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1、学习目标：学习目标：1、知道托勒密的、知道托勒密的“地心说地心说”和哥白尼的和哥白尼的“日心说日心说”宇宙宇宙 体系体系2、大致了解地心说与日心说的历史进步性与局限性、大致了解地心说与日心说的历史进步性与局限性3、了解太阳系形成的主要学说、了解太阳系形成的主要学说星云说星云说4、了解科学假说的时代局限性、了解科学假说的时代局限性5、感悟科学家科学探究的历程、感悟科学家科学探究的历程 学习重点：学习重点：地心说与日心说；地心说与日心说；太阳系形成的主要学说太阳系形成的主要学说星云说星云说第2节1、从、从“地心说地心说”到到“日心说日心说”希腊科学家希腊科学家托勒密托勒密地心说地心说地球是宇宙的中
2、心地球是宇宙的中心波兰天文学家波兰天文学家哥白尼哥白尼 日心说日心说地球和行星是绕太阳转动的地球和行星是绕太阳转动的 哥白尼的哥白尼的日心说日心说 1543年，波兰天文学家哥白尼在临终时年，波兰天文学家哥白尼在临终时发表了一部具有历史意义的著作发表了一部具有历史意义的著作天体天体运行论运行论，完整地提出了，完整地提出了“日心说日心说”理论。理论。这个理论体系认为，太阳是行星系统的中心，这个理论体系认为，太阳是行星系统的中心，一切行星都绕太阳旋转。地球也是一颗行星，一切行星都绕太阳旋转。地球也是一颗行星，它上面像陀螺一样自转，一面又和其他行星它上面像陀螺一样自转，一面又和其他行星一样围绕太阳转动
3、。一样围绕太阳转动。 日心说把宇宙的中心从地球挪向太阳，这日心说把宇宙的中心从地球挪向太阳，这看上去似乎很简单，实际上却是一项非凡的创看上去似乎很简单，实际上却是一项非凡的创举。哥白尼依据大量精确的观测材料，运用当举。哥白尼依据大量精确的观测材料，运用当时正在发展中的三角学的成就，分析了行星、时正在发展中的三角学的成就，分析了行星、太阳、地球之间的关系，计算了行星轨道的相太阳、地球之间的关系，计算了行星轨道的相对大小和倾角等，对大小和倾角等，“安排安排”出一个比较和谐而出一个比较和谐而有秩序的太阳系。这比起地心说，不仅在结构有秩序的太阳系。这比起地心说，不仅在结构上优美和谐得多，而且计算简单。
4、更重要的是，上优美和谐得多，而且计算简单。更重要的是，哥白尼的计算与实际观测资料能更好地吻合。哥白尼的计算与实际观测资料能更好地吻合。因此，日心说最终代替了地心说。因此，日心说最终代替了地心说。 在中世纪的欧洲，托勒密的地心说一直占有统在中世纪的欧洲，托勒密的地心说一直占有统治地位。因为地心说符合神权统治理论的需要，它治地位。因为地心说符合神权统治理论的需要，它与基督教会所渲染的与基督教会所渲染的“上帝创造了人，并把人置于上帝创造了人，并把人置于宇宙中心宇宙中心”的说法不谋而合。如果有谁怀疑地心说，的说法不谋而合。如果有谁怀疑地心说，那就是亵渎神灵，大逆不道，要受到严厉制裁。日那就是亵渎神灵，
5、大逆不道，要受到严厉制裁。日心说把地球从宇宙中心驱逐出去，显然违背了基督心说把地球从宇宙中心驱逐出去，显然违背了基督教义，为教会势力所不容。为了捍卫这一学说，不教义，为教会势力所不容。为了捍卫这一学说，不少仁人志士与黑暗的神权统治势力进行了前仆后继少仁人志士与黑暗的神权统治势力进行了前仆后继的斗争，付出了血的代价。意大利思想家布鲁诺，的斗争，付出了血的代价。意大利思想家布鲁诺，为了维护日心说，最终被教会用火活活烧死；意大为了维护日心说，最终被教会用火活活烧死；意大利科学家伽利略，也因为支持日心说丽被宗教法庭利科学家伽利略，也因为支持日心说丽被宗教法庭判处终身监禁；开普勒、牛顿等自然科学家，都为
6、判处终身监禁；开普勒、牛顿等自然科学家，都为这场斗争作出过重要贡献。这场斗争作出过重要贡献。 这一论断已经被各种间接证据证实，比如过去这一论断已经被各种间接证据证实，比如过去10年中，天文学家通过间接手段在太阳系外发年中，天文学家通过间接手段在太阳系外发现了近现了近150颗行星，它们所在的恒星系统与太颗行星，它们所在的恒星系统与太阳系类似。阳系类似。哥白尼哥白尼“日心说日心说”的关键在于它否认了地球是宇的关键在于它否认了地球是宇宙的中心，科学地阐明了天体运行的现象，为认宙的中心，科学地阐明了天体运行的现象，为认识地球的起源奠定了基础。识地球的起源奠定了基础。当然，科学的发展表明，太阳也不是宇宙
7、的中心，当然，科学的发展表明，太阳也不是宇宙的中心，太阳系只不过是宇宙大家庭中的普通一员。太阳系只不过是宇宙大家庭中的普通一员。2005年年4月月4日德国天文学家最近利用日德国天文学家最近利用“斯皮策斯皮策”红外望远镜，第一次捕捉到太阳系外行星的红外望远镜，第一次捕捉到太阳系外行星的图像，直接证明了太阳系外有行星围绕恒星运图像，直接证明了太阳系外有行星围绕恒星运行的推测。被拍照的这颗行星还很年轻，质量行的推测。被拍照的这颗行星还很年轻，质量是木星的两倍，环绕它所在的是木星的两倍，环绕它所在的“GQ卢皮卢皮”恒星恒星运行一周需要约运行一周需要约1200年，两者之间的距离是太年，两者之间的距离是太
