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第1章 绪论 1

1.1科技前沿的天文学 1

1.2人类认识宇宙的几次大飞跃 3

1.3量天尺和天文数字 6

1.3.1量天尺 7

1.3.2数目的表示和符号 8

1.4宇宙概观 8

1.4.1地球 9

1.4.2太阳系 9

1.4.3太阳和恒星 11

1.4.4银河系和星系 13

1.5微观、宏观和宇观 16

1.6天文学的方法和分支学科 18

1.6.1天文学的方法 18

1.6.2天文学的分支学科 19

第2章 天球坐标和时间计量 25

2.1天球及其基本点和基本圈 25

2.1.1天球概念 25

2.1.2天球的基本点和基本圈 26

2.2球面三角学概要 28

2.2.1球面的基本概念和性质 28

2.2.2球面三角形 29

2.3常用的天球坐标系 34

2.3.1地理坐标 34

2.3.2天球的地平坐标系 35

2.3.3赤道坐标系 36

2.3.4黄道坐标系 37

2.3.5不同天球坐标的换算 38

2.4星等、星座、星图、星表 39

2.4.1天体的视亮度和星等 39

2.4.2星座与星名 40

2.4.3星图和天球仪 43

2.4.4星表和天文年历 44

2.5天体的周日视运动 45

2.5.1天球的周日旋转 45

2.5.2不同地理纬度处的恒星周日视运动 45

2.5.3天体的中天和出没 46

2.6时间及其计量 48

2.6.1时间计量系统 48

2.6.2原子时和协调世界时 53

2.7公历、农历和二十四节气 54

2.7.1太阴历 55

2.7.2太阳历和公历 55

2.7.3阴阳历和农历 56

2.7.4二十四节气 56

2.7.5干支 57

2.7.6儒略日 58

2.8天体位置的精确测量与改正 59

2.8.1大气折射-蒙气差 59

2.8.2视差与距离 60

2.8.3光行差 62

2.8.4岁差与章动 63

2.8.5恒星位置的归算 67

第3章 天体的运动和质量与大小 68

3.1太阳和行星的视运动 68

3.1.1太阳的周年视运动 68

3.1.2内行星的视运动及其解释 70

3.1.3外行星的视运动及其解释 72

3.1.4行星的会合周期 74

3.2行星的轨道根数和星历表 75

3.2.1开普勒定律和万有引力定律 75

3.2.2轨道根数 76

3.2.3日地距离的测定 78

3.2.4活力公式和宇宙速度 79

3.2.5轨道运动的能量和角动量 82

3.2.6引力摄动和海王星的发现 82

3.2.7星历表 84

3.3行星和卫星的轨道特征、引力范围和洛希限 84

3.3.1行星的轨道特征 85

3.3.2卫星的轨道特征 86

3.3.3圆限制三体问题——洛希瓣和拉格朗日点 86

3.3.4引力作用范围 88

3.3.5引潮力和洛希限 88

3.4行星和卫星的自转 89

3.4.1行星的自转 90

3.4.2卫星的自转 92

3.5行星和卫星的质量和大小 92

3.5.1地球半径的测定 92

3.5.2月球距离的测定 93

3.5.3测定天体大小的三角测量法 94

3.6月球的运动、月食和日食 95

3.6.1月球的运动 95

3.6.2月食 101

3.6.3日食 103

3.6.4日食和月食发生的规律 106

3.7行星会聚和掩食现象 108

3.7.1行星会聚 108

3.7.2掩食现象 109

第4章 天体辐射和天文观测 112

4.1天体的辐射 112

4.1.1电磁辐射和大气“窗口” 112

4.1.2天体的光谱 114

4.1.3热辐射定律 115

4.1.4非热辐射 117

4.1.5粒子辐射和引力辐射——引力波 118

4.1.6原子与光谱 118

4.2光学望远镜 121

4.2.1光学天文观测仪器系统 121

4.2.2光学望远镜的性能 124

4.2.3光学望远镜的类型 127

4.2.4现代大型望远镜及主动／自适应光学 129

4.3辐射分析器和探测器 134

4.3.1辐射分析器 134

4.3.2辐射探测器 136

4.3.3常用的探测器 137

4.4天体光度测量 139

4.4.1天体光度学概念 140

4.4.2星等和星等系统 141

4.4.3大气消光改正 142

4.4.4色指数和色温度 142

4.5天体光谱测量 143

4.5.1光谱线波长测定与认证 143

4.5.2分光光度测量 144

4.6射电望远镜 146

4.6.1射电望远镜的基本结构和性能 146

4.6.2射电干涉仪和综合孔径射电望远镜 148

4.7空间望远镜 152

4.7.1哈勃空间望远镜与韦伯空间望远镜 152

4.7.2依巴谷卫星和盖娅飞船 154

4.7.3开普勒空间天文台 155

4.7.4红外望远镜 155

4.7.5紫外望远镜 158

4.7.6 X射线望远镜和γ射线望远镜 159

4.8行星探测器 163

第5章 行星地球和月球 167

