天文学基础论文
地质工程与测绘学院
天文学基础课程论文
论文名称: 大地天文学
专业: 大地测量学与测量工程
学号: 2014126044 学生姓名: 姚利辉
指导教师: 张永智
撰写时间: 2014年12月
摘要
摘要：天文学是一门最古老的科学，他一开始就和人类的劳动和生存密切相关。他同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。大地天文学也是由来已久，从公元前开始到现在，从用传统的方法到现在的各种精密的测量仪器，经历了翻天覆地的变化。本文主要从大地天文学的基础概念入手，主要利用大地天文学只是来测定经纬度和其他，从而确定地面点的位置。基础知识主要有天球上基本的概念，天球与地球的关系以及天球与地球坐标系的关系与转换，运用这些关系，确定的一些大地天文学的测量方法和在各种方面的应用。
关键字：大地天文学，天球坐标系，坐标系转换，测量方法与应用
Abstract
Abstract:astronomy is a one of the oldest science, he started and is closely related to the ministry of Labour and survival of human beings. He with mathematics, physics, chemistry, biology, study as the six basic subjects. Astronomy earth also has a long history, from the beginning to now, from the traditional way to the present all kinds of precision measuring instruments, undergone earth-shaking changes. This article mainly from the basic concept of the astronomy, the main use of the land of astronomy is to determine the latitude and longitude and the other, to determine the position of the ground points. Basic knowledge is mainly on the basic concept, the celestial sphere celestial's relationship with the earth and the relationship between the celestial coordinate system with earth and transformation, using these relationships, determine some of the astronomy measurement on the methods and applications in various aspects.
Key words:the astronomy, celestial coordinate, coordinate transformation, measuring method and application
目录
摘要 (1)
一、大地天文学基本概念 (1)
二、大地天文学的发展概况 (1)
三、天球的基本概念 (2)
3.1天球的定义 (2)
3.2 天球的分类 (2)
3.3天球的两个特性 (2)
3.4 关于天球的基本知识 (2)
四、天球与地球的相关关系 (3)
4.1 天球上与地球公转有关的圈、线、点 (3)
4.2 天球上与地球自转有关的圈、线、点 (5)
五、天球坐标系 (6)
5.1 天球坐标系分类 (6)
5.1.1 地平天球坐标系 (7)
5.1.2 时角天球坐标系 (8)
5.1.3 赤道天球坐标系 (9)
5.1.4 黄道天球坐标系： (9)
5.2 天球坐标系之间的转换 (9)
5.2.1 天文坐标与天球坐标之间的关系 (10)
5.2.2 地平坐标与时角坐标之间的关系 (10)
5.2.3 天球直角坐标系及其转换 (11)
六、大地天文学的方法及应用 (13)
参考文献 (15)
大地天文学
一、大地天文学基本概念
大地天文学是天文学的一个分支,也是大地测量的一个重要组成部分。它的重要任务,是用天文方法观测天体的位置来确定地面点在地球上的位置(经纬度)和某一方向的方位角,以供大地测量和其他有关的科学技术部门使用. 这是天体测量学与大地天文学的边缘学科，在测站（通常称为天文点）使用天体测量仪器观测天体以测定天文经度和纬度，也可测定测站至相邻固定目标的方位角从而确定测站的子午线。
大地天文学的传统课题包括：①测定地面点的天文经度，就是在同一瞬间测定地面上一点与本初子午线上的地方时之差。该点上的时刻可使用经纬仪、中星仪、棱镜等高仪以及照相天顶筒等仪器测定；本初子午线上的地方时则可通过收录无线电时号求得。②测定地面点的天文纬度。这等同于测定地面点的天极高度。该点的纬度可使用带有纬度水准的经纬仪、天顶仪、棱镜等高仪以及照相天顶筒等仪器测定。③地面目标方位角的测定。这等同于确定某天文点的子午线方向。观测恒星，测定其时角，算出它的方位角，然后测定该瞬间恒星与地面目标之间的水平角，从而得到目标的方位角。这些任务都包含对各种误差的分析及对削弱和消除误差的研究。近代已能测定地面点在以地心为原点的三维直角坐标系中的地心直角坐标，用诸如甚长基线干涉测量、激光测距、全球定位系统测量等技术，精度可达几厘米量级。
二、大地天文学的发展概况
大地天文学是天文学中发展最早的一个分支。公元前3世纪，古希腊天文学家用观测夏至日正午太阳高度的方法测定了子午线的长度。公元8世纪，中国天文学家一行(本名张遂，683～727)等通过观测北极星高度推算出了子午线1°的弧长。元代天文学家郭守敬(1231～1316)组织过全国范围的纬度测量。然而，直到17世纪光学望远镜、测微器与天文钟问世以后，才形成精密的大地天文学。现代大地天文学的测量设备包括天文观测仪器、守时仪器、记时仪器和无线电接收机。天文观测仪器主要是全能经纬仪，也可用中星仪和棱镜等高仪等。守时仪器已全部采用石英钟。记时仪器用以记录观测恒星的时刻。无线电接收机则用
以收录时号。为提高观测精度和效率，各国都在研制新的观测仪器，例如美国的自动天文定位系统、方位角监测仪，意大利的天顶摄影机等。
三、天球的基本概念
3.1天球的定义
各个天体同地球上的观测者的距离都不相同。天体和观察者间的距离与观测者随地球在空间移动的距离相比要大得多，人的肉眼分辨不出天体的远近，所以看上去天体似乎都离我们一样远，仿佛散布在以观测者为中心的一个圆球的球面上（站心天球）。实际上我们看到的是天体在这个巨大的圆球的球面上的投影位置，这个圆球就称为天球。
3.2 天球的分类
文学上就将以空间某一点为中心，以无限大为半径，内表面分布着各种各样天体的球面称为天球。天球是研究天体的位置和运动而引进的一个半径为无限大的假想圆球，想象中所有天体都附着在天球表面上。根据所选取的天球中心不同，有站心天球、日心天球、地心天球等。
3.3天球的两个特性
由于天球的半径可视为无穷大，在空间任何有限的距离与天球半径相比，都微小到可以忽略不计。因此天球具有下面两个特性：
1)相距有限距离的所有平行直线，向同一方向延长与天球交于一点。
2)相距有限距离的所有平行平面天球交于同一大圆。
3.4 关于天球的基本知识
观测者所能直接辨别的只是天体的方向。在球面上处理点和弧段的关系，比在空间处理视线方向间的角度要简便得多，在天文学的一些应用中，都用天体投影在天球上的点和点之间的大圆弧段来表示它们之间的位置关系。天球的半径是任意选定的，可以当作数学上的无穷大。
我们站在地球上仰望星空，看到天上的星星好像都离我们一样远。星星就好
像镶嵌在一个圆形天幕上的宝石。实际上星星和我们的距离有远有近，我们看到的是它们在这个巨大的圆球球面上的投影，这个假想的圆球就称为天球，它的半径是无限大。而地球就悬挂在这个天球中央。星星在天空中移动的方向并不是杂乱无章的，而且星座的形状并不会改变。星星从东方的地平线爬上来，爬到最高点（中天），然后往西方沉下去。看起来就像整个天球围绕着地球旋转一样。相信大家都明白，地球并不是宇宙的中心，星体并不会绕着地球转。星体在天空中绕着我们旋转，是因为地球自转而产生的错觉，天球本身是不会移动的。我们身在地球中，并不会感觉自己在转动的，就好像们乘坐火车时看见窗外的景物向后移动，而并不感觉到自己在移动中。
