1、第一讲 天文学的发展1，简评我国古代天文学的成就和不足。大量观测数据:星座黑子日食 彗星流星 超新星 长于:历法 天文仪器研制 观测与天象记录 短于:天文理论2，简述托勒密的地心说，为什么这一错误的学说能统治 1500 年之久？1)位于中央静止不动，行星、月亮、太阳和恒星绕地球转转动） 。依次为地球、月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星和恒星天。行星逆行和留的现象：本轮：行星绕小圆轨道运动；均轮：本轮中心围绕地球运转的大圆轨道。行星运动的合成轨迹显示顺行和逆行。调整本轮和均轮的角速度和半径使合成轨迹与观测结果一致。行星视运动速度不均匀: 地球不在各均轮的中心处，均轮相对于地球都是偏心圆。从
2、地球上看，本轮中心在均轮上的运行并不等速。2)奉为钦定理论的基督教教会势力。实践是检验真理的标准，判断地心说是否是谬误，只能由天文观测来确定。3，简述哥白尼日心说的要点及伟大意义。1）太阳为中心水星（80 天）金星（9 个月）地球（1 年）月球绕地球（1 月）火星（2 年）木星（12 年）土星（30 年）恒星天（不动）2)近代天文学奠基。给出太阳系的真实图像。相当严谨的理论，正确地描述了 6 个行星绕太阳的轨道运动。可定量计算，解释行星的顺行、逆行及留现象；可以预报 5 大行星、太阳、月球在未来某时刻的视位置。3）不对：太阳静止，太阳中心，椭圆轨道/困难之处：周年岁差、光行差4，什么是开普勒三
3、大定律？它们有什么重要性？1 所有行星皆以椭圆形轨道环绕太阳运行，而太阳则处在椭圆的一个焦点上。2 假若在行星和太阳之间画一条直线，在同等时间之下，这条直线所扫过的面积皆会相等。行星越接近太阳，运行速度越高。3 开普勒第三定律：行星公转周期的平方= 轨道半长轴的立方。天体运行-物理规律 天体物理起点 天空立法5，什么是天球？试说明天球赤道坐标系的定义和优点。 （ ppt）北天极确定，赤道面，经度起算点为春分点（黄道赤道交点）坐标值不受时间变化和观测点地理位置影响岁差和章动岁差：在太阳，月亮和其它行星的引力作用下，地球自转轴在空间不断发生变化（进动） 。导致天球的天轴变化。天轴绕黄道面的垂直轴（
4、黄轴）旋转，以大约 26000 年的周期在空间描绘出一个圆锥面。对天体位置的测量造成误差。章动：岁差中的一种轻微不规则运动，使自转轴在方向的改变中出现如“点头”般的摇晃现象。章动来自於潮汐力。1728 年发现。北天极不断变化；现在北极星附近。以后就不是了。公元前二世纪希腊依巴谷发现岁差。他自己测量的恒星位置与 150 年前别人测量的位置有系统的变化，推论是由于春分点在变。公元 330 年前后，中国虞喜也独立发现。第二讲 光学望远镜1，试说明光学望远镜的种类和主要的特点。书 P23 折射式（透镜） 、反射式（凹面镜） 、折反射式（把一颗恒星放在不同距离上，其视星等不同 m1(r1)-m2(r2)
5、=2.5lg(E2/E1)r1=10 秒差距； m1=M； r2 和 m2 为恒星实际值6，距离单位：天文单位、光年和秒差距的定义以一个天文单位为底边； 顶角为 1 角秒； 定义其直角边为 1 秒差距.1 秒差距3.26 光年7，简单叙述周年视差测距法和造父变星的测距法周年视差 隔半年的两次观测观测同一颗星，其视位置会发生变化，测出视差角；造父变星测距法 测出造父变星的光变周期，根据周光关系曲线,求得绝对星等,由关系式 M m 5 5 lg r，算出造父变星的距离.如星团、星系中有造父变星，则它们的距离可代表星团或星系的距离。第九讲 20 世纪 60 年代四大发现1，试叙述类星体的观测特征19
6、65 年以后，天文学家发现一些光学天体的紫外辐射很强，射电辐射却很弱，甚至探测不到，称为蓝星体。具有很大的红移，也成类星体的候选者。类星体的最重要的特征是巨大的红移。 （红移值由观测波长和在地球上实验室测定的波长来确定）类星体是迄今为止观测到最明亮、最遥远、最古老的天体。它的巨大红移、可以与光速比拟的退行速度和巨大能量向天文学和物理学提出了挑战。2，说明分子谱线发现的意义对于恒星形成、恒星演化晚期和银河系结构有重要意义；成为观测低温度、低密度的星际云、恒星形成区、恒星包层等的重要手段。星际有机分子的观测研究对探索地球以外的其他星球上可能存在生命物质的问题提供科学的线索和依据。一门独特的学科分子
