人类对宇宙和地球认识及发展ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,2,PPT,学习交流,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,PPT,学习交流,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,地球与空间,*,绪言,地球与空间,17.09.2024,1,PPT学习交流,地球与空间科学,是教育部师范司制定的高等师范院校小学教育专业（本科）培养计划中的一门,60,学时课程的名称，教育部没有对此给出相应的课程标准，高等教育出版社也没有关于这门课程涵盖范围的指导性意见，而“地球与空间科学”又是一个特别大的题目。,“地球科学”现在已包含大气、地质、地理、水科学和地球物理、地球化学等一级学科。“空间”（,space,）的含义也很广，包括宇宙空间、地球表层空间、小型空间和微观空间等。,课程简介,17.09.2024,2,PPT学习交流,第一章人类对宇宙和地球认识及发展,第一节 直观天象及其观测,第二节 探索宇宙,第三节 地球认识的深化,17.09.2024,3,PPT学习交流,一、人眼中的宇宙,二、天体在天球上的位置和运动,三、“天球仪”,四、星空季节变化及其成因,五、星空观测,第一节 直观天象及其观测,17.09.2024,4,PPT学习交流,一、人眼中的宇宙,中国古人眼中的宇宙,（天圆地方）,古人云：天圆如张盖，地阔如棋盘。,地是一块平板，天是一个盖子。,西方：上帝创造了世界,从地心说到日心说,地球甚至太阳在宇宙中都十分渺小。,人们对客观世界的认识在发展。,17.09.2024,5,PPT学习交流,1.,地平,地球上过观测者并与铅垂线垂直的平面。,17.09.2024,6,PPT学习交流,2.,天球,在晴朗的夜晚，仰望天空，眼前像有一个半球形的夜幕天穹，上面点缀着无数闪烁改变的明星，感觉自己仿佛是处在这个天穹的中心，这就是人们对“天球”的印象，天文学家为了研究天体的位置和天体的运动引入了“天球“的概念。,天球是一个假想的球，它是以观测者（或地心、日心）为中心，以无穷远为半径的,球，所有天体都投影在这个球面上。,17.09.2024,7,PPT学习交流,17.09.2024,8,PPT学习交流,17.09.2024,9,PPT学习交流,17.09.2024,10,PPT学习交流,17.09.2024,11,PPT学习交流,17.09.2024,12,PPT学习交流,天球的透视,17.09.2024,13,PPT学习交流,天球的特性:,具有正球体的一切几何性质。, 一切天体都可以投影在天球上, 天体之间的距离用角度表示。,球心可以根据讨论需要任意选定。 （日心天球、地心天球、地面天球）, 同向平行射线交于天球上的一点。,地心天球和地面天球天球每日自东向西视运动一周。,天球,17.09.2024,14,PPT学习交流,同向平行射线交于天球上的一点：平行线永远不相交或在无穷远处相交事实上是一回事，因为天球上的点都是无穷远的。形象的比喻：远处的铁道看起来是两条线联结为一个点。,17.09.2024,15,PPT学习交流,3.,天球上的天体,天体是指宇宙空间的物质的存在形式。天体的集聚，从而形成了各种天文状态的研究对象。,如在太阳系中的太阳、行星、卫星、小行星、彗星、流星、行星际物质，银河系中的恒星、星团、星云、星际物质，以及河外星系、星系团、超星系团、星系际物质等。通过射电探测手段和空间探测手段所发现的红外源、紫外源 、射电源、,X,射线源和,射线源，也都是天体。,人类发射进太空的人造卫星、宇宙飞船、空间实验室、各种探测器则被称为人造天体。,17.09.2024,16,PPT学习交流,主要天体：,恒星,行星,卫星,彗星,流星体,星云和星系（深空天体）,星际物质,人造天体,暗物质,恒星并非不动；,由炽热的气体组成的仅是恒星的大气，恒星内部不一定都有气体组成；, 自身发光只是恒星演化史上某一阶段的现象,指天空上除太阳系天体（如行星、彗星或小行星）或恒星天体之外，用肉眼难以见到，但用探测器可获悉的弱暗星系等天体（如,M31,等）,17.09.2024,17,PPT学习交流,天体的颜色不尽相同。,天体的亮度与视星等,亮度是地球上的受光强度，通常用视星等表示。星等值越大亮度越 小，星等值越小亮度越大。,星等是天文学上对星星明暗程度的一种表示方法，记为,m,。通俗的说法是星星的等级。,17.09.2024,18,PPT学习交流,人们根据恒星的亮暗程度，把恒星划分了不同的等级，这个等级就叫做,视星等,。,星等数越小，说明星越亮，星等数每相差,1,，星的亮度大约相差,2.512,倍。,1,等星的亮度恰好是,6,等星的,100,倍。,例如，太阳是 ,26.7,等，,满月,的亮度是 ,12.6,等，,金星,最亮时可达 ,4.4,等。太阳是,-26.74,等。,17.09.2024,19,PPT学习交流,星的等级越低，星数就越多。,人们把肉眼能够看到的星分为六等。,一等星大约有,21,颗，,二等星大约有,60,颗，,三等星大约有,180,颗，,四等星大约有,500,颗，,五等星大约有,1500,颗，,六等星大约有,4500,颗。,星等每降低一等，星数约增加,3,倍。,17.09.2024,20,PPT学习交流,我们把肉眼能够看到的最暗的星设定是,6,等星（,6m,星）。天空中亮度在,6,等以上（即星等数小于,6,）也就是可以看到的星有,6000,多颗。当然，同一时刻我们只能看到半个,天球,上的星星，即,3000,多颗。