【常识积累】“天文历法”考点

【常识积累】“天文历法”考点汇总一、古代天文机构及其主要成就1、负责天文历法的机构隋代以前叫做太史令，太史局或太史监。到唐代时该机构名称变化较多，先后有太史局，浑天监，浑仪监，太史监，司天台等。到了宋元时期，叫做司天监，司天台或天文院。到了明清两代叫做钦天监。汉代史学家司马迁所著的《史记·天官书》是已知的系统、全面的天文学专著。现存最早的观天地方遗址是东汉的灵台遗址(河南洛阳偃师)，建于东汉汉光武帝建武中元元年(56年)，毁于西晋末年的战乱。2、天文仪器圭表，漏刻和仪象三大类。圭表是原理是利用日影的长度来确定时间。根据太阳规律就可以测量出一年的时间长度和对应每个时节的日影长度。而日晷也是由圭表衍生出来的，利用日光测定时间的工具。漏刻则是古代的计时仪器，利用液体匀速流动的原理，让水从高处匀速流入低处的容器中，根据液面的高度来换算出时间。浑仪和浑象两种，浑仪最早出现在汉代，浑天仪发明者据说是我国汉朝西汉时期的落下闳，汉朝东汉时期伟大的科学家张衡进行改进。东汉张衡有《浑天仪注》，而在《隋书天文志》中对浑天仪的结构进行了介绍，浑仪其实是一种用来测量天体位置的装置，利用不同的几个轴向转动，可以使观测的人通过浑仪上的窥管看到待测天体。而当天体进入窥管后，便可通过浑仪上的刻度读出该天体的坐标位置了。元代郭守敬将浑仪分成两个独立的仪器，安装在一个底座上，称作简仪。浑象是一种演示仪器，可以模仿天空中天体在不同时刻的位置，类似于现代的天球仪，主体是一个圆球，上面标有星辰和黄道，赤道等圈线。下面有机械结构，利用水流的动力使其转动，最终让圆球上的星辰与天上的星辰运动同步，这样就可以时刻知道天上的星辰的位置了。北宋苏颂领导建造的水运仪象台，是古代仪象的巅峰，将浑仪，浑象和报时机构结合在一起，利用水流作为动力，以机械装置作为传动。可惜在1127年金兵攻陷汴梁时遭到破坏，建造图纸等也大部分被烧毁，到南宋时曾想恢复，但最终没有成功。《唐律疏议》中就有明确记载“诸玄象器物，天文图书，谶书，兵书，七曜历，太一，雷公式，私家不得有，违者徒二年。私习天文者亦同。”2、古代天文成就①郑州大河村遗址出土的仰韶时期的许多彩陶，具备明显的日、月、星纹饰，以至于考古学家把这里称作——星空下的村落。②在河南安阳殷墟出土的甲骨文中，我们可以看到大量关于商代天文观测的记载。根据当地出土的甲骨文可知，商代把一年分为12个月，闰年分为13个月(2022年有闰二月)。同时，甲骨文上也有日食、月食和恒星的记录，这可能是世界上最早的天文资料。商代的历法被称为阴阳历法，这是迄今为止已知的最早的历法。同时，商代以干部和支部记日，以数记月，每月分30天。③《左传》记载了关于天琴座流星雨的最早记录，《春秋》记载了世界上公认的首次哈雷彗星(周期76.1年)的确切记录，“秋七月，有星孛入于北斗”。诗经中的“七月流火”对应的是天气由热转凉。④春秋时期我国历法已经形成自己固定的系统，基本上确立19年7闰的原则，这比西方早160年。墨子和他的学生进行了光的直线传播的小孔成像的实验，以及平面镜、凹镜、凸镜的实验，说明了焦距与物体成像的关系。⑤战国时期，出现了世界上最早的天文学著作《甘石星经》，其中有丰富的天文记载，反映了那个时期人们对天文的认识。⑥西汉关于太阳黑子的记录，被世界公认为是有关太阳黑子的最早记录(《汉书》：“河平元年……三月己未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”/《淮南子》：“日中有跋乌”)。