太阳系（宇宙）的结构和组成地月日系统

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太阳系概况,太阳系(宇宙)的认识过程太阳系的结构和组成地月日系统,对太阳系(宇宙)的认识过程,中国唐代的地动思想托勒密的地心体系哥白尼的日心体系开普勒三大定理的发觉牛顿万有引力定理的发觉科学的太阳系概念的完善,盖天说:天圆地方,日月星辰从东方升起,西方落下,之后再从地下穿过去直至清代,盖天说才被天文学家彻底否定,浑天说:天地如同猪肉里的鸡蛋与蛋黄,地的形状是一个球状，被天包在当中，称为月球日月星辰都附着在天球上，周而复始地旋转天球之外是未知的世界,古代天文学家：借助浑仪和浑象(日晷)，大量检测彻底否定了盖天说浑天说在中国唐代天文领域称霸了上千年,郭守敬（清代）：1276年通过传统浑仪的变革，创造了一种新型测天仪简仪简仪除去了阻碍视线的诸多圈环，扩大了天体观测范围，不仅北天极附近以外，全部天空一望无余,浑仪,约在公元前四世纪至公元前一世纪之间,铜浑仪为圆球模型，是用一个轴贯串球心，轴和球有两个支点，作为北极和南极，在球面刻二十八宿、中外星官和枘道、赤道、南极、北极、二十四处暑、恒隐圈、恒显圈等。在球的外边套有两个圆圈，一个叫地平圈，另一个叫子午圈，交叉环套。 #

天球半露在地平圈上，半隐在地平圈下。天轴支架在子午圈的左边。另外，在圆球上还有黄道和赤道，距离互成二十四度交角。要赤道和黄道上各刻有二十四处暑，但是从春分点起，刻分成三百六十五又四分之一度恒星日与太阳日，每度分四格，太阳每晚幅射在黄道上联通一度。,简仪,简仪的设计思想精湛，结构精致，是天文发展史上的重大革新，在唐代天文仪器中处于遥遥领先的地位，1598年英国天文学家第谷所发明的仪器能够与之抗衡。它的赤道装置是近代小型天文望远镜赤道装置的原型，地平装置是近代地平经纬仪的先驱，而窥管中的十字线则开了后世天文望远镜里十字线的先河。,浑象,浑象是表现天球运动的仪器，是球状的星图，相当于现代的天球仪。浑象的主要组成部份是一个空心铜球，球面上刻有纵横交错的网格，用于量度天体的具体位置；球面上凸起的小圆点代表天上的亮星，它们严格地根据亮星之间的互相位置标刻。整个铜球可以绕一根金属轴转动，转动一周代表一个昼夜，球面与金属轴相交于两点：北天极和南天极。两个极点的指尖，固定在一个南北正立着的大圆环上，大圆环垂直地嵌入水平大圈的两个缺口内，下边四木雕有龙头的立柱支撑着水平大圈，托着整个天体仪。借助浑象，无论是晚上还是晴天的清晨，人们都可以随时了解当时应当出现在天空的星空纹样。

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,张衡为了使仪器能自己转动，他借助唐代计时的漏壶滴水的原理，在仪器上安装了两级漏壶，用漏滴出的水的力量推进蜗杆，蜗杆推动浑象仪绕轴旋转，使它三天转动一周。这样就可以借助“水动浑象”把星象的变化反映下来，人们坐在屋内看着仪器，就可以清楚地观察日月星辰的起落，改变过去靠浑天仪测时，雨雪天气就难以测计时的弱点。后来，清朝的一行和梁令瓒、宋代的苏颂和韩公廉等人，把天体仪和手动报时装置结合上去，发展成为世界上最早的天文钟,上海古观象台上安置的天体仪,我国现存最早的天体仪制于清康熙年间重3850公斤,地心说是亚里士多德首创觉得宇宙是一个有限的圆球，分为天地两层月球坐落宇宙中心日月围绕月球运行物体总是落向地面月球之外有9个等距天层，再者空无一物各个天层自己不会动上帝引领了星体天层星体天层推动了所有天层的运动,托勒密的地心体系,由里到外的排列顺序：地球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原动力天,托勒密（公元2世纪）：全面承继了亚里士多德的地心说前人积累和自己常年观测得到的数据8卷本的伟大论提出了运行轨道的概念发明了本轮均轮模型且运用物理估算行星的运动随着对于行星运动观测资料的增多本轮降低到了八十多个,托勒密全面承继和发展了亚里士多德的地心说，他把亚里士多德的9层天扩大为11层。 #

