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太阳周年运动
地平圈:
通过地心,且垂直于当地铅垂线的平面的无限扩大,同天球相割而成的天球大圆。
把天球分为可见和不可见两部分。
地平圈的两极是天顶(Z)和天底(Z’)
天赤道:
地球赤道平面的无限扩大,同天球相割而成的天球大圆。
天赤道分天球为南北两半球,两极叫天北极(P)和天南极(P’)
黄道:
地球公转的轨道平面的无限扩大,同天球相割而成的天球大圆。
就是太阳周年运动的视行路线
黄道的两极是黄北极(K)和黄南极(K’)
天赤道与地平圈的两个交点是东点(E)和西点(W)。
地平圈对于天赤道的两个远距点是南点(S)和北点(N)
天赤道对于地平圈的两个远距点,一个在地平之上,称为上点(Q),一个在地平之下,称为下点(Q'
)
黄道与天赤道成23度26分的交角(黄赤交角),它们的两个交点称为二分点,对北半球来说,按太阳周年运动方向,黄道对于天赤道的升交点为春分点(),降交点为秋分点();
黄道上的两个远距点称为二至点,北至点为夏至点(),南至点为冬至点()天赤道对于黄道两个远距点,称为无名点
地平坐标系
通过天顶、天底且垂直于地平圈的一切大圆,是地平经圈,或平经圈
一切与地平圈平行的圆,是地平纬圈
通过南点和北点的平经圈,叫做子午圈,以天顶、天底为界,分为子圈(北半圈)和午圈(南半圈)
通过东点和西点的平经圈,叫做卯酉圈,以天顶、天底为界,分为卯圈(东半圈)和酉圈(西半圈)
基圈是地平圈,原点是南点,始圈是午圈
地平纬度称高度,是天体相对于地平圈的方向和角距离,高度的余角为天顶距
地平经度称方位,是天体所在的地平经圈相对于午圈的方向和角距离
第一赤道坐标系
基圈是天赤道,原点是上点,始圈是午圈
纬度称赤纬,经度称时角
第二赤道坐标系
基圈是天赤道,原点是春分点,始圈是春分圈
纬度是赤纬,经度称赤经。
天体的中天时刻,要按其赤经的次序而定,且中天恒星的赤经,即为当时的恒星时
黄道坐标系
基圈是黄道,原点是春分点,始圈是无名圈(通过二分点的黄经圈)
纬度称黄纬,经度称黄经
地平坐标系与第一赤道坐标系
第二赤道坐标系与黄道坐标系
第一赤道坐标系与第二赤道坐标系
第2章地球的宇宙环境
恒星的空间速度,分成两个分量,视向速度和切向速度
前者沿观测者视线的分量,后者是同视向速度相垂直的分量,表现为恒星在天球上的位移,叫做自行
亮度:
恒星的亮度指地球上的受光强度,即恒星的明暗程度
光度:
表示恒星本身的发光程度
表示天体亮度等级的叫视星等,记作m;
表示天体光度等级的叫绝对星等,记作M。
通常所说的星等是指视星等
星等越大,恒星亮度越暗
相邻两星等的亮度比率为R,R等于2.512,R^5=100,星等相差1等,恒星的亮度相差2.512倍
假定有两颗恒星,其星等为m和m0(m>
m0),它们的亮度E和E0的比率为
光源的视亮度与其距离的平方成反比,距离增加一倍,亮度便减为1/4
标准距离(10秒差距)下的恒星的亮度称绝对亮度,其星等叫绝对星等
恒星的实际距离为d,EM表示绝对亮度,Em表示视亮度
光谱-光度图,也叫赫罗图:
主星序:
大多数恒星分布在从图的左上方至右上方一条窄带上,温度由高到低,光度由大到小,形成一个明显的序列
主序星:
位于主星序上的恒星
大多数恒星的光度,决定于它们的温度,其温度越高,光度越大
红巨星:
温度不高,光度很大,体积很大(超巨星)
白矮星:
温度很高,光度很小,体积很小
脉冲星和中子星:
有规律地发出射电脉冲讯号,脉冲星名称是指天体辐射的表现形式,中子星表明这种恒星的物理实质
银河系
银河:
是银河系主体在天球上的投影
太阳系向着天空中武仙座方向(近织女星)前进,这个方向所指的点称为奔赴点
河外星系
一些相互临近的星系结合成星系群,银河系所属的星系群叫本星系群
星系群<
星系团<
总星系
太阳常数:
在日地处于平均距离,太阳光垂直照射并排除大气影响的条件下,地面上单位面积(cm^2)每分钟所接受的太阳能量为8.16焦耳8.16J/(cm^2*min)
太阳大气分光球、色球和日冕三层
