天体物理学复习提纲
常用天体物理知识点总结
常用天体物理知识点总结1. 恒星的结构和演化恒星是宇宙中最基本的天体，它们通过核聚变反应产生能量，维持着持续的光和热的输出。
恒星的结构主要由核心、辐射层和对流层组成。
恒星的演化过程通常经历主序星阶段、红巨星阶段和白矮星阶段等。
在这些阶段，恒星的物理特性和行为会发生很大的变化。
2. 行星的形成和演化行星是围绕恒星运转的天体，它们的形成主要来源于原始星云中的物质凝聚和碰撞。
行星的演化过程涉及到行星内部的结构、大气层的形成和演化、地表特征的形成等方面。
3. 星系的形成和演化星系是由大量的恒星、气体、尘埃和黑暗物质构成的天体系统。
研究星系的形成和演化可以揭示宇宙的结构和演化规律。
天文学家通过观测发现，在宇宙中存在着大量的星系，它们的形态多样，包括椭圆星系、螺旋星系、不规则星系等。
4. 宇宙的膨胀和演化宇宙是由大量的星系组成的巨大空间系统，它的演化受到宇宙学原理和宇宙学参数的制约。
宇宙的膨胀和演化是一项重要的天体物理研究课题，通过测量宇宙微波背景辐射、观测遥远的星系和超新星等，科学家已经对宇宙的膨胀和演化有了较为全面的认识。
5. 黑洞和中子星黑洞是一种极其密度巨大的天体，它的引力非常强大，甚至连光都无法逃脱。
黑洞是天体物理领域的研究热点，它们的形成、性质和演化对于理解宇宙的结构和演化具有重要意义。
中子星是一种由中子组成的致密星体，它们由大质量恒星在超新星爆发后留下。
中子星的研究可以为理解物质的极端状态和星际物质的性质提供重要线索。
以上是一些常用的天体物理知识点的总结，天体物理作为一门跨学科的研究领域，涉及到物理学、天文学、化学等多个学科的知识，对于揭示宇宙的奥秘和了解人类的地位和未来都具有非常重要的意义。
希望以上知识点的总结可以为对天体物理感兴趣的读者提供一些参考和启发。
物理高三天体知识点
物理高三天体知识点天体物理学是物理学中的一个重要分支，研究宇宙中的各种天体以及宇宙的起源、演化等课题。
下面将从宇宙的起源、恒星的演化和星系的形成等几个方面，简要介绍物理高三天体知识点。
一、宇宙的起源宇宙的起源理论有很多种，其中较为有名的是“大爆炸理论”和“混沌理论”。
大爆炸理论认为宇宙起源于一个极为热密和致密的状态，随着时间的推移，宇宙不断膨胀扩散，形成现今的宇宙结构。
而混沌理论则认为宇宙是由一种混沌状态下的能量和物质发展而来的。
二、恒星的演化恒星是宇宙中最常见的物体之一，其演化经历了恒星形成、主序星阶段、红巨星阶段、白矮星或中子星阶段等过程。
恒星的演化主要受到质量的影响，质量较小的恒星在主序星阶段结束后逐渐冷却成为白矮星，质量较大的恒星则可能进一步演化成为中子星或黑洞。
三、星系的形成星系是由大量恒星、星际物质以及暗物质组成的天体系统。
在宇宙中，星系以各种形式存在，例如涡旋星系、椭圆星系和不规则星系等。
星系的形成有几种主要的理论，如早期的凝聚理论、扩展的大爆炸理论以及暗物质密度起到的重要作用。
四、行星和卫星的性质行星和卫星是太阳系中的天体，行星是绕恒星公转的天体，卫星则是绕行星或恒星公转的天体。
行星和卫星具有多样的性质，包括质量、体积、表面特征、大气层和轨道参数等。
例如，地球是我们居住的行星，拥有适宜生命存在的气候和地貌特征；而月亮是地球的唯一卫星，表面则呈现出脸盆形的撞击坑等特征。
五、宇宙中的黑洞黑洞是一种极度致密的天体，其质量非常大而体积非常小，具有极强的引力场。
宇宙中的黑洞可以通过恒星坍缩或宇宙早期的原初黑洞形成。
黑洞的奇点是指质量集中的核心，其周围的事件视界则标志着物体被黑洞吞噬的边界。
以上所述只是物理高三天体知识点的概要介绍，天体物理学的研究领域非常广泛，还有很多深入的内容和理论等待我们去探索和学习。
