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求:《基础天文学》答案

求:《基础天文学》答案,偶到网上找了半天都没有,另外:还有什么带习题的书?[s:21]

这是教学大纲

天文学概论教学大纲



一、说明

(一)课程性质

天文学概论是面向全校文理本科生开设的综合选修课,是针对非天文专业学生普及现代天文学基本知识的课程。天文学的研究成果直接为生活在地球上的人类服务,同时它与其它学科之间有着广泛的相互渗透、相互促进发展的关系,其中与数学和物理学的关系最为突出,天文学与社会政治、宗教、文化、艺术等领域也有久远的关系。因此,天文学的基本知识,对于当代追求高尚知识素养的人,无论从事何种职业,都是值得学习的。

(二)教学目的

通过对天文学概论的学习和观测,使高等学校本科生比较系统地获得关于天体和宇宙的各种知识,科学地认识神秘而和谐的宇宙,了解人类生存的宇宙环境,人类探索宇宙的科学方法、艰辛历程和未来前景,从而开阔学生的视野,启迪人生,树立正确的世界观、人生观,提高科学素质和综合知识水平。

(三)教学内容

1.课堂讲授部分

主要包括天球坐标系、时间序列、太阳及行星系统、恒星、星系、当代天文学新视野、20世纪60年代天文学四大发现、恒星的能源和演化机制、黑洞、地外文明及探索、宇宙模型及理论等。

2.天文学观测实习部分

常见普通天文望远镜基本使用方法,星座辨认方法练习,对九大行星的观测,对太阳及黑子的观测、水星或金星凌日的观测,日月蚀的观测,银河及河外星系的观测,彗星、流星雨及其它天象的观测,天体光谱观测研究以及简易天文望远镜的设计制作技术等。

(四)教学时数

本课程教学安排为一学年,第一学期为课堂讲授,学时数36。第二学期为天文学观测实习,学时数为36。学生可分别选修,但只能在选修完第一部分教学内容后,方可在下一学期选修天文学观测实习课程部分。

(五)教学方式

针对该课程知识性强,与其它学科的交叉、综合性强,学生好奇性强的特点,第一部分采用课堂集中讲授为主,学生讨论为辅的开放的教学模式进行。第二部分可在天文台做基本观测实习,同时,针对预期或随机出现的特殊天文现象,组织专项观测活动,开设天文知识专题讲座和讨论,并对当代天文学的一些前沿问题举办学术讲座,适当举办面向社会的天文科普活动,丰富和活跃学生学习内容。

二、本文

理论部分

绪    论

教学要点:

  学习天文学的必要性和现实意义,天文学的分支学科和研究手段。

教学时数:

    2学时。

教学内容:

§0.1  探索宇宙是人类永恒的欲望

人类探索宇宙简史,地心说,日星说,伽里略、哥白尼、牛顿、爱因斯坦、哈勃、霍金等人在天文学发展史上的重要贡献。

§0.2  天文学与人类社会发展的关系



§0.3  天文学研究对象

研究地球大气层以外的天体和宇宙,以及地面实验室难以达到的极端物理、化学状态与天体演化机制问题。

§0.4  天文学的分支学科和研究手段

天文学的三个主要分支学科为:天体测量学、天体力学和天体物理学。其研究手段是以观测为主,结合综合理论分析。

考核要求:

掌握上述基本教学内容。

第一章  宇宙概观

教学要点:

    了解地月系、太阳系、恒星、银河系及河外星系。

教学时数:

    3学时。

教学内容:

§1.1  地月系

地球和月球、太阳系中生命的摇篮——地球、地月系形体及年龄、月相。

§1.2  太阳系

天文学中的尺度概念、太阳、行星的特征。

§1.3  恒星世界

恒星数量及名称、运动及距离、体积和质量。

§1.4  银河系及河外星系

银河系、河外星系、星系以上的四级天体系统。

考核要求:

掌握地月系、太阳系,了解恒星、银河及河外星系概况。

第二章  天球坐标系

教学要点:

掌握建立天球坐标的基本原则,三种常用的天球坐标系,天体及太阳的视运动,天球赤道坐标系本身的运动。

教学时数:

2学时。

教学内容:

§2.1  建立球面坐标的基本原则

天球、球面的几何性质,建立球面坐标的三个条件。

§2.2  三种常用的天球坐标系

地平坐标系、赤道坐标系、黄道坐标系。

§2.3  天体的周日视运

不同纬度处天球的旋转、天体中天和永不升落的天体、天体的赤道坐标与地平坐标的换算。

§2.4  太阳的周年视运动

太阳周年视运动与地球公转及黄经的关系,不同纬度处太阳视运动的轨道,日地距离与四季的关系。

§2.5  天球赤道坐标系本身的运动

岁差与地球自转轴进动及岁差的后果,章动、黄赤交角的变化与地球极移。

考核要求:

重点掌握三种常用天球坐标系及太阳周年视运动规律。

第三章  时间序列

教学要点:

了解恒星时与平太阳时及换算,区时与世界时,历法及现代时间服务工作。

教学时数:

3学时。

教学内容:

§3.1  恒星时与平太阳时

§3.2  区时与世界时

地方时与区时,世界时与国际日期变更线,时间与地理纬度的关系。

§3.3  恒星时与平时的换算

时间间隔的换算,时刻的换算,天体时角的换算。

§3.4  历法

现行公历,中国农历,纪年和儒略日,干支纪年法。

§3.5  现代时间服务工作

时间计量的现代概念,国际时间服务、协调世界时。

考核要求:

重点掌握恒星时、平太阳时、区时与世界时及历法概况。

第四章  行星系统

教学要点:

了解万有引力定律和行星运动方程,行星运动轨道和视运动规律,行星际航天器的轨道问题及太阳系小天体。

教学时数:

3学时。

教学内容:

§4.1  万有引力定律和行星运动方程

万有引力定律 、开普勒行星运动三定律及其意义、摄动力及潮汐现象和洛希极限。

§4.2  行星运动轨道和视运动规律

轨道根数,行星的视运动规律,日食和月食。

§4.3  星际飞行器的轨道问题

二体问题中速度与轨道的关系、三种宇宙速度、现代航天技术简介。

§4.4  太阳系小天体

小行星、彗星、流星和陨石。

考核要求:

本章重点掌握万有引力定律、开普勒行星运动定律、行星的视运动规律,日食和月食以及太阳系小天体的情况。

第五章  恒星

教学要点:

恒星物理方法、运动位置及参数,主星序、双星、星团、星云星际物质和不稳定恒星。

教学时数:

3学时。

教学内容:

§5.1  恒星物理方法

电磁波谱和天文大气窗口,恒星的亮度、星系、光度、恒星光度测量、恒星的光谱和分光测量,量子力学简介及在恒星物理中的应用。

§5.2  恒星的位置及运动参数

§5.3  主星序

光谱型、赫罗图及主序星。

§5.4  双星

双星及其发现、食双星、分光双星、密近双星、双星法测定恒星的质量。

§5.5  星团、星云、星际物质

§5.6  不稳恒星

脉动变量,非径向脉动和特殊变量,耀星、新星和超新星。

考核要求:

重点了解恒星物理方法、主星序、双星、星图、星云、星际物质和变星。

第六章  星系

教学要点:

了解星系的分类、星系红移和哈勃常数、本星系群、星系团和超星系团及主要活动星系。

教学时数:

3学时。

教学内容:

§6.1  宇宙岛之争

§6.2  星系的分类

椭圆星系,旋涡星系,棒旋星系,不规则星系。

§6.3  星系红移和哈勃常数

星系光谱线的红移与宇宙的膨胀,哈勃关系 V=HD(H—哈勃常数)。

§6.4  本星系群

本星系群的基本形态组成和构造。

§6.5  星系团和超星系团

星系团、超星系团情况概观。

§6.6  活动星系

初步了解射电星系、爆发星系、塞佛特星系、蝎虎坐BL型天体(BL Lac天体),互扰星系。

考核要求:

掌握星系的分类,哈勃关系。了解本星系,星系团和超星系团,活动星系的概况。

第七章  当代天文学的新视野

教学要点:

天文观测设施概况及分类,全波段天文学的意义,20世纪90年代国际著名大型天文光学望远镜、射电望远镜简介,空间天文探测设施,我国现代天文望远镜发展计划概况。

教学时数:

3学时。

教学内容:

§7.1  从光学望远镜到全波段天文学

望远镜的功能,天文光学望远镜的类型,天文望远镜的制造简史,大型光学望远镜的技术限制,全波段天文学。

§7.2  20世纪90年代的大型天文学望远镜巡礼

美国Keck I和Keck II 10m望远镜,欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT),双子星座望远镜(GEMINI),11m光谱巡天望远镜(SST),日本昴星团望远镜(SUBARU),美国——意大利双筒哥伦布望远镜(Golumbus)。

§7.3  现代大型射电天文望远镜巡礼

美国毫米波阵列望远镜(MMA),美国甚长基线阵(VLBA),美国110m口径毫米波射电望远镜,英国微波联线干涉网(MERLIN),欧洲甚长基线干涉网(EVN),印度巨型米波射电望远镜阵(GMRT)。

§7.4  空间天文探测设施简况

原苏联的载人飞行月球探测,美国阿波罗登月行动,水手号和海盗号探测器,先驱者和旅行者的行星探测,哈勃空间望远镜(HST),伽里略号木星探测器和卡西尼号土星探测器,新一轮的火星探测,目前轨道上的其它天文探测设施。

§7.5  我国现代天文望远镜发展计划

大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST),口径1000m超大型射电望远镜(LRT),太阳空间望远镜(SST)。

考核要求:

掌握天文望远镜的功能、类型、全波段天文学的含义,当代国际著名天文观测设施及发展概况,我国当前天文望远镜发展计划。

第八章  20世纪60年代天文学四大发现

教学要点:

了解20世纪60年代天文学四大发现及其重要意义。

教学时数:

2学时。

教学内容:

§8.1  脉冲星

脉冲星的发现及构造。

§8.2  类星体

类星体的发现空间分布,红移极限问题,红移星的本质,类星体的本质。

§8.3  3K宇宙背景辐射

3K宇宙背景辐射的偶然发现及在天文学上的重大意义。

§8.4  星际有机分子

星际有机分子的发现及对天体演化史和地外生命演化探索的意义。

考核要求:

了解20世纪60年代天文学四大发现概况及其意义。

第九章  恒星的能源和演化机制

教学要点:

了解恒星的能源机制,主序和主序前期、主序后的演化及恒星演化的最终结局。认识恒星演化的基本模式。

教学时数:

2学时。

教学内容:

§9.1  恒星的能源

爱丁顿的假说和原子内部结构模式,夸克、中微子和反物质,质子—质子反应和碳—氮—氧循环,中微子失踪悬案的破解与诺贝尔物理学奖。

§9.2  主序和主序前期

主序星的理论模型,不同质量的主序星,主序前的情况,恒星早期演化框图。

§9.3  主序后的演化

氦后元素的热核反应,小质量恒星的晚期演化,中等质量恒星的晚期演化,大质量恒星的晚期演化,密近双星的深化,两类超新星。

§9.4  恒星演化的最终结局

简并及两个重要极限,恒星晚期的演化框图,泡利不相容原理与电子在原子中的运动状态。

考核要求:

认识恒星能源机制及其与原子核物理、高能物理学关系,恒星基本理论模型及演化规律。

第十章  黑洞

教学要点:

了解黑洞的数学、物理机制,黑洞的奇妙性质,黑洞的探测及其当代天体物理学的一些前沿问题,爱因斯坦、霍金的巨大贡献。

教学时数:

3学时。

教学内容:

§10.1  黑洞的数字模型

爱因斯坦广义相对论简介,Karl Schuarzschild无转动引力半径 及R.P.kerr转动非球形黑洞引力半径 。

§10.2  黑洞的物理机制

奥本海默极限及引力塌缩的结论——奇点。

§10.3  黑洞的奇妙性质

视界,引力潮,时空特性,时间冻结,黑洞无毛和黑洞蒸发,旋转黑洞造成的时空旋涡,黑洞之间的碰撞。

§10.4  黑洞的天文探测

探测途径及存在的困难。

§10.5  当代天体物理学的前沿问题介绍

1.巨型黑洞和微型黑洞。

2.活动星系核和类星体的能源机制,黑洞—吸积盘—喷流模型简介。

3.宇宙深处的 射线暴(GRB)。

4.引力透镜效应—广义相对论的观测证据,白洞和虫洞的概念。

5.黑洞理论的困难,天文学对“量子引力理论”的期待。

考核要求:

认识了黑洞的基本机制和性质,了解当代天文学发展前沿的一些主要问题。

第十一章  地外文明

教学要点:

了解生命及其起源概要,地外生命存在的科学依据及探索的艰巨性,人类已作出的探测努力及其对太阳系行星、月球等的探测,UFO现象。

教学时数:

3学时。

教学内容:

§11.1  生命的含义与生命起源概述

生命起源论。

§11.2  地外生命存在的科学依据

生命存在的前提,生命存在的环境条件,有关地外生命的观测和实验。

§11.3  地外文明探索的艰巨性和已作出的努力

艰巨性、行星的探测,信号的监听与发送。

§11.4  太阳系内的地外生命问题及UFO现象

月球、水冰的发现,对火星生命的探测,对木星、土星及其卫星的考察及UFO现象辨疑。

考核要求:

地外生命存在的科学依据,对地外文明探索的艰巨性认识,已作出的探测和考察,质疑UFO。

第十二章    宇宙模型论

教学要点:

宇宙学和宇宙学原理,牛顿和爱因斯坦的宇宙模型,伽莫夫大爆炸模型,稳恒态宇宙模型,标准的大爆炸宇宙模型,与现代宇宙学模型相关的几个前沿问题。

教学时数:

5学时。

教学内容:

§12.1  宇宙学和宇宙学原理

观测宇宙学和理论宇宙学,宇宙学原理的基本含义。

§12.2  牛顿静态宇宙模型

牛顿静态模型的理论基础及四个命题,奥伯斯佯谬。

§12.3  爱因斯坦的有限无界宇宙模型

广义相对论的基本结论及引力场方程,有限无界宇宙模型的局限性和缺憾。

§12.4  伽莫夫的大爆炸宇宙模型

膨胀宇宙观点与原子核物理学的结合: - - 宇宙创生理论的诞生(1948年)。

§12.5  稳恒态宇宙模型

H. Bonti等人1948年提出,意义及存在的困难。

§12.6  标准的大爆炸宇宙模型

化学元素的演化史,基本粒子的产生机制,大爆炸的宇宙进程。

§12.7  现代宇宙学的几个前沿问题

宇宙极早期的暴胀模型(视界疑难,平直性疑难,磁单极疑难,暴胀模型对疑难的化解),对称与破缺,暗物质、开宇宙和闭宇宙,奇点问题。

考核要求:

宇宙学基本原理,天文学发展史上几种著名的宇宙模型,标准的大爆炸宇宙模型,当代宇宙学的几个前沿问题探讨。

理论部分考核采用笔试方式评定成绩,与实验部分考核成绩综合评定总成绩。

实验部分:

(一)基本要求

1.学习常见科普天文光学望远镜的正确安装、使用和保养方法,学会如何用来观测天体目标。

2.学习星座的辨认知识,学习天体光谱研究方法。

3.练习对月球、行星、日月食及太阳,各种特殊天象和银河系及河外星的观测方法与技术,学习天体摄影摄像技术。

4.学习业余天文望远镜的制作技术。

(二)项目总表

序号
实验项目名称
学时数
项目类别
项目类型

1
折射式天文望远镜的使用
2
基础
必做

2
施米特——卡塞格林天文望远镜的使用
4
基础
必做

3
春季星空的观测练习
2
基础
必做

4
夏季星空的观测练习
2
基础
必做

5*
秋季星空的观测练习
2
基础
必做

6*
冬季星空的观测练习
2
基础
必做

7
月球的观察和摄影、摄像研究
2
基础
必做

8
对金星和火星的观察研究
2
基础
必做

9
对土星和木星的观察研究
2
基础
必做

10
太阳黑子观察研究
2
基础
选做

11
水星或金星凌日的观测(随机)
4
综合
选做

12
月食的观测(随机)
3
综合
选做

13
日食的观测(随机)
3
综合
选做

14
彗星的观测(随机)
2
基础
选做

15
流星雨和其它天象的观测(随机)
4
综合
选做

16
银河系及河外星系的初步观测
3
综合
必做

17
天体光谱的观测研究(1)
2
设计、综合
选做

18
天体光谱的观测研究(2)
2
设计、综合
选做

19
业余天文望远镜的制作与实践(1)
4
设计、综合
选做

20
业余天文望远镜的制作与实践(2)
4
设计、综合
选做


*与序号3、4不能在同一学期内观测。

每个学生必须完成8个以上必做实验选题和2个以上选做实验题目,实验总学时数达到26学时以上。

(三)实验内容

1.折射式天文望远镜的使用

【内容、目的及要求】(1)掌握折射式望远镜的安装、保养方法;(2)学会调试及使用方法。【主要仪器设备】折射式天文望远镜1台,数字投影设备1套。

2.施米特—卡塞格林望远镜的使用

【内容、目的及要求】(1)了解折反式大型望远镜的主要技术性能;(2)学会正确使用和维护保养方法;(3)望远镜观测配件、附件的选配知识。【主要仪器设备】16″LX200GPS施米特—卡塞格林望远镜1套,相关配件和附件,计算机,数字投影设备1套。

3.春季星空的观测练习

【内容、目的及要求】(1)学习春季星空星座天体的辨认方法;(2)寻星基本方法。

【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、数字投影仪1套,星图CD盘片。

4.夏季星空的观测练习

【内容、目的及要求】(1)学习夏季星空星座天体的辨认方法;(2)学会寻星方法。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、数字投影仪1套,星图CD盘片。

5.秋季星空观测练习

【内容、目的及要求】(1)学习夏季星空星座天体的辨认方法;(2)掌握寻星方法。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、数字投影仪1套,星图CD盘片。