而当今世界上最大的,天文望远镜,能看到暗至,24m,的天体，而,哈勃望远镜,能拍摄得到的最暗星等达,30m,。,17.09.2024,21,PPT学习交流,恒星的真正亮度还可用光度表示。光度就是恒星每秒钟辐射的总能量。,恒星的光度与,绝对星等,之间存在着密切的关系。绝对星等相差,1,等，光度相差,2.512,倍。例如绝对星等,1,等星的光度是绝对星等,2,等星的光度的,2.512,倍，是绝对星等,6,等星的,100,倍。这和星等与,视亮度,之间的关系是类似的。,恒星之间的光度差别非常大。以太阳为标准来比较，,织女星,的绝对星等是,0.5,等，它的光度是太阳的,50,倍。,超巨星,“,天津四,”的绝对星等大约是,7.2,等，其光度比太阳强五万多倍。还有一颗在星空中极不起眼的,天蝎座,“,尾宿三,” ，视星等只有,4.7,等，但它的绝对星等是 ,10.2,等，它的光度几乎是太阳光度的,150,180,万倍。光度超过太阳的,100,万倍的恒星比比皆是,17.09.2024,22,PPT学习交流,4.,天体在天球上的运动,17.09.2024,23,PPT学习交流,二、天体在天球上的位置和运动,1,、恒星间相对位置 “恒定”,2,、周日视运动,地球自转的反映,3,、周年视运动,地球公转的结果,17.09.2024,24,PPT学习交流,1,、恒星间相对位置 “恒定”,星空形象的稳定性,恒星间相对位置“恒定”,17.09.2024,25,PPT学习交流,星座的划分,为了认星方便，人们用假想的线条将亮星连接起来，构成各种各样的图形，或人为地把星空分成若干区域，这些图形连同它们所在的天空区域，中国称之星官，西方叫做星座。,17.09.2024,26,PPT学习交流,中国古代把可见天空分为 三垣四象二十八宿,三垣：,北天极及附近的三个较大天区,紫微垣,（中垣）天北极周围天区,太微垣,（上垣）包括紫微垣与二十八宿之间,的狮子座、后发座、室女座、猎犬座等天区。,天市垣,（下垣）包括蛇夫座、巨蛇座、,天鹰座、武仙座、北冕座等天区。,17.09.2024,27,PPT学习交流,二十八宿： 黄道附近的二十八个区域,四象,：将二十八宿分成四组，每组七宿，,分别与四个地平方位、四种颜色相匹配。,东方苍龙,，,青色,：角、亢、氐、房、心、尾、箕；,北方玄武,，,黑色,：斗、牛、女、虚、危、室、壁；,西方白虎，,白色：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参；,南方朱雀,，,红色,：井、鬼、柳、星、张、翼、轸；,二十八宿的范围有大有小，最大的为井宿，赤经跨度约为,33,0,，而最小的觜宿和鬼宿，仅有,2,0, 3,0,。,17.09.2024,28,PPT学习交流,国际通行的星空区划,88,个星座,88,个星座的确定：,1928,年，国际天文联合会正式公布了,88,个星座，并规定以,1875,年的春分点和赤道为基准的赤经线和赤纬线作为划分星座范围的界限。（其中北天,29,个，黄道,12,个，南天,47,个。）,星座大小相差悬殊，所含星数也各不相同，,同一星座的星无任何物理联系,。,17.09.2024,29,PPT学习交流,汉语名,面积,亮于,6,等的星数,汉语名,面积,亮于,6,等的星数,（平方度）,（平方度）,仙女座,722,100,大犬座,380,80,唧筒座,239,20,小犬座,183,20,天燕座,206,20,摩羯座,414,50,宝瓶座,980,90,船底座,494,110,天鹰座,652,70,仙后座,598,90,天坛座,237,30,半人马座,1060,150,白羊座,441,50,仙王座,588,60,御夫座,657,90,鲸鱼座,1231,100,牧夫座,907,90,堰蜓座,132,20,雕具座,125,10,圆规座,93,20,鹿豹座,757,50,天鸽座,270,40,巨蟹座,506,60,后发座,386,50,猎犬座,465,30,南冕座,128,25,88,个星座,17.09.2024,30,PPT学习交流,汉语名,面积,亮于,6,等的星数,汉语名,面积,亮于,6,等的星数,（平方度）,（平方度）,北冕座,179,20,武仙座,1225,140,乌鸦座,184,15,时钟座,249,20,巨爵座,282,20,长蛇座,143,20,南十字座,68,30,水蛇座,243,20,天鹅座,804,150,印地安座,294,20,海豚座,189,30,蝎虎座,201,35,箭鱼座,179,20,狮子座,947,70,天龙座,1083,80,小狮座,232,20,小马座,72,10,天兔座,290,40,波江座,1138,100,天秤座,538,50,天炉座,398,35,豺狼座,334,70,双子座,514,70,天猫座,545,60,天鹤座,366,30,天琴座,286,45,88,个星座,17.09.2024,31,PPT学习交流,汉语名,面积,亮于,6,等的星数,汉语名,面积,亮于,6,等的星数,（平方度）,（平方度）,山案座,153,15,天箭座,80,20,显微镜座,210,20,人马座,867,115,麒麟座,482,85,天蝎座,497,100,苍蝇座,138,30,玉夫座,475,30,矩尺座,165,20,盾牌座,109,20,南极座,291,35,巨蛇座,637,60,蛇夫座,948,100,六分仪座,314,25,猎户座,594,120,金牛座,797,125,孔雀座,378,45,望远镜座,252,30,飞马座,1121,100,三角座,132,15,英仙座,615,90,南三角座,110,20,凤凰座,469,40,杜鹃座,295,25,绘架座,247,30,大熊座,1280,125,双鱼座,889,75,小熊座,256,20,南鱼座,245,25,船帆座,500,110,船尾座,673,140,室女座,1294,95,罗盘座,221,25,飞鱼座,141,20,网罟座,114,15,狐狸座,268,45,17.09.2024,32,PPT学习交流,银河,银河（,Milky Way,），我国民间又称“天河”、“天汉”。