第一章宇宙中的地球 第一节宇宙 宇宙(universe)是天地万物，是物质世界。 “宇”是空间的概念，是 无边无际的：“宙”是时间的概念，是无始无终的。宇宙是无限的空间和无 限的时间的统 在宇宙空间弥漫着形形色色的物质 如恒星、行星 尘埃、电磁波等，它们都在不停地运动、变化着。当代最大的光学 远镜已 可观测到200亿1.y.(光年)的遥远目标(11.y. ≈9.46×1012km)」 这就是现今人类所能观测到的宇宙部分，它只是无限宇宙的一个小小局部。 随着科学技术的发展，人类对宇宙范围的认识也将不断扩大 一、宇宙中的天体和物质 宇宙的统一性在于它的物质性，即任何宇宙空间无一不是物质的或由物 质构成的。但字宙中物质的存在形式具有多样性 部分物质以电磁波、 际物质〔气体、尘埃)等形式呈连续状态弥散在广漠的空间：另一部分物质 则积聚、堆积成团，表现为各种堆积形态的积聚实体，如地球、月球、行星、 恒星和星云等。通常将包括星际物质和各种积聚态实体在内的所有宇宙星体 涌称为天体。在太牢飞行的人浩卫星、宇宙飞船、率间站和深测器竿则一般 称为人造天体 恒星 恒星是宇宙中最重要的天体，它集中了宇宙中相当部分的质量。恒星是 由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。构造恒星的气 体主要是氨，其次是氨，其它元素很少。我们的太阳就是 -颗既典型又很芒 通的恒星。 拥有巨大的质量是恒星能发光的基本原因。由于质量大，内部受到高温 高压的作用，导致进行由氢聚变为氨的热核反应，释放出巨大的能量，以维 持发光。恒星的温度愈高，向外辐射能量的电磁波波长愈短，因而颜色发蓝； 相反频色发红。恒星的质量相美不大 多在0.1~10倍太阳质量之间：恒 星的体积却相差非常悬殊 恒星直径为 太阳的2000倍左 小的恒星 直径小于 1O00km,比月球还小；因此，恒星的平均密度相差也很悬殊 恒星的距离都非常遥远。太阳是距地球最近的恒星，太阳光到达地球需 走8分多钟；而距离太阳最近的恒星一 一半人马座α星（即比邻星）发出的 光.到达地球要要击43a(即距离为431 。由于恒星间距离太遥远 以至在短时间内肉 观察不出恒星间位置的相对变化 因而 “恒星”之称 但实际上所有恒星都在宇宙中以不同速度和方向运动着。如我们所熟悉的北 斗七星，现在看起来排列得像勺子的形状，但在10万年以前和10万年以后 形状却与现在不同，这是因为北斗七星各成员运动的方向、速度不同所造成 的（图1.1） 在地球上用肉眼观察到的恒星的明亮程度被称为亮度。古代人们将恒星 的亮度分为6个等级，称为视星等。其中把15个最亮的恒星称一等星，而把 正常视力所能辨认的最暗的
第一章 宇宙中的地球 第一节 宇宙 宇宙（universe）是天地万物，是物质世界。“宇”是空间的概念，是 无边无际的；“宙”是时间的概念，是无始无终的。宇宙是无限的空间和无 限的时间的统一。在宇宙空间弥漫着形形色色的物质，如恒星、行星、气体、 尘埃、电磁波等，它们都在不停地运动、变化着。当代最大的光学望远镜已 可观测到 200 亿 l.y.（光年）的遥远目标（1l.y. ≈9.46×1012km）， 这就是现今人类所能观测到的宇宙部分，它只是无限宇宙的一个小小局部。 随着科学技术的发展，人类对宇宙范围的认识也将不断扩大。 一、宇宙中的天体和物质 宇宙的统一性在于它的物质性，即任何宇宙空间无一不是物质的或由物 质构成的。但宇宙中物质的存在形式具有多样性，一部分物质以电磁波、星 际物质（气体、尘埃）等形式呈连续状态弥散在广漠的空间；另一部分物质 则积聚、堆积成团，表现为各种堆积形态的积聚实体，如地球、月球、行星、 恒星和星云等。