天文學(xué)基本知識課件

1、大學(xué)物理,,天文學(xué)基礎(chǔ)知識一、宇宙從何而來二、天球坐標(biāo)系 三、辨識方位四、星座和恒星命名五、四季星空六、黃道十二宮和 “星座文化”七、天體距離和視差測距法八、恒星的星等和光度九、恒星不恒——恒星的一生十、行星的視運(yùn)動及其解釋,,一、宇宙從何而來亙古不衰的問題,藍(lán)天白云，碧空廣袤浩瀚；群星璀璨，河漢深不可測；宇宙為何是這個(gè)樣子？它從何處而來？又向何處而去？宇宙會有開端嗎？時(shí)間會有終結(jié)嗎？,一個(gè)著名的傳說,相傳羅

2、素作過一次關(guān)于宇宙的演講后，聽眾中的一位老年婦女站起來，老夫人說：“你說的這些全是廢話，這個(gè)世界是馱在烏龜背上的一塊平板！”羅素問道：“那么這只烏龜站在什么地方呢？”老夫人說：“年輕人，你很聰明！不過，這是一只馱著一只一直馱下去的烏龜塔??！”,一 宇宙認(rèn)知史,1、古代的宇宙說,“宇”：天地四方（空間）,“宙”：古往今來（時(shí)間）,Cosmosuniversity,蓋天說："天圓如張蓋,地方如棋局",渾天說：&

3、quot;渾天如雞子,天體如彈丸,地如雞中黃",古印度：“海中烏龜馱著大象，大象背著大陸，周圍環(huán)繞大蛇”的說法 。,中國：盤古開天辟地基督教：上帝的創(chuàng)生,上帝在創(chuàng)造宇宙之前做什么？,有人問奧古斯?。荷系墼趧?chuàng)造宇宙之前做什么？奧古斯丁的回答： “他正在為問這個(gè)問題的人準(zhǔn)備地獄！”,在很久很久以前，沒有天，沒有地，到處是混沌的一片，簡直就像是一個(gè)渾圓的雞蛋。這個(gè)渾圓的東西也有一個(gè)中心，這個(gè)中心就是人類的始祖，他的名字叫做

4、盤古氏。盤古氏在這個(gè)渾圓的東西中間孕育了1萬8千年。終于有一天，他破殼而出，拿著自己制造的巨斧劈開了這個(gè)混沌的圓東西，輕的上升為天，重的下降為地。盤古死后，他的左眼，變成了光輝奪目的太陽；右眼，變成了一輪美麗的月亮。頭發(fā)和胡須，變成了天空密密麻麻的星辰；身體則化為江河山脈，花草樹木。,道生一，一生二，二生三，三生萬物。道者，無也。 —老子《道德經(jīng)》,大爆炸理論,１、又稱“大爆炸宇宙學(xué)”,２、創(chuàng)建：伽莫夫１９４６年創(chuàng)建,３、支持：愛德溫&

5、#183;哈勃發(fā)現(xiàn)紅移現(xiàn)象　　　　阿爾諾·彭齊亞斯與羅伯特·威爾遜發(fā)現(xiàn)　　　　　　　　　　　　　　　　　　宇宙微波背景輻射,大爆炸宇宙模型認(rèn)為,宇宙起始于一個(gè)“奇點(diǎn)”。在“奇點(diǎn)”里，溫度和密度都高得無法想象，這時(shí)物質(zhì)所處的狀態(tài)至今還無法描寫.這種狀態(tài)可能極不穩(wěn)定,最終,“奇點(diǎn)”發(fā)生爆炸，這種爆炸是整體的，涉及宇宙的全部物質(zhì)及時(shí)間、空間。爆炸導(dǎo)致宇宙空間處處膨脹，溫度則相應(yīng)下降，當(dāng)溫度降到一定程度時(shí),逐步形成超星系

6、團(tuán)、星系團(tuán)、星系乃至恒星和行星等。,煙火理論,1981年梵蒂岡宇宙學(xué)會議， 教皇保羅二世 的大會演講： 在大爆炸之后的宇宙演化是 可以研究的， 但是人們不要去過問大爆炸 本身，因?yàn)槟鞘莿?chuàng)生的時(shí)刻， 是上帝的事務(wù)。,宇宙的年齡,按照哈勃定律，距今約為110—180億年。,根據(jù)星系演化的理論，通過計(jì)算一個(gè)星系中紅巨星的數(shù)目，就可以估算出該星系的年齡。用這種方法測算出的最老的星系的年齡在100億年到160億年之間。,2003年2月，美國宇航局

