天文学发展.ppt

中国古代天文学,关与超新星爆发记录的甲骨文拓片,在我国河南安阳出土的殷墟甲骨文中，已有丰富的天文现象的记载。,中国是世界上天文学起步最早、发展最快的国家之一，天文学也是我国古代最发达的四门自然科学之一，其他包括农学、医学和数学，天文学方面屡有革新的优良历法、令人惊羡的发明创造、卓有见识的宇宙观等，在世界天文学发展史上，无不占据重要的地位。我国古代天文学从原始社会就开始萌芽了。公元前24世纪的帝尧时代，就设立了专职的天文官，专门从事“观象授时”。早在仰韶文化时期，人们就描绘了光芒四射的太阳形象，进而对太阳上的变化也屡有记载，描绘出太阳边缘有大小如同弹丸、成倾斜形状的太阳黑子。公元16世纪前，天文学在欧洲的发展一直很缓慢，在从2世纪到16世纪的1000多年中，更是几乎处于停滞状态。在此期间，我国天文学得到了稳步的发展，取得了辉煌的成就。我国古代天文学的成就大体可归纳为三个方面，即：天象观察、仪器制作和编订历法。,关于日食的甲骨文拓片,天干记时表甲骨文拓片,星图星表我国古代取得了大量天体测量成果，为后人留下了很多珍贵的星图、星表。星表是把测量出的恒星的坐标加以汇编而成的。大约在公元前四世纪的战国时代，魏人石申编写了天文一书共卷，后人称之为石氏星经。虽然它到宋代以后失传了，但我们今天仍然能从唐代的天文著作开元占经中见到它的一些片断，并从中可以整理出一份石氏星表来，其中有二十八宿距星和115颗恒星的赤道坐标位置。这是世界上最古老的星表之一。早在先秦时期，我国古代天文学家就开始绘制星图。现存最早的描绘在纸上的星图是唐代的敦煌星图。唐敦煌星图最早发现于敦煌藏经洞，1907年被英国人斯坦因盗走，至今仍保存在英国伦敦博物馆内。它绘于公元940年，图上共有1350颗星，它的特点是赤道区域采用圆柱形投影，极区采用球面投影，与现代星图的绘制方法相同，是我国流传至今最早采用圆、横两种画法的星,保存在英国伦敦博物馆的敦煌星图局部,辽代墓顶星图，该图绘于公元1116年,北魏墓顶星图，绘于公元526年,現存在蘇州博物館內的蘇州石刻天文圖，是世界現存最古老的石刻星圖之一，刻於公元1247年（南宋丁未年），主要依據西元10781085年（北宋元豐年間）的觀測結果。圖高約2.45米，寬約1.17米，圖上共有星1434顆，位置準確。全圖銀河清晰，河漢分叉，刻畫細緻，引人入勝，在一定程度上反映了當時天文學的發展水準。,苏州博物馆藏南宋石刻天文图拓片,北京古观象台紫微殿中的古天文图宣传板,汉代瓦当上的四象图案,关于太阳黑子，中国有世界上最早的观测记录。大约在公元前140年前的淮南子一书中就有“日中有踆乌”的记述。现今世界公认的最早的太阳黑子记事，是载于汉书五行志中的河平元年（公元前28年）三月出现的太阳黑子：“河平元年三月己未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”这一记录将黑子出现的时间与位置都叙述得详细清楚。欧洲关于太阳黑子纪事的最早时间是公元807年8月，当时还被误认为是水星凌日的现象，直到意大利天文学家伽利略1660年发明天文望远镜后，才确认黑子是确实存在的。而在此之前，我国历史上已有关于黑子的101次记录，这些记录不但有时间，还有形状、大小、位置以及变化情况等等。难怪美国天文学家海尔会赞叹道：“中国古代观测天象，如此精勤，实属惊人。他们观测日斑，比西方早约2000年，历史上记载不绝，并且都很正确可信。”,載於漢書五行志中的河平元年（西元前28年）三月出現的太陽黑子,黑子是太阳表面的气体漩涡，由于其温度比太阳其它部分的温度低，所以光芒也较之其它处幽暗一些，从地球上看仿佛是太阳表面出现了黑色的斑点或斑块，所以又称日斑。