第一课宇宙与地球解读Word文档格式.docx

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在中国古代，依据这些观测事实而制定的历法具有相当的精度，这是盖天说所无法比拟的。

另一大法宝就是浑象，利用它可以形象地演示天体的运行，使人们不得不折服于浑天说的卓越思想，因此，浑天说逐渐取得了优势地位。

到了唐代，天文学家僧一行等人通过天地测试彻底否定了盖天说，使浑天说在中国古代天文领域称雄了上千年。

注：

僧一行，唐朝人，俗姓张，名遂。

集合历代历法，编制了大衍历，比祖冲之的《大明历》、刘焯的《皇极历》、李淳风的《麟德历》等要精密、准确得多。

《大衍历》作为当时世界上较为先进的历法沿用八百年之久，相继传入日本、印度，在这两国也沿用近百年，极大地影响了这两个国家的历法。

第一次用科学的方法实测了地球子午线。

中国科技史专家李约瑟就曾评价一行组织的子午线长度测量是“科学史上划时代的创举”。

地心说和日心说

地心说的起源很早，最初由米利都学派形成初步理念，后由古希腊学者欧多克斯（柏拉图的学生）提出，经亚里士多德完善，又让托勒密进一步发展成为

“地心说”。

在16世纪“日心说”创立之前的1300年中，“地心说”一直占统治地位。

亚里士多德的地心说认为，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地面。

地球之外有9个等距天层，由里到外的排列次序是：

月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原动力天，此外空无一物。

上帝推动了恒星天层，才带动了所有天层的运动。

人类居住的地球，则静静地屹立在宇宙中心。

简单的来讲地形说可以概括为三点：

1、地球是个球体

2、地球是静止不动的，处于宇宙的中心

3、所有的日月星辰都围绕这地球旋转。

日心说，也称为地动说，是关于天体运动的和地心说相对立的学说，它认为太阳是宇宙的中心，而不是地球。

尼古拉·

哥白尼（1473——1543）是波兰的天文学家。

他相信研究天文学只有两件法宝：

数学和观测。

他不辞劳苦，克服困难，每天坚持观测天文现象，30年如一日，终于取得了可靠的数据，提出了“日心说”，并在临终前终于出版了他的不朽名著《天体运行论》。

这里必须指出的一点是，近代以来关于罗马梵蒂冈的地心说和哥白尼的日心说的斗争是被严重夸大的。

布鲁诺1600年遭受的火刑，并非因为他支持日心说，而是因为他的反神论等的令宗教恼火的反宗教思想。

事实上，直到1609年伽利略发明了天文望远镜，并以此发现了一些可以支持日心说的新的天文现象后，日心说才开始引起人们的关注。

阿里斯塔克斯（Aristarchus,约公元前310年-约公元前230年），是人类历史上有记载的首位提倡日心说的天文学者，是古希腊时期、也是人类历史上有记载的最伟大的天文学家，数学家。

太阳与固定的恒星不会运动。

*地球绕太阳运行。

*地球的轨道为圆形。

*太阳位于该圆的中心。

*固定的恒星距离太阳与地球极为遥远。

日心说的错误：

1.太阳并非宇宙中心，而是太阳系的中心。

2.地球并非是引力的中心。

3.天空中看到的任何运动，不全是地球运动引起的。

4.地球和其他行星的运行轨道是椭圆而不是圆，不做圆周运动。

现代，通过先进的科学仪器和大量的天文观测，人类对于宇宙的认识已经有了很大的进步，但是相对于广阔无垠的宇宙来说，人类对于宇宙的认识还是沧海一粟

天文学家把人类已经观测到的有限宇宙称为可见宇宙或者已知宇宙。

可见宇宙的半径约为140亿光年。

光年是天文学中的距离单位，表示光在真空中一年时间所传播的距离。

光速约为每秒30万千米，1光年约为94608亿千米。

【天体】

如在太阳系中的太阳、行星、卫星、小行星、彗星、流星、行星际物质，银河系中的恒星、星团、星云、星际物质，以及河外星系、星系团、超星系团、星系际物质等。

通过射电探测手段和空间探测手段所发现的红外源、紫外源、射电源、X射线源和γ射线源，也都是天体。

判断方法

判断某一物质是不是天体，可以用“三看”来概括：

一是看它是不是宇宙中物质的存在形式，星际物质尽管用肉眼看不见，但它是天体；

二是看它是不是宇宙间的物质，天体的某一部分不是天体；

三是看它是不是位于地球的大气层中，位于外层空间的是天体，位于地球大气层中的不是天体。

【多层次的天体系统】

●月球绕地球公转，构成地月系。

月地平均距离为38.4万千米。

●地球和水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、等行星及其卫星，以及小行星、彗星、流星体等天体围绕太阳公转，构成太阳系。

