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1、第一章 地球的宇宙环境,第一节 人类认识的宇宙 第二节 太阳和太阳系 第三节 恒星和四季星空 第四节 恒星的演化（略）,第一节 人类认识的宇宙,一、人类对宇宙的认识过程,古代：“盖天说”天圆如张盖，地方如棋盘 “浑天说”天如鸡蛋，地似蛋中黄,初级阶段： 托勒密“地心体系”（多克斯、亚里士多德）,近代： 哥白尼“日心体系”（布鲁诺、伽利略等）； 开普勒运动三定律轨道、面积速度和 周期定律 ； 牛顿发现万有引力定律，对开普勒三定律作修正,现代：宇宙大爆炸,认为宇宙是从密到稀，从热到冷 不断膨胀的一种宇宙学说。,(科学六下-3),哥白尼的“日心说”示意图,天体：宇宙间所有物质的总称,恒星由炽热气体组
2、成能自行发光的球状天体。 行星绕恒星运行不发可见光的天体。 卫星绕行星运行质量较小的天体。 彗星由冰物质组成绕恒星运行拖着尾巴的天体。 流星体质量小绕恒星运行轨道多样，当进入地球 大气因摩擦生热燃烧发光，为流星现象。大流星 体未燃尽降落到地面为陨星。 星云空间气体和微粒组成的星际云，体积、质量 大，密度小，形状不一亮度不等。 星际物质恒星之间的物质，包括星际气体、尘埃 磁场、宇宙线等。 人造天体如人造卫星、宇航器（宇宙飞船）、空 间站等。,二、天体,天体系统,由互有引力联系的若干天体组成的集合体。,总星系 （目前观测的 宇宙部分）,银河系,河外星系,太阳系,恒星系统,地月系,行星-卫星系统,星
3、系群 星系团 超星系团等,时间尺度：100-150亿年 空间尺度：130-150亿光年 宇宙中长度单位：一个天文单位、 光年、1秒（百秒、千秒）差距等,1pc=3.2616光年,河外星系,旋涡星系,仙女座大星云,地球是宇宙中的一个地方，但决不是唯一的地方，也不是一个典型的地方。任 何行星、恒星或星系都不可能是典型的，因为宇宙中的大部分是空的。唯一典型的地方在广袤、寒冷的宇宙真空之中，在星际空间永恒的黑夜里。相比之下，行星、恒星和星系就显得特别稀罕而珍贵。 卡尔.萨根,选自宇宙,三、天球,1、天球概念 以观测者为中心，以任意长为半径的假想的球。 任何天体，不论多遥远，在天球上总有它的投影。,2、
4、天球上的基本圈、点和坐标,地平圈,天顶,子午圈,子午圈,北天极,地平坐标系： （高度、方位） 赤道坐标系： （赤纬、赤经） 24时 黄道坐标系： （黄纬、黄经）,3、天球坐标,太阳系 是太阳、行星及卫星、小行星、彗星、流星体和行 星际物 质构成的天体系统。,行星,小行星,第二节 太阳和太阳系,太阳 是太阳系的中心天体。,卫星,彗星 流星 陨星 行星际物质,巨行星 木星和土星,类地行星 水星、金星、地球、火星,远日行星 天王星、海王星 (冥王星),同向性 共面性 近圆性,太阳的能量,太阳的热核反应 4H He,太阳辐射和质量损耗 以电磁波的形式向四周放射能量。 太阳常数： 8.24J/cm2.m
5、in,太阳活动与黑子周期 太阳大气可分： 光球黑子 色球耀斑、日珥 日冕太阳风,对地球的影响,电离层的扰动,地球磁场的影响(磁暴),地球气候的影响等,核心,太阳 黑子 群,光球层,色球层,日珥,辐射区,对流区,寿命100亿年,太阳的基本参数,半径：69.599万 km 质量：约 1.989 1030千克 表面温度约为 6000 k 中心温度 约 1.5 107 k 中心密度：约160克/厘米3 中心压力：约2.5 108帕 年龄：5 亿 年 （见）,太阳,太阳常数,大气圈,大气上界,8.24J/cm2.min,约1.5亿千米,太阳辐射与太阳常数,一年中太阳给地球的热量累计相当于1001016
6、KW.h电，是目 前全世界总发电量的几十万倍。,1874 1880 1890 1900 1910年,太阳赤道,北纬,南纬,黑子群在日面上的分布图,40 30 20 10 10 20 30 40,黑子周期 平均长度 11.1年,耀斑爆发，可以在一二十分钟 内释放出相当于100亿颗氢弹爆 炸的能量。,耀斑和日饵,日冕,水星,金星,地球,火星,类地行星,木星,巨行星,土星,天王星,海王星,远日行星,1930年美国天文学家汤博发现的冥王星,06年8月24日国际天文学联合会大会在捷克首都布拉格投票表决， 通过了新的行星定义，冥王星被排除在行星行列之外，而将其列 入“矮行星” 。,根据国际天文学联合会大会
