萬光年。直徑約6萬萬5千光年，是最明亮也最美麗的星系之千光年，是最明亮也最美麗的星系之一。旁邊是另一個(gè)小些的星系一。旁邊是另一個(gè)小些的星系.位于仙女座的位于仙女座的M31，是距離我們銀河系最近的主要星系。它被，是距離我們銀河系最近的主要星系。它被認(rèn)為是一個(gè)與銀河系相似的星系，估計(jì)有認(rèn)為是一個(gè)與銀河系相似的星系，估計(jì)有10億顆恒星。億顆恒星。M31距距離我們約離我們約2百萬光年，目前我們對(duì)它的大部情況還不清楚。百萬光年，目前我們對(duì)它的大部情況還不清楚。 哲學(xué)宇宙

40、哲學(xué)宇宙 宇宙無限；宇宙無限； 空間無限：無邊無際（無邊界，形狀和中心）；空間無限：無邊無際（無邊界，形狀和中心）； 時(shí)間無盡：無始無終（無起源，年齡和壽命）。時(shí)間無盡：無始無終（無起源，年齡和壽命）。 科學(xué)宇宙科學(xué)宇宙：指總星系：指總星系 時(shí)間上有起源、空間上有邊界；時(shí)間上有起源、空間上有邊界；二、宇宙二、宇宙大爆炸大爆炸宇宙學(xué)宇宙學(xué)（Big-bang cosmology，1929）在宇宙膨脹理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來。在宇宙膨脹理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來。主要觀點(diǎn)主要觀點(diǎn)：宇宙有一段由熱到冷的演化史。在宇宙有一段由熱到冷的演化史。在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系并不是靜止的。而是在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系并不是靜止

41、的。而是在不斷地膨脹，使物質(zhì)密度從密到稀地演化。，不斷地膨脹，使物質(zhì)密度從密到稀地演化。，這一從熱到冷，從密到稀的過程如同一次規(guī)模這一從熱到冷，從密到稀的過程如同一次規(guī)模巨大的爆發(fā)。巨大的爆發(fā)。大爆炸宇宙學(xué)模型大爆炸宇宙學(xué)模型大爆炸模型描述的宇宙的誕生、演化（1 1）大爆炸）大爆炸 宇宙開始于一個(gè)初始奇點(diǎn)。宇宙開始于一個(gè)初始奇點(diǎn)。（2 2）宇宙爆漲）宇宙爆漲 根據(jù)現(xiàn)有的粒子物理理論，可推根據(jù)現(xiàn)有的粒子物理理論，可推知大爆炸后知大爆炸后1010-43-43秒的情況。秒的情況。（3 3）4 4秒鐘以后秒鐘以后 溫度降至溫度降至109K109K以下。以下。（4 4）3 3分鐘之后分鐘之后 溫度降到溫

42、度降到108K108K。（5 5）隨后的）隨后的100100萬年萬年 （6 6）今日宇宙大約已有）今日宇宙大約已有100100多億年了多億年了大爆炸的整個(gè)過程：大爆炸的整個(gè)過程：v 大爆炸模型能統(tǒng)一地解釋以下幾個(gè)觀測(cè)大爆炸模型能統(tǒng)一地解釋以下幾個(gè)觀測(cè)事實(shí)事實(shí)：所有所有恒星都是在溫度下降后產(chǎn)生的，因而任何天體恒星都是在溫度下降后產(chǎn)生的，因而任何天體的年齡都應(yīng)比溫度下降至今天這一段時(shí)間為短，即的年齡都應(yīng)比溫度下降至今天這一段時(shí)間為短，即應(yīng)小于應(yīng)小于 200 200 億年。各種天體年齡的測(cè)量證明了這一億年。各種天體年齡的測(cè)量證明了這一點(diǎn)。點(diǎn)。觀測(cè)到河外天體有系統(tǒng)性的譜線位移，而且紅移與觀測(cè)到河外天體

