天文学论文

篇一：天文学论文

评分＿＿＿＿＿＿

日期＿＿＿＿＿＿

湘潭大学文化素质教育自修课

专题读书论文（体会）

（封面）

课 程 名 称＿＿＿＿天文学基础＿＿＿＿＿＿＿＿ 专题读书论文（体会）＿＿＿＿太阳的奥秘＿＿＿＿＿＿＿＿

指 导 老 师＿＿ 杨雪娟＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

姓 名＿＿ ＿＿＿＿＿＿

学 号＿＿＿＿＿＿＿

班级名称＿＿ 学院名称＿＿商学院＿＿＿＿＿＿＿

交阅时间＿＿2012年11月20日＿＿

湘潭大学教务处制

太阳的奥秘

怀抱着好奇心，我选择了本学期的天文基础选修课，希望能通过学习让自己的常识丰富起来，通过学习我也收获了很多。天文学是人类运用所掌握的最新的物理学、化学、数学等知识以及最尖端的科学技术手段，对宇宙中的恒星、行星、星系以及其它像黑洞等天文现象进行专业研究的一门科学。它是一门基础学科，也是一门集人类智慧之大成的综合系统。天文学往往引起人们神秘莫测的感觉，他研究的大都是遥不可及的东西，不能用尺量，不能用称约，更不能改变它的条件。只能远远的看着，有关他的知识全靠人们依据观测推理取得。我们每天都能看见太阳，但是有多少人了解它呢？下面让我来揭示太阳的奥秘。

一﹑太阳的定义

太阳是距离地球最近的恒星，是太阳系的中心天体。太阳系质量的99.87%都集中在太阳。太阳系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体以及星际尘埃等，都围绕着太阳运行（公转）。

二﹑太阳的概念 在茫茫宇宙中，太阳只是一颗非常普通的恒星，在广袤浩瀚的繁星世界里，太阳的亮度、大小和物质密度都处于中等水平。只是因为它离地球较近，所以看上去是天空中最大最亮的天体。其它太阳系外恒星离我们都非常遥远，即使是最近的恒星，也比太阳远27万倍，看上去只是一个闪烁的光点。

太阳是位于太阳系中心的恒星，太阳质量的大约四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，包括氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量少于2%。地球围绕太阳公转的轨道是椭圆形的，每年7月离太阳最远（称为远日点），1月最近（称为近日点），平均距离是1亿4960万公里（天文学上称这个距离为1天文单位）。以平均距离算，光从太阳到地球大约需要经过8分19秒。太阳光中的能量通过光合作用等方式支持着地球上所有生物的生长，也支配了地球的气候和天气。太阳圆面在天空的角直径为32角分，与从地球所见的月球的角直径很接近，是一个奇妙的巧合（太阳直径约为月球的400倍而离我们的距离恰是地月距离的400倍），使日食看起来特别壮观。由于太阳比其他恒星离我们近得多，其视星等达到-26.8，成为地球上看到最明亮的天体。太阳每25.4天自转一周，每2亿年绕银河系中心公转一周。太阳因自转而呈轻微扁平状，与完美球形相差0.001%，相当于赤道半径与极半径相差6km。

三﹑基本参数

日地平均距离（1天文单位）：1.49597870×10^11 米（1亿5千万公里） 日地最远距离： 1.5210×10^11 米 日地最近距离： 1.4710×10^11 米 远日点与近日点距离相差500万千米

直径：大约1392020公里（地球直径的109倍）

表面面积：大约 6.09 × 10^12 平方千米

体积：大约1.412 ×10^18立方千米（地球的1300000倍） 质量：大约1.989×10^30 千克（地球的333400倍）

密度： 大约1411 千克/立方米

大约相对于地球密度： 0.26

大约相对于水的密度： 1.409

大约表面重力加速度： 2.74×10^2米/秒^2 （为地球表面重力加速度的27.9倍）

大约表面温度： 5770开 中心温度：大 约1500万开

日冕层温度： 5 × 200开 太阳寿命：约100亿年（现在大约46亿年） 太阳年龄：约46亿年天文符号：☉

四﹑太阳构造

组成太阳的物质大多是些普通的气体，其中氢约占71.3%、 氦约占27%， 其它元素占2%。太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区和对流区、太阳大气。太阳的大气层，像地球的大气层一样，可按不同的高度和不同的性质分成各个圈层，即从内向外分为光球、色球和日冕三层。我们平常看到的太阳表面，是太阳大气的最底层，温度约是6000开。它是不透明的，因此我们不能直接看见太阳内部的结构。

