地球概论PPT完整全套教学课件

《地球概论》1第一章地球物理特征与地理坐标2第二章

天体与天球坐标3第三章地球的宇宙环境4第四章地球运动及地理意义5第五章时间和历法6第六章日月食和天文潮汐第一章地球物理特性与地理坐标

第一节地球的现状

第二节地球的形成与演化

第三节地理坐标

第一节地球的现状1.地球质量的测定（1）地球对物体的引力，即该物体的重量。

mg=GMm/R2

地球质量M=gR2/G（2）根据牛顿修正后的克普勒第三定律：

a3/T2=GM/4π2

地球质量M=4π2a3/GT2测定人造卫星的地心距离a和运行周期T，万有引力常数G。计算出地球质量M为5.98×1024kg。一、地球质量、大小和形状地球的平均密度：ρ=5.52g/cm3

地球内部的密度：地壳岩石的平均密度约为2.75g/cm3，仅为地球平均密度5.54g/cm3的1/2。地内物质的密度随深度而递增。地壳2.75g/cm3地幔3.31～5.62g/cm3外核9.89～12.7g/cm3

内核12.7～13g/cm32.地球的形状和大小对地球形状的表述

地球表面崎岖不平，有陆地海洋，有山地平原，如何来表示这种形状呢？地球的形状是用大地水准面的形状来表示的。什么是大地水准面？

大地水准面:与静止海面重合并延伸到大陆以下的水准面。我国大地水准面：1956年，中华人民共和国规定以青岛验潮站的多年平均海平面为中国统一的高程起算面，称为青岛平均海平面或黄海基准面。中国出版的地图上的海拔高度都由这个基准面起算。

大地水准面参考扁球体SN大地水准面的形状参考扁球体与大地水准面最为接近的扁球体

平均半径＝6371km赤道半径ａ＝6378km极半径ｂ＝6357km扁率ｆ＝1/298

大地水准面的形状北半球较细长Ｎ+10m南半球较粗短Ｓ－30m6378km6357km+10m-30m对地球形状的认识平面：地方如棋局曲面：远方的船只

球体扁球体不规则的扁球体地球形状的认识过程我国春秋时期，“天圆地方”（盖天说）东汉张衡，浑天仪——大地是球体天圆地方－－平面远方的船只－－曲面远方的船只－－曲面月食－－球体1999.7.28在怀俄明州拍到的月偏食盖天说浑天说地球是一个球体Ｒ＝6371km表现：各地具有相同的曲率。原因：天体自引力经过反复测量，球心角１０所对应的弧长在各地均约为111km，说明曲率相等。分子内聚力自引力>

球体自引力<

分子内聚力不规则地球是一个扁球体地球的赤道半径和极半径表现：球半径随纬度的升高而减小原因：自转惯性离心力FF1

F2

FF1F2地球是一个不规则的扁球体表现：并不是严格的椭圆,南北半球也不对称原因：地内物质分布不均物质密集区，重力大，地面高度相应较低，物质稀疏区，重力小，地面高度相应较高。地球是一个不规则的扁球体地球（大地水准面）的真实形状，严格说来，不是几何上的回转椭球体。它的形状是不规则的：纬线不是严格的正圆，经线也不是真正的椭圆；地球的南北两半球并不对称，它的几何中心也不在赤道平面上。注意：在教学中，多数情况都把地球看作是球体，尤其把它当成正球体来使用。北极点南极点赤道描述地球形状、大小常用数据极半径：赤道半径：平均半径:赤道周长：6357千米6378千米地球形状：地球并非正圆球，而是两极稍扁、赤道略鼓的不规则的扁球体。6371千米

4万千米二、地球的重力及其特征通俗地说，地球上的任何质点，既受到地球引力作用，又受到地球自转所产生的惯性离心力的影响。这两个力的方向和大小是互不相同的，两者的合力，称为重力。在精度要求不高的情况下，地球的重力基本是地球引力。（引力宇宙速度）注意1：地表重力随纬度的增高而增大，两极最大，赤道最小。原因是什么？注意2：什么是重力异常？其原因是？重力概念及分布GＧ＝F＋Ｐ随纬度的升高而增大地心引力与自转惯性离心力的合力

地表重力分布

地内重力分布规律FF地球内部的压力mg影响因素岩层的密度平均重力地内压力的分布地内压力随深度的增加而增加，地心处最大。地内温度和热源地内温度地内热源地温梯度：地内温度随深度增加的速度近地层地温梯度＝300C／km地内温度的分布放射性元素蜕变生热地球收缩增温重力分异增热自转减速增热

地内温度分布三、地球的磁场及辐射带地球是一个磁化球体，地球和近地空间都存在磁场，有磁力线，有南、北两个磁极，连结南北两磁极的直线称为地磁轴。现代磁北极位于北半球高纬地区，地磁轴与地球自转轴并不重合，有11°多的交角。四、地球结构及其特征外部圈层内部圈层大气圈

水圈

岩石圈生物圈地壳地幔地核R=6371km大气圈成分：以氮、氧为主分布：没有明确上界主要集中在离地面10km高度的对流层内水圈由地球上的海水、地表水和地下水构成的一个连续但不规则的圈层。岩石圈

包括地壳和上地幔顶部，由坚硬的岩石组成，构成固体地球的外壳。软流层岩石圈50km250km生物圈地球上存在着生命活动的区域，包括岩石圈的上部、大气圈的底部、水圈的全部。地球的内部结构探测地内结构的途径——地震波地震发生时，岩石产生弹性振动，这种振动在地球内部物质中的传播叫地震波。

界面：波速发生急剧变化的面地球内部分层地震波的类型及传播特点纵波（P波）横波（S波）质点振动方向与传播方向一致的波。质点振动方向与传播方向垂直的波。速度较快，且Ｖ固>Ｖ液>Ｖ气

