探索宇宙205P 完整版课件

1、第8课探索宇宙（一） 下坪学校电教张老师制作0904齐读697，阿波罗11，阿姆斯特朗，月足迹。地月直径引力比，4：6：1地月质量体积比，80491齐读上半月上弦月“D”，下半月下弦月“C”。齐读太阳系八大行星，“水”“金”地球“火”木星；土星“天王”海王星。最重最大最快“木”，自转最慢倒转“金”。齐读“天鹅座 ”“天琴、天鹰”，“天津四织女牛郎”星。天蝎座“心宿二”红亮，熊座“勺尾”北极星。十万光年银河系，恒星就有二千亿。百亿光年未见底，河外星系超百亿。 核心概念宇宙是物质的，是可以被观察和认识的，人类已对宇宙有了越来越多地认识，但还有许多没有被认识的问题。 宇宙是庞大和有序的。宇宙中的天体

2、是不断运动和变化的，月相、日食、月食等现象是天体之间的相对运动造成的。大多数天体都有自己的运动模式，都处于规则的可以预测的运动中。我们探索和认识宇宙的方法:直接观察，建模研究，收集前人研究成果。 核心概念.宇宙空间分布着大小不同的天体系统。.宇宙是运动变化着的，膨胀着的，组成宇宙的天体也是运动变化着的。知识点探讨月球的公转方向：自西向东与逆时针方向讨论-月相的几种画法讨论-月相的变化规律初一月相全黑，叫“朔”，也叫新月，十五（或十六）月相全亮，叫“望”，也叫满月。初一到十五月相越来越“胖”，是“盈”的过程；下半月月相越来越“瘦”，是“亏”的过程。月相变化的周期是29.5306天，叫朔望月，这也

3、是农历的一个月来历。上半月月相亮面朝西（右），下半月月相亮面朝东（左）。月相盈亏边缘的两个端点连线组成的（亮面多的）部分等于或小与半圆。月亮始终以同一个半球朝向地球，满月的月相是一样的。几个注意点月相变化过程中，月亮没有变，变化的是地球上看到的月亮亮面面积。月球每天从东边升起的时间是不一样的。月球、地球、太阳的相对位置变化引起我们看到的月亮圆缺变化。知识点探讨环形山（又叫月坑）特点：近似圆形，中间地势低平，有的还分布着小的山峰。内侧比较陡峭，外侧较平缓。有些环形山的周围向外辐射出许多明亮的条纹。知识点日食时哪边先亏？月食时哪边先亏? -先亏西-先亏东科学概念 宇宙空间分布着大小不同的天体系统。

4、宇宙是运动变化的，膨胀的，组成宇宙的天体也是运动变化着的。一、膨胀的宇宙2003年我国载人航天飞船“神舟5号”的发射成功，让我们中国“千年飞天梦，今朝变成真”。现在，就让我们一起乘坐“神舟号”飞船到太空遨游，继续去探索宇宙。太阳系是怎样一个星系？太阳系是以太阳这颗恒星为中心的，由行星及其卫星、矮行星、小天体（包含小行星、流星、彗星）等组成的一个天体系统。 为什么冥王星不属于行星? 国际天文学联合会第26届大会，经两千余天文学家表决通过 太阳系只有八大行星。不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星，而将其列入“矮行星”。 那么，到底行星的定义是什么？ 这届大会为此讨论了9天。终于在昨晚得以定论：

5、一是必须围绕太阳运转的天体；二是质量足够大，能依靠自身引力使天体呈圆球状；三是其轨道附近应该没有其他物体。 1999年，冥王星就差一点在国际天文学联合会的电子邮件投票中失去行星的地位。原因是，它与其他八大行星太不同了：一是体积过小，它的质量只有月亮的1/3；二是轨道过于椭圆；三是八星轨道几乎在同一平面，而冥王星与八星轨道平面倾斜角达17度。太阳系在宇宙中是唯一的吗？ 太阳虽然是太阳系里唯一发光的恒星，但是太阳系在宇宙中并不是唯一的。天空中的星星大多数也是和太阳一样发光发热的恒星，它们有的也会组成类似太阳系一样的天体系统，太阳系和众多的恒星一起组成的一个恒星集团，被人们称为银河系。 波兰天文学家

6、，近代天文学的奠基人。因为提出了著名的“日心说”，终生受到宗教势力的迫害。哥白尼(14731543)太阳系8大行星太阳水星金星地球火星土星天王星海王星冥王星木星一、光年l.y.：光在真空中走一年所经过的路程 1 l.y.=9.4611015m二、天文单位AU：地球到太阳的平均 距离 1AU=1.4961011m 地球到织女星的距离约24.5 l.y.，地球到牛郎星的距离16 l.y.，牛郎织女两星相距12.1 l.y.。银河系让我们看看银河系的模样吧！说说你们觉得银河系像什么？银河系俯视像一个巨大的漩涡，侧看像一个中心略鼓的大圆盘。 银河系大约由1000亿2000亿颗恒星组成，直径有10万光年

7、。 俯视侧视银河系全图约10万光年约3万光年1光年365246060300000=9 460 800 000 000千米 让我们看看银河系的模样吧！说说你们觉得银河系像什么？银河系俯视像一个巨大的 ，侧看像一个 。 银河系大约由 颗恒星组成，直径有 光年。 让我们看看银河系的模样吧！说说你们觉得银河系像什么？银河系俯视像一个巨大的漩涡，侧看像一个中心略鼓的大圆盘。 银河系大约由1000亿2000亿颗恒星组成，直径有10万光年。 宇宙空间到底有多大呢？ 银河系还不是宇宙的全部，类似银河系一样的星系还有100亿个，人们把它们统称为河外星系。现在人们用天文望远镜已观测到距我们120亿光年的宇宙空间深

