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内容大纲
天文学是研究字宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。本书首先介绍天文学基础知识，然后按从小到大的尺度介绍太阳系、恒星、星系和宇宙，具体内容包括：哥白尼革命，光和物质，望远镜，太阳系，地球和月球，类地行星，类木行星，卫星、环和类冥矮行星，太阳，恒星的测量，星际物质，恒星演化，中子星和黑洞，银河系，正常星系和活动星系，星系和暗物质，宇宙学，宇宙中的生命等。全书紧密结合星空与地球的关系，说明了天文学对人类生活和人类未来的影响。
全书自成体系，不要求读者具备各基础科学的背景知识，可作为高等学校天文相关专业学生的导论性教材，也可作为相关人员的科普书和参考书。 -
作者介绍
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目录
第1部分 基础
第0章 绘制天图：天文学基础
0.1 如眼所见
0.1.1 地球的空间位置
0.1.2 天空中的星座
0.1.3 天球
0.1.4 天球坐标系
0.2 地球的轨道运动
0.2.1 每日变化
0.2.2 季节变化
0.2.3 长期变化
0.3 月球的运动
0.3.1 月相
0.3.2 日食和月食
0.4 距离的测量
0.5 科学和科学方法
0.5.1 理论和模型
0.5.2 早期应用
0.5.3 今天的宇宙
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第1章 哥白尼革命：现代科学的诞生
1.1 行星的运动
1.1.1 天空中的流浪者
1.1.2 地心说
1.1.3 日心说
1.2 现代天文学的诞生
1.2.1 伽利略的重要历史观测
1.2.2 哥白尼体系的优势
1.3 行星运动定律
1.3.1 第谷的复杂数据
1.3.2 开普勒的简单定律
1.3.3 太阳系的大小
1.4 牛顿定律
1.4.1 运动定律
1.4.2 万有引力定律
1.4.3 轨道运动
1.4.4 开普勒定律的修正
1.4.5 科学进步的循环
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第2章 光和物质：宇宙的内在运行
2.1 来自天空的信息
2.1.1 光和辐射
2.1.2 波动
2.2 波在哪里
2.2.1 带电粒子间的相互作用
2.2.2 电磁性
2.3 电磁波谱
2.3.1 可见光的组成
2.3.2 辐射的完整范围
2.4 热辐射
2.4.1 黑体光谱
2.4.2 辐射定律
2.4.3 天文学应用
2.5 光谱学
2.5.1 发射线
2.5.2 吸收线
2.5.3 天文学应用
2.6 谱线的形成
2.6.1 原子结构
2.6.2 辐射的粒子本质
2.6.3 氢的光谱
2.6.4 基尔霍夫定律的解释
2.6.5 更复杂的光谱
2.7 多普勒效应
2.8 谱线分析
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第3章 望远镜：天文学工具
3.1 光学望远镜
3.1.1 反射望远镜和折射望远镜
3.1.2 反射望远镜的类型
3.1.3 探测器和图像处理
3.2 望远镜大小
3.2.1 集光能力
3.2.2 分辨能力
3.3 高分辨率天文学
3.3.1 大气模糊效应
3.3.2 新型望远镜设计
3.4 射电天文学
3.4.1 射电望远镜简介
3.4.2 射电天文学的价值
3.4.3 干涉测量学
3.5 空基天文学
3.5.1 红外和紫外天文学
3.5.2 高能天文学
3.5.3 全光谱覆盖
17.3.1 两种未来
17.3.2 宇宙的形状
17.4 宇宙的命运
17.4.1 宇宙的密度
17.4.2 宇宙加速
17.4.3 暗能量
17.4.4 宇宙的组成
17.4.5 宇宙的年龄
17.5 早期宇宙
17.5.1 宇宙微波背景
17.5.2 宇宙中的辐射
17.6 原子核和原子的形成
17.6.1 氦的形成
17.6.2 核合成和宇宙的组成
17.6.3 原子的形成
17.7 宇宙暴胀
17.7.1 视界问题和平直性问题
17.7.2 暴胀时期