7、通过的新定义 行星指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体 力而使天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他 物体。 矮行星与之比较，所在轨道范围的邻里关系不清楚。,根据行星最新定义，在太阳系传统的九大行星中，只有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星符合这些要求。冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的行星定义，因此被自动降级为“矮行星”。新定义意在弥合传统的行星概念与新发现的差距。,谷神星,卡戎星,2003UB313齐娜,小行星分布在火星和木星之间绕太阳公转。直径大多小于60-70km，共有几十万颗，有7625颗已正式编号（截止1997年4月22日）。最大的一颗称为谷神星
8、，直径约为760km。,卫星是围绕行星运行的天体。 行星中卫星的分布如下： 木星有6颗， 土星有颗， 天王星有7个， 海王星有个， 火星有2个， 地球1个， 水星和金星没有。,月球,彗星,彗星是质量、密度 小的“脏雪球”，迄今 为止已知的有1600多 颗，每年能观测到约 10颗，新发现的占50%。 其运行轨道有抛物线、 双曲线和椭圆三种类型。 著名的哈雷彗星就属椭圆 轨道，其运行周期为76年。 当接近太阳时，在太阳辐射 作用下，分解成彗头和彗尾， 状如扫帚，周期性地出现。,彗头,彗尾,流星,行星际空间中的尘粒和固体块以很高的速度（72-11km/s)闯入地球大气圈同大气摩擦燃烧而产生的光迹，称
9、为流星。未燃尽的流星体坠落到地面，就是陨石。陨石有石陨石与铁陨石之分。,行星际物质：极其稀薄。太阳系内密度分布不均，在地球轨道附近的平均密度为5个正离子加5个电子每立方厘米。,九 大行星有关参数 表1-1,行星的基本参数,逃逸速度 水星为4.3 km/s 金星为10.3 km/s 地球为11.2 km/s 火星为5.1 km/s,类木行星 逃逸速度高出地球的2-5倍。,大行星的大气圈成分中，惟独地球大气中氧含量高达21%，且在一定高度形成臭氧层，为高级动、植物生存、发展提供良好基础。,是一颗适于生物生存和繁衍的行星,地球的宇宙环境 地球自身条件,与太阳距离适中 体积和质量适中 自转公转周期适中
10、 地内圈层分异,地球,太阳系较稳定 太阳自身的稳定 行星各行其道 行星际空间稳定,第三节 恒星和四季星空,在晴朗的夜晚，仰首观看满天闪烁的繁星，“牛郎织女”、“七仙女下凡”等故事，是中国民间流传很广、很感人的关于星星的神话；而“王族星座”、“宝瓶与南鱼”和“室女”等，则是古希腊著名的星座神话故事。,由于恒星的相互位置看起来是不变的，但随着地球的自转与公转，它们在不同的时候出现在天空的方位是不同的。,一、恒星概述,由于恒星离我们都相当遥远，所以对恒星的观测和研究比对太阳系内的天体研究要困难得多。但是，天文学家们经过一代一代人前仆后继的努力还是对恒星的结构、物理特性、化学成分、演化过程、运动规律和
11、空间分布等，有了较为完整的认识。 在众多的恒星大家族中分别表现出高温、高压、超密态、强磁场和强辐射等许多极端的物理特性，在地球上都是不可想象的。,特点 远、动； 如比邻星人马座a星（4.2光年）,十万年前,大熊星座（北斗七星）,现在,十万年后,恒星并不恒,二、星座,人们用想象的线条将 星星连接起来，构成 各种图案，连同它们 所在的天空区域，叫 做星座。 （1922年国际天文学 会，规定全天有88个 星座）,中国古代三垣（紫薇垣、太薇垣和天市垣）二十八宿（东方 苍龙-青、北方玄武-黑、西方白虎-白、南方朱雀-红）,星图,黄道十二 星座,轩辕十四,心宿二,*南鱼座-北落师门,毕宿五,星体 目视星等
12、 绝对星等 太阳 -26.7 4.8 月球 -13 不适用 （满月） 金星 -4.6 不适用 （最亮时） 天狼星 -1.45 1.43 （全天最亮恒星） 织女星 0.03 0.5 牛郎星 0.77 2.19,三、星等,光度绝对星等 亮度视星等,三、观察工具,活动星图,天球仪,注意：使用星图时， 我们须要把星图高 举，仰望。你可有 留意，星图上的东 西方向和普通地图 相反。,四季星空,星空的变化,日变化不同时间，星座不同（自转） 年变化四季星空不同（公转）,春季星空（4月中旬晚9时）,春季： 参横斗转 狮子怒吼 银河回家 双角东守,夏季星空（7月中旬晚9时）,夏季： 星斗满天 银河纵贯 天蝎南卧 两斗想遥,秋季星空（10月中旬晚9时）,秋季： 星座搭接 飞马腾空 王族耀眼 仙马四角,冬季星空（1月中旬晚9时）,冬季： 热闹多姿 猎户威武 手牵两犬 棒打金牛,实验一：天球仪的使用（P60）,实验目的：,熟悉天球仪的构造，了解天球的各种坐标和天体 的相对位置； 2. 用天球仪模拟天体的周日、周年视运动，感受四 季星空的变化。,实验二人一组，对天球仪进行纬度、方位、时间调 整后就可操作了。,在晴朗的夜晚，观察当地当时的星空态势。 写出实验报告。要求写明实验名称、实验目的、 仪器或工具、实验步骤和过程、实验体会和感受等， 并二人签名。,