43、有系統(tǒng)性的譜線位移，而且紅移與距離大體呈正比。如果用多普勒效應(yīng)來解釋、那么距離大體呈正比。如果用多普勒效應(yīng)來解釋、那么紅移就是宇宙膨脹的反映。紅移就是宇宙膨脹的反映。在各種不同天體上，氦豐度相當(dāng)大，而且大都在各種不同天體上，氦豐度相當(dāng)大，而且大都是是 30%30%。用恒星核反應(yīng)機(jī)制不足以說明為什么。用恒星核反應(yīng)機(jī)制不足以說明為什么有如此多的氦。而根據(jù)大爆炸理論，早期溫度有如此多的氦。而根據(jù)大爆炸理論，早期溫度產(chǎn)生很高，產(chǎn)生氦的效率也很高，則可以說明產(chǎn)生很高，產(chǎn)生氦的效率也很高，則可以說明這一事實(shí)。這一事實(shí)。根據(jù)宇宙膨脹速度，以及氦豐度等，可以具體根據(jù)宇宙膨脹速度，以及氦豐度等，可以具體計(jì)算宇宙

44、每一具體歷史時(shí)期的溫度。大爆炸理計(jì)算宇宙每一具體歷史時(shí)期的溫度。大爆炸理論的創(chuàng)始人之一的伽莫夫曾預(yù)言，今天的宇宙論的創(chuàng)始人之一的伽莫夫曾預(yù)言，今天的宇宙已經(jīng)很冷，只有絕對(duì)溫度幾度。已經(jīng)很冷，只有絕對(duì)溫度幾度。19651965年，在微年，在微波波段上，果然探測(cè)到具有熱輻射譜的微波背波波段上，果然探測(cè)到具有熱輻射譜的微波背景輻射，溫度約景輻射，溫度約3K3K。 上述觀測(cè)事實(shí)無論在定性上還是在定量上都同上述觀測(cè)事實(shí)無論在定性上還是在定量上都同大爆炸理論的預(yù)言相符。但是，在星系的起源和各大爆炸理論的預(yù)言相符。但是，在星系的起源和各向同性分布等方面，大爆炸宇宙學(xué)還存在著一些未向同性分布等方面，大爆炸宇宙

45、學(xué)還存在著一些未解決的困難問題。解決的困難問題。第五節(jié) 恒 星 由內(nèi)部能源產(chǎn)生輻由內(nèi)部能源產(chǎn)生輻射而發(fā)光的大質(zhì)量球狀射而發(fā)光的大質(zhì)量球狀天體。太陽就是一顆典天體。太陽就是一顆典型的恒星。型的恒星。恒星的空間速度及其兩個(gè)分量：視向速度恒星的空間速度及其兩個(gè)分量：視向速度和切向速度（自行）。和切向速度（自行）。一一. . 恒星及其自行恒星及其自行恒星空間速度的恒星空間速度的兩個(gè)分量：兩個(gè)分量：視向速度視向速度和和切向速度切向速度。 恒星自行恒星自行：恒星的切：恒星的切向速度在天球上表現(xiàn)向速度在天球上表現(xiàn)的位移叫的位移叫自行自行. . 北斗七星的自行及形狀變化恒星的自行恒星的自行 ，沒有統(tǒng)，沒有統(tǒng)一

46、的方向和速率；一的方向和速率；自行最快的恒星是蛇自行最快的恒星是蛇夫座的巴納得星它的夫座的巴納得星它的切向速度每年切向速度每年10.31。二、恒星的發(fā)光和光譜二、恒星的發(fā)光和光譜1 1、恒星的發(fā)光、恒星的發(fā)光 要有巨大的質(zhì)量；要有巨大的質(zhì)量； 恒星演化史上某個(gè)階段的現(xiàn)象。恒星演化史上某個(gè)階段的現(xiàn)象。2、恒星的光譜恒星的光譜 “如果由產(chǎn)生連續(xù)譜的光源發(fā)出的光穿過比較冷如果由產(chǎn)生連續(xù)譜的光源發(fā)出的光穿過比較冷的氣體（或蒸氣），那么氣體就從光譜的全部光線的氣體（或蒸氣），那么氣體就從光譜的全部光線中只吸收那些它自己在熾熱狀態(tài)下發(fā)射的光中只吸收那些它自己在熾熱狀態(tài)下發(fā)射的光線線” 克希霍夫克?；舴?在

