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仙女星系，距离300万光年 人们怎样去研究如此遥远的天体？ 第一章 恒星的观测 §1.1 辐射基本知识 §1.2 恒星的距离和大小 §1.3 恒星的星等 §1.4 恒星的光谱和赫罗图 §1.5 双星和恒星质量 §1.1 辐射基本知识 1. 电磁辐射 人们获得天体信息的渠道主要有四种： 电磁辐射(electromagnetic radiation) 宇宙线(cosmic rays) 中微子(neutrinos) 引力波(gravitational wave) 电磁辐射是其中最为重要的一种。 电磁辐射是以变化的电磁场传递能量、具有特 定波长和强度的波（波动性）。 波长范围：＜0.01Å – 30 m − 10 1 Ångstrom 10 m (波长λ) ×(频率ν) 光速c 3 ×1010 cms-1 根据波长由长到短，电磁辐射可以分为 射电、红外、光学、紫外、X射线和γ射 线等波段，可见光又可分解为七色光。 电磁辐射由光子构成（粒子性） 光子的能量与频率（或颜色）有关：频率越高 （低），能量越高（低）。 E = hν, −27 -1 其中Planck 常数h = 6.63 ×10 erg s Max Planck Albert Einstein 2. 黑体辐射(blackbody radiation) 黑体(blackbody) 能吸收所有的外来辐射（无反射）并 全部再辐射的理想天体。 黑体辐射(blackbody radiation) 具有特定温度的黑体的热辐射。 大部分正常恒星的辐射可以近似地用 黑体辐射来表示。 Planck定律 温度为T的黑体在单位面积、单位时间、 单位频率内、向单位立体角发射的能量 为 3 2hν 1 B (T) ν c2 (ehν /kT −1) 不同温度黑体的辐射谱 Wien定律 黑体辐射最强处的波长λ 与温度之间 peak 的关系为 λpeak T ＝0.29 (cm K) 高温黑体主要辐射短波，低温黑体主要 辐射长波。 Gas Example: cloud Radiation from various objects Young with different star temperature Sun Cluster 同一天体的不同波段的辐射来自不同（温 度）的区域和物理过程。 Example 1: The Sun 光学 紫外