有趣的天文

★名作者、众多很好名校名师点评推荐作者雅科夫·别莱利曼俄国有名科普作家。他一生著有105部作品，其中大部分是趣味科学读物。在半个多世纪以来，其作品深受欧美以及中国读者的欢迎，被翻译成多国语言在世界各地再版无数次，至今依然在全球范围再版发行，深受全世界读者的喜爱。北京市育英学校数学教师，特级教师杨梅、北京市海淀区教师进修学校物理教研员，高级教师李俊鹏、河北省隆尧县实验中学物理教师，高级教师张虎岗、北京市育英学校，小学部和初中部任教数学学科高级教师贾艳菲、北京市育英学校，化学奥林匹克竞赛教练化学骨干教师梁国兴、北京市育英学校青年地理教师，天文奥林匹克竞赛优秀指导教师李轩。等众多国内各类教育名家倾情推荐。★让为读者匹配相应的几何学趣味游戏、趣味课堂我们精心为读者提供精彩的几何学游戏，趣味课堂，让孩子更有趣地学习和体验几何学。让孩子真正感受到“几何，原来可以这么简单、自然、好玩！”

这是一本讲述天文学基础知识的趣味科普经典。别莱利曼介绍了天文学最基本的相关内容，他在对平时司空见惯的天文现象赋予了新颖有趣的解读的同时，还着力于用一些最基本的计算来证明它们。即使是最简单的问题，也会给出你意外的答案。你会发现天文学的神奇魅力，从专业天文学教程中过于艰深的理论和过于专业、复杂的器材而形成的困境中解放出来，轻松地迈进天文学的大门。

 

第一章 地球以及它的运动
两地之间，直线最短？002
经度线长，还是纬度线长？011
阿蒙森的飞艇飞往哪个方向？011
五种常用的计时方法013
白昼的长度019
影子去哪儿了？022
物体的质量是否与物体的运行方向有关？025
如何利用怀表辨别方向？027
神秘的黑昼与白夜031
光与暗的更替033
北极的太阳谜团035
四季始于哪一天？036
关于公转问题的三个假设038
正午还是黄昏，地球距太阳更近？052
如果地球公转轨道的半径增加1米……053
用不同视角观察同一运动055
地球之外的时间059
年和月从何时开始？061
2月有几个星期五？064
名师点评065
第二章 月球和它的运动
如何区别残月和新月？068
画错的月亮070
亲密的“孪生子”：地球和月球072
太阳为何没有将月球吸引过来？075
你看你看，月亮的脸076
是否存在第二个月球？080
为何月球周围没有大气？081
月球到底有多大？084
月球上的神奇风景086
月球上的奇异天象091
月食为何吸引着天文学家？098
日食为何吸引着天文学家？100
日食和月食为何每18年出现一次？105
当地平线上日月同时出现108
关于月食的几个问题109
关于日食的几个问题110
月球上存在着什么天气？112
名师点评115
第三章 行星
我们能在白天看到行星吗？118
表示行星的古老符号119
无法绘制的太阳系122
水星为何没有大气层？125
金星何时最明亮？127
什么是火星大冲？129
行星，还是小太阳？131
消失的土星光环134
天文学中的谜语136
比海王星还要遥远的行星138
什么是小行星？140
阿多尼斯星143
木星的伙伴：“特洛伊英雄”星144
旅行于太阳系中144
名师点评156
第四章 恒星
“恒星”的命名160
为何只有恒星会眨眼？162
在白天能看到恒星吗？164
什么是“星等”？166
用代数学看星等168
用望远镜观测星星172
太阳和月球的星等173
太阳和恒星的真实亮度176
最亮的恒星178
各大行星在地球上和其他星球上的星等179
为什么望远镜不能放大恒星？182
如何测量恒星的直径？185
令人惊异的数字189
物质之重190
恒星为何叫“恒”星？196
天体距离的计量单位199
与太阳距离最近的恒星系统203
宇宙中的比例尺206
名师点评208
第五章 万有引力
向上直射的炮弹212
物体质量在高空中的变化216
圆规画出的行星轨道219
假如行星撞向太阳224
从天而降的铁砧227
何为太阳系的边界？228
儒勒·凡尔纳的错误229
如何称出地球的质量？230
地球的内核233
如何计算太阳和月球的质量？234
如何计算行星的质量和密度？237
重力在月球和行星的变化239
天体上神奇的重力241
行星内部的重力变化242
轮船的质量变化245
月球是否会影响气候？250
名师点评253