47、多數(shù)恒星的內(nèi)部，溫度高且發(fā)出連續(xù)光譜；在多數(shù)恒星的內(nèi)部，溫度高且發(fā)出連續(xù)光譜；恒星外層大氣的溫度較低，其中的物質(zhì)就對(duì)內(nèi)部來恒星外層大氣的溫度較低，其中的物質(zhì)就對(duì)內(nèi)部來的連續(xù)譜輻射進(jìn)行了的連續(xù)譜輻射進(jìn)行了“選擇吸收選擇吸收”，于是就在連續(xù)，于是就在連續(xù)譜上形成了外層大氣物質(zhì)的譜上形成了外層大氣物質(zhì)的吸收線吸收線。2、恒星的光譜恒星的光譜 通過對(duì)恒星光譜的觀測(cè)和分析研究，我們了通過對(duì)恒星光譜的觀測(cè)和分析研究，我們了解到恒星表面大氣層的溫度、壓力、密度、化學(xué)解到恒星表面大氣層的溫度、壓力、密度、化學(xué)元素的成分、質(zhì)量、體積、自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、距離和空元素的成分、質(zhì)量、體積、自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、距離和空間運(yùn)動(dòng)等一系列物理

48、化學(xué)性質(zhì)。間運(yùn)動(dòng)等一系列物理化學(xué)性質(zhì)。 光譜中的吸收線和發(fā)射線反映恒星化學(xué)組成光譜中的吸收線和發(fā)射線反映恒星化學(xué)組成( (化學(xué)組成大同小異，主要成分是氫化學(xué)組成大同小異，主要成分是氫) )； 恒星的光譜反映恒星溫度的高低。恒星的光譜反映恒星溫度的高低。恒星光譜類型表1恒星光譜的分類光譜型光譜型 恒星表面溫度恒星表面溫度 恒星顏色恒星顏色光譜型主要特點(diǎn)光譜型主要特點(diǎn)O4000025000K藍(lán)色藍(lán)色有電離的譜線，氫線減弱有電離的譜線，氫線減弱 B2500012000K藍(lán)白色藍(lán)白色中性氦譜線，氫線增強(qiáng)中性氦譜線，氫線增強(qiáng)A115007700K白色白色氫線特強(qiáng)，并有電離鈣的譜線氫線特強(qiáng)，并有電離鈣的譜

49、線F76006100K黃白色黃白色電離鈣及金屬線強(qiáng)，氫線減弱電離鈣及金屬線強(qiáng)，氫線減弱G60005000K黃色黃色電離鈣及金屬線強(qiáng)，氫線弱電離鈣及金屬線強(qiáng)，氫線弱K49003700K紅橙色紅橙色電離鈣及金屬線強(qiáng)，電離鈣及金屬線強(qiáng)，有部分有部分CH和和CN吸收帶吸收帶M36002600K紅色紅色氧化鈦分子帶很強(qiáng)，金屬線很強(qiáng)氧化鈦分子帶很強(qiáng)，金屬線很強(qiáng)三、多普勒效應(yīng)三、多普勒效應(yīng)紅移紅移：天體光天體光譜如果發(fā)生了紅移（波的頻率降低，譜如果發(fā)生了紅移（波的頻率降低，波長(zhǎng)變長(zhǎng)），表明該天體正在退行；波長(zhǎng)變長(zhǎng)），表明該天體正在退行；紫移紫移：若譜線發(fā)生紫移（波的頻率升高，波長(zhǎng)變：若譜線發(fā)生紫移（波的頻率