6.冬季星空观测练习

【内容、目的及要求】(1)学习冬季星空星座天体的辨认方法;(2)掌握寻星方法。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、数字投影仪1套,星图CD盘片。

7.月球的观察和摄影(摄像)研究

【内容、目的及要求】(1)掌握对月球的观察方法;(2)学习天体摄影(摄像)方法。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、照相机或数码相机1台,月光滤光镜等。

8.对金星和火星的观察研究

【内容、目的及要求】(1)学习对地球近邻金星和火星的观测方法;(2)认识了解金星和火星的基本状况。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、带CCD的寻星、成像系统,滤光镜等。

9.对土星和木星的观察研究

【内容、目的及要求】(1)学习对地外行星土星及木星的观测方法;(2)认识了解土星、木星的基本状况。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、带CCD的寻星、成像系统,滤光镜等。

10.太阳黑子的观察研究

【内容、目的及要求】(1)掌握观测太阳黑子的基本方法;(2)了解太阳黑子及其活动规律。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、太阳滤光镜、带CCD的寻星、成像系统。

11.水星或金星凌日的观测

【内容、目的及要求】(1)根据天文年历确定水、金凌日的观测时间;(2)正确记录本地凌日情况及时间等数据。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、数字投影仪、月光滤光镜,带CCD的寻星、成像系统等。

12.月食的观测

【内容、目的及要求】(1)根据天文年历确定月食的类型及有效观测时间;(2)正确记录本地月食的相关观测数据。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、数字投影仪、月光滤光镜,带CCD的寻星、成像系统等。

13.日食的观测

【内容、目的及要求】(1)根据天文年历确定日食的类型及有效观测时间;(2)正确记录本地日食的相关观测数据;(3)根据情况采集拍摄日食及贝利珠的影像。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、带CCD的寻星、成像系统,太阳滤光镜,数字投影仪等。

14.彗星的观测

【内容、目的及要求】(1)根据天文年历确定观测某些彗星的时段;(2)记录相应的观测数据;(3)摄取不同时间彗星变化的影像。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机、带CCD的寻星、成像系统,数字投影仪等。

15.流星雨和其它天象的观测

【内容、目的及要求】(1)根据天文预报确定观测项目和最佳时间;(2)记录观测数据;(3)摄取相关影像图片。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机,数字投影仪,带CCD的寻星、成像系统等。

16.银河系及河外星系的初步观测

【内容、目的及要求】(1)利用望远镜了解银河系;(2)对仙女座等其它河外星系的观测。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机,带CCD的寻星、成像系统,数字投影仪等。

17.天体光谱的观测研究(1)

【内容、目的及要求】(1)学习恒星光谱研究方法;(2)了解某一恒星的光谱特征;(3)学习光谱仪器的原理和使用方法。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机,TR320MST2M光栅光谱仪(含光纤传输)系统,Hg灯、He灯、H灯等。

18.天体光谱的观测研究(2)

【内容、目的及要求】(1)学习恒星光谱研究方法;(2)了解某一恒星的光谱特征;(3)学习光谱仪器的原理和使用方法。【主要仪器设备】16″LX200GPS望远镜1套,计算机,TR320MST2M光栅光谱仪(含光纤传输)系统,Hg灯、He灯、H灯等。

19.业余天文望远镜的制作实践(1)

【内容、目的及要求】(1)学习设计折射或反射望远镜的基本方法;(2)业余简易望远镜制作实践。【主要仪器设备】镜片、镜筒、导星镜、简单机械加工设备等。

20.业余天文望远镜的制作实践(2)

【内容、目的及要求】(1)学习设计折射或反射望远镜的基本方法;(2)业余简易望远镜制作实践。【主要仪器设备】镜片、镜筒、导星镜、简单机械加工设备等。

(四)考核要求

认真完成规定的实验项目者,实验部分考核成绩及格,与理论部分成绩综合评定及格者,本课程获3学分。

三、参考书目

1.苏宜,天文学新概论(第二版),华中科技大学出版社,2002

2.余明,简明天文学教程,科学出版社,2002

3.周体健,简明天文学,高等教育出版社,1990

4.李宗伟,肖光华,天体物理学,高等教育出版社,2000

5.方励之,李淑娴,宇宙的创生,科学出版社,1987

6.洪韵芳,天文爱好者手册,四川辞书出版社,1999



本课程使用教具和现代教育技术的指导性意见

本课程可使用天球仪、星图及天文学CD多媒体仿真课件等教学,能生动形象地展示天体、宇宙的构造和演化过程,同时应经常吸收补充天文学发现和进展的新内容,开发研制天文学概论CAI新课件,丰富教学内容,进一步增强学生的学习兴趣,提高教学效果和质量。
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试题库及答案

2002—2003学年度第2学期天文学概论课程期末考试试卷(A卷)

           院       系,            专业, 级别         班级            

学号        ,  姓名                           任课教师 刘 亚 楠     

题  号





总  分

得  分
  
  
  
  
  
  


一、填空题(20分)

1. 天文学的三个主要分支学科是               、               和

               。(3分)

2.现代天文学观测到的宇宙,从星系开始共分为            、         

       、              和            四级天体。(4分)

3. 三种常用的天球坐标系是           、            、            

           。(3分)

4. 20世纪60年代天文学的四大发现为         、         、         

               和               ,都是以天体的        观测为先导作出的。(5分)

5. 不同质量恒星演化的最后结局是         、         和         。

质量较小的恒星演化结局可能是         ,质量较大的恒星演化结局可能是            。(5分)

二、何谓天体、宇宙?简述天文学的研究对象、研究方法和特点。(20分)

三、赫罗图(H-R)是根据什麽关系绘制出来的?在现代天文学研究中有何重要意义?(20分)

四、在通用的哈勃星系分类中,按星系外形分为哪几类?说明哈勃关系的内容并写出其公式,说明其中各量的含义。哈勃关系在宇宙学研究中有什麽重要意义?(20分)

五、你学习天文学概论有什麽收获和感想(对天文学知识感兴趣吗?对你认识和了解天体、宇宙、建立正确的世界观有何帮助?你对教学有何见意及要求?不得少于100字)?(20分)