     第一章 地球以及它的运动 两地之间，直线最短？ 小学课堂上，一位数学老师用粉笔在黑板上画出了两个点，并提问：“有谁可以画出这两点之间的最短距离？”有一位同学举手，并走上讲台。他接过老师手中的粉笔，略加思索之后，在这两点之间连出了一条曲线。 这位老师感到很诧异，也很生气。他问这位学生：“我们明明讲过‘两点之间，直线最短’！你为什么连出了一条曲线呢？” 学生则回答：“这是我爸爸教给我的，他是个公交车司机。” 同学们，你们是赞同这位老师的说法，还是这位学生的说法呢？在下面的图1中，相信很多同学已经知道，图中标为虚线的那条曲线，就是由好望角抵达澳大利亚最南端的最短航线。而图2中那条标为实线的曲线，则是由日本横滨抵达巴拿马运河的最短航线。由此看来，我们必须要认同那位学生的观点了。 如果你觉得我是在开玩笑的话，我可以向你证明：我所说的一切，都已经经过地图测绘员的测绘，被验证为事实了。 那么，这个问题究竟该如何解释？这时候就必须提到我们在日常生活中经常见到的地图，以及航海员工作时所推荐的航海图了。关于这两种图，有一个基本常识：地球是一个球体。也就是说，它的任何一个部分，都无法被人为延展成一个中间既不重叠，又不破裂的平面图。所以，没有人能够在一个平面上接近真实地画出某一块陆地。故而在绘制地图和航海图时，人们就会对图中的事实进行一定程度的歪曲。从某种意义上说，想要找到一张没有经过歪曲和变形的地图，是根本不可能的。 接下来我们来说说航海图。提到它，就不能不提到一个人：生活在16世纪的荷兰地理学家墨卡托，他发明了航海图的绘制方法。如今，我们将这种绘制方法称作“墨卡托投影法”。如图2所示，这张航海图上布满了格子，每个人都很容易看懂。上面的每一条纬度线都是横向的、彼此平行的直线，而经度线则以与它们垂直的条条直线来表示。 那么，我们就可以提出以下问题：在同一纬度上，如何找到两个港口之间的最短航线？你可能下意识地认为，那一定是这两个港口之间的纬度线。由于地图上的纬度线全部都是直线，而根据“两点之间，直线最短”的定理，这个问题便迎刃而解。然而，我必须很遗憾地告诉你：答错了。这条纬度线并不是我们要找的最短航线。 实际上，在一个球体的表面，两点之间的最短距离并不是它们所连成的直线，而是经过这两个点的一个球大圆（在球体表面上，我们把圆心与球心重合的圆称为球大圆）上面的弧线。这条球大圆弧线的曲率，小于经过这两点的其他任何一条弧线（这些弧线所在的圆被称为小圆）的曲率。并且，球大圆弧线的曲率与球体的半径成反比。所以，在地图或航海图上呈现为一条条直线的纬度线，实际上都是地球上的一个个小圆，这也就意味着，同一纬度线上的两点之间，其最短距离并不等于纬度线。 我们可以通过图3的实验来证明这一点。在一个地球仪上标出任意两点，用一条线绕着地球仪将这两点相连，再将这条线拉紧，就会发现，这条线与纬度线根本就不重合。在图中我们可以发现，这条被拉紧的线才是这两点间的最短距离，而它并不是地球仪上的任何一条纬度线。这是因为，在地图上，我们用直线来表示地球上一条条弯曲的纬度线。而反过来说，地图上任何一条不与直线重合的线都是曲线。于是，我们就能明白，为什么航海图上两点之间的最短距离是曲线而不是直线了。 我们可以再举一个例子加以说明。许多年以前，在俄国爆发过一场巨大的争论。人们想在圣彼得堡和莫斯科之间修建一条铁路（即尼古拉铁路，又称十月铁路），但并不知道这条铁路究竟应该是直线还是曲线。最终，沙皇尼古拉一世亲自出面，结束了这场争论：这条铁路应该是一条直线，而不是一条曲线。我们可以想见，如果说尼古拉一世当年得到了像图2一样的一张地图，他就不会这么认为了。他肯定会说，这条铁路应该是曲线，而不是直线。 此外，我们还可以通过数学计算来进行更为严密的论证。 我们已经知道，在地图上曲线航道要比直线航道短。假设有这样两个港口，它们之间的距离是60°，并且与圣彼得堡同时位于北纬60°线上。至于地球上有没有这样真实的两个港口，并不是我们在此要考虑的问题。在图4中，O点代表地心，A和B则分别代表上述的两个港口，经过A、B两点的弧线是它们所处的纬度线，其弧长为60°，点C则是这条纬度线的圆心。我们以地心O为圆心，经过A和B画一个球大圆，就可以看出，球大圆的半径与球体半径相等，即OA=OB=R。在图上，这个球大圆的弧线与A和B所处的纬度线已经十分地接近，但它们并非同一条线。同时，我们还可以通过公式，计算出每一条弧线有多长。已知A和B同时位于北纬60°线上，所以，地球半径OA和OB与地轴OC的夹角分别都是30°。然而在Rt△ACO中，30°角所对应的AC边长（即北纬60°纬线圈的半径）应等于大弦半径AO的一半，即r=R/2。而AB（上文已知为60°）的长度，应为北纬60°线（共360°）总体长