5.1固体地球 167

5.1.1形状和大小 167

5.1.2地球的内部结构 170

5.1.3地质过程 172

5.2地球大气和水圈 179

5.2.1地球大气 179

5.2.2水圈 183

5.3地球的磁场和磁层 184

5.3.1地球磁场 185

5.3.2地球磁层 185

5.3.3辐射带 187

5.4地球系统科学 188

5.4.1开放的地球系统 188

5.4.2地球自转变化 191

5.5地球的起源演化简史 193

5.5.1地球年龄和地质年代 193

5.5.2地球的起源 195

5.5.3地球的地质演化 197

5.5.4大气和海洋的演化 199

5.6月球概况 200

5.6.1月球的大小、形状和质量 200

5.6.2月球的大气、水和磁场 201

5.7月球的表面 204

5.7.1月陆 204

5.7.2月海与盆地 205

5.7.3陨击坑 207

5.7.4火山特征 209

5.7.5构造特征 211

5.7.6空间风化与陨击退化 212

5.7.7月球表面坐标和月面图 213

5.7.8人类登月活动 215

5.8月球的内部结构和演化史 218

5.8.1月球的内部结构 218

5.8.2月球的演化史 219

第6章 行星、矮行星及它们的卫星 228

6.1行星体分类和它们的结构 228

6.1.1行星体的分类 228

6.1.2行星体的结构 231

6.1.3行星的反照率和表面温度 233

6.1.4大卫星和矮行星的内部结构 235

6.2行星体的大气 237

6.2.1行星体的大气成分 237

6.2.2类地行星的大气 239

6.2.3外行星的大气 241

6.3行星的磁场和磁层 248

6.3.1行星的磁场 248

6.3.2行星的磁层 249

6.4类地行星的表面 254

6.4.1水星的表面 254

6.4.2金星的表面 257

6.4.3火星的表面 264

6.4.4寻找火星上的生命 269

6.5卫星的表面 272

6.5.1火星的卫星 272

6.5.2木星的卫星 273

6.5.3土星的卫星 279

6.5.4天王星的卫星 286

6.5.5海王星的卫星 290

6.6矮行星的表面 291

6.6.1冥王星及其卫星 292

6.6.2谷神星的表面 295

第7章 太阳系小天体 299

7.1小行星及其卫星 299

7.1.1小行星的命名和轨道特性 299

7.1.2小行星的物理性质 304

7.1.3小行星的表面特征和分类 307

7.1.4著名小行星 309

7.1.5小行星的卫星 318

7.2彗星 321

7.2.1彗星的命名和轨道特性 321

7.2.2彗星的形态结构 326

7.2.3彗星的性质和物理-化学过程 333

7.2.4彗星的亮度变化、爆发和彗核分裂 338

7.2.5几颗著名彗星 341

7.2.6彗星的演变简史 347

7.3柯伊伯带与弥散盘天体 349

7.3.1柯伊伯带 349

7.3.2弥散盘 352

7.4流星体和流星现象 353

7.4.1偶现流星 354

7.4.2流星群与彗星的关系 355

7.5陨石和宇宙尘 358

7.5.1 陨石 358

7.5.2宇宙尘 363

7.6巨行星的环系 366

7.6.1土星的环系 366

7.6.2木星的环系 368

7.6.3天王星的环系 368

7.6.4海王星的环系 369

7.6.5行星环系的比较 371

第8章 太阳 372

8.1太阳的基本性质 372

8.1.1太阳的大小、质量、光度和表面温度 372

8.1.2太阳的自转 374

8.2太阳的观测 375

8.2.1光学观测 375

8.2.2射电观测 382

8.2.3空间探测 383

8.3太阳的内部结构 384

8.3.1太阳内部层区 385

8.3.2揭开太阳中微子之谜 386

8.3.3太阳震荡 387

8.4太阳大气——光球、色球、日冕 389

8.4.1光球层 389

8.4.2色球层 392

8.4.3色球-日冕过渡层 394

8.4.4日冕 394

8.5太阳风和日球 398

8.6太阳活动——黑子、耀斑、日珥、日冕物质抛射 400

8.6.1太阳黑子和光斑 401

8.6.2谱斑和耀斑 406

8.6.3日珥 413

8.6.4日冕物抛射 416

8.7日地科学和空间天气学 416

8.7.1日地科学 417

8.7.2空间天气学 417

8.7.3空间天气灾害 418

主要参考文献 422

附录A 424

A.1天文和物理常数及单位换算 424

A.2天文符号 428

A.3星座表1 429

星座表2 430

A.4星图 433

A.5目视双星简表 436

A.6亮的星云、星团、星系简表 438

A.7最亮的35颗恒星 443

A.8主要流星群表 445

附录B彩图 449

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