【正文】 的云霧天體，稱為星云。只需知道恒星的光譜型，便可從它在赫羅圖主星序的相應(yīng)位置，直接得知其光度，再根據(jù)恒星的視亮度，就能按平方反比定律求知其距離。這條窄帶叫做主星序；位于主星序上的恒星，則被稱為主序星。②赫羅圖表明：大多數(shù)恒星的光度，決定于它們的溫度，即恒星的溫度越高，其光度就越大。5．什么是赫羅圖？它在恒星理論上有何重要意義？何謂雙星、變星、白矮星、脈沖星、中子星和黑洞？答：①丹麥天文學(xué)家赫茨普龍和美國天文學(xué)家羅素，創(chuàng)制了恒星的光譜型和光度的坐標(biāo)關(guān)系圖，簡稱光譜光度圖，通常也叫赫羅圖。因此，根據(jù)公式M = m+55lgd，有M = m1+55lgdM = m2+55lg（10d） m2= m，所以肉眼還能看到它。二者的關(guān)系為：M = m+55lgd 由于絕大多數(shù)恒星的距離10 pc，因此其絕對星等高于它們的視星等。3．什么是恒星的亮度和光度？什么是視星等和絕對星等？兩種星等如何換算？為什么絕大多數(shù)恒星的絕對星等高于它們的視星等？1918年天鷹座新星爆發(fā)時(shí)，問在多少秒差距處，看起來像滿月（ m）一樣明亮?答：肉眼看起來，恒星的明暗程度，稱為視亮度，簡稱為亮度，用視星等（m）表示；而視星等則是指用肉眼測定的天體亮度等級(jí)。秒差距，即天體的周年視差（天體對于地球軌道半徑所張開的角度）為一角秒的時(shí)候，這個(gè)天體與地球的距離，用pc表示，1 pc= .=206 .=180。108km。2．恒星距離有哪些計(jì)量單位？它們之間的關(guān)系怎樣？各自的含義是什么？答：天文上常采用天文單位、光年和秒差距為單位來計(jì)量恒星的距離。一般的恒星，自行要小得多，絕大多數(shù)小于1角秒。由于不同恒星運(yùn)動(dòng)的速度和方向不一樣，它們在天空中相互之間的相對位置就會(huì)發(fā)生變化，這種變化稱為恒星的自行，即恒星一年中垂直于視線方向的運(yùn)動(dòng)（稱為切向速度）所走過的距離相對于觀測者所張的角度。A．黑子和光斑 B．耀班和日珥 C．黑子和日珥 D．耀斑和黑子（6）恒星同行星最根本的區(qū)別是：A．相對位置是否移動(dòng) B．發(fā)展階段不同 C．質(zhì)量大小不同 D．星光是否閃爍復(fù)習(xí)思考與練習(xí)(P45)1．何謂恒星和星座？恒星的基本特點(diǎn)是什么？什么是恒星自行？光譜能傳遞天體的什么信息?答：恒星由熾熱氣體組成的、能夠自身發(fā)光的球形或類似球形的天體。A．恒星 B．星云 C．星際物質(zhì) D．電磁波（4）關(guān)于彗星的敘述，正確的是：________。A．水星 B．火星 C．金星 D．冥王星（2）在太陽系九大行星中，公轉(zhuǎn)軌道平面同黃道平面交角最大的是：______。.，那么，它繞太陽公轉(zhuǎn)的周期應(yīng)有多長？設(shè)某小行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為8年，問：它與太陽的平均距離是多少？答：T=125年，a=。而水星和金星只有微弱的磁場，火星沒有磁場，這是因?yàn)榛鹦侨鄙俳饘俸诵?，水星和金星自轉(zhuǎn)速度太慢了的緣故。第四，地球不但有鐵質(zhì)核心，還有適中的自轉(zhuǎn)速度，因而形成了較強(qiáng)的永久性磁場。大氣的這種組成不但是生命活動(dòng)的必備條件，而且由于大氣層的存在，又使得地球上生物免遭太陽紫外線等的直接殺傷（如臭氧層的保護(hù)作用）和流星體的直接撞擊，并使水和熱量得以調(diào)節(jié)和運(yùn)動(dòng)。