通常将包括星际物质和各种积聚态实体在内的所有宇宙星体 通称为天体。在太空飞行的人造卫星、宇宙飞船、空间站和探测器等则一般 称为人造天体。 （一）恒星 恒星是宇宙中最重要的天体，它集中了宇宙中相当部分的质量。恒星是 由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。构造恒星的气 体主要是氢，其次是氦，其它元素很少。我们的太阳就是一颗既典型又很普 通的恒星。 拥有巨大的质量是恒星能发光的基本原因。由于质量大，内部受到高温 高压的作用，导致进行由氢聚变为氦的热核反应，释放出巨大的能量，以维 持发光。恒星的温度愈高，向外辐射能量的电磁波波长愈短，因而颜色发蓝； 相反，颜色发红。恒星的质量相差不大，多在 0.1～10 倍太阳质量之间；恒 星的体积却相差非常悬殊，大的恒星直径为太阳的 2 000 倍左右，小的恒星 直径小于 1000 km，比月球还小；因此，恒星的平均密度相差也很悬殊。 恒星的距离都非常遥远。太阳是距地球最近的恒星，太阳光到达地球需 走 8 分多钟；而距离太阳最近的恒星——半人马座α星（即比邻星）发出的 光，到达地球需要走 4.3a（即距离为 4.3l.y.）。由于恒星间距离太遥远， 以至在短时间内肉眼观察不出恒星间位置的相对变化，因而有“恒星”之称。 但实际上所有恒星都在宇宙中以不同速度和方向运动着。如我们所熟悉的北 斗七星，现在看起来排列得像勺子的形状，但在 10 万年以前和 10 万年以后 形状却与现在不同，这是因为北斗七星各成员运动的方向、速度不同所造成 的（图 1.1）。 在地球上用肉眼观察到的恒星的明亮程度被称为亮度。古代人们将恒星 的亮度分为 6 个等级，称为视星等。其中把 15 个最亮的恒星称一等星，而把 正常视力所能辨认的最暗的
10万年前 现在 10万年后 图1.】北七星开头形状的支化示意图 星称六等星。后来，由于光学和光学仪器的发展，人们测定了视星等和 亮度的数量关系：即一等星比六等星亮100倍，视星等每差一等，亮度就差 2512倍。恒星的意度受恒星到地球距离远诉不同的影响因而并不宗全代 表恒星本身的真正发光能力。 恒星本身的发光能力被称为光度，光度的等级 则称为绝对星等 大多数恒星的特征是大同小异的，但有少数恒星在某些方面是与众不同 的。如大多数恒星的光度在短时期内几乎是不变的，太阳就是这样。但是 有些恒星在几年、几日甚至几小时内就会发生明显的、特别是周期性的变化 这样的 分 变 动变星 知爆发变 几何 变星是指因几何位置变化而发生变光现象的变星。脉动变星是因为星体本身 的周期性的膨胀和收缩而发生光度变化的变星，它们在膨胀的时候就变得明 亮，反之在收缩的时候就变得阴暗。爆发变星是因为星体本身的爆发现象而 发生光度突然变化的变星。 善通的爆发弯早叫新星 它们的光度在几天内突 然增加 而由暗军 变为亮 甚至由看不见的星变 明亮的恒 在几入 月到几年的时间内它们的光度逐渐下降到爆发前的状态。比新星爆发更 烈的星叫做超新星。一般来说，恒星的光度既同表面温度有关，也与表面积 (体积)有关。在体积相似时，恒星温度愈高则光度就愈大：而在温度相似 恒星体积愈大光度也愈高。有些恒星的温度并不很高，但由于体积大 这样 的但 星称为 已星；另有 星温度很高 但由于体积很小、密度很高而光度很低，这样的恒星称为白矮星。 (二)星际物质、星际云和星云 在恒星与恒星之间存在着极其广大的空间，称为星际空间。弥漫于星际 空间的极其稀薄的物质称为星际物质。主要的星际物质有两类 即星际气体 和星际尘埃。星际气体包括 态的原 分于 电子和离子 其中以氢为而 多，氨次之，其它元素都很少。