天文專業(yè)綜合2020中科院考研考試大綱

1、中國科學院大學碩士研究生入學考試天文專業(yè)綜合考試大綱本科目滿分150分。本命題科目試題總分值為240分，其中天文基礎部分試題小計分值 為120分，實測天體物理部分試題小計分值為40分，恒星物理部分試題小計分值為40分， 星系宇宙學部分試題小計分值為40分?？忌稍谒性囶}中任意選做分值和為150分的試 題并明確標示。如果選做的試題分值和超過150分，判卷將按照所選做試題的題號順序依次 判卷直到所做題目分值和超過150分的題目的前一題。后面所做試題視作無效考試內容。本考試大綱適用于中國科學院大學天文類的碩士研究生入學考試?！疤煳膶I(yè)綜合”科目 的考試內容包括基礎天文學、實測天體物理、恒星物理與星

2、系宇宙學四大部分。要求考生能 掌握天文研究方法和天文現象的基本規(guī)律以及分析、處理基本問題的能力，加深對各類天體 性質、規(guī)律、演化的理解；要求掌握天文觀測手段和方法，觀測設備的特征、參數計算和應 用，測光與光譜觀測的基本方法、數據處理與分析；掌握恒星的基本性質，恒星的特征參數、 分類、演化，以及恒星輻射、結構、演化等求解和模型計算等；掌握星系的分類、結構、形 成和演化、基本宇宙學模型、廣義相對論、大爆炸核合成、宇宙微波背景輻射等，并具有綜 合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。一、天文基礎部分考試內容（一）天文學研究歷史、現狀與未來1、考試大綱天文學研究的對象及內容、天文學研究的方法和技術以及

3、與其它學科的關系，天文學研 究的歷史、現狀和未來，天文信息獲取方式。（1）什么是天文學，天文學涵蓋的內容（2）天文學的成長從幾何到物理古代天文學遺址、行星運動、托勒密地心說、哥白尼革命伽利略的天文觀測、證偽地心說、地球繞太陽的運動第谷的行星觀測與開普勒三定律、太陽系尺度確定牛頓萬有引力理論提出、持續(xù)驗證與最終確立（3）來自宇宙的信息電磁波與觀測窗口、溫度與黑體譜、速度與多普勒效應原子、分子和輻射、譜線形成、譜線分析其他信息：隕石、宇宙線、中微子、引力波（4）現代化的觀測手段光學望遠鏡發(fā)展、圖像與探測器、集光能力、高分辨率射電望遠鏡、干涉技術空間天文學、全譜覆蓋2、考試要求了解并掌握“天文學”的

4、研究內容、方法和天文學的重要發(fā)展歷史；理解并掌握輻射的相 關知識，各類輻射的意義和基本性質。（二）天球與天球坐標系1、考試大綱（1）天球與地球、坐標系、周日視運動、周年視運動、地球自轉變化（2）月亮和行星上的星空（3）時間與天文學、恒星時和太陽時、天文時間到原子時（4）時區(qū)與世界時、歷書時、歷法2、考試要求了解并掌握天球與天球坐標系的概念，熟知各天文球坐標系的基本點圈，計算天體位置 和可觀測時刻等；了解并掌握天體運動規(guī)律。（三）太陽系1、考試大綱（1）太陽系形成模型與比較行星學太陽系尺度、組成、類地行星與類木行星行星際物質、太陽風粒子、邊界太陽系形成理論、類木行星、行星碎片（2）地球和月亮地球

5、內部、磁層、地質活動、大氣溫室效應和全球變暖、地質記錄月球結構、月面環(huán)形山和表面成分、冰地月系統(tǒng)的形成：觀測、理論與檢驗（3）類地行星：水星、金星和火星水星性質、對水星的探測金星大氣、不可逆溫室效應火星四季、風暴、水、微生物？什么決定了類地行星的演化史（4）類木行星：木星、土星、天王星和海王星木星結構、磁場、大氣與云層、塵埃光環(huán)、衛(wèi)星的冰地質學土星結構、大氣、冰粒光環(huán)、衛(wèi)星大氣天王星、海王星的大氣、內部結構與磁層、光環(huán)、衛(wèi)星系統(tǒng)（5）太陽系的碎片我們起源的關鍵小行星帶、近地小行星彗星觀測、結構、水庫柏帶與奧爾特星云流星、隕石、來自火星2、考試要求（1）了解各類行星的形成理論，能夠說明彗星和小行