,日出黃有黑氣黑子的記錄,日食是一种太阳被月球遮蔽的现象。当月球在绕地球运行过程中，有时会走到太阳和地球中间，这时月球的影子落到地球表面上，位于影子里的观测者便会看到太阳被月球遮住，这就是日食。当日食发生时，本来光芒四射的太阳会突然变得暗淡无光，成为一个暗黑的圆面，星星却出现在白日的天空，这样的奇特景象，对于不了解其原因的古人来说是一件惊天动地的大事，自然成为了中国先民们重点观测的天象。早在三千多年前，殷墟甲骨文中就有关于日食的记载。书经胤征篇记载：“乃季秋月朔，辰弗集于房，瞽奏鼓，啬失驰，遮人走”，描述了夏代仲康元年日食发生的时候人们惊慌失措的场面。诗经小雅中还以诗歌的形式记载着发生的日食：“十月之交，朔日辛卯，日有食之”。从我国春秋时期到清代同治十一年（公元前770年公元1874年），有记载的日食共985次，其中年月不符，无日食可考的仅有次，不及总数的1%。日食的发生具有一定的周期性。我国是世界上较早发现日食周期的国家之一。西汉末年刘歆总结出一种周期，认为135个月中要发生23次日食。大约从公元三世纪起我国就能预报日食初亏和复圆的方向，到了唐代对于日食的预报已经比较准确了。,朔月辛卯日有食之日食的记录,日食甲骨,彗星是绕太阳运行的一种质量较小的天体，呈云雾状的独特外貌。彗星包括彗发、彗核、彗尾三部分。彗尾是彗星离太阳近时，彗发变大，太阳风和太阳的辐射压力把彗发的气体和微尘推开生成的，形状好象一把大扫帚，所以在中国民间又把彗星叫做“扫帚星”。中国对彗星的观测和研究已有四千多年历史，拥有世界上最早、最完整的彗星记录。我国古代称彗星为“星孛”，春秋上记录了鲁文公十四年（公元前613年）出现的彗星：“秋七月，有星孛入于北斗。“这是关于哈雷彗星的最早记录。哈雷彗星是一颗周期彗星，每76年出现一次，从鲁文公十四年开始到清代宣统二年（公元1910年）止，哈雷彗星出现过31次，每次出现，我国都有详细的记录。如史记秦始皇本纪记载：“始皇七年，彗星先出东方，见北方，五月见西方，彗星复见西方十六日。”这段记载的年、月、日数，位置和近代科学家推算的完全相符。到战国时代，我国对彗星的观测已经积累了比较丰富的经验。长沙马王堆三号汉墓帛书中有画着各种形态的彗星图29幅，这些彗星的彗尾有宽有窄，有长有短，有直有弯，条数也不等，彗星的头部有的是一个圆圈或圆点，有的是圆圈中心还有一个小圆点或者圆圈，这说明当时的人们已经注意到彗星的不同形态，其观测的精确程度就今天来看，也是有科学价值的。关于彗尾的成因，中国也较早就有了比较正确的解释，晋书天文志记载：“彗体无光，傅日而为光，故夕见则东指，晨见则西指。在日南北，皆随日光而指。顿挫其芒，或长或短”。而欧洲直到十六世纪以前一直误认为彗星是大气中的一种燃烧现象。中国的彗星观测成果，得到近代西方天文学家的高度赞扬。法国人巴尔代二十世纪五十年代在研究彗星轨道总表之后曾说：“彗星记载最好的（除极少数例外），当算中国的记载。”,有星孛入于北斗彗星的记录,长沙马王堆三号墓出土的绘有彗星图象的帛书,夜中星陨如雨流星的记录,在繁星密布的夜空中，常常能看到一道白光一闪而逝，这就是流星。有时候还能看到天空的某个区域有无数亮光四下飞流，好象下雨一样，这就是壮观的流行雨现象。流星和流星雨是行星际空间中叫作流星体的尘粒和固体块闯入地球大气圈同大气摩擦燃烧产生的光迹。中国人对流星群、流星的记载，早于其它国家。古书竹书纪年中就有关于流星的记录：“夏帝癸十五年，夜中星陨如雨。”左传的记载，鲁庄公七年“夏四月辛卯夜，恒星不见，夜中星陨如雨”，是世界上最早的天琴座流星雨记录。