天文学导论复习纲领

《天文学导论复习提纲2010》

一、 名词解释

视星等；绝对星等；岁差；恒星时；天文单位（AU）；大气窗

口；Fraunhofer线；pp链；CNO循环；3alpha过程；秒差距；

极光；矮行星；微引力透镜；色差；消色差双合透镜；衍射极

限（Airy斑）；主动光学；自适应光学；（地球转动）综合孔径

技术；宇宙线；引力波；激光干涉引力波天文台（LIGO）；激

光干涉空间引力波天文台（LISA）；（恒星）色指数；恒星的

赫罗图；主序星；宇宙距离阶梯；造夫变星；造夫变星的周期

-光度关系；白矮星；中子星；黑洞视界；洛希瓣（Roche Lobes）；

核塌缩超新星；Ia型超星星；SN1987A；脉冲星；磁星（Magnetar，磁中子星）；伽玛暴（GRB）；疏散星团；球状星团；发射星云；

射电21厘米谱线；漩涡星系；椭圆星系；活动星系核（AGN）；

类星体；视超光速；活动星系核的统一模型；宇宙学红移；星

系退行的Hubble定律；宇宙大爆炸；宇宙微波背景（CMB）；

宇宙暴涨；宇宙暗物质；宇宙暗能量

二、 简答题

1.日心说的观测证据？

2.如何测量太阳系的年龄？

3.太阳中元素的分布有什么特点？

4.太阳中的铁元素怎么来的？

5.如何测量恒星的表面温度？

6.列举几种探测中微子的原理。

7.什么是太阳中微子短缺问题？

8.中微子振荡的观测和实验证据有哪些？

9.太阳黑子为什么黑？

10.利用日全食检验广义相对论的基本原理。

11.为什么内地行星的原初大气已基本逃逸（无氢、氦）？

12.地球适合生命存在的条件有哪些？

13.简述探测（太阳）系外行星的主要方法及其原理。

14.望远镜为什么越大越好？

15.TeV （1012eV）Cherenkov望远镜的探测原理。

16.氢原子光谱主要有哪些线系？大致在什么波段？

17.什么是恒星光谱型？太阳的光谱型？

18.如何测量恒星的大小？

19.天狼星B（白矮星）的平均密度是如何通过观测知道的？

20.列举几种测量宇宙天体距离的方法。

21.中子星中为什么存在游离的中子而没有衰变成质子？

22.为什么说核塌缩超新星在爆发的过程中释放的总能量是其前

身星一生中释放总能量的10倍之多？

23.有哪些证据表明蟹状星云的辐射来自相对论性电子在磁场中

的同步辐射？

24.中子星的自转为什么大多很快（~1ms）？

25.中子星的表面磁场为什么大多很强（~1012G）？

26.中子星有哪些品种？它们的辐射能源分别是什么？

27.黑洞主要存在在哪些天体系统中？

28.伽玛暴在银河系还是在宇宙学距离上？如何通过观测知道

的？

29.伽玛暴主要分为哪两类？它们的爆发机制分别是什么？

30.暗物质存在的证据有哪些？

31.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？

32.银河系中心存在一个大约四百万太阳质量的黑洞，它的质量是

如何被测量的？

33.测量Hubble常数的方法有哪些？

34.知道Hubble常数，如何估算宇宙的年龄？

35.画出一颗质量为太阳大小的恒星在赫罗图上的演化轨迹，并简

要标明其演化的不同阶段发生的主要物理过程。

36.试画出Hubble 音叉图，并简述椭圆星系与漩涡星系特性的主

要区别。

37.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？

38.AGN一般有哪些共同特点？

39.支持宇宙大爆炸起源的主要观测证据有哪些？

三、 证明题

1.试推导金斯质量（用中心引力天体的质量，气体的温度和密度

表示）。

2.利用海森堡不确定原理定性推导Airy斑大小的表达式。

3.推导射电喷流的视超光速的表达式。

四、 计算题

1.太阳的视星等为-26.7，月亮的视星等为-1

2.6，请问它们的亮

度差？

2.如果绝对星等的定义是把恒星想象移到100pc处的视星等，则

绝对星等与视星等之间的关系将如何表示？

3.星际消光、星际红化使得恒星看起来变暗、变红。如果是利用

一颗造父变星的周光关系确定其距离，则星际消光和星际红化

对距离的测定将有何影响？

4.已知月亮围绕地球公转的参数：轨道半径为3844km，周期为

27.32天，利用Kepler第三定律，计算地球同步轨道卫星围绕

地球公转的轨道半径。

5.简单取强相互作用的力程为1fm，试估算氢聚变所需要的温度；

实际上恒星内容氢聚变的所需的温度仅为107K，为什么？

6.若已知氢和氦原子核的质量，试计算氢聚变的产能率。

7.从太阳的总能源和太阳的辐射光度的角度，试估算太阳的年龄

（太阳能燃烧多久？）。

8.一颗星用蓝光观测比用红光观测显得亮，则其B-V大于零，

小于零，还是等于零？

9.一台150mm口径的望远镜的极限星等是多少（取夜间人眼瞳

孔的直径为7mm）？

10.假设观测波长为5500A（绿光），试计算上题中望远镜的分辨

率。

11.望远镜的焦距为1000mm，目镜的焦距为11mm，光路中再放

置一两倍放大率的Barlow透镜，试计算该望远镜的放大率。

如果该目镜的field stop为9mm，该望远镜的视场是多大？

12.望远镜为什么越大越好？以英国的MERLIN射电天线阵为例，

试计算该天线阵的分辨率（基线长度为217km，取观测波长为

1.3mm）。

13.GRB 980425是距离我们最近的、并且是第一个探测到与超新

星成协的伽玛射线暴（GRB），它的红移是z=0.008。试估算该

伽玛暴的（由于宇宙膨胀导致的）退行速度，以及它的距离（取

现在的哈勃常数: H0=71km/s/Mpc）。该伽玛暴在银河系之内还

是之外？