天体物理学复习提纲
一、 名词解释 1. 视星等；为考察星体的目视亮度，把最亮的星做为 1 等星，肉眼都能看见的做为 6 等星， 这就是视星等 2. 绝对星等；10pc 处恒星的视星等 3. 视差： 观测者在两个不同位置看到同一个天体的方向之差称为视差。 测量出天体的视差， 就可以确定天体的距离。 4. 光度：天体在单位时间内辐射的总能量，是恒星的固有量。 5. 天文单位（AU）；一个日地距离为 1AU。天文常数之一。天文学中测量距离，特别是测 量太阳系内天 体之间的距离的基本单位。 6. 大气窗口；电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段成为大气 窗口。通常 把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。 7. 黑体：能吸收所有外来辐射（无反射）并全部再辐射的理想天体。 8. 谱线红移：远离观测者辐射源发出的电磁辐射波长变长。 9. 切连科夫辐射：高速荷电粒子在介质中穿行时，如果粒子速度大于介质中的光速，就会 产生一种特殊辐射，它具有明显的方向性和强偏振等特点，这种电磁辐射称为切连科夫 辐射 10. 秒 差 距 ： 是 最 标 准 的 测 量 恒 星 距 离 的 方 法 ， 建 立 在 三 角 视 差 的 基 础 上 。 d=1/p, 1pc=3.26ly。 11. 色差： 色差是指由于不同颜色光折射率不同， 在光学上透镜无法将各种波长的色光都聚 焦在同一点 上的现像。 12. 望远镜： 望远镜在收集电磁波的信息中起收集光子和成像两种作用， 按照成像原理主要 分为折射式和反射式两种。 13. 宇宙线：是由来自外太空的高能粒子射线。主要由核子构成，其中包括约 90%质子+9% 氦核+1%电子+ 少量的重核，γ射线和超高能中微子也构成一小部分宇宙射线。 14. 引力波：引力波是时空曲率的扰动以行进波的形式向外传递（由星体或星系中辐射出 来）。 15. 激光干涉引力波天文台（LIGO）；是美国分别在路易斯安那州的列文斯顿和华盛顿州的 汉福德建造的 两个引力波探测器。采用迈克耳孙干涉仪和法布里‐珀罗干涉仪的原理。 16. （恒星） 色指数； 利用颜色来显示恒星表面温度的一个标量。 需要使用两种不同的滤镜， U 和 B 或 B 和 V，依序测出目标物的光度。 17. 恒星的赫罗图； 赫罗图是恒星的光谱类型与光度之关系图， 赫罗图的纵轴是光度与绝对 星等，而横轴则是光谱类型及恒星的表面温度，从左向右递减。 18. 主序星；主序星在可显示恒星演化过程的赫罗图上，是分布在由左上角至右下角，被称 为主序带上的恒星。燃烧氢。 19. 宇宙距离阶梯；恒星‐星系‐星系群‐星系团‐超团 20. 造父变星；一种周期性脉动的变星，它的光变周期与绝对星等的变化具有确定的关系， 即周光关系。 21. 造父变星的周期‐光度关系； 指造父变星具有的光变周期和绝对星等之间的关系。 可以 通过造父变星的光变周期求得绝对星等，进而求出距离模数，最终求得造父变星的距离。 22. 白矮星；是由电子简并物质构成的小恒星，密度极高，微弱的光度则来自过去储存的热 能。质量上限为 1.4 个太阳质量。 23. 中子星；是恒星演化到末期，经由引力坍缩发生超新星爆炸之后，可能成为的少数终点
之一。 白矮星被压缩成中子星的过程中恒星遭受剧烈的压缩使其组成物质中的电子并入质子 转化成中子，使其密度极大，且旋转速度极快，而由于其磁轴和自转轴并不重合，磁场旋转 时所产生的无线电波等各种辐射可能会以一明一灭的方式传到地球， 有如人眨眼， 故又称作 脉冲星。质量上限为 3 个太阳质量。 24. 黑洞视界； 黑洞周围的时空的曲隔界线， 在界线外的观察者无法获得视界内的任何信息， 或受其影响。 25. 洛希瓣（Roche Lobes）；包围在恒星周围的空间，在这个范围内的物质会受到该天体 的引力约束而在轨道上环绕着。 如果恒星膨胀至洛希瓣的范围之外， 这些物质将会摆脱掉恒 星引力的束缚。 26. 星际物质： 恒星之间的物质﹐包括星际气体﹑星际尘埃和各种各样的星际云﹐还可包括 星际磁场和宇宙线。 27. 脉冲星；中子星的一种，为会周期性发射脉冲信号的星体。具有强磁场，运动的带电粒 子发出同步辐射，形成与中子星一起转动的射电波束。 28. 伽玛暴（GRB）；是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强，随后又 迅速减弱的现象，持续时间在 0.1‐1000 秒，辐射主要集中在 0.1‐100 MeV 的能段。 29. 星团：由成团的恒星组成的、被各成员星的引力束缚在一起的恒星群称为星团。 30. 疏散星团； 指由巨大的尘埃和气体团中形成大量的恒星而形成， 由数百颗至上千颗由较 弱引力联系的恒星所组成的天体，直径一般不过数十光年。疏散星团中的恒星密度不一， 位 于恒星活跃形成区，年轻，只有数百万年的历史（位于银河系盘面）。 31. 球状星团；外观呈球形，在轨道上绕着星系核心运行，很像卫星的恒星集团。球状星团 因为被重力紧紧束缚，使得恒星高度的向中心集中。恒星比较年老，由 20，000 至 1 百万个 恒星组成，直径约为 200 光年（一般位于星系晕中）。 