我国古代的流星雨记录达180次之多。中国人不仅记录流星，而且能准确地指出陨石的来历：“星坠至地，则石也”（见于史记天官书。）而在欧洲，公元1768年曾发现三块陨石，对此巴黎科学院推举拉瓦锡做研究，他得出的结论却是：“石在地面，没入土中，电击雷鸣，破土而出，非自天降。”一直到公元1803年欧洲人才知道陨石的由来。,夜中星陨如雨流星的记录,中国古代狮子座流星雨记录,旧五代史天文志,新五代史司天考,我国最早有关狮子座流星雨的记录，出现在新旧五代史。后唐明宗长兴二年九月丙戌（西元931年10月16日），晚上约十点多，开始见小流星出现，黎明前数目更大量增加，在中天和四方可见百余颗流星流注交横的壮观景象。当晚，也曾出现两次大颗的火流星：其中之一，大如半升容器，此一火球初小后大，光亮足以照亮夜空，它以极快的速度划至奎宿而灭，尾迹凝结在天，屈曲似云；另一颗火流星的大小则如大桃般。第二天晚上，仍然可以看到众星交流而殒的现象。,谭普塔托彗星该次的回归，很可能留下相当多的碎片，此故，三年之后，也就是愍帝清泰元年九月辛丑（西元934年10月13日），再度出现众星交流的奇景，近黎明时，更可见一颗颇大的火流星，赤色，尾迹长数丈，稍后，凝结云的形状盘屈如龙。,下面让我们再看看几则中国古书中有关狮子座流星雨的生动记载：（一）宋真宗咸平五年九月丙申（西元1002年10月12日）有星出东方，西南行，大如斗，有声若牛吼，小星数十随之而陨。戊戌，又有星数十，入舆鬼，至中台，凡一大星偕小星数十随之。其间两星如升器，一至狼，一至斗灭。（二）元顺帝至正二十六年十月己巳（西元1366年10月22日）流星如酒杯大，分为三星，紧相随，前星色青明，后二星色赤，尾约长二丈余，起自东北，缓缓往西南行，没於近浊（指地平线）。（三）明嘉靖十二年十月丙子（西元1533年10月24日）夜，南方流星如盏。壬辰、戊戌，并如之。庚子，昏刻，北方流星如盏，发光如碗，有五小星随之。自中台东北行，近浊（近地平线），尾迹化为白气。四更至五更，大小流星纵横交行，不计其数，至明乃息。天星散落如雨。（四）万历三十年九月辛未（西元1602年10月27日）有大小星数百，交错行。（五）清康熙五年十月十一日（西元1666年11月8日）四更，有大星见东南，众小星随之，或上或下，倏左倏右，大星陨，小星亦随之而陨。,客星见于房新星和超新星的记录,某些通常很暗的星星，突然爆发出比原来的亮度强几千到几百万倍的光，叫新星，有的亮度增强到一亿乃至几亿倍，叫超新星。以后它们又逐渐暗弱下去，好象在星空中做客一般，所以被古人称之为“客星“。我国对新星和超新星的出现早有记载。商代甲骨卜辞中就记载了大约公元前十四世纪出现于天蝎座星附近的一颗新星。汉书天文志中记载有：“元光元年五月，客星见于房。”这记录的是公元前134年出现的一颗新星，这颗新星是中外史书中均有记载的第一颗新星，与其它国家的记载比，我国的记载不仅写明了时间，还写明了方位，因此法国天文学家比奥在着新星汇编时把汉书的记载列为首位。18世纪末，有人透过望远镜，在天关星附近发现一块外形像螃蟹的星云，取名叫蟹状星云。1921年，科学家发现在蟹状星云中有一颗脉冲星，它是已发现的脉冲星中周期最短的一个，也是迄今所知唯一的全波脉冲星。根据蟹状星云的膨胀速度推算，这颗星应该是公元1054年爆发的一颗超新星产生的。而这颗超新星在我国的史书宋会要辑稿上有详细的记载。自商代到十七世纪末，我国史书共记载了新星、超新星约90颗左右，其中大约有12颗属于超新星，这么丰富而系统的历代新星爆发记录在世界各国中是独一无二的。