开普勒行星运动三定律:
所有行星在大小不同的椭圆轨道上绕日运动,太阳位于行星轨道椭圆的两个焦点之一
在同样的时间内,行星向径在其轨道平面上扫过的面积相等
任何两个行星绕太阳公转的周期的平方之比,等于它们与太阳的距离的立方之比
地内行星,地外行星
内行星,外行星(以小行星带为界)
类地行星,类木行星(巨行星,远日行星)
彗星
太阳系的结构具有统一的一些特征:
共面性:
行星绕太阳运动的轨道平面,都很接近黄道面,卫星也接近其行星的赤道面
同向性:
太阳系的天体大致朝同一方向运动
近圆性:
行星轨道形状都接近圆形
地月系:
月球轨道在天球上的投影叫白道,白道面相对于黄道面有5度9分的倾角,称为黄白交角
天文上月的长度有四种:
恒星月、近点月、交点月和朔望月,分别以恒星、近地点、黄白交点和太阳为参考点
恒星月是月球绕转地球的真正周期
同步自转
月相变化:
第3章地球的运动
地球的自转
傅科摆
极移:
南北两极在地面上的移动
地轴进动:
南北两极在天球上的移动,反映了地轴在宇宙空间的运动,又叫交点退行
圆锥形运动的圆锥轴线,垂直于地球轨道平面,指向黄极;
圆锥的半径为23度26分,即黄赤交角
进动的方向向西,同地球自转和公转方向相反
进动的发生同地球的形状、黄赤交角和地球自转有关
地轴进动的表现:
天极的周期性圆运动:
北极星的变迁
赤道面(和天赤道)的系统的变化:
赤道面垂直于地轴,随着地轴的进动而进动,使天赤道与黄道的交点(二分点)以同样的方向(向西)和速度(每年50.29秒)在黄道上移动
由于交点退行,使以春分点为参考点度量的回归年,略短于恒星年
由于春分点的西移,在赤道坐标系中,恒星的赤经和赤纬都发生缓慢的持续变化;
在黄道坐标系,恒星的黄经发生持续变化,黄纬则不变,因为春分点是沿黄道移动的
天文上日的长度有三种:
恒星日、太阳日和太阴日,分别以春分点、太阳和月球为参考点
恒星日是地球自转的真正周期
太阳日大于恒星日
太阳每日赤经差的季节变化,因季节而变化的太阳日叫真太阳日(视太阳日),真太阳日的全年平均值叫平太阳日
造成太阳每日赤经差的季节变化的原因:
黄赤交角;
地球的椭圆轨道
恒星星:
周日圈全部位于地平以上的恒星
恒显星区,恒显圈
恒隐星:
周日圈全部在地平以下的恒星
恒隐星区,恒隐圈
出没星:
介于两部分星区之间的恒星,有东升和西落,周日圈与地平圈相交的恒星。
范围宽度为当地余纬的两倍
地转偏向力(科氏力):
北半球右偏,南半球左偏
恒星公转的证据:
恒星的周年视差、光行差和多普勒效应
天文上的年的长度有四种:
恒星年、回归年、近日年和交点年。
分别以恒星、春分点、近日点和黄白交点为参考点
恒星年是地球公转的真正周期
岁差
地球公转的后果:
恒星周年视差
太阳周年运动:
二十四气,十二宫
行星与太阳的会合运动
合(行星合日):
当行星和太阳的黄经相等时,二者都处于地球的同一侧,就是行星同太阳会合
会合周期:
从这一次行星合日到下一次行星合日所经历的时间
P、E分别表示行星和地球的公转周期,S表示行星的会合周期
对于地内行星:
对于地外行星:
行星同太阳的相对位置的变化:
大距:
地内行星的轨道在地球轨道以内,它同太阳的黄经差,被限定在某个限度内(<
90度),叫做大距,分东大距和西大距
启明星和长庚星
地内行星有两次合日,没有冲日,距地球最近时叫下合,离地球最远时叫上合
地外行星有一次合日和一次冲日,合日时离地球最远,冲日时距太阳最近,没有大距,有两次方照(距角为90度),分东方照和西方照
行星相对于恒星的视行
顺行,逆行,留
月球同太阳的会合运动
第4章
地球运动的地理意义
太阳的回归运动:
昼夜长短的纬度分布:
赤道上全年昼夜等长;
太阳直射半球,昼长夜短,高纬度()地区有极昼,昼长达24小时;
非太阳直射半球,昼短夜长,高纬度相应地区有极夜,昼长为零(夜长24小时)
昼夜长短的季节变化:
二分时,全球昼夜平分,均为12小时;
二至时,昼夜长短极端:
或昼最长、夜最短,或昼最短而夜最长;
各地全年平均昼长相等,皆为12小时
