物理八下7.4宇宙探秘课件

在远古时代，为了耕种与收获，人们在远古时代，为了耕种与收获，人们需要提前知道季节的更替，旱季或雨季的来需要提前知道季节的更替，旱季或雨季的来临。当时没有现在这样先进的仪器，人们是临。当时没有现在这样先进的仪器，人们是凭什么来判断的呢？在人们学会利用指南针凭什么来判断的呢？在人们学会利用指南针来指引方向以前，航行时又是凭什么来判断来指引方向以前，航行时又是凭什么来判断方向？方向？为了解决这些问题，人类通过对天体为了解决这些问题，人类通过对天体太阳、月亮、行星和恒星的观察，确定它们太阳、月亮、行星和恒星的观察，确定它们的位置、找出它们变化的规律，找并据此编的位置、找出它们变化的规律，找并据此编制历法，人类就这样开始了对天体的位置和制历法，人类就这样开始了对天体的位置和运动的研究。运动的研究。7.4 宇宙探秘宇宙探秘位于英国索尔兹伯里位于英国索尔兹伯里北面的著名巨石阵北面的著名巨石阵 巨石阵主轴巨石阵主轴线指向夏至日出线指向夏至日出方位，其中两块方位，其中两块巨石的连线指向巨石的连线指向冬至日落方向。冬至日落方向。玛玛雅雅的的古古天天文文台台 从一座金字塔上的观测点望去分别是春从一座金字塔上的观测点望去分别是春（秋）分、夏至和冬至日出方向（秋）分、夏至和冬至日出方向。登登封封观观星星台台 位于河南登封，建于元朝初年，是中国位于河南登封，建于元朝初年，是中国现存最早的天文台现存最早的天文台。敦敦煌煌星星图图 它是世界上现存最早的星图之一。它是世界上现存最早的星图之一。星星图图 古代人们利用肉眼观察星空，绘制星图，古代人们利用肉眼观察星空，绘制星图，并赋予了美好的想象。并赋予了美好的想象。一、人类对宇宙的认识一、人类对宇宙的认识1.1.盖天说盖天说（中国西周）（中国西周）天是圆形的，天是圆形的，像一把张开的大伞像一把张开的大伞覆盖在地上，地是覆盖在地上，地是方形的，像一个棋方形的，像一个棋盘，日月星辰则像盘，日月星辰则像爬虫一样过往天空，爬虫一样过往天空，因此这一学说又被因此这一学说又被称为称为“天圆地方天圆地方说说”。2.2.浑天说浑天说（汉：张衡）（汉：张衡）最初认为地球不是最初认为地球不是孤零零地悬在空中的而孤零零地悬在空中的而是浮在水上后来又有发是浮在水上后来又有发展认为地球浮在气中展认为地球浮在气中因此有可能回旋浮动这因此有可能回旋浮动这就是就是“地有四游地有四游”的朴素的朴素地动说的先河。浑天说认地动说的先河。浑天说认为全天恒星都布于一个为全天恒星都布于一个“天球天球”上而日月五星上而日月五星则附丽于则附丽于“天球天球”上运行上运行这与现代天文学的天球这与现代天文学的天球概念十分接近。概念十分接近。3.3.宣夜说宣夜说 宣夜说认为宣夜说认为,所谓所谓“天天”，并没有一，并没有一个固体的个固体的“天穹天穹”，而只不过是无边无涯，而只不过是无边无涯的气体，日月星辰就在气体中飘浮游动。的气体，日月星辰就在气体中飘浮游动。因此，宣夜说是中国古代一种朴素的无限因此，宣夜说是中国古代一种朴素的无限宇宙观念。宇宙观念。4.地心说地心说（托勒玫）（托勒玫）托勒玫托勒玫 地球处于宇宙中心静止不动地球处于宇宙中心静止不动,天上的日月星辰都绕着人天上的日月星辰都绕着人类所居住的地球旋转。从地球向外依次有月球、水星、金星、类所居住的地球旋转。从地球向外依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的轨道上绕地球运转。其太阳、火星、木星和土星，在各自的轨道上绕地球运转。其中，行星的运动要比太阳、月球复杂些：行星在本轮上运动，中，行星的运动要比太阳、月球复杂些：行星在本轮上运动，而本轮又沿均轮绕地运行。而本轮又沿均轮绕地运行。地心说示意图地心说示意图 公元公元140140年，古希腊天文学家托勒玫发表了他的巨著年，古希腊天文学家托勒玫发表了他的巨著天文学大成天文学大成，在总结前人工作的基础上系统地确立了，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。