第二章太阳和太阳系

★我国古代称日、月、水、火、木、金、土为“七曜”，将太阳、月亮、五大行星视为一类。盖天说：天圆如张盖，地方如棋局。★西方古典天文学体系主要承袭了古希腊学者的思想，“地心说”长期处统治地位。“地心说”最早由古希腊学者亚里斯多德（340—380BC）提出。他认为地球是宇宙的中心任务，是静止不动的，太阳、恒星、月亮都绕地球运动。★公元二世纪（140年）古希腊著名天文学家托勒玫综合并发展了古希腊学者的思想，在“大综合论”一书中，详细阐述了“地心体系”，后人称之为“托勒玫宇宙体系”。★地心体系认为地球是宇宙的中心，天体都围绕它运转，最近地球的月亮，其次水星、金星、太阳，火、木、土、恒星天、最高天。视太阳、行星、月亮的运动一样，并用本轮、均轮加偏心圆来描述天体运动。★随着东方文明（四大发明）的传入欧洲，欧洲科技开始革新，对东方物质文明的追求促进了航海发展，商品经济发展技术改革，解放了人们的思想。环球航海新航路的开辟、哥伦布发现新大陆，哥白尼在天文学上的革新都是欧洲文艺复兴时（1440—1540）的伟大创举。第二节太阳系一、认识太阳和太阳系的历史过程★哥白尼创建“日心说”被誉为近代天文学的奠基人、开山祖师。哥白尼，1473年生于波兰，僧侣，职业医生，业余天文学家。他花了40多年研究宇宙体系。“天体运行论”—一部与地心体系针锋相对的描述日心体系的巨著，引起了宇宙观的一场革命。★“日心说”提出太阳是宇宙的中心，地球仅是绕太阳运动的一颗行星，并详述了日心体系的结构。“天体运行论”几乎包括了整个时代的全部天文学，它差不多重新解释了天文学中的基本问题，并且第一次完全彻底地说明了许多观测到的现象是由于地球自转和公转的结果，这样大大简化了宇宙构造理论的数学论证。★哥白尼不仅合理的解释了行星的视运动，而且成功用地球绕日公转说明了地心说无法说明的问题，例如：水星、金星为什么总是在太阳周围运动、金星的逆行现象。★利用几何学原理，哥白尼学说相当准确地推算出各个行星到太阳的距离与地球轨道半径的比值，提供了一个太阳系比例的概念。并能准确计算出每颗行星公转周期。一、认识太阳和太阳系的历史过程★日心说科学地解释行星亮度的大幅度周期变化现象。哥白尼还首先预测，由于地球运动必然有恒星视差，只是由于距离十分遥远，这种位移非常微小而已。★恩格斯评价哥白尼的学说：“使自然科学从神学中解放出来”，“科学的发展从此便大踏步前进了”。★哥白尼的日心说是科学、哲学、天文学划时代的进步，当时被宗教教会视为异端学邪说，受到封锁，正是通过布鲁诺、伽利略、开普勒、牛顿等人一个世纪的斗争、宣传和发展，日心说才最后取得胜利并使经典天文学建立起稳固的基础.★布鲁诺，意大利唯物论哲学家（1548—1600）对日心说宣扬做出突出贡献。★丹麦天文学家第谷.布拉赫（1546—1601）和德国人开普勒。布拉赫对日心说的贡献在于他所做的观测。他是发明望远镜以前那时代最伟大的天文观测家。他第谷.布拉赫极为精确的行星运动的观测数据。★开普勒，第谷.布拉赫的助手，德国数学家，分析整理第谷.布拉赫留下的观测数据并总结出了行星运动三定律—开普勒定律，使日心说突破了哥白尼圆形轨道的错误假定，从此天文学研究走上了正轨，并为牛顿力学创立奠定了基础。★伽利略（1564—1642），是首先使用望远镜从事天文观测并获得许多重大发现的第一人。他用大量观测事实进一步证明了哥白尼学说的正确性：伽利略1609年，用30倍的望远镜看到了月亮的环形山，画出了第一幅月面图；1610年，他又发现木星有四颗卫星，他断言，卫绕木转、木绕太阳转，正如地球带月球绕太阳公转一样。为哥白尼学说找到了有力证据。后来他把望远镜对准金星，发现了相变，土星两颗卫星；观测太阳发现太阳黑子…….。1632年出版“托勒玫和哥白尼两大宇宙体系的对话”一书，以对话方式，确凿阐述哥白尼理论，批判宗教陈腐观念。

