宇宙新概念课件(1).ppt

宇宙新概念 有物混成 先天地生 寂兮寥兮 独立不改 周行而不殆 可以为天下母 老子 1 1天文学研究的对象 方法和意义 天文学是自然界最基本的科学 俗话说 上知天文 下知地理 这是对个人知识渊博的一种赞美 一 天文学研究的对象 现代宇宙学包括观测所及的时间 空间和物质的总和 对某个具体的天体而言 它的位置 分布 运动 结构 物理状态 化学组成和演化规律等都是要研究的内容 天体的结构可分为三个层次 即太阳系 银河系和总星系 太阳系包含在银河系内 总星系又包含了银河系和河外星系 二 天文学研究的方法 经验方法 观测方法 实验方法理论方法 利用数学 力学 物理学和其他学科的成果 通过理论推理得到有关天体的科学结论 三 天文学三大分支 天体测量学 研究和测定天体的位置和运动 建立基本参考坐标系 确定地面点的坐标 测量时间等 天体力学 研究天体的力学运动和形状 主要考虑太阳系的天体运动天体物理学 应用物理学的技术 原理和理论 研究天体的形态 结构 化学组成 物理状态和演化规律等 四 天文学研究的意义 可用于人造卫星运动轨道的控制 以及地面导航 通信等 可启发人们去思考 探索与人类的现在和未来息息相关的各种应用技术 可提高学生的科学文化素质 提高辨别是非的能力 反对邪教的危害 1 2现代天文学的起源及发展简述 一 地心说主要人物 柏拉图 亚里士多德 托勒密 托勒密地心说 二 日心说 哥白尼 太阳是宇宙的中心 地球绕自转轴自转 并同五大行星一起绕太阳公转 只有月球绕地球运转布鲁诺 发展了日心说 每一颗发光的形体都是一个世界 提出宇宙是无限的概念 伽利略 证明宇宙是无限的 发现银河是由亿万颗星星组成 哥白尼的日心说 三 近代天文学 行星运动三定律 1 所有行星都在椭圆轨道上绕太阳旋转 太阳位于椭圆的一个焦点 2 联结任何行星到太阳的矢径在等时间内扫过的面积是相等的 3 行星绕太阳公转周期的平方同它到太阳的平均距离的立方成正比 四 现代天文学 天体物理学 恒星物理学 星系物理 宇宙大爆炸模型 高能天体物理学 1 3时间和历法 一 地平坐标系 天球 周日视运动 二 节气 二十四节气歌春雨惊春清谷天夏满芒夏暑相连秋处露秋寒霜降冬雪雪冬小大寒每月两节不变更最多相差一两天上半年来六廿一下半年来八廿三 太阳的周年运动 黄道十二星座 三 时间 一 时间的定义时间包括时刻和时段两个内含 时刻是指无限流逝时间中某一瞬间 用以确定事件发生的先后顺序 时段是指任意两时刻之间的间隔 用以衡量事件经历的长短或事件与事件间隔的多少 二 时间的计量时间是通过物质的运动形式来计量的 在选择不同的物质运动形式来表达或计量时间的过程中 必须遵从三个基本原则 1 周期性 2 稳定性 3 可测性 三 恒星日定义天球视转一周为一个恒星日 1恒星日 24恒星时 四 真太阳日太阳中心连续两次经过上中天的时间间隔 五 平太阳日平太阳是一个假象的辅助点 由它来代替真太阳的运动 满足 1 在天赤道上运动 2 运动的速度等于真太阳沿黄道运动的平均速度平太阳日是指平太阳连续两次经过上中天的时间间隔 六 地方时和世界时以观测者子午线为基准的时间统称为地方时 分区计时就是以经线为界 把全球分为24个时区 每个时区跨经度为15 七 国际日期变更线日期变更线就是要作日期变更 变更的规则是 由东向西过日界线 日期要增加一天 由西向东过日界线 日期要减少一天 同时规定地球上新的一天从日界线开始计量 四 历法 以年 日 月等计时单位 依一定的法则组合 供计算较长时间的系统称为历法 回归年是平太阳连续两次经过春分点的时间间隔 月是根据月球的运动规律得出的时间间隔 一 阳历现今大多数国家通用的历法 二 阴历全称太阴历 是以月相变化为基础的历法 三 阴阳历现称为农历 五 干支纪时和属相 干支纪时就是把用干和支搭配而成的60对字组当做数字来纪时 日 月 年 属相也即生肖 古人把用12地支所对应的年份与12种动物相关联 谁生于哪一年 就用那一年关联的动物作为属相 12年一循环 六 周 我们说到地心说 以地球为中心 向外依次为月球 Moon 水星 Mercury 金星 Venus 太阳 Sun 火星 Mars 木星 Jupiter 和土星 Saturn 正是由于古人认为地球外有上述7大天体 才把一周的天数定义为7天 1 4天文学和哲学关系略论 一 天文学在哲学进步中的作用天文学上一些重大变革常常是世界观变革的先导现代天文学的发展丰富了唯物辩证法的基本规律和范畴 二 