天文學(xué)w03星空運(yùn)轉(zhuǎn)與周日視運(yùn)動(dòng)

1、上回說(shuō)到：天文學(xué)的研究對(duì)象，空間和時(shí)間的尺度；天文學(xué) “遠(yuǎn)在天邊，近在眼前”；現(xiàn)代天文學(xué)的全波段觀測(cè)，和20世紀(jì)60年代的四大天文發(fā)現(xiàn)。1關(guān)于本課程：星空運(yùn)轉(zhuǎn)與周日視運(yùn)動(dòng)；天球和天球坐標(biāo)系；時(shí)間與歷法；天文望遠(yuǎn)鏡；太陽(yáng)、地球、太陽(yáng)系；恒星的形成和演化；白矮星、中子星和黑洞；銀河系；星系和宇宙；地外生命與地外文明。2關(guān)于本課程：星空運(yùn)轉(zhuǎn)與周日視運(yùn)動(dòng)!天球和天球坐標(biāo)系；時(shí)間與歷法；天文望遠(yuǎn)鏡；太陽(yáng)、地球、太陽(yáng)系；恒星的形成和演化；白矮星、中子星和黑洞；銀河系；星系和宇宙；地外生命與地外文明。3天文學(xué)第三周星空運(yùn)轉(zhuǎn)與周日視運(yùn)動(dòng)4在這星空中我們看到了什么？除了亮閃閃的星星點(diǎn)點(diǎn)，還是星星點(diǎn)點(diǎn)。亮度 星等

2、位置 星座5一、天體的亮度和視星等6視 星 等（apparent magnitude）星等最早是由古希臘天文學(xué)家喜帕恰斯制定的，他把自己編制的星表中的1022顆恒星按照亮度劃分為6個(gè)等級(jí)，即1等星到6等星。1850年，英國(guó)天文學(xué)家普森(Pogson)通過(guò)精確的測(cè)量發(fā)現(xiàn)1等星要比6等星亮100倍。也就是說(shuō)，差一個(gè)星等，亮度就相差2.512倍。根據(jù)這個(gè)關(guān)系，星等就有了科學(xué)的定義。在清澈、晴朗且沒(méi)有月亮的夜晚，肉眼能夠看到最暗大概6.5等，因此北半球整個(gè)天空大概能看到3000顆星。喜帕恰斯Hipparchus（約公元前190年前120年，中國(guó)西漢初期）7一等星二等星三等星四等星五等星六等星8星等亮度

3、越亮的星，它的視星等越小。人眼對(duì)亮度的感覺(jué)與客觀亮度的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系，能夠感知光線在很大范圍內(nèi)的變化星等的測(cè)量和計(jì)算9曾經(jīng)的0等星-織女星(Vega) 在幾十年前，織女星一直被天文學(xué)家用來(lái)做亮度定標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)星，其亮度被定義為0等?？椗遣皇敲總€(gè)季節(jié)都能看到?？椗瞧鋵?shí)是顆變星 : 亮度有微小的周期性變化。0.03等10視星等是人們從地球上觀察星體亮度的度量。由于不同的星與地球的距離不同，所以視星等并不能指示出恒星本身的發(fā)光強(qiáng)度。名稱星等牛郎星0.77等織女星0.03等天狼星（最亮的恒星）-1.45等比鄰星（半人馬座星）11.05等金星（最亮?xí)r）-4.6等木星（最亮?xí)r）-2.94等太陽(yáng)-26.7等

4、滿月-12.8等11我們所說(shuō)的視星等一般是指可見(jiàn)光波段(390-750 nm)、肉眼看到的亮度。天文學(xué)研究不同溫度、不同類型的天體，需要對(duì)不同波段的亮度進(jìn)行量化的測(cè)量。顏色 溫度顏色和色指數(shù)12顏色和色指數(shù)常用的Johnson濾光片系統(tǒng)13色指數(shù)(Color index)是恒星顏色的一種量度，它定義為恒星的兩個(gè)不同波長(zhǎng)段測(cè)得的星等之差（比如U-B, B-V）。由于人眼對(duì)黃綠光敏感，而照相底片對(duì)藍(lán)光敏感，在照相底片上的藍(lán)色恒星比目視要亮一些，而紅色恒星比目視要暗一些。因此蘭色星的色指數(shù)為負(fù)值而紅色星的色指數(shù)為正值。利用色指數(shù)可以定義恒星的色溫度。溫度不同的恒星，發(fā)出的光分布在不同的波段。顏色 溫