世人称“哥伦布发现新大陆，伽利略发现新宇宙”。★牛顿（1642—1727），英国近代史上最负盛名的物理学家、数学家、天文学家，总结了当时在力学和天文学方面的一系列重大发现，并用自己创立的微积分理论，采用数学分析方法把杂乱的材料进行概括整理，创立了万有引力定律、建立起一套完整的牛顿力学体系，使支配天体运动的普遍定律建立在稳固的数学基础上，并开创了天体力学，完成了哥白尼、伽里略、第谷、开普勒以来所经历的150多年努力所建树的工作。★哈雷是十八世纪较有影响的天文学家之一，他主要贡献有：发现恒星的自行，周期彗星，以及发现了月亮长期加速运动并提出了用金星凌日机会去测日地距离。★十九世纪天体物理学兴起，照相、光谱分析广泛应用标志近代天文学研究进入新的阶段。★二十世纪现代天文学以迅猛的速度发展，利用微波技术探测宇宙，考察太空★射电天文学——通过分析太阳射电来认识太阳结构、形态及过程，使光谱研究扩展到可见光以外的波段。20世纪60年代四大发现脉冲星证明恒星演化理论的正确性和实现中子星的预言微波背景辐射证实大爆炸宇宙学的预言分子谱线有机分子、生命起源？类星体,大红移，几亿～百多亿光年,能源.这四大发现都是用射电天文的手段获得的。迄今射电天文学仍是现代天文学的前沿阵地。★二十世纪五十年代以来，人类首先向月球发射人造卫星以来，已向太空发射了大量的探测器，并建立太空实验站，人类已进入从地球以外认识太阳系、认识宇宙的太空时代。★1957年10月4日,苏联第一次发射人造地球卫星；★1961年4月24日9h21m人类第一次飞向太空，前苏联宇航员加加林少校驾驶“东方1号”飞上327公里上空；5月5日美国宇航员艾尔沃特在空中停留15分23秒；1965年3月18日，苏联宇航员在太空中做了10分钟漫步。★1969年7月16日，美国东部时间9时23分，阿波罗11号载阿姆斯特朗、奥尔德林和柯林斯三名宇航员于佛罗里达州肯尼迪航天中心起飞，第三天20日下午4时17分40秒，登月舱降落在月海，阿姆斯特朗、奥尔德林在月面逗留半小时，采集标本做实验，并在月面竖起一块金属牌：“公元1969年7月来自行星地球上的人类首次登上月球，我们为和平而来”。★70年代以后，开始太阳系其他行星的探测，太阳系以外空间的探测，计划太空旅行、开发太空资源。

★美国的航天飞机诞生于1976年，世界航天业界因而出现百家争辉的局面。2003年10月，中国首艘载人飞船神舟五号航天飞行圆满成功，中国成为第三个独立掌握载人航天技术的国家；2004年1月，欧洲发射的“火星快车”探测器发现火星南极存在冰冻水，这是人类首次直接在火星表面发现水；2004年7月，17个欧洲国家和美国合作的“卡西尼―惠更斯”计划取得重要进展，“卡西尼”号飞船顺利进入土星轨道，成为首个绕土星飞行的人造飞船；2005年年初，“卡西尼”号飞船携带的一个探测器成功登陆土卫六，创造了人类探测器登陆其他天体最远距离的新纪录；俄罗斯、印度、日本、以色列等几十个国家都发射了自己的航天器。

★美国先后两次发生航天飞机失事的惨剧；巴西曾三次发射卫星失败；欧洲“猎兔犬2”号火星登陆器在茫茫太空中丢失。

★替代航天飞机的新载人航天器也在研制中。美国预计于2015年至2020年将宇航员送上月球，并以此为跳板登陆火星和其他星球。欧洲航天局出台了“曙光”星际探索计划，其目标是：在2020年到2025年间，欧洲宇航员将登上月球，为人类在外星球生存积累经验；从2026年开始，欧洲火星登陆的准备工作将陆续完成；2030年至2035年，计划将宇航员送上火星。俄政府公布了《2006年到2015年航天发展纲要》，10年内航天拨款总额达到3050亿卢布（1美元约合28．8卢布），用于保证载人航天探索。

中国航天“三步走”战略

第一步是发射无人和载人飞船，将航天员安全地送入近地轨道，进行对地观测和科学实验，并使航天员安全返回地面。随着我国第一名航天员杨利伟于2003年10月16日安全返回，中国载人航天工程的历史性突破、即第一步的任务已经完成。第二步是继续突破载人航天的基本技术：多人多天飞行、航天员出舱在太空行走、完成飞船与空间舱的交会对接。在突破这些技术的基础上，发射短期有人照料的空间实验室，建成完整配套的空间工程系统。发射神舟六号，即标志着中国开始实施载人航天工程的第二步计划。第三步，建立永久性的空间试验室，建成中国的空间工程系统，航天员和科学家可以来往于地球与空间站，进行规模比较大的空间科学试验中国载人航天“三步走”计划完成后，航天员和科学家在太空的实验活动将会实现经常化，为中国和平利用太空和开发太空资源打下坚实基础。神州一号发射时间：1999年11月20日6时30分7秒;神州二号发射时间：2001年1月10日1时0分3秒;神州三号发射时间：2002年3月25日22时15分;神州四号发射时间：2002年12月30日0时40分;神州五号发射时间：2003年10月15日9时0分0秒整酒泉卫星发射中心发射成功,飞行21小时/14圈；航天员杨利伟成为首位飞上太空的中国人。神州六号200510月12日9时整，中国第二艘载人飞船神舟六号搭乘两名航天员费俊龙和聂海胜在酒泉卫星发射中心升空。飞行115小时32分钟，轨道：76圈，高度：343千米。神舟七号于2008年9月25日21时10分04秒从酒泉卫星发射中心起飞，航天员包括翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员，将翟志刚在27日下午进行中国第一次出舱活动，取回实验样本，出舱活动进行20分钟左右。神舟七号飞船共计飞行2天20小时27分钟。飞船近地点200公里到远地点347公里的椭圆轨道。天宫一号是中国第一个目标飞行器，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射。它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段。按照计划，神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船将在两年内依次与天宫一号完成无人或有人交会对接任务，并建立中国首个空间实验室。神舟八号飞船2011年11月1日在酒泉卫星发射中心顺利升空。11月3日凌晨顺利实现与神州八号飞船首次对接。