哲学对天文学的指导作用天文学中重要的太阳系演化假说是由著名哲学家康德提出的哲学能够给予天文学以方法论的帮助有助于天文学家正确地确定已知物理定律和理论在天文学中的适用范围 1 5天文望远镜 一 天体的辐射对可见光可以用光学望远镜来观测 对天体发出的无线电波则可用射电望远镜来观察 二 光学望远镜光学望远镜分为照相望远镜和目视望远镜光学望远镜按物镜的不同可分为三种 折射望远镜 反射望远镜 折反射望远镜三 光学望远镜发展简史 四 哈勃太空望远镜哈勃太空望远镜由美国宇航局 NASA 和欧洲空间局合作研究 它为卡塞格林型反射望远镜 口径2 4米 研制工作历时13年 耗资20多亿美元 五 射电望远镜实际上是一套无线电接收 放大 处理 记录设备六 射电望远镜发展简史 1 6我国天文研究现状简介 一 研究机构我国现有天文台4个 紫金山天文台国家天文台上海天文台陕西天文台 时间中心 二 高等教育1 南京大学天文系2 北京师范大学天文系3 北京大学天文系4 中国科技大学天文与应用物理系 三 我国天文研究的发展方向1 巨眼 LAMOST LAMOST LargeSkyAreaMulti ObjectFiberSpectroscopicTelescope 即大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜 主要用于天体的光谱巡天观测 可以同时监测4000个天体的 巨眼 将成为世界上光谱获取率最高的望远镜 2 空间望远镜 SST SST SpaceSolarTelescope 即空间太阳望远镜 将是我国发射到太空的第一个空间望远镜 3 天眼 FAST FAST FiveHundredMeterApertureSphericalTelescope 即500米口径球面射电望远镜 科学家希望 天眼 能接收到来自宇宙深处的 地外文明 发出的信号 FAST台址 贵州省黔南州平塘县大窝凼洼地 4 探月工程探月工程又称 嫦娥工程 工程分几个阶段进行 首先是发射 嫦娥一号 月球探测卫星 其次 嫦娥一号 完成绕月工程后 将开展月球软着陆探测与自动巡视勘察 实现探测设备登上月球 并将在2016年前后实现载人登月计划 5 新一代大型地面望远镜这一新型大型地面望远镜将具备光学 红外和毫米波望远镜的功能 计划安装在青藏高原 6 2 4米级光学天文望远镜计划安装在云南丽江高美古 选址工作已经完成 7 红外真空太阳塔计划在云南丽江抚仙湖东北岸建设一座口径1米的红外真空太阳塔 它将是21世纪初我国太阳物理的主要观测设备之一 四 影响未来天文学发展的五大望远镜 巨型麦哲伦望远镜 巨型麦哲伦望远镜 将于2011年开始建设 由美国和澳大利亚九所大学或研究机构共同建设和研究 望远镜将选址于智利拉斯坎帕纳斯天文台 它的镜头增加到7个 每个镜头直径大约为8 4米 望远镜将成为单一镜片望远镜中直径最大的望远镜 这台望远镜的聚光能力相当于一面直径为25 6米的巨型望远镜 功能是当前最大光学望远镜的4 5倍 成像清晰度将达到 哈勃 太空望远镜的10倍 目前美国史都华天文台目前正在研制这些镜头 据了解 巨型麦哲伦天文望远镜 投入使用后 将担负探寻宇宙中恒星和行星系的生成 暗物质 暗能量和黑洞的奥秘 以及银河系的起源等重任 开普勒太空望远镜 开普勒太空望远镜 KEPLER 于2009年3月发射升空 位于距离地球0 5个天文单位的某个位置 隶属于美国宇航局 开普勒太空望远镜是世界首个用于探测太阳系外类地行星的飞行器 美国宇航局寄希望用开普勒太空望远镜来发现宇宙中的类地行星 阿塔卡玛大型毫米波天线阵 阿塔卡玛大型毫米波天线阵 AtacamaLargeMillimeterArray 缩写为ALMA 是来自北美 欧洲和亚洲的一些国家或地区科研机构合作建造的大型射电望远镜阵列 预计于2012年开始投入运行 阿塔卡玛大型毫米波天线阵建成时将由66个无线电天线组成 分布范围最远可达10英里 它将是世界上最大 最先进的射电望远镜阵列 詹姆斯 韦布太空望远镜 詹姆斯 韦布太空望远镜计划于2013年发射升空 隶属于美国宇航局 欧洲航天局等 它将被送入月球之外的一个更为遥远的轨道上 耗资45亿美元 詹姆斯 韦布太空望远镜包含10项新科技 有一个红外线照相机以及一架在极低温度下仍能照常运行的光谱仪 它的体积是哈勃望远镜的3倍 詹姆斯 韦布太空望远镜的六边镜直径为6 5米 遮阳板的面积则有一个网球场那么大 它将于2013年接替退休的哈勃望远镜 帮助科学家观察宇宙诞生后形成的首批星系 他的预计寿命为10年 哈勃主要观测可见光 韦布则主要负责红外观测 此外 韦布的观测能力也将是哈勃的七倍 三十米望远镜 三十米望远镜