第一节天体和星空 (9).ppt

第一章宇宙,第一节天体和星空第二节探索宇宙第三节恒星的一生和宇宙的演化,总星系,银河系,河外星系,太阳系,其他恒星系统,地月系,其他行星系统,地球,月球,天体系统的级别,第一节,天体和星空,广袤的宇宙天球和人眼中的天象天球仪和天球坐标系星空季节变化星空季节变化的原因活动星图,知识目标,了解常见的天象。了解星空随季节变化的基本规律和不同日期观测的星空特点。,能力目标,学会联系实际观测星空。运用天球坐标系简图，确定主要恒星的位置。,情感态度与价值观目标,激发学生对探索宇宙奥秘的兴趣，为建立正确的宇宙观打下基础。,重点,基本天象的特点。天象仪的使用。星空随季节变化的基本规律。,难点,太阳系天体相对星空移动。天象仪的使用。天球坐标。,一.广袤的宇宙,520世纪60年代以来，大型天文望远镜的使用以及空间探测技术的发展，使天文观测的尺度逐渐扩展到150200亿光年的时空区域总星系。,2公元2世纪，古希腊天文学家托勒玫提出“地心说”。,316世纪，波兰天文学家哥白尼提出“日心说”。,418世纪，天文学家引进“星系”一词。,人类对宇宙的认识过程,1古代的“天圆地方说”。,是在不断运动和发展变化的,宇宙,是由各种形态的物质构成的,宇宙的科学定义：,天体和星空,地球,火星,水星,金星,地球,木星,土星,天王星,海王星,太阳,木星,地球,在太阳之外还有一个广袤的宇宙,天体类型,8形式各异、大小不一的人造天体,7星际物质气体和尘埃,6拖着长尾的彗星,5一闪即逝的流星,4轮廓模糊的星云,3圆缺多变的月亮,2在星空中移动的行星,1星光闪烁的恒星,旋涡星云,玫瑰星云,火星,流星体,二.天球和人眼中的天象,天文学等领域中，天球是一个想象的旋转的球，理论上具有无限大的半径，与地球同心。天空中所有的物体都想象成是在天球上。与地球相对应，它有天赤道，天极。,广袤无垠的天空，看起来像一个庞大的圆球，全部日月星辰好像都分布在这个球面上。天文学上就将以地球为中心，以无限大为半径，内表面分布着各种各样天体的球面称为天球。想象中，所有天体都附着在天球上。,1.天球,银河系,银河系在天球上的投影呈现为一条跨越星空的光带。,2.天体在天球上的位置和运动天体在天球上的位置变化有三个基本特点。（1）恒星星空图像稳定。（2）恒星星空每日绕轴旋转一周，带动所有天体每天呈现东升西落运动。（3）太阳系天体在跟随星空周日旋转的同时，还缓慢或较缓慢地在星空上移动。,周日运动轨迹,三.天球仪和天球坐标系,天球仪是天球的模型，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。球面上绘有亮星的位置、星名、星座以及几种天球坐标系的标志和度数。天球仪上的星象和我们从天空中看到的星象正好相反，这是由于我们从天球外看天球仪的缘故，但这对于了解天象并无影响。,1.天球仪,天球可以绕一根贯穿圆球心的轴旋转，这个轴称为天轴，轴的两端与天球的两个交点称为南极和北极。带轴的天球被支撑在一个通过南北两极的金属子午圈上。利用天球仪可以观察到任意指定的时刻和地理纬度处的星空图像。由于观测者是在天球外看天象，因此从天球仪上看到的天象与从天空中看到的天象是相反的，但这并不影响天球仪的实用价值，它普遍应用于航海、天文教学和天文普及工作。,2.天球坐标系,（1）赤道坐标系为了准确形容天上星体的位置，天文学家制订了一套坐标系统来标示星体在天球上的位置。这套坐标系统和地球上惯用的经纬度坐标十分相似。,（2）地平坐标系,地平坐标系中的基本圈是地平圈，基本点是天顶和天底。方位即地平经度，是一种两面角，即午圈所在的平面与通过天体所在的地平经圈平面的夹角，以午圈所在的平面为起始面，按顺时针方向度量。高度即地平纬度，它是一种线面角，即天体方向和观测者的连线与地平圈的夹角。在观测地，天体的高度就是该天体的仰视角。,地平坐标系,天球仪星空上的经纬网,四.星空季节变化,地球自转形成了星座的东升西落。同一夜晚不同时刻北斗七星的指向不同，出现在南方天空的星座也不同。留心观察星空的人还会注意到:不同季节的夜晚同一时刻看到的星座也是互不相同的。,春天(3月)夜晚8点钟，我们会看到北斗七星的斗柄指向东万，出现在南方的星座是雄伟的狮子座;夏天(6月)夜晚8点钟，我们仰望北斗七星，其斗柄指向南方，当我们面向南望去时，盘踞在南方星空的是巨大的天蝎星座；秋风送爽，到了9月，同是夜晚8点钟，飞马星座横跨夜空，北斗七星则是斗斜星横，斗柄西指;到了冬季(12月)，夜晚8点钟我们再到户外观星，辉煌灿烂的猎户星座成为南天星空的主要角色，北斗七星靠近北方地平线，斗柄指向北方。到了来年春天的夜晚同一时刻，我们再去看星，又是斗柄东指了。,星图对天文学家们就像地图对旅游者一样极为有用，天空也有自己的网格系统来标量天体的位置，就像地球上的经纬线。还有一种使用了几千年的认识天空的方法那就是记住星座或星群。,地球旋转时，天空像在沿着相反的方向旋转。在两极，天体由于观察者所在的纬度不同而按相应不同的角度升起和落下。