只有一个地球

关于只有一个地球第一页，共五十页，2022年，8月28日

地球是唯一适合人类居住的星球吗？我们先从太阳系说起吧！第二页，共五十页，2022年，8月28日太阳系

太阳系由太阳、八大行星（原来是九大行星）及其100多颗卫星、2000多颗小行星、彗星、流星体以及行星际物质等组成。太阳是太阳系的核心天体，无论是质量还是大小，太阳都居首位，它占太阳系总质量的99.6％，它的引力控制着太阳系里其他天体的运动，太阳的引力范围延伸到大约日地距离的4500倍以外。太阳系是银河系的一部分，距银河系中心约3.26万光年。第三页，共五十页，2022年，8月28日一、1太阳：一、太阳的基本参数（一）日地距离日地距离是指太阳和地球的平均距离，天文学上常用它作为计量天体距离的基本单位，称为天文单位

1天文单位＝1.495979×108千米太阳日珥的爆发(右下角)第四页，共五十页，2022年，8月28日（二）太阳的大小太阳的半径R⊙＝6.9599×105千米（三）太阳的质量太阳的质量M⊙＝1.99×1030千克

这四幅是在不同元素谱线不同波段上拍摄第五页，共五十页，2022年，8月28日（四）太阳的位置太阳位于距银心3.26万光年的旋臂内，距银面以北约26光年处（五）太阳的运动太阳除在旋臂中和其他恒星一起绕银心运动外，还相对于它周围的恒星作每秒19.7千米的平动第六页，共五十页，2022年，8月28日（六）太阳常数太阳常数指单位时间垂直射入地球大气层外单位面积上的能量，用f表示。

f⊙

＝1.36×106尔格·秒-1·厘米-2

＝0.136焦·秒-1·厘米-2第七页，共五十页，2022年，8月28日二、1太阳大气：太阳大气大致可分为三层：光球、色球和日冕（太阳大气中的物质是极不宁静、极不均匀的）第八页，共五十页，2022年，8月28日第九页，共五十页，2022年，8月28日二、2光球：

肉眼看到的光亮的太阳表面就是光球，它是太阳大气的下层，厚度为400～500千米，太阳的可见光几乎全部由光球发出。光球的平均温度为5770开尔文。

夏季的太阳第十页，共五十页，2022年，8月28日二、3太阳黑子：在光球上经常可以观察到一些大大小小的黑色斑点，这就是人们熟知的太阳黑子。除了黑子外，光球中还有一些其他现象，如米粒组织、光斑等。太阳黑子第十一页，共五十页，2022年，8月28日二、4色球层：光球之外是色球。色球层的结构不均匀，厚度约为2500千米色球的物质较稀疏透明，它发出的可见光总量不足光球的千分之一，因此平时不容易观测到太阳X射线图像第十二页，共五十页，2022年，8月28日二、5日冕：日冕是太阳大气的最外层，厚度达到几百万公里以上。日冕温度有100万摄氏度，粒子数密度为1015m^3。在高温下，氢、氦等原子已经被电离成带正电的质子、氦原子核和带负电的自由电子等。这些带电粒子运动速度极快，以致不断有带电的粒子挣脱太阳的引力束缚，射向太阳的外围。形成太阳风。日冕发出的光比色球层的还要弱。日冕可人为地分为内冕、中冕和外冕3层。内冕从色球顶部延伸到1.3倍太阳半径处；中冕从1.3倍太阳半径到2.3倍太阳半径，也有人把2.3倍太阳半径以内统称内冕，大于2.3倍太阳半径处称为外冕。日冕的物质不断向四面八方膨胀，这就是所谓的太阳风太阳日冕第十三页，共五十页，2022年，8月28日三、1日球：日球（Heliosphoere)，又称日球层。它是这样来定义的：以太阳为中心，太阳风及其磁场所延伸到的整个空间范围称为日球。第十四页，共五十页，2022年，8月28日四、1太阳的能量来源热核反应：4个氢核合成一个氦核的聚变反应，这种反应称为质子－质子循环，又称为氢燃烧。另一种被称为碳氮循环的反应发生在比太阳更热的恒星中。太阳日珥的爆发(右上角)第十五页，共五十页，2022年，8月28日五、1太阳中微子之谜：太阳的能源问题一直是困扰物理学家和天文学家的一个课题，后来英国著名的天文物理学家爱丁顿提出太阳里面的能量是来自核聚变。如果太阳的核心真的在进行着大规模的热核反应，那就理应产生大量的中微子。为了证明太阳模型的正确性，科学家们设计了仪器去测量太阳中微子的实际数目。“捕捉”中微子难乎其难，为此科学家巧设“陷讲”。设在美国南达科达州的“陷讲”，由化学家戴维斯主持，他们在地下深达1．5千米的金矿里，安装了一个大罐子，里面装有38万公升的四氯乙烯溶液，用它来俘获中微子。1968年，奇迹出现了，中微子探测器给出了信息。实测结果表明，实际的太阳中微子数目远远小于理论值，只有理论预言的1／3。大量的太阳中微子失踪了!这样太阳中微子之谜变成太阳中微子短缺之谜。第十六页，共五十页，2022年，8月28日五、2那么到底是谁错了?天文学家错了?太阳能量不是来自核聚变?还是物理学家关于中微子的理论错了?后来物理学家改进了中微子的测量方法，日本科学家小柴昌俊就是其中之一。当中微子进入装有重水的容器后，碰到重水的原子核后会被弹开；然后碰到另一个重水的原子核后会与之发生反应，变成氚的原子核，同时释放出一些v射线。通过测量v射线的数量，科学家就可知道有多少中微子存在。小柴昌俊还利用位于日本神冈町地下的中微子探测装置探测到的一次遥远超新星爆发过程中释放出的中微子。

