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天文学重要公式

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者接收的声波的频率,应以S与A的连线为x轴,且规定由S指向A的方向为正方向,当v1,v2与x轴正方向相同时取正值,方向与x轴正方向相反时,取负值,S和A的方向异向时,其正负号规定与上述“一”中“3”相同。

三、多普勒效应的一般计算公式

上面得到的计算公式中,v1和v2的方向沿x轴才适用,如果v1和v2的方向是任意的,公式应发生怎样的变化呢?多普勒现象在波源与观察者间的距离发生变化时才出现。当波源与观察者的速度v1和v2大小相等,方向相同时,由(4)式可知,观察者接收的频率仍为f0。如果波源不动,即v1=0,观察者的速度v2垂直于x轴(如图2)时,接收的频率不变。如果观察者不动(v2=0),波源的速度v1垂直于x轴,接收的频率仍不变。 v2 v1 α A ) ·………A χ s S β v2 图2 图3

当波源的速度v1观察者的速度v2为任意方向,如图3所示,v1与x轴正方向成α角,v2与x轴正方向成β角时,我们只要将v1和v2正交分解,垂直于x轴的分量不产生多普勒效应,沿x轴的分量产生多普勒效应,声源振动频率为f0时,观察者接收的频率应为

f=

v0?v2cos?f0 (5)

v0?v1cos?在(5)式中,0°≤α≤180 °,0°≤β≤180 °,当夹角取 0°时,速度沿x轴正方向,当夹角取180 °时,速度沿x轴负方向,这样(5)式就把产生多普勒勒效应的各种情况都概括了,因此(5)式是多普勒效应的一般计算公式。

以上推导,是否妥当,请专家斧正。

22、春分点的时角用来表示恒星时:S=t(春分点恒星时)

23、 S=t★+a★(S恒星时,t★某恒星时角,a★某恒星赤经)

24、 中天时某一恒星的时角t★=0

25、 因此任何时刻的恒星时等于当时中天恒星的赤经S= a★

26、河外星系退行速度公式 V=KD(K:哈勃常数,当前的估算值为每百万秒差距每秒70千米;D:星系距离)

27、1等星与6等星,星等相差5等,他们的亮度相差100倍,若相邻两星等的亮度比率为R,则有 R5=100,推出R=2.512

28、现代强大的望远镜能观25等的暗星

29、假定有两颗恒星,其星等为m和m(,亮度E和E0的比率为:E0 /E=2.512m- 0m>m0)m0

两边取对数有:m- m0 =2.5㏒(E0 /E)

30、如果0等星的亮度是1,则:m= -2.5㏒E

31、EM表示绝对亮度,Em表示视亮度,则有:EM /Em=2.512m-M , EM /Em=d2/102,,推出

M=m+5-5㏒d

(绝对星等M等于视星等m加5减5倍的d距离的对数,d以秒差距为单位)

32、多普勒效应红移公式

相邻的两个波峰到达观察者那里所需的时间就为:

T’=T+VT/c

这时到达观察者那里的两个相邻的波列的距离,即波长就变为 :

λ’=cT+VT 这两个波长的比值为 :

λ’/λ= T’/T=1+V/c

即波长增加了V/c,我们把这个相对增加量就成为红移量,它取决于光源的远离速度。由于一般情况下V<< c,所以看不到光谱的红移现象;仅当V与c可以比较时,才有可能出现较为明显的红移现象。例如室女座星系团正以约1000公里/秒的速度离开我们的银河系,于是它的频谱上任何谱线的波长都要比正常值大一个比率 : λ’/λ=1+V/c =1+10000/300000=1.0033

若光源是向着观察者运动的,这时只需将以上公式中V改为-V就可以了。所不同的是,这时将出现光的蓝移现象。

33、红移量Z:

Z= V/c

z=[(c+V)/(c-V)]1/2-1

天体的光谱红移量定义为

红移如果是由多普勒效应引起的,从红移量z就可以推算出退行速度。在牛顿力学体系中,计算公式为:v=z·c,显然z不能大于1,否则v将超过c。在v较大的情况下,就不能使用这一简单公式,而要使用按相对论推出的公式: 在这一公式下,z可以取任意大的值,v都不会超过c。类星体的红移量很大,

