天文学与宇宙 5
第1章 天图量绘 天文学基础 5
1.1 我们在太空中的位置 6
1.2 科学理论和科学方法 8
1.3 “显而易见”的风景 10
1.4 地球的轨道运动 13
详细说明1-1角度测量 14
1.5 月球的运动 18
1.6 距离测量 24
详细说明1-2利用几何进行距离测量 28
章节回顾 29
第2章 辐射 来自宇宙的信息 33
2.1 来自天空的信息 34
2.2 波是什么？ 37
2.3 电磁波谱 39
探索2-1辐射的波动性 41
2.4 热辐射 42
详细说明2-1开尔文温标 43
详细说明2-2辐射定律的更多说明 46
2.5 多普勒效应 47
详细说明2-3利用多普勒效应测量速度 49
章节回顾 50
第3章 光谱学 原子的内在活动 53
3.1 谱线 54
3.2 原子和辐射 58
详细说明3-1氢原子 60
3.3 谱线的形成 61
探索3-1光电效应 62
3.4 分子 65
3.5 谱线分析 66
章节回顾 69
第4章 望远镜 天文学的工具 73
4.1 光学望远镜 74
4.2 望远镜的大小 79
4.3 图像和探测器 83
4.4 高分辨率天文学 85
4.5 射电天文学 88
4.6 干涉测量 92
4.7 空间天文学 95
探索4-1 ALMA阵 98
4.8 全谱覆盖 102
章节回顾 103
恒星和恒星演化 109
第5章 太阳 我们的母亲恒星 109
5.1 太阳的物理性质 110
5.2 太阳内部 112
探索5-1窃听太阳 115
5.3 太阳大气 117
5.4 太阳磁场 120
5.5 活动的太阳 125
探索5-2日地关系 129
5.6 太阳的心脏 130
详细说明5-1基本作用力 133
5.7 太阳中微子的观测 134
详细说明5-2质子-质子链中的能量生成 136
章节回顾 137
第6章 恒星 巨星、矮星和主序星 141
6.1 太阳邻近区域 142
6.2 光度和视亮度 145
6.3 恒星温度 148
详细说明6-1星等标度的更多知识 150
6.4 恒星的大小 152
详细说明6-2估计恒星的半径 153
6.5 赫罗图 154
6.6 延伸到宇宙距离尺度 157
6.7 恒星质量 160
6.8 质量和其他恒星属性 162
详细说明6-3测量双星系统中的恒星质量 163
章节回顾 165
第7章 星际介质 弥漫于恒星之间的气体和尘埃 169
7.1 星际介质 170
7.2 发射星云 173
7.3 暗尘埃云 179
7.4 21厘米射电辐射 182
7.5 星际分子 183
章节回顾 185
第8章 恒星的形成 创伤式的诞生 189
8.1 恒星形成区 190
详细说明8-1恒星形成中的竞争 191
8.2 类太阳恒星的形成 192
8.3 其他质量的恒星 197
8.4 云团碎块和原恒星的观测 198
探索8-1褐矮星的观测 199
8.5 激波和恒星形成 204
8.6 星团 206
探索8-2船底座伊塔星云 210
章节回顾 211
第9章 恒星演化 恒星的生和死 215
9.1 离开主序 216
9.2 类太阳恒星的演化 216
9.3 低质量恒星的死亡 222
探索9-1从历史中学习天文学 228
9.4 质量比太阳更大的恒星的演化 229
探索9-2巨星的质量流失 231
9.5 星团内的恒星演化 232
9.6 双星系统中的恒星演化 235
章节回顾 237
第10章 恒星爆发 新星、超新星，以及元素的合成 241
10.1 白矮星的涅槃重生 242
10.2 大质量恒星的终结 244
10.3 超新星 246
10.4 元素的形成 250
探索10-1超新星1987A 252
10.5 恒星演化的循环 258
章节回顾 259
第11章 中子星和黑洞 物质的奇妙状态 263
11.1 中子星 264
11.2 脉冲星 265
11.3 中子双星 268
11.4 伽马射线暴 272
11.5 黑洞 275
11.6 爱因斯坦的相对论 277
探索11-1狭义相对论 279
11.7 黑洞附近的空间旅行 281
11.8 黑洞的观测证据 284
详细说明11-1广义相对论的检验 286
探索11-2引力波：探索宇宙的新窗口 288
章节回顾 291
附录 294
附录1 科学计数法 294
附录2 天文测量 295
附录3 表格 296
检查题答案 301
概念自测答案 304
图片/文字授权 306
星图 309
教学支持申请表 321