第十七页，共五十页，2022年，8月28日六、1地球和月球太阳系中只有地球的环境适合生命存在的条件第十八页，共五十页，2022年，8月28日六、2地球的基本参数

地球不完全是球形的，而是在两极方向略为扁平些，大致为一旋转椭球体，垂直于自转轴的截面是正圆，通过两极的截面是椭圆，其长半轴d和短半轴c分别为：

d=6378.164千米

c=6356.779千米第十九页，共五十页，2022年，8月28日地球的其它基本参数为：平均半径：R=6371千米赤道周长：L=40075.51千米最高山峰：海拔8840米最深海沟：海拔－11000米地面起伏：约20千米地球质量：M=5.976×1024千克平均密度：ρ＝5.517克/厘米3

年龄：约46亿年第二十页，共五十页，2022年，8月28日地球的主要分层第二十一页，共五十页，2022年，8月28日六、3地球大气

地球大气的质量为5.13×1018

千克，其中氮占75％，氧占23％，还有少量其他气体。大气层主要可以分为三层：对流层平流层电离层盘旋于太平洋上空的热带风暴第二十二页，共五十页，2022年，8月28日六、4地球的自转、公转和地轴进动地球自转轴的进动第二十三页，共五十页，2022年，8月28日六、5月球的基本参数

月球是地球的天然卫星，月球绕地球运动的轨道为一椭圆月球距地球的最远距离：406700千米最近距离：356400千米平均距离：384400千米月球半径：1738.2千米月球质量：7.35×1022千克

月球的平均密度：ρ＝3.34克/厘米3

月球表面引力约为地球表面引力的1/6第二十四页，共五十页，2022年，8月28日六、6盈亏现象

在不同夜晚观察到的月球呈现不同的形状，月球的各种视形状统称为月相，月相的变化现象叫做月球的盈亏现象。盈亏现象来源于两个方面：第一，月球本身不发光，它被太阳照着的半边是亮的，另半边是暗的；第二，月球每月绕地球一周，又跟着地球每年绕太阳转一周，日、月、地三者的相对位置不断变化着。第二十五页，共五十页，2022年，8月28日第二十六页，共五十页，2022年，8月28日六、7月球的表面状况

月球上有些部分暗些，有些部分亮些，用望远镜观测暗的部分比较平坦，亮的部分高低不平。月球上较大的暗淡部分称为“海”，较小的为“湖”，最大的“海”叫风暴洋。月球上基本没有大气，也没有水，每昼夜温差大，月球表面大部分被一层月尘和岩屑覆盖。在月球表面看地球升起第二十七页，共五十页，2022年，8月28日

六、8月球探测 茫茫宇宙中，月亮是地球唯一的伴侣，几十亿年来，形影不离地伴着我们的地球转动。千百年来，飞到月球上去一直是人类追求的最大愿望。

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从科学的角度来看，对月球的探测有着很重要的现实意义。于是人类对月球进行了一次又一次的探测。 尤其是美国的“阿波罗11”号登月舱顺利软着陆在月球上，宇航员阿姆斯特朗踩在月面上，是人类迈出的一大步。美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗第二十九页，共五十页，2022年，8月28日六、9日、月、地天文现象

