S1.1概述
一、天文學(xué)的研究對(duì)象
天文學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科。它的研究對(duì)象是天體。它研究天體的位置和運(yùn)動(dòng)、研究它們的化學(xué)組成、物理狀態(tài)和過(guò)程,研究它們的結(jié)構(gòu)和演化規(guī)律。·天文學(xué)是自然科學(xué)中一門基礎(chǔ)學(xué)科。
·天文學(xué)是一門古老而又富有生命力的學(xué)科。·現(xiàn)代天文學(xué)是全電磁波段可觀測(cè)的科學(xué)。
二、天文學(xué)的研究方法和特點(diǎn)
1、基本的研究方法一一對(duì)天體的觀測(cè)2、研究特點(diǎn):
(1)用儀器觀察和測(cè)量天體輻射(電磁波、高能微觀粒子)
(2)學(xué)科合作(如現(xiàn)代物理學(xué)理論)、新技術(shù)的應(yīng)用(3)投資大,全球合作
(4)辨證歷史的唯物主義觀點(diǎn)
三、天文學(xué)研究的意義
1、時(shí)間服務(wù):對(duì)天體測(cè)量獲得準(zhǔn)確時(shí)間2、在大地測(cè)量中的應(yīng)用:經(jīng)緯度、地球形狀測(cè)量3、人造天體的發(fā)射及應(yīng)用:衛(wèi)星、探測(cè)器、試驗(yàn)站4、導(dǎo)航服務(wù):航海、GPS導(dǎo)航服務(wù)5、探索宇宙奧秘,揭示自然界規(guī)律(20世紀(jì)60年代四大發(fā)現(xiàn))
6、天文與地學(xué)的關(guān)系:(珊瑚的“日紋”變化,全球性冰期,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、生物滅絕與天文關(guān)系)
7、探索地外生命和地外文明
四、天文學(xué)的科學(xué)分支
傳統(tǒng)天文學(xué)分類(見(jiàn)圖1)和現(xiàn)代天文學(xué)分類(見(jiàn)圖2)
1.天體測(cè)量學(xué):
主要任務(wù)是研究和測(cè)定天體的位置和運(yùn)動(dòng),并建立基本參考坐標(biāo)系和確定地面點(diǎn)的坐標(biāo)。
按照研究方法的不同,還可分為下列二級(jí)分支學(xué)科:
球面天文學(xué)、方位天文學(xué)、實(shí)用天文學(xué)、天文地球動(dòng)力學(xué)
2.天體力學(xué):天體力學(xué)是研究天體運(yùn)動(dòng)和天體形狀的科學(xué)。
它以萬(wàn)有引力定律為基礎(chǔ),研究天體在萬(wàn)有引力和其它力綜合作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、天體自轉(zhuǎn)和其它引力因素綜合作用所具有的形狀。
根據(jù)研究的對(duì)象、范圍和方法,還可分為:
攝動(dòng)理論、天體力學(xué)定性理論、天體力學(xué)數(shù)值方法、歷書天文學(xué)、天體的形狀和自轉(zhuǎn)理論、天體動(dòng)力學(xué)等
3.天體物理學(xué):
天體物理學(xué)是運(yùn)用物理學(xué)的技術(shù)、方法和理論,研究天體形態(tài)、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成、物理狀態(tài)和演化規(guī)律的科學(xué)。按研究對(duì)象又分為:太陽(yáng)物理學(xué)、太陽(yáng)系物理學(xué)、恒星天文學(xué)、恒星、星際介質(zhì)物理學(xué)、星系天文學(xué)、宇宙學(xué)、宇宙化學(xué)、天體演化學(xué)等分支學(xué)科。新興起的空間天文學(xué)和高能天體物理學(xué)也是它的分支。
按學(xué)科性質(zhì)分為:實(shí)測(cè)天體物理學(xué)和理論天體物理學(xué)按觀測(cè)基地和波段可分為:光學(xué)天文學(xué)、射電天文學(xué)(包括毫米波和亞毫米波)、紅外天文學(xué)、紫外天文學(xué)、高能(x射線、y射線、中微子)天體物理學(xué),統(tǒng)稱為全(電磁)波段天文學(xué);
天文學(xué)和天體物理學(xué)的基本目的了解宇宙及其成員:星系、恒星和行星是如何形成的,它們是如何演化的,以及它們將來(lái)的命運(yùn)是什么。
這十年有望取得進(jìn)展的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:
研究近代宇宙的開端即第一批恒星和星系形成的時(shí)代決定宇宙的大尺度性質(zhì)
了解各種尺度黑洞的形成和演化研究恒星和行星系統(tǒng)的形成和演化了解天文環(huán)境對(duì)地球的影響
s1.2天文學(xué)簡(jiǎn)史
一、古代天文學(xué)的起源和發(fā)展1、埃及:天狼星與尼羅河泛濫;埃及金字塔2、巴比倫和亞述:制定歷法,星期制度形成3、印度:對(duì)季節(jié)的劃分;獨(dú)特的宇宙觀4、希臘:大地是圓形;水晶球體系;地球大小的測(cè)定5、中國(guó)古代天文學(xué)
二、歐洲近代天文學(xué)的發(fā)展1、哥白尼日心體系的建立:《天體運(yùn)行論》
2、伽利略和他的望遠(yuǎn)鏡:天空的哥倫布3、牛頓和他的力學(xué)體系
·中國(guó)是世界上天文學(xué)發(fā)展最早的國(guó)家之一,它萌芽于新石器時(shí)代,可以追溯到4500年以前,至戰(zhàn)國(guó)秦漢期間(公元前475年~公元220年)形成了以歷法和天象觀測(cè)為中心的完整而富有特色的體系。這是在天人感應(yīng)和天人合一思想支配下高度的中央集權(quán)制下產(chǎn)生的。
·對(duì)于中國(guó)人來(lái)說(shuō),天文學(xué)曾經(jīng)是一門很重要的科學(xué),因?yàn)樗菑木刺斓摹白诮獭敝凶匀划a(chǎn)生的。歷法是由皇帝頒布的,天文和歷法一直是“正統(tǒng)”的儒家之學(xué)。
·從中國(guó)的天象記事可以看出,中國(guó)人在阿拉伯人以前,是全世界最堅(jiān)毅、最精確的天文觀測(cè)者。
·中國(guó)天文學(xué)本質(zhì)上是有天極的,它使用的是赤道坐標(biāo),主要依靠觀測(cè)拱極星。