天文观测的基础知识

天文观测的基础知识

为了进行天文观测，就要学会认识星空，识别天体；因此，有关天体的坐标，天体的运动，天文观测所用的时间系统，星座与星图，以及星星的星等、颜色、光谱型等多方面的基础知识，都是我们开展天文观测活动时，必须首先了解的。

1．天球和天球坐标系

进行天文观测首先要从找星、认星开始。在茫茫的星空中，怎样去寻找我们想要观测的天体呢？这就必须知道天体在空中的“住址”，即它在天空的坐标。这样的坐标是怎样建立起来的呢？这就要从天球说起。

（1）天球

当我们仰望天空观察天体时，无论是太阳、月亮还是恒星、行星，它们好像都镶嵌在同一个半球的内壁上，而我们自己无论在地球上什么位置，都好像是处于这个半球的中心。这是由于天体离我们太远了，我们在地球上无法觉察不同天体与我们之间距离的差异。因此，为了研究天体的位置和运动，可以引入一个假想的以观测者为球心，以任意长为半径的球，称作天球。由于地球在浩瀚的宇宙中可以看作是一个质点，地心也可以当作地球的中心，因此可以假想一个地心天球，它是以地心为中心、无穷远为半径的球。

有了天球，我们认识天体就方便了，因为不论天体离我们多么遥远，我们都可以把它们投影到天球上，并用它们在天球上的视位置来表示它们。

在天球上，两颗星之间的距离如同在球面上两点间的距离一样，用角度来表示，称为角距。显然，角距与两颗星的真实距离是两回事：角距很小的两颗星实际距离可

能十分遥远。星体的大小一般用视角直径（简称角直径），即从地球上看去它所张的角来表示。同样，视角直径也不是天体的真实大小。例如，月亮和太阳的视角直径大约都是1/2度，但月亮的大小与太阳相比简直可以忽略不计，只是由于月亮离地球很近才看起来很大。

（2）天球坐标系

为了描述天体在天球上的视位置，就要在天球上建立起坐标系，称天球坐标系，就像我们为了描述地球上某一点的位置需要建立地球坐标系（如用地理纬度和地理经

度表示）一样。事实上，天球坐标系与地球坐标系的模式很相似。例如，天球上的赤道坐标系（也称第二赤道坐标系）就可以看作是地球坐标系在天球上的延伸：把地轴（地球的自转轴）无限延长就是天轴；天轴与天球相交的两点就是北天极和南天极；地球赤道面的延伸与天球相交的大圆就是天赤道；与地球上的纬圈、经圈类似，天球上也有相应的赤纬圈和赤经圈，不过天球上经圈的起始点与地球不同。这样，天体在天球上的位置就可用赤纬、赤经来表示。

除了赤道坐标系外，天文观测中常用的天球坐标系还有地平坐标系、时角坐标系（也称第一赤道坐标系）、黄道坐标系等，它们是以天球上不同的基本点、基本圈为基础建立起来的。有关天球上各基本点、基本圈的定义，怎样以它们为基础建立起各种天球坐标系，不同坐标系的特点以及它们之间的相互关系，请参见附录。

不同天球坐标系各有其特点，因而也有不同的用途。例如，在赤道坐标系中，赤经的起算点是天球上的固定点——春分点，春分点与天体一同作周日视动，它与天体的相对位置不因天体的周日视动而改变；而赤纬的值也只由天体和天赤道决定；因此，一个天体的（，）值是确定的，不受观测时间和观测地点的影响。所以在星表中多用（，）表示天体的位置。

再如，地平坐标系是以观测者为参照点建立起来的，具有“地方性”特点，即在不同时间、不同地点观星，星星的地平坐标（A，h）均不相同。但由于它的参照物是地平圈，比较直观，只要知道某个天体在某一时刻的方位角A和地平高度h，就可以方便地在天球上找到它的位置，因此利用它非常便于观测。

在时角坐标系中引入时角t对于寻找天体也很方便。由于天体的时角随周日视动变化，每小时变化15o，因此只要知道了某时某处天体的时角，就可以方便地把望远镜瞄向这个天体。

2．为了进行天文观测，就要学会认识星空，识别天体；因此，有关天体的坐标，天体的运动，天文观测所用的时间系统，星座与星图，以及星星的星等、颜色、光谱型等多方面的基础知识，都是我们开展天文观测活动时，必须首先了解的。人们很早就注意到，在绚丽多彩的夜空，繁星三五成群，构成各种美丽的图案。由此，人们把

天上的恒星划分成许多不同的区域，称为星座。根据不同星座中较亮的星所组成的图形，人们为它们起了名字，并编撰了许多美丽的故事。例如，我国关于牛郎织女的传

说，就缘于银河两侧的牛郎星和织女星；而希腊人则把

牛郎星及其周围的星想象成一只矫健的天鹰，把织女星

及其周围的星想象成一架巨大的天琴，天鹰座、天琴座

由此得名。

中国古代把恒星天空划分成三垣二十八宿，“垣”是

墙的意思，“宿”是住址的意思。日月穿行在黄道附近，

把黄道附近的星分成28个大小不等的星区，叫二十八宿，

月亮在绕地运动过程中，每日从西往东经过一宿。二十

八宿以外的星区划分为三垣：紫微垣、太微垣和天市垣。

紫微垣包括北天极附近的星区，太微垣大致包括室女座、

后发座和狮子座，天市垣包括蛇夫座、武仙座、巨蛇座和天鹰等星座。

1928年，国际天文学联合会决定，将全天划分为88个星座，其中沿黄道天区的有12个星座，太阳的视运动穿过这里。

星座中的每颗星也有自己的名称。我们祖先早就给天上的亮星起了名，有根据神话故事命名的，如牛郎星、织女星、天狼星、老人星等；有依据中国二十八宿命名的，如角宿一、心宿二、娄宿三、参宿四和毕宿五等；也有根据恒星颜色命名的，如大火星（心宿二）；还有依据恒星所在天区命名的，如天关星、北河二、北河三、南河三、天津四、五车二和南门二；等等。

1603年，德国业余天文学家拜尔建议“平等对待”这些恒星，不能只给亮星起名，他提出：每个星座中的恒星从亮到暗顺序排列，以该星座名称加一个希腊字母表示。例如，猎户座中有猎户座（参宿四）、猎户座（参宿七）、猎户座（参宿五）、猎户座（参宿三）等。如果某个星座的恒星超过了24个或者为了方便，就用星座的名称后加阿拉伯数字表示，如天鹅座61星、天鹅座32星、双子座65及兔座17等。天文学家有时直呼它们的星表号，这也是一种星名，如猎户座星也叫HD 39801或BD+7 1055等（HD和BD分别代表星表名）。

这美丽星空的88个星座不是每个地区的人们都能看到，如北京地区只能看到60多个星座。由于地球的自转和公转，人们在不同地区、不同季节、不同时间看到的星空都不同。

3．天体的视运动

我们白天看到太阳东升西落，夜晚见到斗转

星移。这是由于地球处于不断的自转与公转运动

中，因此仿佛看见天体在运动，这就是天体的视

运动。

（1）天体的周日视动

地球自转是自西向东转，24小时一周，人在

地球上觉察不到地球运动，却看到天体都从东方

升起、西方落下，这就是天体的周日视动。如果

你对着北极星附近照相，采用长时间的曝光（如

长于6小时），底片上就会看到所

有天体围着北天极转的运动轨迹。

地球上不同纬度处天极的高度等于当地的地

球纬度，站在不同纬度处的观测者，看到的天

体的升落情况也不同。

站在两极观星。在地球北极或南极，天极与天顶重合，天赤道与真地平重合，此

时所看到的天体，其周日运动的轨迹平行于地平圈，即所看到的天体都是围绕观测者平行于地平打转转。在北极只能看到北半天球的星，永远看不到南半天球的星；而在南极只能看到南半天球的星，永远看不到北半天球的星。在北半球夜里可看到北极星在天顶，其他北天球的星全围绕着天极平行于地平转圈，没有升与落。