星际尘埃就是微小的固态质点，它们的直径 大约是105~10cm,它们分散在星际气体之中，其总质量仅占星际物质的 1/10左右，它们的主要成分是水、氨和甲烷的冰状物以及二氧化硅、硅酸铁 三氧化 矿物 星际生 埃能够吸收和散射可见光特别是蓝色光。 因此 星际尘埃使得星光变暗和变红。 般来说，星际物质是很稀薄的。星际物质的密度是用每立方厘米的质 点数来表示的，一般不过每立方厘米0.1个质点。但是，在一些星际空间区 域，其密度可以超过每立方厘米10个甚至1000个。使用现代的观测技术（例 如射电和红外观测 多发现这生 区域 并且把它们称为星际无 人类在发现星际物质和星际云以前很久就已经发现星云了。人们曾经把 天空中一切云雾状的天体都称为星云。后来发现云雾状天体实际上有两种类 型：一种是由星际气体和星际尘埃组成的；另一种是由大量恒星组成的。在 近代天文学上，前一种称为星云，例如猎户座大星云；而后一种改称星系 因此 今天所说的星云，实际上是星际物质的一种密集 式。园星际云相比较，星云是星际物质的更加庞大和更加密集的形式灯
星称六等星。后来，由于光学和光学仪器的发展，人们测定了视星等和 亮度的数量关系：即一等星比六等星亮 100 倍，视星等每差一等，亮度就差 2.512 倍。恒星的亮度受恒星到地球距离远近不同的影响，因而并不完全代 表恒星本身的真正发光能力。恒星本身的发光能力被称为光度，光度的等级 则称为绝对星等。 大多数恒星的特征是大同小异的，但有少数恒星在某些方面是与众不同 的。如大多数恒星的光度在短时期内几乎是不变的，太阳就是这样。但是， 有些恒星在几年、几日甚至几小时内就会发生明显的、特别是周期性的变化， 这样的恒星叫变星。变星分三类，即几何变星、脉动变星和爆发变星。几何 变星是指因几何位置变化而发生变光现象的变星。脉动变星是因为星体本身 的周期性的膨胀和收缩而发生光度变化的变星，它们在膨胀的时候就变得明 亮，反之在收缩的时候就变得阴暗。爆发变星是因为星体本身的爆发现象而 发生光度突然变化的变星。普通的爆发变星叫新星，它们的光度在几天内突 然增加而由暗星变为亮星，甚至由看不见的星变成明亮的恒星，以后在几个 月到几年的时间内它们的光度逐渐下降到爆发前的状态。比新星爆发更为剧 烈的星叫做超新星。一般来说，恒星的光度既同表面温度有关，也与表面积 （体积）有关。在体积相似时，恒星温度愈高则光度就愈大；而在温度相似 时，恒星体积愈大光度也愈高。有些恒星的温度并不很高，但由于体积大、 密度低而具有很高的光度，这样的恒星称为巨星；另有一些恒星温度很高， 但由于体积很小、密度很高而光度很低，这样的恒星称为白矮星。 （二）星际物质、星际云和星云 在恒星与恒星之间存在着极其广大的空间，称为星际空间。弥漫于星际 空间的极其稀薄的物质称为星际物质。主要的星际物质有两类，即星际气体 和星际尘埃。星际气体包括气态的原子、分子、电子和离子，其中以氢为最 多，氦次之，其它元素都很少。星际尘埃就是微小的固态质点，它们的直径 大约是 10-5～10-6cm，它们分散在星际气体之中，其总质量仅占星际物质的 1/10 左右，它们的主要成分是水、氨和甲烷的冰状物以及二氧化硅、硅酸铁、 三氧化二铁等矿物。星际尘埃能够吸收和散射可见光特别是蓝色光。因此， 星际尘埃使得星光变暗和变红。 一般来说，星际物质是很稀薄的。星际物质的密度是用每立方厘米的质 点数来表示的，一般不过每立方厘米 0.1 个质点。但是，在一些星际空间区 域，其密度可以超过每立方厘米 10 个甚至 1000 个。使用现代的观测技术（例 如射电和红外观测），人们能够发现这些区域，并且把它们称为星际云。 人类在发现星际物质和星际云以前很久就已经发现星云了。人们曾经把 天空中一切云雾状的天体都称为星云。后来发现云雾状天体实际上有两种类 型：一种是由星际气体和星际尘埃组成的；另一种是由大量恒星组成的。在 近代天文学上，前一种称为星云，例如猎户座大星云；而后一种则改称星系， 例如仙女座大星系。因此，今天所说的星云，实际上是星际物质的一种密集 形式。同星际云相比较，星云是星际物质的更加庞大和更加密集的形式
