天文学W03星空运转与周日视运动课件.ppt

1、关于本课程：星空运转与周日视运动；天球和天球坐标系；时间与历法；天文望远镜；太阳、地球、太阳系；恒星的形成和演化；白矮星、中子星和黑洞；银河系；星系和宇宙；地外生命与地外文明。1关于本课程：星空运转与周日视运动星空运转与周日视运动!天球和天球坐标系；时间与历法；天文望远镜；太阳、地球、太阳系；恒星的形成和演化；白矮星、中子星和黑洞；银河系；星系和宇宙；地外生命与地外文明。2天文学第三周星空运转与周日视运动3在这星空中我们看到了什么？除了亮闪闪的星星点点，还是星星点点。亮度 星等位置 星座4一、天体的亮度和视星等5视 星 等（apparent magnitude）星等星等最早是由古希腊天文学家喜

2、帕恰斯制定的，他把自己编制的星表中的1022颗恒星按照亮度划分为6个等级，即1等星到6等星。1850年，英国天文学家普森(Pogson)通过精确的测量发现1等星要比6等星亮100倍。也就是说，差一个星等，亮度就相差2.512倍。根据这个关系，星等就有了科学的定义。在清澈、晴朗且没有月亮的夜晚，肉眼能够看到最暗大概6.5等，因此北半球整个天空大概能看到3000颗星。喜帕恰斯Hipparchus（约公元前190年前120年，中国西汉初期）6一等星二等星三等星四等星五等星六等星7星等星等亮度亮度21212.5lg(/)mmEE 星等之差越亮的星，它的视星等越小。越亮的星，它的视星等越小。人眼对亮度的

3、感觉与客观亮度的人眼对亮度的感觉与客观亮度的对数对数成线性关系，能够感知光线在很大范成线性关系，能够感知光线在很大范围内的变化围内的变化星等的测量和计算8曾经的0等星-织女星(Vega)在几十年前，织女星一直被天文学家用来做亮度定标的标准星，其亮度被定义为0等。织女星不是每个季节都能看到。织女星其实是颗变星:亮度有微小的周期性变化。0.03等9视星等是人们从地球上观察星体亮度的度量。由于不同的星与地球的距离不同，所以视星等并不能指示出恒星本身的发光强度。名称名称星等星等牛郎星0.77等织女星0.03等天狼星（最亮的恒星）-1.45等比邻星（半人马座星）11.05等金星（最亮时）-4.6等木星（

4、最亮时）-2.94等太阳-26.7等满月-12.8等10 我们所说的视星等一般是指可见光波段(390-750 nm)、肉眼看到的亮度。天文学研究不同温度、不同类型的天体，需要对不同波段的亮度进行量化的测量。颜色 温度颜色和色指数11颜色和色指数常用的Johnson滤光片系统12 色指数(Color index)是恒星颜色的一种量度，它定义为恒星的两个不同波长段测得的星等之差（比如U-B,B-V）。由于人眼对黄绿光敏感，而照相底片对蓝光敏感，在照相底片上的蓝色恒星比目视要亮一些，而红色恒星比目视要暗一些。因此兰色星的色指数为负值而红色星的色指数为正值。利用色指数可以定义恒星的色温度。温度不同的恒

5、星，发出的光分布在不同的波段。颜色 温度颜色和色指数13不同温度的恒星猎户座猎户座猎户座猎户座14二、星座与四季星空15 认识星空可以帮助我们认识恒星位置，增进欣赏浩瀚宇宙之情趣，以及扩充对宇宙的视野。古埃及天狼星在日出之前出现于东方之时(约当时夏至)尼罗河三角洲便开始泛滥，带来肥沃的土壤。北极星是早期航海家导航定位之参考，即身处现代的我们偶尔也会利用其来确认方向。(南半球则用南十字座来帮助寻找正南方。)16星 座（constellation）天上绝大多数星，相对之间的位置是不变的，称为恒星。古时候的人们，利用星与星之间的相对位置，来对星进行定位。人们把天空分成几个区域，将一些位置相近的星联系