太阳的内部主要可以分为三层：核心区、辐射层和对流层。

太阳的核心区域半径是 太阳半径的1/4，约为整个太阳质量的一半以上。太阳核心的温度极高，达到1500万℃，压力也极大，使得由氢聚变为氦的热核反应得以发生，从而释放出极大的能量。太阳中心区的物质密度非常高。每立方厘米可达160克。太阳在自身强大重力吸引下，太阳中心区处于高密度、高温和高压状态。是太阳巨大能量的发源地。 太阳中心区产生的能量的传递主要靠辐射形式。太阳中心区之外就是辐射层，辐射层的范围是从热核中心区顶部的0.25个太阳半径向外到0.71个太阳半径，这里的温度、密度和压力都是从内向外递减。从体积来说，辐射层占整个太阳体积的绝大部分。 太阳内部能量向外传播除辐射，还有对流过程。即从太阳0.71个太阳半径向外到达太阳大气层的底部，这一区间叫对流层。这一层气体性质变化很大，很不稳定，形成明显的上下对流运动。这是太阳内部结构的最外层。

五、太阳活动

光球表面著名的活动现象便是太阳黑子。黑子是光球层上的巨大气流旋涡，大多呈现近椭圆形，在明亮的光球背景反衬下显得比较暗黑，但实际上它们的温度高达4000℃左右，一个大黑子便可以发出相当于满月的光芒。日面上黑子出现的情况不断变化，这种变化反映了太阳辐射能量的变化。太阳黑子的变化存在复杂的周期现象，平均活动周期为11.2年。天文学家把太阳黑子最多和最少的年份称之为“太阳活动峰年”和“太阳活动谷年”。太阳黑子是太阳表面温度相对较低而显得黑的区域，黑子会对地球的磁场和电离层产生干扰，指南针不能正确指示方向，动物迷路，无线电通讯受到严重影响或中断，直接危害通讯系统安全。对人体健康有一定危害。在1173~1976年间，发生了56次流行性大感冒，都出现在太阳黑子活跃的年份，死于心肌梗塞的病人数量也急剧增加。因此，太阳黑子量达到高峰期时，人类要及早预防流行性疾病有趣的是，太阳黑子多的时候，气候干燥，农业丰收，黑子少的时候，暴雨成灾。太阳黑子数目增多的时候，地球上的地震也多。植物的生长也随着太阳黑子的出现而呈现11年周期的变化，黑子多长得快，黑子少长得慢。

太阳耀斑是一种剧烈的太阳活动。一般认为发生在色球层中，所以也叫“色球爆发”。其主要观测特征是，日面上（常在黑子群上空）突然出现迅速发展的亮斑闪耀，其寿命仅在几分钟到几十分钟之间，亮度上升迅速，下降较慢。特别是在太阳活动峰年，耀斑出现频繁且强度变强。这一增亮释放的能量相当于10万至100万次强火山爆发的总能量，或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸。耀斑更主要表现在从射电波段直到X射线的辐射通量的突然增强,将会严重危及宇宙飞行器内的宇航员和仪器的安全。当耀斑辐射来到地球附近时，与大气分子发生剧烈碰撞，破坏电离层，使它失去反射无线电电波的功能。无线电通信尤其是短波通信，以及电视台、电台广播，会受到干扰甚至中断。耀斑发射的高能带电粒子流与地球高层大气作用，产生极光，并干扰地球磁场而引起磁暴。耀斑对气象和水文等方面也有着不同程度的直接或间接影响。

太阳光球层上比周围更明亮的斑状组织。用天文望远镜对它观测时，常常可以发现：在光球层的表面有的明亮有的深暗。比较明亮的斑点叫做“光斑”。光斑比太阳表面高些，可以算得上是光球层上的“高原”。 光斑也是太阳上一种强烈风暴，天文学家把它戏称为“高原风暴”。光斑的亮度只比宁静光球层略强一些，一般只大10%；温度比宁静光球层高300℃。光斑不仅出现在光球层上，也出现在色球层上。不过，出现在色球层上的不叫“光斑”，而叫“谱斑”。 日冕会有向外膨胀运动，并使得冷电离气体粒子连续地从太阳向外流出而形成太阳风。由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成，但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似，所以称它为太阳风。太阳风是一种连续存在，来自太阳并以200-800km/s的速度运动的等离子体流。太阳风有两种：一种持续不断地辐射出来，速度较小，粒子含量也较少，被称为“持续太