(三)天体系统和星系 宇宙中的物质是运动的，运动的主要方式是天体按照一定的系统和规 律，相互吸引和相互绕转， 形成不同层次的天体系统。比如，月球和地球构 成地月系，地球是地月系的中心天体，月球围绕地球公转。地球和其他行星 围绕太阳公转，它们和太阳构成高一级的天体系统，这个以太阳为中心的天 体系统称为太阳系。太阳系又是更高一级天体系统 银河系极微小的一部 银河系中像太阳这样的恒星就有1000多亿颗 这些恒星在本身运动的后 时还围绕着银河系中心运动。银河系以外，还有许许多多同银河系规模相兰 的庞大的天体系统，称为河外星系（简称星系）。在人类现今所能观测到的 宇宙范围内，大约存在着10亿个以上的这样的星系。这些星系大小不一，通 常由几十亿至几千亿颗恒星组成。通常，把我们现在观测所及的宇宙部分称 为总星系，它是现在所知的最高一级天体系统。 二、宇宙中天体的相对位置 (一)天球 地球以外的天体，距离我们的远近极其悬殊。但是，人们有这样的印象 日月星辰看上去似乎是 样遥远的 切天体似乎都位于 以观测者为中 心的球面上。根据这样的印象，天文学上为了研究天体在天空中的位置和运 动，引进了一个假想的圆球：它的球心就是观测者所在的地球的中心，它的 半径是无穷大的。这个圆球称为天球。这样，地球以外的天体在天球上都有 各自的投影位置（图1.2）。 地球的自转轴无限延长，同天球球面相交于两点， 这叫做天极；与地环球 的南、北极方向相同的两个极分别称为南天极和北天极。地球赤道平面无限 扩大，同天球相交的大圆，叫做天赤道（图1.3）。有了天极和天赤道，天 球就可以定出自己的经线和纬线，分别称为赤经和赤纬。于是，人们说明天 体在天球上投影的位置就方便了 北天极 天球 极 天未活南 国1,2天体在天球上的投影国13天球极和天赤道 (二)星座 为了便于认识恒星，人们把天球上的恒星分成若干群落，每个群落的恒 星都有自己独特的形状并占据一定的空间，这样的恒星群落称为星座。古代 人把星座中一些较亮而邻近的星联成图形，结合神话中的人物或动物为星座 命名， 这些名称 -直沿用到现在（图1.4） 按照国际】 的标 ,全天可分 成88个星座。为了便于了解主要星座的相对位置及其恒星的排列，可把天球 的球面按赤经的不同分成四个星区（图1.5），每个星区跨赤经6时（或90 。),各以0、6、12和18时的时圈为中央时圈，并且以3、9、15和21时 的时圈为界线。四个星区可根据各自代表性星座分别称为仙后星区、御夫星
（三）天体系统和星系 宇宙中的物质是运动的，运动的主要方式是天体按照一定的系统和规 律，相互吸引和相互绕转，形成不同层次的天体系统。比如，月球和地球构 成地月系，地球是地月系的中心天体，月球围绕地球公转。地球和其他行星 围绕太阳公转，它们和太阳构成高一级的天体系统，这个以太阳为中心的天 体系统称为太阳系。太阳系又是更高一级天体系统——银河系极微小的一部 分，银河系中像太阳这样的恒星就有 1000 多亿颗，这些恒星在本身运动的同 时还围绕着银河系中心运动。银河系以外，还有许许多多同银河系规模相当 的庞大的天体系统，称为河外星系（简称星系）。在人类现今所能观测到的 宇宙范围内，大约存在着 10 亿个以上的这样的星系。这些星系大小不一，通 常由几十亿至几千亿颗恒星组成。