通过对宇宙及其中各种天体的研究，我们可以更好地理解宇宙的起源和演化，揭示自然界中的奥秘，进一步推动科学的发展和人类的进步。
高三 天体问题知识点
高三天体问题知识点天体问题是物理学中的一个重要研究领域，涉及到天体运动、引力、行星轨道等内容。
在高三物理学习中，我们需要掌握一些关键的天体问题知识点。
本文将从天体运动、行星轨道和引力三个方面来介绍高三物理学习中的天体问题知识点。
一、天体运动知识点1. 行星公转：行星在太阳周围做椭圆形轨道运动，公转周期是由行星质量和距离太阳的半长轴决定的。
根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上的相等时间内扫过的面积是相等的。
2. 地球自转：地球自西向东自转，自转周期为24小时。
地球自转导致了地球的日晷现象，即昼夜交替的现象。
3. 星空的运动：由于地球自转和公转，星空中的星星看起来会有运动。
恒星的视运动通常分为南北视运动和东西视运动。
二、行星轨道知识点1. 椭圆轨道：行星绕太阳运动的轨道通常是一个椭圆。
椭圆有两个焦点，太阳位于其中一个焦点上。
椭圆的长轴和短轴决定了椭圆的形状和大小。
2. 圆形轨道：圆形轨道是一种特殊的椭圆轨道，它的长轴和短轴相等，即椭圆的离心率为零。
地球绕太阳的轨道就是一个接近圆形的椭圆轨道。
3. 开普勒定律：开普勒定律是描述行星运动的经验规律。
包括开普勒第一定律（椭圆轨道定律）、开普勒第二定律（面积定律）和开普勒第三定律（调和定律）。
三、引力知识点1. 引力的概念：引力是物质之间相互吸引的作用力，是宇宙中最普遍的力之一。
地球表面上的物体受到的重力大小与其质量成正比。
2. 引力定律：牛顿引力定律是描述引力作用的定律，它表明物体间的引力大小与它们的质量成正比，与它们的距离的平方成反比。
3. 太阳引力和行星运动：太阳对行星的引力决定了行星的运动轨迹和速度。
根据万有引力定律，太阳和行星之间的引力与它们的质量和距离有关。
通过对以上天体问题的知识点进行了解，我们能够更好地理解宇宙中的天体运动规律，进一步认识到人类在宇宙中的微小和脆弱。
天体问题是物理学习中的一部分，也是我们对宇宙的探索和理解的重要组成部分。
希望本文对高三物理学习中的天体问题知识点的了解有所帮助，并能够激发对宇宙的好奇与探索的热情。
高一物理天体运动复习提纲4.8(900)
反思纠错
课海拾贝
反思纠错
【情境再现】
情境1开普勒第三定律：所有行星的轨道的_______跟它的______的比值都相等。若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，即(其中，比值k只与有关)。若把行星绕太阳运行轨道看成圆轨道，万有引力常量为G，太阳质量为M，试求k的值。
情境2万有引力定律内容：自然界中任何两物体都，引力的方向在它们的上，引力的大小与物体的质量m1和m2成，与它们之间的距离r的二次方成。
第六章万有引力定律与航天1
班级姓名组号
【学习目标】
1．能应用开普勒三大定律分析问题
2．理解万有引力定律并会运用万有引力定律处理天体基本问题
3．理解“黄金代换”的意义
【重点】
开普勒第三定律、万有引力定律的理解、黄金代换
【难点】
对万有引力的理解、黄金代换的应用
【学法指导】
本节课的规律性很强，重在理解和思路，知识点很集中，是考试重点内容，注意区分各物理量的含义及关系，注意解题的规范性。
表达式：引力常数：G=
如何理解万有引力定律的“普遍性”与“适用条件”？
情境3在天体表面，忽略影响时，可以认为物体所受万有引力等于所受重力。设天体质量为M，半径为R，其表面的重力加速度为g，由这一近似关系有，即。这一关系式的应用，可实现天体表面重力加速度g与的相互替代，因此称为“黄金代换”。若物体在地球上方h处，此关系又该怎样理解？
