太陽
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太陽 ( S ). γ 射線. χ 射線. 紅外線. 紫外線. 微 波. 可見光. 大氣. 地球 ( E ). 無線電波. 天文觀測 的兩個波段. 高溫 恆星. 低溫 恆星. 無線電波. γ 射線. 無線電波. γ 射線. 微波. χ 射線. χ 射線. 微波. 紅外 線. 紫外線. 藍光. 紅光. 可見光. 可見光. 藍光. 紅光. 紫外線. 紅外線. λmax. 星顯現偏藍色. 星顯現偏紅色. 星色和星溫. 低溫. 高溫. 6000k. 3000k. 25000k. 黃. 紅. 藍色.

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Presentation Transcript

太陽(S)

γ射線

χ射線

紅外線

紫外線

微 波

可見光

大氣

地球(E)

無線電波

天文觀測

的兩個波段


高溫

恆星

低溫

恆星

無線電波

γ射線

無線電波

γ射線

微波

χ射線

χ射線

微波

紅外線

紫外線

藍光

紅光

可見光

可見光

藍光

紅光

紫外線

紅外線

λmax

星顯現偏藍色

星顯現偏紅色


星色和星溫

低溫

高溫

6000k

3000k

25000k

藍色

能量小偏長波長

能量大偏短波長



λmax

總能量

恆星顏色

恆星溫度

偏紅

偏藍

恆星年齡

年輕

恆星輻射波長、總能量及恆星溫度間的關係

質量小


The best in the world

  • Taiwan in Hawaii

  • SMA 次毫米波陣列電波望遠鏡2 x 6m (中2美6合作)

The best in the World

  • HawaiiMauna Kea(夏威夷 毛納基 山高 4200m)


目鏡

聚光力,解析力

物鏡

折射式望遠鏡及成像原理

解析力:鑑別兩顆星的能力 口徑大,解析力大


目鏡

聚光力,解析力

物鏡

折射式望遠鏡及成像原理

解析力:鑑別兩顆星的能力 口徑大,解析力大


物鏡

目鏡

b2反射式望遠鏡及成像原理

牛頓Type

(凹面鏡聚光)

蓋賽格林Type


物鏡焦距 Fo

倍率=

目鏡焦距fe

望遠鏡三大能力

聚光力、解析力、放大力

  • 口徑D愈大聚光力愈強、解析力愈高。

  • 倍率藉由目鏡焦距改變來調整。


選擇望遠鏡的考量

  • 聚光力與口徑D平方成正比口徑愈大,聚光能力愈強。例:人眼瞳孔D=0.8cm,望遠鏡D=24cm聚光力= (24/0.8)2=900x (倍)

  • 解析力與口徑D成正比 口徑愈大, 解析力愈強

  • (可解析角度愈小)解析角 (秒角):α= 1.22 λ/D。

解析力差

解析力好


效大倍率

  • 放大率(Magnification): MX = Fo/Fe〔物鏡焦距與目鏡焦距比值〕

  • 倍數迷思進入鏡筒的光為定值,放大影像,影像變暗

  • 不同焦距的目鏡,不同的放大率。

  • * 買望遠鏡:口徑愈大愈好。

  • 雙筒望遠鏡 7 x 50 (7倍,50mm)


望遠鏡架台:赤道儀和經緯儀


90分鐘繞行地球一周利用通訊天線將觀測結果傳回地面


太陽系的形成

地球的起源與演化

目前最被接受的太陽系形成理論太陽星雲學說:


(A)星雲因重力作用而塌縮

星雲由氣體、塵埃和金屬組成

(B)星雲收縮成旋轉圓盤,原始太陽形成

引發氫核融合反應

(C)圓盤上產生岩石和金屬固體微粒的微行星

氣態元素被太陽風吹向太陽系邊緣

(D)重覆碰撞使微粒逐漸變大

碰撞和結合增大的現象稱為吸積過程

(E)經過數百萬年後,原始大星形成


太陽星雲說--太陽系的形成

  • 太陽系約在 46 億年前 和 組成的星雲收縮而誕生

  • 星雲收縮的中心形成

  • 圓盤面上產生岩石和金屬的固體微粒的

  • 微行星重覆碰撞合併成長為

氣體、

塵埃

金屬

原始太陽

微行星

原始行星


固體地球的演化

原始地球在不斷碰撞集結過程中形成了

剛形成的地球溫度很高

熱的主要來源有三:

1.小行星撞擊時產生的熱能

2.外層質量增加使地球內層壓縮產生的熱

3.地球內部放射性同位素衰變產生的熱


亮 度

  • 亮度----指地球上所見恆星的明暗程度。

  • 古希腊天文學家希巴卡斯將天上的恒星,依肉眼可辨的不同亮度,分為6個等級。

  • 通常以星等(視星等)來表示恆星的亮度,星等數值愈小、看起來愈明亮。

    • 一等星比二等星亮。

    • 最亮的星星定為1等星,越暗的星等越大。

  • 星等每相差5等,亮度差100倍

  • 亮度與發光能力成正比、而和距離平方成反比。

    • 太陽? 最亮?

    • 看起來最亮是因距離近,其發光能力只能算中等。


何謂亮度(B)

以視星等(m)來表示

地球上所見恆星的明暗程度

太陽m = - 26.7等

太陽m = - 26.7等

織女星m = 0等

天津四m = 1.3等

星等數值愈小,亮度愈大

一般人肉眼可看到最暗的星為 6等星


何謂光度(L)

以絕對星等(M)來表示

恆星真實的發光強度

太陽M = 4.87等

織女星M = 0.45等

天津四M = - 7.15等

天津四M = - 7.15等

星等數值愈小,發光強度愈大


視星等m

變亮

變暗

m - M = 5 log d – 5

絕對等M

32.6光年


地球位於(R)之處

R

恆星發出(L)的光度


光度(L)

光度(L)

=

亮度(B)

=

4R2

球表面積

恆星的亮度與距離平方成反比

同表面積時,恆星的亮度與恆星的發光強度成正比


範例:

光度(L)

亮度(B)

甲、乙兩星的發光強度為5:3若地球距離甲、乙兩星的距離為2:1則從地球看甲、乙兩星的亮度比為何?

=

4R2

B甲:B乙=

5:12

地球上看乙比看甲亮




春分:3/21 夏至:6/22

秋分:9/23 冬至:12/22

天 球


  • 北極星恒在北方


  • 看北極星的仰角=人所在的緯度

  • 北極星星光垂直向下且和赤道成90 °,也和緯度線成90 °


90-90度

90-0度

90-40度

50°

北方仰角90。

北方仰角0。

北方仰角40。

90-緯度=星的軌跡與地平夾角

=0

=90

=50

自東向西與地平夾50°

自東向西平行地平

自東向西垂直地平


北極、北回歸線和赤道看到

的北極星與恆星的周日運動



恆星的周日運動由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

定義:

除了北極星以外其他恆星都是東升西落的現象

造成原因:

地球的自轉

地球上看恆星

恆星需要多久

回到相同位置


恆星在天空移動了由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。30°

恆星在天空移動了2小時

30°


恆星的周年運動由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

定義:

除了北極星以外,星座每天越來越早升起,季節不同出現的星座也不同

造成原因:

地球的公轉

地球上看恆星

恆星需要多久

回到相同位置


一天的變化由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

2

1

Am11:??

Am 11:56

Pm11:56

Am12:00

Am12:00

Pm12:00

∠1=地球每天 公轉角度

∠1=∠2=1° =地球再多轉1°

χ=4分

每天提早


恆星的周日運動由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

地球的自轉造成星移動

恆星的周年運動

地球的公轉造成星移動


2/21由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

太陽每個月經過黃道上不同的星座

  • 2月21日太陽移動至雙魚座,當晚夜空出現的為室女座


季節的成因由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。(南一)

  • 季節變化的原因:陽光照射的角度改變,影響地表溫度及日夜長短。

    • 地軸傾斜

    • 地球繞太陽公轉

  • 季節變化並非日地距離所造成。

    • 每年大約1月2日,為地球的近日點,但此時正是北半球冬季,而南半球則為夏季。


2 3 2 2
2-3由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。繽紛的天体世界(南一)2-2地球與宇宙(三民)