6、起来，组成星座星座。将星组成星座基本上是一个随意的过程，并没有严格的标准。因而，不同的文明就会有不同的星座定义。17 星座与星名我们祖先早就我们祖先早就给天上的亮星给天上的亮星起了名：起了名：有的根据神话故事，如牛郎星、织女星、天狼星、老人星等；有的依据中国有的依据中国28宿命名，如宿命名，如角宿一，心宿角宿一，心宿二，娄宿三，二，娄宿三，参宿四和毕宿参宿四和毕宿五等；五等；有的根据颜色命名，如大火(心宿二)；还有的依据恒星所在的天区命名，如天关星，北河二，北河三，天津四，五车二和南门二等。18 二十八宿，又名二十八舍，为日月舍。最初古代人为比较日月五星的运动而选择的二十八个星官，作为观测时的

7、标志宿或舍有“停留”的意思。月亮的恒星周期为27.3天，将月亮的运行轨道分为28个部分，则月亮每个晚上停留一处。通过28个星宿，月亮又回到原来的地方。所以，28宿又称为28舍。东苍龙：角，亢，氐，房，心，尾，箕北玄武：斗，牛，女，虚，危，室，壁西白虎：奎，娄，胃，昴，毕，觜，参南朱雀：井，鬼，柳，星，张，翼，轸19西方星座20西方星座西方星座最早始于巴比伦时代（约5000年前），由一群牧羊人创造。公元2世纪（汉朝时期），托勒密在古巴比伦星座的基础上将全天分为四十八个星座，结合神话故事取定了它们的名字15-17世纪（中国明清时期），欧洲大航海时代到来。星空成为了航海家们天然的灯塔。而与此同时，大

8、航海也使人们有机会看到了从前未能看到过的位于南半球之上的天空，使得新的星座不断得以增加。1928年，国际天文学联合会（IAU）确定了全天八十八个星座及星座界线，其中北天二十八个，黄道十二个，南天四十八个。托勒密（127年-151年）古希腊天文学家、地理学家，著天文学大成十三卷和地理学指南八卷21大熊家族：包括10个星座，大熊座、小熊座、天龙座、猎犬座、牧夫座、后发座、北冕座、鹿豹座、天猫座和小狮座。这些星座环绕着北天极。黄道家族：包括在黄道上的12个星座，狮子座、室女座、天秤座、天蝎座、人马座、摩羯座、宝瓶座、双鱼座、白羊座、金牛座、双子座和巨蟹座。英仙家族：包括9个星座的团体，仙后座、仙王座

9、、仙女座、英仙座、飞马座、鲸鱼座、御夫座、蝎虎座和三角座。武仙家族：包括19个星座：武仙座、天箭座、天鹰座、天琴座、天鹅座、狐狸座、长蛇座、六分仪座、巨爵座、乌鸦座、蛇夫座、巨蛇座、盾牌座、半人马座、豺狼座、南冕座、天坛座、南三角座和南十字座。这是一个巨大的家族，主要分布在从北纬60 至南纬70的西半球。猎户家族：包括5个星座，猎户座、大犬座、小犬座、天兔座和麒麟座。这个家族是以猎人为首，带着大狗、小狗和独角兽，追逐著野兔。水族：包含9个星座，海豚座、小马座、波江座、南鱼座、船底座、船尾座、船帆座、罗盘座和天鸽座。这些星座是湖泊、河流、海洋生物和船只的组合。拜耳家族：包含11个星座，在南天。拉

10、卡伊家族：包括13个星座，在南天。2216031603年年德国业余天文学家拜尔建议“平等对待”这些恒星，不能只给亮星起名。例如猎户座(参宿四)、猎户座(参宿七)、猎户座(参宿五)、猎户座(参宿三)等。某个星座的恒星若超过了某个星座的恒星若超过了2424个或者个或者为了方便，就用星座的名称后加阿为了方便，就用星座的名称后加阿拉伯数字表示。拉伯数字表示。如天鹅座61星、天马座51星、双子座65星及天兔座17星等。随着望远镜的诞生，能观测到随着望远镜的诞生，能观测到的恒星越来越多，天文学家用的恒星越来越多，天文学家用星表的序号来表示星名星表的序号来表示星名.如猎户座星也叫HD39801（HD星表39

11、801号)Henry Draper Catalog。每个星座中的恒星从亮到暗每个星座中的恒星从亮到暗顺序排列，以该星座名称顺序排列，以该星座名称加一个希腊字母顺序表示。加一个希腊字母顺序表示。梅西耶星表、梅西耶星表、NGC星表、星表、IC星表等星表等23同一颗星的不同名字 Betelgeuse(参宿四)=Orionis(猎户座)=HR 2061 (Harvard Revised,亮星表)=BD+7 1055 (Bonner Durchmusterung)=HD 39801=SAO 113271=PPM 149643,(Positions and Proper Motions)RA 05:55:

12、10.306,Dec+07:24:25.35(2000.0),24变星的命名 普鲁士天文学家弗里德里希阿格兰德(Argelander)于1862年提出。他建议用拜尔命名法剩下的大写字母R到Z来命名变星，共10个。比如R Andromedae。但是很快不够用了 RR,RS.RZ,SS,ST.SZ.YY,YZ,ZZ AA,AB.AZ,BB,BC.BZ,.QQ to QZ,共334个 V335,V336.比如RR Lyrae(天琴座)，著名的变星，用来测距。比如 V4046 Aur(御夫座)25四季星空-大熊座和小熊座26 大熊座北斗七星小熊座北极星5倍27天枢天璇天玑天权玉衡开阳摇光北斗七星星名英

13、文名拜耳恒星命名法距离（光年）天枢Dubhe UMa124124天璇Merak UMa7979天玑Phecda UMa8484天权Megrez UMa8181玉衡Alioth UMa8181开阳Mizar UMa7878摇光Alkaid UMa101101道教除了以北斗七星集合为一神北斗星君外，也分称北斗七星为“七元解厄星君”，即：天枢宫贪狼星君、天璇宫巨门星君、天玑宫禄存星君、天权宫文曲星君、天衡宫廉贞星君、开阳宫武曲星君、瑶光宫破军星君。28斗柄指东，天下皆春；斗柄指东，天下皆春；斗柄指南，天下皆夏；斗柄指南，天下皆夏；斗柄指西，天下皆秋；斗柄指西，天下皆秋；斗柄指北，天下皆冬。斗柄指北，

14、天下皆冬。寒来暑往，斗转星移寒来暑往，斗转星移29 春春(捕鱼歌捕鱼歌)狮子吼天狮子吼天 春风送暖学认星，春风送暖学认星，北斗高悬柄指东。北斗高悬柄指东。斗口两星指北极，斗口两星指北极，找到北极方向清。找到北极方向清。狮子横卧春夜空，狮子横卧春夜空，轩辕十四一等星，轩辕十四一等星，牧夫大角沿斗柄，牧夫大角沿斗柄，星光点点照航程。星光点点照航程。2 2 四季星空四季星空狮子座30夏(小星星)星光灿烂 斗柄南指夏夜来，斗柄南指夏夜来，天蝎人马紧相挨。天蝎人马紧相挨。顺着银河向北看，顺着银河向北看，天鹰天琴两边排。天鹰天琴两边排。天鹅飞翔银河歪，天鹅飞翔银河歪，牛郎织女色青白。牛郎织女色青白。心宿红

15、心照南斗，心宿红心照南斗，夏夜星空记心怀。夏夜星空记心怀。31夏季大三角(牛郎、织女、天津四)32秋飞马当空飞马当空 秋夜北斗靠地平，秋夜北斗靠地平，仙后五星空中升。仙后五星空中升。仙女一字指东北，仙女一字指东北，飞马凌空四边形。飞马凌空四边形。英仙星座照夜空，英仙星座照夜空，大陵五星光会变。大陵五星光会变。南天寂静亮星少，南天寂静亮星少，北落师门赛明灯。北落师门赛明灯。仙后座33秋季星座34大陵五星（英仙座）英文“Algol”意思为“恶魔之星”，大概是因为他奇怪的行为才给他如此的名称。在英仙座的神话故事中，他是蛇发魔女梅杜莎的头。在占星学，被认为是天空中最不幸的恒星。英籍荷兰裔的聋哑业余天文

16、学家约翰古德利克（John Goodricke)于1782年首次提出了大陵五的光变机理，认为大陵五是由一亮一暗两颗恒星组成的双星系统，两颗星相互环绕运转，当两颗星相互遮掩时，总体亮度就变暗。这种双星现在叫做食双星。35北落师门（南鱼座)Fomalhaut：“The loneliest star”1.16等-周围都没什么亮星。师门”指军门，“北”指方位，“落”是指天之战场上那些藩落篱笆等布防设施。汉代长安城的北门就叫做“北落门”。在古代，看待一个国家的军队是否昌盛，出兵打仗如何，国家是否安宁，都可以通过此星占卜得出。36冬猎户威武猎户威武 三星高照入寒冬，三星高照入寒冬，昴星成团亮晶晶。昴星成团