8、处，但仍没有看到宇宙的边缘，而且科学家发现宇宙正处于青年时期，还在长大，还在膨胀之中！ 齐读十万光年银河系，恒星就有二千亿。百亿光年未见底，河外星系超百亿。宇宙空间到底有多大呢？ 银河系还不是宇宙的全部，类似银河系一样的星系还有 个，人们把它们统称为河外星系。现在人们用天文望远镜已观测到距我们 光年的宇宙空间深处，但仍没有看到宇宙的边缘，而且科学家发现宇宙正处于青年时期，还在长大，还在膨胀之中！ 宇宙空间到底有多大呢？ 银河系还不是宇宙的全部，类似银河系一样的星系还有100亿个，人们把它们统称为河外星系。现在人们用天文望远镜已观测到距我们120亿光年的宇宙空间深处，但仍没有看到宇宙的边缘，而且

9、科学家发现宇宙正处于青年时期，还在长大，还在膨胀之中！ 几个知识点星座1928年，国际天文学联合会决定，将全天划分成88个星区，叫星座。星座名称是由亮星组成的图形，结合神话故事，用人物、动物和器具给予命名的。如何看星空图。夏季星图春季星图二、充满活力的宇宙 恒星的一生：星云的气体和尘埃紧缩原恒星燃料消耗殆尽，膨胀变成巨星或超巨星爆炸成超新星变成黑洞或中子星；或者星云的气体和尘埃紧缩原恒星小型或中等恒星变成红巨星燃料耗尽而缩小变成白矮星能量耗尽变成黑矮星 二、充满活力的宇宙 恒星的一生：星云的气体和尘埃紧缩原恒星燃料消耗殆尽，膨胀变成 星或 星爆炸成 星变成黑洞或 星；或者星云的气体和尘埃紧缩原

10、恒星小型或中等恒星变成红巨星燃料耗尽而缩小变成 星能量耗尽变成 星 二、充满活力的宇宙 恒星的一生：星云的气体和尘埃紧缩原恒星燃料消耗殆尽，膨胀变成巨星或超巨星爆炸成超新星变成黑洞或中子星；或者星云的气体和尘埃紧缩原恒星小型或中等恒星变成红巨星燃料耗尽而缩小变成白矮星能量耗尽变成黑矮星 充满活力的宇宙 ?如同人体的细胞在新陈代谢一样，宇宙中每时每刻都有许多恒星诞生，同时也有许多恒星消亡。同时，恒星都在不停地高速运动，有些恒星自身在有节奏地膨胀和收缩，有的恒星在向外抛射物质也正因为如此，我们的宇宙充满了活力。三、人类对宇宙的探索 自古以来，人类就对宇宙充满了幻想，向往着飞向太空。我们看到的这些资

11、料，正是人类不断地对宇宙进行探索的结果。 我的宇宙卡探索工具我国在宇宙探索方面取得的成就 1、我国是世界上公认的火箭发源地。2、我国的航天技术在世界上占有重要的地位。3、载人飞船“神舟”五号和“神舟”六号圆了中国人的飞天梦想。现在“嫦娥”一号探月卫星又发射成功，不久的将来，我国宇航员还将登月考察。 我国在宇宙探索方面取得的成就 1、我国是世界上公认的 发源地。2、我国的航天技术在世界上占有 的地位。3、载人飞船 号和 号圆了中国人的飞天梦想。现在 号探月卫星又发射成功，不久的将来，我国宇航员还将登月考察。 我国在宇宙探索方面取得的成就 1、我国是世界上公认的火箭发源地。2、我国的航天技术在世界

12、上占有重要的地位。3、载人飞船“神舟”五号和“神舟”六号圆了中国人的飞天梦想。现在“嫦娥”一号探月卫星又发射成功，不久的将来，我国宇航员还将登月考察。 神六发射神六升空探索成果:1.宇宙是由许多庞大的星系组成的，而且至今未发现其边界。2. 20世纪20年代末期，美国天文学家哈勃在观测时注意到，几乎所有星系的光谱都呈现谱线红移现象。哈勃的发现等于向人们宣布，宇宙的某一部分正在不断地膨胀。3.恒星有一个较长而复杂的演变过程。 综合练习银河系由（- ）颗恒星组成，直径达（）光年。 综合练习银河系由（1 000 - 2 000亿）颗恒星组成，直径达（10万）光年。 综合练习银河系侧看像一个中心略鼓的（

13、）。太阳位于距银河中心（）光年处。鼓起处为（）是恒星密集区，故望去白茫茫的一片。综合练习银河系侧看像一个中心略鼓的（大圆盘）。太阳位于距银河中心（2.6万）光年处。鼓起处为（银心）是恒星密集区，故望去白茫茫的一片。综合练习银河系俯视像一个巨大的（），这个（）有四个旋臂组成。太阳系位于其中一个旋臂（臂），逆时针旋转。太阳绕银心旋转一周需要（年）。 综合练习银河系俯视像一个巨大的（漩涡），这个（漩涡）有四个旋臂组成。太阳系位于其中一个旋臂（猎户座臂），逆时针旋转（太阳绕银心旋转一周需要2.5亿年）。 综合练习银河系以外的恒星集团叫做（），例如（）星系、（）星系等等。综合练习银河系以外的恒星集团叫做

14、（河外星系），例如（仙女座）星系、（猎犬座）星系等等。银河系作为一颗普通的恒星，太阳的未来是什么太阳已50亿岁了。它度过了漫长的前半生，现在的它正处于稳定的壮年时期，容光焕发，华光四射，率领着太阳家族中的所有成员居住在银河系中。 据天文学家估计，太阳的寿命是100亿岁。那就是说，太阳还能够活上50亿年。作为一颗普通的恒星，太阳的未来是什么那么，太阳在50亿年以后，会变成什么样呢？根据现有的理论，当氢元素消耗殆尽之后，太阳将开始持续膨胀并首先过渡到红巨星阶段。这时，水星和金星都将被完全摧毁，而在其体积膨胀数千倍之后，地球也将被吞没。最终，红巨星的外层将会冷却下来并被抛散到周围的宇宙空间，剩下的将

