太阳系的形成和恒星的演化 浙教版科学九年级下册课件

浙教版科学九年级下册2022版课件浙 教 版 九 下 1.2太阳系的形成和恒星的演化太阳系的形成和恒星的演化 大爆炸后，宇宙中的物质分别形成各个星系，气体大爆炸后，宇宙中的物质分别形成各个星系，气体和尘埃布满了各个星系。那么，太阳系是怎样形成的？和尘埃布满了各个星系。那么，太阳系是怎样形成的？太阳等各种恒星诞生后，还会发生变化吗？恒星真的永太阳等各种恒星诞生后，还会发生变化吗？恒星真的永恒不灭吗？恒不灭吗？18 18世纪，天文学家在对太阳系的研究中，发现许多行星的世纪，天文学家在对太阳系的研究中，发现许多行星的运动有一些共同特点。运动有一些共同特点。仔细阅读下图仔细阅读下图 ，并说明太阳系的行星的公转方向和太阳，并说明太阳系的行星的公转方向和太阳的自转方向有什么关系？的自转方向有什么关系？阅读与思考阅读与思考一、太阳系的形成一、太阳系的形成（一）太阳系的特点：（一）太阳系的特点：八大行星绕太阳公转的平面大多接近八大行星绕太阳公转的平面大多接近同一平面同一平面。同向性同向性太阳系的行星绕太阳太阳系的行星绕太阳公转公转方向和方向和太阳自转方向一致太阳自转方向一致。共面性共面性 近圆性近圆性行星绕太阳公转轨迹基本上是行星绕太阳公转轨迹基本上是圆形圆形或或椭圆形椭圆形。根据行星公转的特点，可以推导如果它与太阳系形成有根据行星公转的特点，可以推导如果它与太阳系形成有关，就可以作为关，就可以作为。1、“康德康德拉普拉斯星云说拉普拉斯星云说”（3 3）学说观点：）学说观点：太阳系是一块星云收缩形成的太阳系是一块星云收缩形成的。星云是由。星云是由气体和尘埃物质组成的巨大云雾状天体，它的气体和尘埃物质组成的巨大云雾状天体，它的直径大多可达十几光年。直径大多可达十几光年。（1 1）学说创立时间：）学说创立时间：（2 2）学说创立者：）学说创立者：（4）形成过程推理：形成过程推理：原始的太阳星云是一个扁平的、自转的气体尘埃圆盘。原始的太阳星云是一个扁平的、自转的气体尘埃圆盘。5050亿年亿年前原始太阳星云因万有引力作用而收缩凝前原始太阳星云因万有引力作用而收缩凝聚聚。凝聚的星云，绕着中轴旋转，形成中间增厚的大园盘（盘状凝聚的星云，绕着中轴旋转，形成中间增厚的大园盘（盘状星云阶段）。转盘内的元素通过衰变释放出能量，这些能量贮存在圆星云阶段）。转盘内的元素通过衰变释放出能量，这些能量贮存在圆盘深处。盘深处。继续旋转，盘面形成几个同心圆的圆环（早期太阳形成阶继续旋转，盘面形成几个同心圆的圆环（早期太阳形成阶段）。段）。离中心几个天文单位之内的内盘，温度高达离中心几个天文单位之内的内盘，温度高达20002000以上。尘埃粒子蒸以上。尘埃粒子蒸发了，以至于内盘完全是气体。发了，以至于内盘完全是气体。（5 5）星云学说推论的重要依据：星云学说推论的重要依据：只有太阳和太阳系的行星形成于同一个旋转的星云云盘，太只有太阳和太阳系的行星形成于同一个旋转的星云云盘，太阳的自转方向和太阳系的行星的公转方向才会一致；阳的自转方向和太阳系的行星的公转方向才会一致；形成太阳系的行星的物质来源于同一个扁平的星云云盘，才形成太阳系的行星的物质来源于同一个扁平的星云云盘，才导致太阳系的行星的公转轨道几乎位于同一平面上。导致太阳系的行星的公转轨道几乎位于同一平面上。把准备好的沙子分成三堆，分别制作太阳系形成三个阶段把准备好的沙子分成三堆，分别制作太阳系形成三个阶段的模型：的模型：1 1圆盘状星云阶段。圆盘状星云阶段。2 2早期太阳形成阶段。早期太阳形成阶段。3 3行星形成阶段。行星形成阶段。虽然虽然“星云说星云说”能描述太阳系的形成过程，但还有不少现象无法能描述太阳系的形成过程，但还有不少现象无法解释，有待于进一步研究解决。除了解释，有待于进一步研究解决。除了“星云说星云说”，关于太阳系的形成，关于太阳系的形成还有其他假说。还有其他假说。例如，例如，“灾变说灾变说”认为：地球等行星的物质是因为某种偶然的巨认为：地球等行星的物质是因为某种偶然的巨变（如另一颗恒星接近太阳或与太阳相撞）而从太阳中分离出来的。