《自然科学基础知识》第九单元课件

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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,自然科学基础知识,主 编 王换成,自然科学基础知识主 编 王换成,第九单元天体,Contents,太阳系、银河系、宇宙,人类的家园,地球,航天技术,第九单元天体Contents太阳系、银河系、宇宙人类的家,【学习目标】,1了解宇宙、银河系、太阳系及太阳的构造,2了解地球及其卫星,3理解并识别四季星空,4了解人类航天技术的发展,【学习目标】1了解宇宙、银河系、太阳系及太阳的构造,模块一太阳系、银河系、宇宙,事实聚焦宇宙的年龄有多大,宇宙是在什么时候诞生的？它现在已有多大年纪？这是一个自古以来就使得许多寓言家、哲学家和自然科学工作者们感兴趣的问题。在我国古代就有盘古开天辟地的神话传说故事，有“以十二万九千六百年为宇宙之终始”的一种说法。,1685年，英国圣公会的厄谢尔就已“算出”创世的时间是公元前4004年。1755年，德国哲学家康德认为地球的年龄为几百万年。现在，根据放射性元素衰变的规律，地质学家和地球化学家们都可以从岩石里铀和铅的含量比重直接计算出岩石的年龄为40亿年，行星地球以目前固态形式存在的年龄大约是47亿年。由同位素的含量定出的太阳系的年龄的上限为544亿年。根据球状星团中恒星的低金属含量表明，它们全都属于从原星系凝聚出来的第一代恒星，因而它们属于银河系中的最古老天体。利用球状星团的赫罗图，我们可以推算出星团和银河系年龄为80亿年，这标志着宇宙年龄的下限。,那么宇宙的年龄究竟是多大呢？1986年国际天文学联合会宣布关于宇宙年龄最好的结果是140200亿年。,模块一太阳系、银河系、宇宙事实聚焦宇宙的年龄有多大,课题一人类认识的宇宙,一、宇宙,宇宙处于不断的运动和发展之中。天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统。目前，人们认识到的天体系统，从小到大排列，有以下几个层次：,（,1,）月球绕地球公转，构成地月系。,（,2,）地球和水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星等八大行星，以及小行星、彗星、流星体等天体围绕太阳公转，构成太阳系。,（,3,）太阳和千千万万颗恒星又组成庞大的恒星集团，称为银河系。,（,4,）银河系以外还有许许多多同银河系规模相当的天体系统，称为河外星系，简称星系。,目前用最大的望远镜，可以观测到数以十亿计的星系，其中离我们最远的估计为,150,亿,200,亿光年。天文学上把银河系和现阶段所能观测到的河外星系，合起来叫做总星系。宇宙中的天体不是同时形成的，而是各自都有其发生、发展、衰亡的历史。作为整体的宇宙，也经历了温度从高到低，物质密度从密到稀的演化。,课题一人类认识的宇宙一、宇宙宇宙处于不断的运动和发展之中,二、太阳系,太阳系是一个以太阳为中心天体的天体系统。太阳系的成员除了太阳以外还有行星和卫星，以及彗星、流星体和大量星际物质。太阳系的一切成员都在环绕太阳公转，这是因为在太阳系的总质量中太阳几乎占了99,.,9%,，使它具有足够大的引力。太阳作为太阳系中唯一自身发光的天体，是太阳系的光和热的主要源泉。太阳系大体上是个球体，其半径在,10,万天文单位距离以上（图,9-1,）。,太阳系有八大行星，由内向外，包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星（表9-1见教材205页）。,二、太阳系太阳系是一个以太阳为中心天体的天体系统。太阳系的成,三、银河系,人们在晴朗无月的夜晚仰望天空所见到的一条穿越长空淡淡发光的白色练带，古人把它看成是天上的河流，形象地称之为银河。