7、公布的“威爾金森各向異性微波探測器”拍到的宇宙“嬰兒期”照片。根據(jù)這張照片，科學(xué)家精確地測算出了宇宙的實(shí)際年齡是137億年，誤差不超過百分之一。,宇宙是無限的嗎？,兩個(gè)悖論如果宇宙是無限大的，其中就有無數(shù)個(gè)恒星，按照牛頓萬有引力定律，宇宙空間中任何給定兩點(diǎn)的引力就可能很大或無限大，因此，任意一點(diǎn)的引力勢就無法確定。—西利格之謎如果宇宙是無限的，并且恒星的數(shù)量也是無限的，那么黑夜則不復(fù)存在，因?yàn)槟阆蛉魏我粋€(gè)方向望去，總能看到一個(gè)恒星。

8、—奧伯斯之謎,無限的宇宙沒有黑夜！,Olbers,宇宙是有限的嗎？,如果宇宙是有限的，那么宇宙的邊界和中心在何處？邊界以外又是什么？盧克萊修的“飛矛”：如果宇宙是有限的，倘若一個(gè)人一直走到它的邊上，猛擲一根飛矛，那么試問：它將飛向何處？愛因斯坦的困惑：宇宙究竟是無限伸展的？還是有限封閉的？海涅：一個(gè)白癡才希望有個(gè)答案。,大學(xué)物理,,二、天球坐標(biāo)系借鑒地球的地理坐標(biāo) 基本點(diǎn) ：北極、 南極 基本圈 ：赤道、 緯線圈、經(jīng)線圈、

9、本初經(jīng)圈 緯度、 經(jīng)度,,大學(xué)物理,,緯度：從赤道面起算 到北極0～90o 到南極0～－90o經(jīng)度：從本初經(jīng)圈起算 （通過格林尼治天文臺） 向東方向，東經(jīng)0～180o 向西方向，西經(jīng)0～180o,,大學(xué)物理,,天球1、用肉眼或望遠(yuǎn)鏡看天體，分不清它 們的遠(yuǎn)近，好象是鑲嵌在無窮遠(yuǎn)處 的球面上： 一個(gè)虛擬的天球！2、天球是以地球?yàn)橹行?，但這僅僅是一種方法，用

10、起來方便。,,大學(xué)物理,,3、太陽和太陽系的行星在天球上的視運(yùn)動4、恒星也在運(yùn)動（自行），短時(shí)期不 會明顯看出恒星在天球上的相對位 置發(fā)生變化 可以認(rèn)為恒星固定在天球上,,大學(xué)物理,,天體位置：觀測者和天體的聯(lián)線 與天球的交點(diǎn) 視運(yùn)動：天體在天球球面上的運(yùn)動,,大學(xué)物理,,天球坐標(biāo)系1，赤道坐標(biāo)系 2，地平坐標(biāo)系 3，黃道坐標(biāo)系 4，銀道坐標(biāo)系,,大學(xué)物理,

11、,,,赤道坐標(biāo)系 基本圈： 赤道、緯圈、經(jīng)圈 基本點(diǎn)： 北天極（南天極） 春分點(diǎn) (3月21日） 赤緯 赤經(jīng),大學(xué)物理,,赤道坐標(biāo)系子午圈春分點(diǎn)地平圈赤道天極赤緯時(shí)角，赤經(jīng)赤經(jīng)從春分點(diǎn)起算，時(shí)角從子午圈算起,,大學(xué)物理,,春分點(diǎn)和秋分點(diǎn),地球軌道面（黃道面）和赤道面的交點(diǎn),大學(xué)物理,,,赤道坐標(biāo)系 天體的赤緯從天赤道起算第一赤道坐標(biāo)系(時(shí)角坐標(biāo)系） 時(shí)角從子午圈起算，順時(shí)針 時(shí)角隨觀測地