变（如另一颗恒星接近太阳或与太阳相撞）而从太阳中分离出来的。2、其他假说、其他假说“灾变说灾变说”主要包括：主要包括：杰弗里斯的杰弗里斯的 碰撞说碰撞说：另一颗恒星与太：另一颗恒星与太阳擦边相碰，碰出的物质形成了行星系阳擦边相碰，碰出的物质形成了行星系;里特顿等人的里特顿等人的 双星说双星说：太阳是双星的：太阳是双星的一个子星，这对双星因受第三颗恒星作用，分一个子星，这对双星因受第三颗恒星作用，分出物质，形成行星系出物质，形成行星系;霍伊尔等人的霍伊尔等人的 超新星说超新星说：太阳的伴星是超新星，它爆发出的：太阳的伴星是超新星，它爆发出的一部分物质被太阳俘获。一部分物质被太阳俘获。三、恒星的演化三、恒星的演化1 1、恒星、恒星 恒星是能自发光、发热的球状或类球状天体。恒星是能自发光、发热的球状或类球状天体。恒星是在相对小的体积内积聚大量的气体而构成的。恒星是在相对小的体积内积聚大量的气体而构成的。2 2、恒星是演化的、恒星是演化的 恒星的演化就是一颗恒星诞生、成长、成熟到衰老、死亡的过恒星的演化就是一颗恒星诞生、成长、成熟到衰老、死亡的过程，是一个十分程，是一个十分缓慢的过程缓慢的过程。现代天文学认为恒星的演化开始于星云。现代天文学认为恒星的演化开始于星云。恒星是如何形成的，又是如何演化的？恒星是如何形成的，又是如何演化的？3 3、恒星的演化历程、恒星的演化历程恒星的演化始于星云星云原恒星（幼年期）当核心收缩到类似于太阳大小时，核心成为原恒星主序星（成年期）原恒星不断收缩，引发氢燃烧，恒星成为一颗主序星读下图，请你找出恒星的寿命与质量有什么关系。读下图，请你找出恒星的寿命与质量有什么关系。恒星不会永久存在，质量越大，寿命越短；质量越小,寿命越长。4 4、恒星演化的不同阶段形态各异、恒星演化的不同阶段形态各异红巨星红巨星：表面温度比太阳低，但体积比太阳大，亮度比太阳高。：表面温度比太阳低，但体积比太阳大，亮度比太阳高。行星状星云行星状星云：质量体积比太阳大，但亮度较暗。：质量体积比太阳大，但亮度较暗。超新星超新星：亮光相亮光相当于当于1010亿颗亿颗太太阳阳白矮星白矮星、中子星中子星、黑洞黑洞：体积小、亮度低，但质量大、密度极高。：体积小、亮度低，但质量大、密度极高。恒星比较：恒星比较：大质量大质量恒恒 星星超红超红巨星巨星超新星超新星中子星中子星黑黑 洞洞（1）大质量恒星的演化123456星星云云黑矮星黑矮星星星云云太阳太阳红巨星红巨星白矮星白矮星 太阳的光和热是靠太阳内部的氢核发生核聚变而产生的，太阳的内部在不断地消太阳的光和热是靠太阳内部的氢核发生核聚变而产生的，太阳的内部在不断地消耗氢。耗氢。进入成年阶段的太阳（进入成年阶段的太阳（）大约可以维持）大约可以维持100100亿年的稳定状态。大约亿年的稳定状态。大约5050亿年亿年后，太阳将进入晚年期。后，太阳将进入晚年期。太阳进入晚年期后，当太阳中心缺少足够的氢时，太阳的球核将开始收缩，太阳太阳进入晚年期后，当太阳中心缺少足够的氢时，太阳的球核将开始收缩，太阳外层的氢继续变成氦，星体急剧扩大，变成红色，形成外层的氢继续变成氦，星体急剧扩大，变成红色，形成红巨星红巨星。它将膨胀到接近火星。它将膨胀到接近火星轨道，这一过程将吞噬水星、金星、地球，预计太阳在红巨星阶段将大约持续轨道，这一过程将吞噬水星、金星、地球，预计太阳在红巨星阶段将大约持续1010亿年亿年时间，亮度将升高到今天的近时间，亮度将升高到今天的近1 1万倍。万倍。红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成行星状星云，它的核聚变过红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成行星状星云，它的核聚变过程中形成的一些物质将进入星际介质参与再循环，而球核进一步收缩，形成体积极小、程中形成的一些物质将进入星际介质参与再循环，而球核进一步收缩，形成体积极小、密度很高的密度很高的白矮星白矮星。最后，它将慢慢。