天文学与生活2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

天文学与生活PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1部分 基础2

第0章 天空巡礼：天文学基础2

0.1如眼所见3

0.1.1我们在空间中的位置3

0.1.2天上的星座3

0.1.3天球4

0.1.4天球坐标系6

0.2地球的轨道运动6

0.2.1天体的周日视运动6

0.2.2季节变化7

0.2.3长期变化9

0.3月球的运动10

0.3.1月相10

0.3.2日食和月食12

0.4距离的测量15

0.5科学和科学方法16

本章回顾19

小结19

复习题20

概念自测：判断题/多选题20

计算题20

活动21

第1章 哥白尼革命：现代科学的产生22

1.1行星的运动23

1.1.1天空中的流浪者23

1.1.2地心说宇宙模型23

1.1.3太阳系的日心说模型26

1.2现代天文的产生27

1.2.1伽利略的历史性观测28

1.2.2哥白尼体系的优势29

1.3行星运动定律29

1.3.1第谷的复杂数据30

1.3.2开普勒定律30

1.3.3太阳系的大小32

1.4牛顿定律33

1.4.1运动定律33

1.4.2引力34

1.4.3轨道运动35

1.4.4重新考虑开普勒定律36

1.4.5科学进步的循环37

本章回顾38

小结38

复习题38

概念自测：判断题/多选题38

计算题39

活动39

第2章 光和物质：宇宙的内部作用40

2.1来自空中的信息41

2.1.1光和辐射41

2.1.2波动42

2.2波是什么43

2.2.1带电粒子间的相互作用44

2.2.2电磁学44

2.3电磁波谱45

2.3.1可见光成分45

2.3.2辐射的整个范围46

2.4热辐射47

2.4.1黑体光谱47

2.4.2辐射定律48

2.4.3天文应用50

2.5光谱仪50

2.5.1发射线50

2.5.2吸收线52

2.5.3天文应用53

2.6谱线的形成54

2.6.1原子结构54

2.6.2辐射粒子的本质55

2.6.3氢的光谱55

2.6.4基尔霍夫定律的解释56

2.6.5更复杂的光谱57

2.7多普勒效应58

2.8谱线分析59

本章回顾60

小结60

复习题60

概念自测：判断题/多选题61

计算题61

活动61

第3章 望远镜：天文学的工具62

3.1光学望远镜63

3.1.1反射式和折射式望远镜63

3.1.2反射式望远镜的分类65

3.1.3探测器和图像处理68

3.2望远镜大小69

3.2.1集光能力69

3.2.2分辨能力71

3.3高分辨率天文学72

3.3.1大气模糊效应72

3.3.2新型望远镜设计72

3.4射电天文学74

3.4.1射电望远镜基础74

3.4.2射电天文学的价值75

3.4.3干涉测量法76

3.5空基天文学78

3.5.1红外和紫外天文学78

3.5.2高能天文学80

3.5.3全波段覆盖82

本章回顾83

小结83

复习题84

概念自测：判断题/多选题84

计算题84

活动85

第2部分 我们的太阳系88

第4章 太阳系：行星际物质和行星的诞生88

4.1太阳系简介89

4.1.1行星的性质89

4.1.2类地行星和类木行星91

4.1.3太阳系碎片92

4.2行星际物质92

4.2.1小行星轨道92

4.2.2小行星的性质94

4.2.3彗星96

4.2.4彗星轨道99

4.2.5流星体100

4.3太阳系的形成103

4.3.1模型要求104

4.3.2星云收缩105

4.3.3行星形成106

4.3.4形成类木行星108

4.3.5太阳系的分异109

4.3.6小行星和彗星110

4.3.7太阳系的规则性和不规则性111

4.4系外行星111

4.4.1探测系外行星111

4.4.2系外行星的性质113

4.4.3系外行星的组成115

4.4.4太阳系不同寻常吗115

4.4.5寻找地球类行星116

本章回顾117

小结117

复习题118

概念自测：判断题/多选题118

计算题119

活动119

第5章 地球及其卫星：我们的宇宙后院120

5.1地球和月球121

5.1.1物理性质121

5.1.2整体结构122

5.2潮汐122

5.2.1重力变形122

5.2.2潮汐锁定124

5.3大气层125

5.3.1地球的大气125

5.3.2温室效应127

5.3.3月球空气128