地心说是世界上第一个行星体系模型。尽管它把地心说。地心说是世界上第一个行星体系模型。尽管它把地球当作宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩不应抹杀。地球当作宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩不应抹杀。地心说承认地球是地心说承认地球是“球形球形”的，并把行星从恒星中区别出的，并把行星从恒星中区别出来，着眼于探索和揭示行星的运动规律，这标志着人类对来，着眼于探索和揭示行星的运动规律，这标志着人类对宇宙认识的一大进步。宇宙认识的一大进步。托勒玫的托勒玫的“地心说地心说”认为，所有的星辰都应该很有规认为，所有的星辰都应该很有规律地绕地球运行，但事实上许多天文学家都观察到有些行律地绕地球运行，但事实上许多天文学家都观察到有些行星绕地球运行的速度忽快忽慢，有时甚至逆行。人们由于星绕地球运行的速度忽快忽慢，有时甚至逆行。人们由于肉眼观察的局限变得越来越困惑，肉眼观察的局限变得越来越困惑，“地心说地心说”的理论体系的理论体系对行星运动规律难以作出圆满的解说。文艺复兴时代的后对行星运动规律难以作出圆满的解说。文艺复兴时代的后期，由于科学技术的进步以及思想的解放，波兰的天文学期，由于科学技术的进步以及思想的解放，波兰的天文学家哥白尼提出了家哥白尼提出了“日心说日心说”。5.5.日心说日心说（哥白尼）（哥白尼）哥白尼哥白尼 尼古拉尼古拉哥白尼哥白尼1473年出生于波兰。年出生于波兰。40岁岁时，哥白尼提出了日心说，并经过长年的观察时，哥白尼提出了日心说，并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作和计算完成他的伟大著作天球运行论天球运行论。日日心心说说 他认为，太阳是行星系统的中心，一切行星他认为，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，它上面像陀都绕太阳旋转。地球也是一颗行星，它上面像陀螺一样自转，一面又和其他行星一样围绕太阳转螺一样自转，一面又和其他行星一样围绕太阳转动。动。随着科学继续发展，技术不断进步，人类的随着科学继续发展，技术不断进步，人类的宇宙范围观念也日渐扩大。特别是宇宙范围观念也日渐扩大。特别是2020世纪世纪6060年代年代以来，由于大型天文望远镜的使用，分光仪、射以来，由于大型天文望远镜的使用，分光仪、射电技术的成熟，人造卫星、探测器等空间探测技电技术的成熟，人造卫星、探测器等空间探测技术、术、航天技术航天技术的发展，使天文观测的尺度大大扩的发展，使天文观测的尺度大大扩展。展。这一学说的提出无疑给天文学扔出了一枚炸这一学说的提出无疑给天文学扔出了一枚炸弹，围绕着地球和太阳是宇宙的中心，科学家们弹，围绕着地球和太阳是宇宙的中心，科学家们争论了上百年，直到意大利天文学家伽利略发明争论了上百年，直到意大利天文学家伽利略发明了望远镜，他用望远镜观察天体，证明了哥白尼了望远镜，他用望远镜观察天体，证明了哥白尼天文学说的正确，从此天文学进入了望远镜时代。天文学说的正确，从此天文学进入了望远镜时代。能谈一谈能谈一谈今天今天的你的你对宇宙的对宇宙的了解吗？了解吗？二、二、宇宙宇宙的结构的结构银银河河系系 银河系是由群星和弥漫物质集合而成的一银河系是由群星和弥漫物质集合而成的一个庞大的天体系统。它好像是一个中央突起四个庞大的天体系统。它好像是一个中央突起四周扁平的旋转铁饼，其直径大约有周扁平的旋转铁饼，其直径大约有8 8万光年。太万光年。太阳是银河系中数以千亿恒星中的一颗。阳是银河系中数以千亿恒星中的一颗。