12、不同、時(shí)間不同而變化。第二赤道坐標(biāo)系(赤道坐標(biāo)系) 赤經(jīng)從春分點(diǎn)起算，逆時(shí)針 赤經(jīng)不隨觀測地及時(shí)間而變化,大學(xué)物理,,優(yōu)越的赤道坐標(biāo)系英國著名學(xué)者李約瑟評價(jià)： 現(xiàn)代國際通用的是中國古代的赤道坐標(biāo)系，而不是希臘古代的黃道坐標(biāo)系。 坐標(biāo)值不隨時(shí)間變化，也不受觀測點(diǎn)地理位置的影響，可唯一確定恒星在天球上的位置。,,大學(xué)物理,,問題：在地球上某處觀測天體有沒有永遠(yuǎn)不落的天體？有

13、沒有永遠(yuǎn)不升起的天體？,,大學(xué)物理,在地球的北極：（北極星在頭頂） 地平圈與天赤道平行 所有天體的周日平行圈 與地平圈和天赤道平行 所有的北天的天體 都圍繞著北極星轉(zhuǎn)圓圈 不會落到地平圈之下 所有的南天的天體都看不到,,大學(xué)物理,,在地球赤道地區(qū)： 地平圈與天赤道垂直 所有天體的周日平行圈都與地平圈垂直 沒有永遠(yuǎn)不會落到地平線以

14、下的星 也沒有永不升起的星星 南天和北天的天體都可以觀測,,大學(xué)物理,,在其它緯度地區(qū)： 既有拱極星 也有永不升起的星 還有有升有落的星 由赤緯與當(dāng)?shù)氐乩砭暥葲Q定,,三、辨識方位,1、天球（地心天球）：以地球?yàn)橹行?，以任意遠(yuǎn)為半徑，而形成的假想球體。 2、天球上的方向：是地球上方向的延伸。 3、地球上的方向：經(jīng)線指南北、緯線指東西。 規(guī)定：地球自

15、轉(zhuǎn)方向?yàn)闁|，日月星辰東升西落。 地球自轉(zhuǎn)方向確定：在北極上空看，逆時(shí)針；在南極上空看，順時(shí)針。,利用北斗七星找北極星,春夏季夜晚： 北斗七星即大熊星座。這七顆亮星在天球上組成一巨大的勺形。以勺頭兩顆星(天璇、天樞)的連線為長度單位，向勺口所指方向度量，大約五倍距離處那顆亮星，即為北極星。,4、2 利用仙后座找北極星,秋冬季夜晚： 從仙后座α星(王良四)向它前面的一顆不太亮的K星(位于w開口處)連線，并以這一

16、連線為長度單位，沿其延長線向w開口方向度量，在大約五個(gè)長度單位處那顆亮星即為北極星。,利用鐘表法確定南北方向 在北半球， 將時(shí)針對準(zhǔn)太陽的方向， 十二點(diǎn)刻度和時(shí)針之間的夾角的中線所對的方向就是正南。 在南半球， 將十二點(diǎn)刻度對準(zhǔn)太陽的方向， 十二點(diǎn)刻度和時(shí)針之間的夾角的中線所對的方向就是正北,大學(xué)物理,,五、星座和恒星命名,星座是人們?yōu)榱擞^測研究方便 把星空人為地劃分為若干區(qū)域 古人劃分星空形成風(fēng)格各異的星座文

17、化1928年，國際天文學(xué)聯(lián)合會把全天分為88個(gè)星座，其中北半天球29個(gè)，南半天球47個(gè)，黃道天區(qū)12個(gè)。其中沿用了很多希臘人起的名字。各個(gè)星座大小不同，星數(shù)差別很大,大學(xué)物理,,古巴比倫人把星空中亮星連起來勾畫成牛、羊、蝎子等形象 古希臘人根據(jù)一群星構(gòu)成的圖形加上想象，把恒星劃分成48個(gè)星座，主要是北天的恒星,,,大學(xué)物理,,神話人物類：仙女座，仙王座， 武仙座，獵戶座，動物類： 大熊座，小