2004年经国务院立项的中国月球探测计划即“嫦娥工程”，主要分“绕、落、回”三个阶段：

1、2004年-2007年为“绕”的阶段，主要目标是发射探测卫星，对月球进行为期1年的全球性、整体性和综合性探测；将完成4项科学任务，即测绘月球表面的三维影像、探测月球上14种有用元素的全球分布、通过探测月表微波特性并估算全月球月壤厚度以及对距离地球40万公里的地月空间进行环境监测。2、2007年-2012年为“落”的阶段，主要目标是实现月球表面软着陆与月球巡视探测；3、2012年-2017年为“回”的阶段，主要目标是实现月球表面软着陆并采样返回。完成这3个阶段以后，才可能考虑和实施载人登月。

★嫦娥一号卫星2007年10月24日18时05分，从西昌卫星发射中心开始自己的奔月之旅，开启了中国深空探测的新里程，中国成为世界上第五个发射月球探测器的国家。“嫦娥一号”月球探测器主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。★嫦娥二号卫星2010年10月1日成功发射.★嫦娥三号是第三颗人造绕月探月卫星，计划于2013年发射，将实现软着陆、无人探测及月夜生存三大创新。“嫦娥三号”最大的特点是携带有一部“中华牌”月球车，实现月球表面探测。二、太阳系的特征★大小：在地球上用仪器观测太阳的视圆面所张的角度31′59″，称太阳的视直径，该角度的一半为太阳的视半径15′59″，记16′，记，日地平均距离a已知，那么太阳的半径（线半径）R=asin=6.96×105千米，即约70万千米，约地球半径的109倍。★日地距离：指太阳与地球的平均距离，即地球公转轨道的半长轴，日地距离149,597,870千米。求算日地距离的方法：当小行星冲日时，它在地球的外侧利用雷达（也可用地平视差）测距方法可测出a1的值，再利用开普勒三定律（轨道半长径立方之比等于周期平方之比）。（一）太阳1、太阳的距离、大小和质量★太阳质量：根据万有引力定律，地球和太阳间的引力为：F=GM0m/a2式中M0:太阳质量，m:地球质量，a:日地距离，地球绕太阳公转向心力：f=mv2/2,，v是地绕日公转线速度，地球绕日公转的向心力f等于太阳对地球的吸引力，即：F=fGM0m/a2=mv2/2∴M0=av2/G=1.989×

1033克≈2×1027吨太阳的质量相当于地球质量（6x1021吨）的33万倍，占太阳系总质量的99.8%。★地球接受的总能量：太阳照射在半个地球面上的热能与垂直于光射的半径等于地球半径的大圆上的能量相等，即：1.97（卡/厘米2。分）≈2.5x1018卡/分≈250x1016卡/分≈1046亿亿焦耳/分。太阳每年给地球的热量相当于100亿亿度电力，为目前世界总发电量的几十亿倍。★太阳辐射的总能量：通过太阳常数、日地距离可以求出太阳每分钟向宇宙空间辐射的总能量。以日地平均距离为半径的球面上，每分钟每平方厘米获得1.97卡≈8.16焦耳的能量，整个球面所获得的能量总和即太阳每分钟向宇宙空间辐射的热约23.18×1027焦耳/分≈9.3x1025卡/秒（一）太阳2、太阳的热能、强度和热源★太阳常数：在没有大气影响下，日地平均距离处，地表每平方厘米面积上，每分钟所接受的太阳能（太阳光垂直照射）为1.97卡/分（8.16J/cm2。min）,称太阳常数。★辐射强度：太阳表面积除以太阳辐射总能量就是太阳表面的辐射强度，约6.28×1013焦耳/秒。★表面温度：根据斯蒂芬—波尔兹曼定律：黑体辐射强度E与其表面绝对温度下的四次方成正比：E=t4，为波尔兹曼常数，

=5.75×10-12焦耳/厘米2。秒。度E=1.374×10-12卡/厘米2。秒。度4，太阳表面温度即光球的平均有效温度，光球以外的色球和日冕温度随高度增加到100—200万度，从光球向内温度又随深度的增加而增加，理论推算，太阳中心温度可达1500万度，所以说太阳是一个炽热的气体火球，高温使物质失去核外电子而成离子态。通过太阳的光谱分析，组成太阳物质大约3/4为氢元素，而太阳中心温度高达1500万度，氢原子在这样高温条件下，原子失去电子，质子（原子核）在高温下运动速度极大，因此原子之间会克服静电斥力而产生猛烈撞击，在碰撞过程中，四个原子结合成一个原子核，即氦核，从而释放出巨大的能量。4H→He+2e+2v+r氢核氦核正电子中微子伽玛射线这个反应需几百万度的高温才会产生，故称之为热核反应。热核反应中能量与质量的转化关系式：E=mc2,E:能量，尔格；m:质量，克；c:真空光速，约3x1010cm/s氢核的质量mH=1.0073m0原子量单位；氦核质量mHe=4.0015m0当四个氢弹聚变成一个氦时，质量亏损：△m=(4x1.0073）-4.0015=0.0276m01克氢聚变为氦时质量亏损x克4x1.0073:0.0276=1:x，x=0.0069克当1克H聚为He，同时产生1500亿卡的热量，这个数值相当于燃烧15吨石油，太阳每秒钟向宇宙空间辐射的能量为：3.86×1033尔格/秒，太阳每秒钟要亏损400多万吨的质量(太阳质量2×1027吨)，按太阳形成50亿年，以同样的强度辐射，只损耗它全部质量的0.03%。“太阳元素”1868年8月18日，法国天文学家詹逊观测日全食时，发现日珥的一条橙黄色明线（D3），不能和已知的地球上任何元素的谱线相对应。命名为氦，曾称“太阳元素”。

