天体与地球前言.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,欢迎选修,天 体 与 地 球,gx02610601,地球科学学院 张梅生,1,一、课程的内容、性质及意义,1.,课程内容,2.,课程性质,3.,学习意义,二、人类认识宇宙、天体的历史,前 言,2,一、课程的内容、性质及意义,1.,课程内容,宇宙天体科学,:,第一章 宇宙,第二章 星系与银河系,第三章 恒星,第四章 太阳系,地球科学,:,第五章 地球,第六章 地球的演化历史,系统介绍当代天文科学、宇宙科学、地球科学的基本知识和最新成就。,3,2.,课程性质,普通高校科学素质教育公共选修课程,公共基础课程,3,学习意义,（,1,）全面了解客观物质世界的起源,和演化历史,;,（,2,）深刻认识人类社会存在的地球,背景、宇宙背景,;,（,3,）树立科学的宇宙观、世界观、,地球观。,4,仙女座大星系,仰望星空,-,温家宝,我仰望星空，它是那样辽阔而深邃,:,那无穷的真理，让我苦苦地求索、追随。,我仰望星空，它是那样庄严而圣洁,:,那凛然的正义，让我充满热爱、感到敬畏。,我仰望星空，它是那样自由而宁静,:,那博大的胸怀，让我的心灵栖息、依偎。,我仰望星空，它是那样壮丽而光辉,:,那永恒的炽热，让我心中燃起希望的烈焰、响起春雷。,5,世界上只有两件东西能够深深的震撼,人们的心灵：,一件是我们心中崇高的道德准则；另一件是我们头顶上灿烂的星空。,伊曼努尔康德,6,科学,辞海,：,关于自然、社会和思维的知识体系。,是,实践经验的结晶。每一门科学通常都只是研究客观世界,发展过程的某一个阶段或者某一种运动形式。,科学的任务是揭示事物发展的客观规律，探求客观,真理，,作为人们改造世界的指南。,新华字典,：,反映自然、社会、思维的客观规律,的分科的知识体系。,迷信,辞海,：指相信星占、卜筮、风水、命相和鬼神,等；也指,盲目地信仰和崇拜。,新华字典,：,盲目地信仰和崇拜。,特指信仰神仙,鬼怪等。,7,二、人类认识宇宙、天体的历史,（一）古代天文学（,3 Ma ,公元,5,世纪）,1,古埃及 据天狼星,偕日升,预报尼罗河,水的泛滥周期,创立太阳历法（公元前,27,世纪）,2,中国的月球历法（公元前,22,世纪）,3,英国索尔兹伯里 斯通罕克天文巨石,阵（公元前,20,世纪）,8,9,英国索尔兹伯里,斯通罕克天文巨石阵,Stonehenge,10,11,古代黄道十二星座,12,玛雅天文台,13,4,古希腊毕达哥拉斯提出地球“球形”,（公元前,6,世纪）,5,古亚历山大学派埃拉托色尼斯测量,地球的周长（公元前,2,世纪）,6,地心体系的建立,古亚历山大 托勒密地心说（公元,2,世纪）,中国 盖天说（西周,-7,世纪）、浑天说,（东汉张衡浑天仪）,14,埃拉托色尼斯测量,地球周界的方法,在夏至日当太阳经过塞恩,城,(s),的天顶直射井底的时,候,太阳在亚力山大城,(A),中天,.,这时它的天顶距,(Z),等于这两个城市的纬度之,差,与这角度差相当的线距,离是,AS,因此我们可以求,得地球的周界之长,.,15,托勒密的地心系,16,17,（二）经典天文学（,16,世纪,-18,世纪）,1,经典天文学诞生阶段（,16,世纪,-17,世纪）,日心体系的建立,哥白尼,1543 ,天体运行论,-,行星天文学创始人,布鲁诺,1584 ,论无限宇宙和世界,开普勒 