日、月、地之间产生的主要天文现象有潮汐、日食、月食第三十页，共五十页，2022年，8月28日

月球对地球的引力作用，可以引起海水的潮汐现象，并通过潮汐作用使地球的自转逐渐变慢。地球和月球本身是不发光的，太阳光在地球和月球后面都投出长长的影子。当月球绕地球转动中走进地影时，就发生月食；当月球的影子投到地球上时，在月影遮蔽部分的观测者就能看到日食。日全食过程中的倍丽珠现象第三十一页，共五十页，2022年，8月28日日偏食第三十二页，共五十页，2022年，8月28日第三十三页，共五十页，2022年，8月28日六、10日地空间第三十四页，共五十页，2022年，8月28日

日地空间是指太阳和地球之间的空间，也就是我们生活的环境。日地空间大体可以划分为两个势力范围：一个属于地球，一个属于太阳。地球的势力范围很小，只有它附近的几十万千米，不到日地距离的1%，其余的范围全属于太阳。地球在等离子体环境中围绕太阳运行。日地空间中的等离子介质是太阳以“风的形式”吹出来的。太阳风中的主要成分是电子和质子，也有少量氦离子。第三十五页，共五十页，2022年，8月28日

总的来说，日地空间是由太阳风、磁层、电离层以及低层大气组成的，各部分依照动力学和热力学的过程相互联系着。因此，只要在一个环节上偏离了平衡，就会影响到其他环节。太阳的状态起着主导的作用，破坏平衡的事件在太阳上是时常发生的。太阳活动也会通过一系列环节影响底层大气，造成气候异常或剧变。第三十六页，共五十页，2022年，8月28日七、1太阳系的其他天体

七、1如果有生命，就一定要有水，但要找到液体水，还要适宜的温度，每个恒星的周围都有一个区域，那人都温度不高也不低，地球和火星正好处于这个适居带，那火星上有没有生命呢？第三十七页，共五十页，2022年，8月28日

七、2火星：火星是太阳系八大行星之一，是太阳系由内往外数的第四颗行星，属于类地行星，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两倍。橘红色外表是因为地表的赤铁矿。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。火星第三十八页，共五十页，2022年，8月28日

火星生物：从20世纪70年代开始，人类就已经使用机器人在火星上探测但却一无所获，后来美国勇气号探测器发现了白色的盐，这些盐与液态水有很大的关联。火星上的盐第三十九页，共五十页，2022年，8月28日勇气号和机遇号“勇气”号火星探测器着陆模拟图第四十页，共五十页，2022年，8月28日太阳系的起源和演化第四十一页，共五十页，2022年，8月28日

一个合理的太阳系起源理论，首先要能解释下列事实：（1）各行星沿共同的方向在同一平面内在接近正圆的轨道上运动（2）行星分布的提丢斯-彼得定则（3）太阳系角动量的荒谬分布（4）无论是质量还是组成都有很大不同的两类行星—类地行星和类木行星（5）类地行星的自转速度比类木行星的自转速度慢得多（6）在火星和木星的轨道之间有几十万颗小行星，且都顺行，该区域预计应有一颗大行星（7）卫星和彗星是如何产生的？特别是彗星，既有顺行又有逆行第四十二页，共五十页，2022年，8月28日1）灾变说法国动物学家布封在18世纪提出第一个灾变说，他认为太阳系的形成是由于彗星的碰撞。不过此中说法一直没有被人们作为正确的理论所接受。极光第四十三页，共五十页，2022年，8月28日2）星云说法国科学教笛卡儿最先提出。他提出了漩涡星云理论。

1754年，德国哲学家康德提出了具有真正科学意义的星云说，他认为太阳系内现有的天体都是由于同一星云通过万有引力作用而形成。极光第四十四页，共五十页，2022年，8月28日拉普拉斯的星云说获得很大的成功，他认为星云是一团庞大的炽热的气体星云，这团星云在宇宙中缓慢自转，由于温度下降而收缩，自转加快，在引力和离心力的作用下，星云变为盘状。当离心力大到可以和引力抗衡时，一部分星云在原处形成圆环状星云，同时可