（1）它们的公转周期之比；
（2）它们与太阳间的引力之比；
2地球表面重力加速度g地、地球的半径R地，地球的质量M地，某飞船飞到火星上测得火星表面的重力加速度g火、火星的半径R火、由此可得火星的质量为（）
A. B. C. D.
【合作探究】一物体在某星球表面上以3m/s的初速度水平抛出，经0.8s落地，落地速度为5m/s，受到的重力为80N；将它放置加速度为a=2.5m/s2加速上升的太空舱中，当物体与太空舱中的支持物的相互挤压力为60N，求此时太空舱距地面的高度为多少？（已知地球的半径R=6.4×103km）
天体物理-考点复习
第一章1.获得天体信息的渠道：电磁辐射、宇宙线、中微子、引力波2.电磁辐射根据波长由长到短可分为：射电、红外、光、紫外、X射线和γ射线等波段3.电磁辐射由光子构成，光子能量与频率（或颜色）有关：频率越高（低），能量越高（低）4.黑体：能吸收所有外来辐射（无反射）并全部再辐射的理想天体5.黑体辐射波长与温度之间的关系;λT=0.29（cm K）6.高温黑体主要辐射短波，低温黑体主要辐射长波7.当电子从高能态跃迁到低能态时，原子释放光子，产生发射线，反之，产生吸收线8.谱线红移（蓝移）远离（接近）观测者辐射源发出的电磁辐射波长变长（短），称为谱线红移（蓝移）9.恒星距离的测量：三角视差、周年时差（要会计算）（三角测距法通常只适用于近距离的恒星）10.怎样测量周年是视差？通过测量天体在天球上（相对于遥远背景星）相隔半年位置的变化而测得11.怎样发现周围行星测量它们的距离？1.亮度2.恒星的自行较大rge separation in binary12.恒星大小的测定方法掩食法、间接测量法（通过测量恒星的光度和表面温度T就可以得到它的半径R）13.根据恒星的体积大小分类：超巨星R~100-1000个太阳半径巨星R~10-100个太阳半径矮星R~太阳半径14.恒星的光度和亮度：光度：天体在单位时间内辐射的总能量，是恒星的固有量亮度：在地球上单位时间单位面积接收的天体的辐射量15.视星等的种类（视星等的星等值越大，视亮度越低）根据测量波段的不同，分为：目视星等、照亮星等、光电星等按波段测量得到的行的称为热星等16.恒星的温度和颜色恒星的颜色反映了恒星的表面温度的高低，温度越高（低）颜色越蓝（红）（可根据波长和温度的关系推出此结论）17.赫罗图（自己看课件）18.双星：由在彼此引力作用下以椭圆互相绕转的两颗恒星组成的双星系统19.双星系统的质心以直线运动，但每一颗子星的运动轨迹是波浪形的，如天狼星20.不同质量的恒星在赫罗图上的分布高质量高温度的恒星明亮且高温，位于主序带的上部，低质量的恒星黯淡且低温位于主序带的下部第二章1.太阳的能源化学反应2H+O----HO+E 2引力收缩2.中微子中微子是一种不带电、质量极小的亚原子粒子，它几乎不与任何物质发生相互作用3.恒星的能量传输的三种形式辐射、传导、对流（对流不仅传递能量，还起着混合物质的作用太阳核心区产生的能量主要通过辐射与对流向外传递）第三章恒星主序星的演化（自己看课件）．第四章4.致密星：白矮星、中子星、黑洞5.白矮星位于赫罗图主序带的左下方结构：质量为0.2~1.1个太阳质量（平均为0.6个太阳质量）半径为5*10^8~10^9cm自转周期P大于等于10sec6.中子星的形成高质量恒星内部的和反应过程在恒星中心的Fe核；Fe核坍缩形成中子星，超新星爆发7.中子星的质量上限中子星的质量越大，半径越小；极限质量为2~3个太阳质量8.黑洞周围时空弯曲理论上黑洞并不一定必须是极高密度的天体，而只是必须致密到足以束缚住光在与而致密的天体附近，光线弯曲的程度度越大9.Kerr黑洞靠近黑洞处的时空不可抗拒的扭曲呈旋涡状黑洞并不是在固定的外部空间中转动的陀螺，而是拖曳着整个时空同它一起转动10.黑洞无毛发定理黑洞几乎不保持形成它的物质所具有的任何复杂性质，它保持的物理量只有质量、角动量和电荷第五章1.星际介质包括星际气体、星际尘埃、宇宙线与星际磁场2.星际气体主要由H构成，3.在不同环境下H的存在方式不一样（HI区、HII区、\分子云）4.电离H云的观测——发射星云被高温恒星的紫外辐射电离的星际物质，也称为HII区星际吸收线星际气体低温，产生窄吸收线；星际吸收线的位置反映了星云的运动中性H云的观测——H原子21厘米谱线是研究银河系大尺度结构的重要手段星际分子的观测：当星际介质的温度很低时，星际分子开始形成；星际分子分布在大的、冷的、致密的暗云中星际红化5.星际尘埃对星光的散射随波长的变化而不同，对蓝光散射较多而对红光散射较少，因而造成星光颜色偏红第六章1)银河系的结构银河系是一个包含2*10^11颗恒星的、具有的盘状星系主要成分：银盘、核球、银晕、银冕2)星族星族I恒星年轻的、富金属恒星，主要位于和银盘中，绕银心作圆轨道运动星族II恒星年老的、贫金属恒星，主要位于银晕和核球中，以银心作中心球对称分布绕银心作无规则的椭圆轨道运动3)不同星族恒星的轨道运动特征星系盘内的恒星绕银心做规则的圆轨道运动晕中的恒星绕银心作高偏心率的椭圆轨道运动，且轨道取向是随机的4)银河系的转动——较差转动在太阳附近，距离银心越远，转动速度越小测量方法：测量恒星和气体云谱线的多普勒位移（视向速度）随银经的变化；太阳附近恒星视向速度（或自行）的周期性变化（在太阳周围360度的范围内，恒星谱线唯一表现出周期性的蓝移和红移）5)旋臂的理论解释a.旋臂不是物质臂，表征旋臂的主要是年轻的天体b.密度波理论：旋臂是密度波的表现：旋臂——恒星形成c.