第三，地球的質(zhì)量以及與質(zhì)量相關(guān)的引力適中。這樣，不但使液態(tài)水有了貯存之地，而且?guī)r石經(jīng)風(fēng)化作用等孕育了生物必需的土壤。這種適于生命發(fā)生發(fā)展的條件，是太陽系其他行星所不具備的。C，適于萬物生長。地球成為有生命活動(dòng)的世界，主要是因?yàn)榈厍蛟谔栂抵芯邆錇樯男纬珊桶l(fā)展所必需的自然條件：首先，地球不但與太陽的距離適中，而且自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的速度也比較適中。如果地球沒有大氣，地面上仍能看到彗星，但看不到流星。沿著橢圓軌道環(huán)繞太陽運(yùn)行的行星際空間塵粒和固體物，稱為流星體。（4）太陽系的角動(dòng)量分布異常。共面性 行星公轉(zhuǎn)軌道幾乎都在同一平面上，它們與地球公轉(zhuǎn)軌道面的傾角都很小。（2）行星軌道的共同特征是具有“三性”： 同向性 太陽的自轉(zhuǎn)、大多數(shù)行星的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)、大多數(shù)衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)，從天北極俯視呈逆時(shí)針方向，即自西向東。它包括太陽，行星、矮行星及太陽系小天體，其中行星及其衛(wèi)星是太陽系中重要的成員。(3) 此外，現(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的重要標(biāo)志之一——地震活動(dòng)同太陽活動(dòng)亦有密切關(guān)系。例如：(1) 有人研究樹木年輪的生長狀況，是受當(dāng)時(shí)的氣溫、降水的影響，它既記錄著氣候歷史的變化，又反映了太陽活動(dòng)的情況，與太陽活動(dòng)11年周期相符。太陽輻射是地球氣候形成的重要因素。實(shí)驗(yàn)證明極光在南、北極地區(qū)同緯度、同時(shí)間會(huì)一起出現(xiàn)與消失?，F(xiàn)代研究認(rèn)為極光是圍繞地球兩半球的一種大規(guī)模放電過程和表現(xiàn)形式。它主要發(fā)生在100200km的高空，有的高達(dá)l000km。同時(shí)，對軍事戰(zhàn)斗，以及飛機(jī)和船舶的定向、定位也都帶來影響。十分強(qiáng)烈的磁擾現(xiàn)象稱為“磁暴”。 對地磁的影響。尤其是太陽耀斑爆發(fā)后，會(huì)引起地球向陽半球面短波信號(hào)衰減或中斷。(1) 較高的電離E層和Fl層，因太陽短波輻射強(qiáng)烈，電離程度高，自由電子密度大，主要反射短波電波；(2) 電離D層，由于太陽短波輻射較弱，電離程度差，自由電子密度小，只能反射長波。對地球電離層的影響。艾倫輻射帶”。通過空間探測器，1958年美國范地球周圍存在一個(gè)偶極磁場，當(dāng)太陽風(fēng)等離子體吹向地球時(shí)，使地球磁場被太陽風(fēng)包圍，形成地球磁層。太陽的能量流和物質(zhì)流對地球發(fā)生著深刻的影響，它對自然地理環(huán)境的形成、發(fā)展及演化具有決定性的作用。其中，太陽黑子是太陽活動(dòng)的明顯標(biāo)志，耀斑是太陽活動(dòng)最急劇猛烈的形式。2）太陽活動(dòng)對地球的影響 太陽活動(dòng)是指發(fā)生在太陽大氣層局部區(qū)域的、在有限時(shí)間間隔內(nèi)的各種物理過程的總稱。日冕的形狀同太陽活動(dòng)有關(guān)。一般隨時(shí)間緩慢變化。低日冕區(qū)已是百萬度以上的高溫區(qū)。應(yīng)用近紫外和x光觀測。