15、仅是一颗恒星核，即所谓的白矮星，其温度与现在的太阳相当，但体积却仅有地球大小。作为一颗普通的恒星，太阳的未来是什么太阳变成白矮星以后，内部不再进行热核反应，靠冷却来发光。大约经过十亿年，能量耗尽，太阳变成一颗不发光，冷冰冰、又矮又小的黑矮星了。作为一颗普通的恒星，太阳的未来是什么那么太阳有没有可能变成密度更大的中子星，甚至变成黑洞呢？经过天文学家计算，认为太阳只能变成白矮星，不可能变成中子星和黑洞。原因是质量不够大，以致坍缩的压力不够，物质不可能压得像中子星和黑洞那样密。彗星或者小行星会撞击地球吗彗星是否会撞地球，目前还不可预测。我们已经知道几百颗彗星的运行轨道，但是每天都有十几颗新的彗星从土

16、星以外的柯伊伯带进入太阳系内部。我们还无法在那个距离上观测到直径小于几百千米的小天体，这意味着我们只能在这些小天体撞击地球之前几年时间内发现它们，而且精确地定出它们的轨道也要花上几周的时间。 彗星或者小行星会撞击地球吗小行星则是另外一种情况，尽管还没有已知的小行星正处于和地球直接碰撞的行程中，但是有很多非常接近地球的具有潜在威胁的小行星，大小从十几米到几千米不等。不幸的是，它们中的任何一个在木星引力的摄动下都有可能进入地球的轨道。 所以威胁始终存在，人们不可以掉以轻心，必须要时刻保持对彗星和小行星的观测，时刻获得对太阳系的巡天结果。综合练习宇宙就是空间，宙就是时间，宇宙不但在空间上是无限的，在

17、时候上也是无限的。（）综合练习宇宙就是空间，宙就是时间，宇宙不但在空间上是无限的，在时候上也是无限的。（对）综合练习宇宙由许多庞大的星系组成，富于变化又充满活力。（）综合练习宇宙由许多庞大的星系组成，富于变化又充满活力。（对）综合练习夜晚星空中眨着眼的星星一般是恒星。（）综合练习夜晚星空中眨着眼的星星一般是恒星。（对）综合练习太阳系不是整个宇宙，银河系才是整个宇宙。（）综合练习太阳系不是整个宇宙，银河系才是整个宇宙。（错）综合练习太阳是宇宙中最大、最亮的恒星。（）综合练习太阳是宇宙中最大、最亮的恒星。（错）综合练习宇宙中每时每刻都有许多恒星诞生和消亡。（）综合练习宇宙中每时每刻都有许多恒星诞生

18、和消亡。（对）综合练习银河系是宇宙中唯一的恒星集团。（）综合练习银河系是宇宙中唯一的恒星集团。（错）综合练习科学家宇宙正处在膨胀之中。（）综合练习科学家宇宙正处在膨胀之中。（对）综合练习现在宇航员还不能在太空站上过太空生活。（）综合练习现在宇航员还不能在太空站上过太空生活。（错）综合练习我国在宇宙探索方面取得哪些成就？综合练习我国在宇宙探索方面取得哪些成就？答：一是我国是世界上公认的火箭发源地;二是我国的航天技术在世界上占有重要的地位。 三是载人飞船“神州”5号“神州”6号7号的发射成功圆了中国人的飞天梦想。现在“嫦娥”一号探月卫星又发射成功。将来我国还将登月考察。 综合练习天空银河光带实际是

19、由许许多多的（）组成的一个（），被人们称为（）。综合练习天空银河光带实际是由许许多多的（恒星）组成的一个（恒星集团），被人们称为（银河系）。综合练习光传播速度是每秒（）千米，光年就是（）它是用来计量（）距离的单位。综合练习光传播速度是每秒（30万）千米，光年就是（光一年所走的距离）它是用来计量（恒星）距离的单位。综合练习我国是世界上公认的（）发源地。早在1700年前（）的古籍上就出现了（）名称。综合练习我国是世界上公认的（火箭）发源地。早在1700年前（三国时代）的古籍上就出现了（火箭）名称。综合练习光年是（）单位。A时间B距离综合练习光年是（B）单位。A时间B距离综合练习（）范围最小。A太阳

20、系B银河系C河外星系D宇宙综合练习（A）范围最小。A太阳系B银河系C河外星系D宇宙综合练习目前已发现了超过（）亿个河外星系。A100B500C700综合练习目前已发现了超过（A）亿个河外星系。A100B500C700综合练习我们生活的地球在（）系。A仙女座星B银河C猎犬座星综合练习我们生活的地球在（B）系。A仙女座星B银河C猎犬座星太阳系其他行星 水星，是太阳系8大行星中最接近太阳的行星。它比月球大不了多少，直径是月球的1.4倍。表面上到处是高低差到好几公里的断崖地形，称为皱脊(wrinkled ridge)。这是水星所特有的地形，可能是水星刚形成冷却收缩而造成的皱褶。金 星 太阳 从 西 边

21、 出 来 我们常用如果，除非太阳从西边出来来表示某些事物绝不可能发生，因为在地球上，太阳是从东边出来。这句话千万不可用在金星上，因为在金星上，太阳就是从西边升起，朝东方落下。这个现象是因为金星自转的方向与地球相反，金星是由东向西转，而地球是由西向东转。 火星神秘的红色星球 火星是我们地球的近邻，它扁圆形卫星，也一直被认为有生以火星人为题材。直到近代，经的探测，已否定了这项多年以来。 有许多地方与地球相似，有两颗物的存在，许多小说、电影也是过美国行星探测船海盗1号及2号的猜测与梦想，令人失望。 封面12345678封底本版编辑：杨丹莹 钟铮太阳系其他行星2 木星险些成为另一个太阳 木星是8大行星