6、星是如何形成的；（2）掌握比較行星學對太陽系研究的重要性，了解比較行星學的基本理論；（3）了解各類行星的基本特點、外觀和內部結構；（4）能夠結合所學知識對行星開展基本的分析研究，例如月面光譜分析。（四）太陽與恒星1、考試大綱（1）太陽太陽能源、內部結構、對流層與米粒組織歷史觀測、活動性、磁場、磁流發(fā)電機日震、中微子探測內部結構（2）各種各樣的恒星附近的恒星、光度與視亮度恒星分類與溫度、大小、質量等基本量測量巨星、矮星、赫羅圖（3）星際介質認識星際：從真空到彌漫著氣體和塵埃發(fā)射星云和暗塵埃云的原理不同組分及探測：中性氫、21厘米線、分子不同形態(tài)共存、加熱與冷卻（4）恒星形成恒星形成區(qū)、分子云不同

7、形態(tài)、探測星云塌縮與金斯判據、旋轉、磁場影響原恒星演化、早期恒星、盤、外流、觀測證據（5）恒星結構引力與輻射如何得到穩(wěn)定的恒星能量如何向外轉移恒星大氣、檢驗元素合成（6）恒星演化太陽、低質量、大質量恒星的演化路徑星團、雙星中的恒星演化等齡線、測齡、測距（7）恒星生命的終點小質量恒星的死亡：行星狀星云、白矮星大質量恒星的結局：核塌縮超新星超新星分類、碳爆發(fā)超新星、Ia超新星測距超新星爆發(fā)中的元素合成（8）致密天體奇特的物質狀態(tài)新星、白矮星、簡并物質狀態(tài)方程與結構脈沖星、中子星、引力紅移、中子雙星、引力波輻射X射線雙星、黑洞、質量分布黑洞附近的空間2、考試要求（1）掌握太陽的總體屬性及其內部結構、

8、外層大氣，能夠描述太陽磁場的性質和可變性、及與各類太陽活動的關系，描述太陽內部能量生成過程；（2）理解光度和視亮度的概念與區(qū)別，能夠計算恒星光度；（3）掌握恒星運動、亮度、顏色、質量的參數的測量方法，能夠估算恒星距離；（4）熟悉并掌握赫羅圖的概念，并能夠利用赫羅圖來說明恒星演化、分類等；（5）掌握各類恒星的形成過程和演化階段，了解雙星系統(tǒng)中恒星的演化與單一恒星 演化有何不同；（6）了解掌握星際介質的組成和物理性質，了解不同類型的超新星是如何形成的， 了解金屬元素的起源及其對恒星演化的意義。（五）系外行星與地外生命1、考試大綱（1）系外行星的探測不同方法的困難、選擇效應開普勒衛(wèi)星的巨大成功系外行

9、星的統(tǒng)計（2）系外行星的性質與地外生命生命特征、起源、地外生命、建立聯系？科學方法、尋找類地宜居行星（水、紫外輻射）系外行星大氣研究方法與進展2、考試要求（1）理解系外行星探測技術，并能夠根據實際限制條件設計觀測系統(tǒng)；（2）了解系外行星的性質、分類；（3）了解人類探測地外生命的方法和技術。（六）星系與宇宙1、考試大綱（1）銀河系銀河系測繪、結構、旋臂、密度波旋轉曲線、暗物質、恒星級暗物質銀河系中心黑洞（2）多種多樣的星系星系形態(tài)的哈勃分類、空間分布、哈勃定律活動星系核與類星體、中央引擎、統(tǒng)一模型紅移巡天、類星體吸收線、大尺度宇宙引力透鏡、暗物質地圖（3）星系團與暗物質星系團的質量、可見質量、氣