自传播恒星形成理论：恒星形成——旋臂对银河系，两种效果可能同时起作用，密度波建立旋臂的基本结构，超新星爆发进一步改变旋臂的形态6)银心在人马座方向，核球呈椭球形；辐射主要来自年老的星族I天体红外和射电辐射收到星际消光的影响较小，是研究银心的主要途径7)银晕a.球状星云年老的星族II恒星，以银心为中心球状分布b.热气体c.暗物质（暗物质的特征：在所有波段都不产生辐射，仅有引力作用）第七章1.哈勃定律：由星系谱线红移得到的星系退行速度V与星系的距离D成正比，称为哈勃定律V=H*D 其中哈勃常数H=7.2+_7 kns^-1Mpc 002.哈勃定律的意义：反映了宇宙的膨胀3.星系的哈勃分类根据星系形态的不同，哈勃首先提出星系可以分为：椭圆星系、透镜状星系、旋涡星系、棒状星系和不规则星系星系的演化：4.第八章1.活动星系（指表现出强烈的活动性的星系）在观测上的分类：射电星系、塞弗特星系、蝎虎天体、类星体2.引力透视——引力场源对位于其后的背景天体发出的电磁辐射所产生的会聚火多重成像效应。
物理高三天体知识点归纳
物理高三天体知识点归纳天体物理是物理学的一个重要分支，研究宇宙中的天体及其运动规律。
在高三物理学习中，天体知识是一个重要的考点。
本文将对高三物理天体知识点进行归纳和总结。
1. 星球运动1.1 行星的运动行星的运动可以用开普勒三定律来描述。
第一定律指出，每个行星绕太阳运动的轨道是一个椭圆；第二定律指出，行星和太阳在同等时间内扫过的面积相等；第三定律则给出了行星距离太阳的轨道半长轴与周期的关系。
1.2 卫星的运动人造卫星和天然卫星（如月球）的运动也遵循开普勒定律。
卫星的轨道通常是椭圆形，其中地球的引力提供了卫星的向心力。
2. 重力和引力重力是物体之间的相互作用力，它的大小与物体质量和距离有关。
引力是质点、物体或天体之间的相互引力。
牛顿万有引力定律描述了两个物体之间的引力与它们质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
3. 行星和恒星3.1 行星的特征行星是围绕恒星运行的天体，不发光而是依赖恒星反射光线。
行星有自己的运动轨道，不同于恒星定在的位置。
3.2 恒星的特征恒星是自行运动的天体，具有自身的光源。
它们通过核聚变产生能量，并向外辐射大量热和光。
4. 天体距离的测量4.1 视差法视差法是一种测量天体距离的方法。
测量的原理是根据地球在不同时间观测同一天体时，它在天球上的位置会有微小的变化，通过观察这种变化可以计算出天体的距离。
4.2 Cepheid变星法Cepheid变星法是根据某些变星的周期与它们的绝对亮度之间的关系来测量距离的方法。
通过观测这些变星的周期，然后利用这个恒星可定标关系，计算天体的距离。
5. 黑洞和宇宙黑洞是一种极为致密的天体，其引力场非常强大，连光都无法逃离。
黑洞通常是由质量巨大的恒星塌陷形成的。
宇宙是指包括宇宙间的一切物质和能量的总体。
宇宙大爆炸理论认为宇宙起源于一次巨大的爆炸，从而形成我们所知道的宇宙。
总结：物理高三天体知识点的归纳包括星球运动、重力和引力、行星和恒星的特征，以及测量天体距离的方法等。
天体运动总复习讲义.doc
天体运动总复习1.开普勒行星运动定律(1)开普勒第一定律(轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上.(2)开普勒第二定律(面积定律):对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等.(3)开普勒第三定律(周期定律)：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等，即a 3T 2＝k .开普勒常数仅与中心天体的质量有关．2、万有引力定律及其应用(1)内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m 1和m 2的乘积成正比、与它们之间距离r 的二次方成反比．(2)表达式：F ＝G m 1m 2r 2，G 为引力常量：G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2.(3)适用条件：①公式适用于质点间的相互作用.当两物体间的距离远远大 于物体本身的大小时,物体可视为质点.②质量分布均匀的球体可视为质点,r 是两球心见的距离.必备知识二 宇宙速度[基础梳理]1．第一宇宙速度(环绕速度)：是近地卫星绕地球表面做匀速圆周运动的速度，也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，是人造地球卫星的最小发射速度，计算公式为：v 1＝ GM r ＝gR ；大小为v 1＝7.9km/s.2.第二宇宙速度(脱离速度):在地面上发射物体,使之能脱离地球引力束缚而成为绕太阳运动的人造行星或飞到其他行星的最小发射速度;大小为v 2＝11.2km/s.3.第三宇宙速度(逃逸速度):在地面上发射物体,使之能脱离太阳引力束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间的最小发射速度;大小为v 3＝16.7km/s.[即时训练]2．一宇航员在某星球上以速度v 0竖直上抛一物体，经t 秒落回原处，已知该星球半径为R ，那么该星球的第一宇宙速度是( )A.v 0t RB. 2v 0R tC. v 0R tD. v 0Rt要点一 天体质量和密度的计算1．