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2002—2003学年度第2学期天文学概论课程期末考试试卷(B卷)

           院       系,            专业, 级别         班级            

学号        ,  姓名                           任课教师 刘 亚 楠     

题  号





总  分

得  分
  
  
  
  
  
  


一、名词解释(20分)

1. 宇宙:

2. 天体:

3. 天球:

4. 天穹及地平圈:

5. 天赤道:

6.黄道:

7.黄赤交角及度数:

8.天文单位及数值:

9.光年及数值:

10.秒差距及数值:

二、何谓恒星、星座?国际天文联合会将全区划分为多少个星座?我国古代又是如何划分和命名星空的?(20分)

三、简述太阳系和太阳系的基本结构及组成成员。(20分)

四、试说明全波段天文学是指什麽含义?(20分)

五、简述现代“标准宇宙模型”的内容及大爆炸的宇宙进程?(20分)

六、在北半球中纬地区(北回归线以北),中午时太阳的高度以下式计算:

    =90º- + ⊙, 式中 为当地纬度, ⊙为太阳的赤纬。我校园区

≈36º.1 ,夏至时 ⊙=23º.5 ,冬至时 ⊙=-23º.5 。试分别计算我校园区在一年的春分、秋分、夏至和冬至这四天的中午时间太阳的高度。


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2003—2004学年度第2学期天文学概论课程期末考试试题(A卷)

           院       系            专业, 级别         班级            

学号          姓名                     任课教师刘亚楠、符彦飙   

题  号




总  分

得  分
  
  
  
  
  




一、选择题 (每题2分,共30分)
01、离地球最近的行星是      ( )A、金星B、水星C、火星
02、太阳系中质量最大的行星是( )A、火星B、土星C、木星 D、天王星
03、太阳系中自转最快的行星是( )A、木星B、土星C、天王星D、海王星
04、太阳黑子位于太阳大气的  ( )A、光球层B、色球层C、日冕D、对流层
05、太阳耀斑位于太阳大气的  ( )A、光球层B、色球层C、日冕D、对流层
06、太阳的能量来自于        ( )A、化合反应B、分解反应C、核聚变D、核裂
07、太阳系行星中在地球上看起来最明亮的是

( )A、水星B、金星C、火星D、木星
08、下列卫星中,哪一个的自转周期与公转周期相同

( )A、冥卫一B、木卫一C、土卫一D、月球
09、下列行星中,会发生凌日现象的是( )A、金星B、火星C木星D、土星
10、下列行星中,会发生冲日现象的是( )A、水星B、金星C、地球D、木星
11、长庚是中国古代对哪一颗行星的称呼?A 水星B. 金星C. 火星
12、第一个进入太空的宇航员是      ( )A 阿姆斯特朗B加加林C 查理.杜克
13.通常说某个天体的视差是多少,视差表示所观测天体的_____。

( )A角度B距离C天体大小
14、太阳的周年视运动是_______的反映。( )A地球公转B地球自转C太阳公转
15、中子星的密度高达10亿吨/立方厘米,它主要是由___组成。

( )A 质子B 中子C 电子



二、 填空(每空2分,共40分)

01、地球球绕太阳公转的轨道称为_____。
02、日食只能发生在朔日,即农历的_____ 。
03、20世纪60年代发现的射电脉冲星被证明是高速自转的_______。

04、星系是由几十亿至几千亿颗恒星以及星际气体和尘埃物质等构成、占据几千光年至几十万光年空间的天体系统。按形状,星系可分为_______、_________、_________和_________四大类。
05、宇宙地心说是公元140年前后由古希腊天文学家_______在发展前人学说的基础上建立起来的。
06、1990年升空的空间望远镜又叫_______望远镜,它的口径为2.4米。
07、历法的种类有_______ 、_______ 、_______ 等三种。
08、天文学的三个主要分支学科是               、               和

               。

09、20世纪60年代天文学的四大发现为         、         、         

               和               ,都是以天体的        观测为先导作出的。

三、名词解释(每题4分,共16分)

1、 宇宙:

2、 天体:

3、 天球:







4、 天赤道:



四、你学习天文学概论有什麽收获和感想?你对教学有何建议及要求?不得少于100字)?(14分)









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2003—2004学年度第2学期天文学概论课程期末考试试题(B卷)

           院       系            专业, 级别         班级            

学号          姓名                     任课教师刘亚楠、符彦飙   

题  号





总  分

得  分
  
  
  
  
  
  




一、填空题(20分)

1. 天文学的三个主要分支学科是               、               和

               。(3分)

2.现代天文学观测到的宇宙,从星系开始共分为            、         

       、              和            四级天体。(4分)

3. 三种常用的天球坐标系是           、            、            

           。(3分)

4. 20世纪60年代天文学的四大发现为         、         、         

               和               ,都是以天体的        观测为先导作出的。(5分)

5. 不同质量恒星演化的最后结局是         、         和         。

质量较小的恒星演化结局可能是         ,质量较大的恒星演化结局可能是            。(5分)



二、名词解释(20分)

1. 秒差距及数值:

2.黄道:

3.黄赤交角及度数:

4.天文单位及数值:

5.光年及数值:

三、何谓恒星、星座?国际天文联合会将全区划分为多少个星座?我国古代又是如何划分和命名星空的?(20分)

四、简述太阳系和太阳系的基本结构及组成成员。(20分)

五、简述现代“标准宇宙模型”的内容及大爆炸的宇宙进程?(20分)



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2002—2003学年度第2学期天文学概论课程期末考试试卷(A卷)

参  考  答  案

一、填空题(20分)

1.       天文学的三个主要分支学科是 天体测量学 、 天体力学 、天体物理学(3分)

2.       现代天文学观测到的宇宙,从星系开始共分为 星 系 、 星系群或星系团 、 超

星 系 团 和 总 星 系 。(4分)

3.       三种常用的天球坐标系是 地平坐标系 、 赤道坐标系 和 黄道坐标系 。(3分)

4.       20世纪60年代天文学的四大发现为 脉 冲 星、 类 星 体、 3 K微波宇宙背景

辐射 和 星际有机分子,都是以天体的 射 电 观测为先导作出的。(5分)

