星星离我们有多远73383.doc

精品文档星星离我们有多远作者简介：卞毓麟，1943年生，1965年南京大学天文学系毕业，在中国科学院北京天文台(今国家天文台)从事科研30余年，现为中国科学院国家天文台客座研究员，上海科技教育出版社特邀編审。曾任中国科普作家协会副理事长，中国天文学会常务理事，上海市天文学会副理事长等。曾获全国先进科普工作者、全国优秀科技工作者、国家科技进步奖二等奖、上海市科技进步奖二等奖、上海科普教育创新奖科普贡献奖一等奖、中国天文学会九十周年天文学突出贡献奖等表彰或奖励。从事科普创作20余年，参与编著翻译的科普图书有70余种，发表的科普文章约400篇。他的科普作品不仅熔科学性趣味性于一炉，且极富人文色彩，如恐龙.陨石及社会文明“水调歌头.明月几时有”科学注莎士比亚外篇叫三声夸克等。其科普作品屡获国家级、省部级奖。 创作背景： 卞毓麟先生作为一名专业的天文工作者，始终对普及科学知识怀有深厚的感情。1977年，应科学实验杂志之约，满怀激情地写了一篇2万多字的科普长文“星星离我们多远”,同年，此文在科学实验上刊出后反应良好。1979年11月，此文增订成10万字左右的书稿，纳入科学普及出版社的“自然丛书”。1980年12月，星星离我们多远一书由科学普及出版社正式出版，获得了张钰哲、李珩等前辈的鼓励和好评，也得到了读者的认同。1987年，星星离我们多远获“第二届全国优秀科普作品奖”。为了读起来更顺口，后改名为星星离我们有多远。结构剖析：第一部分（第一章）：介绍天文学的相关知识。第二部分（第二至十章）：介绍天文学家用各种巧妙方法测量天体距离的过程。第三部分（第十一章）：介绍人类探索宇宙的进程。思想意义及价值取向：星星离我们有多远是一部优秀的天文科普作品，从科普和历史的双重角度展现了历代天文工作者如何运用备种巧妙的方法测量天体距离的艰难历程，在讲求科学性、知识性的同时，还兼顾了趣味性。1 本书整体上讲述了人类探测宇宙的发展历程，横向融入了对深奥的天文学概念、术语的解读，既让读者了解了人类为探索宇宙空间所付出的艰辛不懈的努力，又让读者获得了科学熏陶，更好地普及了天文学常识。2 本书语言浅显易懂、深入浅出，很容易激发读者的阅读兴趣。作者欲通过本书来培养青少年学科学、爱科学的精神，吸引更多的青少年投身到天文学的研究中。名著详解：内容解读：（标的为重点情节） 第一章 序曲 以郭沫若天上的市街开篇，把我们带入美丽的夜空，并揭示其中所涉及的天文现象。巧妙地借牛郎织女的故事介绍了牛郎星、织女星和有关星座，叙述了星座的概念、划分与命名的相关知识，进而提出了星星离我们有多远的疑问。 第二章 大地的尺寸 人类为了探索“星星离我们有多远”的问题，第一步做的工作就是测量地球的大小，这是估算天体绝对尺度的入门之阶。埃拉托塞尼通过测量塞恩城和亚历山大城正午阳光对铅垂线的倾斜角度，首次推算出了地球大小的准确数值，但很可惜并未被世人普遍接受。直到麦哲伦环球航行之后，人们才纠正了之前的错误。 我国著名的天文学家僧一行在公元724年组织了子午线的实测工作，虽然测量结果不十分精确，但在没有现代化精密仪器的古代，完成如此复杂的测量和计算，实在是难能可贵。后来，人们利用三角网测出了子午线的长度。200多年前，欧洲人进行的一些测量已初步表明，地球并不是正圆形的，而是一个椭圆。这一结论后来被不断证实。