17.7.3 对宇宙的影响
17.8 宇宙中的大尺度结构
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第18章 宇宙中的生命：人类是否孤单
18.1 宇宙演化
18.1.1 宇宙中的生命
18.1.2 地球上的生命
18.1.3 星际起源
18.1.4 多样性和文化
18.2 太阳系中的生命
18.2.1 我们所知道的生命
18.2.2 极端环境中的生命
18.3 银河系中的智能生命
18.3.1 德雷克方程
18.3.2 银河系寿命期间恒星形成的平均速率
18.3.3 拥有行星系的恒星比例
18.3.4 每个行星系内的宜居行星平均数量
18.3.5 出现生命的宜居行星比例
18.3.6 出现智能生命的有生命行星比例
18.3.7 智能生命开发并利用技术的行星比例
18.3.8 技术文明的平均寿命
18.4 地外文明探索
18.4.1 探访邻居
18.4.2 射电搜寻
18.4.3 水洞
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
附录A 科学记数法
附录B 天文测量
附录C 常用数据表
附录D 词汇表
附录E 复习题答案
附录F 自测题和计算题答案
附录G 四季星图
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第2部分 太阳系（行星系）
第4章 太阳系：行星际物质和行星的诞生
4.1 太阳系的成员
4.1.1 行星的性质
4.1.2 类地行星和类木行星
4.1.3 太阳系碎片
4.2 行星际物质
4.2.1 小行星的轨道
4.2.2 小行星的性质
4.2.3 彗星
4.2.4 彗星的轨道
4.2.5 流星体
4.3 太阳系的形成
4.3.1 模型要求
4.3.2 星云收缩
4.3.3 行星形成
4.3.4 类木行星形成
4.3.5 太阳系的分化
4.3.6 小行星和彗星
4.3.7 太阳系的规则性和不规则性
4.4 系外行星
4.4.1 探测系外行星
4.4.2 系外行星的性质
4.4.3 系外行星的组成
4.4.4 太阳系是否与众不同
4.4.5 搜寻系外地球
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第5章 地球和月球：我们的宇宙后院
5.1 概述
5.1.1 物理性质
5.1.2 整体结构
5.2 潮汐
5.2.1 引力形变
5.2.2 潮汐锁定
5.3 大气层
5.3.1 地球大气层
5.3.2 温室效应
5.3.3 月球空气
5.4 内部结构
5.4.1 地震学
5.4.2 地球内部建模
5.4.3 分异
5.4.4 月球内部
5.5 地球表面活动
5.5.1 大陆漂移
5.5.2 板块驱动力
5.5.3 月球板块构造
5.6 月球表面
5.6.1 大尺度特征
5.6.2 陨击
5.6.3 月面侵蚀
5.7 磁层
5.7.1 地球磁层
5.7.2 月球磁性
5.8 地月系统演化史
5.8.1 月球的形成
5.8.2 月球的演化
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第6章 类地行星：对比研究
6.1 轨道性质和物理性质
6.2 自转速率
6.2.1 水星的奇特自转
6.2.2 金星和火星
6.3 大气层
6.3.1 水星
6.3.2 金星
6.3.3 火星
6.4 水星表面
6.5 金星表面
6.5.1 大尺度地形地貌
6.5.2 火山活动和陨击
6.6 火星表面
6.6.1 大尺度地形地貌
6.6.2 火星上的火山活动
6.6.3 火星上曾经存在水的证据
6.6.4 火星上的水现在何处
6.6.5 火星着陆器的探测
6.7 内部结构和地质历史
6.7.1 水星
6.7.2 金星
6.7.3 火星
6.8 大气演化
6.8.1 金星的失控温室效应
6.8.2 火星的大气演化
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第7章 类木行星：太阳系中的巨行星
7.1 木星和土星的观测
7.1.1 从地球上观测
7.1.2 航天器探测
7.2 天王星和海王星的发现
