天 体 力 学13-第2页
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天 体 力 学13-2
在中国古代，关于宇宙的结构主要有三派学说，即盖天；在古代希腊和罗马，从公元前六世纪到公元一世纪，关；进入中世纪后，宇宙学被纳入经院哲学体系，地心说占；从历史上看，随着时代的发展，作为宇宙学研究对象的；十八世纪天文学家引进“星系”一词，当时这个词在一；现代宇宙学包括密切联系的两个方面，即观测宇宙学和；观测宇宙学已经发现，在目前观测所及的天区上，存在；除了几个近
在中国古代，关于宇宙的结构主要有三派学说，即盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说认为大地是干坦的，天像一把伞覆盖着大地；浑天说认为天地具有蛋状结构，地在中心，天在周围；宣夜说则认为天是无限而空虚的，星辰就悬浮在空虚之中。在古代希腊和罗马，从公元前六世纪到公元一世纪，关于宇宙的构造和本原有过许多学说。如毕达哥拉斯学派的中心火焰说(设想宇宙中心有一团大火焰)；赫拉克利特的日心说；柏拉图的正多面体宇宙结构模型等等。进入中世纪后，宇宙学被纳入经院哲学体系，地心说占据正统的地位。十六世纪哥白尼倡导日心说。到十七世纪，牛顿开辟了以力学方法研究宇宙学的途径，建立了经典宇宙学。二十世纪以来，在大量的天文观测资料和现代物理学的基础上，产生了现代宇宙学。从历史上看，随着时代的发展，作为宇宙学研究对象的天体系统，在深度和广度上不断扩展。古代自然哲学家所讨论的天文学的宇宙，不外乎大地和天空。哥白尼在《天体运行论》一书中说“太阳是宇宙的中心”，意味着宇宙实质上就是太阳系。十八世纪天文学家引进“星系”一词，当时这个词在一定意义上说只不过是宇宙的同义语。二十世纪以来，天文观测的尺度大大扩展，达到上百亿年和上百亿光年的时空区域。现代宇宙学所研究的课题，就是现今观测直接或间接所及的整个天区的大尺度特征，即大尺度时空的性质、物质运动的形态和规律。现代宇宙学包括密切联系的两个方面，即观测宇宙学和理论宇宙学。前者侧重于发现大尺度的观测特征，后者侧重于研究宇宙的运动学和动力学以及建立宇宙模型。观测宇宙学已经发现，在目前观测所及的天区上，存在着一些大尺度的系统性特征，比如：河外天体谱线红移；微波背景辐射；星系的形态；天体时标；氦丰度等。除了几个近距星系之外，河外天体谱线大都有红移，而且绝大多数是一致红移，即各种谱线的红移量是相等的。此外，在星系团尺度上，对于不同类型的星系，在各自的红移量与视星等之间、红移与星系角径之间存在着系统性的关系。它们反映着红移量与距离之间的规律。在整个背景辐射中，微波波段比其他波段都强，谱型接近温度为3K的黑体辐射。微波背景辐射大致是各向同性的。这种辐射的小尺度起伏不超过千分之二。三：大尺度的起伏则更小一些。
河外星系的形态虽有多种，但绝大多数星系都可归纳为不多的几种类型，即椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜型星系和不规则星系。而且，各种类型星系的物理特征，弥散范围不算太大。从球状星团的赫罗图形状可以判断，较老的球状星团的年龄差不多都达到100亿年左右。按照同位素年代学计算，太阳系中某些重元素是在50亿到 100亿年前形成的，即最老天体的年龄都不超过200亿年。在宇宙中，氢和氦是最丰富的元素，二者丰度之和约占99％。而且氢和氦的丰度比在许多不同的天体上均约为三比一左右。这些大尺度上的现象，反映出大尺度天体系统具有特别的性质。它的结构、运动和演化并非小尺度天体系统的简单延长。现代宇宙学正是以研究这一系列大尺度上所固有的特征而与其他天文分支学科相区别的。宇宙模型主要包括三方面的问题，即大尺度上天体系统的结构特征、运动形态和演化方式。关于大尺度上天体系统的结构，有两种不同的模型。一种是均匀模型，另一种是等级模型。