通常，把我们现在观测所及的宇宙部分称 为总星系，它是现在所知的最高一级天体系统。 二、宇宙中天体的相对位置 （一）天球 地球以外的天体，距离我们的远近极其悬殊。但是，人们有这样的印象： 日月星辰看上去似乎是一样遥远的，一切天体似乎都位于一个以观测者为中 心的球面上。根据这样的印象，天文学上为了研究天体在天空中的位置和运 动，引进了一个假想的圆球：它的球心就是观测者所在的地球的中心，它的 半径是无穷大的。这个圆球称为天球。这样，地球以外的天体在天球上都有 各自的投影位置（图 1.2）。 地球的自转轴无限延长，同天球球面相交于两点，这叫做天极；与地球 的南、北极方向相同的两个极分别称为南天极和北天极。地球赤道平面无限 扩大，同天球相交的大圆，叫做天赤道（图 1.3）。有了天极和天赤道，天 球就可以定出自己的经线和纬线，分别称为赤经和赤纬。于是，人们说明天 体在天球上投影的位置就方便了。 （二）星座 为了便于认识恒星，人们把天球上的恒星分成若干群落，每个群落的恒 星都有自己独特的形状并占据一定的空间，这样的恒星群落称为星座。古代 人把星座中一些较亮而邻近的星联成图形，结合神话中的人物或动物为星座 命名，这些名称一直沿用到现在（图 1.4）。按照国际上的标准，全天可分 成 88 个星座。为了便于了解主要星座的相对位置及其恒星的排列，可把天球 的球面按赤经的不同分成四个星区（图 1.5），每个星区跨赤经 6 时（或 90 °），各以 0、6、12 和 18 时的时圈为中央时圈，并且以 3、9、15 和 21 时 的时圈为界线。四个星区可根据各自代表性星座分别称为仙后星区、御夫星
区、大能星区知天琴星区.简称“后、御、能、琴”，四大星区的共同交占 就是天北极或者北极星。 将不同星区的主要星座及其恒星排列投影到相应位 置后，可得到“四瓣简明星座图” 顺便说明，星座和星系是两个不同的概念。星座仅代表一些恒星间的视 几何关系，某一星座的恒星可能处于同一星系，也可能处于不同的星系 第二节银河系与太阳系 一、银河系 银河系(mi lkywaysystem)是一个由大约1400亿颗恒星和大量星际物质 组成的庞大天体系统。侧面看呈中间厚边缘薄的扁饼形，正面看呈旋涡形（图 1.6)。银河系的直径约10万L. 中心部分称为银核， 直径约1万多1.y 银核外侧称为银盘；银盘的中心平面称为银道面。太阳是银河系中的一颗中 等恒星，位于距银河系中心约3万【，y.的银盘内，太阳附近银盘厚度约 30001.y.,太阳距银道面约261.y.,几乎就在银道面上。银河系的所有天体 大体顺着银道面绕核心作飞快的旋转运动，这种运动称银河系自转，但银河 系自转不同于固体转动，银盘内从中心到边缘的不同地方自转的角速度不 同。太阳附近银河系自转角速度为0.0053”/a,线速度为250km/s,这也就 是太阳绕银河系核心公转的速度。太阳公转一周的时间约为2.8亿~3亿。 阳一方面大体沿银道面作公转，同时还进行着往返于银道面两侧的波状位 移 二、太阳系 以太阳为中川心存在着一个哥大阳引力支配的天体系统 -太阳系(so1a 能 太阳是其中唯一的 一颗恒星 其质量占整个太阳系的99.87% 强烈的光和热。围绕太阳旋转的是 一个行星体系，主要有九大行星（由 里向外依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海天星、 冥王星)及众多的小行星（主要分布于火、木星之间）、卫星、彗星和陨星 （网17） 太阳系目前以冥王星轨道为边界，直径为11.8X10km。太阳 系所拥有的这 巨大空间以宇宙标准来看实际上是很小的 个范围， 可以举 个例子来说明太阳系中行星的大小和距离，如果我们把太阳看作是一个棒 球，那么大约9m远的一粒砂就代表地球，木星（最大的行星）为45.7m远的 一粒豌豆，冥王星（最外的行星）是大约366伽远的另一粒砂；而最近的恒星 则像是离3860km远的另 太阳系的天体以太阳为中心作高速旋转。太阳系中行星的分布及运转几 乎都在一个共同的平面内，这个平面称为黄道面。行星运动有两种主要形式： 自转和绕太阳公转。绝大部分行星绕太阳公转的方向及其自转方向都相同， 也与太阳自转的方向一致（从地球北极上空朝下看皆为逆时针运转）
