天文学概论两篇

通识课天文学概论教师：马1丽地球的早期历史A.行星发展的四个阶段B.作为行星的地球

II.固体地球 A.地球内部 B.磁场

C.地球的活动外壳III.大气 A.大气的产生 B.人类活动对地球大气的影响1.1.3地球地球不完全是球形的，而是在两极方向略为扁平些，大致为一旋转椭球体，垂直于自转轴的截面是正圆，通过两极的截面是椭圆，其长半轴d和短半轴c分别为：d=6378.164千米c=6356.779千米地球的其它基本参数为：平均半径：R=6371千米赤道周长：L=40075.51千米最高山峰：海拔8840米最深海沟：海拔－11000米地面起伏：约20千米地球质量：M=5.976×1024千克平均密度：ρ＝5.517克/厘米3

年龄：

约46亿年地球早期的历史行星发展的四个阶段第一阶段是分化，根据材料的密度分离。分化产生一个致密核、厚的地幔和低密度的外壳。年轻的地球被早期太阳系填充的碎片严重轰炸。融化的岩石以及随后产生的水充满了低洼处。地质运动和侵蚀作用使地表还在不断的缓慢的变化。地球内部直接探测地球的内部（如钻孔）是不可能的。地球内部结构可以通过地震学方法得到:

地震时回产生地震波

两种地震波:压力波:Particlesvibratebackandforth剪切波:Particlesvibrateupanddown地震学地震波不会以相同的速度直接的穿过地球。它们会在不同物质，或不同密度或不同温度的构成的交界处发生弯曲或反射。这些信息可以用来分析并推出地球内部的结构。地球内部(2)基本结构:固体外壳固体地幔液体内核固体内核越往地心温度越高地心的温度和太阳表面的温度相当，金属是液体的。地球的磁场

核的对流和旋转产生了双极磁场。

地核主要由高电导率的铁和镍构成。地球磁场的作用磁场保护地球免受来自太阳的高能粒子（太阳风）太阳风和地球磁场相互作用的第一表面－弓激波磁球一些高能粒子的泄漏通过磁场产生的环绕地球的高能粒子带：范艾伦带。极光由于高能粒子泄漏到较低的磁层，它们激发地球磁极附近分子，导致极光。活动的地球约2/3的地球表面被水覆盖。山脉在水的作用下相对迅速的腐蚀。地球板块地球的外壳由几个大板块构成，它们相对其他板块在做常速运动。

－－板块构造论板块构造的证据存在海洋底部…环太平洋周围的地质活动带上板块构造学说板块之间有相对运动洋底构造是地幔对流的直接反映，洋脊是地幔物质上涌的部位，海沟是地幔物质的下降部位。板块相互远离，熔岩可以从下面上升－－火山活动板块运动带来的活动带Volcanichotspotsduetomoltenlavarisingupatplateboundariesorthroughholesintectonicplates地球板块的历史泛大陆地质活动的历史今天我们看到的地表，与地球的年龄相比，只是近期形成的。大气大气的成分由于以下两个过程的作用改变很大(

第二大气)1)地球内部化合物通过火山释放出气体地球有原始大气是从地球形成时剩余气体中捕获的。2)后来冰冷的流星和彗星轰击地球大气的结构臭氧层对地球上的生命来说非常重要，因为它保护大气不受紫外辐射的影响。地球大气的组成进一步受到以下因素的影响：

海洋里的化学反应

来自太空的能力辐射（特别是紫外辐射）

地球生命的存在大气的温度严格的依赖它的反照率－占多大比例的光被反射到太空。此外，还依赖很多其他因素，比如说大气中水蒸气的含量人类对大气的影响1)温室效应地球表面的加热来自太阳的辐射。热能是来自地球表面的再辐射－远红外辐射。CO2,和其它大气中的气体，吸收远红外光。

热量就被俘获在空气中了.这就是温室效应。温室效应是自然发生的，对地球上维持一个舒适温度非常重要。但是人类活动，特别是从汽车以及工厂释放的CO2，严重的提高了温室气体的浓度。全球变暖人类活动(CO2