32. 射电 21 厘米谱线：又被称为氢线，是指由中性氢原子因为能阶变化而产生的电磁波谱 线。在电磁波谱上的位置是微波。这个波长的辐射经常在无线电天文学上被应用，尤其无线 电波可以穿过对可见光是不透明的星际云等巨大星际介质区域。 33. 星族：银河系（以及任一河外星系）内大量天体的某种集合。这些天体在年龄、化学组 成、空间分布和运动特性等方面十分接近。 34. 漩涡星系；是由大量气体、尘埃和又热又亮的恒星所形成，有旋臂结构的扁平状星系。 有相当大的总角动量中心有核球的结构，被周围的星系盘环绕着。核球类似椭圆星系，有许 多老年属于第二星族的恒星，并且通常会有超重黑洞隐藏在中心。星系盘是扁平的，伴随着 星际物质、年轻的第一星族恒星、和疏散星团，共同绕着核球旋转。 35. 椭圆星系；是哈柏星系分类中的一种类型。恒星的运动是以不规则的运动为主，不同于 漩涡星系的以自转运动为主，只有少许的不规则运动。只有少许的星际物质、年轻的恒星很 少、疏散星团的数量也不多。恒星多是年老的，属于第二星族的恒星。较大的椭圆星系， 都 有以老年恒星为主的球状星团。 36. 活动星系：活动星系是相对正常星系而言的。星系普遍存在着活动现象，但绝大部分星 系的活动不明显，因此称为正常星系，大约 2%的星系活动激烈，被称为活动星系。 37. 活动星系核（AGN）；是一类中央核区活动性很强的河外星系。这些星系显得比普通星 系活跃，在从无线电波到伽玛射线的全波段里都发出很强的电磁辐射，称为活跃星系。 （高 光度、宽发射谱） 38. 类星体；红移值非常大，远超过了一般恒星的红移值——几亿到几十亿光年之外；短时 间内光度有 明显变化——大小最多只有几“光日”到几“光周”，大的也不过几光年，远 远小于一般的星系的尺度；各波段都有很强辐射的天体。(?) 39. 活动星系核的统一模型； 试图将两种或两种以上的活动星系核用一个模型进行描述的模
1.20 世纪 60 年代天文学上的四大发现？ 2.太阳黑子为什么黑？太阳中有哪些常见的剧烈物理现象？ 3.望远镜为什么越大越好？ 4.什么是恒星光谱型？太阳的光谱型？ 5.太阳大气可分为几层？各是什么？特征？ 6.列举几种测量宇宙天体距离的方法。 7.列举几种测量恒星表面温度的方法。 8.密近双星的分类？ 9.活动星系核的分类？活动星系核有哪些共同观测特征（共性)? 10.黑洞主要存在哪些天体系统中？描述黑洞的参数有哪些？ 11.确定宇宙年龄一般哪三种独立的方法？ 12.什么是致密天体？有哪些？ 13.星系的哈勃分类法？ 14.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？ 15.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？ 16.支持宇宙大爆炸起源பைடு நூலகம்主要观测证据有哪些？
三、简单计算 1. 太阳的视星等为‐26.7，月亮的视星等为‐12.6，请问它们的亮度差？
3.
4.
5. 黑体辐射：第二章 习题 2.6, 2.12 6. 第三章 习题 3.3, 3.4, 3.6, 3.7, 3.8, 3.11, 3.12
四、补充
型，不同类 型的活跃星系核只是由于观测视角的不同。电波弱(radio‐quiet)活跃星系核 与电波强(radio‐loud)活跃星系核分别具有各自的统一模型：电波弱统一模型和电波强统 一模型。 40. 宇宙学红移；宇宙膨胀引起的河外天体谱线红移。 41. 星系退行的 Hubble 定律；哈勃发现，在宇宙空间不仅几乎所有的星系都具有谱线红移 现象，而且还 存在着星系的红移量与该星系的距离成正比的关系，也就是说，越远的星系 正在以越快的速度飞驰而去，这被称为哈勃定律。即，可以通过观测星系的谱线红移量， 求 出星系的视向速度，进而得出它们的距离。 42. 宇宙大爆炸；是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型，此观点为：宇宙是 在过去有限 的时间之前，由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的（大约存在于 133 亿年至 139 亿年前），并经过不断的膨胀到达今天的状态。宇宙的爆炸是空间的膨胀， 物质则随着空间膨胀，随着宇宙膨胀和温度降低，构成物质的原初元素相继形成。 43. 宇宙微波背景（CMB）；是一种充满整个宇宙的电磁辐射。特征和绝对温标 2.725K 的黑 体辐射相同。 频率属于微波范围。 44. 宇宙学原理：在大尺度下，宇宙物质分布是均匀各向同性的。这个假定被称为宇宙学原 理。 45. 宇宙暗物质；非重子物质，与辐射场无相互作用，大爆炸之后就开始在引力的作用下开 始成团，无 法通过电磁波的观测进行研究，也就是不与电磁力产生作用的物质。目前只能 通过重力产生的效应得知，而且已经发现宇宙中有大量暗物质的存在。 46. 宇宙暗能量：在物理宇宙学中，暗能量（又称暗 能）是一种充溢空间的、增加宇宙膨 胀速度的难以察觉的能量形式。 暗能量假说是当今对宇宙加速膨胀的观测结果非唯一， 但最 流行的解释。在宇宙标准模型中，暗能量占据宇宙 73%的质能。 二、其他知识点