二至日过后不久,地球分别经过轨道的近日点(1月初)和远日点(7月初),公转速度达到最快和最慢,因此,北半球夏至后昼减夜增的变化比冬至后昼增夜减的变化显得较缓慢
太阳高度:
正午太阳高度公式:
正午太阳高度因纬度()随季节()而变化
(90度-)视为上点高度,有正负之分,太阳直射半球为正,非直射半球为负
北半球的正午太阳高度以南点为起点,南半球以北点为起点
当太阳直射点所在的纬度,正午太阳当顶
当该地(北半球)正午太阳已越过天顶向北倾斜
高纬度地区表示正经历极夜
正午太阳高度的纬度分布:
式中看作赤道上不同季节的正午太阳高度,其他各地随纬度递减,是对的纬度订正
正午太阳高度的季节变化:
式中看作二分时的正午太阳高度,即全年的平均值,是对的季节订正
四季的划分:
历法
历法分三类,太阴历(阴历)、太阳历(阳历)和阴阳历
太阴历侧重协调朔望月和历月关系,太阳历侧重协调回归年和历年关系,阴阳历兼顾朔望月和回归年、历月和历年
阴历:
优点是每一日期代表一定的月相,缺点是月序没有季节意义
回历:
大月30日,小月29日,全年12个历月,逢单为大月,逢双为小月。
每30年安插11个闰年,每逢闰年,把当年的十二月改成大月
中国旧历:
具有阴阳历的共同特点,按照朔望月安排大月和小月,力求使平均历月等于朔望月,又根据回归年所相当的朔望月数安排平年和闰年,力求使平均历年等于回归年
另设二十四气,用来指导农业生产。
二十四气按太阳黄经划分,自春分点起,每隔黄经15度为一气
我国传统历法对于日序和月序的编排,以及大小月,平年闰年,不像一般历法那样采用长期安排的方法,而是强调逐年逐月推算,显得更加缜密和合理
历日的推算遵循两条原则:
以月相定日序:
逐一推算日月合朔的日期和时刻,把每次合朔的日期定为初一,根据先后两次合朔所包含的日数多寡,确定月的大小,如果包含30日,为大月,如果包含29日,为小月
以中气定月序:
以历月有无中气来区分正规历月和闰月,没有中气的月份便是闰月;
根据历月包含的中气,决定该历月的月序,十二中气固定配属于一年中的十二个历月;
重复前一历月定闰月的月序,即把闰月看作前一历月的重复
干支纪法:
天干地支
天干共十个:
甲乙丙丁戊己庚辛壬癸地支有十二个:
子丑寅卯辰巳午未审酉戌亥
天干和地支循环搭配,以六十为一周,周而复始
儒略历
定365日为一年(平年),每四年一闰,闰年为366日
全年六个大月(31日),六个小月(30日),逢单为大,逢双为小,超出的一天从二月扣去
格里历
罗马教皇格雷果里十三世1582年修改儒略历,内容:
使当时的春分回到3月21日;
二是使以后的春分固定在3月21日
具体措施:
修正公元325年宗教会议以来所积累的10日的误差,把1582年的10月4日之后一下子跳到15日;
调整儒略历的置闰法则,改4年1闰为400年97闰,以消除误差,使春分点固定在3月21日,仍然保留儒略历4年1闰的规则,凡能被4所整除的年份为闰年,凡遇世纪年,必须能被400整除才算闰年
第5章地球和月球
日食和月食
本影,半影,伪本影
日食分三类:
日全食、日偏食和日环食
日全食(在月球本影内),日环食(在月球伪本影内),日偏食(在月球半影内)
月食分月全食和月偏食
月全食与月偏食的不同,取决于月球是否全部或部分隐入地球本影,而不决定于地球上的观测地点不同
月球进入地球半影时,叫半影食
日月食的过程:
偏食—全食—偏食
四种食相:
初亏、食既、生光和复圆
对于日全食来说:
初亏——月轮东缘同日轮西缘相外切,日偏食开始
食既——月轮东缘同日轮东缘相内切,日全食开始
生光——月轮西缘同日轮西缘相内切,日全食终了
复圆——月轮西缘同日轮东缘相外切,日偏食终了
对于月全食来说:
初亏——月轮东缘同地本影西缘相外切,月偏食开始
食既——月轮西缘同地本影西缘相内切,月全食开始
生光——月轮东缘同地本影东缘相内切,月全食终了
复圆——月轮西缘同地本影东缘相外切,月偏食终了
食甚:
月轮中心与日轮或地本影中心最接近的瞬间
食分:
日轮或月轮被食的程度
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