5. 不同质量恒星演化的最后结局是 白 矮 星 、 中子星 和 黑 洞 。质量较小的恒

星演化结局可能是 白矮星 ,质量较大的恒星演化结局可能是  黑 洞 。(5分)

二、何谓天体、宇宙?简述天文学的研究对象、研究方法和特点。(20分)

答:天体即大气层以外的物体,包括日月星辰和人造天体在内。宇宙是全部时间、空间和所有天体的总称。天文学是研究天体和宇宙的科学,它研究天体的位置、分布、运动、结构、物理状态、化学组成、相互关系、及演化规律。

天文学是观测科学,同时也是综合科学,特点是研究对象都在遥不可及的宇宙空间,既不可能取样分析化验,也不可能亲临实地勘察研究。所以,研究的主要手段是观测——用各种仪器观察和测量从天体辐射来的电磁波或少量的高能微观粒子,现代天文学最重要的观测仪器是各种类型的天文望远镜,现代物理学理论也是最活跃的天体物理学研究中必不可少的重要理论和方法。

(天体中有物质密集的形态,如恒星、行星,有物质松散的形态,如星云、星际物质,也有广延的连续形态,如辐射带、磁层、引力场等。往往具备有地面实验室难以达到的条件:极端的冷与热,缓变与爆发,稀薄与密集,极高能量,极强磁场,极大引力和极长时标的演化,提供了人类发现与验证自然法则的无法模拟的场所。现代天文学研究还促进了现代光学、信息科学、计算机科学、精密仪器与新材料、新工艺的发展,许多尖端技术都应天文学的需要而产生,又在天文学研究中首先得到应用。)

三、赫罗图(H-R)是根据什麽关系绘制出来的?在现代天文学中有什麽重要意义?(20分)

答:丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素各自独立地提出了恒星的光谱型与光度之间存在着相关关系,并以图形表示,称为赫罗(H-R)图。(光谱型是温度的标记,也是颜色的标记;光度也可用绝对星等来表示,其单位是太阳的真亮度。)赫罗图以光谱型(或温度)为横坐标,以光度(或绝对星等)为纵坐标,将所有已知光谱型和光度的星点在图上,每个点代表一颗星。

    在H-R图上,全部星点群都集中在三个不同区域里,占90%以上的绝大多数星都落在从左上角延伸到右下角的带状区域,称为主星序。在这个序列里的星称为主序星。H-R图右上角有一个点群,这些星温度偏低、颜色偏红,但光度很大,称为红巨星或红超巨星。左下角也有一个点群,温度很高,颜色偏白,光度却很小,称为白矮星。H-R图简单明了却有着深刻的含义,因此为许多研究课题所使用,是现代天文学中非常重要的图表。

四、在通用的哈勃星系分类中,按星系外形分为哪几类?说明哈勃关系的内容并写出其公式,说明其中各量的含义。哈勃关系在宇宙学研究中有什麽重要意义?(20分)

答:1926年哈勃最早对星系分类,形成后来通用的哈勃星系分类:即按星系外形分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系和不规则星系四类。

1929年哈勃根椐24个已知距离和谱线红移的星系资料,确定了河外星系视向速度与距离的线性关系,即哈勃关系。以公式表示为:V=HD,其中V表示视向速度。单位为“公里/秒”,也称为退行速度(因绝大多数星系都在退行);D表示距离,单位是“百万秒差距”;H为常数,即哈勃常数,其数值约在55~95之间,单位是“公里/秒·百万秒差距”。现代大量的星系观测资料表明,哈勃关系在可观测的宇宙范围内是普遍成立的。

哈勃关系在宇宙学研究中的重大意义在于,他是宇宙膨胀的观测证据。从逻辑推理的角度能够证明:哈勃关系成立与宇宙在均匀膨胀可互为因果关系,即如果宇宙在均匀膨胀,可以导出哈勃关系;反过来,承认哈勃关系,即能证明宇宙是在均匀膨胀。对哈勃关系更深刻的理解应当是:不是星系在空间做退行运动,而是空间自身在膨胀!

五、你学习天文学概论有什麽收获和感想?(不得少于100字)(20分)

    答:(你对天文学知识感兴趣吗?对你认识和了解天体、宇宙、建立正确的世界观有何帮助?你对教学有什麽见意和要求?)





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2002—2003学年度第2学期天文学概论课程期末考试试卷(B卷)

参  考  答  案

一、名词解释(20分)

1. 宇宙:全部时间、空间和所有天体的总称。

2. 天体:即大气层以外的物体,包括日月星辰和人造天体在内。

3. 天球:以观察者为中心,以足够远的距离为半径作一个球面,观察者所看到的

天体的位置就是天体投影在这个球面上的图像,人们可以借助几何学知识,用球面上的坐标来表示天体的位置。至于天体到观察者之间的距离是感觉不到的,也不能用球面坐标来表达,天文学上称这样一个球面为天球。

4. 天穹及地平圈:人们仰望天空时,直观感觉到与地平线相接的半个球面称之为“天穹”,它是天球的一部分。当一个人站在地面上某一地点时,他所见到的天与地相接的大圆为地平圈,也就是天穹与地平线相接的大圆。

5. 天赤道:地球赤道平面延展以后与天球相交的大圆即为天赤道。

6.黄道:地球绕太阳公转的轨道平面延展以后与天球相交的另一个大圆。

7.黄赤交角及度数:黄道与赤道的交角就是地球自转轴倾斜的角度,称为黄赤交角,约等于23°26´。

8.天文单位及数值:以一个假想的、质量为零的无摄动行星,公转周期为365.26历书日的椭圆轨道的半长径.一般可任为是地球到太阳的平均距离,或地球公转规道的半长径,长度约为1.5亿公里,以Au表示。(1976年国际天文联合会天文常数系统所取的值为:1Au =149597870km。)

9.光年及数值:天文上常用的一种尺度单位叫光年,即以光速走一年所通过的路程。一光年约为9.5×1015米。

10.秒差距及数值:秒差距是一个便于理论计算的距离单位,约等于3.26光年。其定义为视差值刚好等于1"的恒星距离,符号为pc,1pc=206265Au≈3.26光年。