阳风”；另一种是在太阳活动时辐射出来，速度较大，粒子含量也较多，这种太阳风被称为“扰动太阳风”。

米粒组织是太阳光球层上的一种日面结构。呈多角形小颗粒形状，得用天文望远镜才能观测到。米粒组织的温度比米粒间区域的温度约高300℃，因此，显得比较明亮易见。虽说它们是小颗粒，实际的直径也有1000公里－2000公里。明亮的米粒组织很可能是从对流层上升到光球的热气团，不随时间变化且均匀分布，且呈现激烈的起伏运动。米粒组织上升到一定的高度时，很快就会变冷，并马上沿着上升热气流之间的空隙处下降；寿命也非常短暂，来去匆匆，从产生到消失，几乎比地球大气层中的云消烟散还要快，平均寿命只有几分钟。

天文学对于人类的意义绝非一个“不简单”可以形容的。他的所讲述的也决不仅仅体现于我上面所说的这个方面。天文学这一学科就像天空一样广袤无边，人类要走的路还很长，要探索的旅程还很远。而人是一切发现的原动力，所以对于天文学爱好者及专门从事天文学的职业工作者来说，任重而道远！

篇二：天文学论文

天文学论文

人类在近几百年科技飞速发展，探测宇宙的方式也越来越高效，但至今为止人类没有发现丝毫有关外星生物的确切消息，这是为何？

从人类自身的探寻技术来说，我们的科技已经很发达了，但在宇宙的大尺度下，我们依然显得那么无力。现在的航天技术只能让飞船在地球邻近的几个行星之间飞行，还得是不载人的。虽然我们可以通过电磁波来传递信息，来与外星生命交流，可电磁波从一个点出发相向四周扩散时随着扩散距离的增加，单位空间里电磁波的量会不断减少，就如同黑夜中的一盏灯发出的光在远的地方会越来越暗淡。哪怕是相对于太阳系这个空间尺度，我们发出的信息也很难被太阳系边缘的接收器接受到，除非发射器和接收器隔空相对。在近几十年里各国的宇航局也做出过努力，比如发射刻有歌曲的唱片，刻有人类男女图形的铜板。但仍未有任何回应。

从那些假设存在的高等文明的角度来看。首先，我们得做出以下几个假定：1.这类高等生物的存在方式是我们所能理解的2.他们有在宇宙空间中向很遥远的地方传送信息的技术并且能破译我们的信息。在这些前提下，我们来讨论文明所能存在的时间的问题。我们人类从有智慧到现在也就几千年的时间，至于未来能存在多久不得而知。银河系半径为5000光年，所以银河系外的文明向我们传递的信息到我们这儿所需的时间也得以万年为单位计算。一个文明存在的时间都不一定有万年所以可能一个文明发送了一段信息到另一个文明，等信息传到时，那个文明已经破灭了。

我们在银河系内来看看。1960年，加利福尼亚大学的天文学家弗兰克·德雷克提出寻找外星文明可能的方法，是这样的一个公式： N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L

这个公式看起来有点庞杂，它以一连串可能性的乘积来计算我们银河系中可能存在多少个文明社会（N）。

R*代表我们银河系内一年之间新诞生的恒星数。宇宙空间是由超新星爆发飞散的碎（平均每30年发生一次）和形成宇宙的大爆炸的副产品——氢气构成。渐渐地，受重力和新的超新星爆发冲击力的影响，这些物质集中于一个地方，慢慢聚积，最后变成一个恒星。这个过程不断重复。

Fp指这样形成的新恒星，平均拥有多少行星的数值。恒星当中，有称为二重星、三重星的，拥有两三个一样大小的太阳，互相交替包围。有人认为这种情况下无法形成行星。但是在我们太阳系里，不是有木星和土星这样的巨大行星吗？这可以视为三重星，同时二重星、三重星有可能有行星。但是，恒星通常有几颗行星，这一点无法确定。