27年后，一位名叫雷姆塞的英国化学家终于在地球上也找到了氦。太阳化学组成

太阳有68种元素氢78.4%;氦19.8％;氧0.8%;碳0.3%;氮、氖、镍各占0.2%;其余元素均在0.1%以下.太阳的较差自转太阳赤道转得快约26天转一圈;极区转得慢约35天转一圈太阳磁场太阳各层大气里的磁场很不相同日面各部分磁场相差很大几高斯～几千高斯。太阳黑子磁场是最强的磁场太阳活动都与磁场有关.磁场是活动区最本质的特征3、太阳结构太阳内部可分成三个圈层：★

从太阳中心到1/4太阳半径范围是太阳核心，这里进行氢—氦的热核反应，温度约1500万K。★从0.25—0.86太阳半径，气体温度由800万K—50万K，密度从20克到10毫克，由太阳核心产生的能量通过这个区域传递出去，这个中间层也叫辐射输能区。★

从0.86半径—距太阳表面500km温度降到6600K，密度降到4×10-7克/m3,这样就把内部热量对流到表面，这一层叫对流层。★太阳大气：并不指整个太阳气体，指近表层部分，分三层：★太阳表面向里500公里厚的层叫光球层，温度6600K—4600K，密度降到8×10-7克/m3，太阳产生的光能都由光球发射出来.★光球层向外厚约2000公里的一层称色球层。温度已增至几万度，密度降到10-14克/m3，亮度仅及光球的千分之一。★日冕是太阳的最外层大气，厚度可以向外延伸相当于几个太阳半径（几百万公里），密度更低，亮度仅及色球的千分之一。

温度上百万度，粒子运动速度极高，部分摆脱太阳引力，奔向星际空间这种现象称日冕膨胀。随着日冕膨胀行星际空间不断得到高速粒子流称太阳风。太阳结构模型太阳上的各种变化活动称太阳活动。当太阳活动处于高潮时的太阳称扰动太阳。当太阳活动处于低潮时，我们称太阳为宁静太阳。大量的观测太阳活动现象都来自光球层这一层。太阳活动的形式主要有以下四种：黑子、光斑、日珥、耀斑。★黑子是太阳光球上的暗色斑点。①较周围冷而显得黑暗，它们的温度大约4500K，而光球的其余部分温度则为6000K。②黑子的寿命平均为一天左右，有的两三个小时——两三个月。③黑子形状不规则，大小悬殊，大的可达10万公里，黑子几乎总是成对出现，两个大黑子周围许多小黑子组成的黑子群。④太阳黑子在日面分布表现为东西不对称，即任何时候日面东边多于西边。几乎所有黑子都分布在日面±45范围，绝大多数出现在赤道两侧。⑤组成黑子的气体以确定的方式运动，上层（色球层）向黑子中心流动1公里/秒，较低层（光球）的气体与比相反以大致相同速度向四周流动。4、太阳活动⑥黑子一个突出特点是具有强大的磁场，黑子磁场强度的范围：小黑子500高斯，大黑子4000高斯，（太阳、地球磁场强度1高斯）⑦黑子数目以十一年为周期——称黑子周。大量黑子出现时周期称太阳黑子数极大期，很少或没有的期间称黑子极小期，两次极大期之间的平均间隔11.2年，变化7.3—17.1年。黑子磁极性变化有22年周期日面上的偶极黑子群中，前导黑子总是与后随黑子的极性相反。在同一个活动周中，南半球的前导和后随黑子的极性情况是一样的。南半球和北半球的情况相反。每一个太阳活动周期中，黑子群的磁极性分布保持不变，但下一个周期的情况则截然相反。黑子的活动周期为11.2年。国际上规定，从1755年起算的黑子周期为第一周。1999年开始为第23周。下一次高峰应该在2010年。太阳黑子相对数变化的11年周期偶极黑子群中黑子磁场极性随太阳周期的变化黑子“蝴蝶”图在11年活动周期中，黑子分布呈现蝴蝶状从高纬到低纬的变化。每只蝴蝶对应一个活动周。黑子出现在南北纬度350之间。★光斑：是光球上更加明亮的斑点，往往出现在太阳圆面的边缘，是光球外层比较热的气团，有时与黑子伴生。★耀斑：日面或边缘有局部的突然增亮的斑点，出现在黑子群上空的色球层中。耀斑在太阳黑子数极大期的数目最多，这期间每日要爆发三、四次耀斑，大耀斑的直径可达10万公里左右，耀斑产生可以接近1000公里/秒的速率抛射出大量发光气体。耀斑是太阳上最猛烈爆发，在非常短的时间内释放出巨额能量，几分钟即辐射出1032尔格能量，相当于十亿颗氢弹的氘放出的能量。★日珥：由光球延伸到日冕中的稠密的氢气构成的气体流，大多数日珥由一般脐带状的气流同光球相连接，日珥的气体较冷但比周围的日冕明亮。宁静日珥:有相对稳定的结构能够在日冕中存在数月。爆发日珥:光球以高速每秒700多公里喷发到日冕中去的发光气体流,附近一个耀斑流动的结果太阳活动太阳活动对地球的影响地球能源的提供者；耀斑对地球有巨大影响，耀斑产生强大的由高能粒子组成的太阳风，吹到地球附近，对地球产生影响：对地球上的电讯有强烈的干扰；对航天器和宇航员有致命的威胁；在地球大气高层产生极光，引起地球磁暴。