解决天体(卫星)运动问题的基本思路(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即G Mm r 2＝ma 向＝m v 2r ＝mω2r＝m 4π2T 2r(2)在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即G Mm R 2＝mg (g 表示天体表面的重力加速度)．[深化拓展] (1)在研究卫星的问题中，若已知中心天体表面的重力加速度g 时，常运用GM ＝gR 2作为桥梁，可以把“地上”和“天上”联系起来．由于这种代换的作用很大，此式通常称为黄金代换公式．(2)利用此关系可求行星表面重力加速度、轨道处重力加速度：在行星表面重力加速度：G Mm R 2＝mg ，所以g ＝GM R 2.在离地面高为h 的轨道处重力加速度：G Mm (R ＋h )2＝mg h ，所以g h ＝GM (R ＋h )2. 2．天体质量和密度的计算(1)利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R .由于G Mm R 2＝mg ，故天体质量M ＝gR 2G ，天体密度ρ＝M V ＝M 43πR 3＝3g 4πGR .(2)通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径r .①由万有引力等于向心力，即G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，得出中心天体质量M ＝4π2r 3GT 2； ②若已知天体半径R ，则天体的平均密度ρ＝M V ＝M 43πR 3＝3πr 3GT 2R 3；③若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r 等于天体半径R ，则天体密度ρ＝3πGT 2.可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T ，就可估算出中心天体的密度．即时训练：1．一行星绕恒星做圆周运动．由天文观测可得，其运行周期为T ，速度为v ，引力常量为G ，则( )A ．恒星的质量为v 3T 2πGB ．行星的质量为4π2v 3GT 2C ．行星运动的轨道半径为v T 2πD ．行星运动的加速度为2πv T[规律总结]解决天体(卫星)运动的基本思路(1)把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供，关系式：G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m (2πT )2r .(2)在地球表面或地面附近的物体所受的重力可认为等于地球对物体的引力，即mg ＝G Mm R 2夯实必备知识精研疑难要点提升学科素养演练目标课堂提能课时冲关第四章曲线运动万有引力与航天人教版物理3.极地卫星和近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极,由于地球自转,极地卫星可以实现全球覆盖.(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星,其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径,其运行线速度约为7.9 km/s.(3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心.[深化拓展] (1)卫星的a 、v 、ω、T 是相互联系的,如果一个量发生变化,其它量也随之发生变化;这些量与卫星的质量无关,它们由轨道半径和中心天体的质量共同决定.(2)卫星的能量与轨道半径的关系:同一颗卫星,轨道半径越大,动能越小,势能越大,机械能越大.要点三 卫星变轨问题的分析当卫星由于某种原因速度突然改变时(开启或关闭发动机或空气阻力作用)，万有引力不再等于向心力，卫星将变轨运行：1．当卫星的速度突然增加时，G Mm r 2<m v 2r ，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，当卫星进入新的轨道稳定运行时由v ＝ GM r可知其运行速度比原轨道时减小． 2．当卫星的速度突然减小时，G Mm r 2>m v 2r ，即万有引力大于所需要的向心力，卫星将做近心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，当卫星进入新的轨道稳定运行时由v ＝ GM r 可知其运行速度比原轨道时增大．卫星的发射和回收就是利用这一原理．即时训练：[例3] “天宫一号”被长征二号火箭发射后，准确进入预定轨道，如图所示，“天宫一号”在轨道1上运行4周后，在Q点开启发动机短时间加速，关闭发动机后，“天宫一号”沿椭圆轨道2运行到达P点，开启发动机再次加速，进入轨道3绕地球做圆周运动，“天宫一号”在图示轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是()A．“天宫一号”在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．“天宫一号”在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．“天宫一号”在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度D．“天宫一号”在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度[规律总结]卫星变轨问题的判断1．