现代科学家综合利用各种测量方法，精确测出了地球的半径及“扁率”,地球的真实面貌终于呈现在我们面前。 第三章 明月何处有 在准确认识了地球之后，人类开始把研究的目标转向了月球。早在公元前3世纪，小亚细亚的阿里斯塔克就提出利用上弦月推算日、月到地球的距离之比，利用日全食得出日、月与地球的直径之比，并天才地提出了地球绕轴自转，并环绕太阳运行的观点。由于这些“离经叛道”的想法，他被指控为亵渎神灵，他的理论也被人鄙视，但历史赋予了他应有的地位，他早在哥白尼之前就猜测到日心系统的概况，被恩格斯热切地称为“古代哥白尼”。古希腊天文学家伊巴谷将阿里斯塔克提出的测量地月距离的设想付诸实践，根据月面的地影轮廓的弯曲情况比较地球和月球的相对大小，运用简单的几何原理推算出了地月距离。 为了进一步获取更加准确的数据，法国天文学家拉卡伊和他的学生拉朗德分别在非洲好望角和德国柏林同时对月亮进行观测，首次用三角法测定了地月距离，并且计算结果与现在测定的数值很相近。值得一提的是，拉卡伊在好望角期间还编制了一份南天星表，命名了14个南天星座，填补了南天星座尚存的全部空缺;拉朗德也编了一份包含47000颗恒星的星表，他们都为世界天文学贡献了自己的力量。 三角法测量的地月距离已经很精确了，但天文学家们并不满足，之后，人类利用雷达测月和激光测月的方法更加精准地测定了地月距离。 第四章 太阳离我们多远 通过讲述“羿射九日”和孙悟空的故事，引出下文对日地距离测量的介绍。当天文学家为雷达、激光等手段无法测量日地距离而苦恼时，开普勒三定律发挥了绝妙的作用。德国天文学家开普勒利用丹麦天文学家第谷留下来的丰富的天文观测资料,详细研究了行星运动的轨道，进而发现了行星运动的三大定律。这三条定律为测定日地距离和牛顿发现万有引力奠定了基础。 “视差“对于测定天体距离必不可少。法国天文学家卡西尼领导筹建了巴黎天文台，首次测出了火星的地心视差，并综合了天文学家里奇的测量数据，进而推算出太阳的地心视差及相对应的日地距离，虽然结果不够准确,但也称得上巨大的飞跃。天文学家里奇在南美洲的卡宴城除了观测火星外，还有一项功绩。他发现了摆的节律在卡宴城要比巴黎慢，于是他认为卡宴城的重力较弱，因而离地心较远，由此论证了地球是一个扁球体。这项成就让里奇在回巴黎时赢得了热烈的欢呼和喝彩，但这种令人兴奋的场面却引起了他的上司卡西尼的嫉妒。卡西尼把里奇派去建设城防设施，此后里奇默默度过了他的余生。对卡西尼的评价，历来分歧很大，他虽然是一名卓越的天文观测家，却在理论上落后于时代。本小节的末尾用按比例图解的方式大致解释了怎样由行星视差推算太阳距离，简单直观。 英国天文学家哈雷早就提出利用“金星凌日”的机会测定太阳视差，但由于这种现象并不常见，直到1895年天文学家才综合了前两个世纪的4次金星凌日的观测资料，确定了太阳视差。天文学家还发现通过规测小行星冲日可以获得更加准确的日地距离。后来，日地之间平均距离的最精确的数据，是由金星的雷达测距求得的。2012年，第28届国际天文学联合会启用更新的天文常数系统。这一系统中，太阳的视差为8.794143，这便是今主人类对“太阳离我们多远”做出的回答。 第五章 间奏:关于两大宇宙体系 “地心说和“日心说“是字宙的两大体系。古希腊天文学家托勒玫总结和发展了前人的成果，完成了天文学大成，确立了地心字宙体系。后来，罗马教廷利用他的学说来维护其宗教权威，任何对它的怀疑都被视为异端，地心学说一直统治了100多年。