速度较慢，且只能通过固态物质传播地震波波速与地球内部构造图A地幔地核B莫霍界面古登堡界面横波纵波地壳15

深度千米400030002000500060001000速度（千米/秒）912630FE软流层岩石圈地球内部主要界面界面位置波速变化莫霍面地下17kmP：7.6～8.1KM/SS：4.2～4.6KM/S古登堡面2900kmP：13.64～8.1KM/SS:7.3～0KM/S利曼面5100kmＰ：10.2～11.2KM/SＳ：0～3.8KM/S地内圈层地壳莫霍面以上。由较轻的岩石组成。平均厚度17km，陆壳33km，洋壳6km上地幔下地幔地幔莫霍面与古登堡面之间，即地下17～2900km。由较重的岩石构成。地壳以及上地幔的顶部组成岩石圈。地核古登堡面以下，即地下2900km～地心。由铁、镍等较重的金属元素组成。外核呈液态，内核呈固态。1.内部结构的发现——科学家通过地震波传播速度和方向的改变，先后发现地球内部的密度或物态不连续介面。①莫霍面——由[南]莫霍洛维奇于1909年发现。②古登堡面——由[美]古登堡于1914年发现。③莱曼面——由[丹]地震学家莱曼女士1936年发现。2.地球内部结构①地壳：平均厚度24.4km陆壳33km洋壳7.3km地壳②地幔地幔上地幔厚1000km（橄榄岩）下地幔厚1900km（镁、铁金属氧化物）③地核（镍、铁）外核厚2250km（液态）地核内核厚1130km（固态）地震横波地震纵波1.地球表面的海陆分布半球海洋面积%陆地面积%北半球60.739.3南半球80.919.1东半球62.038.0西半球80.020.0地球的表面结构2.陆地大陆分类亚洲；欧洲；非洲；北美洲；南美洲；大洋洲；南极洲。岛屿分类大陆岛；火山岛；珊瑚岛。3、海洋海的分类地中海；内海；边缘海。洋的分类太平洋；大西洋；印度洋；北冰洋。大洋海底地形的共同特征大洋边缘有海陆间的过渡地带；大陆架向海的一方有大陆坡；海盆是大洋的主体部分。地球圈层结构的形成与演化1.地球圈层形成的条件①地球必须具有足够的质量以保住气体包层和液态水。②地球内部必须积聚足够的热能（核能、位能）使内部物质熔融或极具可塑性完成重力分异。2.地球内部圈层的形成

当地内温度足够高时（达到熔点），比重大的铁镍流向地心形成地核，比重次之的橄榄岩上浮形成地幔，较轻玄武岩、花岗岩则形成地壳。3.地球外部圈层的形成①原始大气以氮、甲烷、一氧化碳、二氧化碳为主，植物出现后便演变现今以氮、氧为主的大气②地表水源于火山喷发的岩石结晶水或陨落彗星的固态水，通过海陆水循环不断使岩石的盐份带到大海使海水渐渐变咸。五、地球上的生命及成因探讨1.日地距离与地面温度地球表面接受的太阳辐射比较适中，使地表的平均温度高于水的冰点、低于水的沸点，大部分水以液态存在，为生命的孕育创造了条件。2.地球的形状及黄赤交角太阳辐射使地表增暖的程度也按同样的方向降低，从而造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然现象的地带性分布。3.地球运动及其效应由于宇宙天体，尤其是太阳与太阳系行星的引力作用，使地球沿着自身固有的轨道运行，具有特定的运行周期与速度。这是地球表层环境形成的基础与背景。六、地球的危机及防范来自太阳的高能带电粒子流与地球磁场作用，地球磁场俘获了来自太阳的部分带电物质，粒子沿着磁力线作螺旋运动，其中有许多粒子可由地球极区上空向地表运动。太阳的演化后期对地球有影响，宇宙小天体，尤其是近地小行星、彗星对地球有潜在威胁，人类不能掉以轻心。人类面对地理环境恶化问题（如温室效应加剧、土地沙漠化，酸雨，水体污染、空气污染、能源危机、臭氧洞出现、野生生物惨遭危害或灭绝等）一定要遏制。保护现在地球环境势在必行，在开发利用地球资源的同时要可持续发展的观点。一、太阳系的形成与演化的主要假说1.二十世纪的各种星云说灾变说：认为行星物质是因某一偶然的巨变事件从太阳中分出的。俘获说：认为太阳从恒星际空间俘获物质形成原始星云，后来星云演变成行星。共同形成说：认为整个太阳系所有天体都是由同一个原始星云形成的。第二节地球的形成与演化太阳系起源星云假说：银河系星云分裂，分离出太阳星云；星云自引力使自身体积收缩，自转加快；惯性离心力与自引力促成星云盘形成；在收缩中，星云盘的中心和主要部分变成原始太阳；在星云盘的周围部分，通过碰撞和吸积，进行着行星(如地球)的形成过程；行星周围的残余物质，在较小范围内重演行星形成的过程，产生了卫星(如月球)。

2.康德-拉普拉斯星云说太阳系所有天体都是由同一原始星云按照客观规律逐步演变形成的。康德—拉普拉斯的太阳起源星云假说（1）银河系星云分裂，分离出太阳星云。（2）星云自引力使自身体积收缩，自转加快。（3）惯性离心力与自引力促成星云盘形成。（4）在进一步收缩中，星云盘的中心和主要部分变成原始太阳。（5）在星云盘的周围部分，通过碰撞和吸积，进行着行星的形成过程。（6）行星周围的残余物质，在较小范围内重演行星形成的过程，产生了卫星。

二、地球的形成和演化1.从地球的演化进程来看行星地球的演化受太阳这颗恒星演化的影响。作为恒星的太阳目前正处在中壮年时期，太阳正常发光、发热从现在起至少还有50亿年的时间。一旦太阳演化到晚年红巨星阶段，可能就要占据地球的轨道，那是地球也将走向晚年。原始地球形成后，就处于不断的运动发展中，而发展表现在时间上有阶段性，空间上有地域性。地球的演变：1.原始地球是熔融状态的火球。2.逐渐冷却后地壳形成，火山活动喷出水汽、二氧化碳和氮氧。3.温度再降低，水汽凝结形成江河湖海，繁衍生命。

2.地球年龄的估算现在科学界所公认的测定地球年龄的方法是放射性同位素半衰期法。其方法是测定古老岩石中放射性衰变的母元素和一些子元素的含量关系来推断地球的年龄。用这种方法测定地球上最古老的岩石得到的地球的年龄约是38-39亿年。现在科学界所认为的地球年龄45.4亿年实际上是从太阳系中的最古老的陨石年龄推断的。地球演化的地质年代确定主要有三种方法①利用同位素测定获得地球物质形成的绝对年龄；②利用沉积成因的岩石中的古生物演化特征，确定沉积地层形成的相对时间；③利用地层叠置关系和各种地质、构造交切关系确定相对时间顺序。1.板块构造理论（1）大陆漂移和板块构造学说薄薄地壳下面的一层仍旧被放射性衰变持续地加热。衰变产生的热量不足以把所有的物质完全熔化，但也使它们不能完全成为固体，可以称为“塑性层”。塑性层上面的固体层称为“岩石圈”，岩石圈破碎成板块漂浮在塑性层上。因为板块是漂浮着、慢慢地移动。在它们移动的同时，又带着大陆一起运动，所以可以称这种运动为“大陆漂移”或“板块构造（活动）”。全球岩石圈划分为：亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块、南极洲板块和太平洋板块。大陆漂移演示全球岩石圈6大板块（2）海底扩张学说到20世纪50年代，地理学家们才能用先进的技术测绘出海底世界。海洋底部大洋“山脊（大洋中脊）”，也叫断裂谷，穿过世界上所有的海洋，断裂谷里不断地冒出岩浆，岩浆冷却后，在大洋底部造成了一条条蜿蜒起伏的新生海底山脉，这个过程就叫海底扩张，而这些新生的海底山脉则称为海岭。由于断裂谷里添了新岩石，断裂谷两边的岩石就逐渐远离了洋脊中央。所以，距离海岭越远的岩石就越古老。所以科学家们都说“古老的海洋，年轻的洋底。”