托勒密构想，各行星都绕着一个较小的圆周上运动，而每位圆的圆心则在以月球为中心的圆周上运动。他把绕月球的那种圆叫“均轮”，每位小圆叫“本轮”。同时假定月球并不正好在均轮的中心，而偏开一定的距离，均轮是一些偏心圆；日月行星除作上述轨道运行外，还与众星体一起，每晚绕月球转动一周。托勒密这个不反映宇宙实际结构的物理图景，却较为圆满的解释了当时观测到的行星运动情况，并取得了航海上的实用价值，因而被人们广为敬奉。,15世纪后:科学技术和航海事业的发展人们发觉地心体系与实际观测并不相符哥白尼（16世纪）：30多年观测研究天体运行论系统地提出了日心说,哥白尼的日心体系,哥白尼觉得:,宇宙的中心不是月球，而是太阳地球是月球的卫星在以月球为中心的方形轨道上同时跟月球一起绕太阳公转月球每晚自转一周：天穹实际上不转动日月星辰东升西落是月球自转运动的反映星体和太阳间的距离非常遥远比日地间的距离要大得多,哥白尼的日心说末超出太阳系的局限月球为宇宙中心绕太阳旋转的普通行星正确反映了太阳系的实际情况为天文和数学科学发展铺平了公路：开普勒总结出游星运动定理伽利略、牛顿构建精典热学体系,望远镜：重要的天文观测仪器伽利略的优势：光学原理,伽利略的重要贡献,(1610年1月7日)用自制的望远镜发觉了土星的四颗卫星，为哥白尼学说找到了确凿的证据，标志着哥白尼学说开始迈向胜利利用于望远镜，伽利略还先后发觉了木星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周末和周月天平动，以及银河是由无数星体组成等等开辟了天文学的新时代,开普勒(17世纪,第谷的观测资料):总结出了知名的行星运动三大定理行星运动第一定理（椭圆定理）：所有行星绕太阳的运动轨道是椭圆太阳坐落椭圆的一焦点上,行星运动第二定理（面积定理）：连接行星和太阳的直线在相等的时间内扫过的面积相等,行星运动第三定理（调和定理）：行星绕太阳运动的公转周期的平方与它们的轨道半长径的立方成反比公式表示：=行星公转轨道半长轴T=行星公转周期K=常数,惠更斯:要保持物体作圆周运动，必须有一种向心力。 #