站在赤道观星。在地球赤道地区看到的情景是，所有天体都在垂直于地平面的平面内运动，可看到全天球的星；中午时，太阳当头照，立杆不见影。

站在赤道观星站在两极和赤道之间观星

站在两极和赤道之间观星。在此范围内，天轴与地平的倾角等于当地的地球纬度，地球纬度越高，天极离地面越高，可看到的另外半天球的星就越少。例如，在北京，北极星的高度约40o，在昆明看到北极星的高度只有25o；而在赤道以南地区，北极星则不能看到。

（2）太阳的周年视动

由于地球公转，地球上的人们看到太阳在天球上相对其他恒星背景有视运动，这叫做太阳的周年视运动。一年内太阳“穿行”于沿黄道带的12个星座，有人把这些星座叫黄道十二星座。太阳在天球上的位置每个月移动一个星座。例如，大约两千年前，春分前后太阳在白羊座，以后依次经过金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、室女座、天秤座、天蝎座、人马座、摩羯座、宝瓶座、双鱼座。由于岁差的影响，现今春分日前后太阳的位置已移至双鱼座靠近宝瓶座的地方。

黄道与天赤道有两个交点，太阳在周年视运动过程中沿黄道由天赤道以南穿到天赤道以北的那个交点叫春分点，从天赤道以北穿到天赤道以南的那个交点叫秋分点；黄道上与春分点相距90o且在赤道以北的那一点叫夏至点，与夏至点相对的那一点叫冬至点。太阳每年公历3月21日前后到达春分点，6月22日前后到达夏至日，9月23日前后到达秋分点，12月22日前后到达冬至点。

在地球不同纬度处，一年四季看到太阳的视运动是不一样的。在北半球中纬地区，春分日和秋分日太阳正好位于天赤道上，早晨日出正东，傍晚落于正西，白天、黑夜等长。春分过后，太阳北移，太阳从东北方升起，西北方落下，白昼渐长，黑夜渐短。此后，正午时太阳高度逐渐增高，夏至日达到最高，白昼最长。夏至过后，太阳正午高度逐渐降低，白昼也逐渐变短，至秋分日又昼夜平分。秋分过后，太阳南移，正午高度继续降低，冬至日达到最低，白昼最短，太阳从东南方升起，西南方落下。

在赤道地区，春分日和秋分日中午太阳都位于头顶。从春分到秋分，太阳在天顶北；从秋分到春分，太阳在天顶南。一年中无论哪一天，太阳总沿着与地平圈垂直的路线直升直落，四季昼夜平分。

在北极，从春分到秋分，有半年不落的太阳；而另外那半年，则是连续的沉沉黑夜。春分过后，太阳每天一圈沿地平线打转，十分艰难地慢慢爬升，到夏至爬到最高；往后又缓慢下落，到秋分时落下地平线，半年以后的下一个春分，才会再升起。南极的情况与北极正好相反，从春分日到秋分日太阳永不上升，而从秋分日到春分日太阳永不下落。

在北极圈上，夏至日那天太阳不落，在半夜时它只和地平相切于北点；冬至日那

天太阳不上升，只在中午时于南点附近光芒一现。

（3）星空的四季变化

由于地球的自转与公转，我们看到天球上星座的位置也在不断变化，不仅每天有升有落，而且不同季节的同一时间看到的星空也不一样。例如，就黄道带附近的天区而言，每年春季，夜晚人们主要看到的是狮子座、室女座等星座；每年秋季，夜晚看到的主要是宝瓶座、摩羯座等星座。每过三个月，同一个星座就要提前6小时出现。

与太阳的周年视动一样，在地球的不同纬度处，一年四季看到的星座也是不同的。

4．天文观测的时间系统

时间的计量对于天文观测是很重要的，这里我们仅介绍几个由地球自转周期确定的时间系统。

（1）平时与恒星时

平时。我们日常生活所用的时间系统称为平时，在这种时间系统中以地球自转一周的时间作为一日。若地球的自转以真太阳（即太阳的视圆面中心）为标准，则地球自转一周的时间叫做一个真太阳日，相应的有真太阳时、分、秒等。真太阳时作为一种计时系统是不方便的，因为地球自转与公转的速度不均匀。因此，天文学家引入一个以平均速度运动的假想的平太阳作为衡量地球自转速度的标准，相应的日叫平太阳日。

恒星时。真太阳有视圆面，很难观测准确；而平太阳是假想点，无法观测。因此实际的测时工作常借助于恒星，于是就有了另一个计时系统——恒星时，它以某颗恒星为标准来度量地球的自转，由此可得到相应的恒星时、分、秒。平太阳日和恒星日两个时间单位长短不同平太阳日比恒星日长，一年里有365.25个恒星日，因此恒星钟比平时钟每天快4分钟左右。

恒星时在平常生活中不使用，但在天文观测中却离不开它。由恒星时的定义可知，恒星时S 在数值上等于春分点的时角t r ，即等于任一恒星的赤经与其时角之和：

t t S r +==α

进行天文观测时只要知道了地方恒星时S 和某星的赤经，就可由上式算出它的时角，利用望远镜的赤纬盘和时角盘就可以方便地对向天体进行观测。当恒星上中天时它的时角=0，则有S=；因此恒星时等于上中天的恒星的赤经。进行天文观测必须要熟悉和掌握恒星时和平时的换算。

（2）地方时、世界时和区时

地方时。恒星时、平时都具有地方性，都是地方时。这是因为在这些时间计量系统中，计量时间的起算点是天体过上中天，而对于不同地理经圈的两地，它们的天子

午圈是不同的，因而不同地点时刻起算点各不相同，这就形成了各自的时间计量系统——地方时系统。不同的两地同时观测同一天体，其时角之差，等于这两地的地理经度之差。因而，只要两地经度有差别，两地的地方时刻就不相同。例如，我国幅员辽阔，当东部乌苏里江的渔民迎来黎明的曙光时，西部帕米尔高原还在深夜。

世界时。为了统一时间计量，国际上统一规定了全球的标准时，它是以英国格林尼治天文台原址所在的子午线起算的，即格林尼治的地理经度=0o，该地的地方平时就作为世界时，用字母M表示；其他地方的平时与世界时的关系为：

m=M +

东经取正，西经取负。知道世界时，就可求出任一地方的地方时，或反之。

区时。为了适应电信和交通发达后国际交往的需要，避免由于地方时不同造成的不便，1884年在华盛顿举行的国际子午线会议规定，全世界统一实行分区计时制。根据地理经度，以0o，15o及15o倍数的经线为标准时线，将全球分成24个时区，每15o一个区。

在同一时区内，都采用中央经线上的地方平时作标准时间，相邻两时区的标准时间相差整一小时。根据这一原则，东、西两半球各分12个时区。格林尼治子午线为零时区的中央子午线，两旁各7.5o的经度范围属零时区，这一时区内采用格林尼治地方时，即世界时。依次类推有东一、东二、东三……东十二时区；西一、西二……西十二时区。东十二时区和西二十时区重合，共同使用180o经线的地方时，但日期不同。这样划分，区时和地方时相差不过半小时，对人们的生活影响不大。显然，区时等于世界时M与时区号（N）相加，东时区为正，西时区为负。

为了统一全球的日期，国际规定，在太平洋中以180o经线为准，避开陆地和岛屿画一条国际日期变更线，叫做日界线。若从东十二区进入西十二区，日期减一天；反之，日期加一天；时间不变。

不同国家根据自己的法律规定使用自己国家的统一区时。我国从东向西横跨五个时区，中华人民共和国成立后，我国统一采用北京所在的东八时区的区时，即东经120o经线的地方时为“北京地间”。需注意，北京时间不是北京地方平时，两者相差约14.5 分钟。

