天文學(xué)與生活（第8版）

第1部分 基 礎(chǔ)
第0章 繪制天圖：天文學(xué)基礎(chǔ) 2
0.1 如眼所見 3
0.1.1 地球的空間位置 3
0.1.2 天空中的星座 4
0.1.3 天球 4
0.1.4 天球坐標(biāo)系 6
0.2 地球的軌道運(yùn)動(dòng) 6
0.2.1 每日變化 6
0.2.2 季節(jié)變化 7
0.2.3 長(zhǎng)期變化 9
0.3 月球的運(yùn)動(dòng) 10
0.3.1 月相 10
0.3.2 日食和月食 12
0.4 距離的測(cè)量 15
0.5 科學(xué)和科學(xué)方法 16
0.5.1 理論和模型 16
0.5.2 早期應(yīng)用 18
0.5.3 今天的宇宙 19
本章回顧 19
小結(jié) 19
復(fù)習(xí)題 20
自測(cè)題 20
計(jì)算題 20
活動(dòng) 21
第1章 哥白尼革命：現(xiàn)代科學(xué)的誕生 22
1.1 行星的運(yùn)動(dòng) 23
1.1.1 天空中的流浪者 23
1.1.2 地心說 23
1.1.3 日心說 26
1.2 現(xiàn)代天文學(xué)的誕生 27
1.2.1 伽利略的重要?dú)v史觀測(cè) 27
1.2.2 哥白尼體系的優(yōu)勢(shì) 29
1.3 行星運(yùn)動(dòng)定律 29
1.3.1 第谷的復(fù)雜數(shù)據(jù) 30
1.3.2 開普勒的簡(jiǎn)單定律 30
1.3.3 太陽(yáng)系的大小 32
1.4 牛頓定律 33
1.4.1 運(yùn)動(dòng)定律 33
1.4.2 萬有引力定律 34
1.4.3 軌道運(yùn)動(dòng) 36
1.4.4 開普勒定律的修正 36
1.4.5 科學(xué)進(jìn)步的循環(huán) 37
本章回顧 38
小結(jié) 38
復(fù)習(xí)題 38
自測(cè)題 38
計(jì)算題 39
活動(dòng) 39
第2章 光和物質(zhì)：宇宙的內(nèi)在運(yùn)行 40
2.1 來自天空的信息 41
2.1.1 光和輻射 42
2.1.2 波動(dòng) 42
2.2 波在哪里 43
2.2.1 帶電粒子間的相互作用 44
2.2.2 電磁性 44
2.3 電磁波譜 45
2.3.1 可見光的組成 45
2.3.2 輻射的完整范圍 46
2.4 熱輻射 48
2.4.1 黑體光譜 48
2.4.2 輻射定律 48
2.4.3 天文學(xué)應(yīng)用 50
2.5 光譜學(xué) 51
2.5.1 發(fā)射線 51
2.5.2 吸收線 52
2.5.3 天文學(xué)應(yīng)用 54
2.6 譜線的形成 54
2.6.1 原子結(jié)構(gòu) 54
2.6.2 輻射的粒子本質(zhì) 55
2.6.3 氫的光譜 56
2.6.4 基爾霍夫定律的解釋 57
2.6.5 更復(fù)雜的光譜 57
2.7 多普勒效應(yīng) 58
2.8 譜線分析 60
本章回顧 60
小結(jié) 60
復(fù)習(xí)題 61
自測(cè)題 61
計(jì)算題 62
活動(dòng) 62
第3章 望遠(yuǎn)鏡：天文學(xué)工具 63
3.1 光學(xué)望遠(yuǎn)鏡 64
3.1.1 反射望遠(yuǎn)鏡和折射望遠(yuǎn)鏡 64
3.1.2 反射望遠(yuǎn)鏡的類型 66
3.1.3 探測(cè)器和圖像處理 69
3.2 望遠(yuǎn)鏡大小 70
3.2.1 集光能力 70
3.2.2 分辨能力 72
3.3 高分辨率天文學(xué) 73
3.3.1 大氣模糊效應(yīng) 73
3.3.2 新型望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì) 74
3.4 射電天文學(xué) 75
3.4.1 射電望遠(yuǎn)鏡簡(jiǎn)介 75
3.4.2 射電天文學(xué)的價(jià)值 77
3.4.3 干涉測(cè)量學(xué) 77
3.5 空基天文學(xué) 79
3.5.1 紅外和紫外天文學(xué) 79
3.5.2 高能天文學(xué) 82
3.5.3 全光譜覆蓋 83
本章回顧 85
小結(jié) 85
復(fù)習(xí)題 85
自測(cè)題 85
計(jì)算題 86
活動(dòng) 86
第2部分 太陽(yáng)系（行星系）
第4章 太陽(yáng)系：行星際物質(zhì)和行星的誕生 90
4.1 太陽(yáng)系的成員 91