⑦东汉时，张衡从日、月、地球所处的不同位置，对月食作了最早的科学解释。张衡发明制作的地动仪，可以遥测千里以外地震发生的方向，比欧洲早1700多年。⑧两个反直观对应概念：北极星不是北斗七星里面的，斗牛中的“斗”是南斗不是北斗。北斗七星斗柄东南西北——春夏秋冬。⑨夜空中最亮的恒星——天狼星。二、古代历法阴历、阳历和阴阳结合历。阳历是以地球绕太阳公转的周期为基础的；农历是以月球绕地球的周期为基础的；黄道历法是协调太阳、地球和月亮周期的历法。中国农历是结合了太阳、月亮的运动规律，严格来说，对应应该称作“阴阳历”，而不是大家习惯的“阴历”。①《夏小正》是中国现存最早的一部记录农事的历书，收录于西汉戴德汇编《大戴礼记》第47篇。在《隋书·经籍志》首次出现《夏小正》单行本。一般认为成书时间为战国时期、两汉之间。马的阉割，染料的蓝和园艺作物的芸、桃、杏等的栽培，均为首次见于记载。②汉武帝时，天文学家制订出中国第一部较完整的历书《太初历》，开始以正月为岁首。太初历是我国第一部资料完整的传世历法。与四分历相比，其进步主要表现在：以正月为元年，将原来的二十四节气分为十二个月，以无中气月为闰月，使月与季的搭配更加合理；同时，行星的会聚期也比较精确。③南北朝时期祖冲之通过多年的观察，发现了元嘉历的许多错误，并编撰了新的《大明历》。在新历法中，他首次将“岁差”引入历法，将回归年与恒星年区分开来。通过多年的观察，他得出结论：木星每84年就有一次超辰。《大明历》取一周年长度为365.24231481天，和近代科学测定的数值相差仅50余秒。③唐朝僧一行修订的《大衍历》是一部具有创新精神的历法。正确把握太阳在黄道上运动的速度和变化规律。此外，僧一行还组织全国13个测点进行天文测量，得出北极高差为1度，南北距离351里80步(约131.3公里)的结论。用实测数据彻底地否定了历史上的“日影一寸，地差千里”的错误理论，提供了相当精确的地球子午线一度弧的长度。④北宋科学家沈括的突出贡献在天文学方面，把四季二十四节气和十二个月完全统一起来的“十二气历”更加简便，有利于农事安排。⑤元初设立太史局编制新历法。郭守敬主持编定《授时历》，一年的周期与现行公历基本相同，但问世比现行公历早300年。三、日月地关系地球绕着太阳公转，同时又在自传；月球绕着地球公转，同时在自转——这四个方向都是自西向东。1、四季一年四季是因为地球在围绕太阳公转而形成的。由于黄赤交角的存在，造成太阳直射点在地球南北纬23°26′之间往返移动的周年变化，从而引起正午太阳高度变化和昼夜长短变化，形成四季更替。夏至节气，太阳直射北回归线，我国作为北半球，白天最长夜晚最短；冬至节气，太阳直射南回归线，白天最短夜晚最长；春分、秋分节气，日夜等长。中国传统上是以“二十四节气”的“四立”(立春、立夏、立秋、立冬)分别作为春季、夏季、秋季、冬季的起始。2、日夜地球是一个既不发光又不透明的球体，太阳只能照亮半个地球，形成昼半球和夜半球。随着地球的自转运动，昼半球和夜半球不断交替，形成昼夜交替现象。3、月相——初一十五月亮一刻不停地绕着地球做公转运动，这种运动方式决定了月亮、地球、太阳三者之间的位置始终处于变化之中。月球靠反射阳光发亮，它与太阳相对位置不同(黄经差)，便会呈现出各种形状。朔：日月黄经差为0°，这时月球位于地球和太阳之间，以黑暗面朝向地球，且与太阳几乎同时出没，故地面上无法见到，这就是朔，这一天为农历的初一。上弦月：月球继续朝前旋转，到了农历初七、八，黄经差为90°，太阳落山，月球已经在头顶，到了半夜，月球才落下去，这时被太阳照亮的月球，恰好有一半给你看到，称之为“上弦月”。