美丽的极光来自太阳的带电粒子闯入地球高层大气，和大气中的分子或原子碰撞而产生的放电过程，是唯一能用肉眼看到的高层大气中发生的物理现象.由于地球磁场的作用，太阳高能粒子到达地球时就向地球磁极靠拢.在磁纬60°－70°的区域内，围绕地球南北磁极的两个圆环状地带(地球的北磁极在加拿大大境内,地球的磁南北极与地理南北极之间大约相距11°)。因此,高纬度地区出现极光现象较多。磁纬越低的地区，只是偶而能见到极光。（二）行星系统太阳系行星发现史到底是谁首次发现了金、木、水、火、土这5颗行星?

1781年3月13日，英国天文学家赫歇尔注意到了双子座中的一个天体，最终确认它是一颗行星。它以希腊神话中天空之神乌剌诺斯命名，中文称为天王星。天王星在合适条件下用肉眼也可以观察到，此前的天文学家曾经看到并记录它，但没有想到这颗位置变化不明显的暗淡星星会是一颗行星。发现天王星后不久，人们就计算出了它的轨道，却发现观测数据与理论预测的总有差异。英国科学家亚当斯和法国科学家勒威耶分别提出，这可能是因为还有一颗未知的行星，它的引力导致天王星轨道出现偏差。他们还计算出了未知行星应该在什么地方。

1846年9月23日，德国天文学家伽勒在预测的位置上找到了一颗新行星。这颗行星的颜色好像海水，因而以海洋之神尼普顿命名，中文称为海王星。

海王星的引力部分解释了天王星轨道的误差，但不能完全解决问题，天文学家相信海王星轨道之外还存在一颗未知行星。1930年2月18日这颗神秘行星出现在美国天文学家汤博的视野里。这颗远离太阳光辉的星星被赋予了地狱之神普卢托的名字，中文称为冥王星。至此，“太阳系九大行星”的格局坚持了70多年。然而冥王星是一个异类。它个头太小，轨道太扁，而且轨道平面相对于地球轨道平面有很大的倾斜，而不像其他行星轨道基本上与地球轨道位于同一平面中,这些特征使其行星地位相当不稳定.柯伊伯带是太阳系外围的一个区域，那里有许多小天体绕太阳运行，可能是太阳系早期物质形成行星之后的剩余材料。第一个柯伊伯带天体于1992年被发现，现在其家族成员已经增加到几百个。从2000年起，柯伊伯带天体直径最大记录不断被刷新。2004年，当一个叫“塞德娜”的天体以直径1700公里的尺寸直逼冥王星.2005年7月，昵称齐娜的“2003UB313”被介绍给公众，它是70多年来首次在太阳系内发现的比冥王星更大的天体。是推动行星概念被重新定义的决定性发现。

水星：

太阳系中离太阳最近的天体，又名辰星。水星半径2440公里，质量相当于地球的5.5%，九大行星中仅大于冥王星。水星表面很似月面，凸凹不平，环形山星罗棋布，平原和盆地上有厚厚的绝缘尘。水星平均密度5.46g/m3，表面重力加速度仅及地球的4/10，所以逃逸速度是4.3公里/秒，因而没有大气、水，昼夜温差巨大。水星距太阳的平均距离5790公里，轨道扁（次于冥王星），它与太阳的角距离最大28°

水星绕太阳公转周期88天，自转周期58.6天。2、行星概况金星：

视亮度―4—4.4等，半径为地球的95%，质量为地球的81.5%，重力加速度和逃逸速度为8.6m/s2,10.3km/s2。金星表面有浓密的大气层，大气密度是地球的100倍，CO2

占97%，水蒸汽占0.1%,有少量的O2,CN,He,H。金星大气层顶温度―55度，表面高达480度左右，一方面是接受辐射能量是地球的二倍，另一方面是CO2的温室效应。金星表面的大气压是地球的100倍，在距表面30～40公里处有一层厚达25公里的由浓硫酸雾组成浓云。金星距太阳平均距离10800万公里(0.725天文单位)，轨道偏心率只有0.007，公转周期224.7天,自转243天(恒星相对太阳122天),是太阳系内唯一逆向自转的大行星。大距时距太阳是45°~48°地球：