4.1.1 行星的性質(zhì) 91
4.1.2 類地行星和類木行星 94
4.1.3 太陽(yáng)系碎片 94
4.2 行星際物質(zhì) 95
4.2.1 小行星的軌道 95
4.2.2 小行星的性質(zhì) 96
4.2.3 彗星 99
4.2.4 彗星的軌道 103
4.2.5 流星體 104
4.3 太陽(yáng)系的形成 107
4.3.1 模型要求 107
4.3.2 星云收縮 108
4.3.3 行星形成 111
4.3.4 類木行星形成 112
4.3.5 太陽(yáng)系的分化 113
4.3.6 小行星和彗星 114
4.3.7 太陽(yáng)系的規(guī)則性和不規(guī)則性 115
4.4 系外行星 115
4.4.1 探測(cè)系外行星 115
4.4.2 系外行星的性質(zhì) 117
4.4.3 系外行星的組成 118
4.4.4 太陽(yáng)系是否與眾不同 120
4.4.5 搜尋系外地球 121
本章回顧 122
小結(jié) 122
復(fù)習(xí)題 122
自測(cè)題 123
計(jì)算題 123
活動(dòng) 123
第5章 地球和月球：我們的宇宙后院 125
5.1 概述 126
5.1.1 物理性質(zhì) 126
5.1.2 整體結(jié)構(gòu) 127
5.2 潮汐 127
5.2.1 引力形變 127
5.2.2 潮汐鎖定 129
5.3 大氣層 129
5.3.1 地球大氣層 129
5.3.2 溫室效應(yīng) 132
5.3.3 月球空氣 134
5.4 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 135
5.4.1 地震學(xué) 135
5.4.2 地球內(nèi)部建模 136
5.4.3 分異 137
5.4.4 月球內(nèi)部 137
5.5 地球表面活動(dòng) 138
5.5.1 大陸漂移 138
5.5.2 板塊驅(qū)動(dòng)力 140
5.5.3 月球板塊構(gòu)造 141
5.6 月球表面 141
5.6.1 大尺度特征 142
5.6.2 隕擊 143
5.6.3 月面侵蝕 144
5.7 磁層 145
5.7.1 地球磁層 145
5.7.2 月球磁性 147
5.8 地月系統(tǒng)演化史 147
5.8.1 月球的形成 147
5.8.2 月球的演化 148
本章回顧 149
小結(jié) 149
復(fù)習(xí)題 150
自測(cè)題 150
計(jì)算題 150
活動(dòng) 151
第6章 類地行星：對(duì)比研究 152
6.1 軌道性質(zhì)和物理性質(zhì) 153
6.2 自轉(zhuǎn)速率 154
6.2.1 水星的奇特自轉(zhuǎn) 154
6.2.2 金星和火星 155
6.3 大氣層 157
6.3.1 水星 157
6.3.2 金星 157
6.3.3 火星 158
6.4 水星表面 158
6.5 金星表面 160
6.5.1 大尺度地形地貌 160
6.5.2 火山活動(dòng)和隕擊 161
6.6 火星表面 163
6.6.1 大尺度地形地貌 164
6.6.2 火星上的火山活動(dòng) 166
6.6.3 火星上曾經(jīng)存在水的證據(jù) 167
6.6.4 火星上的水現(xiàn)在何處 169
6.6.5 火星著陸器的探測(cè) 170
6.7 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地質(zhì)歷史 174
6.7.1 水星 174
6.7.2 金星 175
6.7.3 火星 175
6.8 大氣演化 175
6.8.1 金星的失控溫室效應(yīng) 176
6.8.2 火星的大氣演化 177
本章回顧 178
小結(jié) 178
復(fù)習(xí)題 179
自測(cè)題 179
計(jì)算題 179
活動(dòng) 180
第7章 類木行星：太陽(yáng)系中的巨行星 181
7.1 木星和土星的觀測(cè) 182
7.1.1 從地球上觀測(cè) 182
7.1.2 航天器探測(cè) 183
7.2 天王星和海王星的發(fā)現(xiàn) 184
7.3 類木行星的主要性質(zhì) 187
7.3.1 物理性質(zhì) 188
7.3.2 自轉(zhuǎn)速率 188
7.4 木星大氣層 190
7.4.1 整體外觀和組成 190
7.4.2 大氣層結(jié)構(gòu) 191
7.4.3 木星上的天氣 192