18、熊座， 金牛座，杜鵑座；儀器用具類：羅盤座， 時(shí)鐘座，圓規(guī)座，六分儀座， 顯微鏡座，望遠(yuǎn)鏡座,,大學(xué)物理,,,小熊座代表宙斯的兒子阿卡。有一次，宙斯愛上了一個(gè)名叫卡里斯托的苧芙，不久卡里斯托便懷孕生下了宙斯的兒子阿卡。知道這件事情之后，憤怒的天后赫拉把卡里斯托化為一只大熊，使她只得在森林里生活下去。過了許多年，卡里斯托的兒子阿卡長大，并成為一名出色的獵手。這一天

19、，阿卡在森林里打獵?？ɡ锼雇姓J(rèn)出了自己的兒子，忘了自己是熊身的她身不由己地向他跑了過去。但是，阿卡并不知道這只可怕的大熊是自己的母親，便向這只熊舉起長槍。就在這個(gè)危險(xiǎn)的時(shí)候，宙斯急忙將阿卡也變成一只熊。變成熊的阿卡斯認(rèn)出了自己的母 大熊座與小熊座親，從而避免了一場弒親的悲劇。后來宙斯又將兩只熊一同帶到天上，并在眾星之中給了他們兩個(gè)榮耀的位置，這就是大熊座與小熊座。赫拉又選派了一個(gè)獵人帶著兩只兇惡的獵狗，緊緊地追趕在這兩只熊的后面。這

20、個(gè)獵人就是天上的牧夫座，而他牽著的兩只獵犬就是獵犬座。,大學(xué)物理,,,中國古代：三垣：紫微垣 、太微垣、天市垣 四大區(qū)：東蒼龍，西白虎， 南朱雀，北玄武。二十八宿，我國古代神話中28個(gè)神仙東方蒼龍：含角、亢、氐、房、心、尾、箕七宿；南方朱雀：含井、鬼、柳、星、張、翼、軫七宿西方白虎：含奎、婁、胃、昴、畢、觜、參七宿北方玄武：含斗、牛、女、虛、危、室、壁七宿。,,大學(xué)物理,,,,星座不是有機(jī)整體 星座只是

21、某一方向范圍內(nèi)所有天體 的集合(亮星） 銀河系中的恒星、星云 河外星系、類星體…… 在同一個(gè)星座內(nèi)的天體的距離 極其懸殊.,亮星的命名,1、根據(jù)神話故事：牛郎星、織女星、天狼星等2、根據(jù)二十八宿：角宿一、心宿二、參宿四等3、根據(jù)恒星顏色：大火(心宿二)4、恒星所在天區(qū)：天關(guān)星、北河二、五車二等5、每個(gè)星座中的恒星從亮到暗排序，以該星座名稱加希臘字母表示：獵戶座a(參宿四)、獵戶座b(參宿七

22、),大學(xué)物理,,,千億顆恒星如何取名 我國古代給一些亮星起的名字 天狼、北斗、大角、牛郎、織女、造父 國際命名方法： 不能重名又要便于記憶 姓：星座名 名：該星座中的星以亮度排隊(duì) 以希臘字母α,β,γ… 例如：小熊座α（北極星）,大學(xué)物理,,希臘字母24個(gè)， 故只能給2112顆星命名 在希臘字母用完后 接著再用阿拉伯?dāng)?shù)字繼續(xù)排如小熊座6星， 大熊座56星等,,大學(xué)物理

23、,,四、四季星空在地球上只能看見背著太陽方向的天空中的恒星地球繞太陽的公轉(zhuǎn)導(dǎo)致星空也隨季節(jié)的變化而不同,,大學(xué)物理,,看星圖    星圖種類繁多     星圖上的南北方向和普通地圖相反     使用地圖時(shí)，平放在地上， 使用星圖時(shí)，須要把星圖，高舉過頭，抬頭看星空,,大學(xué)物理,,星

24、空運(yùn)轉(zhuǎn)的規(guī)律地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致整個(gè)星空從東向西圍繞我們 運(yùn)轉(zhuǎn)一周，恒星每小時(shí)自西向東運(yùn)行 15 度，4分鐘1度；地球繞太陽的公轉(zhuǎn)，每年365天 轉(zhuǎn)一周（360度）每天約移動1度， 這導(dǎo)致恒星每天大約提前4分鐘升出 地平線，或者過中天。,春季星空是 西御東熊 夏季星空是 西熊東琴秋季星空是 西琴東后 冬季星空是 西后東御,大學(xué)物理,,春季星空 小熊座α星是北極星大熊座大熊