地球是离太阳较近的一颗行星，日地平均距离1.5亿千米。

太阳是太阳系的中心天体，占太阳系总质量的99.86％。

冥王星是距离太阳最远的行星，它的轨道直径约为120亿千米。

●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。

在银河系中，像太阳这样的恒星有2000多亿颗。

银河系主体部分的直径约为8万光年，太阳系与银河系中心的距离大约为2.7万光年。

●银河系具有铁饼状的扁平外形，所有的恒星围绕着共同的中心——银心旋转

●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。

用目前最大的望远镜，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，这就是目前我们能观测到的宇宙范围。

太阳系

恒星：

能够自己发光发热的星体，比如太阳和大多数发光的星星.

行星：

按接近圆形轨道绕恒星转，能清除其轨道附近其他物体的星体，比如八大行星、冥王星。

矮行星：

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星体，如冥王星。

彗星：

按抛物线轨道与恒星擦肩而过的，或者按曲率很大的椭圆轨道绕恒星转动的星体.

卫星：

绕行星转动的星体，比如月亮、人造卫星、木星的各个卫星。

流星：

在划过大气层时发光发亮的星体。

人造天体：

如人造卫星、宇宙飞船、空间站等。

①星云是由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体。

主要组成物质是氢。

蟹状星云是金牛座中的一团无定形的膨胀气体云，它的大小为12光年×

7光年，总辐射强度比太阳强几万倍。

②行星是在椭圆轨道上围绕太阳运行的、近似球体的天体，质量比太阳小，以表面反射太阳光而发光。

土星有美丽的光环，被较多的卫星所拱卫。

它的体积约是地球的740倍之多，质量约是地球的95倍。

③流星体是行星际空间的尘粒和固体小块，数量众多。

沿同一轨道绕太阳运行的大群流星体，称为流星群。

流星群与地球相遇时，人们会看到天空某一区域在几小时、几天甚至更长时间内流星数目显著增加，有时甚至像下雨一样，这种现象称为流星雨。

④彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体，呈云雾状的独特外貌。

哈雷彗星是第一颗经推算预言必将重新出现而得到证实的著名大彗星。

哈雷彗星出现时，景色蔚为壮观，彗尾横跨半个天空，与银河争辉。

哈雷彗星的公转周期是76年。

【八大行星的分类】

（分析一个行星的特点：

质量、体积、平均密度和公转、自转运动）

按照距日远近、质量、体积等结构特征，可以把八大行星分为三大类。

类地行星、巨行星、远日行星

类地行星：

包括水星、金星、地球和火星。

距离太阳近，表面温度较高，体积和质量都小，平均密度大。

另外，类地行星中心有铁核，金属元素含量高。

卫星很少，或者没有。

巨行星：

包括木星和土星。

距离太阳比类地行星远，表面温度低，体积和质量都很大，平均密度都很小。

它们的卫星数目多，并且有光环。

木星的卫星最多，有61颗。

远日行星：

包括天王星、海王星，它们距离太阳远，表面温度最低都在－200℃以下，平均密度大体上介于前两类之间。

远日行星表层气体以氢和甲烷为主，远日行星都有卫星。

天王星和海王星有光环。

行星

质量

（地球为1）

体积

平均密度

（g/cm2）

公转周期

自转周期

类地行星

水星

金星

地球

火星

0.05

0.82

1.00

0.11

0.056

0.856

1.000

0.150

5.46

5.26

5.52

3.96

87.9d

224.7d

1a

19a

58.6d

243d

23h56min

24h37min

巨行星

木星

土星

317.94

95.18

1316.000

745.000

1.33

0.70

11.8a

29.5a

9h50min

10h14min

远日行星

天王星

海王星

14.63

17.22

65.200

57.100

1.24

1.66

84.0a

164.8a

约16h

约18h

【八大行星的公转特征】

一、向日性

二、共面性，八大行星的轨道倾角大多小于4°

，只有水星和冥王星的稍大一些，最大也不过17°

。

因此，八大行星的轨道面几乎在同一平面上，说明它们的轨道具有共面性的特点。

三、近圆性，八大行星的轨道偏心（c/a）率大多接近0，只有水星和冥王星较大，分别为0.21和0.25。

它们的公转轨道同圆相当接近，有近圆性的特点。

四、同向性

水星凌日：

发生的原理与日食相似。

由于水星和地球的绕日运行轨道不在同一个平面上，而是有一个7度的倾角。

二者只有两个交点:

升交点与降交点。

因此，只有水星处于轨道上的这两个交点附近，而日水地三者又恰好排成一条直线时，在地球上可以观察到太阳上有一个小黑斑在缓慢移动，这种现象称为水星凌日。

小黑斑是由于水星挡住了太阳射向地球的一部分光而形成的。

金星凌日：

金星凌日是金星运行到太阳和地球之间，三者恰好在一条直线上时，金星挡住部分日面而发生的天象。

因此，金星凌日又有小日食之称。

金星凌日可分为五个阶段：

凌始外切、凌始内切、凌甚、凌终内切、凌终外切。

火星冲日：

地球在火星和太阳之间时就发生火星冲日。

当火星与太阳视黄经相差180度时，称为火星冲日。

这时，火星和太阳分别位于地球的两边，太阳刚一落山，火星就从东方升起，而等到太阳从东方升起时，火星才在西方落下，因此整夜都可观测火星。

一般来说，冲日时，火星离地球较近，它的亮度也是一年当中最亮的。

冲与凌分别用于外行星和内行星

【特殊的行星——地球】

地球的特殊性在于，它是唯一一颗适宜生物生存和繁衍的星球。

地球具备生命存在的基本条件：

1、宇宙环境

1、稳定分光照条件

2、安全的运行轨道

2、自身条件

1、日地距离适中（1.496亿千米），有适宜的温度，地表平均气温为15℃，有利于生命过程的发生和发展；

地球上的温度，还有利于水的液态存在。

2、体积质量适中，吸引大量气体聚集在地球周围，有较厚的大气厚度。

又经过漫长的演化，拥有了有恰到好处的大气成分形成了以氢、氧为主的适合生物呼吸的大气。

3、原始海洋的形成，拥有液态水。

地球内部的放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩，使地球内部温度升高，结晶水汽化；

其次，地球内部的物质运动，例如火山爆发，加速了水汽从地球内部逸出的过程；

再次，地表温度的逐渐降低，使水汽经过凝结、降雨，落到地面低洼处，形成原始的大洋。

原始大洋的出现，孕育了原始的单细胞生物，并逐渐向高级生物进化。

其中适宜的温度，较厚的大气层和液态水被科学家成为金锁链条件。

哪些星球存在生命？

①存在水

②围绕一颗稳定的恒星公转

③宇宙环境安全

④体积和质量适中，有大气层存在

【月相】

月相变化歌：

初一新月不可见，只缘身陷日地中。

初七初八上弦月，半轮圆月面朝西。

满月出在十五六，地球一肩挑日月。

二十二三下弦月，月面朝东下半夜。

一个口诀（方便记忆）：

上上上西西、下下下东东——意思是：

上弦月出现在农历月的上半月的上半夜，月面朝西，位于西半天空；

下弦月出现在农历月的下半月的下半夜，月面朝东，位于东半天空。

【太阳】

一、太阳概况：

1、太阳是太阳是太阳系中唯一的恒星和会发光的天体，是太阳系的中心天体。

它是一个巨大炽热的气体球，其主要成分是氢和氦。

其表面温度约为6000K，核心温度约为15000000K。

（温度的国际单位是开尔文用符号“K”表示，开氏温度标度是用一种理想气体来确立的，它的零点被称为绝对零度。

）

开氏温度摄氏温度与华氏温度的换算式是：

　　摄氏温度，冰点时温度为0摄氏度,沸点为100摄氏度

　　而华氏温度把冰点温度定为32华氏度,沸点为212华氏度

　　所以1摄氏度（1等份）等于9/5华氏度，则，根据冰点温度能得到

　　摄氏温度与华氏温度的换算式是：

1℃=9×

1/5+32℉=33.8℉

　　℃=5×

（℉-32）/9，℉=9×

℃/5+32

　　式中℉-华氏温度，℃-摄氏温度

　　开氏温度与华氏温度的换算式是：

　　K=℃+273.15，K=5×

（℉-32）/9+273.15，℉=9×

（K-273）/5+32

　　所以，绝对零度0（K）=9×