,仙后座超新星遗迹,开普勒超新星（SN1604）遗迹,勃望远镜拍摄的超新星1987A的照片,我国新星和超新星的出现早有记载。商代甲骨卜辞中就记载了大約西元前十四世紀出現於天蝎座星附近的一颗新星。漢書天文志中记载有：“元光元年五月，客星见於房。”记录的是西元前134年出现的一颗新星，这颗新星是中外史書中均有记载的第一颗新星，与其他国家的记载比，我国的记载不仅写明时间，还写明了方位，因此法国天文學家比奥在著新星汇编时把漢書的记载列为首位。,中国史书宋会要：“至和元年(1054年)五月晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日”，史称“天关客星”。,浑仪之1,我国古代使用的的天体测量仪器主要有浑仪、简仪等；表演天体视运动的仪器主要是浑象等。浑仪是以浑天说为理论基础制造的测量天体的仪器。浑天说是我国古代的一种重要宇宙理论，认为浑天如鸡子，天体圆如蛋丸，地如鸡中黄，天内充满了水，天靠气支撑着，地则浮在水面上。天的大圆分为365.25度，浑天旋轴两端分别称为南极、北极，赤道垂直于天极，黄道斜交着天的大圆，黄赤道交角为24度。,浑仪正是以此为基础而设计的。我国浑仪的发明大约是在公元前四世纪至公元前一世纪之间（即战国中期至秦汉时期）。早期的浑仪比较简单，经过历代天文学家的改进，到了唐代，由天文学家李淳风设计了一架比较精密完善的浑天黄道仪。整个仪器分为三层，外层叫六合仪，包括地平圈、子午圈和赤道圈。中层叫三辰仪，是由白道环、黄道环和赤道环构成。里层叫四游仪，包括一个四游环和窥管。现存明制浑仪基本就是这种结构，所不同的是取消了三辰仪中的白道环，而加上了二分环和二至环。由于浑仪的圈环过于复杂，遮掩天区，影响观测，所以元代的天文学家郭守敬将其简化，创制了简仪。,浑仪之2,浑仪是我国古代的一种天文观测仪器。在古代，“浑”字含有圆球的意义。古人认为天是圆的，形状像蛋壳，出现在天上的星星是镶嵌在蛋壳上的弹丸，地球则是蛋黄，人们在这个蛋黄上测量日月星辰的位置。因此，把这种观测天体位置的仪器叫做“浑仪”。最初，浑仪的结构很简单，只有三个圆环和一根金属轴。最外面的那个圆环固定在正南北方向上，叫做“子午环”；中间固定着的圆环平行于地球赤道面，叫做“赤道环”；最里面的圆环可以绕金属轴旋转，叫做“赤经环”；赤经环与金属轴相交于两点，一点指向北天极，另一点指向南天极。在赤经环面上装着一根望筒，可以绕赤经环中心转动，用望筒对准某颗星星，然后，根据赤道环和赤经环上的刻度来确定该星在天空中的位置。后来，古人为了便于观测太阳、行星和月球等天体，在浑仪内又添置了几个圆环，也就是说环内再套环，使浑仪成为多种用途的天文观测仪器。,北京古观象台紫微殿前的浑仪模型,元代天文学家郭守敬于公元1276年创制的一种测量天体位置的仪器。因将结构繁复的唐宋浑仪加以革新简化而成，故称简仪。它包括相互独立的赤道装置和地平装置，以地球环绕太阳公转一周的时间365.25日分度。简仪的赤道装置用于测量天体的去极度和入宿度（赤道坐标），与现代望远镜中广泛应用的天图式赤道装置的基本结构相同。它由北高南低两个支架，托着正南北方向的极轴，围绕极轴旋转的是四游双环，四游环上的窥管两端安有十字丝，这是后世望远镜中十字丝的鼻祖。极轴南端重迭放置固定的百刻环和游旋的赤道环。为了减少百刻环与赤道环之间的摩擦，郭守敬在两环之间安装了四个小圆柱体，这种结构与近代滚柱轴承减少摩擦阻力的原理相同。简仪的地平装置称为立运仪，它与近代的地平经纬仪基本相似。它包括一个固定的阴纬环和一个直立的、可以绕铅垂线旋转的立运环，并有窥管和界衡各一。这个装置可以测量天体的地平方位和地平高度。