天文学基础知识

天文学基础知识测绘学院测量与导航工程系实用天文学QEWPSNQ´Z´P´Mqq´Z天轴和天极天球赤道（面）天顶和天底天球地平面（圈）天球子午面（圈）子午线和四方点垂直圈和卯酉圈PΥπQQ´P´π´s69εε黄道和黄极黄赤交角二分（至）点二分（至）圈时圈主要内容天文学的产生我国天文学的发展历史及成就西方天文学发展历史地月系及其运动太阳系及银河系简介天文学的产生天文学：自然科学六大基础学科之一，研究探索宇宙及其所包含的所有天体的本质，主要指天体在宇宙空间的位置、分布、物理状态、化学组成、运动和演化过程的自然科学。天文学是一门具有悠久历史的古老学科，它是随着人类生产实践活动的需要而产生与发展的。天文学的产生对原始农牧民族来说，日出而作，日没而息，昼夜的交替成了天然的时间计量单位。农牧业生产活动还随寒来暑往，四季循环而变化。不同的季节、不同的地方出现不同的天象。观察天象

确定季节、位置、方向古埃及：天狼星与太阳一起升起后不久，尼罗河水就开始泛滥。古希腊：每年日影最短的一天之后五十天是最适合航海的时候；昴星团在早晨掉进海里以后，暴风季节就要开始。古代中国：每年开始耕种时，“大火”（心宿二）在傍晚出现于东方。在三千年前设置了“火正”职位，专门观测“大火”来确定季节与时令。二千多年前，用土圭定出了冬至与夏至，且最早测出了一年365.25天。春秋、秦汉时期，又定出了春分、秋分以及其他二十个节气。天文学及其发展史天文学是一门具有悠久历史的古老学科，它的发展基本上可以分为古代、近代和现代三大阶段。古代天文学现代天文学近代天文学主要内容天文学的产生我国天文学的发展历史及成就西方天文学发展历史地月系及其运动太阳系及银河系简介古代天文学中国古代辉煌的天文学宇宙说星座：三垣四象二十八宿古代天文仪器及天文官史主要成就赤道坐标系太阳黑子和日食彗星、流星和陨星新星和超新星宇宙学说盖天说、浑天说和宣夜说盖天说：第一个阶段：天圆地方，假想天是个半球形的盖子盖住地面，人住在地上，星星在天上；第二个阶段：基本假定是天地平行，其间相距八万里。浑天说：天地具有蛋状结构，地在中心，天在周围。宣夜说：东汉时提出，认为天是空而无质，无穷无极，日、月、星辰浮于其中，或静或动，积气而成。在我国有三垣、四象二十八宿之分，据《史记·天官书》记载：三垣是北天极周围的三个区域，即紫微垣、太微垣、天市垣。四象分布于黄道和白道近旁，环天一周。每象各分七段，称为“宿”，共计二十八宿。东方苍龙之象：角宿、亢宿、氐宿、房宿、心宿、尾宿、箕宿。南方朱雀之象：井宿、鬼宿、柳宿、星宿、张宿、翼宿、轸宿。西方白虎之象：奎宿、娄宿、胃宿、昴宿、毕宿、觜宿、参宿。北方玄武之象：斗宿、牛宿、女宿、虚宿、危宿、室宿、壁宿。星座：三垣四象二十八宿东方苍龙之象：角宿、亢宿、氐宿、房宿、心宿、尾宿、箕宿。南方朱雀之象：井宿、鬼宿、柳宿、星宿、张宿、翼宿、轸宿。西方白虎之象：奎宿、娄宿、胃宿、昴宿、毕宿、觜宿、参宿。北方玄武之象：斗宿、牛宿、女宿、虚宿、危宿、室宿、壁宿。天体测量仪器： 浑仪、简仪、仰仪、象限仪、地平经纬仪、赤道经纬仪、黄道经纬仪时间测量仪器： 日晷、圭表、漏刻、沙漏中国古代天文仪器浑仪简仪赤道经纬仪地平经纬仪黄道经纬仪纪限仪象限仪朝代部门、官员朝代部门、官员秦太史令宋司天监太史局天文院；司天监太史局令西汉太史公、太史令辽司天监；太史令东汉太史令金司天台；提点司天监魏晋南北朝太史局；太史元司天监太史院；提点司天监太史院史。259人隋太史曹太史监；太史令明钦天监；太史令监正。41-23人唐太史局浑天监浑仪监太史监司天台；太史局令浑天监太史监司天台监。824人清钦天监；监正。