Z= [( c +v)/(c - v)]^0.5 -1≈v/c

33、提丢斯一波得定则(到海王星就不准了)

取一个数列:0、1、2、4、8、16、32、64,在每个数上乘 3 加 4,再用得到的数除以 10,结果就是各大行星离太阳的平均距离。 比如水星(0×3+4)÷10 = 0.4 金星(1×3+4)÷10 = 0.7 地球(2×3+4)÷10 = 1.0 火星(4×3+4)÷10 = 1.6 根据该定则得到下表: 单位:天文单位

水星 金星 地球 火星 ? 木星 土星 天王星 行星的实际0.387 0.723 1.000 1.524 5.203 9.539 19.267 距离

定则的距离 0.4 0.7 1.0 1.6 2.8 5.2 10.0 19.6

0.4 水星 n

(2×3+4)/10 条件(从金星开始依次n=0、1、2、3、、、、注意小行星带)

34、在天体运动中,以T1、T2……分别表示任意两行星的绕日运动固有周期,则两行星的会合运动周期1/T1-2 =1¤T1-1¤T2。

35、恒星时=太阳时+太阳赤经-12时

恒星时=(平时+时差)+太阳赤经-12时。

36、太阳每年在天球上是运动一周(360度或24h),即太阳每年3月21日(春

分)开始α。= 0h,逐渐增加,每个月太阳赤经增加2h,约每15天太阳赤经增加1h,每天约增加4m,可按此推算任一天的太阳赤经的约数。

对于太阳的赤经α。,如不需要精确度很高时,可以从太阳的几个特殊位置推算任一时期的α。。下表列出二分二至四季八个时期的α。:

节气 立春 立夏 立秋 立冬 日期(阴历) 太阳赤经(时) 2月5日左右 21 5月6日左右 8月8日左右 11月8日左右 3 9 15 节气 春分 夏至 秋分 冬至 日期(阴历) 太阳赤经(时) 3月21日左右 0 6月22日左右 9月23日左右 12月22日左右 6 12 18

(5)下面给出一组天体出没,中天的公式,大家应记住:

cost=-tanφtanδ cosA=sinδ/cosφ

这是天体上升时时角t当地纬度φ和天体赤纬δ的关系,至于天体上升的时角T和方位角A\由下式求得: T=-t

A\度-A

以地方恒星时S和S'分别表示上升和下落的地方恒星时时刻由 s=t+a得 S=t+a S\

下面给出天体中天的相关公式: 天体上中天时: A=180度 t=0时

z=φ-δ 或 z =δ-φ

天体下中天时: A\度 T=12时

z\度-φ-δ

天体上中天的高度公式还有另一种表达式: 在天顶之南上中天: h=90-φ+δ 在天顶之北上中天: h=90+φ-δ

天体的光谱红移量定义为

(1)式中λ0 为谱线位移前的波长,λ为观测到的波长。 爱因斯坦喜欢用另一种,把光谱红移定义为 (2)式中

v0 为谱线位移前的频率,v 为观测到的频率。

二者的转换关系为 或

在讨论天体的视向运动时用 Z 较方便,因为天体的视向 运动速度 u 与视向运动引起的红移量的关系为

在讨论天体的引力红移时用 Ze 较方便,因为按广义相对 论天体的质量 M 及半径 R 与引力产生的红移量的关系为

天文学重要公式

者接收的声波的频率,应以S与A的连线为x轴,且规定由S指向A的方向为正方向,当v1,v2与x轴正方向相同时取正值,方向与x轴正方向相反时,取负值,S和A的方向异向时,其正负号规定与上述“一”中“3”相同。三、多普勒效应的一般计算公式上面得到的计算公式中,v1和v2的方向沿x轴才适用,如果v1和v2的方向是任意的,公式应发生怎样的变化呢?多普勒现
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