5.4地球和月球的内部结构130

5.4.1地震学130

5.4.2地球内部建模130

5.4.3分异132

5.4.4月球内部132

5.5地球的表面活动133

5.5.1大陆漂移说133

5.5.2是什么驱动板块运动134

5.5.3月球上的板块构造136

5.6月球的表面136

5.6.1大尺度特征136

5.6.2陨击137

5.6.3月球侵蚀作用139

5.7磁层139

5.7.1地球的磁层139

5.7.2月球的磁场141

5.8地月系统的历史141

5.8.1月球的形成141

5.8.2月球的演化142

本章回顾143

小结143

复习题144

概念自测：判断题/多选题144

计算题145

活动145

第6章 类地行星：对比研究146

6.1轨道和物理性质147

6.2自转速率148

6.2.1水星奇特的自转148

6.2.2金星和火星149

6.3大气层150

6.3.1水星151

6.3.2金星151

6.3.3火星152

6.4水星表面152

6.5金星表面154

6.5.1大比例尺地形图154

6.5.2火山作用和陨击155

6.6火星表面157

6.6.1大比例尺地形图158

6.6.2火星上的火山活动160

6.6.3火星上过去有水的证据160

6.6.4今天水在火星上的何处162

6.6.5火星着陆器的探索164

6.7内部结构和地质历史167

6.7.1水星167

6.7.2金星168

6.7.3火星168

6.8地球、金星和火星上的大气演化169

6.8.1金星上失控的温室效应169

6.8.2火星大气层的演化170

本章回顾171

小结171

复习题171

概念自测：判断题/多选题172

计算题172

活动172

第7章 类木行星：太阳系中的巨型天体173

7.1木星和土星的观测174

7.1.1地球视角174

7.1.2空间探测器探索175

7.2天王星和海王星的发现176

7.3类木行星的体特性178

7.3.1物理性质179

7.3.2自转速率180

7.4木星的大气181

7.4.1整体外观和组成181

7.4.2大气结构182

7.4.3木星上的天气183

7.5外层类木行星的大气184

7.5.1土星大气的组成184

7.5.2土星上的天气185

7.5.3天王星和海王星的大气成分186

7.5.4天王星和海王星上的天气186

7.6类木行星的内部187

7.6.1内部结构188

7.6.2磁层189

7.6.3内部加热190

本章回顾192

小结192

复习题192

概念自测：判断题/多选题192

计算题193

活动193

第8章 卫星、环和类冥矮行星：巨人之间的小世界194

8.1木星的伽利略卫星195

8.1.1“小太阳系”195

8.1.2木卫一：最活跃的卫星197

8.1.3木卫二：锁定在冰中的液态水198

8.1.4木卫三和木卫四：异卵双生199

8.2土星和海王星的大卫星200

8.2.1土卫六：带有大气的卫星201

8.2.2海卫一：从柯伊伯带中俘获204

8.3中型类木卫星204

8.4行星环207

8.4.1土星的壮观环系统207

8.4.2洛希极限208

8.4.3土星环的精细结构209

8.4.4木星、天王星和海王星的环211

8.4.5行星环的形成213

8.5海王星之外213

8.5.1冥王星的发现213

8.5.2冥王星-冥卫一系统214

8.5.3类冥矮行星和柯伊伯带天体215

本章回顾217

小结217

复习题217

概念自测：判断题/多选题218

计算题218

活动218

第3部分 恒星222

第9章 太阳：我们的母恒星222

9.1太阳223

9.1.1整体结构223

9.1.2光度224

9.2太阳内部224

9.2.1太阳结构建模225

9.2.2能量输送226

9.2.3太阳对流的证据228

9.3太阳的大气层228

9.3.1色球层229

9.3.2过渡区和日冕230

9.3.3太阳风231

9.4活跃的太阳231

9.4.1太阳黑子231

9.4.2太阳的磁场232

9.4.3太阳的活动周期233

9.4.4活跃区域235

9.4.5 X射线下的太阳236

9.4.6变化的日冕237

9.5太阳的中心237

9.5.1核聚变237

9.5.2质子-质子链238

9.5.3太阳中微子的观测240

本章回顾241

小结241

复习题242

概念自测：判断题/多选题242

计算题243

活动243

第10章 恒星测量：巨星、矮星和主序星244

10.1太阳邻域245