卫星的速度变大时，做离心运动，重新稳定时，轨道半径变大．2．卫星的速度变小时，做近心运动，重新稳定时，轨道半径变小．3．圆轨道与椭圆轨道相切时，切点处外面的轨道上的速度大，向心加速度相同．处理卫星变轨问题的思路和方法1．要增大卫星的轨道半径，必须加速；2．当轨道半径增大时，卫星的机械能随之增大．对点训练：3．北京航天飞行控制中心对“嫦娥三号”卫星实施多次变轨控制并获得成功．首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的，紧随其后进行的3次变轨均在近地点实施．“嫦娥三号”卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点的轨道高度．同样的道理，要抬高远地点的高度就需要在近地点实施变轨．如图为“嫦娥三号”某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是()A．“嫦娥三号”在轨道1的A点处应点火加速B．“嫦娥三号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度大C．“嫦娥三号”在轨道1的A点处的加速度比在轨道2的A点处的加速度大D．“嫦娥三号”在轨道1的B点处的机械能比在轨道2的C点处的机械能大四、双星系统[模型概述]在天体运动中，将两颗彼此相距较近且在相互之间万有引力作用下，绕两者连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动的行星称为双星. 如图所示．[模型特点](1)两颗行星做匀速圆周运动所需的向心力是由它们之间的万有引力提供的，故两行星做匀速圆周运动的向心力大小相等．(2)两颗行星均绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，因此它们的运行周期和角速度是相等的．(3)两颗行星做匀速圆周运动半径r 1和r 2与两行星间距L 的大小关系：r 1＋r 2＝L .[典例] 1、冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O 点运动的( )A ．轨道半径约为卡戎的17B ．角速度大小约为卡戎的17C ．线速度大小约为卡戎的7倍D ．向心力大小约为卡戎的7倍2、银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体S 1和S 2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C 做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为T ，S 1到C 点的距离为r 1，S 1和S 2的距离为r ，已知引力常量为G .由此可求出S 2的质量为( )A.4π2r 2(r －r 1)GT 2B.4πr 21GT 2C.4π2r 2GT 2D.4π2r 2r 1GT 2。
高中物理天体
高中物理天体篇一：高中物理天体运动专题复习天体运动（完整版·共7页）一、开普勒运动定律1、开普勒第一定律：所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．2、开普勒第二定律：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等．3、开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．二、万有引力定律1、内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比．2、公式：F＝Gm1m2r2,其中G?6.67?10?11N?m2/kg2，称为为有引力恒量。
3、适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时r应为两物体重心间的距离．注意：万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来，是自然界中最普遍的规律之一，式中引力恒量G的物理意义：G在数值上等于质量均为1千克的两个质点相距1米时相互作用的万有引力．4、万有引力与重力的关系：合力与分力的关系。
三、卫星的受力和绕行参数（角速度、周期与高度）1、由G2、由GmM?r?h?mM2v2，得v?h↑，v↓ ?mr?hGMr?h2mM=mω2（r+h），得ω=?r?h?3，∴当h↑，ω↓ 4?24?2?r?h?3?m2?r?h?，得T=3、由G ∴当h↑，T↑ 2GMT?r?h?注：（1）卫星进入轨道前加速过程，卫星上物体超重．（2）卫星进入轨道后正常运转时，卫星上物体完全失重． 4、三种宇宙速度（1）第一宇宙速度（环绕速度）：v1=7.9km/s，人造地球卫星的最小发射速度。
也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。
