2025年大學(xué)《天文學(xué)》專業(yè)題庫——天體現(xiàn)象的觀測(cè)與解釋考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、1.簡述赤道坐標(biāo)系統(tǒng)和黃道坐標(biāo)系統(tǒng)的區(qū)別，并說明各自在地面觀測(cè)中的適用性。2.解釋大距現(xiàn)象發(fā)生的原因，并說明其對(duì)天體測(cè)量有何意義。3.比較折射式望遠(yuǎn)鏡和反射式望遠(yuǎn)鏡的主要優(yōu)缺點(diǎn)，并指出它們各自適用于觀測(cè)哪些類型的天體或現(xiàn)象。二、1.天文觀測(cè)中常使用光年作為距離單位，請(qǐng)解釋光年的物理含義，并說明其與常用長度單位（如千米、秒差距）的換算關(guān)系。2.大氣層對(duì)天文觀測(cè)會(huì)產(chǎn)生哪些主要影響？請(qǐng)列舉至少三種，并簡述克服或減小這些影響的方法。3.什么是視寧度？它對(duì)天文觀測(cè)，特別是高分辨率觀測(cè)，會(huì)產(chǎn)生什么影響？三、1.簡述射電望遠(yuǎn)鏡如何探測(cè)來自天體的無線電波。與光學(xué)望遠(yuǎn)鏡相比，射電望遠(yuǎn)鏡在觀測(cè)天體方面有哪些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)？2.什么是多波段天文學(xué)？進(jìn)行多波段觀測(cè)對(duì)于理解天體現(xiàn)象有何重要性？3.解釋夫瑯禾費(fèi)譜線的形成機(jī)制，并說明如何通過分析夫瑯禾費(fèi)譜線推斷天體的化學(xué)成分、溫度和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。四、1.描述一次日全食的觀測(cè)過程。在觀測(cè)中需要注意哪些關(guān)鍵問題？為什么需要精確的預(yù)報(bào)？2.行星與太陽、月球之間可能發(fā)生哪種類型的掩星現(xiàn)象？請(qǐng)簡述這種掩星現(xiàn)象的特點(diǎn)，并說明它如何有助于測(cè)定行星的大小或與太陽的距離。3.什么是變星？根據(jù)其亮度變化規(guī)律，變星可以分為哪幾種主要類型？請(qǐng)舉例說明其中一種變星，并簡述其亮度變化的原因。五、1.解釋恒星自行現(xiàn)象。如何測(cè)量恒星的自行？恒星的自行對(duì)其在天空中的位置有何影響？2.簡述開普勒第三定律在天文學(xué)中的應(yīng)用。如何利用開普勒第三定律估算恒星或行星系統(tǒng)的物理參數(shù)？3.什么是星團(tuán)？根據(jù)星團(tuán)中恒星年齡、成分和空間分布，可以分為哪兩種基本類型？請(qǐng)比較疏散星團(tuán)和疏散星團(tuán)的主要特征。4.簡述哈勃定律的內(nèi)容及其在天文學(xué)研究中的意義。試卷答案一、1.赤道坐標(biāo)系統(tǒng)以天軸為基準(zhǔn)，分為赤經(jīng)和赤緯兩個(gè)坐標(biāo)，適用于跟蹤在天球赤道附近轉(zhuǎn)動(dòng)的天體。黃道坐標(biāo)系統(tǒng)以黃道為基準(zhǔn)，分為黃經(jīng)和黃緯兩個(gè)坐標(biāo)，適用于描述太陽、月球和行星的位置。赤道坐標(biāo)系統(tǒng)更便于地面連續(xù)觀測(cè)同一天體，而黃道坐標(biāo)系統(tǒng)更直觀地反映太陽周年運(yùn)動(dòng)。2.大距是指行星（主要是水星和金星）運(yùn)行到地球和太陽之間，且其角距離達(dá)到最大值時(shí)的位置。此時(shí)，行星位于地球的延長線上，距離地球最近，亮度也相對(duì)最亮，便于觀測(cè)。3.折射式望遠(yuǎn)鏡使用透鏡聚焦光線，成像清晰，色差小，適用于觀測(cè)高分辨率目標(biāo)，如行星表面細(xì)節(jié)、雙星。但體積大，重量重，不易大型化，且對(duì)色差校正要求高。反射式望遠(yuǎn)鏡使用鏡面聚焦光線，可以做得更大，成本相對(duì)較低，無色差問題，適用于觀測(cè)暗弱天體和進(jìn)行巡天觀測(cè)，但鏡面需要定期維護(hù)，且存在像差問題。二、1.光年是光在真空中傳播一年的距離，約9.46萬億千米。它是一個(gè)距離單位，而非時(shí)間單位。秒差距是當(dāng)某天體角位移為1角秒時(shí)，其距離與地球到太陽距離的比值，1秒差距約等于3.26光年。1秒差距=1/4.848角秒距離（地球-太陽距離）/1角秒距離。2.大氣折射會(huì)使星光軌跡彎曲，導(dǎo)致天體視位置偏離真位置，尤其在高角時(shí)影響顯著。大氣抖動(dòng)（閃爍）會(huì)使星光亮度閃爍，降低圖像分辨率。大氣吸收會(huì)衰減特定波長的輻射，影響光譜觀測(cè)。克服方法包括將望遠(yuǎn)鏡安置在高山之巔以抬高管外大氣層厚度，使用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)補(bǔ)償大氣畸變，或在空間進(jìn)行觀測(cè)以完全避開大氣影響。