海底扩张地球是永恒发展的，是运动而不是静止的，其发展是有规律的。从而，地球演化既是可以认识，又是可以预测的。板块构造理论提到的岩石层板块之间的相对运动导致大洋启闭与大陆离合，从而在时间上和空间上出现的阶段性和地域性的地质演化史。岩石层板块的运动机制有如传送带，新的岩石层产生于洋脊，老的岩石层消亡于海沟，表现出新陈代谢的演化旋回。所以，研究地球必须在运动中对其加以考察和认识。地球运动－自转NS第三节地理坐标地理坐标建立的依据：地球是一个球体，地球的中心称为地心，地球的自转就是地球的旋转，地球自转轴线，简称地轴（实际不存在）。地轴通过地心与地表相交于两个交点，叫做地极。其中指向北极星附近的一极，叫做北极，另一极叫做南极。地轴南极点北极点地心北极星基本的点线圈赤道

地球自转的假想轴。

地轴北段与地球表面的交点。

地轴南段与地球表面的交点。

连接南北两极并且与纬线垂直相交的半圆。

与地轴垂直并且环绕地球一周的圆圈。

地轴北极纬线南极经线赤道是最大的纬线圈。地球仪1.经线和纬线的来历：依据地球自转可以确定经线和纬线，即：一切与地球自转方向相平行的圆圈就是纬线（纬圈）的来源一切通过地极并交汇于地极的圆圈就是经线的来源一、经线和纬线纬线与地轴存在什么关系？2.经线和纬线

①纬线（纬圈）：一切垂直于地轴的平面，同地表的交线，就是纬圈，也是纬线。有无穷多个，它们都互相平行。通过地心，同地轴垂直的平面同地表相交的大圆，叫做赤道。赤道是地理坐标系的基圈。

纬圈除赤道是大圆外，其它都是小圆。从赤道向两极，纬圈逐渐缩小，至两极成为点。除了两个极点外，所有纬线都是没有端点的圆圈。020904060204090经线与地轴存在什么关系？相交于那里？②经圈和经线：一切通过地轴的平面，同地表相交的大圆，叫做经圈（子午圈）

。经圈是地理坐标系的辅圈。经圈有无数多个，均相交于地极。每个经圈均被地极平分为两个相对的半圆，叫做经线（子午线）。经圈要分成两条经线是为了地理定位的需要。1884年，在华盛顿召开的国际会议决定，以通过英国伦敦格林尼治天文台（原址）的经线，作为本初子午线，即起始经线。本初子午线与赤道的交点，位于非洲的几内亚湾，是地理坐标系原点。③经纬线的关系：相互垂直相交，是因为它们所在的平面与地轴的关系即经线平面通过地轴，而纬线平面垂直于地轴。所有纬圈都同经线相互垂直相交，组成经纬网。纬度45O45O45ON●●赤道平面0O地心切线法线二、经度和纬度（1）经度和纬度是经线和纬线的“编号”，本身代表一种角度。（2）纬度：一地相对与赤道平面的南北方向和角度；纬度是一种线面角，即本地法线与赤道平面的交角。即纬度：线面角线：本地法线面：赤道平面图示怎么样？90o0oNS纬度的划分90o0o10o20o30o10o20o30o90o(南纬)(北纬)赤道越向北度数越大越向南度数越大纬度的变化规律90o地球上一地的纬度，就是该地相对于赤道的方向和角距离。通常把地球半径当作地面法线这样某地的地球球心角就是它的地理纬度，常用表示，单位为度、分、秒（°′″）。纬度在本地经线上度量，南北纬各分90度。南、北纬分别分英文字母S、N表示。赤道的纬度为0°，无所谓南纬北纬，北极为90°N，南极为90°S。赤道是南、北半球的分界线。通常，人们把南、北纬0°-30°、30°-60°、60°-90°分别叫做低、中、高纬度。中纬度中纬度高纬度高纬度90oS0o30oN30oS60oS60oN90oN低纬度与地球形状有关的三种纬度1.地心纬度——地面某点和地心的连线与赤道平面的夹角。2.地理纬度——参考扁球面某点的法线与赤道平面的夹角。3.天文纬度——某地铅垂线(大地水准面的法线)与赤道平面的夹角。赤道4.三种纬度的差值：①天文纬度与地理纬度差值甚小(±1.5"—2")一般不加以区分。②地心纬度与地理纬度差值较大(在中纬度差值达11′32")。

注意

天极高度与地理纬度

注意3（3）经度：本地子午面的东西方向和角距离；经度是两面角，本初子午面为起始面；本地子午面为终点面。

起始面：本初子午面终点面：本地子午面图示怎么样？地球上一地的经度，就是本地相对于本初子午线的方向和角距离。即某地的经度就是通过该地点的经线（本地子午线）与本初子午线在赤道上所截的弧（或弧所对的角度）。经度通常用λ表示，单位为度、分、秒（°′″）。这样，同一条经线上的所有地点的经度相同。0o10o10o20o20o30o30o180o180o(西经)本初子午线(西经)(东经)越往东度数越大越往东度数越小经度的变化规律1200304560759010513515016518016515013512010590756045301515西经东经北极经度通常沿赤道（或其它纬圈）从原点（或本初子午线）开始，向东和向西度量，各有0°---180°，分别叫做东经、西经。东经和西经通常用英文字母E、W表示。本初子午线的经度是0°，无所谓东经西经。东、西经180°是同一条经线，它同本初子午线共一个经圈。英国伦敦001800