10、體、暗物質星系碰撞、星爆星系星系形成、并合、產生哈勃序列星系與黑洞共同演化（4）宇宙的膨脹與命運宇宙學原理、宇宙膨脹的證據：哈勃退行、微波背景輻射廣義相對論、空間幾何、宇宙的結局宇宙密度、加速膨脹、暗能量宇宙的組成、年齡（5）早期宇宙一一回到時間的起源最初三分鐘：基本力、基本粒子、原子核、原子、凍結暴漲宇宙、可能檢驗結構形成、微波背景檢驗、重子聲波振蕩2、考試要求（1）掌握天體距離的測量方法，能夠針對不同的情況提出距離測量方案；（2）掌握星系結構和分類，了解不同類型星系的形成與演化；（3）掌握宇宙學原理，了解宇宙的組成、年齡，了解暗物質、暗能量的內涵及其在 宇宙演化中的作用。二、實測天體物理部

11、分（一）概述1、考試大綱（1）實測天體物理學的概念（2）天體信息的來源（3）得到天體信息的過程（4）地球大氣對天文觀測的影響2、考試要求（1）掌握天體信息的主要來源，能夠描述得到天體信息的過程；（2）掌握地球大氣對天文觀測的影響，了解如何才能獲得天體在各個電磁波段的信 息。（二）光學天文觀測設備1、考試大綱（1）光學天文望遠鏡表征望遠鏡光學性能的物理量實際光學系統(tǒng)的像差光學天文望遠鏡的分類各類望遠鏡的特性和用途望遠鏡的機架結構光學望遠鏡的新進展（2）輻射探測器反映輻射探測器性能的參數照相底片光電器件自掃描硅二極管陣CCD用于天文觀測的探測器比較（3）天文圓頂（4）天文臺選址及著名天文臺介紹2、

12、考試要求（1）掌握并能夠計算表征望遠鏡光學性能的各物理量，并能夠針對不用的應用場景 提出合理的性能約束要求；（2）掌握光學望遠鏡的分類，了解各類望遠鏡的特性和用途，能夠描繪不同種類望 遠鏡的光路；（3）熟悉各類像差的來源和消除方法；（4）掌握不同類型探測其的特點及其主要應用；（5）能夠根據不同的望遠鏡和探測器，計算望遠鏡的實際觀測參數；（6）了解天文圓頂的用途和局限性，了解天文臺選址的要求。（三）天體物理研究中所需要的主要觀測數據1、考試大綱（1）天體的位置（2）天體的空間運動（3）天體的物質分布、其所處的物理狀態(tài)和內部運動（4）天體的物理參數2、考試要求掌握并理解天體物理研究中所需要的主要觀

13、測數據類型，并理解其所表征的天體不同特 性。（四）天體光度測量1、考試大綱（1）測光系統(tǒng)（2）大氣消光改正（3）UBV系統(tǒng)的歸化（4）UBV系統(tǒng)所包含的物理信息（5）UBV系統(tǒng)和MK光譜分類（6）星際消光和UBV系統(tǒng)的星際消光改正（7）uvby系統(tǒng)所包含的物理信息（8）熱星等與熱改正（9）光度測量的方法2、考試要求（1）理解測光系統(tǒng)的含義，掌握不同測光系統(tǒng)的定義，及其所對應的天體物理信息；（2）掌握并理解星等、視星等、色指數、熱改正等的定義和計算方法；（3）掌握光度測量的方法、儀器以及數據處理方法；（4）計算。（五）天體分光測量1、考試大綱（1）分光儀器（2）常用光譜儀（3）多目標光譜儀（4）