7.3 类木行星的主要性质
7.3.1 物理性质
7.3.2 自转速率
7.4 木星大气层
7.4.1 整体外观和组成
7.4.2 大气层结构
7.4.3 木星上的天气
7.5 外层类木行星的大气层
7.5.1 土星大气层
7.5.2 土星上的天气
7.5.3 天王星和海王星的大气层
7.5.4 天王星和海王星上的天气
7.6 类木行星内部
7.6.1 内部结构
7.6.2 磁层
7.6.3 内部加热
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第8章 卫星、环和类冥矮行星：巨行星中间的小天体
8.1 木星的伽利略卫星
8.1.1 小太阳系
8.1.2 木卫一：最活跃的卫星
8.1.3 木卫二：液态水锁定在冰中
8.1.4 木卫三和木卫四：异卵双生
8.2 土星和海王星的大卫星
8.2.1 土卫六：拥有大气层的卫星
8.2.2 海卫一：从柯伊伯带俘获
8.3 类木行星的中卫星
8.4 行星环
8.4.1 壮观的土星环系统
8.4.2 洛希极限
8.4.3 土星环的精细结构
8.4.4 木星环、天王星环和海王星环
8.4.5 行星环的形成
8.5 海王星以外
8.5.1 冥王星的发现
8.5.2 冥王星·冥卫一系统
8.5.3 冥王星和冥卫一的近距离观测
8.5.4 类冥矮行星和柯伊伯带
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第3部分 恒星
第9章 太阳：地球的母恒星
9.1 太阳概述
9.1.1 整体结构
9.1.2 光度
9.2 太阳内部
9.2.1 太阳结构建模
9.2.2 能量传输
9.2.3 太阳对流的证据
9.3 太阳大气
9.3.1 色球
9.3.2 过渡区和日冕
9.3.3 太阳风
9.4 活动太阳
9.4.1 太阳黑子
9.4.2 太阳磁性
9.4.3 太阳 活动周期
9.4.4 活动区
9.4.5 X射线下的太阳
9.4.6 不断变化的日冕
9.5 太阳中心
9.5.1 核聚变
9.5.2 质子·质子链
9.5.3 太阳中微子的观测
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第10章 恒星的测量：巨星、矮星和主序
10.1 太阳邻域
10.1.1 恒星视差
10.1.2 太阳的最邻近恒星
10.1.3 恒星运动
10.2 光度和视亮度
10.2.1 另一个平方反比定律
10.2.2 星等标
10.3 恒星温度
10.3.1 颜色和黑体曲线
10.3.2 恒星光谱
10.3.3 光谱分类
10.4 恒星大小
10.4.1 直接测量和间接测量
10.4.2 巨星和矮星
10.5 赫罗图
10.5.1 主序
10.5.2 白矮星区和红巨星区
10.6 宇宙距离尺度的延伸
10.6.1 分光视差
10.6.2 光度级
10.7 恒星质量
10.7.1 双星
10.7.2 质量测定
10.7.3 质量及其他恒星性质
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第11章 星际物质：银河系中的恒星形成
11.1 星际物质
11.1.1 气体和尘埃
11.1.2 星际物质的密度和组成
11.2 恒星形成区
11.3 暗尘云
11.3.1 可见光的遮蔽
11.3.2 21厘米辐射
11.3.3 分子气体
11.4 类日恒星的形成
11.4.1 引力和热量
11.4.2 第1阶段：星际云
11.4.3 第2阶段和第3阶段云碎片收缩
11.4.4 第4阶段：原恒星
11.4.5 第5阶段：原恒星演化
11.4.6 第6阶段和第7阶段新生恒星
11.5 其他质量的恒星
11.5.1 零龄主序
11.5.2 失败的恒星
11.6 星团
11.6.1 星团和星协
11.6.2 星团和星云
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第12章 恒星演化：生长和死亡
12.1 离开主序
12.1.1 恒星和科学方法
12.1.2 结构变化
12.2 类日恒星的演化
12.2.1 第8阶段和第9阶段：从亚巨星到红巨星
12.2.2 第10阶段：氦聚变