它看起来像一条白茫茫的亮带，从东北向西南方向划开整个天空。在银河里有许多,小光,点，就像撒了白色的粉末一样，辉映成一片。实际上一颗白色粉末就是一颗巨大的恒星，银河就是由许许多多恒星构成的。像太阳这样的恒星在银河中有,2000,多亿颗很多恒星有卫星。在太空俯视银河，看到的银河像个旋涡。,晴朗的夜空，当你抬头仰望天空的时候，不仅能看到无数闪闪发光的星星，还能看到一条淡淡的纱巾似的光带跨越整个天空，好像天空中的一条大河，夏季成南北方向，冬季接近于东西方向，那就是银河。过去由于科学还不发达，不知道它究竟是什么，就又给了它一个名称叫做天河，所以我国民间还流传着,牛郎,织女,每年,七夕,在,鹊桥相会,等许多唯美的神话故事。,17.09.2024,33,PPT学习交流,实际上，银河是银河系的一部分，银河系是太阳系所属的星系。因其主体部分投影在,天球,上的亮带被我国称为银河而得名。是我们置身其内而侧视,银河系,时所看到的它布满,恒星,的圆面。由于恒星发出的光离我们很远，数量又多，又与,星际尘埃,气体混合在一起，因此看起来就像一条烟雾笼罩着的光带，十分美丽。,银河各部分的亮度是不一样的。靠近银心的,半人马座,方向比其他部分更亮一些。,17.09.2024,34,PPT学习交流,1,）不同天体的周日运动,2,）不同纬度的周日运动,2,、周日视运动,地球自转的反映,17.09.2024,35,PPT学习交流,P,天北极,P,天南极,地平圈,天赤道,图,A,地球自转的后果,-,导致天球的周日运动,P,P,天赤道,图,B,地,平,圈,出没星区,恒显星区,恒隐星区,P,P,图,C,地平圈,天体周日运动的轨迹（周日圈）平行于天赤道。,天体周日圈的大小随天体,绝对值的增大而缩小。,地理纬度不同，天体周日圈的倾角不同,=90-,|, |,17.09.2024,36,PPT学习交流,P,天北极,地 平 圈,17.09.2024,37,PPT学习交流,天顶,Z,天北极,P,地平圈,天赤道,h,P,Z,共有的余角,17.09.2024,38,PPT学习交流,仰极的高度,h,P,=,当地的地理纬度,17.09.2024,39,PPT学习交流,恒显（隐）星,17.09.2024,40,PPT学习交流,3.,太阳周年视运动是地球公转运动的真实反映,太阳周年运动指太阳每年相对星空运行一周（每天移动,59,），这种运行是地球公转的反映。,17.09.2024,41,PPT学习交流,17.09.2024,42,PPT学习交流,黄道,12,宫,17.09.2024,43,PPT学习交流,三、“天球仪”,天球仪即天球的模型，是一种用于航海、天文教学和普及天文知识的辅助仪器，人们利用它表述天球的各种坐标、天体的视运动以及求解一些实用天文问题。一般在一个圆球面上绘有全天,88,星座、低至五等星名、主要星云星团、古中国二十八宿及赤道、黄道、赤经圈和赤纬圈等几种天球坐标系的刻度就制成天球。,17.09.2024,44,PPT学习交流,南京紫金山天文台天球仪,17.09.2024,45,PPT学习交流,1.,天球仪的结构,天球,子午圈,天赤道,黄道,地平圈,竖环,底座,螺旋,17.09.2024,46,PPT学习交流,17.09.2024,47,PPT学习交流,透明天球仪,17.09.2024,48,PPT学习交流,灯光天球仪,17.09.2024,49,PPT学习交流,2.,天球仪的坐标系,1,）赤道坐标系,在天球仪的星空球壳上，类似于地球仪的经纬网。,2,）地平坐标系,天球仪的竖环上刻有地平坐标系的高度角，地平圈圆框上刻有地平方位角。,17.09.2024,50,PPT学习交流,四、星空季节变化及其成因,寒来暑往，斗转星移。这说明随着一年四季的变更，四季星空也在变化。由于地球在绕太阳运动过程中，地球和太阳的相对位置不断变化，因此，一年中同是在晚上，不同季节看到的星象是不一样的。,星空变化是指人们所观测到的某相同时辰的星空，随着季节的迁移而变化。由于人们多在黄昏后观察星空，星空季节变化的星空，常常指黄昏后某时辰的星空,17.09.2024,51,PPT学习交流,（一）星空季节变化,春季大三角,牧夫座,星、室女座,星、狮子座,星,夏季大三角,天琴座,星、天鹰座,星、天鹅座,星,秋季四边形,飞马座,、,、,星、仙女座,星,冬季大三角,猎户座,星、大犬座,星、小犬座,星,17.09.2024,52,PPT学习交流,四季北斗,斗柄在不同季节指示不同方向,北,秋,南,东,冬,夏,西,春,17.09.2024,53,PPT学习交流,春季星空,春季大三角：牧夫座,星（大角）、室女座,星（角宿一）和狮子座,星（轩辕十四）组成大三角。,春季大曲线,17.09.2024,54,PPT学习交流,夏季星空,夏季大三角：天琴座,星（织女）、天鹰座,星（牛郎）和天鹅座,星（天津四）组成大三角。,17.09.2024,55,PPT学习交流,秋季星空,秋季四边形：飞马座,、,、,星和仙女座,组成了秋季四边形,。