北京区时=世界时+8小时

中央人民广播电台发出的时刻就是北京区时，减去8小时就是世界时。

北京区时与地方恒星时的换算。如果在地理经度为的地区进行观测，观测时北京区时为T ，那么此时的地方恒星时S 可由下式确定：

S=S 0+（T-8）（1+1/365.2422）+

式中S 0为格林尼治0时的地方恒星时，可查天文年历得到。

前已述及，知道了地方恒星时S ，就可由S=t +α知天体的时角，进而对天体进行观测。

（3）天体的出没时刻

天体的出没时间是变化的，不掌握它的规律和特点也不能顺利进行天文观测。由于地球绕日公转一周需365日，所以太阳在天球上沿着黄道每天大约东移1o即每天提前4分钟降落地平，因此同是一颗星，第二天就比前一天早升起4分钟。

对于任何观测地区（地理纬度，地理经度），天体出、没地平进天体的天顶距均为90o（即z=90o）。通常，查星表可知天体在一定历元（起算年代，如2000.0年）的天球赤道坐标和，由坐标换算公式

t z cos cos cos sin sin cos δ?δ?+=

且天体出、没地平时?=90z ，可得

δ?tan tan cos -=t

由此式给出两个解：t 的正值与t 的负值，前者为天体没地平的时角，后者为天体出地平的时角。

由恒星时S 和时角t 的关系式S=t a +可由，求出S ，再由上述恒星时和北京时T 的关系，可以推算出北京时间或世界时间，如此可以求出天体出、没地平的北京时和世界时。

天体出没的方位角A 也可由坐标变换公式得到：

由于

A z z cos sin cos cos sin sin ??δ-= 且?=90z ，可得 ?δcos /sin cos -=A

此式给出两个解：A<180o时对应于没地平的方位；A>180o时对应于升地平的方

位。

对于太阳和月球，以上边缘出、没于地平算作它们的出没。由于地球大气折射的影响及太阳和月球的视圆面比较大，计算它们的出没时刻和方位角，注意用天顶距5190?=z ′代入坐标换算公式。

5．天体的亮度和星等

夜空中的星星有亮有暗，这种明暗的程度就是星星的亮度。古人很早就试图把星星的亮度划成不同的等级。公元前2世纪，古希腊的天文学家喜帕恰斯就绘制了一份标有1000多颗恒星位置和亮度的星图，并根据目视观察把恒星亮度划分为6等。这一有关星等的概念一直沿用至今。

（1）天体的亮度和视星等

喜帕恰斯把肉眼看到的星分为6等，最亮的星定为1等星，勉强看到的暗星定为6等星。1850年，普森注意到喜帕恰斯定出的1等星比6等星大约亮100倍，也就是说，星等每相差1等，其亮度之比约等于2.512。即；1等星比2等星亮2.512倍；2等星比3等星亮2.512倍……。根据这一关系，普森建立了星等和亮度关系的公式。设两颗星的亮度分别为E 1和E 2，则它们的星等m 1与m 2之差为：

2121/lg(5.2E E m m -=-)

此星等对应着天体的视亮度，所以叫视星等。

①行星给出的是最亮时的视星等。

建立了新的星等标度后，星等的范围也向两端延伸了，比1等星亮的有0等星和负的星等，比如天狼星为–1.46等，太阳的视星等为–26.7等，满月的视星等为–12.7等（表1.3.1）。

天文学家称光度大的星为巨星、超巨星，光度小的星为矮星。在恒星世界里，光

茫万丈的太阳不过是一个矮星。恒星世界丰富多彩，一些超巨星如天津四，它的绝对

等，其光度比太阳强6万倍。而光度小的矮星如天狼星的伴星，它星等大约为2.7

的绝对星等为11.5等，光度不及太阳的万分之一。

6．星表、星图、天文年历和星图软件

星表、星图、天文年历和星图软件是进行天文观测必不可少的工具，了解它们的内容并学会使用，将给你带来许多方便。

星表星表是恒星的“户口登记册”，它记载着恒星的各种数据，如位置、星等、色指数、光谱型等。刊载其他天体，如变星、星云、星团、星系、射电源、X射线源等的表册也叫星表；如变星总表、射电源表等。

目视星表中最重要的是德国天文学家阿给兰德于1863年出版的《波恩巡天星表》（简称BD）和1886出版的续表，两表共包含星等到9等的恒星457 847颗，赤纬从–23o~ +90o。1964年出版的《亮星星表》（CBS）给出了9091颗亮星的位置、亮度、光谱类型、自行、视差等，是天文爱好者的好帮手。天体测量用的星表，星的位置都可准确到0.01″，如第五基本星表（FK5）。现代星数最多的基本星表是博斯星表，它共包含有33 342颗恒星的赤经、赤纬和自行的数据。

丹麦天文学家德雷耶尔于1888年编的《星云星团新总表》（简称NGC星表），汇集了7840个天体，包括大量的星云、星团等延伸天体，其天体的命名和编号一直延用至今。

星图将天体在天球上的视位置投影在平面上所绘成的图就是星图。将天体的照片汇集而成的图叫做照相星图，美国天文学家编制的帕洛马星图及欧洲天文学家正在编制的南天星图，都是著名的照相星图。

使用星图可以帮助我们认星、找星，熟悉它们的星等和颜色。天文爱好者使用的星图大致分两类：

①活动星图：活动星图是这样制成的：将天球与地球的赤道相重合，天极与地极有一条共用的轴线，以极点为圆心，把天球上的恒星位置和地球某一指定纬度的地平坐标圈分别描绘在同尺度的两幅平面上，并把两幅图圆心对准。这种星图的优点是携带方便，使用简单，只要把月、日、时、分对准，就可以知道当时的星空图像。这种星图的缺点是星数太少，星的位置不太精确。

②全天星图：全天星图的星位准确，星数很多。在全天星图上，按照一定的年代标出每颗星在天球上的视位置（用赤经和赤纬表示）和星等（用不同大小的黑点表示），并用不同符号表示是双星还是变星等等。星图把天区按照赤经分成24个经区，按照赤纬每隔10o绘一个纬圈。一般有极区图及包括不同赤经、赤纬的分图。适于业余天

文观测使用的星图有北京天文馆出版的《新编全天星图》、英国出版的《诺顿全天星图》（中译本名为《星图手册》）等。

拥有一册星图，就像旅游者手中拥有一份导游图，按图索骥便可纵情巡阅恒星大千世界。

天文年历天文年历是天文学家运用天体力学的理论推算的天文历书，其中列有每年的天体（太阳、月球、大行星和亮的恒星等）的视位置；这一年的特殊天象（日食、月食、彗星、流星雨和月掩星等）发生的日期、时刻以及亮变星的变化情况等。中国紫金山天文台每年编辑出版一本中国天文年历。《天文爱好者》杂志视编辑出版的《天文普及年历》是天文爱好者进行天文观测必备之工具。

星图软件在现代天文观测中，由于计算机的广泛使用，借助于星图软件可使天文观测变得既方便又准确。

第一章 地图学基础复习题

《新编地图学教程》（第二版）毛赞猷等编 复习指导 第一章导论 一、填空： 1、地图的基本特征：遵循特定的数学法则、具有完整的符号系统、经过地图概括、地理信息的载体。 2、地图和文字一样有着4000多年的历史。 3、地图至少有四方面的功能：地图信息的载负功能、地图信息的传递功能、地图的模拟功能、地图的认知功能。 4、地图能够存贮数量巨大的地理信息，以表达它的空间结构和时间序列变化，以及各现象间的相互联系。空间结构指地理信息的空间分布规律，包括它的数量、质量特性；时间序列变化反映制图对象的动态变化，也即制图对象的历史进程、现代发展和未来趋势。 5、地图投影、坐标系统、比例尺构成地图的数学法则。 6、经过分类、简化、夸张和符号化，从地理信息形成地图信息的过程，称为地图概括。 7、地图信息由直接信息和间接信息组成。直接信息是地图上用图形符号直接表示的地理信息，如水系、居民点等；间接信息是经过解译、分析而获得的有关现象或实体规律的信息，如通过对等高线的量测而获得有关坡度、切割密度的数据和图形。 8、地图按图型划分为普通地图与专题地图。 9、虚地图是指存在于人脑中或以数字形式记录存储在电脑中的地图。前者例如心像地图，后者如数字地图。 10、实地图是地理信息可视化了的地图。例如纸质地图、屏幕地图、地球仪等。 11、地图是伴随着文字出现的，是随着人类经济活动的需要产生的。古尼罗河、黄河流域的农田水利和城郭的发展带动了天文测量、平面测量和地图制作技术。古希腊手工业作坊比较发达，地中海贸易和战争使测绘用于航海成为当时的迫切任务，他们着重于测量经纬度、研究地图投影、编绘航行地图，因而将地图测绘建立在天文——大地测量的基础上。 12、古希腊毕达哥拉斯提出大地是圆球的观念，埃拉托色尼估算出地球的一段经线弧长，以此推算出地球的大小。托勒密是西方重要的天文学家、地图学家，他的名著是《地理学指南》。 13、1978年河北省平山县出土了一块公元前310年以前铜版的“兆域图”，是我国现存最古老的平面图实物。 14、1986年甘肃天水放马滩出土了秦王嬴政八年（公元前239年）绘在四块松木板上的地图七幅，