50、升高，波長(zhǎng)變短），該天體就在向我們接近。短），該天體就在向我們接近。四、恒星亮度和光度四、恒星亮度和光度亮度亮度：恒星的明暗程度；：恒星的明暗程度；光度光度：恒星本身的發(fā)光強(qiáng)度：恒星本身的發(fā)光強(qiáng)度 ；星等星等：視星等：視星等m m和絕對(duì)星等和絕對(duì)星等M M；視星等視星等: :亮度等級(jí)；亮度等級(jí)；絕對(duì)星等絕對(duì)星等: :光度等級(jí)；光度等級(jí)； 星等越小，亮度越大。星等越小，亮度越大。 若相鄰兩星等的亮度比率若相鄰兩星等的亮度比率(級(jí)數(shù)的公比級(jí)數(shù)的公比)為為R，則，則 R5 =100 5lgR=2 lgR = 0.4 R=2.512 星等相差星等相差1等，恒星的亮度相差等，恒星的亮度相差2.512倍倍

51、 ； 星等以等差級(jí)數(shù)增大，亮度以等比級(jí)數(shù)遞減；星等以等差級(jí)數(shù)增大，亮度以等比級(jí)數(shù)遞減； 太陽的亮度是一等星亮度的太陽的亮度是一等星亮度的(2.512)27.74=1300億倍。億倍。假設(shè)有兩個(gè)恒星，其亮度為假設(shè)有兩個(gè)恒星，其亮度為E和和E0，星等為，星等為m和和m0。則：。則： E0/E=2.512m-m0兩邊取對(duì)數(shù)，且有兩邊取對(duì)數(shù)，且有 lg2.512=0.4，得：，得： lgE0-lgE=0.4(m-m0 ) m-m0=2.5(lgE0- lgE) 如果取零等星如果取零等星(m0=0)的亮度的亮度E0=1，則，則 m=-2.5lgE普森公式普森公式，只要是明確的零星等和它的標(biāo)準(zhǔn)亮度只要是明

52、確的零星等和它的標(biāo)準(zhǔn)亮度即平均亮度，就可以根據(jù)恒星的亮度即平均亮度，就可以根據(jù)恒星的亮度E推算視星等推算視星等m恒星的亮度與其距離遠(yuǎn)近有關(guān)。恒星的亮度與其距離遠(yuǎn)近有關(guān)。光源的視亮度光源的視亮度與其距離的平方成反比與其距離的平方成反比;為了比較不同恒星的光度，必須移到同一為了比較不同恒星的光度，必須移到同一 距離距離上，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離為上，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離為10秒差距秒差距，合，合32.6光年；光年；標(biāo)準(zhǔn)距離標(biāo)準(zhǔn)距離10秒差距下的恒星亮度稱秒差距下的恒星亮度稱絕對(duì)亮度絕對(duì)亮度，其星等稱其星等稱絕對(duì)星等。絕對(duì)星等。 設(shè)設(shè)EM表示絕對(duì)亮度，表示絕對(duì)亮度， M 表示表示絕對(duì)星等，絕對(duì)星等，Em表示視亮度，表

53、示視亮度， m表示視星等，表示視星等，d表示實(shí)際距離，表示實(shí)際距離，則則 EM/Em=2.512(m-M) 恒星恒星亮度與距離平方成反比，亮度與距離平方成反比， 設(shè)設(shè)10秒差距時(shí)秒差距時(shí)的亮度為的亮度為EM，如以秒差距為單位，則：如以秒差距為單位，則：EM/Em= d2/102 d2/102 =2.512(m-M)d2/102 =2.512(m-M)兩邊取對(duì)數(shù)，且有兩邊取對(duì)數(shù)，且有l(wèi)g2.512=0.4，則：，則：2lgd-2=0.4(m-M ) m-M =5lgd-5M=m+5-5lgd只要測(cè)定恒星的絕對(duì)星等，便可求知該星的距離。只要測(cè)定恒星的絕對(duì)星等，便可求知該星的距離。請(qǐng)計(jì)算太陽的絕對(duì)星