前者认为在大尺度上天体分布基本上是均匀各向同性的，或者说，在大尺度上没有任何形式的中心，没有任何形式的特殊点，这种假定常常称为宇宙学原理。等级模型则认为在任何尺度上，物质分布都具有非均匀性，即天体分布是逐级成团的。河外天体的系统性红移现象与大尺度的运动形态有密切关系。说明红移现象的各种理论，都要涉及这个问题。大致说来，这些理论分为两种类型：第一种理论认为系统性红移是系统性运动的反映，各种膨胀宇宙模型都属于这一类。第二种理论认为红移现象不是系统性运动的结果，而是由另外的机制形成的。例如假定光子在传播过程中，能量慢慢衰减；或者假定红移是由天体本身结构不同而引起的，等等。演化问题的探讨自从红移发现之后就开始了，但是大量的研究还是在微波背景辐射发现之后才进行的。根据微波背景辐射的黑体谱，可以用某个温度来标志大尺度天区的性质。问题是：背景辐射从何而来？这个温度是怎样变化的？温度变化对天体系统的状态有什么影响？这就是宇宙模型要回答的问题。按照大尺度特征变化与否来区分，有稳恒态宇宙模型和演化态模型。前者认为大尺度上的物质分布和物理性质不随时间变化；后者则认为随着时间的推移基本特征有明显变化。按照与温度有关的演化方式来区分，则有热模型和冷模型。前者主张温度是从高到低，后者主张温度是从低到高发展的。按照物质组成来区分，有“正”物质模型和“正―反”物质模型。前者主张宇宙全由“正”物质组成，后者主张由等量的“正”物质和“反”物质组成。在已有的各种宇宙模型中，以热大爆炸宇宙模型最有影响，因为与其他模型相比，它能说明的观测事实最多。宇 宙 化 学宇宙化学是研究宇宙物质的化学组成及其演化规律的学科，是天文学的一个分支，也是天文学与化学之间的边缘学科。宇宙化学研究的对象包括陨石、月球、行星系天体、行星际物质、太阳、恒星、星际物质、宇宙线、星系和星系际物质等。宇宙物质的化学组成是指构成宇宙物质的元素、同位素、分子和矿物。宇宙化学的研究任务之一就是确定这些组成，并测定它们的相对含量和绝对含量。测定方法有两种：一种是直接取样，如测定陨石、月球岩石样品、宇宙尘、宇宙射线核成分等；另一种是测定来自天体的电磁辐射中的特征谱线。例如对恒星作光谱分析，对星际物质进行射电、红外、可见光波段的频谱分析。研究表明，宇宙物质是由《化学元素周期表》中近百种化学元素和280多种同位素组成的。在宇宙物质中发现了地球上尚未发现的若干种矿物和分子。宇宙化学另一个任务是研究宇宙物质的化学演化。大致有几个过程：首先由某种过程(例如“宇宙大爆炸”)生成元素氢，再通过核合成过程(如恒星内部核合成、超新星爆发核合成等)生成其他元素。元素的原子在恒星表面或星际空间结合形成分子，这些分子在行星系中将循两条路线继续演化：分子凝聚为尘埃，尘埃聚集而成星子，进而形成行星等天体；一些含碳、氮、氧、氢等元素的分子在星际云中生成后，通过生命前的化学演化生成复杂分子，在地球上(还可能在其他行星系的行星上)生成氨基酸、蛋白质，最后导致生命的出现。恒星的一生不断地向星际空间抛射物质，最后瓦解为星际云；反过来，星际云又通过漫长过程凝聚而形成各种恒星。人类对宇宙物质化学的认识，经历了几个阶段。早期，人们是凭直觉猜测宇宙万物的基本组成的。中国西周晚期(公元前七世纪)，用五行(金、木水、火、土)来说明万物的组成，用“阳气”和“阴气”解释自然界的各种变化。古希腊人在公元前四世纪认为水、空气、火和土是构成万物的四种基本元素。十九世纪初，人们对地球上的矿物和岩石等物质进行大量的化学分析。1833年，瑞典化学家柏济利乌斯对陨石进行化学分析，第一次测定了地球外宇宙物质的化学组成。1858年，化学家本生和物理学家基尔霍夫一起研究太阳光谱；1859年，基尔霍夫成功地解释了太阳光谱中夫琅和费线(即吸收线)产生的原因，第一次证认了太阳(恒星)的化学组成。宇宙化学的一种重要观测方法――光谱分析从此诞生。二十世纪五十年代以来，随着大气外观测的发展，频谱分析波段由可见光扩展到射电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线。六十年代，人们在星际空间发现星际分子，直接登月采集岩石标本。七十年代，又把分析仪器送上火星。宇宙化学的研究手段日益增多，研究内容不断丰富。