,飞马当空,银河斜挂,灿烂的王族星座,17.09.2024,56,PPT学习交流,冬季星空,冬季大三角：猎户座,星（参宿四）、大犬座,星（天狼）和小犬座,星（南河三）组成大三角。,冬季大六边形,冬季大花环,17.09.2024,57,PPT学习交流,参考网站,星友空间站,http:/,香港太空馆,http:/,广东省天文科普网,http:/,洪恩在线,-,天文大观,http:/,17.09.2024,58,PPT学习交流,17.09.2024,59,PPT学习交流,（二）星空季节变化的成因,由于地球自转的同时又在公转，形成了星空的季节性变化，不同季节晚上的同一时刻，恒星的位置有所不同。因此，人们按照春、夏、秋、冬四个季节把星空分为四季星空。,17.09.2024,60,PPT学习交流,17.09.2024,61,PPT学习交流,春：狮子中天；太阳,飞马,夏：天蝎中天；太阳,猎户,秋：飞马中天；太阳,狮子,冬：猎户中天；太阳,天蝎,夜半中星随季节的变化,East China Normal University,17.09.2024,62,PPT学习交流,17.09.2024,63,PPT学习交流,17.09.2024,64,PPT学习交流,二分二至日黄道十二星座在天空的大致方位,双鱼座,白羊座,金牛座,双子座,巨蟹座,狮子座,室女座,天秤座,天蝎座,人马座,摩羯座,宝瓶座,春分,夏至,秋分,冬至,17.09.2024,65,PPT学习交流,标志,星座,出生日期（公历）,别名,白羊座,3,月,21,日,4,月,19,日,牡羊座,金牛座,4,月,20,日,5,月,20,日,金牛座,双子座,5,月,21,日,6,月,21,日,双子座,巨蟹座,6,月,22,日,7,月,22,日,巨蟹座,狮子座,7,月,23,日,8,月,22,日,狮子座,处女座,8,月,23,日,9,月,22,日,室女座,天秤座,9,月,23,日,10,月,23,日,天平座,天蝎座,10,月,24,日,11,月,22,日,天蝎座,射手座,11,月,23,日,12,月,21,日,人马座,摩羯座,12,月,22,日,1,月,19,日,山羊座,水瓶座,1,月,20,日,2,月,18,日,宝瓶座,双鱼座,2,月,19,日,3,月,20,日,双鱼座,17.09.2024,66,PPT学习交流,五、星空观测,1.,利用天球仪观测任意日期和时刻的天空,1,）确定当日太阳所在星座,A,2,）把星座,A,转到地平,3,）地平圈以上部分既是当时的天空。,17.09.2024,67,PPT学习交流,2.,利用星图和活动星图,活动星图制作见附录,17.09.2024,68,PPT学习交流,1.,将观测日期与观测时间对准。,赤道,黄道,2.,举星图到头顶上，将方位对准。,3.,以标出纬度的圈为地平线。,4.,过北极星在心中画一平分星空的线,就是空中子午线。,5.,从北极星到此点的度数估计出天顶的位置。此图大概在织女星附近。,怎样使用活动星图？,17.09.2024,69,PPT学习交流,怎样记忆星空,（,1,）星空分区,在活动星图上以春分、秋分和冬至、夏至连线为中心线把星图分为四等分。,通过春分点、夏至、秋分、冬至点的星区分别取名为仙后星区、御夫星区、大熊星区、天琴星区,（,2,）记住各区的主要亮星,17.09.2024,70,PPT学习交流,仙后星区,亮星,1,颗，北落师门，位于飞马座的正南方。星座,5,个,:,北落师门，飞马，仙女，仙后，鲸鱼。,御夫星区,亮星,7,颗，以参宿四为中心，排列成六角形，六角形的西部三星是五车二、毕宿五和参宿七，东部三星是北河三、南河三和天狼星。星座,6,个,:,御夫，金牛，猎户，双子，大犬，小犬。,17.09.2024,71,PPT学习交流,大熊星区,有,3,颗亮星，大角、角宿一和轩辕十四，三者构成一个等腰三角形。星座,4,个，大熊，狮子，室女，牧夫。,天琴星区,有,4,颗亮星，包括东北三星，即牛郎、织女和天津四，成一等腰三角形。西南一星，心宿二。星座,6,个,:,天蝎，人马，天鹰，天鹅，天琴，武仙。,17.09.2024,72,PPT学习交流,只要记住这巧颗头等亮星，就可记住,21,个主要星座及其,128,颗恒星，就能掌握一张简单明了的全天星图。,有了这样一张全天星图，就可以方便地观测星空了。因此记住这四个星区的巧个亮星是观测星空的首要工作。在做好的活动星图上标出这巧颗亮星。,17.09.2024,73,PPT学习交流,（,3,）掌握星空模式,春分模式,:,御夫,(,星区,),西落，大熊,(,星区,),东升,夏至模式,:,大熊,(,星区,),西落，天琴,(,星区,),东升,秋分模式,:,天琴,(,星区,),西落，仙后,(,星区,),东升,冬至模式,:,仙后,(,星区,),西落，御夫,(,星区,),东升,春御、夏熊、秋琴、冬后,17.09.2024,74,PPT学习交流,3.,利用星空软件,Skymap,17.09.2024,75,PPT学习交流,虚拟天文馆,17.09.2024,76,PPT学习交流,谷歌星空“,Google Sky Map,17.09.2024,77,PPT学习交流,微软太空望远镜,17.09.2024,78,PPT学习交流,一、从原始宇宙观到太阳系认识的确立,二、近代天文学的兴起和恒星世界的探究,三、认识我们整个的宇宙,第二节 探索宇宙,17.09.2024,79,PPT学习交流,一、从原始宇宙观到太阳系认识的确立,1.,地球球形说,证据：,（,1,）航行有关的现象,（,2,）星空周日运动南北差异的现象,（,3,）月食现象,17.09.2024,80,PPT学习交流,2.,地心说,地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。