54、等請(qǐng)計(jì)算太陽的絕對(duì)星等太陽的絕對(duì)星等太陽的絕對(duì)星等M=-26.74+5-5lg(4.8481310(-6) =-26.78+5-5*(-5.31)=4.73 太陽的絕對(duì)星等為太陽的絕對(duì)星等為4.73等。等。 赫羅圖赫羅圖(Hertzsprung-Russel diagram，簡(jiǎn)寫為簡(jiǎn)寫為H-R diagram)是是丹麥丹麥天文學(xué)家天文學(xué)家赫茨普龍赫茨普龍及由及由美國(guó)美國(guó)天文學(xué)家天文學(xué)家羅素羅素分分別于別于1911年和年和1913年各自獨(dú)立提出的。年各自獨(dú)立提出的。橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)恒星的恒星的光譜型光譜型，因恒星的光譜型與表面溫度有關(guān)，因恒星的光譜型與表面溫度有關(guān) ，因此橫坐標(biāo)也表示恒星的因此橫坐標(biāo)

55、也表示恒星的表面溫度表面溫度?？v坐標(biāo)縱坐標(biāo)恒星的恒星的絕對(duì)星等絕對(duì)星等，因絕對(duì)星等是光度的一種量度，因絕對(duì)星等是光度的一種量度 , , 因此縱坐標(biāo)也表示恒星的因此縱坐標(biāo)也表示恒星的光度光度。 五、赫羅圖五、赫羅圖光譜光譜- -光度圖通常也光度圖通常也叫赫羅圖。它以恒星叫赫羅圖。它以恒星的光譜型（或溫度）的光譜型（或溫度）為橫坐標(biāo)，以它的光為橫坐標(biāo)，以它的光度（或絕對(duì)星等）為度（或絕對(duì)星等）為縱坐標(biāo)，每顆恒星按縱坐標(biāo)，每顆恒星按照各自的光譜型和光照各自的光譜型和光度，在圖上占有一定度，在圖上占有一定的位置。太陽位于主的位置。太陽位于主星序的中部，可見它星序的中部，可見它是一顆很典型的恒星是一顆很

56、典型的恒星。光譜光譜- -光度圖光度圖恒星演化機(jī)制模型：恒星演化機(jī)制模型： 白矮星白矮星誕生誕生 主序星主序星 紅巨星紅巨星 中子星中子星 黑黑 洞洞赫羅圖的應(yīng)用求主序星的距離求主序星的距離：只需知道恒星的光譜型，便：只需知道恒星的光譜型，便可從它在赫羅圖主星序的相應(yīng)位置，直接得知可從它在赫羅圖主星序的相應(yīng)位置，直接得知其光度，再根據(jù)恒星的視亮度，就能按平方反其光度，再根據(jù)恒星的視亮度，就能按平方反比定律求知其距離比定律求知其距離 反映恒星的演化過程反映恒星的演化過程1 1、單星，雙星，星團(tuán)、單星，雙星，星團(tuán)2 2、變星，新星，超新星、變星，新星，超新星3 3、巨星，超巨星，白矮星、巨星，超巨

57、星，白矮星4 4、脈沖星，中子星、脈沖星，中子星六、恒星的多樣性六、恒星的多樣性 英仙座英仙座中一個(gè)黯淡的雙星系統(tǒng)，中一個(gè)黯淡的雙星系統(tǒng)，距離地球距離地球2525光年，編號(hào)為光年，編號(hào)為Gliese623Gliese623。 19941994年年6 6月哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的暗星體月哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的暗星體照相機(jī)記錄了這一張可分辨照相機(jī)記錄了這一張可分辨Gliese623Gliese623雙星系統(tǒng)中單獨(dú)恒星的照雙星系統(tǒng)中單獨(dú)恒星的照片。這兩顆恒星相距片。這兩顆恒星相距2 2億哩，這個(gè)距億哩，這個(gè)距離大約是地球與太陽距離的兩倍。離大約是地球與太陽距離的兩倍。 雙星雙星雙星雙星（光學(xué)雙星、物理雙星）（光學(xué)