22、中最大最重的一颗，所有其它行星的质量加起来还没有木星重。并且它有16颗卫星，所以被为迷你太阳系。17世纪伽利略(Galileo)从望远镜看到木星和它的卫星时，还以为是另一个太阳系呢！这个发现，对当时提倡的地动说，有很大的鼓励。木星和它的卫星土星拥有大而显眼的光环 木星、土星、天王星、海王星是太阳系的四大外行星，这4个巨大气体行星，都有光环，而以土星的光环最为耀眼。 土星和它的光环土星和它的卫星天王星和它的卫星海王星冥王星封面12345678封底目 录1.宇宙应该是什么？ 2.宇宙中的太阳系3.宇宙中的银河系 4.宇宙中的地球5.宇宙中的月球 6.宇宙有多大？7.宇宙中的星系团 8.宇宙中的各种

23、行星9.神州6号发射宇宙应该是什么？ 宇宙没诞生之前广阔的空间充满了宇宙的原始物质氢元素。伟大的科学家罗蒙诺索夫说物质不灭物质只能转化另一种形式存在，没有宇宙的原始物质就没有宇宙的诞生。宇宙仪可以解释这一切。至于空间和时间它两都不是以物质的形式存在所以它两没有物质的性质。但它两却符合唯物辩证法的理论。您想时间是越过值越小，而空间是越过值越大。它两是矛盾对立统一的一个整体。所以时空不单是我们本体宇宙的专利，而是我们本体宇宙与众多的外体宇宙共有的一种概念。各种行星封 面目 录宇宙是什么 太 阳 系 银 河 系 地 球月 亮宇宙有多大 星 系 团神六发射宇宙中的太阳系 太阳系是由太阳、行星及其卫星、

24、小行星、彗星、流星和行星际物质构成的天体系统，太阳是太阳系的中心。在庞大的太阳系家族中，太阳的质量占太阳系总质量的99.8，九大行星以及数以万计的小行星所占比例微忽其微。它们沿着自己的轨道万古不息地绕太阳运转着，同时，太阳又慷慨无私地奉献出自己的光和热，温暖着太阳系中的每一个成员，促使他们不停地发展和演变。各种行星封 面目 录宇宙是什么 太 阳 系 银 河 系 地 球月 亮宇宙有多大 星 系 团神六发射宇宙中的银河系 太阳系所在的恒星系统，包括一二千亿颗恒星和大量的星团、星云，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。它的总质量是太阳质量的1400亿倍。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围

25、内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和两个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而不同。太阳距银心约2.3万光年，以250千米/秒的速度绕银心运转，运转的周期约为2.5亿年。各种行星封 面目 录宇宙是什么 太 阳 系 银 河 系 地 球月 亮宇宙有多大 星 系 团神六发射浩瀚的宇宙宇宙中的地球 地球是距太阳第三颗，也是第五大行星： 地球是唯一一个不是从希腊或罗马神马中

26、得到的名字。Earth一词来自于古英语及日耳曼语。这里当然有许多其他语言的命名。在罗马神话中，地球女神叫Tellus肥沃的土地（希腊语：Gaia, 亥亚，大地母亲）直到16世纪哥白尼时代人们才明白地球只是一颗行星。地球，当然不需要飞行器即可被观测，然而我们直到二十世纪才有了整个行星的地图。在空间拍摄的地球照片有很高价值；它们大大帮助了气象预报及暴风雨跟踪预报。而且这些图片都非常漂亮！地球由于不同的化学成分与地震性质被分为不同的岩层（深度千米）：各种行星封 面目 录宇宙是什么 太 阳 系 银 河 系 地 球月 亮宇宙有多大 星 系 团神六发射宇宙中的月球月球俗称月亮，也称太阴。月球的年龄大约也是

27、46亿年，它与地球形影相随，关系密切。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里，是地球的3/11。体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。各种行星封 面目 录宇宙是什么 太 阳 系 银 河 系 地 球月 亮宇宙有多大 星 系 团神六发射宇宙到底有多大？地球基本数据 赤道半径 6378140米 扁率因子 298.257 质量 5.9761027克 平均密度

28、 5.52克/厘米3 表面重力加速度(赤道) 978.0厘米/秒2 表面重力加速度(极地) 983.2厘米/秒2 自转周期 23时56分4秒(平太阳时) 公转轨道半长径 149597870千米 公转轨道偏心率 0.0167 公转周期 1恒星年 黄赤交角 23度27分各种行星封 面目 录宇宙是什么 太 阳 系 银 河 系 地 球月 亮宇宙有多大 星 系 团神六发射宇宙中的星系团本星系群只是本超星系团的一小部分。它除了太阳系所在的本星系群之外，本超星系团还包括其他来个星系团和星系群：室女星系团，大熊星系团，以及许多比较小的星系群和星系团。本超星系团的直径大体上在亿亿光年之间，核心部分在室女星系团。

29、室女星系团包括 个以上的成员星系。银河系在本超星系团的边缘附近，距离边缘二三百万光年。本超星系团的所有成员星系都在围绕着本超星系团中心作公转运动，银河系的公转周期大约是一千亿年。各种行星封 面目 录宇宙是什么 太 阳 系 银 河 系 地 球月 亮宇宙有多大 星 系 团神六发射宇宙中的各种行星火星是太阳系的第四行星。由于火星上的岩石、砂土和天空是红色或粉红色的，因此这颗行星又常被称作“红色的星球”。木星，太阳系九大行星中最大的一颗，按离太阳由近及远的次序为第五颗。中国古代就认识到木星约12年运行一周天，而把周天分成十二份，称十二次，木星每年行经一次，用木星所在的星次可以纪年，因此木星被称为岁星。

