试卷一
一、简要解释下列名词：（每小题 5 分， 共 50 分）
1、光度； 2、秒差距； 3、大气窗口； 4、造父变星； 5、类星体（QSO）； 6、脉冲星； 7、微波背景辐射； 8、黑洞；9、哈勃关系； 10、射电21厘米谱线二、如果绝对星等的定义是把恒星想象移到100pc处的视星等，则绝对星等与视星等之间
的关系将如何表示？（ 10 分）
三、普通恒星、中子星、白矮星在静力学平衡的情况下与引力相抗衡的力是什么力？这三种情
况下的质量上限大约是多少？（ 10 分）
四、画出一颗质量为太阳大小的恒星在赫罗图上的演化轨迹，并简要说明其演化的不同阶段
发生的主要物理过程。在整个恒星演化过程中，起主导作用的力是什么力？为什么？（15 分）
五、支持宇宙大爆炸起源的主要观测证据有哪些？（15 分）
参考答案
一、简要解释下列名词：（每小题 5 分， 共 50 分）
1、光度 单位时间、通过天体全部表面向外辐射的（包括各个波段的）总能量2、秒差距 以恒星（或天体）的周年视差为基础来表示的恒星距离单位。具体说来，一
秒差距定义为：如果把恒星置于一个直角三角形的顶点，其相对的直角边为地球到太阳的距离，当这一直角边对恒星的张角为1角秒时，斜边的长度即为一个秒差距
?（以角秒为单位）时，恒（1pc）。1秒差距（1pc）等于3.26光年。当此张角为p?星的距离为r=
1
(pc)。?p?
3、大气窗口 由于地球大气对电磁波的吸收，能够从宇宙空间穿过大气层而到达地面
的电磁波只能是几个特定波段的辐射，即射电、红外和可见光波段。也就是说，地球大气只是对这几个波段是透明的。这几个波段就称为大气窗口。
4、造父变星 一种周期性脉动的变星，其光度的变化呈现独特的规律，典型为仙王座
课程试卷答案网课刷课代刷flyingjgh星（中文名造父）。造父变星的光变周期与其光度之间有一个著名的“周-光关系”，可以用来作为“标准烛光”，从而确定恒星（或星系）的距离。因此造父变星也称为“量天尺”。
5、类星体（QSO）1960年代天文学四大发现之一。类星体是宇宙学距离的天体，它们
具有类似恒星的像，但实际上是遥远的星系；它们有强烈的核活动，发出强大的非热辐射，最显著的特点是谱线有很大的宇宙学红移，说明它们位于遥远的宇宙学距离上。
6、脉冲星 1960年代天文学四大发现之一。它发出周期非常短的射电（有时还有其它波
段的）辐射，一般脉冲周期为几毫秒到几秒。脉冲星实际上是旋转的中子星。高能电子沿旋转的磁极方向发出强烈的辐射，由于“灯塔”效应，观测者就接收到快速变化的脉冲信号。
7、微波背景辐射 1960年代天文学四大发现之一。它是宇宙演化到辐射与物质退耦时期
（即电离氢原子复合成中性氢原子）所残留的辐射，它的谱是黑体谱，表明宇宙曾经历过一个炽热的演化阶段。目前微波背景辐射的温度大约为3K，是高度均匀、各向同性的。
8、黑洞 如果天体的质量和半径之间满足r?rg?2GM/c，其中rg称为引力半径，
则该天体成为黑洞。这时光线和任何信息（包括任何粒子）都不能从该黑洞逃逸。从黑洞表面附近发出的光也将产生很大的引力红移。如果发光点距黑洞表面无限近，则光的红移将变得无限大。故黑洞的表面称为无限红移面，也称视界。
9、哈勃关系 哈勃1929年发现，星系的距离越远，其谱线的红移也越大，表明该星系
离开我们远去的速度也越大。这就是著名的哈勃关系，它表明宇宙不是静态的，而是正在膨胀。
10、射电21厘米谱线 基态氢原子的电子自旋和原子核自旋相耦合，使得基态能级分裂
为两个精细结构的能级，相应的电子跃迁会发出波长为21厘米的射电辐射。因为该辐射的波长很长，能够穿透很厚的星际气体和尘埃，故可以用来探测银河系深处的结构。
二、如果绝对星等的定义是把恒星想象移到100pc处的视星等，则绝对星等与视星等之间的关系将如何表示？（ 10 分） 因为
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E100pcEr2=
1002E100pc 设移到100pc处的绝对星等为M，实际的视星等为m，两者之间应满足
M-m=-2.5lg
E
=-2.5(2lgr-4)=-5lgr+10
即
M=m+10-5lgr
三、普通恒星、中子星、白矮星在静力学平衡的情况下与引力相抗衡的力是什么力？这三种情
况下的质量上限大约是多少？（ 10 分）
普通恒星与引力相抗衡的力是气体压力，质量上限大约为100Me。中子星是中子的简并压，质量上限大约为3Me。白矮星是电子的简并压，质量上限大约为1.5Me。四、画出一颗质量为太阳大小的恒星在赫罗图上的演化轨迹，并简要说明其演化的不同阶段
发生的主要物理过程。在整个恒星演化过程中，起主导作用的力是什么力？为什么？（15 分）
红超巨星,核心形成碳核,外外壳抛射, 成为行星状星云氦壳层与氢壳层燃烧红巨星,氦闪光度核心氦燃烧林氏阶段,强对流白矮星主序星阶段,核心处氢聚变为氦最后进入主星序主星序温度, 自右向左升高 整个恒星演化阶段起主导作用的是引力，因为引力使恒星收缩，使中心温度、密度不断升
高，从而顺序点燃氢、氦、碳以及更重元素的核反应。五、支持宇宙大爆炸起源的主要观测证据有哪些？（ 15 分）
1）星系距离和红移之间的哈勃关系；2）宇宙微波背景辐射；
课程试卷答案网课刷课代刷flyingjgh3）宇宙中大约四分之一的氦丰度；
4）宇宙中最古老的天体年龄大约为100亿年。
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(1)--《天体物理概论》期末试卷及解答(一)