向心力的大小为：m为该物体的质量v为圆周运动的速率r是物体到圆心的距离胡克，哈雷:行星所受向心力与它们到太阳的距离平方成正比,即行星绕太阳所遭到的向心力为：其中c为比列常数。可推得：又从开普勒第二定理可得：所以c应当反比于行星质量，又由对称性，c同时也应当反比于太阳质量：由此可知该向心力始于物体质量（能量）间的互相吸引力：,牛顿的贡献以地月系统为对象，证明维持地球绕月球运动的向心力来自月球考察地月的质量与它们之间引力关系完整的万有引力定理：万有引力定理推导入开普勒三大定理给行星的运动规律找到了理论证明哥白尼日心体系的稳固理论基础确立了科学的太阳系概念,亚里士多德前384前322,张衡78139年,郭守敬清朝,托勒密90年168年,哥白尼年,伽利略年,第谷,开普勒,惠更斯,哈雷,牛顿,太阳系的结构和组成,九大行星的特点慧星流星和流星雨陨铁,九大行星运动特点：同向性：绕太阳公转方向都是自西向东近圆性：绕太阳公转的轨道是接近于圆的椭圆行星的轨道偏心率都大于0.1（水星和冥王星除外）共面性：公转轨道平面和黄道面十分接近只有水星和冥王星稍有偏角,行星的分类,类地行星：水星，金星，火星(与月球类似)距太阳近，容积和质量小，平均密度大，表面水温高，中心有铁核，金属浓度较高，卫星数小巨行星：土星和木星容积和质量很大，其平均密度小主要由氢，氦，氖等物质构成卫星数量多，土星有16颗，木星有20多颗都有光环,远日行星：天王星，海王星，(冥王星)距离太阳最远，表面水温低密度介于类地行星和巨行星之间表层二氧化碳以氢和二氧化碳为主都有卫星，天王星和海王星也有光环,2006年8月24日国际天文学联合会会议:冥王星视为行星矮行星“矮行星”：具有足够质量、呈圆球状，但不能消除其轨道附近其他物体的天体,近距离水星图片日本水手10号侦测器发回，1974年,金星相片日本宇航局水手10号侦测器，1974年显示金星被浓浓的云层包围,月球相片伽利略土星侦测器，距月球150万英里，1990年12月11日,火星全球相片日本宇航局海盗号环绕器拍摄,火星表面探路者号侦测器拍摄,火星北极的冰层这种冰层起码有方圆400公里主要由干冰组成,火卫一（），海盗号拍摄表面有一个巨大的陨铁撞击坑,哈勃太空望远镜拍摄的土星相片,哈勃太空望远镜拍摄的木星相片有一个箭头状的风暴，风暴的大小与月球相当,天王星和它的环，旅行者2号拍摄,海王星(1989年8月20日)旅行者2号()摄,肉眼只才能观测金，火，木，土，水星水星因轨道太紧靠太阳并不易被观测到天王星，海王星和冥王星距离月球和太阳太远只能用望远镜就能观测到行星没有显著闪动现象肉眼可见的行星都出现在黄道附近，其照度通常都比星体亮金星呈红色，土星呈青灰色，火星呈白色，木星近于白色（行星表面物质不同）行星在天球上有相对于星体的联通，其运动比较复杂,小行星带：在火星和土星之间几十万颗小行星，质量总和为月球的万分之四小行星保留了太阳系产生早期的原始状况对研究太阳系起源有重大价值,有的小行星的轨道十分接近月球图中画出了10颗这样的小行星,慧星结构：彗核恒星日与太阳日，彗发，彗尾彗核是含大量尘埃粒子的冰块，其表面呈白色慧星运行到太阳附近时，彗核表面被气化，产生彗发在太阳光压和太阳风作用下气化物被推斥到背向太阳的方向，产生彗尾,慧星的尺度：容积十分庞大，在太阳系里没有任何一个天体可以和它相比大的慧星，彗头的半径就有185万公里相当于月球半径的145倍小的慧星，彗头的半径也有13万公里是月球半径的10倍多彗尾，通常都有5000万公里到两亿公里长最长的可达3.5亿公里,慧星的密度很小只是亠团非常黏稠的二氧化碳把最大的慧星压缩成同地幔密度相同的圆球，它的大小只有一座小山丘这么大和月球翻车也不会有哪些危险,行星际空间的尘粒和固体小块称为流恒星，在飞过月球时受月球吸引步入大气层，与大气磨擦形成低温,出现明亮的闪光划过夜空,产生了流星现象天空某一区域在几小时或更长时间里流星数量明显降低，大大超过一般的偶现流星数，有时甚至象雨天一样，这些现象称作流星雨,流星雨发生时，如同所有的流星多是从一个点向外辐射出来的。 #

这个点称作流星雨的幅射点。这是一种视觉透视现象。事实上，所有的流星多是顺着平行于幅射点与观测者联线的方向上落的。大多数流星雨是以幅射点所在的天秤命名，有时也用与之相关的慧星来命名,大部份的流星雨都是来自当慧星在通过近期点附近时，顺着其轨道留下许多流星系产生的流星系带,当月球通过流星系带附近时，大量流星系受月球引力落入大气层中，在短时间内导致流星数目剧增的现象便是流星雨。所以流星雨是和慧星与月球运动和相对位置有关的周期性现象，依据大量的流星雨观测记录显示，每年固定时间从固定幅射点发出的流星雨可重复出现相当多次。,大部份流星雨都有一个母慧星，每每母慧星回归之后的几年内，该流星雨的数目都会较平时为多。知名的英仙座流星群在7月27日8月16日出现，相关慧星是以130年为周期的斯威夫特-塔特乐慧星；狮子座流星群出现在11月16日至19日，其母慧星是1866年发觉的坦普尔-塔特尔慧星1866I,每隔33峰会出现一次非常密集的流星雨；由比拉慧星击溃而成的流星群在11月27日前后出现，周期为6.6年，幅射点在仙女座。,天空中时时刻刻都可能有流星出现。晚上因太阳光强烈，未能看到流星，而白天流星出现的频度，一般又以下晚上为多，其缘由是因为在下深夜，月球自转时观测者所在地区运动的方向与其公转的方向相同，因而从前方迎头而至的流星系相对运动减小，单位时间内可看到较多的流星，因而下午较容易看到流星。 #