25、星座中有北斗七星，順著斗勺邊緣上兩顆星的聯(lián)線可找到北極星獅子座 頭部由六顆星組成, 獅子座流星雨,大學(xué)物理,,夏季星空      銀河橫跨天空   天鷹座 牛郎星 在銀河的東岸  天琴座 織女星  在銀河的西岸   天鵝座 在銀河中形如大“ 十”字天鵝座X-1

26、（X射線源）,,大學(xué)物理,,天鵝座X-1是最早被認(rèn)為是黑洞的天體之一 ，于1965年被發(fā)現(xiàn)，是個(gè)很強(qiáng)的X射線源。    黑洞看不見，但在雙星系統(tǒng)中的黑洞可以感覺到它的存在，雙星觀測可以估計(jì)伴星質(zhì)量。,,大學(xué)物理,秋季星空 仙后座 有五顆相當(dāng)明亮的恒星 排列成拉丁字母 W 的形狀 W字開口的一面正對著北極星仙女座 肉眼可見，仙女座大星云是人類認(rèn)識的第一個(gè)銀河系以外的

27、星系,,大學(xué)物理,,仙女座大星云人類認(rèn)識的第一個(gè)銀河系以外的星系。    1923年哈勃證實(shí)仙女座的距離為90萬光年，遠(yuǎn)在銀河系之外。,大學(xué)物理,,冬季星空    獵戶座 有三顆亮星，好比獵人的腰帶主星α參宿四，紅超巨星 大犬座  天狼星，全天除太陽以外最亮的恒星  雙星系統(tǒng)，伴星是第一顆白矮

28、星,,大學(xué)物理,,金牛座           昴星團(tuán)有七顆主要亮星       蟹狀星云和它的脈沖星    公元1054年7月4日（北宋至和元年）超新星爆發(fā)的遺跡?！爸梁驮晡逶录撼?，晨出東方，守天關(guān)，晝見如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十

29、三日。”在夜晚可見的時(shí)間則持續(xù)了一年十個(gè)月。,,大學(xué)物理,,五、黃道十二宮和 “ 星座文化”,大學(xué)物理,,黃道十二宮    太陽視運(yùn)動經(jīng)過12個(gè)星座稱十二宮，大約每個(gè)月經(jīng)過一宮，（12個(gè)星座大小一同，12個(gè)宮則平均占30度）。       春       夏 

30、60;           秋           冬   1, 雙魚宮   4, 雙子宮  7, 室女宮   10, 人馬宮   2,

31、白羊?qū)m   5, 巨蟹宮   8, 天秤宮   11, 摩羯宮   3, 金牛宮   6, 獅子宮   9, 天蝎宮   12, 寶瓶宮 黃道：太陽在天球上視運(yùn)動的軌道,,大學(xué)物理,,,,大學(xué)物理,,星座能決定人的性格和命運(yùn)嗎？ 星座書《幸運(yùn)星座

32、××年》 人出生的月份對應(yīng)一個(gè)星座 每個(gè)人都有一個(gè)星座（認(rèn)識12個(gè)星座）“星象學(xué)家”： 不同星座能夠決定人的不同性格、 一生機(jī)遇和機(jī)緣。,,你屬于什么星座？你可知道你所屬的星座在天空的哪個(gè)方向？古代西方的星占學(xué)家把每個(gè)人出生時(shí)太陽所在的星座定為他的所屬星座，而太陽在黃道上運(yùn)行，每年正好穿過12個(gè)星座，這樣每月就有了一個(gè)星座，這就是大家 熟悉的“黃道十二宮”。

33、 不過，這一切已是兩千多年前的事了。經(jīng)過兩千多年，十二星座的日期與天象已不吻合。由于地軸以兩萬六千年的周期擺動，黃道在天空的位置亦因此出現(xiàn)變動。結(jié)果，事隔兩千多年，太陽到達(dá)某一星座的時(shí)間便會推遲約一個(gè)月。此外，黃道現(xiàn)在不只跨過十二個(gè)星座，還跨過十三個(gè)星座——蛇夫座。 盡管如此，現(xiàn)在的人們還是樂于接受傳統(tǒng)的“黃道 十二宮”的說法。,大學(xué)物理,,不同星座對人會產(chǎn)生不同 的影響嗎？ 天體的輻射對地球的影響： 太陽最大，月球次