天球是一个直观的假象球，其形成的原因是人的肉眼分辨不出天体的远近。设在地球中心照准空间远近不等的天体，将各天体方向线延长与天球相交的各投影点称为各天体在天球上的位置，如图（3-1）所示。显然，就存在有两个或多个天体在天球上的投影位置是重合的。
图 3-1
四、天球与地球的相关关系
4.1 天球上与地球公转有关的圈、线、点
黄道在天球上的位置较难确定。所谓黄道是指地球绕着太阳运行的公转轨道平面无限扩大与天球相交截出的大圆，它也是地球公转轨道在天球上的投影。地球每年绕太阳运行一周，但在地球上的人们看来，却好像是太阳在天空众星之间绕地球转圈。因此，黄道也就是太阳每年在天球上所作视运动的路线，如图（4-1）
所示。
图4－1 地球公转轨道与黄道
黄极与天极的角距离等于黄道与天赤道的交角，如图（4-2）所示。
图4－2 天球赤道与黄道的交点
黄道面是地球绕太阳系质心运动的平均轨道平面，将这一平面延伸与天球相交的大圈称为黄道；过天球中心作一条直线垂直与黄道面，这条直线与天球相交于K和K′两点，靠近北天极的K点称为北黄极，靠近南天极的K′点称为南黄极。黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角，一般用ε来表示，其值约为23.5o。天球上距离黄道90°的两点，即黄道轴与天球相交的两点，称黄极。靠近北天极的一点叫北黄极（通常用K表示），靠近南天极的一点叫南黄极（通常用K′表示）。
二分点和二至点：天球上黄道与赤道相交于和两点，称为二分点，即春分点
和秋分点。在黄道上距春分点和秋分点90o的两个点称为二至点，即夏至点和冬至点，其中在赤道以北（最北）的那一点称为夏至点。在赤道以南（最南）的那一点称为冬至点。
二分圈和二至圈：在天球上通过天极、春分点和秋分点的大圈，称为二分圈。在天球上通过天极、夏至点和冬至点的大圈，称为二至圈。
4.2 天球上与地球自转有关的圈、线、点
如图（4-3）所示，我们要经常用到的基本圈、线、点为：
天轴和天极：通过天球中心（这里为测站点）而与地球瞬时自转轴pp′相平行的直线PP′称为天轴，它与天球相交的两点P和P′称为天极。相应地球北极p 的一点P称为北天极，相应地球南极p′的一点P′称为南天极。
天顶和天底：测站的瞬时铅垂线ZZ′与天球相交于Z和Z′两点，在观测者头顶上方的Z点称为天顶，与天顶相对的Z′点称为天底。
天球地平面和天球地平圈：通过天球中心而垂直于测站瞬时铅垂线ZZ′的平面ESWN称为天球地平面，它与天球相交的大圈称为天球地平圈。
图4－3 天球上的主要圈、线、点
天球赤道面和天球赤道：通过天球中心而与天轴PP′垂直的平面EQWQ′称为天球赤道面（简称赤道面），它与天球相交的大圈EQWQ′称为天球赤道（简称赤道）。其中在天球地平面之上的赤道圈上的点Q称为赤道上点；与赤道上点Q 相对应的另一点Q′称为赤道下点。
天球子午面和天球子午圈：由测站铅垂线ZZ′和北天极P所决定的平面PZP′Z′N称为天球子午面（或称天文子午面），它与天球相交的大圈称为天球子
午圈（或称天文子午圈）。也可以说通过测站天顶Z和北天极P的大圈即为测站的天文子午圈。其中包含天顶Z和赤道上点Q的半圆PZQSP′称为上子午圈，相对的另一半PNQ′Z′P称为下子午圈。
子午线和四方点：天球子午面与天球地平面垂直，它们的交线NS称为子午线。子午线与天球相交于两点，靠近北天极的那一点N称为北点，和它相对的另一点S称为南点。观测者面向北，在右方地平圈上距南北点各90度的E点称为东点，在左方与东点相对称的一点W称为西点。东南西北四个方向点称为四方点。东西两点也是天球赤道圈与天球地平圈的两个交点。
垂直圈和卯酉圈：通过天顶和天底的任意大圈，例如ZbZ′称为垂直圈。其中过东西点的垂直圈称为卯酉圈。
时圈：通过北天极和南天极或包含天轴的任意大圈，例如PbP′称为时圈。
我们在地球上随着地球的自转而不停地绕着地球自转轴由西向东旋转。所以我们相对地看到地球上的日月星辰都像随着天球绕着地球由东向西旋转，每日旋转一周。因而产生天体东升西落的现象。这种直观的由于地球由西向东自转而产生的天球或天体的视运动，称为天球周日视运动或天体周日视运动。
在周日视运动中不变的圈、点为：南北天极、地方性圈、点（如：子午圈、地平圈、天顶、天底、四方点等）。赤道则在赤道面上原位旋转。其他的圈线点则均绕天轴旋转。
五、天球坐标系
5.1 天球坐标系分类
为了表示天体在天球上的位置和进行天文测量的需要，需在天球上建立球面坐标系。要建立天球坐标系，须首先确定两个基本要素，如图（5-1）所示：1）基本平面，由天球上某一选定的大圆所确定。大圆称为基圈，基圈的两个几何极之一作为球面坐标系的极。
2）原点，由天球上某一选定的过坐标系极点的大圆与基圈的交点所确定。
天体在天球坐标系中的位置由两个球面坐标标定，如图（5-1）所示：
1）经向坐标，作过该点和坐标系极点的大圆称为副圈（或终圈），从原点到副圈与基圈交点的弧长为经向坐标。
2）纬向坐标，从基圈上起沿终圈到该点的大圆弧长为纬向坐标。天球上任何一点的位置都可以由这两个坐标唯一地确定。这样的球面坐标系是正交坐标系。对于不同的基圈和原点，以及经向坐标所采用的不同量度方式，可以引出不
同的天球坐标系，常用的有地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系和银道坐标系等。
图5－1 天球坐标系的基本要素
5.1.1 地平天球坐标系
地平天球坐标系是一种最直观的天球坐标系，和我们日常的天文观测关系最为密切。取测站的地平圈作为基圈（横坐标圈），子午圈作为次圈（纵坐标圈），南点为原点的球面坐标系，称为地平坐标系。它用地平纬度（高度）h或天顶距Z和地平经度（方位角）A来表示天体在天球上的位置。
地平高度h和天顶距z:过天体σ作一个垂直圈，设它与地平圈相交于A点，如图（5-2）所示。
图5－2 地坪坐标系与时标坐标系
从A点沿垂直圈量至天体σ的弧距Aσ称为天体的地平高度、或地平纬度、或垂直角，常用h表示。h从地平圈起算，向天顶量为正，向天底量为负，其值由0o到±90o。
由天顶至天体的弧距离Zσ，或在天体垂直面上的平面角∠ZOσ，称为天体的天顶距，一般以z表示，其取值范围为0o到180o恒为正。
天顶距与地平高度的关系是：
地平方位角A：如图（5-2）所示，通过天体的垂直面与测站的子午面所夹的二面角∠SZA，或在天球地平面上的平面角∠SOA，或大圆弧距SA称为天体的地平经度（方位角），用A表示。
地平方位角的量算方法：由南点S起算，沿地平圈向西量，取值范围为0o到360o恒为正；或者由南点S起算，分别沿地平圈向东、和向西量，且约定向西量为正，向东量为负，其值由0o到±180o。
5.1.2 时角天球坐标系
时角坐标系的基圈是赤道，次圈是子午圈，原点是上点Q（即赤道与子午圈的交点）；此坐标系用赤纬和时角来表示天体在天球上的位置。
赤纬δ：如图（5-2）所示，通过天体σ作一时圈，设它与赤道交于点T。由T点沿时圈量至天体σ的弧距Tσ，称为天体的赤纬，以δ表示。
赤纬的量度方法：从赤道起算，沿时圈向北天极量为正，向南天极量为负。其值范围：0o到±90o。
时角t：如图（5-2）所示，通过天体的时圈面与测站的子午面所夹的二面角∠QPT、或大圆弧距QT称为天体的时角，用t表示。
时角的量算方法：由上点Q起算沿赤道向西量，取值范围为：0o到360o，或0到24小时；或者由上点Q起算，分别沿赤道向东西量，由0o到±180o，或0到±12小时，且约定向西量为正，向东量为负。
赤纬与周日视运动、测站无关，时角与周日视运动、测站有关有。测量时必须说明时刻。否则毫无意义。
5.1.3 赤道天球坐标系
赤道坐标系的基圈是赤道，次圈是过春分点的极分圈，原点为春分点γ。此坐标系用赤纬δ和赤经α来表示天体在天球上的位置。
赤纬δ：同时角坐标系。
赤经α：如图（5-3）所示，过春分点作一极分圈（即过春分点的时圈），并通过天体σ作一时圈，设它与赤道交于T点。则天体σ的时圈面与极分圈面
所夹的二面角∠γPT，或大圆弧距γT称为天体的赤经，以α表示。
赤经的量度方法：从春分点γ起算，沿赤道按反时针方向（即与周日视运动相反的方向）计量，0到24小时。
图5－3 赤道坐标系与黄道坐标系
5.1.4 黄道天球坐标系：
黄道坐标系的基圈是黄道，次圈为过春分点和黄极黄经圈，原点为春分点γ；它用黄纬β和黄经l来表示天体在天球上的位置。
