基础天文学概论知识要点

天文学概论复习

【绪论】

1.什么是天文学:

是研究宇宙空间天体、宇宙的构造和发展的学科。内容包括天体的构造、

性质和运行规律等。

2.天文学的三个分支学科:天体测量学、天体力学、天文物理学

3.天文和气象的区别:大气层外vs大气层内

4.天文学观测波段:

光学波段；射电波段；X射线、丫射线波段；紫外线、红外线波段

5.20世纪天体物理学成就:

①两大基本理论：恒星演化和宇宙大爆炸模型

②全波段天文学、中微子天文学

③20世纪60年代的四大发现：脉冲星、类天体、微波背景辐射、星际分子

【星空划分与运转】

1.星库的概念:一种具有特性并轻易记忆的恒星在天空投影的图案所在天区

2.星座与星宫的区别:

星座有边界，恒星数目不确定；星官无边界，恒星数目确定

3.中国古代的三垣四象二十八宿

①三垣：紫薇垣、太微垣、天市垣

②四象：北方玄武、南方朱雀、西方白虎、东方苍龙

③二十八宿：月亮每晚停留在一宿

4.全天88个星座，北天29,黄道12,南天47

5.寻找北极星的两种措施

①北斗七星勺头两颗星延长五倍即为北极星

②仙后座勺口开口方向延长开口宽度的两倍即为北极星

6.北斗七星的斗柄方向与四季关系

春夏秋冬•东南西北

7,四季星空经典的代表星座:

春夜大熊追小熊：狮子座、牧夫座、室女座

夏夜牛郎会织女：天鹅座（天津四）、天琴座（织女星）、天鹰座（牛郎星）

秋夜仙女拜仙后：飞马座、仙女座、英仙座

冬夜猎户会金牛：猎户座

【天球与天球坐标系】

1.天球的概念与特点:

⑴概念：以任意点为球心，任意长为半径，为研究天体的位置和运动而引进

的一种与人们直观感觉相符的假想圆球。

⑵特点：

①天球中心任意选用；②天球半径任意选用；③天体在天球上的位置只反应

天体视方向上的投影；④天球上任意两天体的距离用角距表达；⑤地面上不

一样点看同一天体现线方向是互相平行的

2.北天极的高度等于当地的地理纬度

3.天球上的基本点、圈:天极与天赤道、天顶天底真地平、天子午圈、卯酉圈、

四方点、黄道和黄吸、二分点二至点、天极在天球上的位置

4.四个天球坐标系:基本点、圈，两个坐标，怎样度量

5.不一样纬度处的天体周口视运动:都是等于或平行于天赤道的小圆

永不上升和永不下落天体:5叁（90°①）vsS<（90°小）

天体的中天:天极以南（北）过天子午圈

6.天体上、下中天时天顶距或地平高度的计算:

上中天：Z二|6-6|

下中天：Z=（90°-小）+（90°-8）

太阳中天时的高度：Z=4）-5

7.太阳的周年视运动:

春分点：«=0h6=0°

夏至点：a=6h8=23.5°

秋分点：a=12h6=0。

冬至点：a=18h3=23.5°

【时间和历法】

（2）世界时:

①以本初子午线为原则的地方平时为世界时，用字母UT表达。（入=00）

②其他地方时：m=UT+•△入（向东+,向西，

（3）区时:

①将全球分为24个时区，每区跨经度15°,各区把中央经线的地方时作为

本区统一使用的原则时这样的区域称为时区；这样的时间称为区时

Th=UT+-Nh

②我国横跨五个时区，统一采用东八时区的区时（东京120°）

⑷国际日期变更线:

①太平洋中经度180°线。日界线东西两侧是东12时区与西12时区重叠的

区域，时分秒相似，不过日期相差一天。

②由西向东每过一种时区，就要增长一小时。由西向东越过日界线，日期

减一天；由东向西越过日界线，日期增长一天。

7.天体位置的估计:s=a©+tO=a+t

8.时间计量工作的三项内容:测时、守时、授时

9.历法:

⑴概念：推算年月三的时间长度并协调他们之间的关系，以制定一定的时间

序列的法则。

⑵要素：年、月、日

⑶本质：使历年的平均长度逐渐靠近回归年长度的历史

10.制历的基本原则:

①尽量精确反应天文客观规律的历法才能对的的反应天象和四季变化

②日历要简朴、明了、易记，宁可牺牲精度以满足简朴

③有通用性，为广大地区所接受

11.历法的三种类型:

\

基础类别定义规定置闰规则

回月亮的圆缺盈亏太阴历以朔望每年12月，大月30天，30年加11个

历月为基小月29天闰日，闰日

础加在闰年最

终一天。

公太阳的周年视运动太阳历以回归1、3、5、7、8、10、12497闰日，闰

历年为基为大月，4、6、9、11日加在2月

础为小月，2月28或29最终一天

天

农以朔望月作为月的单位，而阴阳历以朔望大月30天，小月29天。7闰月，无中

历取历年平均长度靠近回归年月为基依实际天象推算。无中气的月份为

的阴阳合历础气的月份为闰月。闰月

1朔望月=29.5306日1回归年=365.2422日

【天文望远镜】

1.人们获取天体信息的重要渠道:

①电磁辐射②宇宙射线③中微子④引力波

2.大气窗口:

地面观测到的只是在大气“窗口”波段范围内的天体辐射。

①光学窗口：波长300nm—780nm

②射电窗口：波长从Inm—20m,但亳米波有水汽与二氧化碳的某些吸取带

③此外，在红外波段出了些水汽和二氧化碳的吸取带外尚有几种小窗口

3.望远镜的作用:能接受到来自天体的微弱辐射(高敏捷度)；能看清天体的细

节(高空间辨别率)

4.光学望远镜的构造:光学系统、机械装置、电控设备三部分

5.光学望远镜的二种类型和各自的优缺陷

X目镜物镜长处缺陷

折射望复合透镜焦距长，底片比例尺大，对镜筒残存色差，对紫外红外吸取

远镜透镜弯曲变形不敏感。适合天体测量厉害，昂贵，镜筒过长

工作

反射望反射镜口径大，完全无色差，可获得高视场太小，有散射光影响，

远镜质量天体的像和光谱。适合天体有挡光而减少大体辐射，易

物理工作。氧化

折反射透镜+反光力强，视场大，像差小。适合改正镜磨制困难

望远镜射镜研究有视面天体。

6.机械装置按转轴方向的不•样一般采用地平式和赤道式两类。

(1)赤道装置最人的特点是可以很以便的实现天体的周口视运动。望远镜跟踪天

体时，只是赤经轴运动而赤纬轴不动；

(2)地平装置长处是重力对称，构造紧凑，造价较低，口径可以做得大，圆顶随

动控制简朴。缺陷为焦点是旋转的，并且在天顶处有一不能跟踪的盲区。

7.光学望眼镜的六个性能指标:

⑴有效口径：指物镜的有效直径。物镜搜集星光的能力8也2。望远镜的口

4

径越大，聚光本领就越强。

⑵相对口径（光力）：A=^。倒数称为焦比。物镜所延展天体像的亮度跟其相

对口径的平方成正比，观测暗的延展天体应用相对口径大的望远镜。

⑶辨别本领：6=里。目观视测最敏感波长为0.55微米，黑白摄影最敏感

D

波长为0.22微米。

⑷放大率与底片比例尺：6=迎=上底片中央每1mm所对应的星空角距为底

区①f

片比例尺。

⑸视场：物镜光轴附近区域对应的星空角径。

⑹贯穿本领：望远镜可观测到天顶处最暗恒星的极限星等来表达。m、=2.1+51gD

8.美国四大空间望远镜

【太阳系】

1.太阳系内包括的重要组员:

⑴太阳；

⑵行星及其卫星：八大行星：水金地火木土

矮行星：冥王星、谷神星、阅神星

⑶太阳系小天体：小行星、彗星、流星陨星

2.行星、矮行星的判据

绕日运行近似球体轨道清空

行星VV

矮行星VV

太阳系小天体

3.太阳的整体特性:

（DG2型恒星

⑵直径180万公里（地球的109万倍）

⑶质量2Xl（）30kg（地球的33万倍）

⑷表面5800K,内部1500万度以上

⑸距离地球1AU

⑹光度：3.826X1O26W

⑺自转周期：26—37天，较差自转

⑻太阳倾角：7°W

4.太阳的构造:太阳天气和内部构造

⑴太阳大气：

①太阳风：极光有关，太阳日冕层高能粒子流喷发

②日冕：太阳大气最外层

③过渡区：只能在太空中用紫外线望远镜看见“转换作用”

④色球：常爆发耀斑、日珥

⑤光球：我们接受到的太阳光谱实际上是光球层的光谱

⑵太阳内部：

①对流区：能量以对流的形式向外辐射

②辐射区：己辐射的形式向外传播热量，最终以可见光的形式向外辐射

③关键区：是太阳的产能区，在这里进行热核反应，生成中微子和太阳辐射

5.光球临边灰暗现象:

太阳圆面的亮度从中心到边缘逐渐减弱，尤其是边缘部分减弱更严重（原因:

光球层的温度伴随高度由内向外逐渐减少，而光球层的透明度很低，视线所能

穿透的光球层有一定厚度）

6.太阳光球光谱:

太阳的光球光谱是一道持续的彩色光谱带，其上面还叠加有许多暗线（原因:

太阳内部高温气体发射的持续谱在向外发射时穿越比它冷的光球大气层时，这

些较冷的大气中的诸元素就吸取了与它们各自频率相似的谱线，使之在太阳的

持续谱上叠加了许多吸取线）

7.太阳黑子、蝴蝶图

⑴太阳黑子：太阳活动最明显的标志之一。太阳黑子最重要的标志是强磁场

⑵蝴蝶图：太阳黑子在日面上纬度分布不均匀，绝大多数分布在8°—30°

之间，日面纬度随周期的分布呈蝴蝶图

8.八大行星的分类和特点

类地行星（石质行水、金、地、火

星）体积小，密度大；中心有铁镁核，金属含量高；自转慢，卫星少

类木行星（气态巨木、土、天、海

星）体积大，密度小；重要由H、He构成，无固体表面：自转快，卫

星多；有环带

9.八大行星的距离、质量、体积、自转等:

公转：行星、小行星、大多数卫星自西向东公转

自传：太阳和行星（除金星、天王星外）自西向东自转

10.行星的轨道运动:

（D同向性

⑵共面性

⑶近圆性

N2

⑷符合提丢斯波德定律aN=0.4+0.3X2-（N为序号）

11.内、外行星相对太阳的视运动:

⑴地内行星：在太阳附近来回运动，与太阳保持一定角距范围

（上合一东大距一留一下合一留一西大距一上合）

⑵地外行星：与太阳的角距任意

（合一西方照一留一冲一留一东方照一合）

12.小行星带的位置:

火一木轨道之间2.1〜3.3AU为小行星带

13.彗星的成分和构造：

成分：水、氯、甲烷、WL氮、二氧化碳（重要是太阳系形成初期的物质）

构造：慧头、慧发、慧云、慧尾（离子彗尾、尘埃彗尾）

14.流星的分类:偶发流星、周期流星

15.日月食

日食月食

发生条件朔日；月球和太阳位于黄白交望日；月球和太阳位于黄白交点附近

点附近

分类日全食、日偏食、日环食半影食、月全食、月偏食

过程日全食：初亏T食既T食甚T月全食：半影食始T初亏T食既T食甚T生光

生光T复圆T复圆T半影食终

日偏食：初亏T食甚T复圆略

日环食：初亏T环食始T食甚略

T环食终T复圆

日食：先食左边日食：先食右边

【恒星世界】

1.周年视差:

地球绕太阳周年运动所产生的视差

2.天文距离单位:

⑴天文单位（AU）：太阳和地球之间的平均距离。1AU=1.496X108km

⑵光年（ly）：光一年走的距离。lly=9.460X10,2km

⑶秒差距（pc）：周年视差为1”的天体的距离。1pc=206265AU=3.2621y=3.086

X1013km

3.视星等、绝对星等概念、关系

F1

⑴视星等：表征恒星亮度的系统。mi-m2=-2.51g—m=-2.51gE

⑵绝对星等：天体位于10pc距离处的视星等，它表征恒星辐射能力。

£10

M-m=-2.51g=5-51ogd(pc)M-Mo=-2.51g-^-

Ed

⑶距离模数：m-Mod=10(mM+5)/5

4.经典的恒星光谱:0（蓝）B（蓝白）A（白）F（黄白）G（黄）K（橙红）

M（红）

5.赫罗图:恒星的光度表面温度分布图

6.恒星在赫罗图上的分布特性:

⑴绝大多数恒星落在从左上至右下的带上（包括所有光谱型），称为主序星

⑵有些星出目前主序的右上角，是亮的冷星，成为巨星和超巨星

⑶位于主序左下方的是又小又暗的星，叫白矮星。

7.不一样质量恒星的演化结局

恒星初始质量演化结局

M<0.01行星

0.01<M<0.08褐矮星

0.08<M<0,25He白矮星

0.25<M<8CO白矮星

8<M<12ONeMg白矮星

12<M<25超新星T中子星

M>25超新星T黑洞

恒星的演化历程重要取决于初始质量和化学成分

8.恒星演化的观测证据:

星团及其H-R图，脉动变星

【银河系和河外星系】

1.银河系构造:

银晕、银盘、气体和尘埃、疏散星团、球状星团、发射星云、太阳、银核、核

球

2.银盘、银晕和和核球的总体特点

银盘银率核球

高度平坦靠近球形澈榄球形

年老和年轻的恒星只有年老的恒星年轻和年老恒星

仍有恒星形成活动在过去的100亿年内已无恒内部区域仍有恒星形成

星形成

恒星和气体的近圆轨三维尺度上的随机运动大部分为随机运动，但尚有绕银心的

道运动净运动

漩涡构造无明显的子构造靠近中心的气体一尘埃环

3.银河系的旋臂

4.旋臂的理论解释:

⑴星系引力势扰动（银盘内的天体以椭圆轨道运动一运动速度变化）

⑵轨道取向互相耦合（物质密度的规则变化一密度波）

5.星系的哈勃分类:

⑴椭圆星系E（E1-E7）

⑵旋涡星系S（Sa、%、Sc）

⑶棒旋星系SB（SB』、SBb、SBc）

⑷透镜状星系SO、SBO

⑸不规则星系In'

漩涡/棒旋星系椭圆星系不规则星系

由恒星和气体构成的局盘（包括旋臂和核球）和球形或椭球形，除中心核