满月：到了农历十五、十六，月球转到地球的另一面，黄经差为180°。这时地球在太阳和月亮的中间，月球被太阳照亮的那一半正好对着地球，此时我们看到的是满月，或称之为“望”。由于月球正好在太阳的对面故太阳在西边落下，月球则从东边升起，到了月球落下，太阳又从东边上升了，一轮明月整夜可见。下弦月：满月以后，月球升起的时间一天比一天迟了，月球亮的部分也一天比一天看到的小了，到了农历二十三，黄经差270°。满月亏去了一半，这时的半月只在下半夜出现于东半天空中，这就是“下弦”。4、潮汐潮汐，是发生在沿海地区的一种自然现象，是指海水在天体(主要是月球和太阳)引潮力作用下所产生的周期性运动。习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。人类的祖先为了表示生潮的时刻，把发生在早晨的高潮叫潮，发生在晚上的高潮叫汐。由于夏历是以月相变化为依据，其有一大作用是可以反映潮汐，潮汐现象是月亮起主导作用，以月相变化为依据的夏历是古时指导海事活动指南。月球对地球海水有吸引力，地球表面各点离月球的远近不同，正对月球的地方受引力大，海水向外膨胀；而背对月球的地方海水受引力小，离心力变大，海水在离心力作用下，向背对月球的地方膨胀，也会出现涨潮。农历每月初一、十五以后两三天内，各要发生一次潮差最大的大潮，那时潮水涨得最高，落得最低。在农历每月初八、二十三以后两三天内，各有一次潮差最小的小潮，届时潮水涨得不太高，落得也不太低。钱塘江大潮是世界三大涌潮之一，是天体引力和地球自转的离心作用，加上杭州湾喇叭口的特殊地形所造成的特大涌潮。钱塘江口外宽内窄，呈明显的喇叭状。出江口的江面有一百千米宽，越往里江面越窄到海宁盐官镇一带时江面骤然降到只有3千米宽。5、月球和玉兔①月球月球是围绕地球旋转的球形天体，同时也是地球的天然卫星。月球是太阳系中体积第五大的卫星，其平均半径约为1737.10千米，相当于地球半径的0.273倍；质量则接近7.342×1022千克，相当于地球的0.0123倍。月球的表面布满了可能由小天体撞击形成的撞击坑。月球与地球的平均距离约38.44万千米，大约是地球直径的30倍。月球的自转与公转的方向相同(都是自西向东)，周期相等(称为潮汐锁定)，因此月球始终以同一面朝向着地球。地球海洋潮汐的产生主要是由于月球引力的作用。月球到地球的距离大约相当于地球到太阳的距离的1/400，所以从地球上看月亮和太阳一样大。在日食时月球可以完全遮蔽太阳而形成日全食。月球本身并不发光，只反射太阳光。月球亮度随日月间角距离和地月间距离的改变而变化，满月时的亮度比上下弦要大十多倍。由于月球上没有大气，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。白天，月球表面在阳光垂直照射的地方温度高达127℃；夜晚，其表面温度可降低到-183℃。用射电观测可以测定月面土壤中的温度，这种测量表明，月面土壤中较深处的温度很少变化，这正是由于月面物质导热率低造成的。月食是一种特殊的天文现象。指当月球行至地球的阴影后时，太阳光被地球遮住。也就是说，此时的太阳、地球、月球恰好(或几乎)在同一条直线，因此从太阳照射到月球的光线，会被地球所掩盖。月食可分为月偏食、月全食两种(没有月环食，因为地球比月球大)。2022年6月，世界首幅1:250万月球全月地质图发布。据了解，该幅地质图由中国科学家团队研制，以中国嫦娥工程数据为基础，充分利用国际上其它月球探测数据和研究成果，其要素主要包括12341个撞击坑、81个撞击盆地、17种岩石类型、14类构造等。