释放+森林的砍伐)极大的增加了温室气体的浓度。作为一个结果，排除合理怀疑，地球的平均温度增加。这被称作全球变暖。导致冰川和极地冰盖的融化（上升的海平面）和全球气候变化，这可能最终使地球不适合人类生活！人类对大气的影响(2)2)臭氧层的破坏Ozone(=O3)吸收紫外辐射（破坏人类和动物的组织）。含氯氟烃（CFCs）（使用，例如，在工业过程中，制冷和空调）破坏臭氧层。臭氧层的破坏是由于人类活动造成的已得到证明（例如，越来越多的臭氧层空洞南极）；必须通过减少CFC的使用停止并逆转这种状况，特别是在发达国家！I.变化的月亮 A.月亮的运动 B.月相的循环II.潮汐 A.潮汐的原因 B.潮汐的影响III.月食 A.地球的影子 B.月全食 C.月偏食和半影月食1.1.4日月食IV.日食 A.太阳和月亮的角直径 B.月亮的影子 C.日全食V.预测蚀 A.蚀形成的条件 B.空间角度 C.沙罗周期（TheSarosCycle）月相(1)月球相对于恒星绕地球运转周期，约27.3天－－恒星月。27.32daysEarthMoonFixeddirectioninspace月相是天文学中对于地球上看到的月球被太阳照明部分的称呼。月球绕地球运动，使太阳、地球、月球三者的相对位置在一个月中有规律地变动。月相(2)FixeddirectioninspaceEarthMoonEarthorbitsaroundSun=>DirectiontowardSunchanges!29.53days月球相对于太阳绕地球运转周期，约29.53天－－朔望月。月相(3)因为月球本身不发光，且不透明，月球可见发亮部分是反射太阳光的部分。只有月球直接被太阳照射的部分才能反射太阳光。我们从不同的角度上看到月球被太阳直接照射的部分，这就是月相的来源。月相变化歌

初一新月不可见，只缘身陷日地中，

初七初八上弦月，半轮圆月面朝西。

满月出在十五六，地球一肩挑日月，

二十二三下弦月，月面朝东下半夜。

月相(4)NewMoon

FirstQuarter

FullMoonEveningSky一个口诀：上上上西西、下下下东东

月相(5)FullMoon

ThirdQuarter

NewMoonMorningSky潮汐

地球被看做质点，地球质点受到月球质点的万有引力正是地球质点绕共同质心做圆周运动的向心力，而此向心力对应的惯性力与此向心力大小相等方向相反。

实际上地球的体积很大，在离月球最近的地面上的物体，绕地、月共同质心做圆周运动的轨道半径明显小于地球质点的轨道半径，物体所受月球的万有引力就会大于所受对应的惯性力，这两个力不能再抵消，其合力与物体受地球的万有引力方向相反，使物体的重力明显变小。如果所说的“物体”是这里的海水，那么这里就会有涨潮发生。在月球和太阳引力作用下，海洋水面周期性的涨落现象。在白天的称潮，夜间的称汐，总称“潮汐”。大潮和小潮太阳也会产生潮汐的作用，大小等于月亮的一半

在新月或满月时太阳和月亮的潮汐相叠加，形成大潮

在第一和第三1分线处两种作用合力指向一个夹角，引起小潮。大潮（Springtides）小潮（Neaptides）潮汐锁定月球的轨道地球对月球岩石内部的潮汐引力。

由于潮汐的长期作用，月球自转周期与绕地球公转周期恰好相同，这使得月球总是以相同的一面对着我们。月球的轨道运动的加速度地球的潮汐隆起稍微倾斜的方向地球自转。引力拉稍向前沿月球轨道。月食地球的影子由局部阴影区，半影，和一个全阴影区，本影构成。月全食(1)月全食(2)一个月全食可以持续1个小时40分钟。当太阳光经过地球上的大气层被折射到地球背后影子里去的时候，它们都受到大气层中极其微小的大气分子的散射和吸收。像黄、绿、蓝、靛、紫等色的光波比较短，在大气中受到的散射影响比较大，它们大部分都向四面八方散射掉了；红色的光线波长比较长，受到散射的影响不大，可以通过大气层穿透出去,折射到躲在地球影子后面的月亮上。所以，在月全食时，公众看到的月亮是暗红色的，即所谓的“红月亮”为什么是红月亮日食（SolarEclipses）太阳在天空中的大小和月亮相同（约为相同的角直径~0.50）。当月亮从太阳前面经过时，月亮会将太阳整个覆盖，产生日食。日食:2002-2012Approximately1totalsolareclipseperyear日全食（TotalSolarEclipse）ProminencesChromosphereandCorona太阳大气贝利珠地球和月亮的轨道是椭圆SunEarthMoon(Eccentricitiesgreatlyexaggerated!)Perihelion=positionclosesttothesunAphelion=positionfurthestawayfromthesunPerigee=positionclosesttoEarthApogee=positionfurthestawayfromEarth日环食（AnnularSolarEclipses）月球和太阳的角大小是变化的，取决于它们与地球的距离.当地球在近日点附近且月亮在近地点附近时，我们看到日环食PerigeeApogeePerihelionAphelion日环食（AnnularSolarEclipses）(2)Almosttotal,annulareclipseofMay30,1984形成日月食的条件(1)Asolareclipsecanonlyoccurifthemoonpassesanodenearnewmoon.Themoon’sorbitisinclinedagainsttheeclipticby~50.Alunareclipsecanonlyoccurifthemoonpassesanodenearfullmoon.形成日月食的条件(2)

Saroscycle:18years,11days,8hoursEclipsesoccurinacyclicpattern.沙罗周期（沙罗周期是日食和月食的周期，是指月球在它的轨道盘上运行一周沙罗周期

（以便月球交点沿着轨道公