随着仪器的改进和天文观测水平的提高，人们渐渐发现托勒玫理论推算出来的行星位置与观测到的实际情况差得越来越远。直到16世纪，波兰天文学家哥白尼完成了巨著天体运行论，首次系统地提出了宇宙体系的“日心地动说”，被称为“自然科学的独立宣言”。此书出版后猛烈冲击了反动腐朽的宗教统治，招致了教会的仇视和恐惧，意大利杰出的哲学家和思想家乔达诺布鲁诺因捍卫哥白尼“日心说”被判为异端，烧死在罗马的鲜花广场上。这两大学说在此后的多年间斗争激烈。 1609年，意大利科学家伽利略将自制的天文望远镜指向了天空，他观测到太阳在不停地自转，有4颗卫星在绕着木星转动，全星绕着太阳转，并把观测视角伸向了银河系，看到银河是由一大片恒星聚集在一起形成的，种种观测结果都有力地支持了“日心说”。此后，开普勒发现的行星运动的三大定律、牛顿发现的万有引力等都证明了“日心说”。 第六章 测定近星 距离的艰难历程 长期以来，天文学家都认为恒星是固定不动的，直到1718年，哈雷发现了天狼星的位置较之前第谷整理的星图中的位置稍有偏移，大胆提出了恒星“自行”的说法。但由于恒星距离我们太远，用肉眼和普通仪器无法察觉其方向发生变化，后来大望远镜、精密仪器等的出现解决了这一难题。对于测量恒星距离，技术上的困难极大，即使测最近的恒星也好像测几千米外的一枚硬币的直径那么难，哈雷那个时代的仪器完全不能胜任。同时代的英国天文学家布拉德雷在1725年12月注意到天龙星位置稍稍向南偏移，于是喜出望外，并通过持续观测发现了它的移动规律，但却无法解释其原因。1728年的一天，他泛舟于泰晤士河上，注意到桅顶的旗帜是按照船与风的相对运动而变换方向的，就像人在雨中打伞一样，他从中受到启发，想到了恒星位置偏移是由于光线的运动和地球的公转所合成的，进而发现了光行差，但还是没有发现恒星的视差。19世纪初以来，天文仪器得到迅速改进，这主要归功于德国光学家夫琅禾费。德国天文学家贝塞尔充分利用了夫琅禾费提供的这种便利，用“量日仪”首次测出了天鹅61星的视差。随后，苏格兰天文学家亨德森和俄籍德国天文学家斯特鲁维也相继公布了半人马星和织女星的测量数据。恒星视差的测定标志着“日心说”的彻底胜利。20世纪80年代初，人们用三角法总共求出了约700颗恒星的距离，但这个数字无法再上升，这是由于三角法测量视差有一定的限度，它的极限是100秒差距左右，超过这个范围，三角测量法就不再适用。第七章 通向遥远恒星的第一级阶梯由于三角法测视差的适用范围有限，因此人们想出了另外几种方法，但大多涉及恒星的亮度。英国天文学家波格森首先发现了恒星星等与亮度之间存在的关系，并据此定出了一种亮度“标尺”:星等数每差5等，亮度就差100倍。天文学中，从地球看一颗恒星的亮度，它的星等数称为“视星等”；“绝对星等”是假定的恒星处在10秒差距的距离上的视星等，它表征恒星真实的发光能力。视星等、绝对星等和距离(或视差)这三个数字中，如果知道了其中两个，就可以求出另外一个，这对推算恒星距离十分有用。早在1666年,牛顿就用三棱镜分解了太阳光。19 世纪初，英国物理学家沃拉斯顿首先观测到太阳光谱中有一些暗线。之后，夫琅禾费对此进行了系统而细致的研究，他发表的太阳光谱图中，暗线多达500多条，后人称之为“夫琅禾费线”。19世纪，人们认识到光是一种电磁波，不同颜色的光有不同的波长和频率。