根据第谷的科学观测,提出行星运,动三定律,:,1609,新天文学,轨道定律,、,面积定律,1619,宇宙和谐论,周期、距离定律,公转周期,2,=,轨道长轴半径,3,18,哥白尼的日心系,19,早期天文望远观测,伽里略,1610,发现伽里略卫星,发现太阳黑子,第谷,1576-1596,编制大星表,惠更斯,1656,发现土卫六、土星光环,卡西尼,1671-1674,发现土星三颗大卫星,1675,发现土星环缝,-,卡西尼环缝,万有引力发现,牛顿,1687 ,自然哲学的数学原理,万有引力定律,牛顿运动三定律,-,天体力学奠基人,光的分解,-,天体物理学技术之一,20,的汶岛天文台,21,2.,经典天文学兴起阶段,(17,世纪末,-19,世纪中）,-,方位天文学、天体力学,哈雷慧星的观测,哈雷,1705 ,彗星天文学概述,应用万有引力定律预测哈雷彗回归,恒星自行现象的发现 哈雷,1718,月球运行的长期加速 哈雷,地球测量,1791,年法国宪政会议决定：,以地球子午线的一象限的一千万分之一,的弧长为长度地位，叫,1,个米突（,metre,）,太阳的测量 哈雷,1761,年测量太阳视差,22,哈雷慧星的轨道,23,24,行星运动测量,拉格朗日,1788,分析力学,提出木星、,土星运动的周期性摄动,康德,-,拉普拉斯星云说,康德,1755,自然通史和天体论,拉普拉斯,1796,宇宙体系论,、,1799-1825,天体力学,波德律,波德,1772,发现行星轨道距太阳距离,:,0.4+0.32n (,天文单位,),25,波德律,26,行星的发现,威廉,.,赫歇尔,1781,发现天王星,(,波德律,19,）,皮亚齐,1801,、,奥尔贝斯,1802,发现小行星带（波德律,2.8,）,-,谷神星、智神星、婚神星、灶神星,亚当斯,1844,、,勒威耶,1845,发现海王星,-“,笔尖下发现的行星”,水星近日点轨道摄动的发现,勒威耶,1859,提出“火神星”,27,四颗最大的小行星,28,（二）近代天文学（,18,世纪末,-19,世纪）,1,近代天文学诞生阶段,（,18,世纪末,-19,世纪中）,.,恒星系的研究,先驱者（,18,世纪前）英 赖特、,德 康德、,法 朗白尔,提出：,恒星可能组成一个有限范围的伟大,体系。,29,威廉,.,赫歇尔,-,近代恒星天文学创始人,a.,发现太阳的自行,-,打破太阳静止的假说,b.,发现在相对轨道上运动的双星,(,物理双星）,1784,年发表,284,对双星表，证明开普勒定律,和牛顿定律在地球以外的恒星系一样有效,-“,万有引力”,c,提出银河系为“扁平状星系”,d,提出星云具有内部结构,30,赫歇尔家族,31,32,约翰,.,赫歇尔,一生中探测,2300,个星区，数了,7,万颗星,a.,双星轨道运动的观测证实，,发现了,3347,对双星,b,1833,年发表星云、星团表（含,2306,个）,c,大、小麦哲伦星云观测（大麦云数出,919,个天体；小麦云数出,244,个天体），,指出：“这些星云可以看作是南半球特有,的一种星系”,33,德 贝塞尔,a,测定恒星视差,1838,测定天鹅座,61,号星视差,0”.31;,1840,再次测定为,0”.35,b.1844,发现天狼星波浪运动和伴星预测,-,不可见天文学,罗斯爵士（威廉,.,帕尔森）,1854,年发现“旋涡状星云”,34,天狼星波浪运动和伴星,35,.,太阳系研究,月球和行星的观测,发现的小行星数目增多,彗星与流星的观测,发现英仙座流星雨,太阳的观测,发现太阳黑子活动周期（,11,年）,36,37,2,近代天文学兴起阶段（,19,世纪后半叶）,-,天体物理学的诞生,天体物理学三大技术,a,分光学 德 夫琅和费,-,天文分光学创始人,1871,用,A,、,B,、,C,、,D,表示太阳光谱的,主要谱线,-“,夫琅和费谱线”,b,光度学,c,照相术,1839,年应用于天文学,38,太阳的研究,1859,年 德 克希霍夫根据太阳光谱研究，,提出分光学基本定律,(,克希霍夫定律,):,（,1,）,每一个化学元素有一种特殊的谱线,;,（,2,）,每一种元素可以吸收它所能够发射的,光线，这就是谱线的反变或自蚀,。