黄纬β：如图（6-3）所示，通过天体σ作一黄经圈，设它与黄道交于R点。由R点沿黄经圈量至天体σ的弧距Rσ称为天体的黄纬，以β表示。
黄纬的度量方法：从黄道起算，沿黄经圈向北黄极量为正，向南黄极量为负。其值：0o到±90o。
黄经λ：如图（6-3）所示，过春分点作一黄经圈（即过春分点和黄极的大圈），则天体σ的黄经圈面与过春分点的黄经圈面所夹的二面角∠γKR，或大圆弧距γR 称为天体的黄经，以λ或l表示。
黄经的量度方法：从春分点γ起算，沿黄道按反时针方向计量，0o到±360o。
5.2 天球坐标系之间的转换
天球坐标系是天文学中描述天空中物体位置的坐标系。类似于我们在地球表面上用到的地理坐标系。天球坐标系随着投影到天球上的坐标格网的不同而不同，沿着大圆将天空分成两个相等的半球的平面称为基础平面，而这种坐标系仅
仅会因为基本面的不同而不同。每个坐标系的名字是根据基本面的选择而定的。
5.2.1 天文坐标与天球坐标之间的关系
测站的天文纬度定义为测站的瞬时铅垂线与地球赤道面之间的夹角；测站的地球天文子午面定义为测站的瞬时铅垂线和地球瞬时北极所决定的平面；而测站的天文经度定义为格林尼治天文台的地球天文子午面与测站的地球天文子午面之间的二面角。另外，测站的地球天文子午面投影到天球上就是测站的天球子午面，而地球赤道面与天球赤道面平行（或在天球上重合）。
图5－4 天文坐标与天球坐标
根据图（5-4）所示，天球坐标与天文坐标间存在两个重要关系：
1）测站的天文纬度等于北天极的地平高度，也等于测站天顶的赤纬，即：
Φ = z + δ = δz
2）地面A、B两地同时观测同一天体的时角之差（t A - t B），等于A、B两地的天文经度之差（λA - λB），即：
- λB = t A - t B
A
显然，若测站与各林尼治天文台同步观测一天体，则有λA–λG = t A– t G，但λG = 0，故有：λA = t A– t G
由此可知，地面上任意一测站的天文经度，等于测站与各林尼治天文台在同一瞬间观测同一天体的时角之差。
5.2.2 地平坐标与时角坐标之间的关系
根据图（5-2）所示，由天顶Z、北天极P和天体σ为顶点构成的球面三角形称为定位三角形（也称天文三角形），局部图见图（5-5）。
图5－5 定位三角形
在此定位三角形中，各边、角的数值如下：
= 900–δ，= 900–φ，= z
∠σPZ = t，∠σZP = 1800 - A
而∠PσZ = q 一般称为星位角。
根据球面三角形的边余弦公式可得：
根据正弦公式可得：
根据五元素公式可得：
及关系式：
因此，天体的地平坐标z、A和时角坐标t、δ与测站的天文坐标φ存在以上关系。
5.2.3 天球直角坐标系及其转换
地平直角坐标系：坐标原点在天球中心，Z轴指向天顶Z，X轴指向地平坐标系的原点—南点S，由于地平方位角是由南点顺时针量起（从Z轴往下看），因此Y轴应该在X轴的右侧指向西点W。地平直角坐标系形成左手系。天体的直角坐标与其地平坐标的关系为：
时角直角坐标系：坐标原点在天球中心，Z轴指向北天极P，X轴指向时角坐标系的原点—赤道上点Q，由于时角是由上点Q顺时针量起（从Z轴往下
看），因此Y轴应该也在X轴的右侧指向西点W。时角直角坐标系形成左手系，天体的直角坐标与其时角坐标的关系为：
可见时角直角坐标系与地平直角坐标系有共同的Y轴，两个坐标系X轴或Z轴之间的夹角为测站的天文余纬度，即：900–φ。
赤道直角坐标系：坐标原点在天球中心，Z轴指向北天极P，X轴指向时角坐标系的原点—春分点γ，由于赤经是由春分点γ逆时针量起（从Z轴往下看），因此Y轴应该在X轴的左侧90o。赤道直角坐标系形成右手系，天体的直角坐标与其赤道坐标的关系为：
可见赤道直角坐标系与时角直角坐标系有共同的Z轴，两个坐标系X轴或Y轴之间的夹角为春分点的时角t r，即地方恒星时S。
黄道直角坐标系：坐标原点在天球中心，Z轴指向北黄极K，X轴指向黄道坐标系的原点—春分点γ，由于黄经是由春分点γ逆时针量起（从Z轴往下看），因此Y轴应该在X轴的左侧90o。黄道直角坐标系形成右手系，天体的直角坐标与其黄道坐标的关系为：
可见黄道直角坐标系与赤道直角坐标系有共同的X轴，两个坐标系Z轴或Y轴之间的夹角为黄赤交角ε。
根据前面讲述的坐标旋转矩阵方法，可导出天球坐标系之间的转换关系式。
时角直角坐标与地平直角坐标之间的关系：
赤道直角坐标与时角直角坐标之间的关系：
黄道直角坐标与赤道直角坐标之间的关系：
可见只要知道测站的瞬时天文纬度φ和观测瞬间的地方真恒星时s，就可将观测天体的地平坐标h和A转换成赤道坐标α和δ，反之亦然。
六、大地天文学的方法及应用
大地天文学的主要任务是研究精确测定天文点的天文经纬度、方位角以及地方恒星时的理论和方法。已实现天文定位的地面点叫天文点。定位方法都是在测出某些天体的某些量(如天顶距z、高度h、方位角A或天体通过特定平面的时刻T) 后求解天文三角形。测定纬度的方法常用天顶距差法(或称太尔各特法)和等高法。无线电时号法与中天法专门用于测定经度。多星等高法则可同时测定经度与纬度。恒星时角法用于测定方位角。这些测定法在军事上得到广泛应用。军用地图的编绘、火炮射击目标的迅速定位和导弹等武器发射的准确性等，都需要用到它们。大地网的定向、测角的验核、部队战斗队形各要素的大地联测和部队战斗行动的测绘保障等工作，也都离不开天文定位资料。工程建设、海洋开发、国土整治、科学研究、军事测绘都需要进行大地网的布设。天文经纬度与大地测量结果相比对，可获得点位的垂线偏差，这是研究地球形状和大地水准面结构的必要参数。测量天文方位角可确定地面子午线的方向。天文方位角还可用以推算大
地方位角，从而控制大地网中的累积误差。大地天文学的测量精度通常在0.5″以下，固定的天文仪器则可达 0.05″左右。在保障军事行动的近似测量中，也可使用中、低精度的经纬仪，天文钟则可用精密秒表代替。
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天文学基础的论文
天文学基础 摘要：天文学是一门最古老的科学，它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。天文学家观测从行星、恒星、星系等各种天体来的辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙。天文学家测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。由于科技的不断发展，人们对天文学的定义，研究对象，研究范畴，学科分支，论研究等方面都取得了突破性的进展。天文学正朝着高、精、尖的方向发展。我们期待着天文学的进一步发展为科学事业和人们的社会生活造福。 关键字：天文学，研究对象，研究理论，天文学四大发现，矮行星，中子星，黑洞 通过听天文学基础的课使我对天文学有了一定的了解。天文学是研究天体、宇宙的结构和发展的自然科学，内容包括天体的构造、性质和运行规律等。人类生在天地之间，从很早的年代就在探索宇宙的奥秘，因此天文学是一门最古老的科学，它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。天文学主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。随着人类社会的发展，天文学的研究对象从太阳系发展到整个宇宙。现在天文学按研究方法分类已形成天体测量学、天体力学和天体物理学三大分支学科。按观测手段分类已形成光学天文学、射电天文学和空间天文学几个分支学科。“几乎所有的自然科学分支研究的都是地球上的现象，只有天文学从它诞生的那一天起就和我们头顶上可望而不可及的灿烂的星空联系在一起。天文学家观测从行星、恒星、星系等各种天体来的辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙。天文学家测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。 自古以来，人类一直对恒星和行星十分感兴趣。古代的天文学家仅仅依靠肉眼观察天空，1608年，人们发明了望远镜，此后，天文学家就能够更清楚的观察恒星和行星了。意大利科学家伽利略，就是最早使用望远镜研究太空的人之一。今天天文学家使用许多不同类型的望远镜来收集宇宙的信息。有些望远镜可以收集到来自遥远天体的微弱亮光，如X射线。绝大多数望远镜是安放在地球上的，但也有些望远镜被放置在太空中，沿着轨道运转，如哈勃太空望远镜。现在，天文学家还能够通过发射的航天探测器来了解某些太空信息。天文学的研究范畴和天文的概念从古至今不断发展。在古代，人们只能用肉眼观测天体。2世纪时，古希腊天文学家托勒密提出的地心说统治了西方对宇宙的认识长达1000多年。直到16世纪，