简仪的底座架中装有正方案，用来校正仪器的南北方向。在明制简仪中正方案改为日晷。,簡儀的創制，是我國天文儀器製造史上的一大飛躍，是當時世界上的一項先進技術。歐洲直到三百多年之後的1598年才由丹麥天文學家第谷發明與之類似的裝置。郭守敬創制的簡儀，在清康熙五十四年（西元1715年）被傳教士紀理安當作廢銅給熔化了。現在保存在南京紫金山天文臺的簡儀是明代正統二年到七年（西元1437-1422年）間的複製品。,郭守敬和简仪1,郭守敬和简仪2,北京古观象台的简仪仿制品,北京古观象台的天体仪,故宫珍宝馆的天体仪,天体仪，古称“浑象”，是我国古代一种用于演示天象的仪器。我国古人很早就会制造这种仪器，它可以用来直观、形象地了解日、月、星辰的相互位置和运动规律，可以说天体仪是现代天球仪的直接祖先。,北京古观象台上安置的天体仪，是我国现存最早的天体仪，制于清康熙年间，重3850公斤。,中国古代的天文仪器1,圭表是一种既简单又重要的测天仪器，它由垂直的表（一般高八尺）和水平的圭组成。圭表的主要功能是测定冬至日所在，并进而确定回归年长度，此外，通过观测表影的变化可确定方向和节气。,在现存的河南登封观星台上，40尺的高台和128尺长的量天尺也是一个巨大的圭表。,中国古代的天文仪器2,中国古代的天文仪器3,日晷,水运仪象仪,中国古代的天文仪器3,漏刻,假天儀,北京古观象台遗址上的清代天文仪器,纪限仪,中国古代天文学家1,落下闳（公元前140前87年）中国西汉时期天文学家，以历算和天文学的杰出成就著称于世，为我国最早的历算学家。汉武帝元封年间为了改革历法，征聘天文学家，他与他人合作创制新历法，优于其他历法，被汉武帝采用，称太初历，共施行189年，是中国历史上有文字可考的第一部优良历法，太初历采用的岁首和科学的置闰法，我国的阴历一直沿用至今。落下闳是浑天说的创始人之一，经他改进的赤道式浑仪，在中国用了2000年。在天文学史上首次准确推算出135月的日、月食周期，即11年应发生23次日食。根据这个周期，人类可以对日、月食进行预报，并可校正阴历。,张衡(公元78139年)，我国东汉时期伟大的科学家、文学家、发明家和政治家，在世界科学文化史上树起了一座巍巍丰碑。在天文学方面，他发明创造了“浑天仪”(公元117年)，是世界上第一台用水力推动的大型观察星象的天文仪器，著有浑天仪图注和灵宪等书，画出了完备的星象图，提出了“月光生于日之所照”科学论断。张衡在太史令任内，积极从事理论研究工作，系统观测天体运行，著灵宪等书，创制浑天仪，且在历法方面也有所研究。灵宪是张衡积多年的实践与理论研究写成的一部天文巨著，也是世界天文史上的不朽名作。该书全面阐述了天地的生成、宇宙的演化、天地的结构、日月星辰的本质及其运动等诸多重大课题，将我国古代的天文学水平提升到了一个前所未有的新阶段，使我国当时的天文学研究居世界领先水平，并对后世产生了深远的影响。,中国古代天文学家2,郭守敬（12311316），中国古代杰出的八大科学家一。为了精确汇集天文数据，以备制定新的历法，郭守敬花了两年时间，精心设计制造了一整套天文仪器，共13年，其中最有创造性的有3件：高表及其辅助仪器，简仪和仰仪。郭守敬根据观测的结果，于公元1280年3月，制订了一部准确精密的新历法授时历。这部新历法设定一年为365.2425天，比地球绕太阳一周的实际运行时间只差26秒。欧洲的著名历法格里历也规定一年为365.2425天，但是格里历是公元1582年开始使用的，比郭守敬的授时历晚了整整300年。郭守敬在天文历法方面的著作有14种，共计105卷。直到很晚，世界各国的科学界才逐渐了解他。