区、大熊星区和天琴星区，简称“后、御、熊、琴”，四大星区的共同交点 就是天北极或者北极星。将不同星区的主要星座及其恒星排列投影到相应位 置后，可得到“四瓣简明星座图”。 顺便说明，星座和星系是两个不同的概念。星座仅代表一些恒星间的视 几何关系，某一星座的恒星可能处于同一星系，也可能处于不同的星系。 第二节 银河系与太阳系 一、银河系 银河系（milkywaysystem）是一个由大约 1400 亿颗恒星和大量星际物质 组成的庞大天体系统。侧面看呈中间厚边缘薄的扁饼形，正面看呈旋涡形（图 1.6）。银河系的直径约 10 万 l.y.。中心部分称为银核，直径约 1 万多 l.y.； 银核外侧称为银盘；银盘的中心平面称为银道面。太阳是银河系中的一颗中 等恒星，位于距银河系中心约 3 万 l.y.的银盘内，太阳附近银盘厚度约 3000l.y.，太阳距银道面约 26l.y.，几乎就在银道面上。银河系的所有天体 大体顺着银道面绕核心作飞快的旋转运动，这种运动称银河系自转，但银河 系自转不同于固体转动，银盘内从中心到边缘的不同地方自转的角速度不 同。太阳附近银河系自转角速度为 0.0053″/a，线速度为 250km/s，这也就 是太阳绕银河系核心公转的速度。太阳公转一周的时间约为 2.8 亿～3 亿 a。 太阳一方面大体沿银道面作公转，同时还进行着往返于银道面两侧的波状位 移。 二、太阳系 以太阳为中心存在着一个受太阳引力支配的天体系统——太阳系（solar system）。太阳是其中唯一的一颗恒星，其质量占整个太阳系的 99.87％， 能发出强烈的光和热。围绕太阳旋转的是一个行星体系，主要有九大行星（由 里向外依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海天星、 冥王星）及众多的小行星（主要分布于火、木星之间）、卫星、彗星和陨星 等（图 1.7）。太阳系目前以冥王星轨道为边界，直径为 11.8×109 km。太阳 系所拥有的这一巨大空间以宇宙标准来看实际上是很小的一个范围，可以举 一个例子来说明太阳系中行星的大小和距离，如果我们把太阳看作是一个棒 球，那么大约 9m 远的一粒砂就代表地球，木星（最大的行星）为 45.7m 远的 一粒豌豆，冥王星（最外的行星）是大约 366m 远的另一粒砂；而最近的恒星 则像是离 3860km 远的另一个棒球。 太阳系的天体以太阳为中心作高速旋转。太阳系中行星的分布及运转几 乎都在一个共同的平面内，这个平面称为黄道面。行星运动有两种主要形式： 自转和绕太阳公转。绝大部分行星绕太阳公转的方向及其自转方向都相同， 也与太阳自转的方向一致（从地球北极上空朝下看皆为逆时针运转）