从赤道看去，天空中一切事物都是可见的，但在其他纬度，其中一部分事物常常会隐藏起来。天体四散分布，从地球上看去它们都包围着地球。,使用星图时将一端对着自己的头顶，另一端对着南（北）地平线方向。星图会告诉你此时刻可以看到的天体有哪些。因为南北半球看到的情况是不一样的，同时因为靠近星图底部的天体都处于地平线附近，可能因种种原因会看不到。所以在选用星图时要清楚自己所在的纬度。,北极星图,南极星图,北半球星图9-11月,南半球星图9-11月,北半球星图6-8月,南半球星图12-2月,北半球星图3-5月,南半球星图3-5月,北半球星图12-2月,南半球星图6-8月,五.星空季节变化的原因,在我国古书鹖冠子中有这样的记载“斗柄指东，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆东。”说明古人早就注意到这种天文现象了。,什么原因形成星座的周年变化呢?,答案是地球公转运动造成的。地球每年围绕太阳运行一周，但是人们觉察不出地球的这种运动，相反从地球上看起来，好像太阳在星空中每年运行一周。太阳在天空中这种表观运动叫做太阳的周年视运动。视运动的路线叫做黄道。显然，夜晚人们看到的是位于太阳相反方向的那些星座。,示意动画,太阳相对星空移动导致黄昏后星空的变化,六.活动星图,活动星图的使用,天球与天体的轨跡,不同纬度上的观测者，在同一时间所能见到的星群不同。,上图是天球，下图是星座盘的下页（绿框范围）及上页的视窗范围（蓝框范围）。红线为天体在地平面上的轨迹，白线则为其地平面下的轨迹。浅蓝色区域代表地平线以上的天球投影区。,星座盘的原示意图,操作活动星图的步骤,1.将星座盘下页的观测月份、日期与上页的时刻对齐。2.利用指南针、北斗七星（在春夏季时）或者仙后座（在秋冬季时）定出地理上的北方，然后面向反方向的南方。3.将星座盘面朝向自己，并越过头顶举起，此时星座盘的北字在上方（指向后方的地理北方），而南字在下方（指向前方的地理南方）。此时，在星座盘上椭圆形视窗中所呈现出的便是该时刻的星空。,活动星图的结构,广袤的宇宙。天球和人眼中的天象。天文学上就将以地球为中心，以无限大为半径，内表面分布着各种各样天体的球面称为天球。天球仪和天球坐标系。银河系在天球上的投影呈现为一条跨越星空的光带。天体在天球上的位置变化有三个基本特点。天球坐标系的分类。星空季节变化的原因。活动星图。星空季节变化。,1距离地球最近的天体是()A太阳B南门二丙星C月球D金星2在各类天体中，最基本的天体是()A行星和卫星B恒星与行星C彗星和流星D恒星与星云3在北半球中高纬度，终年可见的是()A大熊座和仙后座B小熊座和仙女座C天琴座和天鹰座D天鹅座和天蝎座,C,D,A,4恒星比星云()A质量大、体积大B质量小、体积小C质量大、密度大D体积小、密度小5属于太阳系内的天体系统是()A太阳系B银河系C地月系D总星系,B,C,思考（第4页）1.第一，夜间西方的星空转入地下，而东方的星空转入地上，说明布满恒星的天球延伸到地平面以下。第二，天色渐暗时星星显现，天色渐亮时星星消失，说明阳光遮挡了星光。第三，日全食发生于白天。第四，在不同纬度观测到星空的不同部分。,2.银河系呈圆盘状，当偏离或远离银盘平面观测时，所见恒星数量很少，相反，沿银盘平面观测时，恒星密集。这一环密集的恒星呈现为一条跨越星空的光带。,思考（第6页）1.拍照时的方向如图所示。解释：首先，表示拍照方向的箭头必须发自球心。其次，在北半球，拍照时只有对准北极星方向时，才能拍摄出同心圆状的周日运动轨迹。,2.同宇宙相比，地球大小只相当于一个点；过观测地的地轴平行线，也体现天轴方向。由于天轴（地轴）与赤道平面垂直，地球半径与地平面垂直，两个相应的线面角就相等。即都等于。,3.A图：北纬40度处。基本特征：天体周日运动轨迹与地平面斜交，天体斜升斜落。部分天体升落于地平面上下，部分天体始终在地平面以上旋转，还有部分天体始终在地平面以下。B图：赤道上。,基本特征：天体周日运动轨迹与地平面垂直，由于天体垂直升落，除两极以外的天体都能为人所见。C图：北极点上。基本特征：天体周日运动轨迹与地平面平行，所有天体不升不落。北半球天体永不没于地平下，南半球天体则永不升出地平上。根据上面的分析，赤道上看到星座最多。,思考（第7页）1.A位置时，太阳在双鱼座，火星在魔蝎座。B位置时，太阳在金牛座，火星在宝瓶座。,2.地球公转一周，观测者看到太阳相对恒星星空，在十二星座间穿行一周，因此，黄道就是地球公转轨道面无限延伸与天球相交的大圆。地球赤道面公转轨道面呈2326的交角，而天轴是地轴的无限延伸，天赤道即地球赤道面无限延伸与天球相交的大圆。因此，黄道面与天赤道之间的交角也是2326。,活动（第8页）调整天轴对地平的倾角，使之分别等于0，40，90，你所在的纬度（北半球的观测者，北极星在地平面以上），拨动星空球壳使之旋转，观察就行了。,思考（第9页）1.在东北，地平高度较低。2.不会。但太阳系天体的赤道坐标会缓慢地变化。3.会。但北极星及附近的恒星