,张遂（一行）（683727），唐朝高僧，著名的天文学家。主要成就是主持编制大衍历，制造天文仪器、观测天象和主持天文大地测量等方面均有重要的贡献。纠正了我国古天文算学著作周髀算经关于子午线“王畿千里，影差一寸”的错误计算公式，对人们正确认识地球作出了重大贡献。他设计制造了黄道游仪、浑仪、复矩等天文测量仪器。,中国古代天文学家3,祖冲之（429-500），南北朝天文学家祖冲之除了研究数学外，还非常注重天文学的研究。他发现前代的历法不够精确，采用历法推算出来的天象有时与实际天象不符。于是，祖冲之博览古历，在吸取前代历法精华的基础上，根据自己长期观测天象的结果，于33岁时创制了大明历。在大明历中，祖冲之首次引入了岁差，还采用了391年设置144个闰月的精密的新闰周。这些做法，都是对前代历法的重大改革。他在大明历中所采用的一个回归年的天数，跟现代科学测定的天数只相差50多秒；采用的一个交点月的天数，跟现代科学测定的相差不到1秒；在制历过程中，他发明了用圭表测量冬至前后正午时日影长度以定冬至时刻的方法，这个方法为后世长期采用。,沈括（1031-1095）是北宋时期一位多才多艺的科学家，他不仅精通地理，而且对天文、数学、医学、农业等学科也颇有研究。30多岁时，他在参中编校昭文馆书籍的工作中，开始学习和研究天文学。他注重实际观测，通过学习和实践，他认识到岁差现象引起天象的变化是一种自然规律；他解释月亮是因为受太阳光照射发光而产生圆缺变化；他科学而生动地描述了常州陨石的坠落过程，并准确地判断出其成分是铁；他还注意到行星的视运动有往复现象。后来，沈括在主管司天监工作期间，致力于整顿机构，强调实际观测，添置了新的天文仪器。在制造新浑仪时，他对传统的浑仪结构进行改进，简化浑仪的方向。为了测定北极星与北天极之间的距离，沈括亲自参加观测，每天上半夜、午夜和下半夜各观测一次，连续坚持了三个月，画了二百多张图，断定出北极星离北天极“三度有余”。,中国古代天文学总结,举世公认，我国有最早、最完整的天象记载，是欧洲文艺复兴之前天文现象最精确的观测者和最好的保存者，这是中国古代天文学流传后世的宝贵遗产。中国古代天文学的成就大体可归纳为三个方面：天象观测、仪器制作和历法编订。,古西腊天文学和近代天文学,在这里我并不打算和大家讨论恒星和行星的在物理上的分别。想同大家讨论的是恒星与行星在天球上运动的特点。恒星的恒字代表他在天球上的位置是永恒不变，在天球这篇文章中提及恒星在天空中移动的方向并不是杂乱无章的，而且星座的形状并不会改变。恒星从东方的地平线爬上来，爬到最高点（中天），然后往西方沉下去。看起来就像整个天球围绕着地球旋转一样。(注：事实上，恒星在天球上的位置其实是会变化的，我们称恒星在天球上的运动为自行，但恒星的移动非常非常缓慢，非要经过数十年的时间，再加上精确的量度，才能够侦测出来)。行星的行字代表它们并不会一永远停在同一个星座内，它们会在天球上的黄道附近四处闯荡，它们会四处乱闯，是由于它们和地球一样，皆会绕着太阳公转。以下是一些应用于描述行星在天球上运行的常见名词：,行星的视运动,顺行、逆行及留太阳系内的行星绕着太阳公转的方向是自西向东。由于各行星公转的速度及在其轨道上的位置不同，在地球上观测行星时，行星移动的方向与地球公转方向相同（即自西向东移动），这时叫顺行，相反方向时叫逆行，当顺行转成逆行时，或逆行转成顺行时，这时行星看来好像停留不动叫留。,火星的视运动,以下是一些应用于描述行星与地球在公转轨道上相对应的名词：合及冲行星与地球分别在其公转轨道上运行，当行星、地球及太阳成一直线时叫合或冲。