12.2.3 第11阶段：再次成为红巨星
12.3 小质量恒星的死亡
12.3.1 第12阶段：行星状星云
12.3.2 致密物质
12.3.3 第13阶段：白矮星
12.3.4 新星
12.4 大质量恒星的演化
12.4.1 重元素的形成
12.4.2 超巨星的观测
12.4.3 演化之路的终点
12.5 超新星爆发
12.5.1 新星和超新星
12.5.2 I型和II型超新星的解释
12.5.3 超新星遗迹
12.5.4 重元素的形成
12.6 星团中的恒星演化观测
12.7 恒星演化周期
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第13章 中子星和黑洞：物质的奇异状态
13.1 中子星
13.2 脉冲星
13.2.1 脉冲星模型
13.2.2 中子星和脉冲星
13.3 中子星双星
13.3.1 X射线源
13.3.2 毫秒脉冲星
13.3.3 脉冲星行星
13.4 γ射线暴
13.4.1 距离和光度
13.4.2 γ射线暴的成因
13.5 黑洞
13.5.1 恒星演化的最后阶段
13.5.2 逃逸速度
13.5.3 事件视界
13.6 爱因斯坦的相对论
13.6.1 狭义相对论
13.6.2 广义相对论
13.6.3 弯曲空间和黑洞
13.7 黑洞附近的太空旅行
13.7.1 引潮力
13.7.2 趋近事件视界
13.7.3 黑洞深处
13.8 黑洞的观测证据
13.8.1 双星系统中的黑洞
13.8.2 星系中的黑洞
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第4部分 星系和宇宙
第14章 银河系：太空中的旋涡
14.1 银河系概述
14.2 银河系的测量
14.2.1 恒星计数
14.2.2 变星观测
14.2.3 新型量天尺
14.2.4 银河系的大小和形状
14.3 银河系的结构
14.3.1 银河系测绘
14.3.2 星族
14.3.3 轨道运动
14.4 银河系的形成
14.5 银河系的旋臂
14.6 银河系的质量
14.6.1 暗物质
14.6.2 恒星暗物质的搜寻
14.7 银心
14.7.1 银河系活动
14.7.2 中心黑洞
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第15章 正常星系和 活动星系：宇宙的基石
15.1 哈勃星系分类
15.1.1 旋涡星系
15.1.2 椭圆星系
15.1.3 不规则星系
15.1.4 哈勃序列
15.2 太空中的星系分布
15.2.1 扩展距离尺度
15.2.2 星系团
15.3 哈勃定律
15.3.1 普遍性退行
15.3.2 哈勃常数
15.3.3 距离阶梯的顶端
15.4 活动星系核
15.4.1 星系辐射
15.4.2 赛弗特星系
15.4.3 射电星系
15.4.4 类星体
15.5 活动星系的中心引擎
15.5.1 能量产生
15.5.2 能量发射
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第16章 星系和暗物质：宇宙的大尺度结构
16.1 宇宙中的暗物质
16.1.1 星系质量
16.1.2 可见物质和暗晕
16.1.3 星系团内气体
16.2 星系碰撞
16.3 星系形成和星系演化
16.3.1 并合
16.3.2 演化和相互作用
16.3.3 建立哈勃序列
16.4 星系中的黑洞
16.4.1 黑洞质量
16.4.2 类星体时期
16.4.3 活动星系和正常星系
16.4.4 活动星系和科学方法
16.5 甚大尺度上的宇宙
16.5.1 星系团集群
16.5.2 红移巡天
16.5.3 类星体吸收线
16.5.4 类星体海市蜃楼
16.5.5 测绘暗物质
本章回顾
小结
复习题
自测题
计算题
活动
第17章 宇宙学：大爆炸和宇宙的命运
17.1 最大尺度上的宇宙
17.2 膨胀宇宙
17.2.1 奥伯斯佯谬
17.2.2 宇宙的诞生
17.2.3 大爆炸的位置
17.2.4 宇宙学红移
17.3 宇宙动力学和空间几何
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