,17.09.2024,81,PPT学习交流,托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外，依次有月球、,水星,、,金星,、太阳、火星、木星和,土星,，在各自的圆轨道上绕地球运转。其中，行星的运动要比太阳、月球复杂些：行星在,本轮,上运动，而本轮又沿均轮绕地运行。在太阳、月球行星之外，是镶嵌着所有恒星的天球,恒星天。再外面，是推动,天体运动,的原动天。,17.09.2024,82,PPT学习交流,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。地心说承认地球是“球形”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，这标志着人类对宇宙认识的一大进步。地心说最重要的成就是运用数学计算行星的运行，托勒密还第一次提出“运行轨道”的概念，设计出了一个本轮均轮模型。按照这个模型，人们能够对行星的运动进行定量计算，推测行星所在的位置，这是一个了不起的创造。在一定时期里，依据这个模型可以在一定程度上正确地预测天象，因而在生产实践中也起过一定的作用。,17.09.2024,83,PPT学习交流,3.,日心地动说,尼古拉,哥白尼（,14731543,）是波兰的天文学家。哥白尼上中学时就对天文学很感兴趣，曾跟着老师在教堂的塔顶上观察星空。他相信研究天文学只有两件法宝：数学和观测。他不辞劳苦，克服困难，每天坚持观测天文现象，,30,年如一日，终于取得了可靠的数据，提出了“日心说”，并在临终前终于出版了他的不朽名著,天体运行论,。哥白尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观，这是唯物主义和唯心主义斗争的伟大胜利。哥白尼是欧洲文艺复兴时期的一位巨人。他用毕生的精力去研究天文学，为后世留下了宝贵的遗产。哥白尼遗骨于,2010,年,5,月,22,日在波兰弗龙堡大教堂隆重的重新下葬。,17.09.2024,84,PPT学习交流,哥白尼提出的“日心说”，有力地打破了长期以来居于宗教统治地位的“地心说”，实现了天文学的根本变革。,17.09.2024,85,PPT学习交流,日心说的观点是,1,）地球是球形的。如果在船桅顶放一个光源，当船驶离海岸时，岸上的人们会看见亮光逐渐降低，直至消失。,2,）地球在运动，并且,24,小时自转一周。因为天空比大地大的太多，如果无限大的天穹在旋转而地球不动，实在是不可想象。,3,）太阳是不动的，而且在宇宙中心，地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动，只有月亮环绕地球运行。,17.09.2024,86,PPT学习交流,3.,牛顿的万有引力,万有引力定律是艾萨克,牛顿在,1687,年于,自然哲学的数学原理,上发表的。牛顿的普适的万有引力定律表示如下：,任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。,17.09.2024,87,PPT学习交流,二、近代天文学的兴起和恒星世界的探究,1.1719,世纪宇宙探索的进展,近代天文学的兴起源自天文观测技术的提高和应用。,17.09.2024,88,PPT学习交流,伽利略亲手制作的世界上第一架天文望远镜,17.09.2024,89,PPT学习交流,光学领域新技术：分光术和照相术等的运用使宇宙探索从天体的空间分布、运动特征研究扩展到天体各种物理、化学性质的深层次研究。,17.09.2024,90,PPT学习交流,2.,探究恒星世界,伽利略用望远镜将云雾状的银河系分解为恒星，证实银河系是有恒星密集而成。,越来越多的暗弱恒星和星云，以及变星、双星、聚星、星云和星团被发现。,恒星的恒星的距离和恒星的自行也被发现。,17.09.2024,91,PPT学习交流,3.,应用一切可用的科学技术从一切可能的角度探究,（,1,）光学方法,光学方法可测定恒星的光度和光谱。,利用光谱分析可以推测有关恒星和星云的化学组成和物理性质。,17.09.2024,92,PPT学习交流,利用光谱法还可测定恒星的视向速度。,视向速度是物体朝向视线方向的速度。一个物体的光线在视向速度上会受多普勒效应的支配，退行的物体光波长将增加,(,红移,),，而接近的物体光波长将减少（蓝移。）恒星的视向速度，能够经由高解析的光谱精确的测量，并且和在实验室内测出的已知谱线波长做比较。在习惯上，正的视向速度表示物体在退行，如果是负值，物体则是在接近。,17.09.2024,93,PPT学习交流,（,2,）几何方法,测量恒星间距离,恒星的大小,恒星的切向速度,天体分布乃至银河系结构,17.09.2024,94,PPT学习交流,（,3,）力学方法,典型应用是双星研究,17.09.2024,95,PPT学习交流,4.,基于已知物理量之间的关系，从已知量求未知量。,如果发现规律性的东西，就可以将该规律应用于另一些只知道部分物理量的恒星，从已知的物理量求未知的物理量。