34、之 其它恒星和星系的影響微乎其微！,,大學(xué)物理,,引力可能產(chǎn)生影響引力影響：太陽最大，月球次之。 和距離的平方成反比！ 恒星和星系，距離我們太遙遠(yuǎn)了， 對地球的影響接近于零撞擊地球 彗星、小行星、隕星等撞擊地球（影響大）但很少發(fā)生。,大學(xué)物理,,七、恒星距離和視差測距法        測量距離的重要性 &

35、#160;   我們?nèi)庋壑荒苤篮阈窃谔烨蛏系耐队暗奈恢茫恢篮阈堑木嚯x就不能確定恒星空間的真實(shí)分布、運(yùn)動速度、輻射的真實(shí)強(qiáng)度。,,大學(xué)物理,,距離單位      恒星之遙遠(yuǎn)，遠(yuǎn)到無法用公里來做單位      天文學(xué)家特別定義了3把不同的尺子1. 天文單位    &#

36、160;   太陽和地球之間的距離約1億5千萬公里， 稱為 1個(gè)“ 天文單位”2. 光年, 光1年走的距離（大約10萬億公里）3. 秒差距(pc)             1秒差距等于3.26光年,,大學(xué)物理,,近處的恒星可以用三角測量法,,大學(xué)物理,,在地球上利用三

37、角測量法的困難      地球上的基線太短，地球直徑1.3萬公里（1.3×10－9光年）      最近恒星4.3光年      角度太小無法測量地球軌道提供3億公里基線，情況好轉(zhuǎn)，可用測恒星周年視差的方法估計(jì)距離。,,大學(xué)物理,,周年視差

38、60;  觀測某一恒星，隔半年再觀測一次，由于地球繞太陽作軌道運(yùn)動，我們是在相距2倍日地距離在基線兩端觀測這顆恒星的。結(jié)果可發(fā)現(xiàn)恒星在天球上的視位置會發(fā)生變化，也就是有視差。測量其視差，便可以得到距離。（見右圖）,,大學(xué)物理,,,,大學(xué)物理,,1秒差距的定義 對1個(gè)天文單位的距離（日地距離）視差為1秒時(shí)的距離為1秒差距（pc）秒差距是周年視差的倒數(shù)，當(dāng)天體的周年視

39、差為 0.1" 時(shí)，它的距離為10秒差距，當(dāng)天體的周年視差為0.01"時(shí)，它的距離便為100秒差距，依次類推。,,大學(xué)物理,,1秒差距約等于3.26光年或30萬億公里    恒星距離和恒星視差成反比    恒星距離越遠(yuǎn)，它的視差越小    恒星越近，視差越大  距離（秒差距）＝ l／視差（角秒）

40、                  恒星距離非常遙遠(yuǎn)，視差極為微小，,大學(xué)物理,,哥白尼在創(chuàng)立日心學(xué)說時(shí)曾嘗試測量恒星視差，以證明地球圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，但未成功。    哥白尼之后經(jīng)過了三百來年的努力，1838年才測量出第1顆恒星的

41、視差：天鵝座61的視差為 0.31角秒，它相當(dāng)于從12公里處看一個(gè)1分硬幣所成的張角。,,大學(xué)物理,,周年視差的局限性     利用三角視差法測定了大約7千顆較近的恒星的距離，絕大多數(shù)恒星距離太遙遠(yuǎn)，它們的視差位移小于0.001角秒，根本測量不出這樣的小角度。,,大學(xué)物理,,天文學(xué)上的一些距離：月球：38.4萬千米(平均）日地距離：15,000萬千米 (AU)金星：4,10

42、0萬千米火星：2,5576萬千米（2003年8月29日） （6萬年一次）,,大學(xué)物理,,最近的恒星是半人馬座的比鄰星：距離地球4.3光年牛郎星：16光年，織女星：25光年，北極星：680光年銀河系中最遠(yuǎn)的恒星：8萬光年,,大學(xué)物理,,最近的星系（大、小麥哲倫星云） 16萬和19萬光年仙女星系： 220萬光年遠(yuǎn)距離星系：幾億光年～上百億光年,,大學(xué)物理,,八、恒