太阳系中唯一有人类居住的行星。地球直径12742km，质量60万亿吨，平均密度5.52g/cm2,九大行星之首，表面重力加速度9.8米／秒2，逃逸速度11.2公里／秒。大气总质量占地球质量的百万分之一，大气中含氮78％，氧气21％，氩0.93％，二氧化碳0.03％，以及水汽尘埃。大气中有风雨雷电现象，海平面大气压1013.25毫巴,。表面71％面积为海洋覆盖，与湖泊．江河形成水圈，陆地，平原，高山起伏20公里。与太阳平均距离14960万公里，公转轨道椭圆，偏心率0.0167，黄赤交角23°26′。地球自转周期23时56分4秒（平太阳时），赤道线速度465米／秒，公转周期365天6时9分10秒（恒星年），30公里／秒，火星：火星半径3395KM，为地球的53％，体积是地球的15％，质量为地球的10.8%，密度3.9克／厘米3。火星有昼夜变化、四季循环现象。黄赤交角23°59′。

，自转周期24小时37分，它的公转周期是地球的2倍，687天。距太阳1.5UA，单位面积获得的太阳能相当于地球的43％，平均温度比地球低30°以上，昼夜温差达120°。火星大气非常稀薄，气压7.5mb（地球1013mb)，大气万分95％以上是CO2,含3％的氮，1－2％的氩，以及微量的水蒸汽，氧和臭氧等。火星表面没有液态水，大气中水含量0.01％，干燥，风大，常发生尘暴。火星表面有明有暗，明亮区域5／6是大陆，沙漠，由红色硅酸盐组成（Fe等金属氧化物呈红色），暗的部分称“海或湾”，极地有魄闪耀的极冠，由固体CO2和冰组成。火星表面，砾石覆盖，环形山多，火星表面还有许多狭谷和洞宽弯曲的干河床。最的河床长1500公里，宽60公里。火星木星：体积和质量最大的行星，直径为地球的11.2倍，质量相当于地球质量的318倍，是其它行星总质量的2.5倍。体积为地球的1316倍，平均密度只相当于地球的1／4，重力加速度为地球的2.6倍。厚度13000公里浓密的大气，占质量的1％，主要是H，He,NH4,CH4,H2O和其它物质。望远镜里看木星呈明暗交错与赤道平行的条带。木星是液态的星球，大气层下是液态的金属氢层，内部铁硅组成岩核球体。有一个由黑石块组成的卫星带，厚30公里，宽数千公里，离木星12万8千公里。木星距太阳5.2天文单位。本星绕太阳公转轨道偏心率0.048，公转周期11.86年，近12。木星是太阳系中自转速度最快的一颗行星，表面自转速度不一样，赤道：周期9小时50分30秒，两极稍慢，最亮时达－2.4。土星：

太阳系中最轻的一颗行星，平均密度0.7g/cm3，直径120000公里，质量是地球的95倍，体积是地球的745倍，在太阳系中居第二位。土星比重0.7，比水还轻的多，表面重力加速度11.5m/s2,但逃逸速度37公里／秒2。土星大气以H，He为主，并有甲烷和其它气体，大气中飘浮着由氨晶体组成的云。从望远镜看也有彩色色带（云带），土星表面温度－140度，云顶－170度.现在认为土星没有固体外壳，内部是直径2万公里的岩石核心，外面包围着5000公里厚的冰层，再外是8000公里厚的金属层，最外面是大气。土星的光环，整个光圈有16圈，三圈最亮，外环宽19000公里，中28000公里，最里叫内环。环是由冰粒，石块和尘埃组成土星距太阳9.58天文单位。绕太阳公转轨道偏心率0.055，公转周期29.5年，土星自转快，赤道10小时14分，60度纬度处10小时40分，自转轴与公转轨道面成63度。土星最亮时-0.4等，比木星还亮天王星：距太阳平均19.2天文单位，直径49540公里，质量相当于地球的14.63倍，体积为地球的57倍，平均密度只1.24g/cm3。

表面有厚的大气层，氢的含量最多，推测H的质量相当地球所有气体质量的50倍多，此外还有甲烷，大气中有稀薄的甲烷云和面积较广的氨云。核心是岩石物质组成的含铁化合物。核心外是由水，冰，氨冰组成的冰幔，冰幔以外是分子氢层，再向外就是厚层的大气层，大气质量约占总质量的20％，天王星是太阳系中唯一躺着绕太阳旋转的行星，赤道面与轨道面成9755'倾角，即自转轴几乎倒在它的轨道面上。公转周期84年，自转周期24小时（1781年威廉.赫歇尔发现的）。海王星：是1845年计算出来后，1846观测发现的行星。海王星距太阳平均距离45亿公里，30.2天文单位。直径5万公里，质量相当于地球的17.2倍，体积是地球的60倍，平均密度16.6g/cm3。它单位面积上接受的太阳光只有地球的1／900，表面温度只有－230度，有稠密的大气层，大气主要是氢，此外还有甲烷和氨因此云层里除了氨云外，还应有甲烷云及氩结晶体组成的云。内部是岩石构成的核心，中间是质量较大的冰包层，最外面是大气层