天文学选修课论文
基础天文学论文 姓名：朱宇光 学号： 6103113054 专业班级：计科132 2014年12月12日
浅谈对天文学的认识 天文学是一门最古老的科学，天文学家观测行星、恒星、星系等各种天体辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙，测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。由于科技的不断发展，人们对天文学的定义，研究对象，研究范畴，学科分支等方面都取得了突破性的进展。天文学正朝着高、精、尖的方向发展。 天文学是研究天体的位置、分布运动、结构、物理状态、化学组成和演变规律的科学。它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。远古时候，人们为了根据生活的需要而对太阳、月亮和星星进行观察，确定它们的位置、找出它们变化的规律，并据此编制历法，因此说天文学是最古老的自然科学学科之一。 古代的天文学家因为没有可以凭借的工具，只能靠肉眼观察天空。我国自古以农耕为主，春种秋收，季节最为重要。中国古代天文学家用来观测星象最重要的工具是浑仪。在望远镜发明以前，浑仪是世界上最先进的天文观测工具。（现今存世最早的浑仪是明代正统七年（1442）制成的，陈列在南京紫金山天文台） 公元二世纪时，古希腊天文学家托勒密提出的地心说，这一学说统治了西方对宇宙的认识长达1000多年。十六世纪，波兰天文学家哥白尼提出新的宇宙体系的理论——日心说，天文学的发展进入了全新的阶段，使天文学摆脱宗教的束缚，并在此后的一个半世纪中从主要纯描述天体位置、运动的经典天体测量学，向着寻求造成这种运动力学机制的天体力学发展。到了1610年，意大利天文学家伽利略独立制造折射望远镜，成为最早使用望远镜研究太空的人之一。人类第一次通过望远镜观察到了太阳黑子、月球和其他一些行星表面的状况。在同时代，牛顿创立牛顿力学，使天文学出现了一个新的分支学科----天体力学。天体力学诞生使天文学从单纯描述天体的几何关系造成天体运动的原因的新阶段，在天文学的发展历史上，是一次巨大的飞跃。19世纪中叶天体摄影和分光技术的发明，使天文学家可以进一步深入地研究天体的物理性质、化学组成、运动状态和演化规律，从而更加深入到问题本质，从而也产生了一门新的分支学科天体物理学。这又是天文学的一次重大飞跃。20世纪50年代，射电望远镜开始应用。到了20世纪60年代，取得了称为“天文学四大发现”的成就：微波背
天文学基础知识
天文学基础知识 1．什么是宇宙？ 宇宙是天地万物，是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。 辨证唯物主义哲学认为，世界的本质是物质的，物质可以转换不同的存在形式，但在本质上是永久存在，永久不灭的。宇宙是普遍永恒的物质世界，在空间和时间上都是无限的。从空间看宇宙是无边无际，它没有边界，没有形状，也没有中心，如果承认宇宙以外还有什么东西，就否认了世界的物质本性；从时间看宇宙无始无终，它没有起源，没有年龄，也不会终结，如果承认宇宙有起源，就会导致创世说，实际上也否认了世界的物质本性。 但具体事物的有限性也不能否认。宇宙的无限与具体事物的有限并不矛盾，因为只有无数具体的有限才能构成全部的无限。人类观察到的宇宙是动态的，随着科学技术的进步，人类所知的宇宙在不断扩大。18世纪以前人类认识宇宙的范围只限于太阳系，随后认识到太阳系以外还有千亿个恒星，它们组成了银河系。19世纪人类又发现了河外星系，发现银河系在宇宙大家庭中只不过是相当渺小的一员。20世纪50年代的光学望远镜、60年代的射电天文望远镜把人类对宇宙的探测距离猛增，人类可以永远扩大自己对物质世界的观察视野，不会停留于某一固定的边界上，这有力证明宇宙是无限的。 天文学上通常将天文观测所及的整个时空范围称为“可观测宇宙”，有
时又叫“我们的宇宙”，或简称“宇宙”。现代科学的基本观念之一，就是可观测宇宙也像其他事物一样，有它诞生发展的历史。据现代宇宙学说估算，宇宙年龄是极其漫长的，约为150亿岁；可观测的全部宇宙空间是极为庞大的，已观测到的最远的星系距离我们大约150亿光年。 宇宙既有统一性又有多样性。宇宙的统一性在于它的物质性，宇宙的多样性在于物质的表现形式千差万别，组成宇宙的物质在存在状态、质量和性质上有着极大的差异。 宇宙是由各类天体和弥漫物质组成的。宇宙中有形形色色的天体，恒星、星云、行星、卫星、彗星、流星等天体都是宇宙物质的存在形式。2．什么是恒星和星云？ 宇宙中最主要的天体是恒星和星云，因为它们拥有巨大的质量。恒星是由炽热气态物质组成，能自行发热发光的球形或接近球形的天体。恒星是像太阳一样本身能发光的星球，晴夜用肉眼看到的许多闪闪发光的星星中，绝大多数是恒星。星云是由极其稀薄的气体和尘埃组成的，形状很不规则，似云雾状的天体。 3．什么是星系？ 由无数恒星和星际物质构成的巨大集合体称为星系。它们的尺度可以从几千到几十万光年。星系或称恒星系，是宇宙系统中的重要一环。星系数量众多。到目前为止，人们已在宇宙中观测到了约1000亿个星系。地球就处在由1000多亿颗恒星以及银河星云组成银河系中。有的星系离银河系较近，可以清楚地观测到它们的结构。离银河系最
天文学基础作业概要
1、大地天文学基本概念 (2) 2、大地天文学的发展概况 (3) 3、大地天文学的方法及应用 (3) 4、天球的基本概念 (4) 4.1天球的定义 (4) 4.2天球的分类 (4) 4.3天球的两个特性 (5) 4.4 关于天球的基本知识 (5) 5、天球与地球的相关关系 (6) 5.1 天球上与地球公转有关的圈、线、点 (6) 5.2 天球上与地球自转有关的圈、线、点 (8) 6、天球坐标系 (10) 6.1 天球坐标系分类 (10) 6.1.1 地平天球坐标系 (11) 6.1.2 时角天球坐标系 (13) 6.1.3 赤道天球坐标系 (14) 6.1.4 黄道天球坐标系： (14) 6.2 天球坐标系之间的转换 (15) 6.2.1 天文坐标与天球坐标之间的关系 (15) 6.2.2 地平坐标与时角坐标之间的关系 (16) 6.2.3 天球直角坐标系及其转换 (18)
大地天文学 1、大地天文学基本概念 大地天文学是天文学的一个分之,也是大地测量的一个重要组成部分。它的重要任务,是用天文方法观测天体的位置来确定地面点在地球上的位置(经纬度)和某一方向的方位角,以供大地测量和其他有关的科学技术部门使用. 这是天体测量学与大地天文学的边缘学科，在测站（通常称为天文点）使用天体测量仪器观测天体以测定天文经度和纬度，也可测定测站至相邻固定目标的方位角从而确定测站的子午线。 大地天文学的传统课题包括：①测定地面点的天文经度，就是在同一瞬间测定地面上一点与本初子午线上的地方时之差。该点上的时刻可使用经纬仪、中星仪、棱镜等高仪以及照相天顶筒等仪器测定；本初子午线上的地方时则可通过收录无线电时号求得。②测定地面点的天文纬度。这等同于测定地面点的天极高度。该点的纬度可使用带有纬度水准的经纬仪、天顶仪、棱镜等高仪以及照相天顶筒等仪器测定。③地面目标方位角的测定。这等同于确定某天文点的子午线方向。观测恒星，测定其时角，算出它的方位角，然后测定该瞬间恒星与地面目标之间的水平角，从而得到目标的方位角。这些任务都包含对各种误差的分析及对削弱和消除误差的研究。近代已能测定地面点在以地心为原点的三维直角坐标系中的地心直角坐标，用诸如甚长基线干涉测量、激光测距、全球定位系统测量等技
北京天文博物馆里的文化