经度划分记忆EWS1.与地球自转方向相同，经度数值越来越大，属于东经。反之，与地球自转方向相同，经度数值越来越小，属于西经。2.经圈上两经线度数互补，符号相反。特点纬线经线形状所有纬线都是圆所有经线都是半圆长度赤道最长，向南向北逐渐缩短所有经线都相等指示方向纬线指示东西方向经线指示南北方向0°线赤道本初子午线度数变化规律从赤道为0°向南北递增到90°从本初子午线为0°向西向东增大到180°度数符号北半球纬度为北纬，用N表示；南半球纬度为南纬，用S表示。从本初子午线向东到180°经线为东经，用E表示；向西到180°经线为西经，用W表示。半球划分赤道划分南北半球20°W和160°E划分东西半球相互关系经纬线相互垂直，组成经纬网；某一交点即为地表某地的地理坐标。东西半球的划分东西半球的划分：为了不过多分割国家，东西半球划分的界线为西经20度(20W°)和东经160度(160E°)。?东经160°西经20°0东西半球的大洲南北半球的划分三、地理坐标（1）一地的经度与纬度相结合，叫做该地的地理坐标同地理坐标相联系的有三个大圆，即赤道、本初子午线和当地子午线。赤道是纬度度量的自然起点所在的圆圈，称为基圈，本初子午线是经度度量的人为起点所在的经线，称为始圈。赤道和本初子午线是地理坐标系的横轴和纵轴。（2）读取和书写时：先纬度，后经度；数字在先，符号在后。例如：北京（39°57′N，116°19′E），上海（31°12′N，121°26′E），巴西的巴西利亚（15°47′S，47°55′W）。(3)地球的形状，可以近似地看作一个正球体。运用球面坐标系的一般原理，可以建立起地球表面的坐标系，叫做地理坐标系。其经度和纬度是表示特定地点的地理位置。它既表示一个地点的位置，也表示各地之间的方向和距离。判读各点的经纬度20303020A1001701601300306090C40°N，80°W30°S，30°W30°S，170°E四、地球上方向和距离（1）地球上方向的判定常用有二组：一是上、下。指向地心的方向为下，逆向地心的方向为上，上与下是垂直方向。二是东、西、南、北，属于地平方向。（正）东、（正）西、（正）南、（正）北是地平的最基本的四个方向。地平方向的确定是依据地球的自转。人们把地球自转的方向叫做自西向东。顺地球自转的方向为东，逆地球自转的方向为西。与东西方向相垂直的地平方向为南北方向。地球上的方向经线代表南北方向北：沿经线指向北极南：沿经线指向南极纬线代表东西方向东：顺地球自转方向西：逆地球自转方向•oNSABC①东西方向：一切纬线都表示正东、正西方向。沿着纬线顺地球自转的方向为正东，反之，即为正西。东西方向分两种情况：A.亦东亦西，因为纬线是无头无尾的闭合圆圈，所以东西方向是无限的。如同一条纬线上的A地和B地，A地既位于B地的东方，也位于B地的西方。AB纬线圈B.非东即西，也就是结合地球自转方向，用同一条纬线上两点间的劣弧（小于180°）来确定。如同一纬线上的C地和D地，依据自转方向，处于劣弧前端的C地，则有C地位于D地的正东方，而处于劣弧后方的D地，则有D地位于C地的正西方。DC纬线圈②南北方向：一切经线都表示正南、正北方向。沿着经线朝着北极的方向为正北，反之，沿着经线朝着南极的方向为正南。因为经线是半圆线，两端在南极点和北极点终止，因此，南北方向是有限的。如某人从某地出发沿某经线前进，在到达北极点之前，是向正北方向前进；从北极点上不论朝前后左右那个方向走都是向正南方向。地平方向是根据经线和纬线来确定的，那么在地图上就可以根据经纬线来确定方向，除了四个基本方向外，还可以判定东北、西北、东南、西南等方向。（2）地球上的距离（大尺度的水平距离）①距离的单位：海里：经线1分的弧长（即大圆1分的弧长）千米（公里）：地球周长的四万分之一。华里：地球周长的八万分之一。经度1°≈111千米。（即大圆1°≈111千米，由360°＝4万千米得出）。1海里＝1852米＝1.852公里，1公里＝0.54海里。②地球上的距离：在球面上，两点间的距离，是通过它们的大圆弧线。因此，求地面上两点之间的最短距离，首先是它的角距离，然后把角距离换算成线距离角距离是由这段大圆弧相对应的球心角来求得。即L＝θ×60（海里）或L＝θ×111（千米）A.同一经线上两点间的距离：因为经线是地球的大圆弧，那么同一经线上的两点（经度相同）间的弧线对应的球心角，等于这两点的纬度差。即θ＝A－B

则L＝θ×60（海里）或L=θ×111（千米）注意：φ北半球取正值，南半球取负值；数值大减数值小，结果要求为正数。B.赤道上两点的距离：因赤道是地球大圆，同处于赤道上两点的弧线对应的球心角等于这两点的经度差。即θ＝λA－λB

注意：λ是东经时取正值，为西经时取负值；数值大减数值小，结果要求为正数。C.其它纬线或地表任意两点的距离：要用球面三角形的余弦公式求出两点间的大圆弧线对应的球心角，即

Cosθ=sinAsinB+cosAcosBcos(λA－λB)注意：①如果两点分属不同的半球，φ在北半球取正值，在南半球取负值；λ为东经时取正值，为西经时取负值。②如果两点处于同一半球，、λ都取正值，且λA

－λB则由大值减小值。θ＝arccos[sinAsinB+cosAcosBcos(λA－λB)]如果得负值时要运用下式求算θ＝180°－arccos[sinAsinB

+cosAcosBcos(λA

－λB)]课堂练习一：1.如下图所示，已知经纬度间隔为10°，写出A、B、C、D地的地理坐标，并判断A地在B、C、D地的的什么方向？A（0°，170°W）B（10°S，170°E）C（20°S，170°W）D（10°N，150°W）A地在B地东北方、在C地北方、在D地西南方。170°E170°W160°W150°W10°N10°S20°SAC的距离

2220

千米10°W10°E20°E30°E10°S10°N20°NA（10°N，10°E）B（0°，10°W）C（10°S，10°E）D（20°N，30°E）A地在B地东北方、在C地北方、在D地西南方。BE的距离

2400

海里E2.如下图所示，写出A、B、C、D地的地理坐标，并判断A地在B、C、D地的的什么方向？45°E90°E135°E180°45°W135°W30°N60°NA（30°N，45°E）B（0°，135°E）C（30°N，67.5°W）D（90°N）A地在B地西北方、在C地东方、在D地南方。AD的距离

3600

海里90°W18045°E90°E135°E45°W90°W135°W30°S60°SA（30°S，180°）B（0°，90°E）C（30°S，67.5°W）D（90°S）A地在B地东南方、在C地西方、在D地北方。BE的距离

12487.5

千米E地球概论11212六月2023《地球概论》第一节天体及天体系统第二节天体观测及其信息处理第三节天球第四节天球坐标第二章天体与天球坐标

地球概论11412六月2023第一节天体及天体系统一、天体概念1.概念：宇宙中所有的物质统称为天体。宇宙是物质的。宇宙间的物质以各种形态存在着：有的是聚集态，构成各类星体；有的成弥散态，构成星云，即云雾状天体；还有弥散于广漠的星际空间，极其稀薄，称星际物质，包括星际气体和星际尘埃。所有这些物质统称天体。宇宙间最重要的天体是恒星，太阳就是恒星的一个典型代表。恒星和星云都拥有极其巨大的质量。相比较而言，太阳系内的行星、卫星、彗星和流星体等，其质量是微不足道的。地球概论11512六月20232.形态：聚集态、弥散态、稀薄物质。3.类型：自然天体分为：恒星、星云、行星、卫星、彗星、流星、星际气体和星际尘埃等。其中：最重要的天体是恒星，