行星绕太阳的公转遵循开普勒(J.Kepler)三定律 升背初弟 定律指出，行星绕太阳公转的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的 -个焦点上（图1,8）。该定律是关于行星运行的轨道形状的定律。由于太 阳取椭圆中某一偏心的焦点位置，行星至太阳的距离便因公转运动发生周期 性变化，当行星到达椭圆长轴两端时，行星至太阳的距离取最大、最小值， 分别称为远日点和近日点。当行星在近日点 一边的半椭圆中运行时 甘与 阳的距离将小于椭圆的长半径α；而在远日点一边的半椭圆中运行时距离将 大于长半径α；行星至太阳的平均距离则正好等于椭圆的长半径α。其实， 行星运行的椭圆轨道的扁率e(e=c/a)都是很小的，即行星的公转轨道都 接折周形。 近日点) 图1.8行星运行的椭厨轨道示意图 图时品悬相 开普勒第二定律指出，当行星绕太阳公转时，行星同太阳的连线（称行 星的向径)在单位时间内在轨道平面上扫过的面积相等（图1.9）。该定律 是关于速度和速度变化的定律。依据该定律 行星公转的角速度和线速度因 椭圆轨道的位置而发生不均变化，在近日点附近速度最大，在远日点附近过 度最小。但是，由于行星公转的椭圆轨道的扁率很小，所以行星公转的速度 不均匀程度并不大： 开普勒第三定律指出.行星到太阳平均距离ā的立方同公转周期T的平 方成正比，即对于任何行星： 3/T2=常数。 该定律是关于行星轨道大小和公 转周期的定律。即距太阳愈远的行星（α愈大），公转周期就愈长(T愈大) 周期愈长又意味着平均角速度愈小，例如地球公转一周要1a,而冥王星公转 一周要248a。 第三节地球、月球和地月系 一、地球 我们居住的地球(earth)是太阳系自中心向外的第三颗行星，它到太阳 的平均距离约为1.496×10km(日地平均距离被称为1个天文单位)。地球 绕太阳公转的角速度平均为59'08”/d,线速度约为30km/s,公转一周时 间平均约为365.256d。地球绕自己的极轴自转的角速度约为15°（或15
行星绕太阳的公转遵循开普勒（J.Kepler）三定律。 开普勒第一定律指出，行星绕太阳公转的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的 一个焦点上（图 1.8）。该定律是关于行星运行的轨道形状的定律。由于太 阳取椭圆中某一偏心的焦点位置，行星至太阳的距离便因公转运动发生周期 性变化，当行星到达椭圆长轴两端时，行星至太阳的距离取最大、最小值， 分别称为远日点和近日点。当行星在近日点一边的半椭圆中运行时，其与太 阳的距离将小于椭圆的长半径α；而在远日点一边的半椭圆中运行时距离将 大于长半径α；行星至太阳的平均距离则正好等于椭圆的长半径α。其实， 行星运行的椭圆轨道的扁率 e（e=c/α）都是很小的，即行星的公转轨道都 接近圆形。 开普勒第二定律指出，当行星绕太阳公转时，行星同太阳的连线（称行 星的向径）在单位时间内在轨道平面上扫过的面积相等（图 1.9）。该定律 是关于速度和速度变化的定律。依据该定律，行星公转的角速度和线速度因 椭圆轨道的位置而发生不均变化，在近日点附近速度最大，在远日点附近速 度最小。但是，由于行星公转的椭圆轨道的扁率很小，所以行星公转的速度 不均匀程度并不大。 开普勒第三定律指出，行星到太阳平均距离α的立方同公转周期 T 的平 方成正比，即对于任何行星：α3 /T2 =常数。该定律是关于行星轨道大小和公 转周期的定律。即距太阳愈远的行星（α愈大），公转周期就愈长（T 愈大）。 周期愈长又意味着平均角速度愈小，例如地球公转一周要 1a，而冥王星公转 一周要 248a。 第三节 地球、月球和地月系 一、地球 我们居住的地球（earth）是太阳系自中心向外的第三颗行星，它到太阳 的平均距离约为 1.496×108 km（日地平均距离被称为 1 个天文单位）。地球 绕太阳公转的角速度平均为 59′08″/d，线速度约为 30km/s，公转一周时 间平均约为 365.256d。地球绕自己的极轴自转的角速度约为 15°/h（或 15