银河系就是由无数恒星和星际物质（星际气体和星际尘埃）构成的巨大集合体（图,9-2）。银河系包括10002000亿颗恒星和大量星际物质，总质量是太阳质量的1400亿倍，其中90%以上是恒星的质量。,三、银河系人们在晴朗无月的夜晚仰望天空所见到的一条穿越长空,课题二地球的生命之源,太阳,一、太阳的大小、形状及构造,1太阳的大小,根据万有引力定律，我们可以计算出太阳的质量是1980亿亿亿t，它约相当于我们地球质量的33.34万倍。太阳的直径约为139万km，比地球直径大109倍。,2太阳的构造,太阳的构造十分复杂，很难明确地划分出太阳内部不同层次的明确界限。人们只能根据太阳内部各层物质的不同特征，将太阳粗略地分为太阳大气层和太阳内部两大部分。大气层又细分为光球层、色球层和日冕层。太阳内部是由光球层以下至日心的部分，分为对流层、辐射区和日核三部分（图,9-3）。,课题二地球的生命之源太阳一、太阳的大小、形状及构造1,二、太阳辐射及太阳活动,1太阳辐射,太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量，这称为太阳辐射。太阳辐射的能量是巨大的，据计算，每分钟通过太阳辐射向地球输送的能量相当于燃烧,4,亿,t,烟煤产生的热量。,太阳辐射能量来源于太阳内部的核聚变反应。,2,太阳活动,（,1,）黑子。在太阳光球层上有一些较暗的斑点，它的温度比光球表面的温度约低,1500,，在明亮的光球衬托下，显得暗一些，这就是太阳黑子（图,9-4,）。,科学家一般认为：它们是一种巨大的漩涡形状的气流，是由于太阳上的大气活动形成的。就像地球上大气的运动会形成台风一样，黑子也可以说是太阳上的“,风暴区,”,。,（,2,）耀斑。太阳色球有时会出现一块突然增大、增亮的斑块，叫做耀斑。耀斑爆发从开始到高潮大约只需几分钟至几十分钟（图,9-5,），然而，就在这段时间内，能释放出相当于,100,亿颗百万吨级氢弹的能量，其中包括释放很强的无线电波、大量的紫外线、,X,射线、,射线，以及高能带电粒子。因此，耀斑爆发是太阳活动最激烈的显示。,耀斑爆发时发射的电磁波进入地球电离层，会引起电离层的扰动。此时经电离层反射的短波无线电信号会被部分或全部吸收，从而导致通信衰减或中断。,二、太阳辐射及太阳活动1太阳辐射,图,9-4,太阳黑子,图9-5,一次大耀斑的变化过程,图9-4太阳黑子,在古代，由于条件的限制，人们只能把自己所能直接看见的一小片地面当做地球的真面目，一直有“天圆地方”之说。而古希腊人却认为地球的形状像一个凸起的大圆盘，四周都被海水包围着。他们看见远方天地相接的地平线，以为那就是大地的边缘，因此相信天和地都是有尽头的，尽头处就叫做“天涯海角”。古希腊哲学家毕达哥拉斯一天来到海边，眺望水平线那边驶来的帆船。他突然发现一个很有意思的现象，最初露出来的是船桅的梢，然后才出现帆，最后才能看到整个船身。由此，他断定地球的表面一定是圆的。古代最伟大的哲学家亚里士多德发现，当一个人向北方旅行时，天空上的各种星辰高出地平线的高度就随着其距离而增加。他认为，这种情况只有观察者在一个球曲面上旅行时才会产生。同时，他发现在发生月食的时候，月亮边缘呈弧形的黑影。当时，人们已经知道月食是由于地球挡住太阳光对月球的照射所形成的。他由圆弧的影子来推测地球的形状，认为整个“地”肯定不是方的或其他什么形状，而是一个圆球。他成为最初比较详细地说明地球是个圆球的人。,300年之后，也就是公元前3世纪，另一个希腊人埃拉托色尼用一个非常简单巧妙的办法测出了地球周长的大小，其精度几乎与目前测量的数值相差无几。到公元前3世纪，我国东汉著名科学家张衡，也提出了浑天说，认为“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄，孤居于内”。只可惜他说得还不够明白，后来又很少有人加以研究和说明。