天文学基础知识

天文学基础知识 1．什么是宇宙？ 宇宙是天地万物，是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。 辨证唯物主义哲学认为，世界的本质是物质的，物质可以转换不同的存在形式，但在本质上是永久存在，永久不灭的。宇宙是普遍永恒的物质世界，在空间和时间上都是无限的。从空间看宇宙是无边无际，它没有边界，没有形状，也没有中心，如果承认宇宙以外还有什么东西，就否认了世界的物质本性；从时间看宇宙无始无终，它没有起源，没有年龄，也不会终结，如果承认宇宙有起源，就会导致创世说，实际上也否认了世界的物质本性。 但具体事物的有限性也不能否认。宇宙的无限与具体事物的有限并不矛盾，因为只有无数具体的有限才能构成全部的无限。人类观察到的宇宙是动态的，随着科学技术的进步，人类所知的宇宙在不断扩大。18世纪以前人类认识宇宙的范围只限于太阳系，随后认识到太阳系以外还有千亿个恒星，它们组成了银河系。19世纪人类又发现了河外星系，发现银河系在宇宙大家庭中只不过是相当渺小的一员。20世纪50年代的光学望远镜、60年代的射电天文望远镜把人类对宇宙的探测距离猛增，人类可以永远扩大自己对物质世界的观察视野，不会停留于某一固定的边界上，这有力证明宇宙是无限的。 天文学上通常将天文观测所及的整个时空范围称为“可观测宇宙”，有

时又叫“我们的宇宙”，或简称“宇宙”。现代科学的基本观念之一，就是可观测宇宙也像其他事物一样，有它诞生发展的历史。据现代宇宙学说估算，宇宙年龄是极其漫长的，约为150亿岁；可观测的全部宇宙空间是极为庞大的，已观测到的最远的星系距离我们大约150亿光年。 宇宙既有统一性又有多样性。宇宙的统一性在于它的物质性，宇宙的多样性在于物质的表现形式千差万别，组成宇宙的物质在存在状态、质量和性质上有着极大的差异。 宇宙是由各类天体和弥漫物质组成的。宇宙中有形形色色的天体，恒星、星云、行星、卫星、彗星、流星等天体都是宇宙物质的存在形式。2．什么是恒星和星云？ 宇宙中最主要的天体是恒星和星云，因为它们拥有巨大的质量。恒星是由炽热气态物质组成，能自行发热发光的球形或接近球形的天体。恒星是像太阳一样本身能发光的星球，晴夜用肉眼看到的许多闪闪发光的星星中，绝大多数是恒星。星云是由极其稀薄的气体和尘埃组成的，形状很不规则，似云雾状的天体。 3．什么是星系？ 由无数恒星和星际物质构成的巨大集合体称为星系。它们的尺度可以从几千到几十万光年。星系或称恒星系，是宇宙系统中的重要一环。星系数量众多。到目前为止，人们已在宇宙中观测到了约1000亿个星系。地球就处在由1000多亿颗恒星以及银河星云组成银河系中。有的星系离银河系较近，可以清楚地观测到它们的结构。离银河系最

(整理)天文观测的基础知识.

天文观测的基础知识 为了进行天文观测，就要学会认识星空，识别天体；因此，有关天体的坐标，天体的运动，天文观测所用的时间系统，星座与星图，以及星星的星等、颜色、光谱型等多方面的基础知识，都是我们开展天文观测活动时，必须首先了解的。 1．天球和天球坐标系 进行天文观测首先要从找星、认星开始。在茫茫的星空中，怎样去寻找我们想要观测的天体呢？这就必须知道天体在空中的“住址”，即它在天空的坐标。这样的坐标是怎样建立起来的呢？这就要从天球说起。 （1）天球 当我们仰望天空观察天体时，无论是太阳、月亮还是恒星、行星，它们好像都镶嵌在同一个半球的内壁上，而我们自己无论在地球上什么位置，都好像是处于这个半球的中心。这是由于天体离我们太远了，我们在地球上无法觉察不同天体与我们之间距离的差异。因此，为了研究天体的位置和运动，可以引入一个假想的以观测者为球心，以任意长为半径的球，称作天球。由于地球在浩瀚的宇宙中可以看作是一个质点，地心也可以当作地球的中心，因此可以假想一个地心天球，它是以地心为中心、无穷远为半径的球。 有了天球，我们认识天体就方便了，因为不论天体离我们多么遥远，我们都可以把它们投影到天球上，并用它们在天球上的视位置来表示它们。 在天球上，两颗星之间的距离如同在球面上两点间的距离一样，用角度来表示，称为角距。显然，角距与两颗星的真实距离是两回事：角距很小的两颗星实际距离可 能十分遥远。星体的大小一般用视角直径（简称角直径），即从地球上看去它所张的角来表示。同样，视角直径也不是天体的真实大小。例如，月亮和太阳的视角直径大

约都是1/2度，但月亮的大小与太阳相比简直可以忽略不计，只是由于月亮离地球很近才看起来很大。 （2）天球坐标系 为了描述天体在天球上的视位置，就要在天球上建立起坐标系，称天球坐标系，就像我们为了描述地球上某一点的位置需要建立地球坐标系（如用地理纬度和地理经度表示）一样。事实上，天球坐标系与地球坐标系的模式很相似。例如，天球上的赤道坐标系（也称第二赤道坐标系）就可以看作是地球坐标系在天球上的延伸：把地轴（地球的自转轴）无限延长就是天轴；天轴与天球相交的两点就是北天极和南天极；地球赤道面的延伸与天球相交的大圆就是天赤道；与地球上的纬圈、经圈类似，天球上也有相应的赤纬圈和赤经圈，不过天球上经圈的起始点与地球不同。这样，天体在天球上的位置就可用赤纬、赤经来表示。 除了赤道坐标系外，天文观测中常用的天球坐标系还有地平坐标系、时角坐标系（也称第一赤道坐标系）、黄道坐标系等，它们是以天球上不同的基本点、基本圈为基础建立起来的。有关天球上各基本点、基本圈的定义，怎样以它们为基础建立起各种天球坐标系，不同坐标系的特点以及它们之间的相互关系，请参见附录。 不同天球坐标系各有其特点，因而也有不同的用途。例如，在赤道坐标系中，赤经α的起算点是天球上的固定点——春分点，春分点与天体一同作周日视动，它与天体的相对位置不因天体的周日视动而改变；而赤纬δ的值也只由天体和天赤道决定；因此，一个天体的（α，δ）值是确定的，不受观测时间和观测地点的影响。所以在星表中多用（α，δ）表示天体的位置。 再如，地平坐标系是以观测者为参照点建立起来的，具有“地方性”特点，即在