二、何谓恒星、星座?国际天文联合会将全区划分为多少个星座?我国古代又是如何划分和命名星空的?(20分)

答:恒星是指自身可以通过聚变反应发光,辐射出巨大能量的星体,而它们在天体

上的相对位置基本不变的星体。星系是由一定数目的天体相互作用形成的系统。星座是为了辨认恒星而使用的一种划分天空区域的方法,每个星座占一定的天区,按该区域中恒星的排布图形,用希腊神话中的人屋、动物和器俱等命名。

    国际天文联合会将全天区划分为88个星座。我国古代的命名法是将星空分为若干星官,北极附近的一些星官分属三垣:紫微垣、太微垣和天市垣。延着黄道的二十八个星官称为二十八宿。

三、简述太阳系和太阳系的基本结构及组成成员。(20分)

答:太阳系共有九大行星,66个卫星,还有一些其它小天替,处于主导地位的是中心的恒星——太阳,其质量占太阳系总质量的99.86%.从中心到边缘,太阳系中九大行星的排布为:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。除了行星、卫星、小行星、彗星这些密集的小天体外,太阳系还存在着辐射带、磁层和太阳风这些连续形态和离散的离子形态的物质。

太阳的直径约为140万公里,质量2×1030千克,平均密度1.4g/cm3。其分层

结构从中心向外依次为:核反应区;辐射区;对流区或对流层;光球层;色球层;日冕。

四、试说明全波段天文学是指什麽含义?(20分)

答:全波段天文学是指从波长最长的无线电波到波长最短的 射线,天体发出的所有电磁波都落在天文学家的视野之内,基于这种层次上的天文学研究,就是全波段天文学。最初,人类只能利用光学望远镜接收光学波段的天体辐射;二战后,无线电技术用于天文观测,开辟了射电天文学,加大了观察宇宙的范围,红外材料的运用又扩大了观测范围,使红外波段的观测成为可能;星载天文仪器、各种专用天文卫星、宇宙飞船、轨道天文台、轨道空间站和空间望远镜都加入到了天文观测的行列,人类探索宇宙的历程发展到全波段天文学的新阶段,天文学家的视野更开阔了,人类认识宇宙的能力达到了前所未有的高度。

五、简述现代“标准宇宙模型”的内容及大爆炸的宇宙进程?(20分)

答:“标准宇宙模型”也就是“大爆炸宇宙模型”,其基本内容是:宇宙是由高温高压状太下的原始基本粒子突发膨胀而开始创生的,这些基本粒子开始时几乎全部都是中子,由膨胀导致的温度下降,使中子按照放射性衰变过程自由的转化为质子、电子等,逐渐产生由轻到重的各种化学元素。随着整个宇宙的膨胀和降温,各种粒子进一步形成星系、恒星等宇宙中的天体,然后沿着天体演化的阶梯一直延续到现在。

大爆炸的宇宙基本进程:

第一个画面,时标10-4秒,温度>10万亿开,宇宙温度大于强子的阈温;第二个画面,时标0.01秒,温度1000亿开,宇宙温度小于强子阈温;第三个画面,时标13.82秒,温度30亿开,此时宇宙温度小于轻子的阈温,轻子不再由光子碰撞产生出来;第四个画面,时标3分40秒,温度9亿开,此时宇宙温度远小于轻子的阈温,所有能量转化为物质的反应都已停止,物质已全部产生出来;第五个画面,时标70万年,温度3000开,在此之前,宇宙温度低到原子核和电子可以组成原子,自由电子突然消失光子可以自由穿行,宇宙变得对辐射透明。宇宙的尺度虽已膨胀到相当的规模,但各种物质粒子大体均匀分布在空间中,在此之后的漫长时间里,宇宙膨胀降温,辐射压力越来越小,直至阻止不了星系级乃至恒星级质量的成团屋质在万有引力作用下凝聚压缩。这时,星系和恒星就逐渐形成;第六个画面,在150~200亿年,温度2.7开,宇宙依然在膨胀。



2003—2004学年度第2学期天文学概论课程

期末考试试题(A卷)答案



一、选择题 (每题2分,共30分)
01、 离地球最近的行星是                          (A )
A、金星 B、水星 C、火星
02、 太阳系中质量最大的行星是                    ( C )
A、火星 B、土星 C、木星 D、天王星
03、 太阳系中自转最快的行星是                    (A )
A、木星 B、土星 C、天王星 D、海王星
04、太阳黑子位于太阳大气的                       (A )
A、光球层 B、色球层 C、日冕 D、对流层
05、太阳耀斑位于太阳大气的                       ( B )
A、光球层 B、色球层 C、日冕 D、对流层
06、太阳的能量来自于                             ( C )
A、化合反应 B、分解反应 C、核聚变 D、核裂
07、太阳系行星中在地球上看起来最明亮的是          (B )
A、水星 B、金星 C、火星 D、木星
08、下列卫星中,哪一个的自转周期与公转周期相同    ( D )
A、冥卫一 B、木卫一 C、土卫一 D、月球
9、下列行星中,会发生凌日现象的是                  ( A )
A、金星 B、火星 C木星 D、土星
10、下列行星中,会发生冲日现象的是                 ( D )
A、水星 B、金星 C、地球 D、木星
11、长庚是中国古代对哪一颗行星的称呼?              ( B )
A 水星 B. 金星 C. 火星
12、第一个进入太空的宇航员是                       ( B )
A 阿姆斯特朗 B 加加林 C 查理.杜克
13.通常说某个天体的视差是多少,视差表示所观测天体的( B )
A 角度 B 距离 C 天体大小
14、太阳的周年视运动是__ __的反映。                  (A )
A 地球公转 B 地球自转 C 太阳公转
15、中子星的密度高达10亿吨/立方厘米,它主要是由 组成。( B )
A 质子,B 中子,C 电子
二、 填空(每空2分,共40分)

01、地球球绕太阳公转的轨道称为黄道
02、日食只能发生在 朔 日,即农历的 初一 。
13、20世纪60年代发现的射电脉冲星被证明是高速自转的__中子星___。