Ne表示在这些行星中，具备有生命发生、进化条件的几率。要使生命产生，就必须有很多液态水。但是，如果行星离恒星太远，水就会冻结成冰；太近则会变成水蒸气。为了使生命进化，又必须拥有岩古构成的陆地。如果行星体积过大，就无法拥有这些条件。此外，还要有大气，小行星有可能因重力不足而飘走，失去大气层。而且，自转周期太长的话，不仅昼夜温差太大，强风的不断吹袭，也使生命很难产生。

Fl表示在满足这些条件的行星中，实际上有生命存在、进化演变的比例。进化必须具有DNA，这是极其复杂、巨大的化合物所产生的遗传方法，这个形成的可能性微乎其微。Fi表示形成生命进化到智慧的几率。细菌、树木、草是无法进化成具有智能的生物。它们没有脑神经系统，也没有成长到一定大小所必备的脊椎。拥有神经系统和脊椎的最原始的动物是鱼。而鱼如果总是待在水里，一定无法进化成智慧生物。 首先鱼要变成有四只脚，可以在陆地上走路，然后爬树，再学会用手指抓取东西，还要进化到直立行走。这样，脚和手分工，再经过一段漫长的时间，就拥有充足的智慧了。但是，过程并不一定这样顺利。有

生物存在的行星相当多，但如果只有细菌、植物、贝类这些生物，那么就难产生智慧生物。Fc表示，智慧生物能够与外界进行联系的比例。现在地球主要以电波为星际间通讯方式，但在南美亚马逊流域深处，在新几内亚的深山里，有着未开化的原始人。他们不知道农耕和畜牧，制作铁器等金属用品的技术也很缺乏，只能使用简单的弓箭和棍棒进行狩猎。他们并非是最近才从猿人进化到人类的，他们和我们一样，是几十万年以前就进化了的。要有先进的科学技术，也要具备一定的条件，足以容纳无数次变革和经验积累。因此，拥有智慧生命的星球，未必都能达到高度文明，也就未必都能与外界联系，从而使我们感知到他们的存在。L代表的是文明的平均寿命。地球文明还不算高度发达，却已经面临核子战争和公害等问题的威胁。文明程度越高，遭受毁灭性打击的可能性越大，因为推动它进步和摧毁它的力量都很大，一个意外事件就可能使文明寿终正寝。假如所有的发达文明的寿命都很短，那么如果其他星球上有发达文明，现在早就可能有灭亡了。

我们无法推算L和Fc，因此对于N的数值，科学家们有着不同意见。卡尔·萨根计算出，在银河系中，每100万 个恒星里，就有一个高度发达的外星文明存在，而且他最多推算到每10万个恒星就有一个文明星球。所以萨根人为，在特华塞奇和杰特雷特居礼Ⅰ、Ⅱ这样距离很近的恒星上，有可能存在生命。

德雷克根据这一公式预言有4000个有交流能力的文明社会。阿西莫夫在《外得文明》一书中算出了53万个。

从以上这些信息来看，似乎银河系内的文明很多。但仔细分析他这个公式就会发现，公式所算出来的数值是银河系在一颗恒星存在的漫长时间内可能存在的文明的总数，前面已经说过，两个文明要联系交流，必须处于同一时期，可见，这样的文明并不多。更别说科技达到高水准的文明。

尽管上面的一大篇论证似乎都说明我们无法与外星文明相遇，但，我仍坚信着在这个宇宙中，我们不是孤单的，定有一场邂逅，在未来的未来等着我们。

篇三：对天文学的认识(论文)

题 目：天文学基础

学校名称：广州大学松田学院

专业名称：电气工程及其自动化

学生姓名：张玄霖

学 号：

指导老师：

日 期：

广州大学松田学院 0907020150 谢献春 2011/11/15

目 录

摘 要……………………………………………………………3 正 文……………………………………………………………4 结束语……………………………………………………………8

摘 要

天文学(Astronomy)是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。天文学正朝着高、精、尖的方向发展。我们期待着天文学的进一步发展为科学事业和人们的社会生活造福。