宇宙化学根据天体层次和研究方法分为几个方面：陨石化学：研究各种陨石的化学组成。研究表明，碳质球粒陨石在太阳系漫长的演化过程中，发生的物理、化学变化最小，可视为原始太阳系物质的“化石”；行星系化学：研究行星(包括地球)、卫星、小行星、流星体、彗星以及行星际物质的化学组成和化学演化；恒星化学：研究恒星的化学组成及其化学演化。太阳是离我们最近的一颗恒星，又占太阳系总质量的99.86%，所以太阳化学对于研究恒星和太阳系具有重要意义；星际化学：主要观测和证认星际分子，研究它们的形成和瓦解；同位素宇宙化学：测定不同宇宙物质的同位素组成，研究化学元素的起源和演化，认识天体物质的来源和形成环境，探讨各种高能、低能过程。测定放射性同位素组成以确定天体(或宇宙物质)的年龄，是同位素年代学的任务；宇宙线核化学：测定宇宙线中化学元素核组成，推测宇宙线传播过程中的介质和宇宙线源的化学组成。研究化学元素的起源既同恒星的形成和演化密切相关，也同大爆炸宇宙学有关。观测银河系中不同物质(如氢原子、一氧化碳等)的分布，可以揭示银河系的结构和该化。太阳系起源和演化的学说必须考虑太阳系化学研究的结果，这就是一方面要利用已获得的有关太阳系化学组成的知识，另一方面又必须能解释太阳系的化学组成。宇宙化学的研究对化学的发展也有重要意义，如氨元素就是首先从太阳上发现，后来才在地球上找到的。宇宙物质处于地球上难以模拟的状态，这就为化学研究提供了特殊的“实验室”。对星际物质和彗星中有机分子的观测，以及对陨石中有机分子的研究，既推动了生命起源的探索，也推动了宇宙化学的发展。大爆炸宇宙学大爆炸宇宙学是现代宇宙学中最有影响的一种学说，与其它宇宙模型相比，它能说明较多的观测事实。大爆炸宇宙学认为宇宙曾有过一段从热到冷的演化史，在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程就如同一次规模巨大的爆发。根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。当温度进一步下降到 100万度后，早期形成化学元素的过程结束。宇宙问的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气态物质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙。
大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间为短，即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。现代天文学的观测表明，河外天体有系统性的谱线红移，而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。在各种不同天体上，氨丰度相当大，而且大都是20%。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氨，而根据大爆炸理论，早期温度很高，产生氦的效率也很高，可以很好的说明这一事实。根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等，可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾预言，今天的宇宙已经很冷，只有绝对温度几度。1965年，果然在微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐射，温度约为3K。