绕太阳公转轨道偏心率小于0.01，公转一周165年，自转周期22小时左右，公，自转均比天王星慢。赤道面与轨道面有2848的交角。海王星有一年四季变化，亮度7.85等，只有借助望远镜才能看到。冥王星：太阳系里的准行星，体积小，密度大，固体冰组成，无大气，独特之处。距太阳39.75天文单位。1930年天文学家汤博从所拍摄的三张星体照片上，从两万多颗星发现的。公转最慢的周期248年，公转轨道偏心率最大0.25，在近日点轨道海王星轨道内自转周期约6天9小时，自转轴与公转交角大于60度，所以冥王星也是倾向自转的。

北京时间24日20)，国际天文学联合会大会举行闭幕会议，2500多名来自世界各国的天文学家对行星定义决议草案进行投票表决。位居太阳系九大行星末席70多年的冥王星，终于“惨遭降级”，被驱逐出了行星家族。根据国际天文学联合会大会24日通过的新定义，“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。按照新的定义，太阳系行星将包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它们都是在1900年以前被发现的。

根据新定义，同样具有足够质量、呈圆球形，但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星”。冥王星是一颗矮行星。其他围绕太阳运转但不符合上述条件的物体被统称为“太阳系小天体”。此次大会决定不再考虑重新认定被视为冥王星最大卫星的卡戎。齐娜2003UB313的编号表示科学家发现它时所依据的观测数据是2003年获得的。齐娜的公转轨道是个很扁的椭圆，它公转一周需要560年，离太阳最近的距离是38个天文单位(1天文单位为地球到太阳的距离，约1.5亿公里)，最远时为97个天文单位。由于齐娜是如此遥远，哈勃望远镜给它拍到的最好照片，也只能显示出一个分辨率极低的白色光点。天文学家目前认为，齐娜的直径约2300公里至2500公里，只比冥王星略大。科学家说，齐娜的大气可能由甲烷和氮组成，现在它离太阳太远，大气都结成了冰；当它运动到近日点时，表面温度将有所升高，甲烷和氮会重新变成气态。至于其内部结构，现在还只能猜测，有可能是冰和岩石的混合物，与冥王星类似。齐娜有一颗卫星，科学家暂时称之为加布里埃尔，他是好战公主齐娜的随从。这些非正式的名字最终都将被正式名称取代。是反映太阳系内行星分布距离的规则。1766年由德国一位数学教师提丢斯提出。一个公比为2的数列：03612244896192......每数加4再除10得数列：0.40.71.01.62.85.21019.6......以日地距离为一个天文单位正得：水星金星地球火星木星土星0.3840.7231.001.5242.85.29.542、提丢斯－波得定则3、小行星带的发现：1801年元旦之夜，意大利天文台台长皮亚琦发现了一个a=2.77天文单位的新天体，命名为谷神星，它的直径不到800公里故而命名为小行星。小行星聚集在火星和木星轨道之间，宽度约为2亿公里的环带内无数的太阳系小天体。它们象九大行星一样服从行星运行规律，沿着一定的轨道绕太阳公转，只不过体积很小（一般直径小于1000公里），重量很轻。新的小行星发现以后，必须再经过三次以上不同冲日年代的观测证实，并计算出准确可靠的轨道参数方可获得国际正式编号，永为国际公认。全世界已发现小行星有2万多颗，我国也发现有4000多颗，有命名权的超过400颗。命名的规则小行星的命名是一种崇高的国际荣誉。国际天文学联合会专门成立国际小行星命名委员会，负责审议小行星的命名。小行星命名一旦获得通过，将成为这颗小行星的永久星名，为世界各国所公认。对于获得国际永久编号的小行星，发现者个人有权利在编号后的10年内为它提出一个名字用于命名。国际天文学联合会小天体命名委员会对名字予以审核后，将对外发布。国际天文学联合会规定，小行星提名需要同时满足以下条件：①名字的长度不超过16个字母；②最好是一个单词；③名字（在某一语言中）可拼读；④名字不具有冒犯性；⑤与已有小行星的或行星的自然卫星的名字不过于相近。还规定，主要以政治或军事活动而闻名的个人或事件的名字，需要在当事人死亡或事件发生超过100年之后才能被用于小行星命名。另外规定，以下两种情形可能不被接受小行星的命名：①宠物的名字；②纯粹的或是主要为商业性质的名字。小行星的命名是天文学界赋予小行星发现者个人的一种权利，也是对发现者为天文学所做贡献的一种奖励。发现者在提名的同时还有权利写一段话，解释为什么选择这个名字来为他新发现的小行星命名。国际天文学联合会小行星中心每月在其出版物《小行星公告》（MinorPlanetCirculars）上，公布最新获得命名的小行星。以中国科学界人物和华裔科学家姓名命名的小行星130多个,古代8人，其余为现代人，其中科学家为主，宇航员3人，瑞安中学，3个中学生，林青霞、金庸。4、行星运动三定律（开普勒三定律）