14、2.16米望遠鏡附屬光譜儀（5）天體的光譜分類（6）恒星光譜分析（7）天體視向速度的測定2、考試要求（1）理解分光測量的含義，掌握分光測量中的主要觀測參數，并理解典型的天體物 理信息獲取所需的觀測參數要求；（2）了解各種分光測量設備及其優(yōu)缺點；（3）掌握天體光譜分類，恒星光譜分析方法，天體視向速度測量方法等；（4）能夠根據給定的天體光譜，進行初步的光譜分析。（六）其他電磁波段天文觀測介紹1、考試大綱（1）紅外天文觀測介紹紅外觀測的基本知識紅外天文觀測的重要意義紅外天文觀測的特點和采取的對策高空和大氣外紅外天文觀測地面紅外巡天（2）射電天文觀測介紹（3）高能天文觀測介紹2、考試要求（1）掌握不同

15、電磁波段天文觀測的不同要求，理解不同電磁波段天文觀測的優(yōu)缺點， 了解主要觀測設備特點；（2）掌握紅外觀測的基本要求，及其與光學觀測的異同。三、恒星物理部分（一）恒星基本參數1、考試大綱（1）恒星的位置、自行、距離和亮度，量綱分析恒星的位置：坐標系統(tǒng)，地球的運動，天空的可見度恒星的自行太陽的距離、恒星的三角視差恒星的亮度：視星等，顏色，地球大氣的吸收，黑體輻射，絕對星等、恒星參數分 布范圍和直觀量綱分析（2）恒星的光度、有效溫度和顏色-星等圖赫羅圖：臨近恒星，疏散星團，球狀星團測光視差：星團，單星光度：概念，太陽光度，恒星光度和熱改正（3）恒星的半徑、半徑與質量恒星的半徑：干涉儀，月掩星方法恒星

16、的半徑與質量：雙星，多普勒效應，雙星軌道參數，質光關系（4）光譜分類、光譜理解、星族恒星的有效溫度光譜分類：光譜序列，光度序列，白矮星光譜光譜理解：太陽光譜，譜線認證，光譜序列星族（5）恒星的轉動、磁場恒星的轉動磁場概念，塞曼效應（6）特殊恒星、超新星、星際吸收特殊恒星：特殊A型星，恒星內部的擴散，金屬線星，鋇星，金牛座T型星超新星，新星星際吸收：星際塵埃，星際氣體2、考試要求（1）掌握恒星各基本參數的物理涵義、測量及計算方法，能夠根據給定條件進行各 種參數的測量、計算和估計；（2）掌握并理解赫羅圖、星團、光譜分類、星族、特殊恒星、超新星、星際吸收等 相關知識點。（二）恒星大氣及輻射特征1、考

17、試大綱（1）輻射轉移基礎、恒星大氣中的輻射轉移、源函數輻射轉移基礎：輻射強度I入，能量的輻射轉移，源函數，發(fā)射線和吸收線恒星大氣中的輻射轉移：輻射轉移方程，表面強度，流量與有效溫度，流量與輻射 的各向異性，輻射能量密度源函數：太陽大氣的源函數，輻射平衡，灰大氣模型（2）連續(xù)譜吸收系數、非灰大氣的影響、壓力分層連續(xù)譜吸收系數：吸收過程，玻爾茲曼公式，薩哈公式，太陽大氣中的吸收系數， A型星和B型星的吸收系數非灰大氣的影響：巴爾末跳變，非灰大氣對溫度的影響（3）譜線的形成與光譜分析譜線的形成：光學薄譜線，譜線吸收系數，譜線輪廓，譜線致寬，等值寬度，生長 曲線光譜分析：巴爾末跳變，斯特龍根色指數，生

