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太空中的地球 (認識星空 (天球模型 (天球座標 (地球赤道面向外延伸為天球赤道面, 太陽運動軌道為黃道, 地球自轉軸向外延伸為天軸),…
太空中的地球
認識星空
天球模型
地球自轉造成效果
以天軸為軸心 24小時轉360度
地球公轉造成效果
太陽由西向東 經春分、夏至、秋分、冬至點
天球座標
地球赤道面向外延伸為天球赤道面
太陽運動軌道為黃道
地球自轉軸向外延伸為天軸
模型的理論基礎
地球不自轉 不公轉 為中心 太陽隨天球球殼一起繞行地球
說明
恆星過度遙遠 將恆星都投影在假想中的球面上 稱天球
天球與星座
地心說
提倡者
托勒密
時代
2世紀
內容
各星球繞地球公轉 地球不動
日心說
提倡者
哥白尼
時代
16世紀
內容
各星球繞太陽公轉 除月球繞地球公轉
天球&星座
星座
星座形狀改變
恆星過度遙遠 很久才能觀察到相對位置改變
恆星關係
同一星座間恆星無關係
統一
國際天文聯合會1930年劃分出88個天體 標定並命名
定義
將天球群星劃分區域
恆星命名
照亮度依序命名 若希臘字母不夠 用數字表示
周日運動
恆星周日運動
現象
恆星視軌跡 以天球北極為中心
星軌
越近圓心 相同時間星軌片段越圓;越遠則反之
成因
地球由西向東自轉 24小時轉360度
天球極點的仰角
觀測者所在緯度即天球北or南極仰角
恆星周年運動
現象
遠方恆星每1天 提早4分鐘
說明
地球公轉約1度
地球一天 即第一天正午12點至隔天同時
成因
地球公轉+自轉
延伸現象
不同季節夜空有不同星座
黃道十二宮
成因
地球公轉
定義
黃道十二宮
黃道上12個背景星座
黃道
太陽在天球上的運動軌跡
地球所處的太空環境
太陽系成員
行星
繞恆星公轉
類地行星、類木行星
類地形星
質量
小
行星環
無
體積
小
衛星數
少(僅地球、火星有)
密度
大
自轉速度
慢
成分
岩石、金屬為主
公轉週期
短
成員
水星、金星、地球、火星
類木形星
質量
大
行星環
有
體積
大
衛星數
多
密度
小
自轉速度
快
成分
氣體、冰為主
公轉週期
長
成員
木星、土星、天王星、海王星
質量不足以進行核融合反應
類地行星、類木行星
自身重力使自身保持圓形
類地行星、類木行星
自身重力清除軌道附近小天體
類地行星、類木行星
衛星
繞行星公轉
月球、木衛、土衛
質量通常<行星
月球、木衛、土衛
矮行星
繞恆星公轉
鳥神星、妊神星
質量介於行星&太陽系小天體之間
鳥神星、妊神星
自身重力使自身保持圓形
鳥神星、妊神星
自身重力無法清除軌道附近小天體
鳥神星、妊神星
太陽系小天體
流星
小天體進入大氣層 因摩擦燃燒發光
獅子座流星雨
燃燒不完全 落至地面為隕石
獅子座流星雨
需有大氣層才能有流星現象
獅子座流星雨
彗星
質量和體積遠小於行星
哈雷彗星
無足夠重力使自身保持圓形
哈雷彗星
無穩定繞日軌道
哈雷彗星
大多發源於科伊伯帶or歐特雲
哈雷彗星
塵埃、岩粒、混雜冰、固態甲烷、氨組成
哈雷彗星
小行星
質量和體積遠小於行星
愛神星
多數位於木星和火星之間
愛神星
無穩定繞日軌道
愛神星
由碳質、岩質、金屬組成
愛神星
無足夠重力使自身保持圓形
愛神星
恆星
太陽
孕育生命的地球
地球適居性
地球與太陽距離恰當
地球質量和體積適中
太陽是質量適中的行星
地球有磁場保護
地球的防護
第一道防線:地球磁層
受太陽吹拂 面太陽呈弓形 背對一側向後延伸
部分進入磁層內帶電粒子被捕 形成范艾倫帶
阻擋高能量帶電粒子
第二道防線:地球大氣層
高層大氣層分子吸收<0.2微米短波輻射 形成許多離子 稱電離現象
臭氧層吸收0.2~0.3微米的紫外線
外星物質在大氣層燃燒
觀察星空
星座盤原理&應用
上盤
透明橢圓視窗外圈圍地平面 中心點為天頂點
因投影 正東、西方 稍微偏北
觀察者所見地平面以上星空範圍
下盤
一年可見的所有遠方天體
下盤中心為天球北極(銅釦)
以天球北極為圓心的大圓即天球赤道;另一大圓為黃道
投影原理
將立體天球 投影至平面上
使用
紙盤中心仰角度數即使用者所在緯度
上盤時刻對下盤日期 即當時星空
必須舉手抬頭使用
天體星等
絕對星等(M)
意義
恆星真正方光能力
物理意義
相當於恆星光度
光度與恆星表面溫度成正比
光度與恆星表面溫度的四次方成正比
定義
將恆星放置離地表32.6光年時的亮度
視星等(m)
意義
觀察者直接看到的亮暗程度
物理意義
相當於恆星亮度
亮度與光度成正比
亮度與距離平方成反比
定義
地球上所觀測恆星亮度
表示方式 、注意事項
星等數值越小表越亮
星等美差五等星及亮度差100倍
人肉眼極限視星等為六星等
恆星表面溫度與顏色關係
4500K
橘
3000K
紅
6000K
黃
10000K
白
20000K
藍白