,17.09.2024,96,PPT学习交流,三、认识我们的宇宙,17.09.2024,97,PPT学习交流,望远镜,运载火箭,探,索,工,具,航天器,天文望远镜,射电望远镜,反射望远镜,光学望远镜,空间站,探测器,宇宙飞船,人造卫星,三、认识我们的宇宙,1.20,世纪以来宇宙探索的进展,17.09.2024,98,PPT学习交流,射电望远镜,17.09.2024,99,PPT学习交流,运载火箭,17.09.2024,100,PPT学习交流,月球勘探者,17.09.2024,101,PPT学习交流,人造地球卫星,17.09.2024,102,PPT学习交流,天文望远镜,17.09.2024,103,PPT学习交流,紫金山天文,望远镜,17.09.2024,104,PPT学习交流,大型天文望远镜,17.09.2024,105,PPT学习交流,著名的哈勃太空望远镜,17.09.2024,106,PPT学习交流,哈勃望远镜,以时速,2.8,万公里,沿寂静的太空轨道运行，默默地窥探着太空的秘密。哈勃望远镜的观测能力等于从华盛顿看到,1.6,万公里外悉尼的一只萤火虫。它发现了宇宙边缘最遥远的古老星系及最遥远的天体，哈勃望远镜上的超级摄谱仪还向人们揭示了超新星的化学成分。利用这些极其珍贵的太空图像和宇宙资料，科学家们取得了一系列突破性的成就。沉寂多年的天文学领域，正发生着天翻地覆的变化。,17.09.2024,107,PPT学习交流,哈勃太空望远镜,哈勃太空望远镜使人类对宇宙又有了崭新的认识,太空望远镜从地球上发射，安放与在“朦胧”大气层之外“清晰”的太空。凭借其惊人的视野与敏锐的“洞察力”，宇宙的奥秘正不断被揭开。,哈勃望远镜长,13.3,米，直径,4.3,米，重,11.6,吨，造价近,30,亿美元，于,1990,年,4,月,25,日由美国航天飞机送上高,590,公里的太空,。（轨道半径,6961,，即约,7000,公里）,17.09.2024,108,PPT学习交流,哈勃太空望远镜,17.09.2024,109,PPT学习交流,射电望远镜,专门接收天体发出的无线电波,17.09.2024,110,PPT学习交流,伽利略,望远镜观察到的天体,17.09.2024,111,PPT学习交流,天文,望远镜观察到的天体,17.09.2024,112,PPT学习交流,天文,望远镜观察到的仙女座星系,17.09.2024,113,PPT学习交流,射电,望远镜观察到的超新星爆炸,17.09.2024,114,PPT学习交流,射电,望远镜观察到的星云图,17.09.2024,115,PPT学习交流,哈勃太空,望远镜观察到的M51星云图,17.09.2024,116,PPT学习交流,哈勃太空,望远镜观察到的超新星爆炸图,17.09.2024,117,PPT学习交流,火箭的出现，终于实现了人们想冲出地球，飞向宇宙的梦想,。,17.09.2024,118,PPT学习交流,（,1,）全方位观测技术的出现出现了新的天文学学科分类,从观测技术的角度划分：光学天文学，红外天文学，射电天文学。,（,2,）数字技术和电子技术的推动。,（,3,）航天技术的推动。,17.09.2024,119,PPT学习交流,2.,星系世界的发现,两类星宇,一是在天球上沿银河分布，显现出气体尘埃特点；,二是分布与银河之外，光谱显现出恒星特点。,17.09.2024,120,PPT学习交流,3.,总星系的重要特征和现代宇宙学,（,1,）宇宙在膨胀之中,（,2,）宇宙微波背景辐射,（,3,）化学组成：氢元素占四分之三，氦元素占四分之一。,17.09.2024,121,PPT学习交流,地球,月球,地月系,太阳系,其他恒星系统,银河系,河外星系,总星系,（可见宇宙）,其他行星系统,17.09.2024,122,PPT学习交流,一、地球科学的兴起与发展,二、航天时代的地球科学和空间科学,三、地理信息科学和技术,思考与练习,观测与实习,第三节 地球认识的深化,17.09.2024,123,PPT学习交流,一、地球科学的兴起与发展,1.,文艺复兴前人类对地表环境的认识,（,1,）对水圈的认识,陆地水文,兴修水利,流体力学的认识,海洋的有关知识,17.09.2024,124,PPT学习交流,（,2,）对大气的认识,一是天气和气候物候观测,二是探索天气和气候演变规律,（,3,）岩石圈认识,一是矿物研究方面,二是地质地貌方面,三是探索某些地质现象、构造和地貌的成因,17.09.2024,125,PPT学习交流,2.,地球科学各分支体系的形成,（,1,）水和海洋科学,（,2,）大气科学,（,3,）地质学,（,4,）测绘科学,（,5,）区域地理,17.09.2024,126,PPT学习交流,3.,地图和地图投影,地图是按一定的比例运用符号、颜色、文字注记等描绘显示地球表面的自然地理、行政区域、社会经济状况的图形。,17.09.2024,127,PPT学习交流,17.09.2024,128,PPT学习交流,地图投影就是指建立地球表面（或其他星球表面或天球面）上的点与投影平面（即地图平面）上点之间的一一对应关系的方法。即建立之间的数学转换公式。它将作为一个不可展平的曲面即地球表面投影到一个平面的基本方法，保证了空间信息在区域上的联系与完整。这个投影过程将产生投影变形，而且不同的投影方法具有不同性质和大小的投影变形。,17.09.2024,129,PPT学习交流,17.09.2024,130,PPT学习交流,等差分纬线多圆锥投影,17.09.2024,131,PPT学习交流,4.20,世纪的现代地球科学,（,1,）地球科学总体市属于应用科学的范畴,（,2,）地球科学观测仪器更新换代不断加快；,（,3,）数字技术以及电子技术和通信技术的发展，极大地加强了采集、传输、分析和处理科学数据能力。,17.09.2024,132,PPT学习交流,20,世纪地球科学的发展有三个特点,1.,地球科学不少分支取得重大进展或突破,2.,不断涌现新的一级、二级、三级分支学科，以及众多的分支学科,3.,地球科学与新兴的资源、环境和区域科学联动发展。