北京天文博物馆里的文化 摘要：天文也是一种文化，尤其是在有着几千年古老文明的中国。历史上的天文学从来不是一门孤立的学问，它与人文学科的各方面有着深厚的交集。从古到今, 天文与哲学、政治、宗教和人类知识的其他方面发生着生动而丰富的相互作用，共同推动着人类文明的进步。北京天文馆我已经去过近20次，每次去都有每一■次的收获。本文中我将结合在天文馆两年的志愿讲解员经历阐述我对天文馆里的文化的认识和理解。 关键词：天文馆文化古观象台陨石志愿讲解员 、北京天文馆简介 北京天文馆是中国第一座天文馆，位于北京西直门外，1957年9月建立。该馆门厅正中有反映地球自转的傅科 摆。西侧展厅陈列天文知识展 览，东侧演讲厅经常举行学术 交流和普及天文科学知识报 r 二 告。庭院中有两座天文台，其 中一座装有口径13厘米的望远 镜，观众通过它观看月亮、行 星、星云、星团，白天观测太阳黑子。 北京天文馆还使用此镜进行研究性记录，参加全国太阳黑子联合观测项目。另一座是色球望远镜天文台，应用色球望远镜观测和拍摄太阳色球层的变化。西侧还有天文广场，陈列室外观测仪器，供观众观测。该馆办有《天文爱好者》杂志及与紫金山天文台合编的《天文普及年历》杂志等。位于北京东城建国门立交桥西南的北京古观象台归北京天文馆管理，为全国重点文物保护单位。 二、中国古代灿烂的的天文文明 在天文馆旧馆的展厅有一块区域是专门展示中国古代灿烂的的天文成果的。在我看来天文学并不像数学物理一样的自然学科，中国古代的的天文学具有很浓 重的人文色彩的，在李老师的建议下我还读了《天文与人文》这本书。今天的天文观测技术已经相当先进，各种卫星和天文观测器的问世让我们可以更深入地认识宇宙。然而中国几千年前的祖先们留下来的天文文明更加让人惊叹。因为那时候没有先进的观测设备，也没有良好的研究条件，但古老的中华民族却对日月星辰已经有的很深入的研究，总结出二十四节气这样让今天的人们还必须遵守的自然规律。
教您天文望远镜基础知识入门知识讲解
教您天文望远镜基础知识入门 一、望远镜种类 （一）折射式望远镜 折射式望远镜的构造如下图： 折射式望远镜由两个透镜组成：固定在镜筒前端的是物镜（其口径大小直接决定望远镜的性能）；在镜筒尾端可以调换的是目镜。
上图为星特朗AstroMaster系列 90EQ 优点：视野较大、星像明亮，使用和维护比较方便，反差及锐利度较同口径的反射镜佳，摄影及高倍行星观测，效果都相当不错。缺点：有色像差(色差)问题，会降低分辨率。 （二）反射式望远镜 反射式望远镜的构造如下图：
上图为牛顿式反射式望远镜。
上图为星特朗AstroMaster系列130EQ 优点：无色差、强光力和大视场，非常适合深空天体的目视观测。缺点：彗差和像散较大，视野边缘像质变差，操作不太容易, 维护相对复杂。 （三）折反射式望远镜 折反射式望远镜的构造如下图：
上图为星特朗Omni XLT 127
综合了折射镜和反射镜的优点：视野大、像质好、镜筒短、携带方便。有施密特-卡塞格林式和马克苏托夫-卡塞格林2种。 三种类型望远镜优缺点对比： （1）折射式：通常小型（口径80毫米以下）折射望远镜具有便携优势，结构简单可靠性高，可以在旅行时随身携带。在拍摄要求不高的情况完全可以满足摄影需求，而且与相机连接简单可以作为长焦镜头使用。 （2）反射式：大口径反射虽然不便携，但比其他类型望远镜有很多优势。首先，造价低廉，很多爱好者可以自己磨制。其次，大口径成像效果更好，利于高倍观测，而且焦比较小，适合观测和拍摄深空天体。 （3）折反式：折反同时具备折射式望远镜的便携和反射式望远镜的成像优势，但价格较贵。 三种望远镜优缺点对比： 折射式 优点：结构简单，便携，成像锐度好， 缺点：镜筒封闭维护保养容易有色差、球差，口径大的价格相对较贵 光学结构：物镜——目镜结构 反射式 优点：口径大，成像亮度高，无色差，价格相对便宜 缺点：不便携，有球差，镜筒开放维护保养相对困难 光学结构：反射镜——副镜——目镜结构 折反式 优点：便携，成像质量较好，镜筒封闭维护保养容易，
【科普】宇宙天文学必须知道的基本知识
【科普】宇宙天文学必须知道的基本知识 ! ! 2019-07-15 21:07 宇宙是如何形成的? 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸，从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后0.01秒，宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后，物质迅速扩散，温度迅速降低。大爆炸后1秒钟，下降到100亿度。大爆炸后14秒，温度约30亿度。35秒后，为3亿度，化学元素开始形成。温度不断下降，原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下，形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，成为今天的宇宙。 宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少? 宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。
宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星? 在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个，而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百亿到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题，你就不难了解到，在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟，渺小得微不足道。 太阳和地球的年龄? 据估计太阳的年龄比地球大1000万-2000年年，而通过放射性计年，地球的年龄是45亿年，因此太阳的年龄是45.1亿年。 银河系简介? 是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系呈旋涡状，有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看，银河系像一个体育锻炼用的大铁饼，大铁饼的直径有10万光年，相当于946080000亿公里。中间最厚的部分约3000～12000光年。银河系整体作较差自转，太阳位于一条叫做猎户臂的旋臂上，距离银河系中心约2.5万光年。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和两个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而不同。1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质，指出银河系中心的能源应是一个黑洞，但是由于目前对大质量的黑洞还没有结论性的证据。
天文学的基础知识四 .docx
天文学的基础知识（四） 88个星座的总名单? 对天文学家而言，星座更像是国家的疆界。星座本身并不包含科学知识，它们只是人为强制划出的边界。全天一共88个星座，星座是古人把天上的星星用假想的线连在一起想象成的形象。但地球是个球体，所以在北极点上永远看不到天赤道以南的星座，在南极点永远看不到天赤道以北的星座。换句话说，越靠近两极，能看到的星座就越少，在赤道上可以看到全部88个星座。星座的具体名字如下：仙女座、唧筒座、天燕座、宝瓶座、天鹰座、天坛座、白羊座、御夫座、牧夫座、雕具座、鹿豹座、巨蟹座、猎犬座、大犬座、小犬座、摩羯座、船底座、仙后座、半人马座、仙王座、鲸鱼座、堰蜓座、圆规座、天鸽座、后发座、南冕座、北冕座、乌鸦座、巨爵座、南十字座、天鹅座、海豚座、剑鱼座、天龙座、小马座、波江座、天炉座、双子座、天鹤座、武仙座、时钟座、长蛇座、水蛇座、印地安座、蝎虎座、狮子座、小狮座、天兔座、天秤座、豺狼座、天猫座、天琴座、山案座、显微镜座、麒麟座、苍蝇座、矩尺座、南极座、蛇夫座、猎户座、孔雀座、飞马座、英仙座、凤凰座、绘架座、双鱼座、南鱼座、船尾座、罗盘座、网罟座、天箭座、人马座、天蝎座、玉夫座、盾牌座、巨蛇座、六分仪座、金牛座、望远镜座、三角座、南三角座、杜鹃座、大熊座、小熊座、船帆座、室女座、飞鱼座、狐狸座。这个顺序是按照88个星座的英文名字首字母排列的。最后再说一句，现行的星座主要起源于古希腊神话，而希腊是看不到南天的部分星空的。因此北天的星座以希腊神话中的英雄、怪物等命名的较多，例如狮子座、猎户座等；而南半球的星空是在进入航海时代后才为北半球的人所知，因此多以那时刚出现的仪器命名，例如望远镜 座、显微镜座等。 出生月份、农历与太阳星座的如何对应? 出生月份与太阳星座的对应如下，由于天体运行的轨道与公历历法有差异，不同年份会前后相差1-2天，与中国农历的二十四节气各个“节”之间的距离吻合，节气时间的计算准确至分钟（并非子时开始）， 亦是星座的界线，每年均有差异。 