最后，它将慢慢“熄灭熄灭”，形成一颗看不见的，形成一颗看不见的黑矮星黑矮星，最终变成，最终变成星云星云的一部分，进入新的循环。的一部分，进入新的循环。（2）太阳的一生成年太阳红巨星白矮星黑矮星星云一部分 质量小于质量小于0.80.8太阳质量的恒星，会因自然的原因死亡，因为这类恒星太阳质量的恒星，会因自然的原因死亡，因为这类恒星的寿命大于的寿命大于140140亿年，至今宇宙中还没有一颗耗尽了热核燃料补给的小恒亿年，至今宇宙中还没有一颗耗尽了热核燃料补给的小恒星。星。所有质量低于所有质量低于8 8倍太阳质量的恒星最终会演化为红巨星，它们能在几倍太阳质量的恒星最终会演化为红巨星，它们能在几百万年内把红巨星的外层大部分吹散。大于百万年内把红巨星的外层大部分吹散。大于8 8倍太阳质量的大质量恒星进倍太阳质量的大质量恒星进入晚年后体积会急剧变大，有的半径达到约太阳的入晚年后体积会急剧变大，有的半径达到约太阳的10001000倍，形成超红巨倍，形成超红巨星星 ，随后爆发成超新星。，随后爆发成超新星。超新星爆炸后可能会形成一种体积很小、密度极大的星核，称为超新星爆炸后可能会形成一种体积很小、密度极大的星核，称为“中子星。中子星。质量更大的恒星爆炸后将形成黑洞。黑洞的密度非常巨大，强大质量更大的恒星爆炸后将形成黑洞。黑洞的密度非常巨大，强大的引力使任何物质、甚至光都无法逃脱它的吸引。因此，远处的观测的引力使任何物质、甚至光都无法逃脱它的吸引。因此，远处的观测者无法看到来自黑洞的光。虽然人们看不见黑洞，但科学家能测出黑者无法看到来自黑洞的光。虽然人们看不见黑洞，但科学家能测出黑洞的存在。洞的存在。主序星的质量大小决定了它们日后的演化历程。主序星的质量大小决定了它们日后的演化历程。中子星中子星黑洞黑洞主主序序星星太阳太阳红巨星红巨星白矮星白矮星黑矮星黑矮星大恒星大恒星超红巨星超红巨星超新星超新星恒恒星星星星云云 恒星在生命的最后时刻，都会不断地向四周抛出物质。这些恒星在生命的最后时刻，都会不断地向四周抛出物质。这些物质自由地在太空中扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的恒星星云。物质自由地在太空中扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的恒星星云。中 子 星 和 黑 洞欣欣 赏赏 中子星，又名波霎。中子星是处于演化后期的恒星。当老年恒星中子星，又名波霎。中子星是处于演化后期的恒星。当老年恒星的质量大于的质量大于8 倍太阳质量时，它就有可能变为中子星，而质量小于倍太阳质量时，它就有可能变为中子星，而质量小于8倍倍太阳质量的恒星往往只能变化为一颗白矮星。中子星并不是恒星的最太阳质量的恒星往往只能变化为一颗白矮星。中子星并不是恒星的最终状态，它还会进一步演化为不发光的黑矮星。终状态，它还会进一步演化为不发光的黑矮星。中子星小得出奇，典型的中子星直径中子星小得出奇，典型的中子星直径只有只有20千米，但密度大得惊人，千米，但密度大得惊人，1厘米厘米3达达到到1亿吨甚至达到几十亿吨，且由于巨大的亿吨甚至达到几十亿吨，且由于巨大的质量产生了巨大的引力，就连光线都是呈质量产生了巨大的引力，就连光线都是呈抛物线挣脱。抛物线挣脱。中子星的能量辐射是太阳的中子星的能量辐射是太阳的100 100 万倍，它在万倍，它在1 1 秒钟内辐射的秒钟内辐射的总能量若全部转化为电能，就够目前我们地球用几十亿年。中子星总能量若全部转化为电能，就够目前我们地球用几十亿年。中子星的表面温度可达到的表面温度可达到1000 1000 万万，中心温度还要高数百万倍。，中心温度还要高数百万倍。根据一些学者的估计，在我们太阳系所在的银河系内，中子根据一些学者的估计，在我们太阳系所在的银河系内，中子星的总数至少在星的总数至少在20 20 万颗以上。万颗以上。脉冲星的中心压力可达到脉冲星的中心压力可达到1101102828个大气压，比地心压力强个大气压，比地心压力强3103102121倍，比太阳中心强倍，比太阳中心强3103101616倍。压力如此之大，电子