人类可以用分光镜和光谱仪获得恒星的光谱。意大利天文学家赛奇是光谱分类工作的先驱，赛奇之后，恒星光谱分类不断发展，坎农女士按恒星的表面温度由高到低的次序重新调整了光谱类型的顺序，这种分类方法叫“哈佛分类法”，至今人们还在广泛应用。恒星光谱分类后，天文学家发现表面温度越高的恒星发光能力越强。20世纪初，丹麦天文学家林兹普隆和美国天文学家罗素根据这种规律制出了“赫罗图”来表示恒星的表面温度(或光谱型)与绝对星等的关系。利用赫罗图推求恒星视差的方法，就是“分光视差法”,它接替了三角视差法，成为测量天体距离的新的“标尺”，它是我们通向更遥远天体的第一级阶梯。 第八章 再来一段插曲:银河系和岛宇宙 从德谟克利特到康德人们对恒星系统的认识逐渐加深，18 世纪中叶，几位思想家用类比推理的方法意识到包括整个银河在内的所有恒星组成了一个巨大然而有限的系统，在它之外还有着同样巨大而有限的恒星系统。后来，英国德裔天文学家成威廉赫歇尔首先发现了银河系，并在经过多年如一日地观测和计数后，大致确定了这个星系的形状、大小以及其中的星数。1906年，荷兰天文学家卡普坦重新进行了恒星的计数工作，进一步扩大了银河系的范围，但这个数字也还远远小于我们现在可知的银河系的范围。 与此同时，人类也开始关注银河系以外的广阔天地。天文学家在南半球观测到大小麦云和仙女座大星云的存在，发现它们是类似银河系的恒星系统，迄今为止，人类已经发现了数以百亿计的河外星系。 第九章 通向遥远恒星的第二级阶梯 古人很早就注意到一种罕见的天象:天空中突然会冒出一颗“新的”星星。但在过去长达几十个世纪的岁月中，却没有一位天文学家想到天上的群星会有什么亮度变化。直到公元1596年，德国人法布里修斯才明确地认识了第一颗“变星”。1782年，英国荷兰裔业余天文学家古德里克，这位聋哑少年通过观测发现了大陵五星的变化规律，并大胆提出:大陵五星亮度的周期性变化是由一颗暗星的周期性遮掩造成的。事实证明,这种设想是正确的,天文学家后来又发现了许多同样类型的变星。古德里克还确定了造父一(仙王星)的光变周期，此后人们把其他与之光变曲线相类似的变星，统称为“造父变星”。当人类正为无法测得“造父变星”的视差苦恼时，美国女天文学家勒维特发现了造父变星的光变周期与亮度的关系，即光变周期越长的造父变星亮度越大。此后，造父变星成为一把新的标准量尺，利用其周光关系可以求得远达1500万光年之遥的星系距离，这样求出的恒星视差叫“造父视差”。“造父视差”是继分光视差法之后进一步通向更遥远恒星的又一级阶梯。“造父视差”应用广泛，例如，银河系的大小就是将造父视差法应用于球状星团而定出的。天文学家以星团变星作为“量天尺”和“示距天体”，用它们的光变周期作为“标准烛光”求得球状星团的距离。结果表明，这些球状星团合在一起，形成了一个包围着银河系的巨大球体，仿佛是银河系四周的一圈晕轮。美国天文学家沙普利构造了一个新的银河系模型，但由于没有考虑到“星际尘埃云”，他把银河系估计的过大了。后来，天文学家们修正了这种“星际消光”的影响,推算出了银河系的大致直径。直到20世纪初，人们对云雾状天体的距离还一无所知。1912 年，天文学家勒维特发现了小麦云中造父变星的周光关系后，人们才确切地认识了第一个河外星系。之后天文学家进行了大量的观测和研究，美国天文学家哈勃证明了M31 是一个遥远的星系，并找到了其中的造父变星，利用周光关系测出其距离，但后来，巴德证实了M31的实际距离远大于哈勃测得的距离。