17、亮晶晶。金牛低头冲猎户，金牛低头冲猎户，群星灿烂放光明。群星灿烂放光明。御夫五星五边形，御夫五星五边形，天河上面放风筝。天河上面放风筝。冬夜星空认星座，冬夜星空认星座，全天最亮天狼星。全天最亮天狼星。37金牛座(Taurus)38昴星团(又称七姐妹星团,M45)猎户座39 我们认识星空，最好到远离城市灯光的空我们认识星空，最好到远离城市灯光的空旷地区，并要准备好一份星图和一个手电旷地区，并要准备好一份星图和一个手电筒。如果你有一些星图软件，如筒。如果你有一些星图软件，如Skymap，Starry Night或或Stellarium,事先用计算机事先用计算机演示当夜的星空图像，这会帮你认识星空。

18、演示当夜的星空图像，这会帮你认识星空。40飞马座2012年9月14日22：14：02，Wuhan天鹅座天津四天鹰座牛郎仙女座织女41上回说到：天体的亮度和视星等；天体的亮度和视星等；星座和四季星空；恒星命名法；星座和四季星空；恒星命名法；425等星的亮度是等星的亮度是0等星的多少倍？等星的多少倍？我们看到天上最亮的恒星是？我们看到天上最亮的恒星是？夜空最亮的恒星是？夜空最亮的恒星是？南半球早期航海导航确定方向一般怎么办？南半球早期航海导航确定方向一般怎么办？按国际天文学会的划分，全天共分成多少个星座？按国际天文学会的划分，全天共分成多少个星座？北极星是在哪个星座？北极星是在哪个星座？夏季星空的

19、中的夏季大三角是哪三颗星？夏季星空的中的夏季大三角是哪三颗星？被称为秋季星空被称为秋季星空“最寂寞的星最寂寞的星”是哪一颗？是哪一颗？二、天体的周日视运动 由于地球自西由于地球自西向东自转，由相对向东自转，由相对运动原理，人们不运动原理，人们不觉得是地球在运动，觉得是地球在运动，却看到所有天体都却看到所有天体都在围绕天轴在围绕天轴(地球自地球自转轴的延伸转轴的延伸)自东向自东向西运动，西运动，2424小时运小时运转一周，叫做天体转一周，叫做天体的周日视运动。的周日视运动。43由于地球的自转，恒星在天上每天旋转一圈，这运动称为周日视运动周日视运动。441 在南北极观察天体的周日视运动 天体平行于

20、地平圈转天体平行于地平圈转动，看不到升落。动，看不到升落。在北极地区只能看到在北极地区只能看到北半天球的星，永远北半天球的星，永远看不到南半天球的星，看不到南半天球的星，南极只能看到南半天南极只能看到南半天球的星。在两极，半球的星。在两极，半年是黑夜，半年是白年是黑夜，半年是白天。天。452 在赤道地区观察天体的视运动 地理纬度为地理纬度为0。所有天体都垂直于所有天体都垂直于地平面做圆运动。地平面做圆运动。在这个地区，春分在这个地区，春分和秋分日中午时刻和秋分日中午时刻太阳在天顶，是真太阳在天顶，是真正的正的“太阳当头照，太阳当头照，立竿不见影立竿不见影”。463 在两级和赤道之间的地区观察

21、地理纬度地理纬度0-90度之间。度之间。在北极和赤道之间的在北极和赤道之间的地区，可以看到全部地区，可以看到全部北天球及部分南天球北天球及部分南天球的天体。的天体。47四、太阳的周年视运动旭日东升，旭日东升，夕阳西下。夕阳西下。1 1 黄道黄道1212宫宫48 黄道十二星座黄道十二星座4950下表完全来自网络，不代表本课程观点。下表完全来自网络，不代表本课程观点。51黄道十三宫？黄道穿过黄道穿过13个星座个星座528字曲线(Analemma)53太阳周年视运动!精品课件精品课件！精品课件精品课件！关于本课程：星空运转与周日视运动；天球和天球坐标系；天球和天球坐标系；时间与历法；天文望远镜；太阳、地球、太阳系；恒星的形成和演化；白矮星、中子星和黑洞；银河系；星系和宇宙；地外生命与地外文明。56