7.5 外層類木行星的大氣層 193
7.5.1 土星大氣層 193
7.5.2 土星上的天氣 194
7.5.3 天王星和海王星的大氣層 195
7.5.4 天王星和海王星上的天氣 196
7.6 類木行星內(nèi)部 197
7.6.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 198
7.6.2 磁層 199
7.6.3 內(nèi)部加熱 200
本章回顧 202
小結(jié) 202
復(fù)習(xí)題 202
自測(cè)題 203
計(jì)算題 203
活動(dòng) 203
第8章 衛(wèi)星、環(huán)和類冥矮行星：巨行星中間的
小天體 205
8.1 木星的伽利略衛(wèi)星 206
8.1.1 小太陽(yáng)系 207
8.1.2 木衛(wèi)一：最活躍的衛(wèi)星 208
8.1.3 木衛(wèi)二：液態(tài)水鎖定在冰中 209
8.1.4 木衛(wèi)三和木衛(wèi)四：異卵雙生 210
8.2 土星和海王星的大衛(wèi)星 212
8.2.1 土衛(wèi)六：擁有大氣層的衛(wèi)星 212
8.2.2 海衛(wèi)一：從柯伊伯帶俘獲 215
8.3 類木行星的中衛(wèi)星 216
8.4 行星環(huán) 219
8.4.1 壯觀的土星環(huán)系統(tǒng) 219
8.4.2 洛希極限 220
8.4.3 土星環(huán)的精細(xì)結(jié)構(gòu) 221
8.4.4 木星環(huán)、天王星環(huán)和海王星環(huán) 223
8.4.5 行星環(huán)的形成 224
8.5 海王星以外 225
8.5.1 冥王星的發(fā)現(xiàn) 225
8.5.2 冥王星?冥衛(wèi)一系統(tǒng) 225
8.5.3 冥王星和冥衛(wèi)一的近距離觀測(cè) 226
8.5.4 類冥矮行星和柯伊伯帶 227
本章回顧 229
小結(jié) 229
復(fù)習(xí)題 230
自測(cè)題 230
計(jì)算題 231
活動(dòng) 231
第3部分 恒 星
第9章 太陽(yáng)：地球的母恒星 234
9.1 太陽(yáng)概述 235
9.1.1 整體結(jié)構(gòu) 235
9.1.2 光度 236
9.2 太陽(yáng)內(nèi)部 237
9.2.1 太陽(yáng)結(jié)構(gòu)建模 237
9.2.2 能量傳輸 239
9.2.3 太陽(yáng)對(duì)流的證據(jù) 240
9.3 太陽(yáng)大氣 241
9.3.1 色球 242
9.3.2 過渡區(qū)和日冕 242
9.3.3 太陽(yáng)風(fēng) 243
9.4 活動(dòng)太陽(yáng) 243
9.4.1 太陽(yáng)黑子 244
9.4.2 太陽(yáng)磁性 244
9.4.3 太陽(yáng)活動(dòng)周期 246
9.4.4 活動(dòng)區(qū) 247
9.4.5 X射線下的太陽(yáng) 249
9.4.6 不斷變化的日冕 250
9.5 太陽(yáng)中心 250
9.5.1 核聚變 250
9.5.2 質(zhì)子?質(zhì)子鏈 251
9.5.3 太陽(yáng)中微子的觀測(cè) 254
本章回顧 255
小結(jié) 255
復(fù)習(xí)題 255
自測(cè)題 256
計(jì)算題 256
活動(dòng) 256
第10章 恒星的測(cè)量：巨星、矮星和主序 258
10.1 太陽(yáng)鄰域 259
10.1.1 恒星視差 259
10.1.2 太陽(yáng)的最鄰近恒星 260
10.1.3 恒星運(yùn)動(dòng) 261
10.2 光度和視亮度 262
10.2.1 另一個(gè)平方反比定律 263
10.2.2 星等標(biāo) 264
10.3 恒星溫度 265
10.3.1 顏色和黑體曲線 265
10.3.2 恒星光譜 266
10.3.3 光譜分類 267
10.4 恒星大小 268
10.4.1 直接測(cè)量和間接測(cè)量 268
10.4.2 巨星和矮星 268
10.5 赫羅圖 269
10.5.1 主序 269
10.5.2 白矮星區(qū)和紅巨星區(qū) 271
10.6 宇宙距離尺度的延伸 272
10.6.1 分光視差 272
10.6.2 光度級(jí) 273
10.7 恒星質(zhì)量 274
10.7.1 雙星 275
10.7.2 質(zhì)量測(cè)定 276
10.7.3 質(zhì)量及1