*轨道定律行星在一个椭圆形的轨道上绕太阳公转，太阳位于其中的于个焦点上。 *面积速度定律在同样时间里，行星（火星）的向径（行星同太阳的连线）在轨道平面内扫过的面积相等。*周期定律：行星轨道半长径的立方与公转周期的平方成正比——以地球轨道为界：水，金位于地球轨道内侧，称地内行星。火，木，土,天，海位于地球轨道外侧，称地外行星。——以火，木轨道之间的小行星带为界：水金地火，称带内行星，简称内行星。木土天海冥，称带外行星，简称外行星。——大行星按物理性质划分（除冥王星外）可分成类地行星和类木行星两大类。5、大行星分类类木行星类地行星类地行星和类木行星特点：距离：类地行星性质以地球为代表，包括水金地火，距太阳0.4-1.5天文单位；类木行星性质以木星为代表，包括木土天海，距离为5.2-30天文单位。质量：类地行星质量较小，类木行星质量较大；类地行星中最大是地球，而它的质量仅及木星的1／300；平均密度：类地行星平均5以上，类木行星1.3以下，土星0.7以下；组成物质：类地行星是岩石类物质；类木行星由氢氧组成，大部分处于液态，，拥有浓密大气温度：类地行星平均温度较高；类木行星温度低，天、海由于远离太阳而形成冰壳。运动：类地行星公转速度快，自转速度慢（太阳潮汐作用）；类木行星则相反。

距离质量平均密度组成物质表面温度运动类地行星以地球为代表，包括水金地火，距太阳0.4-1.5天文单位；质量较小，类木行星质量较大；平均5以上，岩石类物质；平均温度较高；公转速度快，自转速度慢（太阳潮汐作用）；类木行星以木星为代表，包括木土天海，距离为5.2-30天文单位质量较大；类地行星中最大是地球，而它的质量仅及木星的1／300；类木行星1.3以下，土星0.7以下；由氢氧组成，大部分处于液态，，拥有浓密大气温度低，天、海由于远离太阳而形成冰壳。与类地行星则相反。（三）彗星和流星体彗星：是具有云雾状外貌的在扁率很大的椭圆形轨道上绕日运动的小天体.由彗头和彗尾两部分构成。彗头：彗核，彗发，彗晕（云）三部分。彗核：位于彗头的中间，密集而明亮，由冰冻物质组成彗发：彗核周围一圈朦胧状的部分，是彗核周围的大气，呈球形，无明确的边界。彗云：彗发的外围还包围着由氢原子组成的巨云，称氢云，也称彗云，彗晕。彗尾：是拖在彗核后面的一个又长又亮的尾巴，彗尾是在太阳光压下产生的，有尘埃彗尾和气体彗尾，几十万—百万公里，大气密度小于地球实验室里的真空.彗星的结构：

彗星在运行过程中它的形态不断变化：远离太阳时，一个朦胧的云雾状的斑点，中间亮，边缘模糊，容易与星云混淆，只能从它和恒星间有没有相对运动来判断它是不是彗星。离太阳4个天文单位时，就有彗发了（是彗核受热气化结果），离约1.5天文单位时彗发最大，这时已可见到尾巴，当离太阳再近，彗尾增长很快，而彗发反而缩小了。彗星的化学成分有水，氨，甲烷，氰，氮，CO，CO2等，它们都以冰状物存在，与宇宙尘埃冻结在一起，是一个脏雪球。彗星绕太阳运行的轨道有椭圆、抛物线、双曲线三种。在椭圆形轨道上运动的彗星是周期彗星，周期短的3年多，长可达几千年，甚至万年。彗星轨道面与黄道面倾角大可达90度，在全天球都可有彗星出现，轨道不稳定，受大行星摄动而改变。周期发生变化。运行方向自东向西，自西向东都有，著名哈雷彗星就是自东向西运动。流星体：是太阳系内环绕太阳运行的尘埃，冰团或碎块等一类天体。流星：流星体闯入地球大气圈时，磨擦产生的光迹.以单个形式出现而无规律流星，称偶发流星。大流星体闯入地球，称流星雨特别明亮的单个的大流星称火流星。未烧尽的流星体落到地面就是陨星。

陨星按成分不同可分成三类：以硅酸盐物质组成的石陨石，数量占93％，1976年吉林陨石；由金属铁镍组成的铁陨石，数量占5.5％，1965年新疆准葛尔达大陨铁；两者都有的叫石铁陨石，数量占1.5％；一八九一年，在美国亚利桑那州巴林甲（音译）发现了一个直径为1280米，深180米的巨大坑穴，坑周围有一圈高出地面四五十米的土层。有人称它为“恶魔之坑”。后经学者们考证，这是个“陨石坑”，是距今二万七千年前，一个重达二万二千多吨的陨石以五万八千公里的时速，坠落到地球上而形成的。现在在坑附近仍然能发现很多陨石铁片。

1908年6月30日早晨7时许，一颗火球从天而降，撞击俄罗斯西伯利亚地区，引发的大火焚毁8000多万棵树木，波及方圆2000多平方公里。这就是著名的通古斯大爆炸(与北京王恭厂大爆炸、印度“死丘”事件并称为世界三大自然灾难之谜)。科学家普遍认为，爆炸由小行星撞地球引起。一颗编号99942的“阿波菲斯”小行星成科学家关注的焦点。科学家计算，到2029年，直径近300米的“阿波菲斯”将与地球距离不到4万公里。2036年，受地球引力影响，“阿波菲斯”的运动轨迹有可能发生改变，与地球“亲密接触”。不少科学家认为，小行星撞地球的风险被严重低估。100年前的通古斯爆炸发生在通古斯地区上空5至10公里处，威力相当于投掷到日本广岛和长崎原子弹的1000倍。爆炸过后，60公里外的居民感受爆炸引发的地面震动。“凶手”是一颗直径仅数十米的小行星。