恒星和星云都拥有极其巨大的质量，

是构成宇宙的基本物质。地球概论11612六月20234.分类：常见的有自然天体和人造天体。地球是一个自然天体，只不过是有生命的特殊天体。二、主要天体主要天体有：星云（星系）、恒星、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质、人造天体、可视天体和不可视天体（暗物质）。地球概论11712六月2023二、天体系统1.概念天体系统是互有引力联系的若干天体所组成的集合体。2.主要星系常见的有：地月系、太阳系、银河系、河外星系等地球概论11812六月2023地球概论11912六月2023地球概论12012六月2023地球概论12112六月2023地球概论12212六月2023第二节天体观测及其信息处理一、获取天体信息的主要渠道1.电磁波电磁波是在真空或物质中通过传播电磁场的振动而传输电磁能量的波。任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质，目标物与电磁波的相互作用，构成了目标物的电磁波特性，它既是现代遥感探测的依据，也是人类通过电磁波获取宇宙天体信息的主要方法。地球概论12312六月20232.宇宙射线宇宙线主要指来自宇宙的各种高能粒子流，主要包括质子、α粒子、电子、不稳定的中子和子等。中微子质量虽极其微小，但穿透本领很强。通过对中微子观测，人类可以获悉恒星内部热核反应的信息，但不易观测。地球概论12412六月20233.引力波在引力场中，由引力波传播的载体，称为引力子。人类通过对它们进行研究，可以间接得到天体的信息。4.其它“天外来客（如陨石）”、宇航取样等，也是人类了解宇宙天体的渠道。地球概论12512六月2023二、星图、星表和星座（一）星图：天体在天球上的视位置投影到平面上绘成的图。地球概论12612六月2023地球概论12712六月2023地球概论12812六月2023（二）星表：星表是记载天体各种参数（如坐标、运动、星等、光谱型）和特性的表册，实际上就是天体的档案。如：序号名称英文星名所属星座视星等

距离（光年）

1太阳

Sun

－26.72

2天狼星Sirius大犬座-1.468.63老人星Canopus船底座-0.72804大角星Arcturus牧夫座-0.04305织女星Vega天琴座0.03256牛郎星Altair天鹰座0.7716地球概论12912六月2023地球概论13012六月2023（三）星座

晴朗的夜晚，我们看到的天体绝大多数是恒星，恒星的数目很多，肉眼只能看到全天球约6500多颗恒星。为了便于认识星空，识别这些恒星，古代巴比伦人将天球划分为许多区域，叫做“星座”，现在国际上把全天球的恒星划分为88个星座。北天29个，黄道12个，南天47个。地球概论13112六月2023在这88个星座中，北天有29个星座，南天有47个星座，沿黄道天区（北天星空与南天星空的相交区）有12个星座。北天星空南天星空地球概论13212六月2023由于恒星都离我们很远，所以我们觉得看到构成星座的各个恒星都在一个平面上其实每个恒星间的距离是不同的地球概论13312六月2023各星座的面积和所含的星数的多少有很大的差别。每个星座可由其中亮星特殊分布（几何图形）而辨认出来，其名称多采用动物名、或希腊神话的人物名和器具名等来命名，如大熊座（北斗七星）、小熊座（北极星）、天琴座（织女星）、天鹰座（牛郎星）等等。地球概论13412六月2023每个星座中，恒星的命名采用了1603年德国人巴耶尔的建议；在每个星座中，按恒星的亮度顺序，用希腊字母表示，亮度次序在24之后用阿拉伯数字表示,再加上星座的名字，作为恒星的命名。如牛郎星为天鹰座α星、天鹅座61星。等第三节恒星和星系第二章地球的宇宙环境地球概论13512六月2023三、观测工具和信息处理1.天文望远镜（1）光学望远镜一是聚光，尽可能多地收集天体的辐射能量，使人类能看到较暗的天体；二是放大天体的角直径，提高分辨本领，使观测目标的细节看得更清楚。地球概论13612六月2023（2）射电望远镜天线把微弱的宇宙无线电信号收集起来，然后通过波导把收集到的信号传送到接收机中去放大。接收系统将信号放大，从噪音中分离出有用的信号，并传给后端的计算机记录下来。甚大阵射电望远镜地球概论13712六月2023贵州平塘天文望远镜

500米口径球面射电望远镜

地球概论13812六月2023（3）现代望远镜特点①光学望远镜口径的突破②射电望远镜口径的综合③观测位置从地面到空间④天体信息扩展到全波段⑤探测手段发展日益多样⑥可进行从“白光”到光谱分析⑦寻找新的载体获取天体信息⑧计算机与望远镜相结合，构建虚拟天文台地球概论13912六月20232.天文圆顶、天象厅和天文台以及虚拟天文台①天文圆顶、天象厅和天文台天文圆顶是一种特殊的标志性建筑物，为了模拟星空，可设计成封闭的半球形天像厅。厅内由天象仪和天幕组合构成。天文台是专门进行天象观测和天文学研究的机构，世界各国天文台大多建在山上。地球概论14012六月2023②虚拟天文台虚拟天文台是虚拟的数字天空、虚拟的天文望远镜和虚拟的探测设备所组成的机构，利用最先进的计算机和网络技术将各种天文研究资源，以标准的服务模式无缝地汇集在同一系统中。地球概论14112六月20233.天文数据的处理天文观测数据处理是在天文观测的基础上揭示宇宙奥秘的重要手段，随着科学技术的发展，各种大型天文仪器设备的投入使用，天文学家获得的数据量迅速增加，现代大多是借助计算机处理分析海量天文数据。随着计算机与网络技术的普及和不断发展，电子星图、天文软件的出现给天文爱好者开拓了一片崭新的空间。地球概论14212六月2023天球●★★★★☆☆☆☆第三节天球地球概论14312六月2023天球的半径是任意的,所有天体,不论多远,都可以在天球上有它们的投影。地球概论14412六月2023一、天球1.天球概念天球和天穹地平圈天顶天底地球概论14512六月2023天球：以地心为球心，半径为任意的假想球体，表示天体视运动的辅助工具。是整球和圆球；天穹：地平以上的半个天球。是半球和扁球。地球概论14612六月2023地球与天球的旋转方向地球概论14712六月20232.天球类型观测者天球（以观测者为球心，∝为半径）地心天球（地心为球心，∝为半径）日心天球（以日心为球心，∝为半径）银心天球（以银心为球心，∝为半径）地球概论14812六月2023天文上在定义天球时，规定了两个条件：第一，天球的球心是观测者或地心；第二，天球的半径是任意的。3.天球的性质：①天球是假设的，实际上不存在，来源于视觉（天穹）。②半径是任意长，观测者任何移动，球面形状不变。③球心可根据观测需要确定。可有地心天球、日心天球等。④天球上天体位置不是真实位置，而是投影位置或视位置。⑤天球上天体只有角距离，而无线距离。地球概论14912六月20234.天球的视运动天体在天球上的周日运动图示地球概论15012六月2023实际存在的地球假想的天球无限延伸地理坐标天球坐标地理定位天体定位及运动研究图1地球及地理坐标与天球及天球坐标联系示意图

地球概论12六月20235.天球上的基本圈和基本点三个基本大圆：地平圈，天赤道，黄道；地平圈是通过地心，且垂直于当地铅垂线的平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。它把天球分成可见和不可见两部分。地平圈的两极是天顶（Z）和天底（Z′）。地球概论15212六月2023三个基本大圆：地平圈，天赤道，黄道；天赤道是地球赤道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。天赤道将天球分为南北两半球。它的两极叫天北极（P）和天南极（P′）。地球概论15312六月2023三个基本大圆：地平圈，天赤道，黄道；黄道是地球公转的轨道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。它就是太阳周年运动的视行路线。黄道的两极是黄北极（K）和黄南极（K′）KK′g