10.1.1恒星视差245

10.1.2离太阳最近的恒星246

10.1.3恒星的运动247

10.2光度和视亮度248

10.2.1另一个平方反比定律248

10.2.2星等标度249

10.3恒星的温度250

10.3.1颜色和黑体曲线250

10.3.2恒星光谱252

10.3.3光谱分类252

10.4恒星的大小253

10.4.1直接测量和间接测量253

10.4.2巨星与矮星254

10.5赫罗图255

10.5.1主序255

10.5.2白矮星和红巨星区域256

10.6宇宙距离标度的延伸257

10.6.1分光视差258

10.6.2光度分类259

10.7恒星的质量260

10.7.1双星系统260

10.7.2质量的测定261

10.7.3质量和恒星的其他性质261

本章回顾263

小结263

复习题264

概念自测：判断题/多选题264

计算题265

活动265

第11章 星际物质：银河系中恒星的形成266

11.1星际物质267

11.1.1气体和尘埃267

11.1.2星际物质的密度和组成269

11.2恒星形成区域270

11.3暗黑尘埃云273

11.3.1可见光的遮挡274

11.3.2 21厘米辐射275

11.3.3分子气体276

11.4类日恒星的形成277

11.4.1引力和加热277

11.4.2阶段1——星云278

11.4.3阶段2和阶段3——持续收缩的星云碎片278

11.4.4阶段4——原恒星279

11.4.5阶段5——星前演化280

11.4.6阶段6和阶段7——新生恒星282

11.5其他质量的恒星282

11.5.1零龄主序282

11.5.2“失败”的恒星283

11.6星团284

11.6.1星团和星协284

11.6.2星团和星云286

本章回顾287

小结287

复习题288

概念自测：判断题/多选题288

计算题288

活动289

第12章 恒星演化：恒星的诞生与死亡290

12.1离开主序291

12.1.1恒星和科学方法291

12.1.2结构变化291

12.2类日恒星的演化292

12.2.1阶段8和阶段9——亚巨星到红巨星293

12.2.2阶段10——氦燃烧294

12.2.3阶段11——再次成为红巨星295

12.3低质量恒星的死亡296

12.3.1阶段12——行星状星云297

12.3.2致密物质298

12.3.3阶段13——白矮星298

12.3.4新星300

12.4质量大于太阳的恒星的演化301

12.4.1重元素的形成301

12.4.2超巨星的观测302

12.4.3演化结束303

12.5超新星爆发304

12.5.1新星和超新星304

12.5.2 Ⅰ型和Ⅱ型超新星的解释305

12.5.3超新星遗迹306

12.5.4重元素的形成307

12.6星团中恒星演化的观测308

12.7恒星演化的周期312

本章回顾314

小结314

复习题315

概念自测：判断题/多选题315

计算题315

活动316

第13章 中子星和黑洞：物质的奇异状态317

13.1中子星318

13.2脉冲星319

13.2.1脉冲星模型319

13.2.2中子星和脉冲星321

13.3中子星双星322

13.3.1 X射线源322

13.3.2毫秒脉冲星323

13.3.3脉冲星行星324

13.4 γ射线暴325

13.4.1距离和光度325

13.4.2爆发的原因327

13.5黑洞329

13.5.1恒星演化的最后阶段329

13.5.2逃逸速度329

13.5.3视界330

13.6爱因斯坦的相对论330

13.6.1狭义相对论331

13.6.2广义相对论333

13.6.3空间弯曲和黑洞334

13.7黑洞附近的太空旅行336

13.7.1潮汐力336

13.7.2靠近视界336

13.7.3黑洞深处338

13.8 黑洞的观测证据338

13.8.1双星系统中的黑洞338

13.8.2星系中的黑洞339

13.8.3黑洞确实存在吗340

本章回顾341

小结341

复习题341

概念自测：判断题/多选题341

计算题342

活动342

第4部分 星系与宇宙346

第14章 银河系：太空中的旋涡星系346

14.1银河系347

14.2测量银河系349

14.2.1.恒星计数349

14.2.2变星的观测349

14.2.3一种新标尺350

14.2.4银河系的大小与形状351

14.3星系结构352

14.3.1银河系成图353

14.3.2星族354