18、長曲線的分析（4）非局部熱動平衡、色球、冕和星風局部熱動平衡與非局部熱動平衡的物理，基本方程色球、冕和星風：觀測和物理基礎壓力分層：流體靜力學平衡，壓力與重力，電子壓力，輻射壓力2、考試要求（1）掌握恒星大氣的結構、觀測特點、觀測方法和物理特性，掌握局部忍冬平衡方程，了解色球、冕、星風等物理特征；（2）掌握輻射相關理論，能夠進行計算與推導；（3）掌握光譜形成和光譜分析的基礎知識，能夠根據給定條件進行初步光譜分析。（三）恒星內部結構1、考試大綱（1）守恒定律與恒星結構、流體靜力平衡、熱平衡流體靜力平衡的物理基礎和基本方程內能的平衡轉移：維里定理恒星內部的熱平衡和能量傳輸初步的質光關系（2）恒星對

19、流理論基礎能量傳輸機制：為什么發(fā)生對流、對流運動穩(wěn)定性判據混合長理論及其應用（對流的基本物理圖像和數學、對流中的能量交換；混合長： 參數的選擇和意義；混合長對流理論的成功與失?。簩α鞒鋯栴}、鋰豐度問題）（3）不透明度、能源、核合成和產能機制恒星結構理論框架中的“輸入物理”：不透明度，核產能率、引力勢能和內能，核反 應-恒星演化的驅動（4）建立恒星結構基本方程、恒星結構量綱分析溫度梯度與能量轉移動量守恒與壓力梯度、恒星震動的數學恒星方程組：結構、演化、短時標問題的物理基礎和數學無量綱化和恒星的基本量綱分析（5）恒星結構方程求解、主序恒星模型恒星結構方程組求解的基本數學和計算方法（數學和計算方法

20、）。史瓦西方法亨耶方法恒星演化基本圖像、恒星按質量分段的物理和天文學意義2、考試要求利用本章所學，能夠進行恒星內部結構的理論描述、推導和計算，深刻理解恒星的內部 結構。（四）恒星演化1、考試大綱（1）小質量恒星的演化典型的小質量恒星-太陽：“標準”太陽模型、太陽中微子問題主序到紅巨星：基本圖像簡并過程和物態(tài)方程、“中等質量”和“小質量”恒星氦閃與水平分支、漸進巨星分支的物理、行星狀星云、白矮星（2）大質量恒星演化、演化晚期及結局“大質量”恒星與“中等質量”恒星、天文觀測問題演化中的物理問題：物質混合、藍回繞（blue loop）、高級核燃燒演化結局與II型超新星（3）恒星模型計算恒星結構方程的

21、數字解恒星演化程序，MESA課堂實習數字恒星模型與恒星內部物理過程（4）恒星演化理論的觀測檢驗、脈動變星恒星演化理論的觀測檢驗（回顧）：星團赫羅圖、演化殘留體觀測問題：周光關系的物理基礎和應用經典造父變星與恒星理論問題恒星震動和激發(fā)機制、赫羅圖中的不穩(wěn)定帶（5）雙星演化基礎觀測宇宙中的恒星成分雙星和多星系統(tǒng)的觀測統(tǒng)計性質雙星的分類、觀測對象與理論模型對于關系、單星理論的缺陷限制性三體問題及羅希瓣模型2、考試要求利用本章所學，能夠進行恒星演化過程的物理描述、推導和計算，深刻理解恒星演化過 程及不同類型恒星演化的特點。（五）恒星形成與星族合成1、考試大綱（1）恒星形成基礎、初始質量函數星族的理論概念和觀測現象基本圖像簡介、與恒星形成相關的觀測和物理對流與林中四郎線：原恒星和紅巨星的相關物理初始質量函數雙星演化的重要意義（2）星族合成理論框架及應用星族合成基本假設、合理性及應用范圍星族合成方法基礎及簡單星系模型實際應用：光譜、譜指數2、考試要求利用本章所學，能夠進行恒星形成的物理描述，深刻理解恒星形成理論，并能夠根據實 際給定情況進行分析和簡單計算。四、星系宇宙學部分1、考試大綱（1）引論（歷史、星系分類、哈勃定律、坐標、星等）（2）銀河系（3）旋渦星系（4）星系、星系團和類星體（5）牛頓力學下的球形膨脹宇宙模型（6）