5、度顏色和色指數(shù)14不同溫度的恒星獵戶座獵戶座15二、星座與四季星空16 認(rèn)識(shí)星空可以幫助我們認(rèn)識(shí)恒星位置，增進(jìn)欣賞浩瀚宇宙之情趣，以及擴(kuò)充對(duì)宇宙的視野。 古埃及天狼星在日出之前出現(xiàn)于東方之時(shí) ( 約當(dāng)時(shí)夏至 ) 尼羅河三角洲便開始泛濫，帶來(lái)肥沃的土壤。北極星是早期航海家導(dǎo)航定位之參考，即身處現(xiàn)代的我們偶爾也會(huì)利用其來(lái)確認(rèn)方向。(南半球則用南十字座來(lái)幫助尋找正南方。)17星 座（constellation）天上絕大多數(shù)星，相對(duì)之間的位置是不變的，稱為恒星。古時(shí)候的人們，利用星與星之間的相對(duì)位置，來(lái)對(duì)星進(jìn)行定位。人們把天空分成幾個(gè)區(qū)域，將一些位置相近的星聯(lián)系起來(lái)，組成星座。將星組成星座基本上是一個(gè)

6、隨意的過(guò)程，并沒(méi)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。 因而，不同的文明就會(huì)有不同的星座定義。18星座與星名我們祖先早就給天上的亮星起了名：有的根據(jù)神話故事，如牛郎星、織女星、天狼星、老人星等；有的依據(jù)中國(guó)28宿命名，如角宿一，心宿二，婁宿三，參宿四和畢宿五等；有的根據(jù)顏色命名，如大火(心宿二)；還有的依據(jù)恒星所在的天區(qū)命名，如天關(guān)星，北河二，北河三，天津四，五車二和南門二等。19 二十八宿，又名二十八舍，為日月舍。最初古代人為比較日月五星的運(yùn)動(dòng)而選擇的二十八個(gè)星官，作為觀測(cè)時(shí)的標(biāo)志宿或舍有“停留”的意思。月亮的恒星周期為27.3天，將月亮的運(yùn)行軌道分為28個(gè)部分，則月亮每個(gè)晚上停留一處。通過(guò)28個(gè)星宿，月亮又回到原

7、來(lái)的地方。所以，28宿又稱為28舍。東蒼龍：角，亢，氐，房，心，尾，箕北玄武：斗，牛，女，虛，危，室，壁西白虎：奎，婁，胃，昴，畢，觜，參南朱雀：井，鬼，柳，星，張，翼，軫辰星（水星），太白（金星），熒惑（火星），歲星（木星），鎮(zhèn)星（土星）20西方星座21西方星座西方星座最早始于巴比倫時(shí)代（約5000年前），由一群牧羊人創(chuàng)造。公元2世紀(jì)（漢朝時(shí)期），托勒密在古巴比倫星座的基礎(chǔ)上將全天分為四十八個(gè)星座，結(jié)合神話故事取定了它們的名字15-17世紀(jì)（中國(guó)明清時(shí)期），歐洲大航海時(shí)代到來(lái)。星空成為了航海家們天然的燈塔。而與此同時(shí)，大航海也使人們有機(jī)會(huì)看到了從前未能看到過(guò)的位于南半球之上的天空，使得新的星

8、座不斷得以增加。1928年，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）確定了全天八十八個(gè)星座及星座界線，其中北天二十八個(gè)，黃道十二個(gè)，南天四十八個(gè)。托勒密（ 127年-151年）古希臘天文學(xué)家、地理學(xué)家，著天文學(xué)大成十三卷和地理學(xué)指南八卷22大熊家族：包括10個(gè)星座，大熊座、小熊座、天龍座、獵犬座、牧夫座、后發(fā)座、北冕座、鹿豹座、天貓座和小獅座。這些星座環(huán)繞著北天極。黃道家族：包括在黃道上的12個(gè)星座，獅子座、室女座、天秤座、天蝎座、人馬座、摩羯座、寶瓶座、雙魚座、白羊座、金牛座、雙子座和巨蟹座。英仙家族：包括9個(gè)星座的團(tuán)體，仙后座、仙王座、仙女座、英仙座、飛馬座、鯨魚座、御夫座、蝎虎座和三角座。武仙家族：包

9、括19個(gè)星座：武仙座、天箭座、天鷹座、天琴座、天鵝座、狐貍座、長(zhǎng)蛇座、六分儀座、巨爵座、烏鴉座、蛇夫座、巨蛇座、盾牌座、半人馬座、豺狼座、南冕座、天壇座、南三角座和南十字座。這是一個(gè)巨大的家族，主要分布在從北緯60 至南緯70的西半球。獵戶家族：包括5個(gè)星座，獵戶座、大犬座、小犬座、天兔座和麒麟座。這個(gè)家族是以獵人為首，帶著大狗、小狗和獨(dú)角獸，追逐著野兔。水族：包含9個(gè)星座，海豚座、小馬座、波江座、南魚座、船底座、船尾座、船帆座、羅盤座和天鴿座。這些星座是湖泊、河流、海洋生物和船只的組合。拜耳家族：包含11個(gè)星座，在南天。拉卡伊家族：包括13個(gè)星座，在南天。231603年德國(guó)業(yè)余天文學(xué)家拜爾建