星座名称黄道带时间（一般认知）恒星时间太阳所在星座时间对应的农历节气 白羊座03月21日-04月19日04月15日-05月15日04月19日-05月13日春分-谷 雨前一天 金牛座04月20日-05月20日05月16日-06月15日05月14日-06月19日谷雨-小满 前一天 双子座05月21日-06月21日06月16日-07月15日06月20日-07月20日小满-夏至前一 天 巨蟹座06月22日-07月22日07月16日-08月15日07月21日-08月09日夏至-大暑前一 天 狮子座07月23日-08月22日08月16日-09月15日08月10日-09月15日大暑-处暑前一 天 处女座08月23日-09月23日09月16日-10月15日09月16日-10月30日处暑-秋分前一 天 天秤座09月24日-10月23日10月16日-11月15日10月31日-11月22日秋分-霜降前一 天 天蝎座10月24日-11月21日11月16日-12月15日11月23日-11月29日霜降-小雪 前一天 蛇夫座－－11月30日-12月17日 射手座11月22日-12月21日12月16日-01月14日12月18日-01月18日小雪-冬至前一 天 摩羯座12月22日-01月19日01月15日-02月14日01月19日-02月15日冬至-大寒 前一天
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1,《中国天文学史》中国天文学史整理研究小组https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3261731247&uk=521662084 2,《宇宙射电》赵仁扬https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3276541438&uk=521662084 3,《宇宙七大奇观》J·V·纳利卡https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3284514138&uk=521662084 《宇宙》卡尔·萨根https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3292124390&uk=521662084 4,《永远的月球梦》欧阳自远https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3297016248&uk=521662084 5,《星座与希腊神话》力强https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3304791303&uk=521662084 6,《星座与传说》小尾信弥https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3310083374&uk=521662084 7,《星空观测ABC》https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3320709082&uk=521662084 8,《天文学名著选译》宣焕灿https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3327987901&uk=521662084 9,《天体物理学概念》马丁·哈威特https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3333692662&uk=521662084 10,《天体是怎样演化的》李启斌https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3358375358&uk=521662084 11,《探索流星暴雨之谜》徐品新，欧阳天晶https://www.360docs.net/doc/8112201208.html,/share/link?shareid=3410667636&uk=521662084
天文学一些基本名词
天文学一些基本名词 任何一门学科，一个知识体系都是由一些较基本较抽象的新的概念和名词组成的。天文学也一样。下面为了能够初步接触一下天文学, 先介绍几个天文学的基本名词，作为入门的第一步。 它们分别是天球，周日视运动，子午圈，中天，黄道和目视星等。 1、天球 天球就是以观测者为球心，以无限大为半径所描绘出的假想球 面，我们看到的天体（星星、月亮、太阳）是其在这个巨大的圆球的球面上的投影位置。 2、周日视运动 由于地球自转（自西向东），所以地面上的观测者看到的天体在 天中在天球上自东向西沿着与转轴垂直的平面内的小圆转过一周。 3、子午圈 过观测者的天顶和南北天极的大圆。 4、中天 天体经过观测者的子午圈时，叫做中天。由于地球的自转，天体 天要穿过子午圈两次，其中离观测者天顶较近一次（一般是晚上的那一次）叫上中天。另外那一次叫下中天 5、黄道 简单的说就是太阳在天球中的运行轨迹。由于运动的相对性，所以黄道也就是地球公转轨道与天球的交线。 6、目视星等
公元前2世纪，希腊天文学家喜帕恰斯（伊巴谷）将恒星按照其亮度分为六等。亮度越大，星等越小。后来发现，一等星比六等星约亮10 0倍，所以定义"星等"每差一等，亮度差2.512倍。如果 比一等星还亮2.512倍为0等，比0等星还要亮2.512倍的为- 1 等... ...?依次类推。 面是一些较亮天体的目视星等 天狼星（大犬座a ）-1.45 等 金星大距时）-4.4 等 木星-2.7 满月-12. 7等 太阳—2 6. 74等 天体的视亮度不仅与天体本身的发光强度有关，还和天体离我们的距 离有关。为了能够反映天体本身的真实发光强度，我们把天体假想置于距离地球10秒差距处所得到的目视星等就是该天体的绝对星等。 太阳的目视星等是- 26.74 等，但如果假想把太阳移到离我们1 0秒差距处，我们将发现它只不过是一颗非常普通的五等小星。太阳的绝对星等是＋ 4.85 等。 根据天球的理论，我们将地球的赤道面无限延伸，令其与天球相交的大圆为天赤道。地球自转轴与天球的交点分别为南北天极。过两天极的大圆称为赤经圈或时圈。图中虚线所画为黄道，它与天赤道有两个交点，其中的升交点（即春分点）被定为赤经零度。赤纬的定义方法与地球纬度的定位相同，天赤道以北为正，以南为负。这样，每个天
基础天文学考试题(优.选)
班级：姓名：学号：分数： 《基础天文学》期末考试题 答题纸页：（把所有答案写在前两页，请下载打印后再作答） 一简答题（共38分） 1.天文学的概念、研究对象和研究方法是什么？（6分） 2.月球的成因有哪几种学说？请简要说明其内容。（10分）
3.简要回答太阳的结构及其特征？（12分） 4.在黑洞当中，什么是视界，什么是奇点，其性质是怎样的？（10分） 二填空题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 三单选题 1-5 6-10 四：多项选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
二填空题（每空1分，共12分） 1.太阳一个活动周期是年。 2.肉眼看来，星空中最亮的恒星是。 3.八大行星中，“笔尖下发现的行星”是。” 4.金星西大距时，应当在（黎明/黄昏）时观测。 5.宇宙中最明亮的天体是。 6.北半球的博科摆摆动平面会发生（顺时针/逆时针）偏转。 7风雨雷电等天气现象发生在地球大气层的。 8.地球绕太阳公转的轨道平面延展到天球上，相交成一个大圆，成为。 9.发明第一架天文望远镜的人是：。 10.19世纪70年代，美国发射了号行星际飞船，携带有关太阳系和地球的各 种信息，发向外太空，以寻找地外文明。 11.在冥王星的两侧有一条环状区域，存在着几十亿颗以冰为主要成分的小天体绕着天阳公 转，这个区域称作。 12.星空中没有恒星的地方，突然冒出一颗恒星，甚至达到很高的亮度，维持数月或一年， 然后慢慢变暗，最终消失，这颗星被称作。 三单项选择题（每题2分，共20分） 1.光年是天文学中的（） A时间单位B长度单位C光速单位D质量单位 2.自转轴有将近90°的倾斜角，几乎是躺着公转的行星是（） A木星B土星C天王星D海王星 3.七夕时，月亮升起的时间是（） A半夜B中午C日出时D日落时 4.彗星之所以有彗尾，是由于（）的缘故 A彗核粒子喷射B彗核物质喷射C视觉残留D太阳风 5.太空中有的恒星相对发红，有的相对发蓝，蓝星与红星相比较，下列哪个说法正确（） A表面温度高B更为年老C质量较小D重元素较多 6.宇宙的真实年龄约为（） A 73亿年B137亿年C151亿年D173亿年 7.以下哪个星系不是哈勃分类法的内容（） A 椭圆星系 B 矮星系 C 旋涡星系 D 不规则星系 8.当我门生活在一个光速的世界中，下列哪些现象可能发生？（） ①同时的相对性②长度收缩③时钟延缓④光线弯曲 A ①②④ B ①③④ C ②③④ D ①②③④ 9.日心说是由波兰天文学家（）建立起来的 A托勒密B哥白尼C伽利略D牛顿 10标准宇宙模型指的是（） A牛顿静态宇宙模型B爱因斯坦有限无界宇宙模型 C伽莫夫大爆炸宇宙模型D邦迪的稳恒态宇宙模型 四多项选择题（每题3分，共30分） 1.以下关于星空的说法，哪些是正确的？（） A室女座和蛇夫座都是黄道十三宫上的星座