,公元1519年8月，葡萄牙探险家麦哲伦率领船队，从西班牙出发，渡过大西洋、太平洋、印度洋，绕过非洲南端的好望角，历时3年，终于回到了西班牙，完成了首次环球航行的壮举。人类在这个时候终于真正认识到地球是个球体。,事实聚焦人类对地球形状的认识,模块二人类的家园,地球,在古代，由于条件的限制，人们只能把自己所能直接看见的一小片地,课题一地球的形状、构造和运动,一、地球的形状和大小,人类对地球形状的认识是逐步加深的。古时候由于人类的生产规模、活动范围的限制，只能看到自己周围的地面是平的，就以为整个大地是平的。后来随着社会生产的发展特别是人类交通运输的发展，人类不再局限于一个地方，视野逐渐开阔了，这样就慢慢地认识到地球是一个赤道略鼓两极稍扁的扁球体（图9-6,）。既然地球是一个,“,扁球体,”,，那么它在赤道方向和两极方向的半径就不相同。较新的测量结果告诉我们：地球的赤道半径，也就是长半径是,6378.245 km,；两极半径，也就是短半径是,6356,.,863 km,，长短半径相差约,21 km,。地球的质量是,595000,亿亿,t,，大约是太阳质量的三十三万分之一。,图,9-6,课题一地球的形状、构造和运动一、地球的形状和大小人类对地球,二、地球的构造（图,9-7）,1地壳,地壳是由许多岩石组成的，它是地球表面很薄的一层，平均厚度约,17 km。,2地幔,地幔介于地壳与地核之间，所以又叫做中间层。,3地核,地核的平均厚度约为,3400 km，分为两层。,二、地球的构造（图9-7）1地壳,三、地球的运动,1地球的自转,地球绕其自转轴的旋转运动，叫做地球的自转。一般可以从地轴的空间位置，地球的自转方向、周期和速度等方面来说明地球自转的规律。,地球自转轴简称地轴。地轴的空间位置基本上是稳定的，地轴北端始终指向北极星附近。,地球自转的方向是自西向东。从地轴北端或北极上空观察，地球呈逆时针方向旋转；从地轴南端或南极上空观察，地球呈顺时针方向旋转（图,9-8）。,三、地球的运动1地球的自转,三、地球的运动,2地球的公转,地球绕太阳的运动，叫做地球的公转。一般从地球公转的轨道、速度、方向和周期等方面来说明地球公转的规律。地球公转的路线叫做公转轨道，它是近似正圆的椭圆轨道，太阳位于椭圆的一个角点上。,由于太阳略微偏离地球公转轨道的中心，因此，日地距离不断随地球公转而发生细微的变化，地球公转速度也相应有一些变化（,表9-2见教材212页,）。,同地球自转方向一致，地球公转的方向也为自西向东，即从地球北极上空向下看，地球沿逆时针方向绕太阳运转。,地球公转一周360，所需要的时间为365日6 h 9 min 10 s，这叫做1恒星年。,三、地球的运动2地球的公转,三、地球的运动,3地球自转与公转的关系,地球在自转的同时，围绕太阳公转。因此，地球的运动是这两种运动的叠加。地球自转的平面叫赤道平面，地球公转的平面叫黄道平面。地球自转和公转的关系，可以用赤道平面与黄道平面的关系来表示。过地心并与地轴垂直的平面称为赤道平面，地球公转轨道平面称为黄道平面。地轴与黄道平面的交角为,6634，赤道平面与黄道平面的交角为2326（图9-9）。,地球在公转的过程中，地轴的空间指向和黄赤交角的大小，在一定时期内可以看做是不变的。因此，在公转轨道的不同位置，地表接受太阳垂直照射的点（简称太阳直射点）是有变化的。从冬至到第二年夏至，太阳直射点自南纬2326向北移动，经过赤道（春分时），到达北纬2326；从夏至到冬至，太阳直射点自北纬2326向南移动，经过赤道（秋分时），到达南纬2326。太阳直射点在赤道南北的这种周期性往返运动，称为太阳直射点的回归运动。太阳直射点回归运动的周期为365日48 min 46 s，叫做1回归年（图9-10）。,三、地球的运动3地球自转与公转的关系,图,9-9,黄赤交角,图,9-10,图9-9黄赤交角图9-10,三、地球的运动,4自转形成的地理意义,（,1）昼夜交替。,