10、議“平等對(duì)待”這些恒星，不能只給亮星起名。例如獵戶座(參宿四)、獵戶座(參宿七)、獵戶座(參宿五)、獵戶座(參宿三)等。某個(gè)星座的恒星若超過(guò)了24個(gè)或者為了方便，就用星座的名稱后加阿拉伯?dāng)?shù)字表示。如天鵝座61星、天馬座51星、雙子座65星及天兔座17星等。隨著望遠(yuǎn)鏡的誕生，能觀測(cè)到的恒星越來(lái)越多，天文學(xué)家用星表的序號(hào)來(lái)表示星名.如獵戶座星也叫HD39801（HD星表39801號(hào)) Henry Draper Catalog。每個(gè)星座中的恒星從亮到暗順序排列，以該星座名稱加一個(gè)希臘字母順序表示。梅西耶星表、NGC星表、IC星表等24同一顆星的不同名字Betelgeuse (參宿四)= Orioni

11、s (獵戶座) = HR 2061 (Harvard Revised, 亮星表 )= BD +7 1055 (Bonner Durchmusterung) = HD 39801 = SAO 113271 = PPM 149643, (Positions and Proper Motions)RA 05:55:10.306, Dec +07:24:25.35 (2000.0),25變星的命名普魯士天文學(xué)家弗里德里希阿格蘭德(Argelander) 于1862年提出。他建議用拜爾命名法剩下的大寫字母R到Z來(lái)命名變星， 共10個(gè)。比如R Andromedae。但是很快不夠用了RR, RS.RZ, S

12、S, ST.SZ . . YY, YZ, ZZ AA, AB. AZ, BB, BC.BZ, . . QQ to QZ, 共334個(gè)V335, V336. 比如RR Lyrae(天琴座)，著名的變星，用來(lái)測(cè)距。 比如 V4046 Aur (御夫座) 26四季星空 - 大熊座和小熊座27 大熊座北斗七星小熊座北極星5倍28天樞天璇天璣天權(quán)玉衡開陽(yáng)搖光北斗七星道教除了以北斗七星集合為一神北斗星君外，也分稱北斗七星為“七元解厄星君”，即：天樞宮貪狼星君、天璇宮巨門星君、天璣宮祿存星君、天權(quán)宮文曲星君、天衡宮廉貞星君、開陽(yáng)宮武曲星君、瑤光宮破軍星君。29斗柄指東，天下皆春；斗柄指南，天下皆夏；斗柄指西

13、，天下皆秋；斗柄指北，天下皆冬。寒來(lái)暑往，斗轉(zhuǎn)星移30春 (捕魚歌) 獅子吼天 春風(fēng)送暖學(xué)認(rèn)星，北斗高懸柄指東。斗口兩星指北極，找到北極方向清。獅子橫臥春夜空，軒轅十四一等星，牧夫大角沿斗柄，星光點(diǎn)點(diǎn)照航程。2 四季星空獅子座31夏 (小星星)星光燦爛斗柄南指夏夜來(lái)，天蝎人馬緊相挨。順著銀河向北看，天鷹天琴兩邊排。天鵝飛翔銀河歪，牛郎織女色青白。心宿紅心照南斗，夏夜星空記心懷。32夏季大三角(牛郎、織女、天津四)33秋飛馬當(dāng)空 秋夜北斗靠地平，仙后五星空中升。仙女一字指東北，飛馬凌空四邊形。英仙星座照夜空，大陵五星光會(huì)變。南天寂靜亮星少，北落師門賽明燈。仙后座34秋季星座35大陵五星（英仙座）

14、英文“Algol” 意思為“惡魔之星”，大概是因?yàn)樗婀值男袨椴沤o他如此的名稱。 在英仙座的神話故事中，他是蛇發(fā)魔女梅杜莎的頭。在占星學(xué)，被認(rèn)為是天空中最不幸的恒星。英籍荷蘭裔的聾啞業(yè)余天文學(xué)家約翰古德利克（John Goodricke)于1782年首次提出了大陵五的光變機(jī)理，認(rèn)為大陵五是由一亮一暗兩顆恒星組成的雙星系統(tǒng)，兩顆星相互環(huán)繞運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)兩顆星相互遮掩時(shí)，總體亮度就變暗。這種雙星現(xiàn)在叫做食雙星。36北落師門（南魚座)Fomalhaut ：“The loneliest star” 1.16等 - 周圍都沒(méi)什么亮星。師門”指軍門，“北”指方位，“落”是指天之戰(zhàn)場(chǎng)上那些藩落籬笆等布防設(shè)施。漢代