154人中国古代天文官史天学机构的主要工作如下：首先是天象的观测记录，内容有：恒星位置的测定，并编制成星表或绘制为星图；日月食和掩星观测；行星在恒星背景下的视运动状况；异常天象的观测记录，包括彗星新星流星太阳黑子等。其次是观天仪器的研制和管理。三是修订历法，编算历书历谱并印制颁发。赤道坐标系的使用唯一性：坐标值不随时间、观测点位置变化。古希腊使用黄道坐标系。太阳黑子和日食的记录公元前140年就有对太阳黑子的观测记录，比欧洲早了近千年。对太阳黑子出现的时间、大小和位置有详细描述。4000年前夏代仲康元年首次日食记录，至元朝末年已有650次之多。主要成就西汉成帝河平元年（公元前28年）《汉书·五行志》：“成帝河平元年⋯⋯三月己未，日出黄，有黑气大如钱，居日。”《后汉书·五行志》（公元188年）：“中平⋯⋯五年正月，日色赤黄，中有黑气如飞鹊，数月乃销。”《宋史·天文志》（公元1131年）：“绍兴元年二月己卯，日中有黑子，如李大，三日乃伏。六年十月壬戍，日中有黑子，如李大，至十一月丙寅始消。七年二月庚子，日中有黑子，如李大，旬日始消。四月戊申，日中有黑子，至五月乃消。”《宋史·天文志》宋徽宗政和二年（公元1112年）“四月辛卯，日中有黑子，乍二乍三，如栗大。”彗星、流星和陨星哈雷彗星的最早记载：前613年《春秋》，之后多达31次。战国时代已有彗星形态记载。精彩的流星雨记载。主要成就《春秋》：“鲁文公十四年秋七月，有星孛入于北斗。”《史记·六国表》载：“秦厉共公十年彗星见。”《汉书·五行志》汉成帝元延元年（公元前12年）：“元延元年七月辛未，有星孛于东井，践五诸侯，出河戌北，率行轩辕、太微，后日六度有余，晨出东方。十三日，夕见西方，……锋炎再贯紫宫中。……南逝度犯大角、摄提。至天市按节徐行，炎入市中，旬而后西去；五十六日与苍龙俱伏。”哈雷彗星《新唐书·天文志》：“上元……三年七月丁亥，有彗星于东井，指北河，长三尺余，东北行，光芒益盛，长三丈，扫中台，指文昌。”唐高宗上元三年是公元676年。《晋书·天文志》载有：“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。”《新唐书·天文志》（公元896年）：“乾宁……三年十月，有客星三，一大二小，在虚、危间，乍合乍离，相随东行，状如门，经三日而二小星没，其大星后没。”新星和超新星爆发商代至17世纪末，记载“客星”约90颗，其中12颗是超新星。蟹状星云：1054年《宋会要》记载的“客星”遗迹。主要成就《汉书·天文志》中就有：“元光元年六月，客星见于房。”汉武帝元光元年是公元前134年。宋仁宗至和元年（公元1054年）出现在金牛座ζ星（天关星）附近的超新星。《宋会要》：“嘉祐元年三月，司天监言客星没，客去之兆也。初，至和元年五月，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。”主要内容天文学的产生我国天文学的发展历史及成就西方天文学发展历史地月系及其运动太阳系及银河系简介古代天文学古希腊天文学和托勒密的地心说托勒密近代天文学哥白尼和日心说第谷开普勒及其运动定律伽利略牛顿和万有引力定律哥白尼和日心说《天体运行论》对恒星与行星进行了长期精确的观测，积累了大量观测资料。编制了一部有777颗恒星坐标的星表。发现了许多新的天文现象。宇宙结构体系：地球静居中心，行星绕太阳运行，而太阳则带领行星绕地球运转。第谷①开普勒第一定律：各行星的轨道都为椭圆形，太阳位于一个焦点上：以日心为原点的直角坐标表示有开普勒及其运动定律②开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，即③开普勒第三定律：行星运动周期的平方和平均半径的三次方的比值为常数。伽利略制造光学天文望远镜观测月球环形山、月海发现木星的四颗卫星宇宙还有其它中心金星表面周期圆缺变化金星不发光，围绕太阳运动发现太阳黑子、证明太阳自转