黄道地球概论15412六月2023PP′KK′g

天赤道黄道二分点：天赤道与黄道的两交点二至点：在黄道上的降交点为秋分点（）升交点为春分点（

）最北点叫夏至点（）最南点叫冬至点（

）地球概论15512六月2023大圆的极点：地平圈两极：天顶和天底天赤道的两极：天北极和天南极黄道的两极：黄北极和黄南极大圆的交点：天赤道交地平圈：东点和西点黄道交天赤道：春分点和秋分点考一考地球概论15612六月20236.天球上的方向和距离：方向：地球上方向的延伸；距离：只有角距离。在地球表面上，有角距离，也有线距离。但在天球上，只有角距离而没有直线距离。天球上的角距离是两个天体在天球内表面的投影点所在的劣弧对应的球心角。即任何两点间的弧长，实际上就是两个方向间的夹角。如下一页图地球概论15712六月2023例如，牛郎星和织女星的角距离约为35°。当然，任何两个恒星之间在天空中也有直线距离。例如，牛郎星和织女星相距16.4光年。16光年25地球概论15812六月20231.球面坐标系的一般模式以基圈、始圈和终圈构成一球面三角形纵坐标即纬度；横坐标即经度。2.常见的几种天球坐标第四节天球坐标地球概论15912六月2023天体的地平坐标：注意起始圈、起算点二、地平坐标系――高度和方位地球概论16012六月2023二、地平坐标系－高度和方位1.地平坐标的参考点和面①基圈—是地平圈。②极点—天顶（Z）与天底（Z′

）③辅圈—过ZMZ′的半圆又叫地平经圈。

确定地平方位N、W、E、S④原点——天文学用南点（S）作起算原点， 测量学用北点（N）作起算原点。⑤始圈——午圈ZSZ/

。2.地平纬度：天体与观察者的连线与地平面的夹角， 简称平纬又叫高度角（记号为：h）。量度方向和范围：0º—±90º，仰角为正值，俯角为负值。

3.地平经度：过天体的地平经圈与午圈的夹角（简称平经又叫方位角）即∠M′OS（记号为：A）。量度方向和范围：自南点（S）起顺时针方向（向西）0º—360º。ZZ'NSMM'OhA地平圈PP'天球地球概论16112六月2023地平方位确定方法地球概论16212六月2023其中地平圈之上叫可见天球，地平圈之下叫不可见天球）地平方位确定方法地球概论16312六月2023二、地平坐标系――高度和方位根据面北背南，左西右东的原则，图上地平圈的东西南北四点标对吗？午圈为起始面，南点S为起始点，沿地平圈向西于是地平圈上的四分点有：S（0°）W（90°）N（180°）E（270°）。

那么地平圈上的四分点方位是什么？P地球概论16412六月2023在同一时间里，地球上不同地点看到的星空是不同的。北极星北斗七星北斗七星北极星北京的星空北极的星空地球概论16512六月2023地平坐标系的变化-地表不同纬度观测到天体不同的运动地球概论16612六月2023P

天北极P'天南极地平圈天赤道图A地表不同纬度的地平圈与天赤道的关系天体周日运动是地球自转造成的PP'天赤道图B地平圈PP'图C地平圈θ地球概论16712六月2023地平坐标系的变化地表各点位置不同，地平坐标系的基本圈（地平圈）和基本点（天顶和天底）也随之不同。在不同地点同时观察同一天体，所得到的方位和高度是不相同的。在同一地点，由于地球的自转，时间的延续，对于同一天体在不同时刻进行观察，其方位和高度也是不相同的。在北半球的任何一个地点，天北极的高度等于该地的地理纬度。

地球概论16812六月2023地平坐标系的用途地平圈把天球分割成两部分，人们所见的天空，是地平圈以上的一半。随着天球的周日旋转，天体相对于地平的升落和移动，是人们目睹的最直观的天象：旭日东升，夕阳西下，如日方中……，都是对太阳的方位和高度的描述。地平坐标系就是用来表示天体在天空中的方位和高度及其周日变化。地球概论16912六月2023三、第一赤道坐标系（时角坐标系）：赤纬和时角赤纬的余角（PM）叫极距

地球概论17012六月2023三、第一赤道坐标系（时角坐标系）：赤纬和时角

1.时角坐标的参考点和面①基圈—是天赤道。②极点—北天极(P)与南天极(P/)。③辅圈—是过PMP′的半圆 又叫赤经圈或时圈。

④原点—是上点（Q）。⑤始圈—是过Q点的半圆圈即—午圈PQP/

。2.赤纬：天体与球心的连线与天赤道平面的夹角 即：∠M/OM

，记号为：δ。量度方向和范围：0º—±90º，北天球为正，南天球为负。天赤道上为0°，天北极的赤纬为90°，天南极为－90°。

3.时角：过天体的时圈平面与午圈平面的夹角 即：∠QOM′

，记号为：t。量度方向和范围是：时角从Q起算自东向西0h—24h

或0º—360º量度。PP'ZZ'Q'QMM'天赤道δtO4、时角坐标的特点与应用：

①同一天体同一时刻的时角，因地理经度不同而异。②恒星的赤纬是不变的——既无周日变化亦不随测地的变化而变化。③天体的时角是与时间同步增长。④用于天文观测和时间计量。地球概论17112六月2023天赤道上四分点的时角是多少？午圈为起始面，上点Q为起始点，沿天赤道向西度量，天赤道上的四分点有：上点（0°）、西点（90°）、下点（180°）和东点（270°）的时角，分别为0h，6h，12h和18h。为的是使天体的时角“与时俱增”，用以度量时间。如春分点的时角表示恒星时；以太阳的时角推算太阳时。经度既称时角，赤经圈便改称时圈，并采用时间单位表示（每15°折合1时）。三、第一赤道坐标系（时角坐标系）：赤纬和时角地球概论17212六月2023四、地平坐标系和时角坐标系的区别与联系基圈始圈原点经度度量方向地平坐标系地平圈午圈ZSZ/南点S向西第一赤道坐标系天赤道PQP/上点Q这两种坐标系的经度（方位与时角）都是向西度量；而且，二者都以午圈为始圈。但是，前者以地平圈为基圈，因而以南点为原点；后者以天赤道为基圈，因而以上点为原点。这样，天体的高度便不同于赤纬，方位也不同于时角（如右图）。它们之间的具体差异，与当地的纬度有关；纬度愈高，二者愈接近。在南北两极，天赤道与地平圈重合，天北极位于天顶。这时，高度就是赤纬，方位等于时角。地球概论17312六月2023五、赤道坐标系：赤纬和赤经地球概论17412六月2023在黄道上距天赤道最大的两点是北至点和南至点，在天赤道以北为北至点（按北半球习惯，该点称为夏至点），反之，在天赤道以南为南至点（按北半球习惯，该点称为冬至点）。春分点、夏至点、秋分点、冬至点把黄道四等分。地球概论17512六月2023五、赤道坐标系1.第二赤道坐标的参考点和面①基圈——是天赤道。②极点——北天极(P)与南天极(P′)。③辅圈——是过PMP′的大圆叫赤经圈。