计算：在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力，重力就是卫星做圆周运动的向心v12力．mg?m．当r＞＞h时．gh≈g 所以v1＝gr=7．9×103m/s r?h第一宇宙速度是在地面附近（h＜＜r），卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度．（2）第二宇宙速度（脱离速度）：v2=11.2km/s，使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度．（3）第三宇宙速度（逃逸速度）：v3=16.7km/s，使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．四、两种常见的卫星1、近地卫星近地卫星的轨道半径r可以近似地认为等于地球半径R，其线速度大小为v1=7.9×103m/s；其周期为T=5.06×103s=84min神舟号飞船的运行轨道离地面的高度为340km，线速度约7.6km/s，周期约90min。
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一、 名词解释 1. 视星等；为考察星体的目视亮度，把最亮的星做为 1 等星，肉眼都能看见的做为 6 等星， 这就是视星等 2. 绝对星等；10pc 处恒星的视星等 3. 视差： 观测者在两个不同位置看到同一个天体的方向之差称为视差。 测量出天体的视差， 就可以确定天体的距离。 4. 光度：天体在单位时间内辐射的总能量，是恒星的固有量。 5. 天文单位（AU）；一个日地距离为 1AU。天文常数之一。天文学中测量距离，特别是测 量太阳系内天 体之间的距离的基本单位。 6. 大气窗口；电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段成为大气 窗口。通常 把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。 7. 黑体：能吸收所有外来辐射（无反射）并全部再辐射的理想天体。 8. 谱线红移：远离观测者辐射源发出的电磁辐射波长变长。 9. 切连科夫辐射：高速荷电粒子在介质中穿行时，如果粒子速度大于介质中的光速，就会 产生一种特殊辐射，它具有明显的方向性和强偏振等特点，这种电磁辐射称为切连科夫 辐射 10. 秒 差 距 ： 是 最 标 准 的 测 量 恒 星 距 离 的 方 法 ， 建 立 在 三 角 视 差 的 基 础 上 。 d=1/p, 1pc=3.26ly。 11. 色差： 色差是指由于不同颜色光折射率不同， 在光学上透镜无法将各种波长的色光都聚 焦在同一点 上的现像。 12. 望远镜： 望远镜在收集电磁波的信息中起收集光子和成像两种作用， 按照成像原理主要 分为折射式和反射式两种。 13. 宇宙线：是由来自外太空的高能粒子射线。主要由核子构成，其中包括约 90%质子+9% 氦核+1%电子+ 少量的重核，γ射线和超高能中微子也构成一小部分宇宙射线。 14. 引力波：引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递（由星体或星系中辐射出 来）。 15. 激光干涉引力波天文台（LIGO）；是美国分别在路易斯安那州的列文斯顿和华盛顿州的 汉福德建造的 两个引力波探测器。采用迈克耳孙干涉仪和法布里‐珀罗干涉仪的原理。 16. （恒星） 色指数； 利用颜色来显示恒星表面温度的一个标量。 需要使用两种不同的滤镜， U 和 B 或 B 和 V，依序测出目标物的光度。 17. 恒星的赫罗图； 赫罗图是恒星的光谱类型与光度之关系图， 赫罗图的纵轴是光度与绝对 星等，而横轴则是光谱类型及恒星的表面温度，从左向右递减。 18. 主序星；主序星在可显示恒星演化过程的赫罗图上，是分布在由左上角至右下角，被称 为主序带上的恒星。燃烧氢。 19. 宇宙距离阶梯；恒星‐星系‐星系群‐星系团‐超团 20. 造父变星；一种周期性脉动的变星，它的光变周期与绝对星等的变化具有确定的关系， 即周光关系。 21. 造父变星的周期‐光度关系； 指造父变星具有的光变周期和绝对星等之间的关系。 可以 通过造父变星的光变周期求得绝对星等，进而求出距离模数，最终求得造父变星的距离。 22. 白矮星；是由电子简并物质构成的小恒星，密度极高，微弱的光度则来自过去储存的热 能。质量上限为 1.4 个太阳质量。 23. 中子星；是恒星演化到末期，经由引力坍缩发生超新星爆炸之后，可能成为的少数终点
之一。 白矮星被压缩成中子星的过程中恒星遭受剧烈的压缩使其组成物质中的电子并入质子 转化成中子，使其密度极大，且旋转速度极快，而由于其磁轴和自转轴并不重合，磁场旋转 时所产生的无线电波等各种辐射可能会以一明一灭的方式传到地球， 有如人眨眼， 故又称作 脉冲星。质量上限为 3 个太阳质量。 24. 黑洞视界； 黑洞周围的时空的曲隔界线， 在界线外的观察者无法获得视界内的任何信息， 或受其影响。 25. 洛希瓣（Roche Lobes）；包围在恒星周围的空间，在这个范围内的物质会受到该天体 的引力约束而在轨道上环绕着。 如果恒星膨胀至洛希瓣的范围之外， 这些物质将会摆脱掉恒 星引力的束缚。 26. 星际物质： 恒星之间的物质﹐包括星际气体﹑星际尘埃和各种各样的星际云﹐还可包括 星际磁场和宇宙线。 27. 脉冲星；中子星的一种，为会周期性发射脉冲信号的星体。具有强磁场，运动的带电粒 子发出同步辐射，形成与中子星一起转动的射电波束。 28. 伽玛暴（GRB）；是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强，随后又 迅速减弱的现象，持续时间在 0.1‐1000 秒，辐射主要集中在 0.1‐100 MeV 的能段。 29. 星团：由成团的恒星组成的、被各成员星的引力束缚在一起的恒星群称为星团。 30. 