太太阳阳系系 太阳系有八大行星，八大行星分别为水星、金星、地球、太阳系有八大行星，八大行星分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星（离太阳较近的水星、火星、木星、土星、天王星、海王星（离太阳较近的水星、金星、地球及火星称为类地行星金星、地球及火星称为类地行星,木星与土星称为近日行星，木星与土星称为近日行星，天王星与海王星称为远日行星），天王星与海王星称为远日行星），8颗中的颗中的6颗有天然的卫颗有天然的卫星环绕着。在外侧的行星都有由尘埃和许多小颗粒构成的行星环绕着。在外侧的行星都有由尘埃和许多小颗粒构成的行星环环绕着。星环环绕着。太太阳阳 太阳是距离地球最近的恒星，是太阳系的中心太阳是距离地球最近的恒星，是太阳系的中心天体。太阳系质量的天体。太阳系质量的99.87%99.87%都集中在太阳。太阳系都集中在太阳。太阳系中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天中的八大行星、小行星、流星、彗星、外海王星天体以及星际尘埃等，都围绕着太阳运行（公转）。体以及星际尘埃等，都围绕着太阳运行（公转）。水水星星 它是八大行星中是最小的行星，也是离太阳它是八大行星中是最小的行星，也是离太阳最近的行星。是太阳系中运动最快的行星。无卫最近的行星。是太阳系中运动最快的行星。无卫星环绕。星环绕。金金星星 金星是全天中除太阳外最亮的星，离地球金星是全天中除太阳外最亮的星，离地球最近最近 。金星和水星一样，是太阳系中仅有的两。金星和水星一样，是太阳系中仅有的两个没有天然卫星的大行星。金星周围包裹着浓个没有天然卫星的大行星。金星周围包裹着浓密的大气和云层。密的大气和云层。地地球球 地球是太阳系从内到外的第三颗行星，也是地球是太阳系从内到外的第三颗行星，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星。地太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星。地球已有球已有44444646亿岁，有一颗天然卫星月球围绕着亿岁，有一颗天然卫星月球围绕着地球以地球以27.3227.32天的周期旋转，而地球以近天的周期旋转，而地球以近2424小时的小时的周期自转并且以一年的周期绕太阳公转。周期自转并且以一年的周期绕太阳公转。火火星星 火星直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转火星直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。橘红色外表是因为地表的赤铁矿（氧化铁）。两倍。橘红色外表是因为地表的赤铁矿（氧化铁）。火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠，会随着季节消长。极皆有水冰与干冰组成的极冠，会随着季节消长。木木星星 木星，为太阳系体积最大、自转最快的行星。木星，为太阳系体积最大、自转最快的行星。木星主要由氢和氦组成，中心温度估计高达木星主要由氢和氦组成，中心温度估计高达30,50030,500。是天空中第四亮的星星，仅次于太阳、。是天空中第四亮的星星，仅次于太阳、月球和金星（在有的时候，木星会比火星稍暗，月球和金星（在有的时候，木星会比火星稍暗，但有时却要比金星还要亮）。但有时却要比金星还要亮）。在太阳系的行星中，土星的光环最惹人注在太阳系的行星中，土星的光环最惹人注目，它使土星看上去就像戴着一顶漂亮的大草目，它使土星看上去就像戴着一顶漂亮的大草帽。观测表明构成光环的物质是碎冰块、岩石帽。观测表明构成光环的物质是碎冰块、岩石块、尘埃、颗粒等，它们排列成一系列的圆圈，块、尘埃、颗粒等，它们排列成一系列的圆圈，绕着土星旋转。与木星、天王星及海王星同属绕着土星旋转。与木星、天王星及海王星同属气体（类木）巨星气体（类木）巨星 。土土星星天天王王星星 天王星是太阳向外的第七颗行星，在太阳系天王星是太阳向外的第七颗行星，在太阳系的体积是第三大（比海王星大），质量排名第四的体积是第三大（比海王星大），质量排名第四（比海王星轻）。