,17.09.2024,133,PPT学习交流,1.,航天技术和航天器,1957,年前苏联第一颗人造卫星发射成功。,人类已发射大约,6000,多个航天器。,90, 以上是人造卫星。,二、航天时代的地球科学和空间科学,17.09.2024,134,PPT学习交流,17.09.2024,135,PPT学习交流,2.,空间科学及其与地球科学的关系,空间科学专指利用航天器研究发生在地球上、日地空间、行星际空间乃至整个宇宙的物理、天文、化学、地理环境和生命等自然现象及其规律的科学。,空间科学以航天技术为基础，包括空间飞行、空间探测和空间开发等几个方面,17.09.2024,136,PPT学习交流,空间科学与地球科学的关系,空间科学技术对认识近地球空间，认识地球系统与外部的交互有重要意义；,对地观测技术为地球科学各分支学科提供观测数据，极大地促进了现代地球科学的发展。,17.09.2024,137,PPT学习交流,3.,遥感和全球定位系统,（,1,）全球卫星定位系统,(Globle Positioning System),是一种结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。全球卫星定位系统,(,简称,GPS),是美国从上世纪,70,年代开始研制,历时,20,余年,耗资,200,亿美元,于,1994,年全面建成。具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近十年我国测绘等部门的使用表明,全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科,取得了好的经济效益和社会效益。,现有的卫星导航定位系统有美国的全球卫星定位系统,(GPS),和俄罗斯的全球卫星定位系统,( Globle Naviga2tion Satellite System) ,简称,GLONASS,，以及中国北斗星，欧洲伽利略。,17.09.2024,138,PPT学习交流,GPS,全球卫星定位系统由三部分组成,:,空间部分,GPS,星座,;,地面控制部分,地面监控系统,;,用户设备部分,GPS,信号接收机。,1.,空间部分,GPS,的空间部分是由,24,颗工作卫星组成,它位于距地表,20 200km,的上空,均匀分布在,6,个轨道面上,(,每个轨道面,4,颗,) ,轨道倾角为,55,。此外,还有,4,颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到,4,颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。,17.09.2024,139,PPT学习交流,2.,地面控制部分,地面控制部分由一个主控站,5,个全球监测站和,3,个地面控制站组成。,3.,用户设备部分,用户设备部分即,GPS,信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收,天线,至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出,卫星轨道参数,等数据。根据这些数据,接收机中的微处理,计算机,就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。,17.09.2024,140,PPT学习交流,北斗星导航定位系统,(,简称北斗系统,),由空间星座、地面控制中心系统和用户终端三部分构成。,1,、空间星座,建设中的中国北斗导航系统,(COMPASS),空间段计划由五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。,17.09.2024,141,PPT学习交流,2,、地面控制中心系统,北斗系统地面控制中心包括主控、测轨站、测高站、校正站和计算中心，主要用来测量和收集校正导航定位参数，完成测轨和调整卫星的运行轨道，姿态，编制星历，形成用户定位修正数据和对用户进行定位，即负责无线电信号的发送接收及对整个工作系统的监控管理。,17.09.2024,142,PPT学习交流,3,、用户设备 根据北斗用户机和应用环境和功能的不同，通常北斗用户机有五种类型：,普通型。该型用户机只能进行定位和点对点的通信，适合于一般车辆、船舶及便携等用户的定位导航应用，可接收和发送定位及通信信息，与中心站及其它用户终端双向通信。,通信型。适合于野外作业，水文测量、环境检测等各类数据采集和数据传输用户，可接收和发送短信息、报文，与中心站和其它用户终端进行双向或单向通信。,授时型。适合于授时、校时、时间同步等用户，可提供数十纳秒级的时间同步精度。,指挥型。指挥型用户机是供拥有一定数量用户的上级集团管理部门所使用，除具有普通用户机所有功能外，还能够播发通播信息和接收中心控制系统发给所属用户的定位通信信息。指挥型用户机又可分为一、二、三级。其中一级指挥型用户机，所辖用户为普通型用户机；二级指挥用户机，所辖用户为一级指挥机用户；三级指挥型用户机，所辖用户为二级指挥机用户。,多模型用户机。此种用户机既能接收北斗卫星定位和通信信息，又可利用,GPS,系统或,GPS,增强系统导航定位，适合于对位置信息要求比较高的用户。,17.09.2024,143,PPT学习交流,2.,遥感技术,remote sensing,通过人造地球卫星上的遥测仪器把对地球表面实施感应遥测和资源管理的监视,(,如树木、草地、土壤、水、矿物、农家作物、鱼类和野生动物等的资源管理,),结合起来的一种新技术。