43、星的星等和光度視星等       公元前2世紀(jì)古希臘希帕恰斯首先用肉眼估計(jì)了星的亮度，按明暗程度分成6等級：1等星：眼睛看起來最為明亮（21顆） 2等星：看起來比較明亮（北極星、北斗星） 3等星：不大明亮，在薄霧、明月、城市燈光下仍可見4等星：較為暗淡，在上述條件下不可見。5等星：很暗淡，天空全黑時(shí)可見。6等星：在良好的觀測條件下可見。肉眼能見到

44、的約有6000顆恒星,大學(xué)物理,,視星等的科學(xué)性        1850年，普森注意到，星等和亮度有一定的關(guān)系：         星等按等差級數(shù)增加         亮度按等比級數(shù)減小

45、0;         1等星比6等星大約亮100倍          相鄰2個(gè)星等的亮度差2.512倍   取零星等的亮度（E）為單位   普森公式：m=－2.5×lgE

46、恒星的視亮度與其距離的平方成正比。距離增加一倍，亮度減為四分之一,,大學(xué)物理,,絕對星等    視星等不是恒星真實(shí)發(fā)光能力，有的星發(fā)光強(qiáng)度大，可看起來暗(距離遠(yuǎn)），可有的星發(fā)光強(qiáng)度不大，但看起來亮（距離近）。把恒星移到10秒差距(32.6光年）處 ，再比較它們的亮度（目視星等），其目視星等叫做絕對星等。（相等的距離）,,大學(xué)物理,,視星等和絕對星等的關(guān)系   &

47、#160;    M＝ m＋ 5－ 5log Dm表示目視星等，M表示恒星的絕對星等，D表示恒星的距離（以秒差距為單位）。由 D 和 m 算出恒星的絕對星等M。       天狼星的視星等是-1.45等，距離為2.7秒差距，絕對星等＋1.5等。太陽離我們最近，看起來光輝奪目，它的目視星等達(dá)到-26.7等，絕對星等才只有＋4.83等

48、。,,大學(xué)物理,,恒星的光度和亮度 光度L (luminosity)：天體在單位時(shí)間內(nèi)輻射的 總能量，是恒星的固有量。 亮度F (brightness)：在地球上單位時(shí)間單位面 積接收到的天體的輻射量。 亮度的大小取決于三個(gè)因素：天體的光度、距離和星際物質(zhì)對輻射的吸收和散射。,,大學(xué)物理,,光度單位：爾格/秒   適用于光學(xué)，紅外、紫外、射電、Χ及γ射線波段。 恒星之間的

49、光度差別非常大。超巨星“ 天津四”的光度比太陽約強(qiáng)五萬倍，天狼星的伴星是一顆白矮星，其光度不到太陽的萬分之一。,大學(xué)物理,,光度和體積、溫度的關(guān)系     恒星的光度由其溫度和表面積決定，溫度愈高光度愈大。表面積愈大光度也愈大。 光度大的恒星叫做巨星， 光度比巨星更強(qiáng)的叫超巨星， 光度小的稱為矮星。   光度大的巨星，體積也大。光度小的矮星，體積也小。,,宇宙

50、中每時(shí)每刻都有許多恒星誕生，同時(shí)也有許多恒星消亡。恒星都在不停地高速運(yùn)動。有些恒星自身還有節(jié)奏地膨脹和收縮，有些恒星還不斷地向外拋射物質(zhì)… …我們的宇宙是一個(gè)充滿活力的宇宙。,九、恒星不恒,,決定恒星壽命的因素只有一個(gè)——質(zhì)量！質(zhì)量愈大，壽命愈短！太陽可活一百億年，而天狼星的壽命卻只有幾百萬年。按比例來看，如果太陽可活七十歲，天狼星只能活三天！,恒星的壽命,,15倍太陽質(zhì)量　 1千萬年1倍太陽質(zhì)量 1百億年0.2倍太陽

