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西 北 师 范 大 学 综 合 选 修 课 程
2002—2003学年度第2学期天文学概论课程期末考试试卷（B卷）
参考答案
一、名词解释（20分）
1. 宇宙：全部时间、空间和所有天体的总称。
2. 天体：即大气层以外的物体，包括日月星辰和人造天体在内。
3. 天球：以观察者为中心，以足够远的距离为半径作一个球面，观察者所看到的
天体的位置就是天体投影在这个球面上的图像，人们可以借助几何学知识，用球面上的坐标来表示天体的位置。至于天体到观察者之间的距离是感觉不到的，也不能用球面坐标来表达，天文学上称这样一个球面为天球。
4. 天穹及地平圈：人们仰望天空时，直观感觉到与地平线相接的半个球面称之为“天穹”，它是天球的一部分。当一个人站在地面上某一地点时，他所见到的天与地相接的大圆为地平圈，也就是天穹与地平线相接的大圆。
5. 天赤道：地球赤道平面延展以后与天球相交的大圆即为天赤道。
6．黄道：地球绕太阳公转的轨道平面延展以后与天球相交的另一个大圆。
7．黄赤交角及度数：黄道与赤道的交角就是地球自转轴倾斜的角度，称为黄赤交角，约等于23°26´。
8．天文单位及数值：以一个假想的、质量为零的无摄动行星，公转周期为365.26历书日的椭圆轨道的半长径.一般可任为是地球到太阳的平均距离,或地球公转规道的半长径,长度约为1.5亿公里，以Au表示。（1976年国际天文联合会天文常数系统所取的值为：1Au =149597870km。）
9．光年及数值：天文上常用的一种尺度单位叫光年，即以光速走一年所通过的路程。一光年约为9.5×1015米。
10．秒差距及数值：秒差距是一个便于理论计算的距离单位，约等于3.26光年。其定义为视差值刚好等于1"的恒星距离，符号为pc，1pc=206265Au≈3.26光年。
二、何谓恒星、星座？国际天文联合会将全区划分为多少个星座？我国古代又是如何划分和命名星空的？（20分）
答：恒星是指自身可以通过聚变反应发光，辐射出巨大能量的星体，而它们在天体
上的相对位置基本不变的星体。星系是由一定数目的天体相互作用形成的系统。星座是为了辨认恒星而使用的一种划分天空区域的方法，每个星座占一定的天区，按该区域中恒星的排布图形，用希腊神话中的人屋、动物和器俱等命名。
国际天文联合会将全天区划分为88个星座。我国古代的命名法是将星空分为若干星官，北极附近的一些星官分属三垣：紫微垣、太微垣和天市垣。延着黄道的二十八个星官称为二十八宿。
三、简述太阳系和太阳系的基本结构及组成成员。（20分）
答：太阳系共有九大行星，66个卫星，还有一些其它小天替，处于主导地位的是中心的恒星——太阳，其质量占太阳系总质量的99.86%.从中心到边缘,太阳系中九大行星的排布为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。除了行星、卫星、小行星、彗星这些密集的小天体外，太阳系还存在着辐射带、磁层和太阳风这些连续形态和离散的离子形态的物质。
太阳的直径约为140万公里，质量2×1030千克，平均密度1.4g/cm3。其分层
结构从中心向外依次为：核反应区；辐射区；对流区或对流层；光球层；色球层；日冕。
四、试说明全波段天文学是指什麽含义？（20分）
答：全波段天文学是指从波长最长的无线电波到波长最短的 射线，天体发出的所有电磁波都落在天文学家的视野之内，基于这种层次上的天文学研究，就是全波段天文学。最初，人类只能利用光学望远镜接收光学波段的天体辐射；二战后，无线电技术用于天文观测，开辟了射电天文学，加大了观察宇宙的范围，红外材料的运用又扩大了观测范围，使红外波段的观测成为可能；星载天文仪器、各种专用天文卫星、宇宙飞船、轨道天文台、轨道空间站和空间望远镜都加入到了天文观测的行列，人类探索宇宙的历程发展到全波段天文学的新阶段，天文学家的视野更开阔了,人类认识宇宙的能力达到了前所未有的高度。
五、简述现代“标准宇宙模型”的内容及大爆炸的宇宙进程？（20分）
答：“标准宇宙模型”也就是“大爆炸宇宙模型”，其基本内容是：宇宙是由高温高压状太下的原始基本粒子突发膨胀而开始创生的，这些基本粒子开始时几乎全部都是中子，由膨胀导致的温度下降，使中子按照放射性衰变过程自由的转化为质子、电子等，逐渐产生由轻到重的各种化学元素。随着整个宇宙的膨胀和降温，各种粒子进一步形成星系、恒星等宇宙中的天体，然后沿着天体演化的阶梯一直延续到现在。
大爆炸的宇宙基本进程：
第一个画面，时标10－4秒，温度>10万亿开，宇宙温度大于强子的阈温；第二个画面，时标0.01秒，温度1000亿开，宇宙温度小于强子阈温；第三个画面，时标13.82秒，温度30亿开，此时宇宙温度小于轻子的阈温，轻子不再由光子碰撞产生出来；第四个画面，时标3分40秒，温度9亿开，此时宇宙温度远小于轻子的阈温，所有能量转化为物质的反应都已停止，物质已全部产生出来；第五个画面，时标70万年，温度3000开，在此之前，宇宙温度低到原子核和电子可以组成原子，自由电子突然消失光子可以自由穿行，宇宙变得对辐射透明。宇宙的尺度虽已膨胀到相当的规模，但各种物质粒子大体均匀分布在空间中，在此之后的漫长时间里，宇宙膨胀降温，辐射压力越来越小，直至阻止不了星系级乃至恒星级质量的成团屋质在万有引力作用下凝聚压缩。这时，星系和恒星就逐渐形成；第六个画面，在150～200亿年，温度2.7开，宇宙依然在膨胀。
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