30、是天空中的第三亮星，最亮时达-2.4等，只有金星和冲日时的火星比它亮。 各种行星封 面目 录宇宙是什么 太 阳 系 银 河 系 地 球月 亮宇宙有多大 星 系 团神六发射神州6号发射 神舟六号飞船仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构，整船外形和结构与原来相同，重量基本保持在8吨左右。飞船入轨后先是在近地点200公里，远地点350公里的椭圆轨道上运行5圈，然后变轨到距地面343公里的圆形轨道，绕地球飞行一圈需要90分钟，飞行轨迹投射到地面上呈不断向东推移的正弦曲线。轨道特性与神舟五号相同。 各种行星封 面目 录宇宙是什么 太 阳 系 银 河 系 地 球月 亮宇宙有多大 星 系 团神六发射齐读十万

31、光年银河系，恒星就有二千亿。百亿光年未见底，河外星系超百亿。认识与利用太空天文现象空间开发中国探索太空成果天文现象太空气泡 造物主支柱 宇宙火焰五星匯聚 月掩金星乞力马札罗山上的星光 阿拉斯加上空的彗星与极光 日晕慧星极光慧星新月抱旧月英仙座流星雨空间开发工具：宇宙飞船人造卫星天文望远镜天文望远镜哈勃太空望远镜 人造卫星(artificial satellity)在太空空间轨道上运行（至少一圈）的无人航天器作用：、定位(position) ，导航(navigation)、通信(communication)、观测地球(observate the earth)人造卫星分类、科学探测卫星、技术实验卫

32、星、侦察卫星、资源卫星、通信卫星、气象卫星科学探测卫星用来进行空间物理环境探测的卫星 实践二号卫星 技术实验卫星进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星 实践五号侦察卫星窃取军事情报的卫星 预警卫星 气象卫星气象卫星是对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星 风云一号“风云二号”气象卫星 资源卫星资源卫星，是勘测和研究地球自然资源的卫星 资源一号”中国巴西地球资源卫星通信卫星通信卫星，是作为无线电通信中继站的卫星 东方红二号 我国发射人造卫星成果1970年,我国发射了第一颗人造卫星:东方红号卫星我国发射人造卫星成果返回式二号、东方红三号、风云二号和实践四号等卫星为中国近10年来致力于卫星上水

33、平所取得的新成果 我国已先后研制并发射了种类型、多颗人造地球卫星，通信卫星、气象卫星、返回式遥感卫星和科学实验卫星逐步形成系列温家宝总理 一个民族有一些关注天空的人，他们才有希望；一个民族只是关心脚下的事情，那是没有未来的。我们的民族是大有希望的民族！太阳系满怀对未知世界的向往迈开探索宇宙的脚步太阳系读图土流星讨论交流 地球在太阳系中的位置对地球上生命的存在有什么影响?动手做一做土星模型3cm5cm1、用圆规按如图的尺寸画好圆环，然后用剪刀剪下红色圆环（光环）。2、将牙签均匀插在橡皮球（土星）周围来固定圆环。3、将光环放在牙签上面。思考：如何表示组成的物质呢？温馨提示使用剪刀时要注意安全哦！动

34、手做一做1、用橡皮泥做一个小球表示彗星。2、用一支笔把三条塑料纤维扎入小球。3、把笔插入小球作为手柄，然后把球举在嘴前10厘米处，用嘴吹。（嘴吹出的风代表太阳风）4、观察把球移向嘴，再移开，塑料纤维的指向。5、观察把小球在嘴的左右两侧来回移动时塑料纤维的指向。2003年10月，“神舟”五号载人飞船发射成功，中国为登月走出了第一步。 2004年，我国正式启动月球探测的“嫦娥工程”。工程共分“绕”、“落”、“回”三个阶段。这标志着中国为探索月球迈出了坚实的一步。2007年10月24日“嫦娥一号”成功发射 世界上已有960多人次进入过太空，杨利伟是第413位进入太空的人。目前，在太空运行的800多颗

35、卫星中，美国占了一半，中国只有34颗。中国导航定位系统绝大多数都是建立在美国的GPS系统之上，一旦美国关闭应用，后果不堪设想。 这一格局,我们正在努力改变。我们正自主研发“北斗”导航系统 。计划2008年左右满足中国及周边地区用户对卫星导航系统的需求。 作为一颗普通的恒星，太阳的未来是什么太阳已50亿岁了。据天文学家估计，太阳的寿命是100亿岁。那就是说，太阳还能够活上50亿年。那么，太阳在50亿年以后，会变成什么样呢？根据现有的理论，当氢元素消耗殆尽之后，太阳将开始持续膨胀并首先过渡到红巨星阶段。这时，水星和金星都将被完全摧毁，而在其体积膨胀数千倍之后，地球也将被吞没。最终，红巨星的外层将会

36、冷却下来并被抛散到周围的宇宙空间，剩下的将仅是一颗恒星核，即所谓的白矮星，其温度与现在的太阳相当，但体积却仅有地球大小。太阳变成白矮星以后，内部不再进行热核反应，靠冷却来发光。又经过十亿年，能量耗尽，太阳变成一颗不发光，冷冰冰、又矮又小的黑矮星了。彗星或者小行星会撞击地球吗彗星是否会撞地球，目前还不可预测。我们已经知道几百颗彗星的运行轨道，但是每天都有十几颗新的彗星从土星以外的柯伊伯带进入太阳系内部。我们还无法在那个距离上观测到直径小于几百千米的小天体，这意味着我们只能在这些小天体撞击地球之前几年时间内发现它们，而且精确地定出它们的轨道也要花上几周的时间。 小行星则是另外一种情况，尽管还没有已