51、質(zhì)量 1萬億年,大質(zhì)量恒星,一系列核反應(yīng)后，他們呈現(xiàn)洋蔥結(jié)構(gòu)沒有了能量抵抗引力，超新星爆發(fā)外層被炸飛，剩下的核被壓縮中子星（10億噸/cm3）黑洞,大一點(diǎn)的恒星，光輝的尾聲。,小質(zhì)量恒星,紅巨星的外殼慢慢消散中心的核壓縮成為白矮星白矮星冷涼了，就成了黑矮星,小一點(diǎn)的恒星，默默的死去。,,,,大學(xué)物理,,金牛座的蟹狀星云距地球約6500光年    公元1054年7月4日（北宋仁宗至和元年）至

52、1056年4月6日為止超新星爆發(fā)“至和元年五月己丑，晨出東方，守天關(guān)，晝見如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日。”在夜晚可見的時(shí)間則持續(xù)了一年十個(gè)月。1928年 哈勃測量出蟹狀星云的膨脹速度，由此斷定它是中國發(fā)現(xiàn)的天關(guān)客星的遺跡。直徑六光年，現(xiàn)正以每秒一千公里速度膨漲。,是、行星的視運(yùn)動及其解釋,行星相對于太陽的視運(yùn)動地內(nèi)行星相對于太陽的視運(yùn)動,地內(nèi)行星的會合運(yùn)動(假定地球不動),內(nèi)行星凌日：罕見的天象,水：13次/百年；金

53、：4次/243年金:1874.12.8 2004.6.8 1882.12.6 2012.6.6發(fā)生的條件:下合 交點(diǎn),水星凌日,2006年11月8日曾發(fā)生一次水星凌日。下次要等到2016 年5月9日，發(fā)生在傍晚中觀察不到，在國內(nèi)看觀察到的是2032年11月13日，發(fā)生在上午。,金星凌日,2004年6月8日， 2012年6月7日金星凌日，上次金星發(fā)生在1882年，下次

54、要到2117年才有機(jī)會。,,地外行星對于太陽的視運(yùn)動,地外行星的會合運(yùn)動(假定地球不動),行星相對恒星的視運(yùn)動,,地內(nèi)行星的視運(yùn)動,上合→ 東大距→ 留 → 下合 → 留→ 西大距 →上合 順 順 逆 逆 順 順,行星相對于恒星的運(yùn)動。通常行星在恒星間自西向東運(yùn)行，叫順行。當(dāng)行星在其軌道上接近地球時(shí)，即下合前后的地內(nèi)行星和沖日前后的地外行星，在天球上轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛭鬟\(yùn)行，叫逆行；經(jīng)短暫時(shí)間

55、后又恢復(fù)順行。,East China Normal University,行星的逆行,大學(xué)物理,,地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)哥白尼的貢獻(xiàn)     究竟是太陽繞地球轉(zhuǎn)還是地球繞太陽轉(zhuǎn)？     行星運(yùn)動規(guī)律的解釋，引起宇宙觀的革命    缺點(diǎn)：     太陽不

56、是宇宙中心，太陽系只是銀河系的普通一員     太陽不是靜止不動，也繞銀河系中心運(yùn)動   哥白尼1543年提出日心說，到1846年才被完全證實(shí)。,,大學(xué)物理,,地球自轉(zhuǎn)和天體的周日視運(yùn)動 地球 從西往東自轉(zhuǎn) 太陽東升西落 星空也東升西落 只有北極星例外 天上的群星都繞北極星 畫出一個(gè)個(gè)

57、大小不等圓圈,,大學(xué)物理,,,,大學(xué)物理,,北極星變遷的原因－－地軸進(jìn)動 地球是橢球體，并斜著身子繞太陽公轉(zhuǎn) 太陽和月球的引力對地球赤道隆起的部分產(chǎn)生一個(gè)力矩，導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)軸繞黃極作緩慢的圓錐運(yùn)動（黃極是地球軌道平面的法線方向） 約2.6萬年繞黃極轉(zhuǎn)一周,,大學(xué)物理,,北極星的變遷現(xiàn)在是小熊座α公元前3000年是 天龍座右樞公元14000年將是 織女星,,大學(xué)物理,,地球的公轉(zhuǎn)