疏散星团； 指由巨大的尘埃和气体团中形成大量的恒星而形成， 由数百颗至上千颗由较 弱引力联系的恒星所组成的天体，直径一般不过数十光年。疏散星团中的恒星密度不一， 位 于恒星活跃形成区，年轻，只有数百万年的历史（位于银河系盘面）。 31. 球状星团；外观呈球形，在轨道上绕着星系核心运行，很像卫星的恒星集团。球状星团 因为被重力紧紧束缚，使得恒星高度的向中心集中。恒星比较年老，由 20，000 至 1 百万个 恒星组成，直径约为 200 光年（一般位于星系晕中）。 32. 射电 21 厘米谱线：又被称为氢线，是指由中性氢原子因为能阶变化而产生的电磁波谱 线。在电磁波谱上的位置是微波。这个波长的辐射经常在无线电天文学上被应用，尤其无线 电波可以穿过对可见光是不透明的星际云等巨大星际介质区域。 33. 星族：银河系（以及任一河外星系）内大量天体的某种集合。这些天体在年龄、化学组 成、空间分布和运动特性等方面十分接近。 34. 漩涡星系；是由大量气体、尘埃和又热又亮的恒星所形成，有旋臂结构的扁平状星系。 有相当大的总角动量中心有核球的结构，被周围的星系盘环绕着。核球类似椭圆星系，有许 多老年属于第二星族的恒星，并且通常会有超重黑洞隐藏在中心。星系盘是扁平的，伴随着 星际物质、年轻的第一星族恒星、和疏散星团，共同绕着核球旋转。 35. 椭圆星系；是哈柏星系分类中的一种类型。恒星的运动是以不规则的运动为主，不同于 漩涡星系的以自转运动为主，只有少许的不规则运动。只有少许的星际物质、年轻的恒星很 少、疏散星团的数量也不多。恒星多是年老的，属于第二星族的恒星。较大的椭圆星系， 都 有以老年恒星为主的球状星团。 36. 活动星系：活动星系是相对正常星系而言的。星系普遍存在着活动现象，但绝大部分星 系的活动不明显，因此称为正常星系，大约 2%的星系活动激烈，被称为活动星系。 37. 活动星系核（AGN）；是一类中央核区活动性很强的河外星系。这些星系显得比普通星 系活跃，在从无线电波到伽玛射线的全波段里都发出很强的电磁辐射，称为活跃星系。 （高 光度、宽发射谱） 38. 类星体；红移值非常大，远超过了一般恒星的红移值——几亿到几十亿光年之外；短时 间内光度有 明显变化——大小最多只有几“光日”到几“光周”，大的也不过几光年，远 远小于一般的星系的尺度；各波段都有很强辐射的天体。(?) 39. 活动星系核的统一模型； 试图将两种或两种以上的活动星系核用一个模型进行描述的模
1.20 世纪 60 年代天文学上的四大发现？ 2.太阳黑子为什么黑？太阳中有哪些常见的剧烈物理现象？ 3.望远镜为什么越大越好？ 4.什么是恒星光谱型？太阳的光谱型？ 5.太阳大气可分为几层？各是什么？特征？ 6.列举几种测量宇宙天体距离的方法。 7.列举几种测量恒星表面温度的方法。 8.密近双星的分类？ 9.活动星系核的分类？活动星系核有哪些共同观测特征（共性)? 10.黑洞主要存在哪些天体系统中？描述黑洞的参数有哪些？ 11.确定宇宙年龄一般哪三种独立的方法？ 12.什么是致密天体？有哪些？ 13.星系的哈勃分类法？ 14.由于尘埃吸收，光学望远镜不能观测到银河系中心，哪些波段可以？ 15.普通恒星、中子星、白矮星在静力学平衡的情况下与引力相抗衡的力是什么 力？ 16.支持宇宙大爆炸起源பைடு நூலகம்主要观测证据有哪些？
三、简单计算 1. 太阳的视星等为‐26.7，月亮的视星等为‐12.6，请问它们的亮度差？
3.
4.
5. 黑体辐射：第二章 习题 2.6, 2.12 6. 第三章 习题 3.3, 3.4, 3.6, 3.7, 3.8, 3.11, 3.12
四、补充
型，不同类 型的活跃星系核只是由于观测视角的不同。电波弱(radio‐quiet)活跃星系核 与电波强(radio‐loud)活跃星系核分别具有各自的统一模型：电波弱统一模型和电波强统 一模型。 40. 宇宙学红移；宇宙膨胀引起的河外天体谱线红移。 41. 星系退行的 Hubble 定律；哈勃发现，在宇宙空间不仅几乎所有的星系都具有谱线红移 现象，而且还 存在着星系的红移量与该星系的距离成正比的关系，也就是说，越远的星系 正在以越快的速度飞驰而去，这被称为哈勃定律。即，可以通过观测星系的谱线红移量， 求 出星系的视向速度，进而得出它们的距离。 42. 宇宙大爆炸；是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型，此观点为：宇宙是 在过去有限 的时间之前，由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的（大约存在于 133 亿年至 139 亿年前），并经过不断的膨胀到达今天的状态。宇宙的爆炸是空间的膨胀， 物质则随着空间膨胀，随着宇宙膨胀和温度降低，构成物质的原初元素相继形成。 43. 宇宙微波背景（CMB）；是一种充满整个宇宙的电磁辐射。特征和绝对温标 2.725K 的黑 体辐射相同。 频率属于微波范围。 44. 宇宙学原理：在大尺度下，宇宙物质分布是均匀各向同性的。这个假定被称为宇宙学原 理。 45. 宇宙暗物质；非重子物质，与辐射场无相互作用，大爆炸之后就开始在引力的作用下开 始成团，无 法通过电磁波的观测进行研究，也就是不与电磁力产生作用的物质。目前只能 通过重力产生的效应得知，而且已经发现宇宙中有大量暗物质的存在。 46. 宇宙暗能量：在物理宇宙学中，暗能量（又称暗 能）是一种充溢空间的、增加宇宙膨 胀速度的难以察觉的能量形式。 暗能量假说是当今对宇宙加速膨胀的观测结果非唯一， 但最 流行的解释。在宇宙标准模型中，暗能量占据宇宙 73%的质能。 二、其他知识点