3.視寧度（Seeing）是指大氣湍流導(dǎo)致的地面望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)中圖像的抖動(dòng)和模糊程度，通常用角秒衡量。高視寧度會(huì)顯著降低望遠(yuǎn)鏡的分辨率，使精細(xì)結(jié)構(gòu)模糊，對(duì)高分辨率成像和光譜觀測(cè)造成嚴(yán)重限制。三、1.射電望遠(yuǎn)鏡通過龐大的天線收集來自天體的微弱無線電波，通過接收機(jī)放大并處理信號(hào)。射電望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)勢(shì)在于可以全天候觀測(cè)，對(duì)光學(xué)條件要求低，探測(cè)到宇宙中許多光學(xué)不可見的天體和現(xiàn)象（如脈沖星、射電星系、宇宙微波背景輻射），且可以同時(shí)接收來自多個(gè)方向的信息。2.多波段天文學(xué)是指利用電磁波譜的不同波段（從射電波到伽馬射線）對(duì)天體進(jìn)行觀測(cè)和研究。不同波段的電磁輻射對(duì)應(yīng)著天體不同的物理過程和性質(zhì)。多波段觀測(cè)可以提供更全面的天體信息，幫助天文學(xué)家更深入地理解天體的物理機(jī)制、演化過程和宇宙的起源與命運(yùn)。3.夫瑯禾費(fèi)譜線是光通過地球大氣層（或恒星大氣）時(shí)，由于大氣中的原子或離子對(duì)特定波長的光吸收而產(chǎn)生的暗線。通過分析譜線的位置（可以確定原子種類）、強(qiáng)度（與溫度和密度有關(guān)）以及多普勒頻移（與天體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)），可以推斷天體的化學(xué)成分、溫度、密度和相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。四、1.日全食觀測(cè)需在地球上太陽被月球完全遮擋的區(qū)域進(jìn)行。觀測(cè)過程包括：精確預(yù)報(bào)食甚時(shí)間和地點(diǎn)，選擇合適的觀測(cè)點(diǎn)，使用專用太陽濾光鏡（不能使用普通眼鏡或相機(jī)鏡頭直接觀看），記錄現(xiàn)象（如太陽corona的形態(tài)、鉆石環(huán)現(xiàn)象），并注意觀測(cè)安全。精確預(yù)報(bào)至關(guān)重要，因?yàn)槭成鯐r(shí)間窗口短暫，且觀測(cè)地點(diǎn)有地域限制。2.行星（如水星、金星）運(yùn)行到太陽和地球之間可能發(fā)生凌日現(xiàn)象。此時(shí)，行星像一個(gè)小黑點(diǎn)緩慢穿過太陽盤面。凌日現(xiàn)象可以精確測(cè)定行星的半徑，并通過凌日次級(jí)效應(yīng)（如光變曲線精細(xì)結(jié)構(gòu)）推算行星大氣參數(shù)或測(cè)定其與太陽的距離。3.變星是指其亮度隨時(shí)間周期性或非周期性變化的恒星。按亮度變化規(guī)律可分為：脈動(dòng)變星（如造父變星、室女座RR型變星，由恒星內(nèi)部結(jié)構(gòu)振蕩引起）和食變星（如大熊座α型變星，由雙星系統(tǒng)相互掩食引起）。例如，造父變星的光變周期與其絕對(duì)星等存在明確的關(guān)系（造父變星定律），可用于測(cè)定距離。五、1.恒星自行是指恒星在其軌道上運(yùn)動(dòng)投影到天球上的年度視位置變化。測(cè)量方法通常使用高精度天體測(cè)量技術(shù)（如視差測(cè)量、甚長基線干涉測(cè)量）進(jìn)行長期觀測(cè)。恒星的自行表明它們并非靜止，而是宇宙中運(yùn)動(dòng)的天體，通過測(cè)量自行和視差可以估算其距離和空間運(yùn)動(dòng)速度。2.開普勒第三定律（伽利略修正后）表述為：行星軌道半長軸的立方與其公轉(zhuǎn)周期的平方之比，對(duì)于同一恒星系的所有行星都是常數(shù)。其公式為a3/T2=常數(shù)(以日距和年為單位)。利用該定律，可以通過測(cè)量行星的公轉(zhuǎn)周期來估算其軌道半長軸（即與中心恒星的平均距離），或通過測(cè)量軌道半長軸來推算公轉(zhuǎn)周期。也可以用于估算恒星的質(zhì)量（通過行星數(shù)據(jù)）或雙星系統(tǒng)的參數(shù)。3.星團(tuán)是由數(shù)十到數(shù)千顆形成于同一星云、具有相似年齡、成分和空間運(yùn)動(dòng)的天體組成的集合。按成員恒星年齡和成分，可分為疏散星團(tuán)（年齡較輕，成員星分布松散，位于旋臂上，如畢宿星團(tuán)）和球狀星團(tuán)（年齡較老，成員星密集，呈球狀分布在銀心附近，如大麥哲倫星云中的貓頭鷹星團(tuán)）。疏散星團(tuán)受銀暈引力束縛較弱，可能逐漸散開；球狀星團(tuán)則被銀