天文学基础作业

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。 放大星图/缩小星图/缩放星图时是否改变星图设置

天体物理概论_向守平_第一章绪论探索宇宙12天体物理学简史资料

§1.2 天体物理学简史 真正意义上的天体物理学开始于十九世纪。由于分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究，对天体的结构、化学成分、物理状态的研究形成了完整的科学体系。 天体物理学发展史上的一些主要事件是：（注：科学家在天体物理学领域的重大进展已经获得了十几次诺贝尔物理奖）

1864年英国天文爱好者哈根斯和意大利教士塞西分别用摄谱仪证认出一些恒星的元素谱线，哈根斯并根据多普勒效应测定了一些恒星的视向速度；1869年英国天文学家洛基尔在太阳光谱中首次发现氦线，之后到1895年才由英国化学家雷姆塞在地球上发现了氦； 1885年哈佛大学天文台开始用物端棱镜方法，对恒星光谱的分类作大规模的研究，此后到1924年，共完成225，000多颗星的光谱分类，这 是近代天文史上的巨作，为以后的研究提供了丰富的资料；

1915年爱因斯坦发表广义相对论，并求出水星近日点进动的精确值； 同年，美国天文学家亚当斯发现测定恒星距离的分光视差法，使得恒 星距离测量的范围由几百光年（三角视差法的上限）达到几千光年；1917年爱因斯坦发表《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》一文，为现代宇宙学的奠基之作； 1919年英国天文学家爱丁顿领导的日食观测队发现太阳引力使光线偏转的现象，成为爱因斯坦广义相对论的天文学验证之一；

1920年代印度天文学家萨哈发表恒星大气电离理论，同时德国天文学家埃姆登和史瓦西、英国天文学家爱丁顿等建立了系统的恒星内部结构 1929年美国天文学家哈勃发现星系的红移-距离关系，为现代大爆炸宇宙学奠定了观测基础； 1930年 1932年前苏联物理学家朗道预言存在完全由中子构成的恒星——中子星； 1934年德国天文学家巴德与瑞士天文学家兹威基提出，中子星是超新星爆发的产物； 1937～1939年德国物理学家魏茨泽克和美国物理学家贝特提出质子-质子反应和碳氮循环两种核反应，创立了恒星核能源理论； 1939年美国物理学家奥本海默和沃尔科夫建立了中子星的理论模型，预言中子星的直径只有几千米，密度可达每立方厘米几亿 吨； 1944年荷兰天文学家范德胡斯特从理论上提出存在星际中性氢21厘米射电谱线，后在50年代初被观测证实； 1948年美国物理学家伽莫夫预言，宇宙创生于一次热大爆炸，并预言可以观测到温度大约为10K的大爆炸背景辐射遗迹； 1951～1954年美国、荷兰和澳大利亚的天文学家先用光学的方法，继而用射电方法发现并描绘出银河系的旋涡结构； 1959年美国用高空气球进行γ辐射观测，发现宇宙γ射线源，之后又发现太

历年北京市中小学生天文观测竞赛_天文知识_小学组

2008年北京市中小学生天文观测竞赛 天文知识竞赛部分 一、单项选择题：（共50小题，每小题2分，共100分） 1．为便于观测日、月、五星的运动，中国古代很早就将北天极附近的天区分为 A.黄道十二宫 B.二十八宿 C.360度 D.三垣 2、光年是天文学中的 A、时间单位 B、长度单位 C、光速单位 D、质量单位 3、太阳现在的年龄约为 A、50亿年 B、 30亿年 C、 5000万年 D、 100亿年 4、下列选项中，哪一选项都是类木行星 A、水星、火星 B、水星、土星 C、火星、土星 D、水星、天王星 E、土星、天王星 5、农历中，会发生月食的日期是哪一天 A、初一 B、初八 C、十五 D、廿二 6、我国古代将火星称为什么 A、岁星 B、启明 C、荧惑 D、镇星 7、月食出现的时候，地球、太阳、月亮是排列的。 A、地球在月亮和太阳之间 B、月亮在地球和太阳之中 C、太阳在地球和月亮之间 8、月球绕地球绕转的周期是 A、 12小时 B、半个月 C、一个月 9、金星同地球类似，但金星的温室效应已经失控，非常炎热。金星的大气中，温室效应气体大约 占多少？ A. 50% B. 72% C. 88% D. 96% 10、下列哪一颗恒星已进入了它生命的末期？ A. 天狼星 B. 织女星 C. 参宿四 D. 南门二 11、儒略?凡尔纳是最早设想太空飞行的科幻作家，在今天他的很多幻想都已成为现实。他设想可 以利用大炮将飞船射入太空，请问大炮需要将飞船加速到多少千米/秒？ A、 0.34千米/秒 B、4千米/秒 C、7.9千米/秒 D、16。7千米/秒 12、运载火箭技术同什么军事技术有关？ A. 洲际导弹 B. 巡航导弹 C. 原子弹 D. 无人驾驶侦察机 13、今年8月1日，在我国部分地区可以观赏到壮观的天象---日全食，请问8月16日那天，在北京地 区月亮升起的时间大约是几点？ A8点 B、12点 C、18点 D、23点 14、心宿二位于

第一章作业_传统、天文观测手段用于大地测量的研究

传统/天文观测手段用于大地测量的研究 摘要：随着生产力的迅猛发展、科学技术水平的不断提高，不少部门和领域对大地测 量有了更新的要求，而传统的大地测量由于不具有大范围、高精度、实时动态的特点 及其诸多的局限性，更高精度、更快捷、更简便的空间大地测量逐渐取代其而成为大 地测量的主要技术手段。 关键字：传统大地测量学；空间大地测量学；卫星重力测量；航空重力测量 1.传统大地测量的局限性 1.1 定位时要求测站间保持通视 在用传统大地测量技术进行观测时，要求观测仪器与照准目标间保持通视，而这种基本要求会引发如下一系列的问题：（1）需要花费大量的人力物力来修建觇标；（2）观测边长受到限制；（3）迁站困难。 1.2 无法同时精确测定点的三维坐标 采用传统的经典大地测量方法进行定位时，点的平面位置是以椭球面为基准面通过三角测量、导线测量、插网、插点等方法求得；而点的高程是通过水准测量的方法测量得到，由于二者观测路线迥异，受观测条件限制一般不可能同时测得平面坐标以及高程。 1.3 观测受气象条件的限制 用传统大地测量方法进行定位时，当遇大雾、大风、大雪的天气，都无法进行外业观测，不仅影响作业效率，而且会极大的影响测量精度。 1.4 难以避免某些系统误差的影响 由于地球形状并不是一个规则的球体，地球的引力场也并不均匀，采用传统的大地测量方式进行观测时，会受到诸如地球旁折光等一些因素的影响，导致测量结果中含有不可克服的系统误差，会极大的损害定位精度。 1.5 难以建立地心坐标系 仅靠传统的大地测量方法不能在海洋上布设控制网进行测量，受观测条件等限制也不能得到所有陆地表面的大地测量资料，在这种情况下得到的椭球定位一般无法使参考椭球体的中心与地球质心重合。 2.空间大地测量的产生及其可能性 2.1时代对大地测量提出的新要求 随着生产力迅猛发展、科学技术水平的不断提高，不少部门和领域对大地测量学提出了新的要求： （1）要求提供更精确的地心坐标； （2）要求提供全球统一的坐标系； （3）要求在长距离上进行高精度的测量； （4）要求提供精确的（似）大地水准面差距； （5）要求高精度、高分辨率的地球重力场模型； （6）要求出现一种全天候、更为快捷、精确、简便的全新的大地测量方法。