天文专业综合2020中科院考研考试大纲
中国科学院大学硕士研究生入学考试 《天文专业综合》考试大纲 本科目满分150分。本命题科目试题总分值为240分，其中天文基础部分试题小计分值为120分，实测天体物理部分试题小计分值为40分，恒星物理部分试题小计分值为40分，星系宇宙学部分试题小计分值为40分。考生可在所有试题中任意选做分值和为150分的试题并明确标示。如果选做的试题分值和超过150分，判卷将按照所选做试题的题号顺序依次判卷直到所做题目分值和超过150分的题目的前一题。后面所做试题视作无效考试内容。 本考试大纲适用于中国科学院大学天文类的硕士研究生入学考试。“天文专业综合”科目的考试内容包括基础天文学、实测天体物理、恒星物理与星系宇宙学四大部分。要求考生能掌握天文研究方法和天文现象的基本规律以及分析、处理基本问题的能力，加深对各类天体性质、规律、演化的理解；要求掌握天文观测手段和方法，观测设备的特征、参数计算和应用，测光与光谱观测的基本方法、数据处理与分析；掌握恒星的基本性质，恒星的特征参数、分类、演化，以及恒星辐射、结构、演化等求解和模型计算等；掌握星系的分类、结构、形成和演化、基本宇宙学模型、广义相对论、大爆炸核合成、宇宙微波背景辐射等，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 一、天文基础部分考试内容 （一）天文学研究历史、现状与未来 1、考试大纲 天文学研究的对象及内容、天文学研究的方法和技术以及与其它学科的关系，天文学研究的历史、现状和未来，天文信息获取方式。 （1）什么是天文学，天文学涵盖的内容 （2）天文学的成长——从几何到物理 ?古代天文学遗址、行星运动、托勒密地心说、哥白尼革命 ?伽利略的天文观测、证伪地心说、地球绕太阳的运动 ?第谷的行星观测与开普勒三定律、太阳系尺度确定 ?牛顿万有引力理论提出、持续验证与最终确立 （3）来自宇宙的信息 ?电磁波与观测窗口、温度与黑体谱、速度与多普勒效应 ?原子、分子和辐射、谱线形成、谱线分析 ?其他信息：陨石、宇宙线、中微子、引力波 （4）现代化的观测手段 ?光学望远镜发展、图像与探测器、集光能力、高分辨率 ?射电望远镜、干涉技术 ?空间天文学、全谱覆盖 2、考试要求
科普宇宙天文学的基本知识
科普宇宙天文学的基本 知识 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
【科普】宇宙天文学的基本知识! ! 宇宙是如何形成的? 1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸，从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。 3.宇宙大爆炸后0.01秒，宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后，物质迅速扩散，温度迅速降低。大爆炸后1秒钟，下降到100亿度。大爆炸后14秒，温度约30亿度。35秒后，为3亿度，化学元素开始形成。温度不断下降，原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下，形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，成为今天的宇宙。 宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少? 宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。 宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星?
天文学基础小论文
天文学基础小论文 浅谈天文经纬度及天文方位角测定原理
摘要：天文测量学是一门基础学科，也是我们在早期测量中常用到的测量手段。随着空间大地测量技术的发展，虽然天文测量学在应用上有所减少，但在某些领域其地位依然不可动摇，值得我们去研究。本文介绍了天文测量中的坐标系统以及时间系统，并详细介绍了天文经纬度和天文方位角测量的基本原理和方法。本文的工作可为天文大地测量的研究提供一定的参考和依据。 关键词：天文坐标系；天文经度；天文纬度；天文方位角
Abstract：Astronomical surveying is a basic discipline, but also our means of measurement used to in the early measurement. With the development of space geodetic techniques, although astronomical surveying a decrease in the application, but in some areas of its status remains unshakable, it is worth to study. This article describes the astronomical measurement coordinate system and the system is, and introduces the basic principles and methods of astronomy and astronomical azimuth measurements of longitude and latitude. Work in this paper can provide a reference and basis for the study of astronomy geodesy. Key words:Astronomical coordinate system; astronomical longitude; latitude; astronomical azimuth
基础天文学
我们的宇宙 一、地球能够孕育生命的条件 在太阳系九大行星中，浅蓝色的地球是惟一一颗布满了生命的星球，在它的高山、海洋、森林、蓝天、两极，活跃着近二百万种生命，它是当之无愧的生命乐园。可是，生命为什么这样钟爱地球呢？ 尽管目前学术界还无法准确地给生命下一个定义，但生命是一个复杂的现象，它有两个基本特征：一是能够自我复制；二是能够新陈代谢。这两种活动的进行，都需要能量，就动物和植物而言，能量的最终来源是太阳。 如果行星距离太阳过远，比如冥王星，接受到的太阳光芒极少，仿佛传说中的阴曹地府，生命由于得不到足够的能量而无法生存；如果行星距离太阳过近，比如金星，接受到的太阳光芒极多，白天黑夜的温度都在400摄式度以上，就像神话中的炼狱，生命也难以生存。 地球距离太阳既不太近，也不太远，接受的光照适中，植物可以自如地利用太阳光能，进行光合作用，储存生命活动需要的能量，当素食动物吃植物时，这种被储存的能量便到了素食动物体内，当肉食动物吃素食动物时，能量又到了肉食动物体内……就这样，是太阳的光能开动了地球上动物和植物的生命机器，使动植物子孙兴旺、生生不息。 地球上适宜的温度，是生命活动必需的。生命活动需要的能量是通过新陈代谢供给的，而过冷或过热的环境都不利于新陈代谢的正常进行，只有在适宜的温度下，植物才能有效地进行光合作用。 地球有大气层保护，这对于栖息在它上面的生命而言，决不是可有可无的，因为：大气层挡住了来自宇宙空间的强烈的紫外线，使地球上的生命免遭伤害；大气层挡住了大部分撞向地球的陨石，地球表面才没有像月球表面那样坑坑洼洼；大气层就像一床厚厚的棉被，使照射到地球表面的太阳光不会散发到太空中去，地球上的温度才不会剧烈变化；假如没有大气层保护，地球上就不会有刮风下雨，也不会有江河湖海，地球将是一个死寂的荒凉星球。 地球上有繁荣的生命，这与它是一颗岩石星球也不能截然分开。地球的核心是融融的岩浆，岩浆的主要成份是铁。在地球自转过程中，铁质核心产生了强烈的磁场。这种磁场包绕着地球，保护着地球。当太阳风暴，也就是来自太阳的高速带电粒子流，向地球猛烈袭来时，这种包绕着地球的磁场把它挡在了太空，从而保护了地球上的生命。 对于生命而言，地球上的条件可谓得天独厚。然而在浩淼无垠的宇宙中，太阳系只不过是沧海之一栗，太阳不是茫茫太空中惟一的恒星，地球难道就是茫茫星海中惟一有生命居住的行星吗？