37、知的小行星正处于和地球直接碰撞的行程中，但是有很多非常接近地球的具有潜在威胁的小行星，大小从十几米到几千米不等。不幸的是，它们中的任何一个在木星引力的摄动下都有可能进入地球的轨道。 所以威胁始终存在，人们不可以掉以轻心，必须要时刻保持对彗星和小行星的观测，时刻获得对太阳系的巡天结果。 16世纪前，人们只能凭肉眼看到六、七千颗星体。1539年哥白尼提出日心说，人类对宇宙的认识进了一大步。 17世纪，天文望远镜问世、开普勒三定律和牛顿万有引力定律的建立，标志人类进入掌握行星层次天体运动规律的阶段. 20世纪早期，恒星演化理论的建立，标志人类对宇宙的认识进入到恒星层次。 20世纪后半叶，人类在星系层

38、次上探索对动态宇宙的认识。在宇宙起源上，提出宇宙大爆炸模型。 宇宙 一. 星系 银河系 太阳系 1星系 星系是由几十亿或几千亿颗恒星及星际气体和尘埃物质组成、占据了几千至几十万光年空间的庞大天体系统。星系是组成宇宙的最基本单元。现在认识到，在宇宙中存在着数以亿计的星系。 恒星：天体中的主体，由炽热的气体组成，自身发光发热 星际物质：是恒星间的物质，包括星际气体、星际尘埃、星际磁场和高能微观粒子组成的宇宙线等。 虽然星系(比如银河系)内的恒星分布是不均匀的，但是从宇宙的大尺寸看，星系在宇宙中的分布却是比较均匀的。就是说，在能代表宇宙特征的大尺度看，物质的分布是均匀的，没有哪个星球地位特殊。 2银

39、河系 银河系是宇宙中一个普通的星系。银河系只是无垠宇宙中很小的一部分，在可见的宇宙范围内，已证实存在约500亿个类似银河系的星系。 第一个通过观测研究银河系的是英国天文学家赫歇耳（1738-1822）。 银河系实际是由1-2千亿个恒星组成。银河系从侧面看，分布在一个盘状区域，盘形区域称为银盘，直径约为八万五千光年。盘的中心平面称为银道面。中心凸起的区域称为核球，直径约为一万至一万三千光年，是恒星高度密集的区域。核球的中核球的中心是银核。旋臂是恒星和星际物质密集的区域。 肉眼看到的银河是银河系主体在天球上的投影。银盘外围被恒星密度很稀的扁球状银晕所包围，直径达十万光年。银河系除了自转以外，作为整

40、体还朝麒麟座方向以214km/s的速度运动。 在银河系的外面还有星系，称为河外星系。天文学家终于确认，仙女座大星云是离我们最近的一个大旋涡星系，离地球250万光年。 3太阳系 太阳系是银河系中一员，太阳系处在银盘内离银核约二万八千光年处。太阳除了自转还携带九大行星及它们的卫星以大约250km/s 速度绕着银核在半径约为三万光年的圆轨道上运行，运行一周历时2.5-3亿年。 太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和星际物质构成的天体系统。 （1）太阳 太阳是太阳系的中心天体，质量占太阳系总质量的99.865% 。太阳的引力控制了整个太阳系，使其它天体绕太阳公转。太阳系中只有太阳是发光恒

41、星，其它天体主要是反射了太阳光才发亮。 （2）行星 行星是太阳系的主要成员，太阳系有九大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。除九大行星外，还有大量的小行星分布在火星和木星之间绕太阳公转，有的轨道离地球很近。小行星总数有几十万颗，但总质量只有地球的万分之四，最大的一颗是谷神星。 （3）卫星 卫星是绕行星运行的天体。已知除水星和金星外，其它行星都有卫星环绕。九大行星共有60个卫星，月球是地球的卫星。 （4）彗星 彗星的质量、密度很小，由水、氨、甲烷等冻结的冰块和许多固体尘埃粒子组成，当彗星运行到太阳附近时，彗星尾部所受的太阳光压比太阳的引力大，于是气体尘埃被推向远方形

42、成长长的彗尾。 （5）流星体 星际空间的固体块以很高的速度（72-11km/s）闯入地球大气层，同大气摩擦燃烧发光称为流星。未烧尽的流星体坠地就是陨石。陨石按物质组成可分为石陨石和铁陨石，是人们直接获取太阳系早期物质组成信息的来源。 二. 宇宙的物质 我们通常知道的物质，如原子、分子、电子都发光，因而都看得见。如果把所有看得见的物质打散，把它们分散到宇宙中去，那宇宙的物质密度将只有银河系平均密度的10-7。质子、中子称重子，电子的质量很小， 因此看得见物质主要是重子物质。宇宙物质的数量概念是10立方米中约有2个重子。不过很可能在宇宙中除了发光物质外还存在更大量的不发光的“暗物质”。 人们发现在

43、离星系中心很远的地方, 行星的转动速度并不下降。 这表明, 随着距离的加大, 轨道内的质量也在加大，但在远离星系中心的地方已经几乎看不到物质, 质量的增大, 只能意味着有大量看不见的物质被称为暗物质。暗物质不发光, 不能用通常的测光的方法发现它, 但有引力作用.星系行星转动速度不慢存在不发光的暗物质轨道内质量加大三.宇宙在膨胀当火车呜着汽笛朝我们开来时，观察者感受到的波的频率高 接收到的声波波长变短当火车背离我们开出时，观察者感受到的波的频率低。 接收到的声波波长变长波的多普勒效应：恒星光谱存在红移 恒星离我们而去 设某条谱线在地球上测得的波长为e ，地球上观测者接收到的从恒星发出的该谱线波长

44、为 ，两者之间有一红移相对量 Z=（-e）/e 1929年哈勃发现Z与恒星离地球的距离R成正比 Z=HR H为比例系数。可给出恒星离开地球的速度(退行速度) v与恒星离开地球的距离R成正比，即 v=HcR =H0R式中c为光速，H0称为哈勃常数。上面两式称为哈勃定律。 哈勃定律表明，绝大多数的星系都以与它们之间相对距离成正比的速度相互远离，且距离越远，退行的速度越大。 哈勃定律虽然正确，但哈勃常数取值却不一致，原因是星系距离测定不易。 四. 宇宙的年龄 直接测量宇宙的年龄相当困难，目前用多种方法估计宇宙的年龄当大于140亿年。 现从宇宙膨胀观点估计一下宇宙的年龄。根据大爆炸理论, 宇宙半径 R