恆星與行星觀測上的差異由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。


我們的星系(銀河系)側面圖由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

十萬光年

球狀星團

疏散星團

盤面

氣體

太陽系

三萬光年

10萬~千萬顆老星

數十~數百顆年輕星


我們的星系(銀河系)俯由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。視圖

正型螺旋星系四條漩渦臂

主旋臂

外旋臂

中旋臂

內旋臂

太陽公轉速度250km/秒

2億年轉一圈


銀河系分成三部分由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。銀核、銀盤、銀暈

銀河系約有2,000億顆恆星


組成宇宙的單位由小到大分別是什麼?由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

本星系

恆星

星團

本星系群20多個

星系

星系群

超星系群

宇宙

行星

M31仙女大星系

大、小麥哲倫

20多個

室女座星系群2000多個

大熊座星系群數百個

40~50群


本星系群由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

本超星系群

大熊座星系群

20多

室女座星系群

數百

2000多

40~50群

40~50群

宇宙

40~50群


比較類地行星的性質 由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

1.AU = 地球與太陽的平均距離= 1.496  108公里

2.R地球 = 地球(赤道)半徑= 6,378公里

3.M地球 = 地球質量= 5.976 1024公斤


小行星成分為岩石和金屬由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

小行星位於火星與木星之間


八大行星的比較 由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

土星

火星

木星

水星

水星

木星

天王星

火星

金星

金星


八大行星可以分為哪兩大類?由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

衛星數

狀態

體積

質量

密度

衛星數

狀態

密度

體積

質量

類地行星

水星0

金星0

地球1

火星2

類木行星

木星63

土星30

天王星21

海王星11


彗尾由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。【離子尾】

彗髮

彗尾【塵埃尾】

彗核

冰、

乾冰、

灰塵〈星際物質〉

彗星的主要組成為何?


彗星的故鄉由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

歐特雲

1.6光年

0.0016光年

柯伊伯帶

1光年=9.5×1015m

1AU=1.5×1011m

1光年=63240AU


太陽的溫度和密度為何?由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

溫度:6000 K

表面

密度:1.4 g/cm3

溫度:1.5 × 107 K

中心

密度:100 g/cm3

中心的高溫高密度造成核融合反應產生大量能量


太陽的分層由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

色球層

日冕

對流層

光球層

輻射層

核心


太陽的結構分為哪幾大部分?由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

輻射層

對流層

名稱

核心

太陽的大氣層

厚度

10萬km

50萬km

10萬km

500萬km


H H由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。++e-(釋放能量造成高溫)

紫外線

日冕

失去電子的原子核

太陽風

色球層稀薄氣體

對流層高溫氣體

核心電漿

輻射層高溫氣體

光球層高溫氣體


太陽的大氣層由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

分層

厚度

溫度

組成

亮度

可見

光球層

500km

高溫 氣體

6000k

很亮

平日

1

色球層

高於6000k

數千km

高溫稀薄氣體

日蝕

2

日冕

500萬km

失去電子的原子核

百萬k

3

極弱

日蝕


日核由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

輻射層

色球層

對流層

日珥

日冕


1由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

2

3

4

5

太陽活動

發生層次

溫度或狀況

高速流失的帶電粒子400-800km/sec

太陽風

日冕

太陽表面溫度較低的地方

太陽黑子

光球層

熱氣體上升而冷卻後下降所造成

米粒組織

光球層

游離氣體受太陽作用呈弧狀紅色火焰

日珥

色球層

太陽表面猛烈暴發出的高能量輻射

閃焰

色球層


太陽黑子變化週期由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。

為11年

太陽活動極大期

容易造成地球發生磁層風暴損毀衛星電子設備破壞地面高壓電力系統甚至可能影響地球的氣候


太陽風由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。為太陽帶電粒子以電子、質子為主地球磁場抵擋99%帶電粒子對地球的衝擊

地球磁場受到太陽風的擠壓


環繞地球外的兩個類似甜甜圈的磁性帶由北極上空觀察地球,地球為逆時針自轉,即為自西向東轉。能阻絕帶電粒子保護地球稱為范艾倫帶


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