（0-273.15）/5+32（℉）=-459.67（℉）

2、太阳的直径相当于地球直径的109倍，体积是地球的130万倍。

3、太阳绕银河系中心公转，绕银河系中心公转周期约2.5×

10^8年。

银河系中心可能有巨大黑洞，但它周围布满了恒星，所以看上去象“银盘”。

这些恒星都绕“银核”公转。

与地球公转不同，这些恒星公转每绕一周离“银核”会更近。

太阳和其它天体一样，也在围绕自己的轴心自西向东自转，但观测和研究表明，太阳表面不同的纬度处，自转速度不一样。

在赤道处，太阳自转一周需要25.4天，而在纬度40处需要27.2天，到了两极地区，自转一周则需要35天左右。

这种自转方式被称为“较差自转”。

2、太阳辐射

太阳辐射是太阳以电磁波的形式向宇宙空间释放能量。

到达地球的太阳辐射占太阳总辐射量的二十二亿分之一。

太阳辐射分为可见光、红外光和紫外光三部分，太阳辐射主要集中在可见光波段，约占总量的一半。

3、太阳辐射对地球的影响

1、直接为地球提供了光、热资源

2、维持地表温度，是促进地球上水、大气运动和生命活动的主要动力

太阳辐射在不同的地方是不一样的，比如赤道地区，获得的热量多，北极地区获得的热量少。

而对于整个地球表层来说，热量应该是平衡的，为了要达到热量的平衡，就要发生热输送，在地球上，这个热输送主要通过我们的大气和水体运动来传递，比如河流的运动，北方的沙尘暴，东南沿海常出现的台风，等等，在这运动的过程当中，我们的地理环境就会不断的发生变化

3、作为工业能源的煤、石油等矿物燃料是地质历史时期生物固定以后留下来的太阳能

4、是太阳灶、太阳能热水器、太阳能电站的主要能量来源

4、太阳活动

1、太阳大气层的结构：

从里到外依次是光球层、色球曾和日冕层

光球是我们用肉眼直接可见的，之所以称为光球，也是因为它的明亮，厚度比较小，大约500Km。

色球位于光球之上，呈玫瑰色。

平时我们是看不见它的，只有在日全食的短暂瞬间，当太阳的光球部分被月球遮蔽时，我们才能看到色球的玫瑰色花边，也是因为这个原因才叫它色球。

当然借助望远镜也可以看得见玫瑰色的花边。

日冕是太阳大气的最外层（太阳带的一顶“帽子”），亮度更低，只有在日全食或用特制的日冕仪才能看见。

2、太阳活动是指太阳释放能量的不稳定性导致的一些明显现象。

如太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风等。

太阳黑子是太阳表面温度相对较低而显得黑的区域太阳耀斑是一种剧烈的太阳活动，是太阳能量高度集中释放的过程。

其中太阳黑子是太阳活动的最主要标志，耀斑爆发是太阳活动最激烈的显示。

太阳黑子出现在太阳大气的光球层，耀斑和日珥出现在太阳大气的色球层，太阳风出现在日冕层。

注：

太阳黑子不是黑色的，太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡，温度大约为4500摄氏度，只是其温度比太阳表面其他地区低1000多摄氏度，因而看起来略显暗淡些。

类型

出现位置

周期

特征

黑子

光球表面

11年

温度较周围低，暗

耀斑

色球表面

大而亮、能量释放高度集中

5、太阳活动对地球的影响

1、使地球大气层产生扰动，影响无线电短波通信。

2、高能带电粒子会扰乱地球磁场，产生“磁暴”现象，干扰电子设备甚至威胁太空中

航天器的安全。

3、高能带电粒子流高速冲进两极地区的高空大气，使大气电离，会产生极光现象。

4、地球气候的变化也与太阳活动有着明显的相关性，许多自然灾害的发生也与太

阳活动有关。

在太阳活动的高峰年，全球农业倾向于增产，在太阳活动的低峰年，全球农业歉收的几率更大一些。