45、 =R(t)。倒推回去，宇宙似应起源于t=0时刻，此刻半径R (t) 趋于0。 设宇宙膨胀的速度为v，当宇宙的半径为R，则 便是宇宙的年龄T T=R/v =1/H0H0 取5.5厘米/（秒秒差距）-1，1秒差距=3.26光年。计算出宇宙的年龄约为1.81010 年，即约180亿年。 但这是假定退行速度不变时推出，由于退行速度受万有引力制动，因而一直减慢，所以宇宙年龄应比这值小。广义相对论的建立确立了：支配宇宙的力是万有引力支配宇宙的动力学方程是爱因斯坦引力场方程描述宇宙物质状态的方程可以确定宇宙的动力学行为可根据宇宙的现在,研究宇宙的过去和将来20 世纪以来诞生了新的观测手段,如射电望远镜等宇

46、宙学不再局限于模型猜想阶段, 进入了理论预言和实验观测相互证实的阶段。 现代宇宙观认为, 宇宙是闭合、有限、无界、膨胀着的。虽然还不能从实验完全证实这点, 但人们相信这样一个宇宙终究的可能被实验证实。宇宙的动力学行为 宇宙无界：“宇宙边界上的点”和“宇宙内部的点”无区别,宇宙空间中任何两个点、任何两个方向都是不可分辨的(平权的)。 宇宙有限： 是基于人类的观测能力总是有限的。 二. 3K微波背景辐射 1948年, 俄裔美籍物理学家伽莫夫首先提出, 宇宙是从一个大爆炸的火球开始的。并预言, 作为大爆炸的遗留物, 宇宙空间存在着微波背景辐射, 它应相当于热力学温度10K的黑体辐射。在很长一段时间,

47、 很少有人认真看待他的理论。 1965年,美国贝尔实验室的彭齐亚和威尔逊安装了一台接收人造地球卫星微波信号的喇叭形天线。为了检验这台天线的低噪声性能, 他们将天线指向天空进行测量, 意外地发现, 在波长为7.35厘米处, 无论天线指向 天区何方都会收到一定的微波噪声。终于发现这是来自外空间的一种辐射, 并给出这种辐射相当于热力学温度在(3.51)K之间的黑体辐射,两人因此获1978年诺贝尔物理奖。十八万光年前的信息类星体大麦哲伦星云几十亿、上百亿年前的信息所以：3K微波背景辐射, 是我们所看到的最远也是最早的有关宇宙的信息。因为：90年代, 宇宙背景辐射探索者卫星(COBE),对波长0.05-

48、1厘米的最重要波段作了更精确的测量,也获得了证实。 三. 大爆炸宇宙学(宇宙学的标准模型) 根据观测事实, 人们认为, 所有的宇宙物质, 自某一时刻由空间一个小得无法形容的一点在一瞬间激胀爆炸开来。所有的物质都被抛射出去, 这些物质相互远离, 因为宇宙一直在膨胀。这就是大爆炸宇宙学的宇宙模型,也称为标准宇宙模型。标准宇宙模型是天文学及天体物理学观测以及广义相对论、粒子物理与核物理合作的结晶。哈勃红移和3K微波背景辐射说明此模型的正确。 大爆炸宇宙模型中物质的形成过程： 1. 宇宙的早期 各种粒子在宇宙刚诞生仅10-44秒时产生。在宇宙早期 (爆炸的初期), 所有的物质处在一个极小的空间范围内,

49、 处在高温、高压、高密度的状态，温度在1000亿K左右，物质以粒子的形式存在 (质子、中子、电子、中微子、超子)。这些粒子构成的宇宙物质处于热平衡状态。它们通过不断地碰撞而不停地湮灭(湮灭这个词可以理解为彻底消失)、产生、转化，每一个反应都有相应的逆反应。宇宙处在这一阶段的时间非常短, 还不到一分钟。 2. 氦的形成 大爆炸后的3分钟，由于不断膨胀，温度和密度都按比例降低。降低达1 亿K左右，中子失去自由存在的条件。到宇宙年龄为20分钟时, 宇宙物质大约已有四分之一变成氦。质子中子氘核质子中子最稳定，是宇宙早期元素合成过程中最后一种产物 目前氦含量已占宇宙物质的四分之一。氦 我们把演化进程还原

50、为时间表时，又会感到十分惊讶，宇宙的物质基础居然在最初的10-36 秒奠定, 各种粒子产生丰富多彩的世界居然在宇宙降生的最初三分钟打下基础(氦核形成)。其实并不难理解，宇宙早期是高温高密度状态, 粒子间的碰撞极为频繁, 在极为频繁的碰撞中实现了氦核的合成。 3. 物质为主的时期 爆炸后的100万年左右, 宇宙温度降低至4000K, 宇宙物质密度降低, 电子和质子复合形成氢原子。随着中性的氢和氦等原子的形成, 和光子碰撞的电子迅速减少, 光子可以不受阻碍地运动热辐射不再受物质的影响, 辐射谱随着宇宙膨胀冷却到3K附近，这时宇宙物质几乎都是氢和氦。 大约在 50亿年左右,宇宙中的氢和氦凝聚成星系、

51、恒星、行星, 开始形成地球和人类。 宇宙物质产生的顺序：粒子 氦核 热幅射 恒星 星系 我们大致给出宇宙演化的时间表: 140亿年前宇宙诞生. 50亿年前太阳系诞生. 40亿年前生命诞生。 250万年前人类诞生。 400年前人类提出日心说。 人类进入发达的文明时代。 到目前为止, 人类仍是宇宙中唯一已知的智慧生物。 5-3 恒星的诞生演化及其归宿 一. 星际物质 中性氢原子是宇宙中含量最高的物质占3/4左右。观测表明, 在星际空间还存在星际尘埃。它们是直径为 厘米的固态微粒, 成分是水、氨、甲烷的冰块、二氧化硅、硅酸镁、三氧化二铁等矿物和石墨晶粒等。这些尘埃的质量约占星际物质的10%。 二.