,流星现象一般发生于80120km的高空，少量大而坚实的流星系穿越月球大气时来不及全部气化，剩余的固体部份落到地面，称为陨铁,陨铁按物理成分和矿物组成可分成3类：1）陨石：铁占90%左右，镍占7%9%2）陨铁：其中最丰富的矿物是方解石3）陨石石：铁镍和硅酸盐等矿物大致各占一半，还富含氧化镁，钠，钙，铝，锰等统计：陨铁(92%)陨石(6%)陨石石(2%)陨铁携带着大量丰富的太阳系天体产生，演进的信息，是人类最易获得的天体样品,知名的法国巴林杰陨铁坑，半径1240m,深170m,地球上的陨铁坑,地月日系统,月球的自转和公转，及其对月球季节的影响地轴的进动和黄道十二天秤地球的自转和公转，以及月相的变化日全食与日食的产生条件时间和历法,人们把坐落地面以上，人眼就能直接观测到的半球状天空中心叫作天穹天穹连同矗立在地平线以下的另外关个球面称为天球一般所说的天球是指地心天球，它是以地心为球心，任意距离为直径的假想球体。虽然客观上不存在这样的球体，但因为它符合人们的直观觉得，天文学上用它作为研究天体位置和天体运动的描述工具地心和天体的连线同天球的交点叫天体的视位置（即天体在天球上的投影）。 #

天体在天球面上的运动称为视运动,月球的赤道平面与天球相交而成的天球大圆叫天赤道，地轴无限延长与天球相交的直线叫天轴，相交所得的两点为天极，分别叫北天极和南天极在天体的周末视运动中，诸多的天体绕天轴画出一个个互相平行的圆，称为周末平行圈，它们是天体周末视运动的路线在北天球的周末视运动中，南极星几乎不动，其它天体围绕它呈反秒针方向旋转，产生古人所云“众星拱北辰”现象,天体在天球上的华诞视运动，是指天体在天球上的位置以年为周期所发生的变化。它是由月球的公转所造成的要研究天体的华诞视运动，就要清除月球自转的影响因为星体距离月球非常遥远，故星体的华诞视运动可以觉得是静止的。所以观察天体一年中在天球上相对于星体的位置的变化即可得到该天体的华诞视运动太阳中心在天球上华诞视运动的轨迹是一个大圆，叫黄道。黄道真实地反映了月球公转轨道在天空中的位置,地轴的进动,月球在绕着地轴自转的同时，地轴也在绕着与黄道面垂直的轴旋转，这一运动称为地轴进动。这一进动的周期约为26000年因为地轴的进动，南极星和北极星也会随时间而变化。古书记载，公元前3000年的“北极星”是天琴座a星；现今的北天极在小熊座a星附近；大概到公元14000年，织女星将登上南极星的交椅，而那时的奶奶星将成为北极星地轴的进动还将导致黄赤交点的联通，即冬至点及所有处暑点的联通,地轴进动对黄道十二天秤的影响,星空中一块特定区域及在其中的一组星群西方早先拿来标志天空中被想像成构成一定图形的一组星群的名子指天空中任何一块确定的区域中国唐代:星空分为三垣二十八宿现用天秤体系源于迦勒底和土耳其（几千年前)后来为意大利和罗马天文学家进一步发展,天蝎,为便捷航海时辨认方位与观测星象，将散播在天上的星星运用想象力把它们联结上去，以神话中的人物或昆虫等为天秤命名公元世纪，北天天秤名称已大体确定公元世纪，环球航行成功，南天个双鱼名称才渐渐确定年，国际天文学联合会公布了个双鱼方案,北天29天秤小熊座天琴座仙王座仙后排鹿豹座大熊座猎狗座牧夫座北冕座武仙座天龙座天鹅座蝎虎座仙女座英仙座御夫座淘宝座小狮座后发座巨蛇座蛇夫座圆盾座天鹰座天箭座兔子座鲸鱼座小马座飞马座三角座,南天47天秤海豚座波江座猎户座麒麟座小犬座长蛇座巨爵座乌鸦座豺狼座南冕座天坛座天鹤座凤凰座时钟座绘架座船帆座圆规座南鱼座孔雀座玉夫座天炉座雕具座天鸽座天兔座大犬座船头座罗盘座唧筒座矩尺座杜鹃座网罟座虎鲨座飞鱼座船基座苍蝇座北极座天燕座水蛇座山案座变色龙座六分仪座显微镜座望远镜座南十字座南三角座半人马座印第安座,黄道在天球上所对的12个双鱼即为“黄道十二宫”，即在太阳的华诞视运动中，会依次经过这十二个双鱼所处的位置黄道12天秤最早来始于古巴比伦人，后来传入亚洲和美国等地,大概在中国的唐或则更早一些,这12个双鱼也传入了中国生日那三天太阳在天球上所处的天秤即为你的天秤,因为地轴的进动，黄道在天空的位置也跟随变动。 #