15、長(zhǎng)安城的北門就叫做“北落門”。在古代，看待一個(gè)國(guó)家的軍隊(duì)是否昌盛，出兵打仗如何，國(guó)家是否安寧，都可以通過(guò)此星占卜得出。37冬獵戶威武 三星高照入寒冬，昴星成團(tuán)亮晶晶。金牛低頭沖獵戶，群星燦爛放光明。御夫五星五邊形，天河上面放風(fēng)箏。冬夜星空認(rèn)星座，全天最亮天狼星。 38金牛座 (Taurus)昴星團(tuán) (又稱七姐妹星團(tuán), M45)39獵戶座40我們認(rèn)識(shí)星空，最好到遠(yuǎn)離城市燈光的空曠地區(qū)，并要準(zhǔn)備好一份星圖和一個(gè)手電筒。如果你有一些星圖軟件，如Skymap，Starry Night或Stellarium, 事先用計(jì)算機(jī)演示當(dāng)夜的星空?qǐng)D像，這會(huì)幫你認(rèn)識(shí)星空。41飛馬座2012年9月14日22：14：0

16、2，Wuhan天鵝座天津四天鷹座牛郎仙女座織女42上回說(shuō)到：天體的亮度和視星等；星座和四季星空；恒星命名法；5等星的亮度是0等星的多少倍？我們看到天上最亮的恒星是？夜空最亮的恒星是？南半球早期航海導(dǎo)航確定方向一般怎么辦？按國(guó)際天文學(xué)會(huì)的劃分，全天共分成多少個(gè)星座？北極星是在哪個(gè)星座？夏季星空的中的夏季大三角是哪三顆星？被稱為秋季星空“最寂寞的星”是哪一顆？43二、天體的周日視運(yùn)動(dòng) 由于地球自西向東自轉(zhuǎn)，由相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，人們不覺(jué)得是地球在運(yùn)動(dòng)，卻看到所有天體都在圍繞天軸(地球自轉(zhuǎn)軸的延伸)自東向西運(yùn)動(dòng)，24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)一周，叫做天體的周日視運(yùn)動(dòng)。44由于地球的自轉(zhuǎn)，恒星在天上每天旋轉(zhuǎn)一圈，這運(yùn)動(dòng)稱為

17、周日視運(yùn)動(dòng)。451 在南北極觀察天體的周日視運(yùn)動(dòng)天體平行于地平圈轉(zhuǎn)動(dòng)，看不到升落。在北極地區(qū)只能看到北半天球的星，永遠(yuǎn)看不到南半天球的星，南極只能看到南半天球的星。在兩極，半年是黑夜，半年是白天。462 在赤道地區(qū)觀察天體的視運(yùn)動(dòng)地理緯度為0。所有天體都垂直于地平面做圓運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)地區(qū)，春分和秋分日中午時(shí)刻太陽(yáng)在天頂，是真正的“太陽(yáng)當(dāng)頭照，立竿不見(jiàn)影”。473 在兩級(jí)和赤道之間的地區(qū)觀察地理緯度0-90度之間。在北極和赤道之間的地區(qū)，可以看到全部北天球及部分南天球的天體。48四、太陽(yáng)的周年視運(yùn)動(dòng)旭日東升，夕陽(yáng)西下。1 黃道12宮49黃道十二星座星座名稱黃道帶時(shí)間白羊座03月21日-04月19日

18、金牛座04月20日-05月20日雙子座05月21日-06月21日巨蟹座06月22日-07月22日獅子座07月23日-08月22日處女座08月23日-09月23日天秤座09月24日-10月23日天蝎座10月24日-11月21日射手座11月22日-12月21日摩羯座12月22日-01月19日水瓶座01月20日-02月18日雙魚座02月19日-03月20日50星座屬性象征特質(zhì)人生階段人體部位性格特征白羊座陽(yáng)性火主導(dǎo)嬰兒頭勇氣、斗志、好勝金牛座陰性土固定幼兒頸、喉嚨謹(jǐn)慎、溫和、務(wù)實(shí)雙子座陽(yáng)性氣變動(dòng)兒童手、臂、肩、肺機(jī)智、善變、好奇心旺盛巨蟹座陰性水主導(dǎo)少年胸、胃敏感、情緒化、外剛內(nèi)柔獅子座陽(yáng)性火固定青年脊椎、心臟慷慨、霸氣、自尊心強(qiáng)處女座陰性土變動(dòng)青年腸、神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)心、嘮叨、完美主義天秤座陽(yáng)性氣主導(dǎo)成年下背、臀、腎臟