《测量学基础》第一章绪论作业与习题

《测量学基础》第一章绪论作业与习题 一、选择题 1．测量学的任务是（）。 A．高程测量；B．角度测量；C．距离测量；D．测定和测设。 2．确定地面点位关系的基本元素是（）。 A．竖直角、水平角和高差；B．水平距离、竖直角和高差； C．水平角、水平距离和高差；D．水平角、水平距离和竖直角。 3．测量上所说的正形投影，要求投影后保持（）。 A．角度不变；B．长度不变；C．角度和长度都不变。 4．传统的测量方法确定地面点位的三个基本观测量是( )。 ①水平角②坡度③水平距离④坐标值⑤方位角⑥高差 A．①②③；B．①②⑤；C．①③⑥；D．②④⑥。 5．目前中国建立的统一测量高程系和坐标系分别称为( )。水准原点在山东青岛， 大地原点在陕西泾阳。 A．渤海高程系、高斯平面直角坐标系；B．1956 高程系、北京坐标系； C．1985 国家高程基准、1980 国家大地坐标系；D．黄海高程系、84WGS。 6．自由静止的海水面向大陆、岛屿内延伸而成的闭合曲面称为水准面，其面上任一点的铅垂线都与该面相垂直。与平均海水面相重合的水准面称为（）。某点到大地水准面的铅垂距离称为该点的( )。 A．大地水准面、相对高程；B．水准面、高差； C．旋转椭球面、标高；D．大地水准面、绝对高程。 7．位于东经116°28′、北纬39°54′的某点所在6°带带号及中央予午线经度分别为( )。 A，20、120°；B．20、117°；C．19、111°；D．19、117°； 8．某点所在的6°带的高斯坐标值为xm = 366712.48m，ym = 21331229.75m，则该点位于( )。 A．21 带、在中央子午线以东；B．36 带、在中央子午线以东； C．21 带、在中央子午线以西；D．36 带、在中央子午线以西。 9．从测量平面直角坐标系的规定可知( )。 A．象限与数学坐标象限编号顺序方向一致； B．X 轴为纵坐标轴，y 轴为横坐标轴； C．方位角由横坐标轴逆时针量测； D．东西方向为X 轴，南北方向为y 轴。 10．相对高程是由（）起算的地面点的高度。 A．大地水准面；B．任意假定水准面；C．水平面；D．竖直面。 11.测量工作的实质是（） A．确定地面点的高程测量；B．确定地面点的空间位置； C．确定地面点的位置；D．测定和测设。

天文漫谈第一章参考答案

天文漫谈 第一章测试 仅供参考 1 【单选题】 (5分) 诗《天上的街市》作者是谁？ A. 徐志摩 B. 顾城 C. 北岛 D. 郭沫若 正确 本题总得分5分 2 【单选题】 (5分) “四方上下曰宇，往古来今曰宙”最先是谁提出的？ A. 孟子 B. 孔子 C. 老子

D. 尸子 正确 本题总得分5分 3 【单选题】 (5分) 1光年、1天文单位、1亿km、1万亿km哪个最长？ A. 1万亿km B. 1亿km C. 1天文单位 D. 1光年 正确 本题总得分5分 4 【单选题】 (5分) 现在公认我们的宇宙年龄大约几何？ A. 上千亿年 B. 上千万年 C. 上百亿年 D.

上十亿年 正确 本题总得分5分 5 【单选题】 (5分) 1等星比6等星要亮或暗多少倍？ A. 暗100倍 B. 亮6倍 C. 亮100倍 D. 暗6倍 正确 本题总得分5分 6 【单选题】 (5分) 夜空中最亮的恒星是： A. 天狼星 B. 北极星 C. 织女星 D. 金星

正确 本题总得分5分 7 【单选题】 (5分) 视星等接近零等的天体是： A. 织女星 B. 天狼星 C. 金星 D. 太阳 正确 本题总得分5分 8 【单选题】 (5分) 哈勃望远镜位于： A. 环绕月球的轨道上 B. 伦敦皇家天文台 C. 美国的黄石公园 D. 环绕地球的太空轨道上 正确

本题总得分5分 9 【单选题】 (5分) 天文距离单位中，1天文单位是： A. 太阳的直径 B. 100光年 C. 10光年 D. 日-地间的平均距离 正确 本题总得分5分 10 【多选题】 (5分) （注意：本题为多选题） 在本章《序》里直接提及的《天文漫谈》将讲述内容包括： A. 星座古希腊神话 B. 小行星及彗星 C. 四季星座辨识 D. 恒星的起源与演化 E.

科普宇宙天文学的基本知识

科普宇宙天文学的基本 知识 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

【科普】宇宙天文学的基本知识! ! 宇宙是如何形成的? 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸，从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后0.01秒，宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后，物质迅速扩散，温度迅速降低。大爆炸后1秒钟，下降到100亿度。大爆炸后14秒，温度约30亿度。35秒后，为3亿度，化学元素开始形成。温度不断下降，原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下，形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，成为今天的宇宙。 宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少? 宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。 宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星?

第一章-练习册

第一章行星地球 第一节宇宙中的地球 1．下列属于天体的是() 空中飞行着的飞机着陆的“神舟七号”飞船 A B 绕月球运动着的“嫦娥二号”地月系 C D 图L1-1-1 “一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星，挂在天空放光明，好像许多小眼睛……”是一首大家耳熟能详的童谣。回答2～3题。 2．童谣中所说星星大多属于() A．行星B．恒星C．流星D．星云 3．下列属于上题所述天体类型的是() A．太阳B．月球C．木星D．陨星 读太阳系局部示意图(图L1-1-2)，完成4～5题。 图L1-1-2 4．图中的天体Ⅴ是() A．火星B．金星 C．水星D．木星 5．与地球相比，天体Ⅴ没有生命存在的原因是() ①没有适合生物生存的大气条件②没有固体表面 ③距太阳较近，表面温度偏高④没有昼夜交替现象 A．①②B．③④ C．①③D．②④ 地球是太阳系中的一颗普通行星，然而地球贵在是一颗适合生物生存和繁衍的行星。虽然我们相信宇宙中还会有其他存在生命的星球，但是至今，我们还没有发现它们。据此回答 6～7题。 6．太阳系中，在质量、体积、平均密度和运动方向等方面与地球极为相似的行星，称为类地行星。下列属于类地行星的是() A．火星B．土星C．木星D．天王星 7．下列关于地球生物出现、进化的论述，正确的是() A．存在大气，地球上必然存在生物 B．日地距离对地球表面温度的高低没有必然的影响 C．地球体积和质量对地球大气圈的形成没有作用 D．比较安全、稳定的宇宙环境为生命的产生、发展提供了时空条件 读流星雨景象示意图(图L1-1-3)，回答第8题。 图L1-1-3 8．来到地球的流星体绝大部分都在大气中燃烧掉了，其所表现的地理意义是()

7年级上册科学第一章《科学入门基础》讲义

第一章《科学入门》复习讲解 【1.1.科学并不神秘 ---- 1.2.观察与实验】 1、科学是一门研究各种_ ____________并寻找它们____________的学问，每个小小的疑问都有可能引发科学的发现。 2、牛顿好奇于苹果的落地而发现了“_________________”瓦特好奇于水的沸腾顶起壶盖而发明了 . 只要留心观察，从探究身边的问题着手，我们就可以进入科学的世界。科学就在我们身边。 3、 学习科学知识，学会科学探究的本领，对我们今后的发展都至关重要。我们要多 、多 ，多 ， 运用 和 ，推动社会的进步，协调人与自然的关系，为人类创造更美好的生活。 4、显微镜能帮助我们看到_____的物体，天文望远镜能帮助我们看到______，雷达能让我们观察到天上的飞行物。 5、初中科学实验常用仪器： 【（1）实验室中常见的器材】 1）停表 2）电压表与电流表 3）放大镜和显微镜和天平 天平： 测量物体的质量 显微镜：观察微小的物体 放大镜：可将物体的像放大 4）烧杯和玻璃棒 盛放大量液体 搅拌、引流、转移物体 5）试管：用于少量的试剂的反应。 ① 试管中所盛的试剂不能超过试管的1/3。 ② 试管可以加热,加热时要用试管夹夹持住 测量时间（时间间隔） 停 表（秒 表） 测量电路流 测电路两端 烧杯 玻璃棒