天王星有磁场、光环和（比海王星轻）。天王星有磁场、光环和2727颗天颗天然的卫星然的卫星 。海海王王星星 海王星在直径上小于天王星，但质量比它大。海王星在直径上小于天王星，但质量比它大。海王星的质量大约是地球的海王星的质量大约是地球的1717倍。海王星的大气层倍。海王星的大气层以氢和氦为主，还有微量的甲烷。在大气层中的甲以氢和氦为主，还有微量的甲烷。在大气层中的甲烷，只是使行星呈现蓝色的一部分原因。因为海王烷，只是使行星呈现蓝色的一部分原因。因为海王星的蓝色比有同样份量的天王星更为鲜艳。海王星星的蓝色比有同样份量的天王星更为鲜艳。海王星有太阳系最强烈的风。有太阳系最强烈的风。仙仙女女星星系系 散布在宇宙中的星系多达散布在宇宙中的星系多达10001000亿个。仙亿个。仙女星系是紧靠银河系的星系，它距我们超过女星系是紧靠银河系的星系，它距我们超过200200万光年。万光年。墨墨西西哥哥帽帽星星系系 这是哈勃上天后，拍到的最美最震憾的星系。这是哈勃上天后，拍到的最美最震憾的星系。因星系中央隆起明亮的核与核附近像草帽的帽檐般向因星系中央隆起明亮的核与核附近像草帽的帽檐般向四周辐射散开的宇宙灰尘，使其看起来好似一顶墨西四周辐射散开的宇宙灰尘，使其看起来好似一顶墨西哥草帽而得名。哥草帽而得名。黑黑眼眼星星系系双双胞胞胎胎星星系系超超新新星星1987A1987A星星系系NGC NGC 15121512同学们思考：日同学们思考：日心说是不是很完心说是不是很完善，有何不足？善，有何不足？总结：总结：行星行星太阳系太阳系河外星系河外星系其它恒星其它恒星银河系银河系星系团星系团太阳太阳宇宙是一个宇宙是一个有层次有层次的天体结构系统。的天体结构系统。天体之间相距遥远，用米、千米作为天体之间相距遥远，用米、千米作为距离单位很不方便，为此在天文学上我们距离单位很不方便，为此在天文学上我们采用一些特殊的长度做距离单位。采用一些特殊的长度做距离单位。光年（光年（l.y.）：）：光在光在真空中真空中行进一年所经过的距离。行进一年所经过的距离。量量天天尺尺宇宙从何宇宙从何而来？而来？三、三、宇宙的起源宇宙的起源 宇宙诞生于距今约宇宙诞生于距今约137137亿年亿年的一次大爆炸的一次大爆炸。体会宇宙的膨胀体会宇宙的膨胀器材器材:气球一个气球一个,记号笔记号笔步骤步骤:(1)用记号笔在气球上做几个标记用记号笔在气球上做几个标记 (2)以其中一个标记为参考点以其中一个标记为参考点O,测量其他标记到测量其他标记到O点的距点的距离离 (3)将气球吹起将气球吹起,再测量标记到再测量标记到O点的距离点的距离 (4)选择其他标记为参考点选择其他标记为参考点O,重复步骤重复步骤(3),记录数据记录数据 (5)分析数据分析数据,可得结论可得结论:气体膨胀时气体膨胀时,任一任一O点周围的点周围的其他标记都在远离它其他标记都在远离它 爆炸导致宇宙空间处处膨胀温度则相爆炸导致宇宙空间处处膨胀温度则相应下降。温度降到一定程度时，逐步形成超星应下降。温度降到一定程度时，逐步形成超星系团、星系团、星系乃至恒星和行星等。系团、星系团、星系乃至恒星和行星等。谱线红移现象说明谱线红移现象说明星系在离我们而去星系在离我们而去。星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线星系的光谱向长波方向偏移，称之为谱线“红移红移”。本课小结：本课小结：通过本节课的学习你知道了什么通过本节课的学习你知道了什么?人的一生相对于浩淼的宇宙是多么的人的一生相对于浩淼的宇宙是多么的渺小和短暂，但是人类对宇宙奥秘的探索渺小和短暂，但是人类对宇宙奥秘的探索却是一刻也未停止过。却是一刻也未停止过。也许过不了多久，就有人提出一种新也许过不了多久，就有人提出一种新的理论取代宇宙大爆炸，也许这个人就是的理论取代宇宙大爆炸，也许这个人就是你你