天文學與生活（第8版）

第1部分 基 礎
第0章 繪制天圖：天文學基礎 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 天球坐標系 6
0.2 地球的軌道運動 6
0.2.1 每日變化 6
0.2.2 季節(jié)變化 7
0.2.3 長期變化 9
0.3 月球的運動 10
0.3.1 月相 10
0.3.2 日食和月食 12
0.4 距離的測量 15
0.5 科學和科學方法 16
0.5.1 理論和模型 16
0.5.2 早期應用 18
0.5.3 今天的宇宙 19
本章回顧 19
小結 19
復習題 20
自測題 20
計算題 20
活動 21
第1章 哥白尼革命：現(xiàn)代科學的誕生 22
1.1 行星的運動 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)代天文學的誕生 27
1.2.1 伽利略的重要歷史觀測 27
1.2.2 哥白尼體系的優(yōu)勢 29
1.3 行星運動定律 29
1.3.1 第谷的復雜數(shù)據(jù) 30
1.3.2 開普勒的簡單定律 30
1.3.3 太陽系的大小 32
1.4 牛頓定律 33
1.4.1 運動定律 33
1.4.2 萬有引力定律 34
1.4.3 軌道運動 36
1.4.4 開普勒定律的修正 36
1.4.5 科學進步的循環(huán) 37
本章回顧 38
小結 38
復習題 38
自測題 38
計算題 39
活動 39
第2章 光和物質(zhì)：宇宙的內(nèi)在運行 40
2.1 來自天空的信息 41
2.1.1 光和輻射 42
2.1.2 波動 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 天文學應用 50
2.5 光譜學 51
2.5.1 發(fā)射線 51
2.5.2 吸收線 52
2.5.3 天文學應用 54
2.6 譜線的形成 54
2.6.1 原子結構 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 更復雜的光譜 57
2.7 多普勒效應 58
2.8 譜線分析 60
本章回顧 60
小結 60
復習題 61
自測題 61
計算題 62
活動 62
第3章 望遠鏡：天文學工具 63
3.1 光學望遠鏡 64
3.1.1 反射望遠鏡和折射望遠鏡 64
3.1.2 反射望遠鏡的類型 66
3.1.3 探測器和圖像處理 69
3.2 望遠鏡大小 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 73
3.3.1 大氣模糊效應 73
3.3.2 新型望遠鏡設計 74
3.4 射電天文學 75
3.4.1 射電望遠鏡簡介 75
3.4.2 射電天文學的價值 77
3.4.3 干涉測量學 77
3.5 空基天文學 79
3.5.1 紅外和紫外天文學 79
3.5.2 高能天文學 82
3.5.3 全光譜覆蓋 83
本章回顧 85
小結 85
復習題 85
自測題 85
計算題 86
活動 86
第2部分 太陽系（行星系）
第4章 太陽系：行星際物質(zhì)和行星的誕生 90
4.1 太陽系的成員 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 太陽系的分化 113
4.3.6 小行星和彗星 114
4.3.7 太陽系的規(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 122
復習題 122
自測題 123
計算題 123
活動 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 整體結構 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 132
5.3.3 月球空氣 134
5.4 內(nèi)部結構 135
5.4.1 地震學 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 138
5.5.1 大陸漂移 138
5.5.2 板塊驅(qū)動力 140
5.5.3 月球板塊構造 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 149
復習題 150
自測題 150
計算題 150
活動 151
第6章 類地行星：對比研究 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 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 170
6.7 內(nèi)部結構和地質(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 176
6.8.2 火星的大氣演化 177
本章回顧 178
小結 178
復習題 179
自測題 179
計算題 179
活動 180
第7章 類木行星：太陽系中的巨行星 181
7.1 木星和土星的觀測 182
7.1.1 從地球上觀測 182
7.1.2 航天器探測 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 大氣層結構 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)部結構 198
7.6.2 磁層 199
7.6.3 內(nèi)部加熱 200
本章回顧 202
小結 202
復習題 202
自測題 203
計算題 203
活動 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)的精細結構 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 226
8.5.4 類冥矮行星和柯伊伯帶 227
本章回顧 229
小結 229
復習題 230
自測題 230
計算題 231
活動 231
第3部分 恒 星
第9章 太陽：地球的母恒星 234
9.1 太陽概述 235
9.1.1 整體結構 235
9.1.2 光度 236
9.2 太陽內(nèi)部 237
9.2.1 太陽結構建模 237
9.2.2 能量傳輸 239
9.2.3 太陽對流的證據(jù) 240
9.3 太陽大氣 241
9.3.1 色球 242
9.3.2 過渡區(qū)和日冕 242
9.3.3 太陽風 243
9.4 活動太陽 243
9.4.1 太陽黑子 244
9.4.2 太陽磁性 244
9.4.3 太陽活動周期 246
9.4.4 活動區(qū) 247
9.4.5 X射線下的太陽 249
9.4.6 不斷變化的日冕 250
9.5 太陽中心 250
9.5.1 核聚變 250
9.5.2 質(zhì)子?質(zhì)子鏈 251
9.5.3 太陽中微子的觀測 254
本章回顧 255
小結 255
復習題 255
自測題 256
計算題 256
活動 256
第10章 恒星的測量：巨星、矮星和主序 258
10.1 太陽鄰域 259
10.1.1 恒星視差 259
10.1.2 太陽的最鄰近恒星 260
10.1.3 恒星運動 261
10.2 光度和視亮度 262
10.2.1 另一個平方反比定律 263
10.2.2 星等標 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 直接測量和間接測量 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 273
10.7 恒星質(zhì)量 274
10.7.1 雙星 275
10.7.2 質(zhì)量測定 276
10.7.3 質(zhì)量及1