③ 加热时，要先预热，以免破裂。 ④ 加热时,管口不要对着别人或自己 6）试管夹： 用于试管加热时夹持试管。 ① 夹持试管时，试管夹应从试管底部往上套,最后夹在离试管口1/3处（试管的中上部） ② 手握试管夹时，应该握长柄部位，拇指不要按 在短柄上，以免试管滑落 7）酒精灯：使用方法和注意事项： ① 酒精灯内的酒精不能太少，也不能太多，使用前要先检查。 ② 酒精灯点燃要用火柴或纸条等，绝对不能用燃着的酒精灯去 点燃另一盏酒精灯 ③ 加热时要用酒精灯的外焰。 ④ 熄灭时要用灯帽盖灭，不能用嘴吹 8）滴管：用滴管来取用少量溶液。 操作要领：① 使用滴管时，胶头在上，管口在下。 ② 滴管口不能伸入受滴容器。 ③ 滴管用后应立即冲洗，未经洗涤的滴管严禁吸取其他试剂，以免残留的试液污染其他试液。 【（2）一些常见仪器的用途】 1、取少量液体的器皿：滴管、试管、试管夹。 2、加热的仪器：铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯等。 3、测量的仪器：温度计、秒表、电流表、电压表、天平等。 4、观察的仪器：放大镜、显微镜等。 【（3）认识科学测量的工具：】 1、长度测量仪器：刻度尺、游标卡尺、千分尺。 2、质量测量仪器：托盘天平和砝码。 3、时间测量仪器：秒表。 4、温度测量仪器：温度计。 5、电的测量仪器：电流表、电压表、电度表。 6、力的测量仪器：弹簧测力计、圆盘测力计。 7、体积测量仪器：量筒、量杯。 6、科学实验危险品的容器外有相应的警告标识： 有毒 有腐蚀性 易燃 易爆 【典型例题1】 1、下列事物中，属于科学研究对象的是： 。 A.风是怎样形成的？ B.政府是如何管理流动人口的？ C.为什么会打雷？ D.我们学校有多少初一新生？ E.小鸡是如何出生的？ F.水为什么会结冰？ G.小明的理想是什么？ H.露珠是怎样形成的？ 2、（2010.浙江杭州）下列不属于科学问题的是 ( ) 内焰 酒精灯的使用 用途：实验用于加热的仪器。 焰心 （温度最低） （温度最高） 外焰 加热时要用酒精灯的 外焰

第一章 力学基础

材料热力学与动力学(Thermodynamics and Kinetics of Materials) 学位课48h, 3学分。笔试。 每周3h。其中讲授38h，讨论6h，习题课4h。 参考书： 《材料热力学》江伯鸿著上海交大出版社1999 《材料热力学》徐祖耀著科学出版社2000 《合金热力学》石霖编著机械工业出版社1992 《冶金和材料计算物理化学》乔芝郁等编著冶金工业出版社1999 Introduction to the Thermodynamics of Materials Fourth Edition David R.Gaskell著Taylor & Francis 2003 Phase Theory ——The Thermodynamics of Heterogeneous Eguilibzia H.A.J.Oonk 著科学出版社1987 中译本施印华译 Chemical Thermodynamics of Materials C.H.P Lupis著Elsevier Science Publishing Co. lnc 1983

A theory is the more impressive the greater the simplicity of its premises, the more different kinds of things it relates, and the more extended its area of applicability. Therefore the deep impression that classical thermodynamics made upon me. It is the only physical theory of universal content which I am convinced will never be overthrown, within the framework of applicability of its basic concepts. -A. Einstein. 对于一个理论，其前提越简单，所涉及不同的东西越多，应用范围越大，它就越深刻。因此，经典热力学给了我深刻的印象。我深信：在其基础概念的应用框架里，它是唯一永远不会被推翻的关于宇宙内容的物理理论。 --阿尔伯特. 爱因斯坦

教您天文望远镜基础知识入门

教您天文望远镜基础知识入门 一、望远镜种类 （一）折射式望远镜 折射式望远镜的构造如下图： 折射式望远镜由两个透镜组成：固定在镜筒前端的是物镜（其口径大小直接决定望远镜的性能）；在镜筒尾端可以调换的是目镜。

上图为星特朗AstroMaster系列 90EQ 优点：视野较大、星像明亮，使用和维护比较方便，反差及锐利度较同口径的反射镜佳，摄影及高倍行星观测，效果都相当不错。缺点：有色像差(色差)问题，会降低分辨率。 （二）反射式望远镜 反射式望远镜的构造如下图：

上图为牛顿式反射式望远镜。

上图为星特朗AstroMaster系列130EQ 优点：无色差、强光力和大视场，非常适合深空天体的目视观测。缺点：彗差和像散较大，视野边缘像质变差，操作不太容易, 维护相对复杂。 （三）折反射式望远镜 折反射式望远镜的构造如下图：

上图为星特朗Omni XLT 127 综合了折射镜和反射镜的优点：视野大、像质好、镜筒短、携带方便。有施密特-卡塞格林式和马克苏托夫-卡塞格林2种。

三种类型望远镜优缺点对比： （1）折射式：通常小型（口径80毫米以下）折射望远镜具有便携优势，结构简单可靠性高，可以在旅行时随身携带。在拍摄要求不高的情况完全可以满足摄影需求，而且与相机连接简单可以作为长焦镜头使用。 （2）反射式：大口径反射虽然不便携，但比其他类型望远镜有很多优势。首先，造价低廉，很多爱好者可以自己磨制。其次，大口径成像效果更好，利于高倍观测，而且焦比较小，适合观测和拍摄深空天体。 （3）折反式：折反同时具备折射式望远镜的便携和反射式望远镜的成像优势，但价格较贵。 三种望远镜优缺点对比： 折射式 优点：结构简单，便携，成像锐度好， 缺点：镜筒封闭维护保养容易有色差、球差，口径大的价格相对较贵 光学结构：物镜——目镜结构 反射式 优点：口径大，成像亮度高，无色差，价格相对便宜 缺点：不便携，有球差，镜筒开放维护保养相对困难 光学结构：反射镜——副镜——目镜结构 折反式 优点：便携，成像质量较好，镜筒封闭维护保养容易， 缺点：口径相对较大结构复杂，在同口径其他类型望远镜中价格最贵 光学结构：改正镜——反射镜——副镜——目镜结构 二、常见的天文望远镜光学名词