任何两个物体间均存在一个相互吸引的力，这个力的大小与两物体质量的乘积成正比，与两物体间的距离的平方成反比。牛顿和万有引力定律蒲柏（A.Pope，1688-1744）的一名言：Natureandnature’slawlayhidinthenight:Godsaid,letNewtonbe!Andallwaslight.自然与自然规律为黑暗所隐蔽：上帝说，让牛顿来！一切即臻光明。现代天文学19世纪中叶天体物理学的产生标志现代天文学的产生。现代天文学的观测手段可以归纳为以下三种：光学观测：传统光学望远镜

太空望远镜、自适应光学系统。射电观测：20世纪60年代，脉冲星、星际分子、宇宙微波背景辐射和类星体“四大发现”。射电天文已成为诺贝尔奖的摇篮。空间探测：将空间探测器与人类送上其它天体或在其附近进行近距离观测。宇宙层次宇宙秩序地月系太阳系Natural：太阳，行星，卫星，彗星，小行星，流星。Artificial:人造卫星，星际探测器银河系恒星、双星、聚星、星团、星云、星系总星系（宇宙）主要内容天文学的产生我国天文学的发展历史及成就西方天文学发展历史地月系及其运动太阳系及银河系简介地月系统地球的运动地球自转地球公转月球起源假说月球公转月球自转地球地球及近空间地球的运动绕自己体内的旋转轴的自转绕日运行的公转跟着太阳系朝织女星方向的运动随着太阳系绕银河系中心旋转的运动地球的自转地球的自转自转的角速度：除两极为0外，全球各地均相同。自转的线速度：除两极为0外，其余地方随纬度的增大而减小，随高度的增大而增大。自转方向：自西向东，微小不均匀。自转产生了昼夜的交替、日月星辰的东升西落现象。地球的公转黄道面：地球公转轨道面称为黄道面。公转速度：不均匀，冬天略快，夏天略慢。公转方向：自西向东，与自转的方向相同。黄赤交角ε＝23º26.5´，变化很小。由于ε的存在，公转产生了一年四季的变化。ecliptic黄道地球的公转同源说月球起源假说分裂说俘获说月球的公转月球的公转方向与地球相同。白道面：月球公转轨道面称为白道面。它与黄道面的交角为：4度57分~5度19分。月球的自转月球的自转周期与公转周期相等，且方向相同。我们看到的总是月亮的同一面。地球上的观测者实际上能看到59％的月面。DABC月相变化月球、地球和太阳三者的相对位置不断变化；月球本身不发光，但反射太阳光。我们看到的月球被照亮的部分也在不断变化，从而产生不同的月相。通常把月相变化的周期称为朔望月。

1朔望月＝29.53059日恒星月与朔望月恒星月

月亮从某一恒星方向（视为空间一固定方向）作为月亮公转周期的起算点，则月亮中心连续两次经过这一恒星方向所经历的时间间隔，称为一恒星月。其长度为：27日7小时43分11.47秒。它是月球公转的真正周期。朔望月

月亮从朔（望）到朔（望）所经历的时间段。是月相变化的周期。其长度为：29日12小时44分2.78秒。恒星月与朔望月的长短望ασθσσM2M1M3望地球轨道E1E3E2太阳主要内容天文学的产生我国天文学的发展历史及成就西方天文学发展历史地月系及其运动太阳系及银河系简介太阳系的组成太阳系是由受太阳引力约束的天体组成的系统。太阳系的主要成员有：太阳（恒星）、八大行星、矮行星、小行星、卫星，还有彗星、流星体以及大量尘埃物质和稀薄的气态物质。在太阳系中，太阳的质量占太阳系总质量的99.8%，太阳是中心天体，它的引力控制着整个太阳系，使其它天体绕太阳公转，太阳系中的九大行星都在接近同一平面的近圆轨道上，朝同一方向绕太阳公转。OurSolarSystemFamilyPortrait太阳系Object2R(km)D(1e6km)ScaledSize(cm)ScaledDistance(m)Sun太阳1,392,000