④原点——是春分点（

）。⑤始圈——是过点的半圆圈即——春分圈PP/

。2.赤纬：天体与地心的连线和天赤道平面的夹角 即：∠M'OM

，记号为：δ。量度方向和范围：0º—±90º，与第一赤道坐标系相同。3.赤经：过天体的赤经圈平面与春分圈平面的夹角 即∠OM′

，记号为：α。量度方向和范围是：赤经从点起算自西向东0º—360º 或0h—24h

量度。αγMM'OPP'春分圈δ天赤道4、第二赤道坐标的特点与应用：

①恒星的α、δ数值相对固定，与观测地点无关（可查表求得）。②用于天文观测、制定精确星图以及宇航方面。地球概论17612六月2023中天：天体在周日视运动过程中，每日两次经过各地子午线（圈），因而位于观测者的正南方或正北方，当天体经过午圈时，其高度最大，称为上中天，当天体经过子圈时，高度最小，称为下中天，上中天和下中天，合称中天。地球概论17712六月2023六、时角坐标和赤道坐标的区别与联系基圈始圈原点经度度量方向第一赤道坐标系天赤道午圈PQP/上点Q向西（时角）第二赤道坐标系春分圈PP/

春分点向东（赤经）这两种坐标系都以天赤道为基圈，因而有共同的纬度（赤纬），所不同的是它们的经度。第一赤道坐标系以午圈为始圈，其经度（时角）自上点向西度量。第二赤道坐标系以春分圈为始圈，其经度（赤经）自春分点向东度量。所以，天体的时角不同于赤经；二者的具体差异，同当时的恒星时有关。恒星时的多少确定春分点的位置地球概论17812六月2023这两个坐标系的关系是：

相同点：（1）基圈相同（都是天赤道）；（2）赤纬及度量方法相同。不同点：（1）始圈不同：时角坐标系的午圈不同于赤道坐标系的春分圈。（2）经度的度量方向不同：时角自上点Q顺时针向西度量；赤经由春分点逆时针向东度量。地球概论17912六月2023联系：恒星时S=春分点的时角tΥ=上点的赤经α=任意时刻某天体的时角t★和其赤经α★之和。得：恒星时公式：

S＝tΥ（春分点时角，如图）＝αQ（上点的赤经，如图）＝t★+α★（任意时刻，如图）＝α★

（天体中天时刻，t★＝0，如图）地球概论18012六月2023七、黄道坐标系：黄纬和黄经

地球概论18112六月2023七、黄道坐标系：黄纬和黄经

地球概论18212六月2023七、黄道坐标1.黄道坐标的参考点和面①基圈——是黄道大圆。②极点——黄北极(K)与黄南极(K/

)。③辅圈——是过KMM/K/的大圆叫黄经圈。

④原点——是春分点（

）。⑤始圈——是过点的黄经圈（无名圈KK/

）。2.黄纬：天体与日心的连线和黄道平面的夹角 即：∠M/OM

，记号为：β。量度方向和范围：0º—±90º，北纬为正值，南纬为负值。3.黄经：过天体的黄经圈平面与春分点所在的黄经圈的夹 角即∠OM/，记号为：λ。量度方向和范围是：黄经从

起算自西向东0º—360º γMM'OK'无名圈β黄道4、黄道坐标的特点与应用：

①恒星的λ、β数值相对固定，与观测地点无关（可查表求得）。②用于天文观测、制定精确星图以及宇航方面。λK地球概论18312六月2023先判断春分、夏至、秋分和冬至四分点，标对不？春分、夏至、秋分和冬至四分点的黄经（λ）是以无名圈为起始面，以春分点为起始点，沿黄道向东度量太阳黄经“与日俱增”（每日约增加

l°）。春分、夏至、秋分和冬至的太阳黄经，分别为0°，90°，180°和270°。太阳沿黄道周年运动，其黄纬始终为0°。地球概论18412六月2023黄纬（β）:黄道坐标系纬度起始面：黄道度量方向：由黄经圈向南北两个方向度量

黄道上的黄纬为0°，黄北极为90°，黄南极为－90°。地球概论18512六月2023八、赤道坐标系和黄道坐标系的区别与联系基圈始圈原点经度度量方向第二赤道坐标系天赤道春分圈PP/

春分点向东黄道坐标系黄道无名圈KK/

这两种坐标系的经度（赤经和黄经）都是向东度量；而且，它们有共同的原点（春分点）。但是，前者以天赤道为基圈，因而以春分圈为始圈；后者以黄道为基圈，因而以无名圈为始圈。这样，天体的赤纬不同于黄纬，赤经不同于黄经。它们之间的具体差异，同黄赤交角有关。地球概论18612六月2023天球坐标系比较地平坐标第一赤道坐标第二赤道坐标黄道坐标天球轴当地垂线天轴天轴黄轴两极天顶、天底北天极、南天极北天极、南天极北黄极、南黄极纬圈地平纬圈（等高线）赤纬圈赤纬圈黄纬圈基圈地平圈（有四正点）天赤道（有上、下点）天赤道（有春分、秋分点）黄道（有二分、二至点）经圈（辅圈）地平经圈（有子午、卯酉圈）时圈（有子午圈、六时圈）时圈（有二分、二至圈）黄经圈（有二至圈）始圈午圈午圈春分圈通过春分点的黄经圈原点南点上点春分点春分点纬度高度赤纬赤纬黄纬经度方位（向西度量）时角（向西度量）赤经（向东度量）黄经（向东度量）应用在天文航海、天文航空、人造地球卫星观测及大地测量等部门都广泛应用它观测恒星、星云、星图等类型的遥远天体常常采用赤道坐标系，它被广泛应用于天体测量中观测太阳以及太阳系内运行在黄道面附近的天体，则采用黄道坐标系注：①基圈和始圈上的点，其纬度或经度为零；极点的纬度为90°，经度则为任意。②纬度度数相等，方向相反；经度相差180°的两点互为对跖点。地球概论18712六月2023天顶子午圈北天极黄道天赤道地平圈地球概论18812六月2023地球概论18912六月2023《地球概论》第三章地球的宇宙环境

第一节恒星和星系第二节太阳和太阳系第三节月球和地月系第一节恒星和星系一、恒星（一）恒星的定义和特点1.定义：宇宙间由炽热的气体组成的、自身会发热发光的球状或类球状天体。2.特点：①发射可见光②温度达到灼热的程度，2600℃--40000℃③主要由氢和氦组成,主要成分是氢，约占71％；其次是氦，约占27％。其它元素很少，不足2％.④质量巨大，大多数恒星在0.1――10个太阳质量之间⑤球状或类球状，具有自引力作用。3.恒星不“恒”恒星是在不断地运动，只是它们距离地球太遥远，短时间内察觉不出它们的运动。