日珥、耀斑和譜斑等可分為低、中、高三層。平時(shí)肉眼不可見，可通過色球儀觀測。色球日全食時(shí)，當(dāng)耀眼的光球被月球全部遮住時(shí)，在日輪邊緣上呈現(xiàn)出犬齒狀的玫瑰色環(huán)狀物。米粒組織、黑子和光斑。肉眼所見光亮奪目的太陽表面，太陽大氣的最低層。4．太陽的結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？太陽活動(dòng)對地球有何影響？ 答：1）為了研究方便，將太陽大致分成內(nèi)三層構(gòu)造（核反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)和對流區(qū)）和外三層構(gòu)造（光球、色球和日冕），其中外部構(gòu)造特征見下表。m2/kg2。于是有：等式兩邊消去m后，得太陽的質(zhì)量：式中的R、V和G都是可以測定或已知的：日地平均距離 R＝ 1011m；地球公轉(zhuǎn)平均速度V＝ 104m/S。地球軌道的偏心率很小，地球繞太陽公轉(zhuǎn)，可近似地看作圓周運(yùn)動(dòng)。③太陽是太陽系的中心天體。如日地距離為a，太陽半徑為R，那么便有R＝149600000stnl6′＝700000 km，這個(gè)數(shù)值相當(dāng)于地球半徑的109倍。②已知日地距離，就可以根據(jù)太陽的視半徑，推算其線半徑。于是，天文上通過對某個(gè)小行星距離的測定，來推算太陽的距離。在地球半徑已知的條件下，通過測定天體的地平視差，來推算它的距離。如人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、人造行星、星際探測器等等。人們根據(jù)不同的物理性狀，把自然天體天體分為恒星、行星、衛(wèi)星、彗星、流星、星云和星際物質(zhì)等，通過射電探測手段和空間探測手段所發(fā)現(xiàn)的紅外源、紫外源、射電源、X射線源和γ射線源，也都是天體，這些都屬于自然天體?！缎行堑厍蚋耪摗窂?fù)習(xí)思考與練習(xí)參考答案第一章 宇宙中的地球復(fù)習(xí)思考與練習(xí)(P28)1．什么叫天體？天體有哪些存在形式？答：天體就是宇宙中各種星體和星際物質(zhì)的統(tǒng)稱?？梢苑譃樽匀惶祗w和人造天體兩大類。用運(yùn)載火箭發(fā)射到外層空間運(yùn)行的人工研制的物體，稱為人造天體。2．如果太陽有第十個(gè)大行星， .，試求它的公轉(zhuǎn)周期？答：T=a3/2=3．太陽的距離、大小和質(zhì)量是怎樣測定的？答：①天文上測定天體距離（太陽系范圍內(nèi)）的基本手段，就是大地測量中常用的三角測量法。但是，在測定太陽距離時(shí)，由于距離遙遠(yuǎn)，其地平視差太小，以及技術(shù)上的種種困難，不難直接用這個(gè)方法。近年來，人們用雷達(dá)測定金星與地球的距離，進(jìn)而推算出日地距離最新值為 108km。太陽的平均視半徑為16′（這個(gè)角度是容易測定的）。由太陽的半徑可知，其表面積是地球表面積的 12000倍；太陽的體積為地球體積的1300000倍。其質(zhì)量可以通過行星（如地球）的運(yùn)動(dòng)來測定，因?yàn)槔@轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由中心天體的引力造成的，而引力大小同它的質(zhì)量有關(guān)。換句話說，太陽對地球的引力，正好就是地球繞太陽運(yùn)動(dòng)所需的向心力。萬有引力常數(shù) G＝1011N將這些數(shù)值代入上式，得太陽質(zhì)量M為：M＝1030kg，1027t，這個(gè)數(shù)字相當(dāng)于地球質(zhì)量的33萬余倍，或全部行星質(zhì)量總和的745倍。