天文基础8、太阳系大行星探索

1、行星家族简介太阳系的中心?太阳?地球?托勒密是观测家和天文仪器的发明者“地心说”由希腊的“亚里士多德学派”继承而来“地心说”以等速圆周运动的理论表示以地球为中心的天体运动托勒密的“地心说” “地心说”体系无法解释怪异的行星运动 “地心说”被西方教会利用，作为经典学说之宇宙观统治社会长达1300多年哥白尼（公元14731543）波兰天文学家天体运行论的作者日心说的创立者 哥白尼1543年在天体运行论中提出“日心说” “日心说”巧妙地解释了行星运动，澄清了现在看来非常简单的事实日心说与梵蒂冈的斗争科学的殉道士乔尔丹诺布鲁诺（公元15481600年）伽利略（公元15641642 ）意大利著名天文学家

2、、哲学家、物理学家、数学家第一个用望远镜观测行星的人看到了吗，金星也有相位变化，这说明它也在围绕太阳运动第谷（公元1546-1601 ）积累了海量观测资料伟大的实测天文学家开普勒（公元15711630 ）德国天文学家卓越的理论推导者师徒合作 此前人们认为行星作匀速圆周运动。 但是开普勒发现无论按照哥白尼的方法，还是托勒密或者第谷的方法，都不能算出和第谷的观测相符合的结果火星的运动有8的误差！ 坚信第谷的观测精确性，开始发现新的理论。开普勒行星运动第一定律（1609年）开普勒行星运动第二定律（1609年）T2一a3=G(M+m)42开普勒行星运动第三定律牛顿（公元16431727）英国物理学家、

3、数学家伟大的科学巨匠1687年的巨著自然哲学的数学原理221rmmGF 飞抵太阳系上空，鸟瞰整个太阳系的壮丽景象，那些大行星都在自西向东也就是逆时针围绕太阳转，它们绕太阳转的路线也就是天文学家常说的轨道也挺圆，再看看，它们基本都在一个平面上围绕太阳转悠。这就是行星运动三个主要特性。正因为行星运动具有同向性、近圆性、共面性，才使当年的天文学家在地球上能分辨出它们是太阳系的成员。行星运动三大特性在太空中看，九大行星都在自己的轨道上按部就班地运动。但在地球上看其它行星运动，问题有点儿复杂。我们把在地球上看到的行星相对太阳、相对星空背景的运动叫行星视运动。行星视运动（1）相对太阳的视运动（2）相对星空

4、背景视运动行星的视运动按大行星视运动特征分类地内行星地外行星按物理性质分类类地行星类木行星水星相对星空背景视运动金星相对星空背景视运动行星相对星空背景视运动特点1、行星视运动路径总在黄道附近；2、行星有时顺行，有时逆行；3、顺行时间长，逆行时间短；4、由顺行转为逆行或由逆行转为顺行的转折点称为“留”，行星在“留” 前后移动缓慢，好像静止似的；5、行星视运动都有周期性，各行星的周期长短不同。 相位变化 1610年，伽利略首次用望远镜发现金星跟月亮一样有盈亏相位变化。与月球不同的是，地内行星相位还随着角径大小显著变化。 朔（下合）附近角径最大 望（上合）附近角径最小 金星的角径最大时为最小时的6.

5、4倍； 水星为2.6倍。 发现意义： 地内行星相位和角径变化的发现是日心说的有力证据之一；说明行星只是反射日光，本身不发光。行星会合周期行星相对星空背景的运动，行星会合周期， 行星绕太阳公转一周时间叫“恒星周期”； 在地球上看到的相对星空背景的行星运动是行星公转和地球公转的复合运动， 叫“会合运动”。 行星相邻两次合（或冲）经历的时间叫 “会合周期”。 地内行星会合周期经历过程： 上合顺行 东大距顺行 留逆行 下合逆行 留顺行 西大距顺行 上合 水星 公转周期87.969日 会合周期115.88日金星 公转周期224.701日 会合周期583.92日行星会合周期/公转周期概念不同对地内行星对地

6、外行星赤道半径：2439km黄赤交角：0自转周期：58.65天公转周期：87.97天美国“信使”号水星探测器2004年发射升空经历6年多78亿公里的飞行预计2011年3月进入水星轨道开始正式工作赤道半径：6052km黄赤交角：177.8自转周期：243.01天公转周期：224.7天赤道半径：3398km黄赤交角：25自转周期：1.026天 公转周期：686.98天2003年美国宇航局向火星发射了两台探测车， “机遇号”和“勇气号”。2004年1月4日， “勇气号”火星车成功地登陆了火星表面。在1个火星周年里，“勇气号”火星车在火星表面移动了大约5公里，向地球传输了7万张火星图片，其中包括火星表

7、面的彩色图片。赤道半径：71398km黄赤交角：3自转周期：0.41天 公转周期：11.86年1989-1995赤道半径：60330km黄赤交角：26.7自转周期：0.426天公转周期：29.46年赤道半径：25560km黄赤交角：97.9自转周期：0.646天公转周期：84年1781年的一颗彗星的报告1781年，一颗彗星走进了他的视野赤道半径：24760km黄赤交角：29.6自转周期：0.658天公转周期：164.8年笔尖上的行星 在30年前发射的 NASA旅行者2号宇宙飞船，如今已离开太阳有100亿公里之远。如今它仍然可以经由深空通讯网追踪与指挥。这艘宇宙飞船是继先驱者10号和11号、旅行

8、者1号宇宙飞船之后，第四艘飞越外行星进而脱离太阳系的人造飞行器。在旅行者2号宇宙飞船上附有一片12吋的镀金铜盘。这个犹如装在被拋入宇宙之海的瓶子中的信息，纪录有居住在地球上的文明与生物的影像和声音。这些声音与影像是由委员会主席卡尔萨根博士精挑细选出来的。上图可见圆盘上的简单图样，代表宇宙飞船的来源以及圆盘的使用方法。圆盘的特异结构可以令他们在星际旅行时，免于被破坏。这艘宇宙飞船至少在未来的四万年内，并不会靠近任何其它行星。 赤道半径：1150km黄赤交角：122.5自转周期：6.39天公转周期：247.7年美国洛韦尔天文台青年天文工作者汤博哪个是第十颗大行星？ 2006年8月24日在捷克首都布拉格举行的国