天文学基础
题目：天文学基础 学院：机械工程学院 专业名称：机械设计制造及其自动化四班学生姓名：王智博 学号：2010650229 指导老师：杨雪娟 日期：2012/11/6
天文学基础 天文学就是研究宇宙中的行星、恒星以及星系的科学。天文学和物理学、数学、地理学、生物学等一样，是一门基础学科。天文学是以观察及解释天体的物质状况及事件为主的学科，通过观测来收集天体的各种信息。因而对观测方法和观测手段的研究，是天文学家努力研究的一个方向。天文学主要研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质及起源和演化。天文学的一个重大课题是各类天体的起源和演化。天文学和其他学科一样，都随时同许多邻近科学互相借鉴，互相渗透。天文观测手段的每一次发展，又都给应用科学带来了有益的东西。 通过一个学期学习天文学基础的课程使我对天文学有了一定的了解。天文学是研究天体、宇宙的结构和发展的自然科学，内容包括天体的构造、性质和运行规律等。人类生在天地之间，从很早的年代就在探索宇宙的奥秘，因此天文学是一门最古老的科学，它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。天文学主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究
它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演 化规律。随着人类社会的发展，天文学的研究对象从太阳 系发展到整个宇宙。现在天文学按研究方法分类已形成天 体测量学、天体力学和天体物理学三大分支学科。按观测 手段分类已形成光学天文学、射电天文学和空间天文学几 个分支学科。“几乎所有的自然科学分支研究的都是地球上的现象，只有天文学从它诞生的那一天起就和我们头顶上 可望而不可及的灿烂的星空联系在一起。天文学家观测从 行星、恒星、星系等各种天体来的辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙。天文学家测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。 自古以来，人类一直对恒星和行星十分感兴趣。古代 的天文学家仅仅依靠肉眼观察天空，1608年，人们发明了 望远镜，此后，天文学家就能够更清楚的观察恒星和行星了。意大利科学家伽利略，就是最早使用望远镜研究太空 的人之一。今天天文学家使用许多不同类型的望远镜来收 集宇宙的信息。有些望远镜可以收集到来自遥远天体的微 弱亮光，如X射线。绝大多数望远镜是安放在地球上的， 但也有些望远镜被放置在太空中，沿着轨道运转，如哈勃
天文学基础的论文
浅谈对天文学基础课程的学习与认识 湘潭大学 摘要：天文学是一门最古老的科学，它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。天文学家观测从行星、恒星、星系等各种天体来的辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙。天文学家测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。由于科技的不断发展，人们对天文学的定义，研究对象，研究范畴，学科分支，论研究等方面都取得了突破性的进展。天文学正朝着高、精、尖的方向发展。我们期待着天文学的进一步发展为科学事业和人们的社会生活造福。 关键字：天文学，研究对象，研究理论，天文学四大发现，矮行星，中子星，黑洞 通过听天文学基础的课使我对天文学有了一定的了解。天文学是研究天体、宇宙的结构和发展的自然科学，内容包括天体的构造、性质和运行规律等。人类生在天地之间，从很早的年代就在探索宇宙的奥秘，因此天文学是一门最古老的科学，它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。天文学主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。随着人类社会的发展，天文学的研究对象从太阳系发展到整个宇宙。现在天文学按研究方法分类已形成天体测量学、天体力学和天体物理学三大分支学科。按观测手段分类已形成光学天文学、射电天文学和空间天文学几个分支学科。“几乎所有的自然科学分支研究的都是地球上的现象，只有天文学从它诞生的那一天起就和我们头顶上可望而不可及的灿烂的星空联系在一起。天文学家观测从行星、恒星、星系等各种天体来的辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙。天文学家测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。 自古以来，人类一直对恒星和行星十分感兴趣。古代的天文学家仅仅依靠肉眼观察天空，1608年，人们发明了望远镜，此后，天文学家就能够更清楚的观察恒星和行星了。意大利科学家伽利略，就是最早使用望远镜研究太空的人之一。今天天文学家使用许多不同类型的望远镜来收集宇宙的信息。有些望远镜可以收集到来自遥远天体的微弱亮光，如X射线。绝大多数望远镜是安放在地球上的，但也有些望远镜被放置在太空中，沿着轨道运转，如哈勃太空望远镜。现在，天文学家还能够通过发射的航天探
天文学基础知识资料
天文学基础知识 1.星座中星星的命名规则 星座中星星的命名规则是这样的：按照每颗星星的亮度，从明到暗，每颗星各由一个希腊字母代表。当所有二十四个希腊字母用完后，接着再用阿拉伯数字表示。 2.“星等”的概念 “星等”是天文学上对星星明暗程度的一种表示方法，记为m。天文学上规定，星的明暗一律用星等来表示，星等数越小，说明星越亮，星等数每相差1，星的亮度大约相差2.5倍。我们肉眼能够看到的最暗的星是6等星（6m星）。天空中亮度在6等以上（即星等数小于6），也就是我们可以看到的星有6000多颗。当然，每个晚上我们只能看到其中的一半，3000多颗。满月时月亮的亮度相当于-12.6等（在天文学上写作-12.6m）；太阳是我们看到的最亮的天体，它的亮度可达-26.7m；而当今世界上最大的天文望远镜能看到暗至24m的天体。 我们在这里说的“星等”，事实上反映的是从地球上“看到的”天体的明暗程度，在天文学上称为“视星等”。太阳看上去比所有的星星都亮，它的视星等比所有的星星都小得多，这只是沾了它离地球近的光。更有甚者，象月亮，自己根本不发光，只不过反射些太阳光，就俨然成了人们眼中第二亮的天体。天文学上还有个“绝对星等”的概念，这个数值才真正反映了星星们的实际发光本领。 3.“天球”的概念 天文学上为了与人们的直观感觉相适应，把天空假想成一个巨大的球面，这便是天球。天球的中心自然就是我们地球，它的半径无穷大。天球只是人们的一种假设，是一种“理想模型”，引入天球这一概念，只是为了确定天体位置等方面的需要。 4.“天赤道”和“天极”的概念 天文学上，确定天体位置的方法与地球表面非常相似，也是通过经纬坐标系来实现。最常用而且最重要的天球坐标系，就是赤道坐标系。 地球赤道所在平面与天球的交线是一个大圆，这个大圆就称为“天赤道”，它就是赤道在天球上的投影；向南北两个方向无限延长地球自转轴所在的直线，与天球形成两个交点，分别叫作北天极和南天极。“天赤道”和“天极”是天球赤道坐标系的基准。 5.“黄道”与黄道星座 太阳在天球上的“视运动”分为两种情形，即“周日视运动”和“周年视运动”。“周日视运动”即太阳每天的东升西落现象，这实质上是由于地球自转引起的一种视觉效果；“周年视运动”指的是地球公转所引起的太阳在星座之间“穿行”的现象。 天文学把太阳在天球上的周年视运动轨迹，称为“黄道”，也就是地球公转轨道面在天球上