太陽外部構(gòu)造特征一覽表構(gòu)造定 義范 圍平均溫度精細(xì)結(jié)構(gòu)結(jié) 構(gòu)光球包圍對流區(qū)的一層薄膜，厚約500km。5770K，向內(nèi)部或外部的溫度梯度變化很大。呈各種纖維結(jié)構(gòu)，可在日面邊緣部分觀測到。位于光球之上，厚度2000km以上的大氣中層。色球溫度變化劇烈，100km： 4600K→4200K；400km：5500K；色球中層：8000K；色球高層處：5萬K；色球日冕過渡區(qū)：100萬K。日冕日全食時(shí)，在日輪周圍呈現(xiàn)乳白色光輝的環(huán)狀物就是日冕。在色球?qū)又?，為極稀薄的太陽最外層大氣，由高溫低密度的等離子體組成。冕流和極羽、冕洞、日冕凝聚區(qū)等。日冕可分為內(nèi)、中、外三層。在太陽活動(dòng)極大年，日冕接近圓形；而在太陽寧靜年則比較扁，赤道區(qū)較為延伸。主要表現(xiàn)為太陽黑子、光斑、譜斑、耀斑、日珥和太陽射電等變化現(xiàn)象。太陽以電磁波和高能粒子流的形式，向外放射著巨大的能量和物質(zhì)。太陽風(fēng)與地球磁層。一方面（好的方面），由于地球磁層的存在，使得太陽風(fēng)高能帶電粒子不能到達(dá)地面，從而保護(hù)了地球表面有機(jī)體的生存和發(fā)展；另一方面（壞的方面），總有一部分高能帶電粒子闖入磁層內(nèi)，被磁層禁錮在地球高層。艾倫發(fā)現(xiàn)了包圍地球的強(qiáng)輻射帶，稱為“范這個(gè)強(qiáng)輻射帶分內(nèi)、外兩層，像套在地球赤道周圍的兩個(gè)輪胎環(huán)子，它對人類沖出地球的宇宙活動(dòng)，會(huì)造成嚴(yán)重輻射的危害，要注意采取預(yù)防措施。距地面約80150km的大氣層，在太陽紫外線、x射線、粒子輻射的作用下發(fā)生電離，稱為電離層。(3) 當(dāng)太陽活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)，會(huì)激發(fā)電離層大氣分子進(jìn)一步電離，造成離子濃度增高和吸收電波增強(qiáng)。短波無線電信號(hào)的中斷，一般是幾秒鐘至幾分鐘，特別情況下長達(dá)半小時(shí)至1小時(shí)以上。(1) 太陽活動(dòng)引起地球磁場的不規(guī)則變化，叫做“磁擾”。 地球上發(fā)生磁暴時(shí)，磁針失靈，不能正確指示方向，從而影響野外工作，尤其是磁力探礦。(2) 另外，在地球高緯度地區(qū)，經(jīng)常出現(xiàn)一種變幻莫測、美麗壯觀的極光現(xiàn)象，這也是太陽活動(dòng)引起的。(3) 形成極光。這種放電過程，是通過太陽風(fēng)與地球磁層的相互作用來實(shí)現(xiàn)的。太陽活動(dòng)與其他方面的關(guān)系。由于太陽活動(dòng)引起太陽輻射的改變，必然導(dǎo)致氣候相應(yīng)的變化。(2) 根據(jù)我國2000多年太陽黑子的記錄，黑子的11年、22年或更長周期，與我國歷史上大范圍旱、澇災(zāi)害有很好的對應(yīng)關(guān)系。5．何謂太陽系？它是怎樣組成的？行星的分布和運(yùn)動(dòng)都有哪些基本規(guī)律？答：由太陽以及在其引力作用下圍繞它運(yùn)轉(zhuǎn)的天體所構(gòu)成的天體系統(tǒng)，稱為太陽系。太陽系的運(yùn)動(dòng)特征和結(jié)構(gòu)特征：（1）行星的距離分布有規(guī)律性，遵循提丟斯波得定則，但日星距離遠(yuǎn)近懸殊、分布密度懸殊。近圓性 行星公轉(zhuǎn)軌道均接近正圓。