可见，造父变星是测定一切河外星系的出发点。只要在某一河外星系中发现了一颗造父变星，我们便可获悉它的距离。但“造父视差法”也有极限，它的适用范围大致是300万秒差距左右，超出了自己的“势力范围”，它也无能为力。第十章 欲穷亿年目 更上几层楼为了征服更遥远的天体，量度它们的距离，人们希望能够找到比造父变星发光能力更强的某种恒星作为“标准烛光”，于是新星和超新星从造父变星的手中接过了接力棒，用以确定球状星团和河外星系的距离。只要在任何一个球状星团或河外星系中发现了新星或超新星，就可以测得该星团或星系的距离;即使没有出现新星或超新星，人们也可以利用亮星来测量其距离。对于那些远得无法分辨其中的单个恒星的球状星团和河外星系，靠星系的视大小和累积星等可以求出距离。正当天文学家面对无涯的宇宙束手无策时，他们利用多勒普效应研究星系的运动，发现了星系的普遍红移。天文学家哈勃通过研究发现距离越远的星系，红移越大;而且,距离和红移之间有着良好的正比关系，这便是著名的“哈勃定律”。有了哈勃定律，我们就可以通过观测河外星系的光谱，测量出它的红移量，进而求获它的距离了。天文学家研究发现,距离遥远的天体系统，都在以极快的速度朝地球退离而去，因而他们大胆猜测，目前的字宙仿佛处在一种宏伟的膨胀之中。1948年，美籍俄国物理学家伽莫夫提出了著名的“大爆炸宇宙论”，这一理论成功地解释了众多的天文观测事实，成为当代最有影响力的宇宙学理论之一。 第十一章 尾声类星体的距离之谜进一步说明了宇宙 中的奥秘无穷无尽，但人类却从未停止对神秘字宙的探索“嫦娘工程”“先驱者”“旅行者”的成功发射都是人类向太空派出的“使者”，表达了人类希冀与“字宙人”建立联系的美好愿望。题型分类整理：一、填空。1、国际上统一把整个天空划分为88个区域，一个区域便是一个星座，其中北天 个星座，南天 个星座。2、星星离我们有多远中提到我国唐代天文学家 是世界上最早测量子午线的人。国外首次实测子午线是由回教王马蒙在 （地名）进行的。3、1752年，拉朗德和他的老师拉卡伊分别在 和 这两个地方进行观测，首次用 法测定地月距离。4、德国天文学家开普勒以 说为基础，总结出了行星运动的三大定律。开普勒定律为牛顿发现 定律筑起了攀登彼岸的桥梁。5、在布拉德雷发现了 之后， 率先测出了恒星的视差。6、最先发现的第一颗小行星被命名为“ ”。美国天文学家把发现的2051号小行星命名为“张”是为了表彰我国天文科学家 在研究小行星方面的突出贡献。7、从地球上看一颗恒星的亮度，称它为“ ”，它的星等数称为“ ”。8、 最先观测了恒星光谱，他曾将其与太阳光谱进行比较。但是，恒星光谱分类工作的真正先驱者却是意大利天文学家 。9、星星离我们有多远一书中提到利用“赫罗图”推求恒星视差的 是继三角视差法之后人类测量天体距离的一种新的方法。10、英国天文学家 被赞誉为近代“恒星天文学之父”，首创了大规模的双星研究工11、星团可以分为 和疏散星团两种。疏散星团又称为 ，它们大多位于银河带附近。12、 被人们尊称为“星系天文学之父”，他在1923-1924年间通过观测，证明M31，即 是一个遥远的星系。13、距离越远的星系红移越 ，而且距离和红移之间成 ，这就是著名的“哈勃定律”。14、 1948年，美籍俄国物理学家伽莫夫等人提出了著名“ ”，成功解释了