04、 星系是由几十亿至几千亿颗恒星以及星际气体和尘埃物质等构成、占据几千光年至几十万光年空间的天体系统。按形状,星系可分为_椭圆__、_旋涡_、棒旋和_不规则_四大类。
05、 宇宙地心说是公元140年前后由古希腊天文学家托勒密_在发展前人学说的基础上建立起来的。
06、1990年升空的空间望远镜又叫___哈勃__望远镜,它的口径为2.4米。
07、历法的种类有 阴历 、阳历 、阴阳历 等三种。

08、天文学的三个主要分支学科是 天体测量学 、 天体力学 、天体物理学

09、世纪60年代天文学的四大发现为 脉 冲 星、 类 星 体、 3 K微波宇宙背景

辐射 和 星际有机分子,都是以天体的 射 电 观测为先导作出的。


三、名词解释(30分)

1.       宇宙:全部时间、空间和所有天体的总称。

2. 天体:即大气层以外的物体,包括日月星辰和人造天体在内。

3. 天球:以观察者为中心,以足够远的距离为半径作一个球面,观察者所看到的

天体的位置就是天体投影在这个球面上的图像,人们可以借助几何学知识,用球面上的坐标来表示天体的位置。至于天体到观察者之间的距离是感觉不到的,也不能用球面坐标来表达,天文学上称这样一个球面为天球。

4. 天赤道:地球赤道平面延展以后与天球相交的大圆即为天赤道。



2003—2004学年度第2学期天文学概论课程

期末考试试题(B卷)答案

一、填空题(20分)

5.     天体测量学 、 天体力学 、天体物理学(3分)

6.     星 系 、 星系群或星系团 、 超 星 系 团 和 总 星 系 。(4分)

7.     地平坐标系 、 赤道坐标系 和 黄道坐标系 。(3分)

8.     脉 冲 星、 类 星 体、 3 K微波宇宙背景辐射 和 星际有机分子, 射 电(5分)

5. 白 矮 星 、 中子星 和 黑 洞 。 白矮星 ,  黑 洞 。(5分)

二、名词解释(20分)

1.秒差距及数值:秒差距是一个便于理论计算的距离单位,约等于3.26光年。其定义为视差值刚好等于1"的恒星距离,符号为pc,1pc=206265Au≈3.26光年。

2.黄道:地球绕太阳公转的轨道平面延展以后与天球相交的另一个大圆。

3.黄赤交角及度数:黄道与赤道的交角就是地球自转轴倾斜的角度,称为黄赤交角,约等于23°26´。

4.天文单位及数值:以一个假想的、质量为零的无摄动行星,公转周期为365.26历书日的椭圆轨道的半长径.一般可任为是地球到太阳的平均距离,或地球公转规道的半长径,长度约为1.5亿公里,以Au表示。(1976年国际天文联合会天文常数系统所取的值为:1Au =149597870km。)

5.光年及数值:天文上常用的一种尺度单位叫光年,即以光速走一年所通过的路程。一光年约为9.5×1015米。

三、何谓恒星、星座?国际天文联合会将全区划分为多少个星座?我国古代又是如何划分和命名星空的?(20分)

答:恒星是指自身可以通过聚变反应发光,辐射出巨大能量的星体,而它们在天体

上的相对位置基本不变的星体。星系是由一定数目的天体相互作用形成的系统。星座是为了辨认恒星而使用的一种划分天空区域的方法,每个星座占一定的天区,按该区域中恒星的排布图形,用希腊神话中的人屋、动物和器俱等命名。

    国际天文联合会将全天区划分为88个星座。我国古代的命名法是将星空分为若干星官,北极附近的一些星官分属三垣:紫微垣、太微垣和天市垣。延着黄道的二十八个星官称为二十八宿。

四、简述太阳系和太阳系的基本结构及组成成员。(20分)

答:太阳系共有九大行星,66个卫星,还有一些其它小天替,处于主导地位的是中心的恒星——太阳,其质量占太阳系总质量的99.86%.从中心到边缘,太阳系中九大行星的排布为:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。除了行星、卫星、小行星、彗星这些密集的小天体外,太阳系还存在着辐射带、磁层和太阳风这些连续形态和离散的离子形态的物质。

太阳的直径约为140万公里,质量2×1030千克,平均密度1.4g/cm3。其分层

结构从中心向外依次为:核反应区;辐射区;对流区或对流层;光球层;色球层;日冕。

五、简述现代“标准宇宙模型”的内容及大爆炸的宇宙进程?(20分)

答:“标准宇宙模型”也就是“大爆炸宇宙模型”,其基本内容是:宇宙是由高温高压状太下的原始基本粒子突发膨胀而开始创生的,这些基本粒子开始时几乎全部都是中子,由膨胀导致的温度下降,使中子按照放射性衰变过程自由的转化为质子、电子等,逐渐产生由轻到重的各种化学元素。随着整个宇宙的膨胀和降温,各种粒子进一步形成星系、恒星等宇宙中的天体,然后沿着天体演化的阶梯一直延续到现在。

大爆炸的宇宙基本进程:

第一个画面,时标10-4秒,温度>10万亿开,宇宙温度大于强子的阈温;第二个画面,时标0.01秒,温度1000亿开,宇宙温度小于强子阈温;第三个画面,时标13.82秒,温度30亿开,此时宇宙温度小于轻子的阈温,轻子不再由光子碰撞产生出来;第四个画面,时标3分40秒,温度9亿开,此时宇宙温度远小于轻子的阈温,所有能量转化为物质的反应都已停止,物质已全部产生出来;第五个画面,时标70万年,温度3000开,在此之前,宇宙温度低到原子核和电子可以组成原子,自由电子突然消失光子可以自由穿行,宇宙变得对辐射透明。宇宙的尺度虽已膨胀到相当的规模,但各种物质粒子大体均匀分布在空间中,在此之后的漫长时间里,宇宙膨胀降温,辐射压力越来越小,直至阻止不了星系级乃至恒星级质量的成团屋质在万有引力作用下凝聚压缩。这时,星系和恒星就逐渐形成;第六个画面,在150~200亿年,温度2.7开,宇宙依然在膨胀。
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LS,楼主求的是《基础天文学》的答案。

同求。
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