第一章天文简史

第一章天文简史 天文学（Astronomy）是研究天体和宇宙的科学，它研究天体的分布、位置、运动规律、化学组成和物理状态以及天体和宇宙的结构和演化。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。 天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义，对于人类的自然观有很大的影响。古代的天文学家通过观测太阳、月球和其他一些天体及天象，确定了时间、方向和历法。这也是天体测量学的开端。如果从人类观测天体，记录天象算起，天文学的历史至少已经有五六千年了。天文学在人类早期的文明史中，占有非常重要的地位。埃及的金字塔、欧洲的巨石阵都是很著名的史前天文遗址。哥白尼的日心说曾经使自然科学从神学中解放出来；康德和拉普拉斯关于太阳系起源的星云说，在十八世纪形而上学的自然观上打开了第一个缺口。 牛顿力学的出现，核能的发现等对人类文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的联系。当前，对高能天体物理、致密星和宇宙演化的研究，能极大地推动现代科学的发展。对太阳和太阳系天体包括地球和人造卫星的研究在航天、测地、通讯导航等部门中都有许多应用。 天文学循着观测-理论-观测的发展途径，不断把人的视野伸展到宇宙的新的深处。随着人类社会的发展，天文学的研究对象从太阳系发展到整个宇宙。现今，天文学按研究方法分类已形成天体测量学、天体力学和天体物理学三大分支学科。按观测手段分类已形成光学天文学、射电天文学和空间天文学几个分支学科。 第一节古代天文学发展 古代，世界上最早的文明发源地两河流域、埃及、古希腊、古中国、古印度和古阿拉伯等都是古天文学发展最早的地区。中国有悠久的文明史，几千年之前由于农、牧业和社会生活的需要，人们就开始观察日、月、星辰研究他们的运动规律，记录了大量而重要的天象，积累了极其宝贵的天文资料，为近代天文学的发展奠定了坚实的基础。 一、古代埃及与天文学 他们制定了自己的历法。马克思说：“计算尼罗河水涨落期的需要，产生了埃及的天文学。”这就是说，天文学知识的产生来自于对自然界的观察。古埃及人发现三角洲地区尼罗河涨水与太阳、天狼星在地平线上升起同时发生,他们把这样的现象两次发生之间的时间定为一年，共365天。把全年分成12个月，每月30天，余下的5天作为节日之用；同时还把一年分为3季，即“泛滥季”、“长出五谷季”、“收割季”，每季4 个月。 埃及人把昼和夜各分成12个部分，每个部分为日出到日落或日落到日出的时间的1/12。埃及人用石碗滴漏计算时间，石碗底部有个小口，水滴以固定的比率从碗中漏出。石碗标有各种记号用以标志各种不同季节的小时。别怀疑，古埃及的占星学可是很发达的。正如古埃及文明的特色一般，他们的十二星座也是以古埃及的神来代表的。 古埃及人关于星的研究与知识累积起源于远古时代农业生产的需要。古埃及的农业生产，由于播种季节和田野、果园的丰收，都要依赖于尼罗河的每年泛滥，而尼罗河的泛滥，又和星体运动有关，特别是每隔1460 年便会出现日出、天狼升空与尼罗河泛滥同时发生的现象。所以，僧侣从很早便开始制作天体图。埃及的天文学与数学一样，仍然处于一种低水平的发展阶段，而且还落后于巴比伦。在古埃及的文献中，既没有数理仪器的记述，也没有日食、月食或其他天体现象的任何观察的记录。埃及人曾把行星看成漫游体，并且把有命名的称为星和星座（它很少能与现代的等同起来）。所以，他们仅有的创作能够夸大为“天文学”的名字。从古王国时代一直到较晚的托勒密时代保存下来的某些铭文包括了天空划分的名单。被希腊人称为“德坎”（黄道十度分度）的是用图描绘的所谓夜间的12小时。人们使用德坎划分年份，一年由36个为期10天的连续星期构成。36个德坎共计360天，构成一年的时间。但是，还缺少5天，因此，每隔若干年，每星期德坎出现的时间就必须往后移。埃及人的宇宙观念往往是用不同的神话来解释，并且保留了一些不同的天体的绘画。在新王国时代陵墓中的画面上，我们看到天牛形象的天空女神努特，她的身体弯曲在大地之上形成了一个天宫的穹隆，其腹部为天空，并饰以所谓“星带”。沿星带的前后有两只太阳舟，其中头上一只载有太阳神拉，他每日乘日舟和暮舟巡行于天上。大气之神舒立在牛腹之下，并举起双手支撑牛腹，即天空。天牛的四肢各有2 神所扶持。按另一种神话传说，天空女神努特和大地之神盖伯两者相拥合在一起，其父大气之神舒用双手把女神支撑起来，使之与盖伯分离，仅仅让努特女神之脚和手指与地面接触，而盖伯半躺在大地上。这些神话传说 1

气象学基础第一章

考纲要求： 大气圈结构及气象要素的基本特征、大气静力学、大气动力学基础、大气中的辐射过程、大气热力学基础、大气静力稳定度、大气的热状况和大气中的水分等。主要针对大气科学基本的科学原理、理论和知识。 第一章大气概论 第一节大气的组成 大气：包围在地球表面的整个空气层。 原生大气：以氢、氦、氖等气态物质所组成的第一代原生大气 次生大气：以二氧化碳、一氧化碳、水汽、甲烷为主的此生大气。 现代大气：以氮氧为主~~ 一、干洁大气 1、干洁大气：不包含水汽和气溶胶等粒子的大气称为干洁大气。 次要成分：氮、养、氩 主要成分：少量二氧化碳、臭氧、各种氮养化物和其他一些惰性气体 常定成份：氮、养、氩和微量的惰性气体 可变成分：其他成分（二氧化碳、臭氧、各种氮养化物） 2、干空气的密度是温度和气压的函数 干洁大气可以作为理想气体，没有任何相变 二、二氧化碳 1、对地表有保温效应：它对太阳的短波辐射几乎的透明的，而对地表射向太空的长波辐射，特别是13-17微米波谱区，有强烈的吸收作用，使得地表辐射的热量大部分被截留在大气层内。 2、二氧化碳的增减对气候变化有重要影响、二氧化碳的大气底浓度值变化的两个特点（1）有季节变换 （2）年平均二氧化碳浓度值逐年增大 三、臭氧 1、臭氧的分布：5-10km开始增加，20-30km最大浓度出现，称为臭氧层，位于平流层。 2、臭氧的存在对地球上生物的重要意义：太阳辐射中的紫外线对生物体的组织有很大的危害作用，臭氧吸收了绝大部分的紫外线，才使生物有机体免遭伤害，臭氧保护了地球上的生物。 四、水汽： 1、水汽的重要性，水汽对天气、气候变化的影响（2009年考点） 水汽在大气中的含量虽少，但由于它在大气温度变化范围内可以进行相变，变成水滴或冰晶，因而它对大气中的物理过程起着重要的作用，是天气变化的主角，大气中的雾、云、雨、雪、雹、等天气现场都是水汽相变的重要产物。 水汽在相变过程中要吸收或放出潜热，同时水汽又易吸收额放射长波辐射，所以大气中的水汽含量的多少能直接影响地面和空气的温度，进行天气的变化。 五、大气气溶胶粒子（气溶胶） 1、大气气溶胶：是指悬浮在空气中的液体和固体粒子。它包括水滴、冰晶、悬浮着的固体灰尘微粒、烟粒、微生物、植物的孢子和花粉以及各种凝结核和带电粒子等。 2、来源：人工源（煤炭石油燃烧和工业活动）、自然源（森林火灾、火山爆发、土壤微粒和岩石的分化） 3、 第二节大气的结构 一、大气的上界

天文学的基础知识(最全)

天文学的基础知识（一） 宇宙是如何形成的? 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸，从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后0.01秒，宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后，物质迅速扩散，温度迅速降低。大爆炸后1秒钟，下降到100亿度。大爆炸后14秒，温度约30亿度。35秒后，为3亿度，化学元素开始形成。温度不断下降，原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下，形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，成为今天的宇宙。 宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少? 宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。 宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星? 在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个，而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百亿到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题，你就不难了解到，在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟，渺小得微不足道。 太阳和地球的年龄? 据估计太阳的年龄比地球大1000万-2000年年，而通过放射性计年，地球的年龄是45亿年，因此太阳的年龄是45.1亿年。 银河系简介 是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系呈旋涡状，有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看，银河系像一个体育锻炼用的大铁饼，大铁饼的直径有10万光年，相当于946080000亿公里。中间最厚的部分约3000～12000光年。银河系整体作较差自转，太阳位于一条叫做猎户臂的旋臂上，距离银河系中心约2.5万光年。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和两个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而不同。1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质，指出银河系中心的能源应是一个黑洞，但是由于目前对大质量的黑洞还没有结论性的证据。 银河系如何运转?太阳绕银河系公转是多少年?银河系的年龄是多少? 银河系是一个巨型旋涡星系，Sb型，共有4条旋臂。包含一、二千亿颗恒星。太阳距银心约2.3万光年，以250千米/秒的速度绕银心运转，运转的周期约为2.5亿年。关于银河系的年龄，目前占主流的观点认为，银河系在宇宙诞生的大爆炸之后不久就诞生了，用这种方法计算出，我们银河系的年龄大概在14 5亿岁左右，上下误差各有20多亿年。而科学界认为宇宙诞生的“大爆炸”大约发生... 什么叫星系?宇宙有多少个星系和恒星? 天穹上的大多数光点是银河系的恒星，但也有相当大量的发光体是与银河系类似的巨大恒星集团，历史上曾被误认为是星云，我们称它们为河外星系，现在已知道存在1000亿个以上的星系，著名的仙女星