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Mercury水星488057.9100.058(tiny!grainofsand)6.9(7bigsteps)Venus金星12,104108.160.14(grainofsand)12.8(13bigsteps)Earth地球12,742149.60.15(grainofsand)17.7(18bigsteps)Mars火星6780228.00.08(almost1mm)27.0(27bigsteps)Jupiter木星139,822778.41.7(adime)92.3(92bigsteps)太阳系Object2R(km)D(1e6km)ScaledSize(cm)ScaledDistance(m)Saturn土星116,4641,427.01.4(abutton)169.3(169bigsteps)Uranus天王星50,7242,869.60.6(buttonsnap)340.4(340bigsteps)Neptune海王星49,2484,496.60.6(buttonsnap)533.3(533bigsteps)Pluto冥王星22745,913.50.03(smallpieceofdust)701.4(701bigsteps)Proxima比邻星375,84040,493,0004.5(handball)4,802,700(4,803km)地月系、太阳系太阳系&银河系银河系近景银河星系&宇宙空间银河系位于茫茫宇宙之中自然灾害安全教育宣讲课演讲人：XX雷电灾害与防范01地震灾害与防范02台风灾害与防范03洪水灾害与防范04目录自然灾害是人类依赖的自然界中所发生的异常现象，自然灾害对人类社会所造成的危害往往是触目惊心的。它们之中既有地震、火山爆发、泥石流、海啸、台风、洪水等突发性灾害，也有地面沉降、土地沙漠化、干旱、海岸线变化等在较长时间中才能逐渐显现的渐变性灾害，还有臭氧层变化、水体污染、水土流失、酸雨等人类活动导致的环境灾害。以目前人类的科学技术水平和能力，人们还无法阻止自然灾害的发生，也无法抵御自然灾害的破坏。但是完全可以根据自然灾害发生的规律和特点，采取积极有效的措施，尽量地减少损失。自然灾害什么是01雷电灾害与防范雷电灾害与防范雷电是大气中的一种放电现象。雷雨云在形成过程中，部分积聚起正电荷，另一部分积聚起负电荷，当这些电荷积聚到一定程度时，就产生放电现象。这种现象有的是在云层与云层之间进行，有的是在云层与大地之间进行。这两种放电现象俗称打雷，它会破坏建筑物、电气设备，伤害人畜。这种放电时间短促，一般约50~100微秒，但电流异常强大，能达到数万安培到数十万安培。放电时产生强烈的光，这就是闪电。闪电时，将释放出大量热能，瞬间能使局部空气温度升高1万~2万℃，空气的压强可达70个大气压，这样大的能量，具有极大的破坏力，往往会造成火灾和人畜的伤亡。雷电是怎么回事？雷电灾害与防范雷电会造成那些灾害雷电产生强大电流，瞬间通过物体时产生高温，引起燃烧、熔化，也会造成人畜伤亡雷击爆炸作用和静电作用能引起树林、电杆、房屋等物体被劈裂倒塌雷电流在周围空间形成强大的电磁场，如有易燃、易爆物品就会引起爆炸或燃烧各种电力线、电话线、广播线由于雷击产生高压，致使电器设备损坏雷电灾害与防范a、雷电天气时，要留在室内，并关好门窗b、在室外工作的人应躲入建筑物内c、无法躲入建筑物内时应远离树木和电线杆怎样预防雷电？