（3）行星在質(zhì)量和大小等方面都是“兩頭小，中間大”。6．彗星的本質(zhì)特征是什么？什么是流星體和流星？如果地球沒有大氣，地面上仍能看到彗星嗎？仍能看到流星嗎？答：彗星本質(zhì)上是在偏心率很大的軌道上繞日運(yùn)行的冰物質(zhì)，彗星奇特的外貌是它通過近日點(diǎn)前后的暫時(shí)現(xiàn)象。闖入大氣的流星體，因與大氣分子發(fā)生劇烈的碰撞和摩擦而產(chǎn)生明亮的光輝和余跡，叫流星。7．比較類地行星和類木行星，它們的物理性質(zhì)有何差異？為什么只有地球上存在著生命？答：類地行星的共同特征為：距太陽近，體積質(zhì)量小，平均密度大，表面溫度較高，中心有鐵核，金屬元素含量高，衛(wèi)星少或沒有；巨行星的共同特征是：距太陽比類地行星遠(yuǎn)，體積質(zhì)量大，平均密度小，表面溫度低，主要由氫、氦、氖等物質(zhì)構(gòu)成，衛(wèi)星多且有光環(huán)；遠(yuǎn)日行星的共同特征為：距日遠(yuǎn)，表面溫度最低，都在200℃以下，平均密度介于前兩類行星之間，表層氣體以氫和甲烷為主，有衛(wèi)星，天王星和海王星有光環(huán)。這就使得全球能均勻地接收到適量的太陽輻射，表面平均溫度為15176。由于溫度的關(guān)系，使水在大范圍內(nèi)以液體出現(xiàn)，形成水圈。其次，在八大行星中，地球雖然質(zhì)量不大，但是密度最大，主要由重元素組成，具有一層堅(jiān)硬的巖石圈。其他行星有的是由氣體或液體組成（木星、土星），有的雖有固體外殼，但無水可存（水星、金星）或有冰無水（天王星、海王星），同樣不具備生物生存條件。這就使氣體能夠聚集在周圍，形成包圍地球的大氣圈，并經(jīng)過長期演化形成了適宜的氮氧成分和適量的二氧化碳及水汽。其他天體有的因引力太小無大氣（木星、冥王星），有的因引力過大，大氣層濃厚，且多由氫和氦（木星、土星）組成，有的含二氧化碳量過大（金星、火星），都不宜于生命活動(dòng)。地磁場在太陽風(fēng)作用下形成了防止太陽紫外線和高能粒子流危害有機(jī)體的磁層。8．試述開普勒三定律。9．選擇題（1）在太陽系中，質(zhì)量和體積最小的是：_________。A．水星 B．冥王星 C．金星 D．木星（3）下列天體屬于積聚態(tài)天體的有：________。A．彗星是一種“長壽”的天體，其彗尾的方向總是背向太陽B．一種體積、質(zhì)量都很小的天體C．其奇特外貌是過近日點(diǎn)前后的暫時(shí)現(xiàn)象D．彗發(fā)、彗尾在彗星繞日運(yùn)行中一直存在，所以人們?nèi)庋勰芤姷剿L長的尾巴（5）在太陽光球?qū)雍蜕驅(qū)臃謩e出現(xiàn)的太陽活動(dòng)主要和明顯的標(biāo)志是：_______。恒星之所以是熾熱的和能夠自行發(fā)光，是因?yàn)樗鼈兙哂芯薮蟮馁|(zhì)量，其質(zhì)量至少要達(dá)到太陽質(zhì)量的百分之幾到百分之十，它有很高的中心溫度，才能引起熱核反應(yīng)而釋放大量能量。全天恒星之中，包括那些肉眼看不見的很暗的恒星在內(nèi)，自行最快的是巴納德星，（1角秒是圓周上1度的3600分之一）。恒星的不同光譜型反映恒星溫度的高低；光譜中的吸收線和發(fā)射線反映恒星的化學(xué)組成（恒星的化學(xué)組成大同小異，主要元素為氫）。太陽與地球的平均距離叫天文單位， 978 70180。光年，即光在一年中所走過的距離，1 .=1012 km =63 240 .。1013km。恒星真正的發(fā)光本領(lǐng)，叫做光度，用絕對星等（M）表示；而絕對星等則是標(biāo)準(zhǔn)距離（10 pc）下恒星的視星等。根據(jù)公式M = m+5