这一结果无论在定性上或者定量上都同大爆炸理论的预言相符。不过，在星系的起源和各向同性分布等方面，大爆炸宇宙学还存在一些未解决的困难问题。天 体 测 量 学天体测量学是天文学中最先发展起来的一个分支，其主要任务是研究和测定天体的位置和运动，建立基本参考坐标系和确定地面点的坐标。确定天体的位置及其变化，首先要研究天体投影在天球上的坐标的表示方式、坐标之间的关系和各种坐标修正，这是球面天文学的内容。天体的位置和运动的测定属于方位天文学的内容，是天体测量学的基础。天体测量依观测所用的技术方法和发展顺序，可以分为基本的、照相的、射电的和空间的四种。把已经精确测定位置的天体作为天球上各个区域的标记，选定坐标轴的指向，就可以在天球上确定一个基本参考坐标系，用它来研究天体(包括地球和人造天体)在空间的位置和运动。这种参考坐标系，通常用基本星表或综合星表来体现。以天体作为参考坐标，测定地面点在地球上的坐标，是实用天文学的课题，用于大地测量、地面定位和导航。地球自转的微小变化，都会使天球上和地球上的坐标系的关系复杂化。为了提供所需的修正值，建立了时间服务和极移服务。地球自转与地壳运动的研究又发展成为天文地球动力学，它是天体测量学与地学各有关分支之间的边缘学科。天体测量学的这些任务是相互联系，相互促进的。天体测量学的起源可以追溯到人类文化的萌芽时代。远古时候，为了指示方向、确定时间和季节，先后创造出日晷和圭表。对茫茫星空的观测，导致划分星座和编制星表，进而研究太阳、月球和各大行星在天球上的运动。当时的天体测量学既奠定了历法的基础，又确认了地球的自转和公转在天球上的反映，从而逐渐形成古代的宇宙观。因此，早期天文学的主要内容就是天体测量学。根据浩瀚的天体测量资料，经过精心研究得出的开普勒行星运动三大定律，为天体力学的建立创造了重要条件。天体力学与天体测量学一向是密切配合的，依靠观测太阳、月球、大行星和小行星的大量资料和天体力学的研究方法，总结出太阳系天体(特别是地球和月球)的运动理论。它不但为太阳系演化的研究提供素材，而且是测定天文时间与导航工作的重要依据。在航天时代，天体测量技术的提高与天体力学方法的改进更是相辅相成，互相推动。例如，研究人造卫星和宇宙飞行器的轨道，研究地球和月球运动的细节，都需要天体力学与天体测量学的配合。对恒星的位置、自行和视差观测所得到的恒星的空间分布和运动状态的资料，是研究天体物理学，特别是研究恒星天文所需的基本资料。对银河系结构、星团和星协动力学演化、双星系统和特殊恒星的研究及宇宙学的研究，都需要依据大量的天体测量资料，这就对天体测量学提出更高的要求。包含各类专业文献、文学作品欣赏、应用写作文书、高等教育、各类资格考试、生活休闲娱乐、专业论文、中学教育、外语学习资料、天 体 力 学13等内容。　
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高一地理汇考
1.人类对宇宙的认识
2.不同层次的天体系统。
据我所知，要掌握3月21春分和9。23秋分时昼夜等分 12。22冬至昼最短夜最长
6。22夏至相反 规律：太阳直射点在哪个半球哪个半球昼长于夜 太阳直射点向哪个方向移动哪个半球昼变长夜变短。 地方时：太阳正对经线为正午12时，经度每相隔15度地方时相差1小时。 晨昏线 自转方向 区时……
我高一时就是这么考的
太阳辐射 太阳活动（黑子 耀斑）对地球的影响（气候 电离层 磁场）
天体系统——地月系-太阳系-银河系-总星系
地球——宇宙环境（光照稳定 行星运动有序安全） 日地距离适中温度适宜 体积质量适中存在大气层 大洋形成孕育生命
平均半径6371km赤道周长4万km
我估计也就这么多了，希望对你有所帮助。
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