月球地质图系统表达了月壳表面地层、构造、岩性和年代学等方面的综合地质信息，反映了月球岩浆作用、撞击事件、火山活动等演化过程。②玉兔和月球车玉兔，又名月兔，居住在月球上，在月宫里负责捣药，是中国古代神话传说中的动物。玉兔外观形象为长耳、圆眼、胖嘴。商代文物中已有玉兔神话观的表现，体现为商周以来的玉兔形象。战国时代，屈原在《天问》：“夜光何德，死则又育？厥利维何，而顾菟在腹？”玉兔二号，嫦娥四号任务月球车，于2019年1月3日完成与嫦娥四号着陆器的分离，驶抵月球背面，首次实现月球背面着陆。2022年2月，据中国科学杂志社中山大学肖智勇博士领衔的研究团队发表论文，介绍了玉兔二号月球车在月球背面发现了厘米级直径的透明玻璃球研究，此类玻璃珠在国际上是首次发现。2022年7月6日，嫦娥四号任务“玉兔二号”月球车和着陆器分别于7月5日19时14分和7月6日6时整完成休眠设置，完成第44月昼工作，进入第44月夜休眠。月球车在月球背面累计行驶里程1239.88米。2023年1月3日，截至目前，嫦娥四号登陆月背4周年，行驶达到1455米，工况正常，创造了多个举世瞩目的成绩。“玉兔二号”巡视器上安装了全景相机、测月雷达、红外成像光谱仪和与瑞典合作的中性原子探测仪。这些仪器将在月球背面通过就位和巡视探测，开展低频射电天文观测与研究，巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构研究，并试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境研究。“鹊桥”是嫦娥四号月球探测器的中继卫星，是中国首颗、也是世界首颗地球轨道外专用中继通信卫星，于2018年5月21日在西昌卫星发射中心由长征四号丙运载火箭发射升空。作为地月通讯和数据中转站，“鹊桥”可以实时的把在月面背面着陆的嫦娥四号探测器发出的科学数据第一时间传回地球。③嫦娥石2023年1月，国家航天局公布了嫦娥五号月球样品的科研成果：团队对嫦娥五号采集的月壤样品进行了精确测量，其年龄为20.3亿年，这表明我国发现了迄今为止月球最年轻的火山活动时间。而此前科学界认为月球最年轻的火山活动是在大约30亿年前，在20世纪6、70年代由美国阿波罗6号带回的月壤研究得出。此外，我国将发现的月球新矿物命名为“嫦娥石”，并成为世界上第三个在月球发现新矿物的国家。“嫦娥石”是人类探月以来发现的第六种新矿物，1970年，美国阿波罗11号飞船带回第一种新矿物“阿尔玛科月球石”和第二种新矿物“三斜铁辉石”，1971年，阿波罗12号带回第三种新矿物“静海石”，1989年，阿波罗14号带回第四种新矿物“耀西耀客石”，2002年，俄罗斯研究人员在Luna24月壤中发现第五种新矿物“自然铈(ce)”。“嫦娥石”隐藏在月壤的玄武岩颗粒之中，是一种新发现的磷酸盐矿物，呈“柱状”的晶体物，“嫦娥石”是一种非常独特的矿物，地球上并没有这种矿物质，月球有“嫦娥石”与其独特的演化史有关。四、八大行星八大行星，是指太阳系的八个大行星，按照离太阳的距离从近到远，它们依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星(水晶球、火木土、天王海王)。八大行星自转方向多数也和公转方向一致。只有金星和天王星两个例外。金星自转方向与公转方向相反，天王星则是与公转轨道呈97°角的“躺着”旋转。①距离太阳最近、体积最小的的是水星，距离地球最近的是金星；最大的是木星。②类地行星