58、雙星、物理雙星）1 1、單星，雙星，星團(tuán)、單星，雙星，星團(tuán)疏散星團(tuán)：昴星團(tuán)疏散星團(tuán)：昴星團(tuán) 、畢星團(tuán)、畢星團(tuán)星團(tuán)星團(tuán)（疏散星團(tuán)、球狀星團(tuán)）（疏散星團(tuán)、球狀星團(tuán)）1 1、單星，雙星，星團(tuán)、單星，雙星，星團(tuán)昴星團(tuán)昴星團(tuán): :昴星團(tuán)由大約昴星團(tuán)由大約10001000多顆恒星組成，眼睛直接看到多顆恒星組成，眼睛直接看到的只有六七顆，它離我們約的只有六七顆，它離我們約417417光年。光年。 疏散星團(tuán)疏散星團(tuán)1 1、單星，雙星，星團(tuán)、單星，雙星，星團(tuán)球狀星團(tuán)球狀星團(tuán)半人馬座內(nèi)的半人馬座內(nèi)的星團(tuán)星團(tuán)南天肉眼可見。在南天肉眼可見。在5050光年直徑的范圍內(nèi)有一百萬顆以上的恒星。光年直徑的范圍內(nèi)有一百萬顆以上

59、的恒星。 武仙座中的球狀星團(tuán)武仙座中的球狀星團(tuán) 2、變星，新星，超新星、變星，新星，超新星(1)變星變星亮度會(huì)隨時(shí)間變化的恒星，稱為亮度會(huì)隨時(shí)間變化的恒星，稱為變星變星。外因變星外因變星：雙星的兩顆子星相互掩食，稱為：雙星的兩顆子星相互掩食，稱為食變食變星星（食雙星）；（食雙星）；內(nèi)因變星內(nèi)因變星：脈動(dòng)變星脈動(dòng)變星和和新星新星、超新星超新星脈動(dòng)變星：脈動(dòng)變星：星體發(fā)生有節(jié)奏的大規(guī)模運(yùn)動(dòng)的恒星星體發(fā)生有節(jié)奏的大規(guī)模運(yùn)動(dòng)的恒星動(dòng)畫為連續(xù)拍攝的動(dòng)畫為連續(xù)拍攝的變星圖像處理而成，變星圖像處理而成，中間偏下為中間偏下為變星變星。 2、變星，新星，超新星、變星，新星，超新星1975年天鵝年天鵝座新星爆發(fā)前

60、座新星爆發(fā)前1975年天鵝年天鵝座新星爆發(fā)后座新星爆發(fā)后新星：新星：亮度在短時(shí)間亮度在短時(shí)間內(nèi)（幾小時(shí)至幾天）內(nèi)（幾小時(shí)至幾天）突然劇增，然后緩慢突然劇增，然后緩慢減弱的一類變星，星減弱的一類變星，星等增加的幅度多數(shù)在等增加的幅度多數(shù)在9 9等到等到1414等之間。等之間。2、變星，新星，超新星、變星，新星，超新星超新星超新星1987A爆發(fā)前后的圖片爆發(fā)前后的圖片2、變星，新星，超新星、變星，新星，超新星超新星超新星：爆發(fā)規(guī)模：爆發(fā)規(guī)模更大的變星，亮度更大的變星，亮度的增幅為新星的數(shù)的增幅為新星的數(shù)百至數(shù)千倍（相當(dāng)百至數(shù)千倍（相當(dāng)于再增加于再增加6 6至至9 9個(gè)星個(gè)星等）。等）。 發(fā)現(xiàn)于發(fā)現(xiàn)