14.3.3轨道运动354

14.4银河系的形成355

14.5银河系旋臂357

14.6银河系的质量361

14.6.1暗物质361

14.6.2恒星暗物质的搜索362

14.7银河系中心363

14.7.1银河系中的活动363

14.7.2中心黑洞365

本章回顾367

小结367

复习题367

概念自测：判断题/多选题367

计算题368

活动368

第15章 正常星系和活动星系：宇宙的基石369

15.1哈勃的星系分类370

15.1.1旋涡星系371

15.1.2椭圆星系372

15.1.3不规则星系373

15.1.4哈勃序列375

15.2星系在空间中的分布375

15.2.1扩展距离尺度376

15.2.2星系团377

15.3哈勃定律378

15.3.1宇宙退行378

15.3.2哈勃常数380

15.3.3距离阶梯的顶端380

15.4活动星系核381

15.4.1星系辐射381

15.4.2赛弗特星系382

15.4.3射电星系383

15.4.4类星体386

15.5活动星系的中央引擎388

15.5.1能量产生388

15.5.2能量发射390

本章回顾391

小结391

复习题392

概念自测：判断题/多选题392

计算题393

活动393

第16章 星系和暗物质：宇宙的大尺度结构394

16.1宇宙中的暗物质395

16.1.1星系质量395

16.1.2可见物质和暗晕396

16.1.3星系团内气体397

16.2星系碰撞398

16.3星系形成和演化400

16.3.1并合与兼并400

16.3.2演化和相互作用401

16.3.3建立哈勃序列404

16.4星系中的黑洞404

16.4.1黑洞质量404

16.4.2类星体时期405

16.4.3活动星系和正常星系407

16.4.4活动星系和科学方法408

16.5超大尺度上的宇宙409

16.5.1星系团族409

16.5.2红移巡天410

16.5.3类星体吸收线411

16.5.4类星体“幻影”413

16.5.5暗物质成图415

本章回顾416

小结416

复习题417

概念自测：判断题/多选题417

计算题418

活动418

第17章 宇宙学：大爆炸和宇宙的命运419

17.1最大尺度上的宇宙420

17.2膨胀宇宙421

17.2.1奥伯斯佯谬421

17.2.2宇宙的诞生422

17.2.3大爆炸的位置422

17.2.4宇宙学红移423

17.3宇宙动力学和空间几何423

17.3.1两种未来423

17.3.2宇宙的形状425

17.4宇宙的命运425

17.4.1宇宙的密度426

17.4.2宇宙加速426

17.4.3暗能量427

17.4.4宇宙的组成429

17.4.5宇宙的年龄429

17.5早期的宇宙430

17.5.1宇宙微波背景431

17.5.2宇宙中的辐射432

17.6原子核和原子的形成432

17.6.1氦的形成433

17.6.2核合成和宇宙的组成433

17.6.3原子的形成434

17.7宇宙膨胀434

17.7.1视界和平直性问题434

17.7.2暴胀时期435

17.7.3暴胀对宇宙的影响436

17.8宇宙中大尺度结构的形成437

本章回顾440

小结440

复习题440

概念自测：判断题/多选题441

计算题441

活动442

第18章 宇宙中的生命：我们是否孤单443

18.1宇宙的演化444

18.1.1宇宙中的生命444

18.1.2地球上的生命445

18.1.3星际起源446

18.1.4多样性和文化447

18.2太阳系中的生命448

18.2.1我们所知的生命448

18.2.2极端环境中的生命449

18.3银河系中的智慧生命450

18.3.1德雷克方程450

18.3.2银河系寿命期间恒星形成的平均速率451

18.3.3具有行星系统的恒星的比例451

18.3.4行星系统中宜居行星的平均数量451

18.3.5出现生命的宜居行星的比例453

18.3.6出现智慧生命的宜居行星的比例453

18.3.7出现开发和利用技术的智慧生命的行星的比例453

18.3.8技术文明的平均寿命454

18.4寻找外星人454

18.4.1认识我们的邻居454

18.4.2射电搜索455

18.4.3水洞456

本章回顾457

小结457

复习题457

概念自测：判断题/多选题457

计算题458

活动458

附录A 科学记数法460

附录B 天文测量461

附录C 常用数据表463

词汇表465

译后记473