关键字：天文学、研究对象、研究理论、学科、矮行星

正 文

天文学就是研究宇宙中的行星、恒星以及星系的科学。天文学和物理学、数学、地理学、生物学等一样，是一门基础学科。天文学是以观察及解释天体的物质状况及事件为主的学科，通过观测来收集天体的各种信息。因而对观测方法和观测手段的研究，是天文学家努力研究的一个方向。天文学主要研究天体的分布、运动、位置、状态、结构、组成、性质及起源和演化。 天文学的一个重大课题是各类天体的起源和演化。天文学和其他学科一样，都随时同许多邻近科学互相借鉴，互相渗透。天文观测手段的每一次发展，又都给应用科学带来了有益的东西。 通过一个学期学习天文学基础的课程使我对天文学有了一定的了解。天文学是研究天体、宇宙的结构和发展的自然科学，内容包括天体的构造、性质和运行规律等。人类生在天地之间，从很早的年代就在探索宇宙的奥秘，因此天文学是一门最古老的科学，它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。天文学主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。随着人类社会的发展，天文学的研究对象从太阳系发展到整个宇宙。现在天文学按研究方法分类已形成天体测量学、天体力学和天体物理学三大分支学科。按观测手段分类已形成光学天文学、射电天文学和空间天文学几个分支学科。“几乎所有的自然科学分支研究的都是地球上的现象，只有天文学从它诞生的那一天起就和我们头顶上可望而不可及的灿烂的星空联系在一起。天文学家观测从行星、恒星、星系等各种天体来的辐射，小到星际的分子，大到整个宇宙。天文学家测量它们的位置，计算它们的轨道，研究它们的诞生，演化和死亡，探讨它们的能源机制。 自古以来，人类一直对恒星和行星十分感兴趣。古代的天文学家仅仅依靠肉眼观察天空，1608年，人们发明了望远镜，此后，天文学家就能够更清楚的观察恒星和行星了。意大利科学家伽利略，就是最早使用望远镜研究太空的人之一。今天天文学家使用许多不同类型的望远镜来收集宇宙

的信息。有些望远镜可以收集到来自遥远天体的微弱亮光，如X射线。绝大多数望远镜是安放在地球上的，但也有些望远镜被放置在太空中，沿着轨道运转，如哈勃太空望远镜。现在，天文学家还能够通过发射的航天探测器来了解某些太空信息。天文学的研究范畴和天文的概念从古至今不断发展。在古代，人们只能用肉眼观测天体。2世纪时，古希腊天文学家托勒密提出的地心说统治了西方对宇宙的认识长达1000多年。直到16世纪，波兰天文学家哥白尼才提出了新的宇宙体系的理论——日心说。到了1610年，意大利天文学家伽利略独立制造折射望远镜，首次以望远镜看到了太阳黑子、月球表面和一些行星的表面和盈亏。在同时代，牛顿创立牛顿力学使天文学出现了一个新的分支学科天体力学。天体力学诞生使天文学从单纯描述天体的几何关系和运动状况进入到研究天体之间的相互作用和造成天体运动的原因的新阶段，在天文学的发展历史上，是一次巨大的飞跃。

19世纪中叶天体摄影和分光技术的发明，使天文学家可以进一步深入地研究天体的物理性质、化学组成、运动状态和演化规律，从而更加深入到问题本质，从而也产生了一门新的分支学科天体物理学。这又是天文学的一次重大飞跃。20世纪50年代，射电望远镜开始应用。到了20世纪60年代，取得了称为“天文学四大发现”的成就：微波背景辐射、脉冲星、类星体和星际有机分子。而与此同时，人类也突破了地球束缚，可到天空中观测天体。除可见光外，天体的紫外线、红外线、无线电波、X射线、γ射线等都能观测到了。这些使得空间天文学得到巨大发展，也对现代天文学成就产生很大影响。

随着天文学的发展，人类的探测范围到达了距地球约100亿光年的距离，根据尺度和规模，天文学的研究对象可以分为包括行星系中的行星、围绕行星旋转的卫星和大量的小天体，如小行星、彗星、流星体以及行星际物质等。太阳系是目前能够直接观测的唯一的行星系。但是宇宙中存在着无数像太阳系这样的行星系统。 现在人们已经观测到了亿万个恒星，太阳只是无数恒星中很普通的一颗。 人类所处的太阳系只是处于由无数恒星组成的银河系中的一隅。而银河系也只是一个普通的星系，除了银河系以外，还存在着许多的河外星系。

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