就内行星（即在地球轨道内的行星，水星和金星就是内行星）而言，太阳在行星与地球之间时，叫上合，行星在太阳与地球中间时叫下合。就外行星（即在地球轨道外的行星，火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星就是外行星）而言，太阳在行星与地球之间时叫合，而地球在行星与太阳中间时叫冲，此时行星与地球的距离最近是观测的最好时机。,大距：由于内行星（即水星和金星）的轨道在地球轨道之内。从地球看来，它们和太阳永远形影不离，由太阳东面走到太阳西面，再回到东面。由于它们和太阳靠得很近，所以我们只能在日出前或黄昏后看到它们。当内行星、地球和太阳三颗星所成的角距最大时叫大距，可以进行观测的时间最长。行星在太阳东边叫东大距，日落后行星会出现在的西面地平在线，此时是观测内行星的最好时机。西大距即表示行星在太阳的西边。日出前行星会从东面地平线升上，因为需要在日出前观测，所以观测条件不及东大距。还有，在日出前出现的金星，我们称为晨星，在日落后才出现的便称为昏星。凌日凌日是天象中食的一种，其原理与日食很相似，是内行星从地、日间通过，我们见到一个黑点在日面缓缓掠过，如水星凌日及金星凌日。水星的轨道和黄道面之间有七度的夹角，每年五月和十一月地球经过水星轨道的升交点和降交点附近时，如果水星刚好下合日，就会发生水星凌日的现象。水星与太阳相距较远，水星直径大约只有太阳的二百八十五分之一，所以我们用望远镜以投影法观测水星凌日，仅能见到一颗小黑点从太阳面缓缓地掠过。,水星凌日,而金星凌日现象由于公转周期较长等因素故较为罕见，相隔约105年发生一次，再隔8年又一次，接着需等121.5年再见到一次，然后再等8年又发生一次。金星凌日上次在1874年及1882年，预计未来会在2004年6月8日及2012年6月6日发生。,托勒密的改良版地心说图示,哥白尼的日心说图示,每一个时代，真理常与谬论并存，只有时间才能筛走糟粕，厘清对错。回首历史，真知当然重要，但谬论却能映衬出真知的真，让我们更清楚了解它们对在哪里。,近代天文学的发展,开普勒第三定律，又称宇宙谐和律（即“行星公转周期的平方等于轨道半长轴的立方”译注），准确地建立了行星轨道的体积与其绕太阳公转一周的关系。这个定律完全适用于开普勒身后多年才发现的天王星、海王星和冥王星。,开普勒第一定律：行星（P）在椭圆的轨道上运转，太阳（S）位于椭圆的一个焦点上开普勒第二定律：行星在单位时间内扫过的面积相等。从B到A、F到E和D到C的运行时间都一样BSA、FSE和DSC等深色部分的面积都相同,16世纪末，丹麦天文学家第谷(1546-1601)孜孜不倦，每日量度天空中行星的位置，累积了大量的天文数据。这使得他的助手兼接任者德国天文学家开普勒发现了着名的开普勒三大定律。,开普勒第一定律：所有行星皆以椭圆形轨道环绕太阳运行，而太阳则处于椭圆其中一个焦点之上。绘画椭圆形其中一个方法是固定一条绳子的两端，然后用笔把绳绷紧，在绳子拘束之下，笔所绘出来的图形便是一个椭圆，而绳子两个固定点则是椭圆的两个焦点。,开普勒第二定律：假若在行星和太阳之间画一条直线，无论行星在甚么位置，在同等时间之下，这条直线所扫过的面积皆会相等。简言之，行星越接近太阳，运行速度越高。,开普勒第三定律：行星公转周期的平方和其与太阳平均距离的立方成正比。(公转周期)2=(常数)x(平均距离)3公式中常数的数值，对所有行星以至一切环绕太阳运动的人造或天然物体皆适用。假若以地球取代太阳，例如研究月球或地球人造卫星时，我们会发觉上式的常数会有所变更。,两件事实：望远镜不是意大利天文学家伽利略(1564-1642)发明的，事实上，