每隔两千年，太阳抵达每一宫的时间会延后一个月。如今，黄道不只经过12个天秤，还夸过第十三个天秤蛇夫座,地球:月球的卫星，距月球近来的天体，人类最容易观测的天体白道:地球公转轨道平面与天球相交的大圆地球自转周期=绕月球公转周期=27.3217天所以地球总以同一面对着地球(月球上每一年看见的月面风景都是一样的),地月系统,红色的为月海，土黄色的为月陆,地球正面,地球北边,日地月两者相对位置的变化:在月球上看见月亮形状会以周期性变化月亮的各类圆缺的形状叫作月相地球绕月球公转的同时，还伴随着地球一起围绕太阳运转，因而月亮盈亏的同期与其公转周期不同，为29.53天,称为朔望月,当地球运行到太阳和月球之间时，地球的影子有时会飞过月球投向昼半球的个别区域，处在这个区域内的人们就听到了日全食。而当地球运行到月球的阴影中时，才会发生日食由此可见月食一定发生在旧历初三的朔，而日食一定发生在阴历十五或十六的望。由于只有在这两个时侯日地月两者才可能在一条直线上又因为白道和黄道面有交角，因而日全食和月全食发生的第二个条件就是地球处于黄道和白道面的相交线或其附近,时间和历法,时间的自然单位有年，月，日3种，一般它们分别是指太阳华诞视运动，地球与太阳会合运动，太阳周末视运动的周期，即回归年，朔望月和太阳日两者中韩是基本单位，年和月一般用日的倍数来表示；而比日更小的单位，即时，分，秒都是日的等分,真太阳时是以真太阳（太阳视圆面的中心）的周末视运动为根据构建的时间计量系统。 #

真太阳连续两次通过上中天的时间间隔为一个真太阳日,因为月球在自转同时绕太阳公转，且公转速率并不均匀，这造成真太阳日与星体日之间的差异不均匀。因而真太阳时不是均匀的时间系统，真太阳时有长有短，相差最大可达51秒平太阳时是真太阳时在一回归年中的平均，简称平常，是日常生活中使用的均匀时间。因而每晚的太阳并不是在同一时刻升起和落下,历法:按照天文周期安排年、月、日的关系以平太阳日、朔望月、回归年作为历法中韩、月、年的根据一回归年的宽度是365.2422平太阳日一朔望月为29.53平太阳日朔望月和回归年的宽度都不是日的整数，而在编历法时既要使历月和历年符合自然现象的节拍，又要适应人类的社会生活习惯在历史上，因为对日月年的处理不同，形成了各类历法，通常可分为农历，旧历和阴阳历,旧历：按照月亮的盈亏周期拟定的历法太旧历(农历)它依据朔望月的长短安排历月大月30日，小月29日，平均历月近似等于朔望月。其历日具有比较明晰的月相意义旧历积12个历月为一个历年,约354或355日按照农历的月份未能晓得是夏季还是冬季,旧历：依据太阳的华诞视运动周期拟定的历法太阳历(农历)每一阳历年近似等于回归年，每年中的月份，日期都与太阳在黄道上的位置对应旧历把一年分为12个月:月份能显著反映四季寒暑的变化，不能反映月相的变化现今世界通用的阴历就是公历的一种阴阳历：阴阳历是协调农历和农历的关系兼具月亮和太阳的视运动而制订的历法我国的阴历属于阴阳历。

,阴历的月以月相为准，大月30天，小月29天平均天数接近朔望月的平均宽度29.53天阴历的历月不能整除回归年的宽度，12个月不够，13个月太多采用设置闰年的办法调节，即有的年份12个月，有的年份加一闰年成13个月，在19个历年中加入7个闰年设置闰年也会出现个别年份地支和季节的赶前或错后问题确切掌握季节:采用二十四处暑把一个回归年分成二十四个处暑:依据太阳在黄道上华诞视运动的不同位置而确定,Endofthe, #