,发现：炽热固体或液体（后来发现还有,高压气体）发连续光谱；,气体发不连续的明线光谱。,宣布：,太阳光谱含,Na,、,Fe,、,Ca,、,Ni,等,元素（现已发现,67,种），,-,证明化学元素在天体上存在！,39,40,月球和行星研究,1890,年 美 霍尔顿根据照片绘制月面详图,1879,年 意 斯基帕雷利发现火星表面的网,状结构（运河？）,1879,年 发现木星表面的大红斑,恒星的研究,1863,年意 塞西、,1864,年美 哈根斯开始,测量恒星光谱,1884,年美 皮克林编制,哈佛光度表,，,包括,4260,颗恒星星等,41,月球的表面,42,火星表面的网状结构,43,44,（三）现代天文学（,20,世纪以来）,1.,现代天文学发展阶段,(20,世纪上、中叶）,-,天体物理学的兴起,现代天文学两大理论基础,广义相对论,1916,爱因斯坦,量子力学,1930th,普朗克、狄拉克、,海森堡、薛定谔等,-是,20,世纪自然科学基础研究,最重大的三大成就,45,46,47,太阳研究,发现黑子磁场、色球耀斑、热核聚变原理,行星天体力学研究,水星近日点轨道进动的解释,-,广义相对论的理论验证,恒星研究,a.20th,初提出恒星哈佛光谱分类,（,B,、,A,、,F,、,G,、,K,、,M,）,b,20th,初发明赫罗图,c,1912,年 勒维特发现造父变星的周光关系,48,49,银河系、河外星系研究,a.1920,沙普利,-,柯蒂斯辩论,主题,:,宇宙的尺度,沙普利,-,银河系宇宙,30,万光年,柯蒂斯,-,河外星系（仙女座大星云）,b.,河外天文学的开创,1923,哈勃 用,2.5m,反射望远镜,拍摄仙女座大星云,-,恒星组成,-,旋涡星系,发现：宇宙膨胀,-,哈勃定律,c.,宇宙大爆炸学说的提出,1948,年 伽莫夫,50,宇宙大厨,51,2,当代天文学（,20,世纪下叶,-,现代）,-,全电磁波段观测和空间天文学,全电磁波段观测,:,(,传统,),可见光天文学,(,传统,),射电天文学,r,射线天文学,X,射线天文学,-X,射线卫星,紫外天文学,红外天文学,-,红外卫星,52,电磁波全波段：波长,10,-12,-10,8,cm,r,射线,：,10,-1,cm,53,可见光窗口,射电窗口,传统地面观测的,两个窗口,和空间天文学,54,全波段电磁波观测与空间天文学,55,阿雷西沃射电望远镜,56,阿雷西沃信息,57,射电天文学,60,年代四大发现,宇宙微波背景辐射,类星体,脉冲星,星际（有机）分子,1990,年 哈勃太空望远镜,(HST,）升空,基本粒子物理学研究证实宇宙大爆炸,揭示宇宙创生和物质起源的奥秘！,21,世纪太阳系天体观测,58,宇宙微波背景辐射的发现者,威尔逊和彭齐亚斯,59,60,61,斯蒂芬,.,霍金,62,2006,年霍金在北京,63,哈勃太空望远镜,64,国际空间站,65,“,乘员探索飞行器,”,为,”,国际空间站,”,提供运输服务,66,67,68,宇宙漂流瓶,69,康德：,“世界上有两件东西能够深深地,震撼人们的心灵，一件是人们心中,崇高的道德准则，另一件是头顶上,的星空。”,70,