天体物理学
天文学意义
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欧洲南方天文台VLT
4 个 8 米 光学望远镜
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组成光干涉仪，口径可达 100米，光学波段，2012年
天文学基础－引言 天文学意义 21
哈勃空间望远镜(1990发射上天)
光学望远镜 口径 2.4 m
天文学基础－引言
天文学意义
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红外空间望远镜SIRTF (2003年8月25日发射上天)
Keck望远镜 ：口径 10 米
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甚长基线射电干涉仪
Very Long Baseline Interferometer --VLBI
上 海 台 站 分 布
天文学基础－引言 天文学意义
乌鲁 木齐
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VSOP (日本1997)
空间 射电望远镜 口径 8 米
天文学基础－引言
(2) 天体力学 (3) 天体物理学
天体的位置及其变化
太阳系天体的运动规律 天体本质研究：起源和演化
天文学基础－引言
天文学意义
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(1). 天体测量学: 天体的位置及其变化 1. 球面天文学 : 天文学基础理论
• • 球面三角等数学方法来研究天体的视位置 用各种天球坐标系来表示天体位置
• • • • • 地球内部结构，地幔物质运动，地壳相互作用 海平面，大气圈物质的运动 地磁的结构变化 自转变化，极移 板块运动 等等
天文学基础－引言
天文学意义
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2. 天文学对技术科学的推动作用
天文望远镜 ：光学，机械，控制
天文探测器
： CCD (电荷耦合器件)， 军事，航空，遥感，日常生活
：航空航天技术
天文干涉技术：射电，光学 提高分辨本领 空间望远镜
等等
天文学基础的单个地面光学望远镜
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4. 天文学对工农业生产的作用
计量时间 星表,年历的编制 时间标准, 用于尖端科学 农业生产, 航海, 航空, 航天
太阳活动
精密定轨, 测距 天文高灵敏度探测器
飞船, 卫星, 通信
卫星轨道 遥感, 军事
。。。。。。
天文学基础－引言 天文学意义 26
天文学的分支
(1) 天体测量学
天文学基础－引言 天文学意义 7
地球自转与厄尔尼诺现象有关
亚洲 东太平洋
西太平洋
天文学基础－引言
南美洲
天文学意义
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星象抖动，地面
天文学基础－引言
天文学意义
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星象抖动，高山上
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天文学基础－引言 天文学意义 10
天文与气象
春，夏，秋，冬
地球绕太阳公转黄道与 赤道存在23.5交角
气候的四季变化
天文学基础－引言
天文学意义
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两个问题:
1 天文学与气象学 ?
2 天文学研究的意义 ?
天文学基础－引言
天文学意义
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问题一: 天文与气象的关系
气象: 地球大气范围内的现象 ▲ 风云雨雪, 电闪雷鸣, 冷热变化 等等
天文: 地球以外天体的一切现象 ▲ 地球本身也是一个天体 有关联 ▲ 地球大气影响天文观测 天气决定观测的成败 (地面光学, 红外) 大气扰动影响成象质量 大气折射影响观测精度 等等 ▲ 其他现象
天文学基础－引言
天文学意义
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天文与气象
月球对地球 的引力作用 海水每天的 潮起潮落
天文学基础－引言
天文学意义
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问题二: 天文学研究的意义 ?
天文学是一门古老的学科,是一门观测的科学, 在历史上它与人类的生产活动和日常生活密切 相关, 例如: 季节的变化, 潮水涨落, 野外方向的确定等等 中华文明为什么能在5000年的历史长河上不断 繁荣发展, 中国古代天文学的高度发达有重要的 作用 !! －－ 李政道, 2001, 北京
(1) 我们的近邻：太阳系
。。。。。。
天文学基础－引言
天文学意义
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天文学的研究对象
宇宙中各类天体及其系统
(2) 宇宙深处
▲ 天体的空间位置, 空间分布, 空间运 ▲ 天体的形态, 结构, 物理状况, 化学组 ▲ 天体间相互关系 ▲ 天体的起源与演化
宇宙有多大？ 宇宙中有什么？ 宇宙是怎么来的？ 宇宙的未来是什么？ 人类是如何认识宇宙的？
化学：He元素是天文学家在太阳光谱上首先发现的。
研究宇宙中气体和尘埃的相互作用，形成机制。 天体化学 (Astrochemistry) 新兴学科
天文学基础－引言 天文学意义 14
宇宙中各类元素的起源
天体化学
天文学基础－引言
天文学意义
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1. 天文学对基础学科的作用
生物：
天文学家通过研究不同天体环境中的生物分子，了解 构成生命的组件的起源、这些生物分子如何构成生命、生 命怎样与其诞生的环境互相影响，以及最终探究生命能否 及怎样扩展到其母行星之外。 地外文明 天文生物学 (Astrobiology) 地外生物学 (Exobiology) 新兴学科
红外望远镜 口径 85cm
天文学基础－引言 天文学意义 23
下一代空间望远镜 （NGST, 2012）
口径 8m
天文学基础－引言 天文学意义 24
3. 天文学对哲学的意义
人类如何认识宇宙
托勒玫和地心说
哥白尼和日心说
大爆炸宇宙学理论 宇宙的起源，太阳系的起源，人类的起源
天文学基础－引言
天文学意义
天文学基础－引言 天文学意义 13
1. 天文学对基础学科的作用
数学：天体位置的确定，观测数据的处理都需要数学。
推动数学发展的动力
物理：经典力学体系，万有引力定律的发现
研究太阳系内天体的运动的需要 海王星的发现 证实了万有引力定律 广义相对论的科学验证：天文学家 极端条件下的物理规律：天体环境 各种天体的起源和演化 天体物理学 (Astrophysics) 主流学科
第一讲
引言
1. 天文学的研究对象及意义
天文学基础－引言
天文学意义
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天文学的研究对象
地球 太阳 太阳系行星 （九大行星，小行星） 恒星 （太阳就是其中之一） 星系 宇宙
宇宙中的天体
天体或天体系统 地球大气以外宇宙空间的各类天体
天文学基础－引言 天文学意义 3
天文学的研究对象
▲ 太阳 ▲ 太阳系的起源 ▲ 太阳系行星系统 ▲ 地球的起源 ▲ 人类的起源
2. 实用天文学:
• 时间计量, 地极移动, 天文大地测量, 天文导航
3. 方位天文学
• •
天文学基础－引言
研究和测定天体的位置及运动 天体参考系的建立
天文学意义 28
1. 天体测量学: 天体的位置及其变化 (cont.)
4. 天文地球动力学 – 天体测量和地球科学的交叉 – 用天文手段研究地球的运动状态和力学机制