8、阳与地球距离的阳与地球距离的100倍以上。这一与太阳系类似倍以上。这一与太阳系类似的天体系统距我们约的天体系统距我们约400光年光年 18世纪，天文学家对太阳系的研究中，世纪，天文学家对太阳系的研究中，发现许多行星的运动有一些共同的特点。发现许多行星的运动有一些共同的特点。结论：结论：理论依据：八大行星绕日运行的特征八大行星绕日运行的特征同向性同向性公转方向与自转方向相同公转方向与自转方向相同共面性共面性公转轨道平面大多接近于同一平面公转轨道平面大多接近于同一平面近圆性近圆性-公转轨道近似于圆公转轨道近似于圆关于太阳系的起源有多种学说，关于太阳系的起源有多种学说，最主要的有两类：最主要的有两类
9、： 一类是星云说一类是星云说，认为太阳系是由一个旋转着，认为太阳系是由一个旋转着的星云在收缩过程中逐渐形成的，的星云在收缩过程中逐渐形成的，18世纪的康德世纪的康德拉普拉斯学说就属于星云学说。拉普拉斯学说就属于星云学说。 另一类是各种另一类是各种“灾变说灾变说”， “灾变说灾变说”认为，认为，地球等行星的物质是因为某种偶然的巨变（如另地球等行星的物质是因为某种偶然的巨变（如另一颗恒星走近或碰到太阳）而从太阳中分离出来一颗恒星走近或碰到太阳）而从太阳中分离出来的。的。“灾变说灾变说”由于缺乏证据而逐渐被抛弃，由于缺乏证据而逐渐被抛弃，20世纪中期以来兴起的新星云说则得到公认。世纪中期以来兴起的新
10、星云说则得到公认。 “康德康德拉普拉斯星云说拉普拉斯星云说”什么是星云？什么是星云？ 星云是由极其稀薄的星云是由极其稀薄的气体气体和和尘埃尘埃组成的，组成的，形状很不规则，似形状很不规则，似云雾状云雾状的的天体天体。 太阳系是由一块星云收缩形成的，太阳系是由一块星云收缩形成的，先形成的是先形成的是太阳太阳，然后，剩余的星云物，然后，剩余的星云物质进一步收缩演化，形成地球等质进一步收缩演化，形成地球等行星行星。星云说内容星云说内容太阳系的形成经历了三个阶段：太阳系的形成经历了三个阶段： （1）星云的压缩）星云的压缩 约在约在50亿年前，银河系中存在一团亿年前，银河系中存在一团云状的缓慢转动的弥漫
11、星际气尘云状的缓慢转动的弥漫星际气尘“太阳星云太阳星云”，星云的质量是现在的太阳，星云的质量是现在的太阳的的12一一20倍。由于其它天体的引力倍。由于其它天体的引力扰动或邻近超新星爆发的冲击波，原太扰动或邻近超新星爆发的冲击波，原太阳星云在自身的引力下开始坍塌收缩，阳星云在自身的引力下开始坍塌收缩，开始收缩时的横宽约为开始收缩时的横宽约为2光年。光年。 （2）原太阳和星云盘的产生）原太阳和星云盘的产生 在收缩过程中，随着星云内部质点碰撞的次数在收缩过程中，随着星云内部质点碰撞的次数和猛烈程度的增大，云团中心的密度不断增大，原和猛烈程度的增大，云团中心的密度不断增大，原太阳星云大量引力势能转化为
12、热能，使星云内部温太阳星云大量引力势能转化为热能，使星云内部温度不断升高。它较稠密的核心部分不断压缩，很快度不断升高。它较稠密的核心部分不断压缩，很快收缩成一个气体大球，先是坍缩为原始太阳，然后收缩成一个气体大球，先是坍缩为原始太阳，然后按照恒星演化历程，成为一颗主序星按照恒星演化历程，成为一颗主序星这就是我这就是我们今天所见的太阳。周围旋转的尘粒和气体原子则们今天所见的太阳。周围旋转的尘粒和气体原子则绕着它公转，形成一个薄盘。由于气体有一定膨胀绕着它公转，形成一个薄盘。由于气体有一定膨胀压力，而尘埃之间碰撞所引起的向外扩散却很小，压力，而尘埃之间碰撞所引起的向外扩散却很小，摩擦碰撞使它们带静
13、电而更容易聚积成团。摩擦碰撞使它们带静电而更容易聚积成团。 尘埃碰撞粘合成大颗粒，尘埃颗粒向星云尘埃碰撞粘合成大颗粒，尘埃颗粒向星云盘的赤道面集中，进一步碰撞。这个过程盘的赤道面集中，进一步碰撞。这个过程不断进行，直到形成大团块，这些由自身不断进行，直到形成大团块，这些由自身引力维系的团块就被称为星子。星子有大引力维系的团块就被称为星子。星子有大有小，其典型尺度与小行星相仿，其中一有小，其典型尺度与小行星相仿，其中一部分成为今天的小行星和彗核，另一部分部分成为今天的小行星和彗核，另一部分则继续碰撞合并。则继续碰撞合并。 （3）行星的形成）行星的形成 这些星子中有些相互碰撞增大，成为行星这些星子中有些相互碰撞增大，成为行星的胚胎，称为行星胎，行星胎进一步吸积周围的胚胎，称为行星胎，行星胎进一步吸积周围的物质最终成为行星。的物质最终成为行星。