雷电灾害与防范d、不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的家用电器e、减少使用固定电话和手提电话f、远离电线等带电设备或其他类似金属装置。特别提示室外的人应尽量不要走动，更不要打手机，在开阔地带最好双脚并拢就地蹲下，双手抱膝，以免跨步电压伤人;在室内的人不要使用太阳能热水器，并切断所有电源，不要用电脑，不要看有线电视等，以免室外线路将雷电引入室内，造成损伤雷电灾害与防范02地震灾害与防范地震灾害与防范地震是一种及其普通和常见的一种自然现象，但由于地壳构造的复杂性和震源区的不可直观性，关于地震特别构造地震，它是怎样孕育和发生的，其成因和机制是什么的问题，至今尚无完满的解答，但目前科学家比较公认的解释是构造地震是由地壳板块运动造成的。由于地球在无休止地自转和公转，其内部物质也在不停地进行分异，所以，围绕在地球表面的地壳，或者说岩石圈也在不断地生成、演变和运动，这便促成了全球性地壳构造运动。关于地壳构造和海陆变迁，科学家们经历了漫长的观察、描述和分析，先后形成了不同的假说、构想和学说。地震为什么会发生？破坏性地震一般是浅源地震。对于同样大小的地震，由于震源深度不一样，对地面造成的破坏程度也不一样。震源越浅，破坏越大，但波及范围也越小，反之亦然。地震会造成那些灾害？在海底或滨海地区发生的强烈地震能引起巨大的波浪，称为海啸在大陆地区发生强烈地震，会引发滑坡、崩塌、地裂等次生灾害地震灾害与防范立即下蹲抱头卷曲，利用一些坚固的防护工具，如坚固的座椅。房屋震荡时极容易被掉落的石块玻璃等砸伤，不要慌乱走出室外，待在直到确定可安全撤离。远离书柜，衣橱等容易砸伤你的家具。远离窗户，在高楼中，等到火警警报停息后再逃离出来。如果在床上，呆在原地，用枕头保护好头部。.如果在户外，找一个远离建筑物，大树和高压线的空旷场所，如剧烈地震请趴在地上。如果在车内，慢慢行驶到空旷地直到地震结束。地震时如何自我保护？地震灾害与防范检查受伤情况，如有需要，参加紧急救援工作，帮助身边周围的人脱离险境。检查房屋受损情况。如损坏严重，应远离房屋直到专业人士检查。如果闻到煤气味，立即疏散室内人群，绝对不要使用火机等危险品。确定窗户墙面等安全后，开窗流通空气。如果发现断电，拔掉主要电器插头，如看到保险丝烧坏，或闻到烧焦的电源线味道，或看到插座火花，请远离，等专业人士解决后再进入，注意远离室内有水的地方。地震后须注意哪些？地震灾害与防范地震安全歌遇地震，先躲避桌子床下找空隙远离所有建筑物余震蹲在开阔地地震灾害与防范03台风灾害与防范台风灾害与防范台风，指形成于热带或副热带26℃以上广阔海面上的热带气旋。世界气象组织定义：中心持续风速在12级至13级（即每秒32.7米至41.4米）的热带气旋为台风或飓风。北太平洋西部（赤道以北，国际日期线以西，东经100度以东）地区通常称其为台风，而北大西洋及东太平洋地区则普遍称之为飓风。每年的夏秋季节，我国毗邻的西北太平洋上会生成不少名为台风的猛烈风暴，有的消散于海上，有的则登上陆地，带来狂风暴雨，是自然灾害的一种。什么是台风？沿海居民防范措施台风引发的风暴潮容易冲毁海岸防护设施，台风来临前，海涂养殖人员、病险水库下游的人员、临时工棚等危险地段的人员都应及时转移台风带来的暴雨容易引发洪水、山体滑坡、泥石流等连附灾害，发现危险征兆应应及早转移，远离山体、林地等自然危险区域沿海乡镇在台风来临前要加固各类危险建筑建筑、在建工程、市政公用设施、施工设施、树木、广告牌、铁塔等，千万不要在以上地方躲风避雨台风来临时，千万不要在河、湖、海的路堤或桥上行走，不要在强风影响区域开车，应尽早回到家中或到附近的安全建筑中避险01020304台风灾害与防范城市居民防范措施台风来临前，应准备好手电