（二）恒星自行 恒星的自行速度，一般都小于每年0.1″，迄今只发现有400余颗恒星的自行超过每年1″。图2-2北斗七星的自行及形状变化计量恒星的距离单位(1)光年(ly)：即光在一年中所走过的距离。1光年＝9.46×1012千米＝6.324万天文单位（日地平均距离＝1.496亿千米规定为1个天文单位）除太阳外，距离地球最近的恒星是半人马座a星（中名南门二），为4.22光年，称之为比邻星。

(2)秒差距：即天体的周年视差（天体对于地球轨道半径所张开的的角度）为一秒的角度的时候，该天体与地球的距离定为1秒差距。

1秒差距＝3.2616光年＝20.6265万天文单位秒差距等于视差的倒数，如织女星的视差0″.12，它与地球的距离为1/0″.12≈8.33秒差距例题1已知南门二的比邻星的周年视差为0″.76，求同太阳之间的距离为多少千米？解：已知比邻星的周年视差，即π＝0″.76，依据公式,得

r＝＝＝1.316(PC)＝1.316×3.09×1013＝4.06×1013km答：比邻星同太阳的距离为4.06×1013千米。（四）恒星的发光和光谱恒星的发光恒星演化史上某个阶段的现象；要有巨大的质量。主要与恒星的质量和温度有关。质量和温度愈大，发光能力愈强。产生可见光，温度必然很高。恒星的质量巨大，绝大多数恒星小于10倍的太阳质量，而大于1/10太阳质量。质量巨大，因自引力而收缩并产生较高的中心温度。如太阳为1500万度高温点燃了核火——导致热核反应。

（1）恒星的光谱恒星的光谱反映恒星温度的高低；光谱中的吸收线和发射线反映恒星化学组成(化学组成大同小异,主要成分是氢)。指通过三梭镜后被分为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的依次排列的彩带。一定的恒星温度对应着相应的光谱：

3000K对应红色；6000K对应黄色；30000K对应蓝色。光谱型OBAFGKM颜色蓝蓝白白黄白黄橙红温度（K）3-5万2万1万7500600045003000代表参宿三大熊η天琴α仙后β太阳金牛α猎户α恒星的光谱信息（五）恒星亮度和光度①亮度（E）：是指地球上受光强度，肉眼所见的恒星的明暗程度称为视亮度、简称亮度，用视星等(m)来表示。视星等（m）：恒星的亮度等级。②光度(M)：恒星的真正发光的本领,光度用绝对星等(M)来表示。星等：视星等m和绝对星等M视星等是亮度等级；绝对星等是光度等级；星等越小，亮度越大。星等—分为（目）视星等和绝对星等表示星星的明暗程度。星等越小，表示越亮

6等星（目视星等）是肉眼可见的最小的星。星体目视星等绝对星等太阳（目视最亮）-26.74.8月球（满月）-13不适用金星（最亮时）-4.6不适用天狼星（全天星空最亮恒星）-1.451.43织女星0.030.5③亮度与视星等的关系古代，人们把肉眼看到的最明亮的星叫一等星，勉强可见的暗星叫六等星，它们之间亮度相差100倍。连续各个星等的亮度成几何级数，若相邻两星等的亮度比率（级数的公比）为R，则有：R5＝100→

=2.512——星等的亮度差。星等相差1等,恒星的亮度相差2.512倍；即一等星比二等星亮2.512倍。其它类推，用普森公式表示：m=-2.5lgE

星等以等差级数增大，亮度以等比级数递减；太阳的亮度是一等星亮度的1300亿倍。即(2.512)1－（－26.74）=(2.512)27.74＝1300亿普森公式的推导如下：假设有两个恒星,其亮度为E和E0，星等为m和m0。则：

E/E0=2.512m-m0 两边取对数,且有

lg2.512=0.4，得：

lgE0-lgE=0.4(m-m0) m-m0=2.5(lgE0-lgE)

如果取零等星(m0=0)的亮度E0=1，则

m=-2.5lgE

也就是依据普森公式，能够根据恒星的亮度E推算星等m。图2-3光源的视亮度与其距离的平方成反比，距离增加1倍，亮度便减为1/4

恒星光度是把它们都放在同距离上进行比较，这才能真正地反映恒星的发光状况。国际上规定：将恒星移到距地球10秒差距（即32.6光年）处，恒星所具有的视星等，称为绝对星等。

标准距离10秒差距下的恒星亮度称绝对亮度，其星等称绝对星等：光源的视亮度与其距离平方成反比；实际距离d、视星等m，10秒差距时的亮度Em和绝对星等M。设EM表示绝对亮度，Em表示视亮度，得：

EM/Em=2.512(m-M)恒星亮度与距离平方成反比，如以秒差距为单位，则：

EM/Em=

d2/102

d2/102=2.512(m-M)两边取对数，且有lg2.512=0.4，则：

2lgd-2=0.4(m-M)

m-M=5lgd-5

M=m+5-5lgd

只要测定恒星的绝对星等，便可求知该星的距离。④光度与亮度的关系：

M=m+5–5lgd（M为绝对星等，m为视星等，恒星的距离d以秒差距为单位）光度和亮度的本质：亮度：指地球上的受光程度，亮度与距离的平方成反比。光度：指恒星自身的发光程度，它与本身的温度有关，与距离大小无关。例题2.织女星的视星等为0.1，若其距离增加为10倍，这时它的星等将是几等？肉眼还能看到它吗？解1：设织女星视星等0.1的距离为d，其视星等m1＝0.1，其绝对星等设为M1，代入公式M－m=5-5lgd,得：

M1=m1+5-5lgd=0.1+5-5lgd(1)当其距离增加为10倍的距离为10d，此时视星等设为m2，其绝对星等设为M2，代入公式M－m=5-5lgd,得：M2=m+5-5lg10d=m2+5-5lg10d(2)根据织女星光度不变，得（1）式等于（2）式，即：

m2+5-5lg10d＝0.1+5-5lgd

m2-5lg10-5lgd＝0.1-5lgd

m2=5lg10+0.1=5＋0.1=5.1依据古人把肉眼能看见的恒星分为1∽6等可知，织女星的距离增加10倍后，肉眼能看见。答：织女星的视星等为0.1，若其距离增加为10倍，这时它的星等是5.1，肉眼能看到它。例题2.织女星的视星等为0.1，若其距离增加为10倍，这时它的星等将是几等？肉眼还能看到它吗？解2：设织女星视星等0.1的亮度E0＝1，其视星等m0＝0.1，当其距离增加为10倍的亮度设为E,视星等设为m，亮度比为：E0/E=2.512m-m0=2.512m-0.1(1)织女星原距离设为d0,距离增加10倍后的距离设为d，则d＝10d0根据亮度与距离的平方成反比，可得

E0/E=d2/d02=(10d0)2/d02=100(2)(1)式等于(2)式，得：

2.512m-0.1＝100两边取对数，得：

lg2.512m-0.1＝lg100(m-0.1)lg2.512=2因