7、天文学。3，为什么说脉冲星就是中子星？白矮星：电子气兼并压力；中子星：中子气简并压力1，脉冲星周期的主要观测特征稳定而短的周期：周期 1.5 毫秒8.5 秒。十分稳定，可以和原子钟比美。5 年观测起伏约 0.3 微秒。周期缓慢的变长：脉冲星周期随时间十分缓慢地增加，变化率非常之小：2，周期来源天文上周期性现象是常见的，但都没有这样短。天文周期现象的三种来源： 1，双星的轨道运动周期 2，径向脉动周期 3，自转由于周期太短，只能是体积非常小的致密星:中子星或白矮星。3，中子星自转中子星双星的轨道周期轨道周期变短与脉冲星周期越来越长的观测不符； 中子星径向振荡周期周期不准确，也不是越来越长的，与观
8、测不符。中子星自转周期周期稳定,周期逐渐变长。与观测特征相符，确认是自转中子星4，什么是宇宙微波背景辐射？说明其发现的意义。从热大爆炸后 30 分钟到约 30 万年时期，电子和光子之间的这种相互作用一直存在，因此稳定的原子形不成，光子也不能向外传播，宇宙处于不透明的状态。30 万年后，宇宙冷却到约 4000K；光子能量降低到不能与电子相互作用，稳定的原0z1320/ps 子便形成了；辐射的光子也可以无阻挡地传播；4000K，光学波段辐射，到今天已变为温度只有 3K 的微波波段的辐射。这就是著名的宇宙微波背景辐射的预言。从可见光变到微波波段：由于时空膨胀导致波长变长；由于退行速度特别大，红移值是
9、 1000，从光学波段变为微波波段了对宇宙大爆炸理论的有力支持第十讲 X 射线和伽玛射线1，试说明 X 射线和伽玛射线在电磁波谱中的位置。X 射线和 射线属于高能光子，习惯用它们的能量电子伏（ev ）来表示。可见光光子的能量在 23ev 之间；X 射线光子的能量在 0.1500kev 范围； 射线光子则包括了 500kev 到 1 万亿 kev(1016ev)的能量范围；常把 射线看作是高能 X 射线2，试说明掠射式 X 射线天文望远镜的原理和它的重要性。X 射线有很强的穿透力，无法用类似光学望远镜凹面镜或射电望远镜的抛物面天线的方法来会聚来自天体的 X 射线光子。X 射线很容易被介质吸收，在
10、介质中的折射率接近于 1，也不能用光学望远镜的折射系统。掠射式 X 射线望远镜的发明是关键性的进展，解决了困惑天文学家多年的一大难题工作原理：当入射角非常小时，如小于 2 度，X 射线将被介质全反射，这就是掠射现象。利用 X 射线掠射的全反射现象来进行聚焦，让镜面几乎顺着 X 射线源，在焦点处聚焦。3，试说明伽玛射线辐射暴的观测特征。辐射变化剧烈而迅速，呈脉冲状。上升时间为 0.2 秒，最快的可达毫秒量级。爆发持续时间从 0.1 秒至 100 秒。通常，一个脉冲结束后，紧接着有第二个、第三个脉冲出现（脉冲数可以有 1 至 5 个） 。某些强爆发源直径不超过 1,500 千米。 不知道爆发源的距
11、离，不知道哪一个爆发最强。爆发辐射能量范围从几 Kev 到几 Mev，呈指数形连续谱，随着能量的增加而迅速地减小。 由于不知道爆发源的距离，无法得知辐射功率。如果是最近的恒星处，辐射功率为1034 尔格秒。比太阳的辐射功率大一个数量级。 爆发源可能在银河系外，辐射功率将要大很多数量级。4，试说明伽玛射线暴的 x 射线余辉观测的重要性。 射线暴，距离确定困难：爆发停止就完全消；定位精度低，几度范围内无法找到对应的已知天体。X 射线观测定位精度高，也就能确定位置了。第十一讲 银河系和河外星系1，为什么赫歇尔被尊称为“ 恒星之父”？P2482，沙利普是怎样把太阳从银河系中心请出来的？）P251沙普利
12、改用球状星团的空间分布来估计银河系的结构球状星团亮，看得远，数目少。采用新的估计距离的方法：造父变星方法和天琴座 RR 变星方法。发现球状星团的分布不对称，说明太阳不在银河系中心。球状星团绝大部分都分布在人马座方向，找到了银河系中心。3，试描述银河系的结构。形状象一个大铁饼。 由银盘、银晕、核球和旋臂等组成。“大铁饼”中心凸起部分称核球，物质密集。直径 810 万光年。太阳离中心约 3.3 万光年。 银河系并没有一个明显的边界。银盘中心的核球为椭球形，几条螺旋状的旋臂从核球两端对称地延伸出来。旋臂是银河系内物质密集的部分，共发现了 4 条，分别叫做三千秒差距臂、英仙臂、人马臂和猎户臂。银河系较差自转：在靠近银心的地方，接近于刚体旋转；离银心较远地方自转角速度不同，离中心越远，其角速度越小。4，为什么哈勃被誉为“星系之父 ”？利用造父变星测出河外星系距离，确认旋涡星云是河外星系。椭圆星系、不规则星系、旋涡星系