52、恒星的诞生 星际物质密集成云的场所, 往往正是恒星诞生的摇篮。在转动着的旋涡星系(包括我们的银河系)的盘面,特别是在旋臂附近, 存在着许多非常年青的大质量恒星。正是形成旋臂的密度波, 压缩星际物质, 迫使星云凝聚,在被压缩的过程中, 释放出的引力势能将转变为物质动能(热能), 使凝聚物质中心(内核)的温度上升到1000万开, 足以引起热核反应, 一颗恒星就诞生了。向外的压力恒星中心的热核反应产生向外的压力向外的压力与向内的引力平衡，恒星进入相对稳定时期氢烧完，恒星体积收缩，开始新的聚变108KFe Ni Co的核心恒星走向衰老三. 恒星的演化108K内核的温度足以引起热核反应 四. 恒星的归宿

53、 恒星的最后归宿是什么，广义相对论计算表明有三种可能: MMs（Ms 为太阳的质量）的恒星演化白矮星。 白矮星是一类恒星，由原子态的物质组成，平均密度在105克/厘米3。 1.2 MsM3.2 Ms的恒星坍缩为黑洞（一类极为特殊的天体，任何射向此天体的物体或光子都将一概被吸收，有进无出。) 1998年5月，美国巴尔的摩空间望远镜科学研究所的科学家宣布，安装在哈勃望远镜上的最新型红外摄像机拍摄的照片表明，在距地球1000万光年的半人马星座A射电源的中央，存在一个巨大的黑洞，其质量比10亿个太阳还大，它正吞噬由恒星构成的螺旋形星系。5-4 我们的地球 50亿年前，一团缓慢转动的气体云，在引力的作用

54、下逐渐向中心坍缩，稠密的核心成为最初的太阳, 周围尘粒和气体物质形成最初的太阳星云。太阳内部进行的氢核在高温高压下聚变为氦核的热核反应，提供了太阳发光发热的巨大能源。根据热核理论，太阳的寿命约为100亿年，因而太阳还可继续运行50亿年。约47亿年前，从太阳星云中开始分化出原始地球。 一. 地球的形成 一开始地球表面比较冷，轻重元素浑然一体，无分层结构。原始地球有利于吸收太阳星云物质，使体积和质量不断增大。同时由于外来的冲击，内部受压缩和放射性衰变等原因逐渐变热，达到2000C的熔融状态。比重大的亲铁元素加速向地心下沉，成为铁、镍地核。比重小的亲石元素上浮组成地幔和地壳，在几亿年时间里形成了地球

55、的垂直结构。铁质地核地幔地壳 地幔物质的对流是产生地磁、地热、火山、地震等活动的重要因素。 地幔的最上部由坚硬的硅酸盐岩石组成，它们和地壳一起构成地球的岩石圈， 共厚约100千米，全球的岩石圈分为六大板块：欧亚、美洲、非洲、太平洋、印澳和南极板块。板块边缘往往成为地震和火山活动频繁地带。二. 构造似鸡蛋 地球内部释放的水逐渐充满了海洋，内部释放出来气体形成大气圈，随着无机物合成有机物，在生命进化的过程中，氧气增加到今天的比例，产生了高等生物。250万年前，原始人出现在地球上。 地球适合人类居住的条件： （1）日地距离及旋转周期 从行星接受太阳能的角度，日地距离是最佳距离。加上地球公转和自转的周

56、期适当，存在四季和昼夜，地表温度均匀，平均温度为15C，有利于液态水的存在和万物生长。三. 8个行星中地球适合人类居住 (2)质量和体积 地球恰到好处的质量达到恰到好处的逃逸速度，使包围在地球最外层的大气得以保存。8大行星中只有地球的氧含量达21%。高空的臭氧层使来自太阳的紫外线只有1%到达地面。 （3）密度和板块运动 地球密度达5.52kg/cm3, 在8大行星中是最大的。岩石圈能贮水，岩石风化成土壤。不同圈层间发生物质-能量交换，地幔的熔融和对流，引起岩石板块的构造运动，引发地球上的造山运动，沧海桑田的变迁。 （4）外来危险少 地球磁场在太阳风作用下形成的磁层可以阻挡和捕获来自太阳和其它宇

57、宙的高能粒子，以规避危险。 四. 寻找地外生命 1.太阳系内寻找地外生命 没有液态水很难设想存在生命, 搜寻宇宙生命几乎等价于搜寻液态水。最适合探索地外生命的地方是太阳系。根据生命的必需条件，地球的近邻火星和金星是人们首选的目标，它们有着和地球相似的性质。另外土卫六、木星及其卫星也是候选地点。 （1）火星 火星是地球的近邻，它与地球相似（故称为类地行星），有大气层、两极冰帽、四季变化、自转一周期24小时37分23 秒。火星是最有条件找到地外生命的星球。20世纪60年代以后，美国先后发射“水手号”和“海盗号”宇宙探测器，对火星进行近距离的观测的着陆考察。从传回的照片看，火星是一个极其荒凉的世界，没有动物和植物。火星上没有高等生物是否有原始生命？1976年7月20日和9月3日美国发射“海盗一号”和“海盗二号”探测器在火星表面软着陆，任务之一是进行生物探测实验，但表明火星土壤中无有机分子。 没有发现生命不等于没有生命，人类没有放弃寻求火星上生命的努力。2004年1月4日、24日“勇气号