,17.09.2024,144,PPT学习交流,遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。在未来的十年中，预计遥感技术将步入一个能快速，及时提供多种对地观测数据的新阶段。遥感图像的空间分辨率，光谱分辨率和时间分辨率都会有极大的提高。其应用领域随着空间技术发展，尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透，将会越来越广泛。,遥感在地理学中的应用，进一步推动和促进了地理学的研究和发展，使地理学进入到一个新的发展阶段。,遥感信息应用是遥感的最终目的。遥感应用则应根据专业目标的需要，选择适宜的遥感信息及其工作方法进行，以取得较好的社会效益和经济效益。,17.09.2024,145,PPT学习交流,地理数据获取,遥感影像是地球表面的“相片”，真实地展现了地球表面物体的形状、大小、颜色等信息。这比传统的地图更容易被大众接受，,影像地图,已经成为重要的地图种类之一。,遥感获取资源信息,遥感影像上具有丰富的信息，多光谱数据的波谱分辨率越来越高，可以获取红边波段、黄边波段等。高光谱传感器也发展迅速，我国的环境小卫星也搭载了高光谱传感器。这些地球资源信息能在农业、林业、水利、海洋、生态环境等领域发挥重要作用。,17.09.2024,146,PPT学习交流,遥感应急灾害资料,遥感技术具有在不接触目标情况下获取信息的能力。在遭遇灾害的情况下，,遥感影像,是我们能够方便立刻获取的,地理信息,。在地图缺乏的地区，遥感影像甚至是我们能够获取的唯一信息。在,5.12,汶川地震中，遥感影像在灾情信息获取、救灾决策和灾害重建中发挥了重要作用。海地发生强震后，已有多家航天机构的,20,余颗卫星参与了救援工作。,遥感自然灾害遥感,我国已建立了重大自然灾害遥感监测评估运行系统，可以应用于台风、暴雨、洪涝、旱灾、森林大火等灾害的监测能力特别是快速图像处理和评估系统的建立，具有对突发性灾害的快速应急反应能力，使该系统能在几小时内获得灾情数据，一天内做出灾情的快速评估，一周内完成详实的评估。,例如在台风天，通过灾害遥感就可以准确的划分出受台风影响区域，通过气象预警发布有效信息，人们便可由此对农产品进行防护措施，降低损失。,遥感农业遥感监测,在农业方面，利用遥感技术监测农作物种植面积、农作物长势信息，快速监测和评估农业干旱和病虫害等灾害信息，估算全球范围、全国和区域范围的农作物产量，为粮食供应数量分析与预测预警提供信息。,17.09.2024,147,PPT学习交流,现代遥感技术,17.09.2024,148,PPT学习交流,观测,海水表层温度,、探测矿产资源、研究草原资源潜力、调查荒地资源数量、土地资源管理、利用监测；监测森林和草场火灾、雪崩、滑坡、泥石流和洪水泛滥；预报农作物病虫害；利用卫星图像区分城乡界线、判断城市地域增长趋势、运输网特征与聚落体系。,17.09.2024,149,PPT学习交流,现代遥感技术成像,17.09.2024,150,PPT学习交流,陆家嘴金融贸易区,浦东大道,17.09.2024,151,PPT学习交流,遥感技术推动了空间科学的发展,：,改变了空间科学研究的工作方式，提高了工作效率。,遥感技术为空间科学研究提供了广阔的空间同质资料。,遥感方法的,视野广阔,、精确度高。,遥感技术使地理学预测成为可能。,17.09.2024,152,PPT学习交流,现代遥感技术、地图制图技术、地球空间定位系统的使用推动了地理信息科学和技术的发展。,GIS,地理信息系统的首要工作信息采集需要借助现代遥感技术空间数据的获取来完成，卫片、航片是数据采集的最重要方式。,继而是空间数据转换、 建立空间数据模型、数据表达、数据处理、建立数据库，,GIS,的应用包括调取数据、分析应用。实际上需要,3S,集成技术。,三、地理信息科学和技术,17.09.2024,153,PPT学习交流,1.,地理信息系统,（,GIS,，,Geographic Information System,）是一门综合性学科，结合,地理学,与,地图学,以及,遥感,和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示,地理,数据的,计算机系统,，随着,GIS,的发展，也有称,GIS,为“,地理信息科学,”（,Geographic Information Science,），近年来，也有称,GIS,为,地理信息服务,（,Geographic Information service,）。,GIS,是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。,GIS,技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。,17.09.2024,154,PPT学习交流,17.09.2024,155,PPT学习交流,17.09.2024,156,PPT学习交流,2.,数字地球,是美国副总统,戈尔,于,1998,年,1,月在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表的题为 “数字地球：认识二十一世纪我们所居住的星球” 演说时，提出的一个与,GIS,、网络、,虚拟现实,等高新技术密切相关的概念。在戈尔的文章内，他将数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大