高二地理人教实验版选修1全册 共计18页.docx

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高二地理人教实验版选修1全册共计18页

高二地理人教实验版选修1

宇宙

主讲：

黄冈中学优秀地理教师　杜家平

一、对地球有影响的天体

1、天体——宇宙间物质的存在形式，可分为人造天体和自然天体。

　　最基本的天体

组成物质

主要成分

形状

质量

体积

密度

恒星

炽热气体

氢和氦

球状

大

大

大

星云

气体和尘埃

氢

云雾状

更大

更大

小

2、天体系统

二、天球和人眼中的天象

1、概念：

以观测者为中心，布满天体的球形天空，这个假想的圆球称为天球。

　　地轴北端无限延伸就是北天极，反之为南天极。

地球上的经纬网对应天球上的经纬网。

2、天球中的天体：

肉眼可见的天体，绝大部分是银河系中的恒星，其余为日、月、五大行星及不常见的彗星、流星和少数的星云、星团、星系等。

人们用星等来表示天体的亮度，越亮的天体，星等值越小。

3、天体在天球上的位置和运动

（1）恒星星空图象稳定

　　按照国际上的规定，全天分成88个星座。

（2）恒星星空每日绕天轴旋转一周，带动所有天体每天呈现东升西落运动。

　　星空周日运动是地球自转的反映，其周期就是地球自转的周期。

不同纬度，人们观测到的天体周日运动状况不尽相同。

　　（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。

4、天球仪：

天球的模型

5、天球坐标系

（1）赤道坐标系

（2）地平坐标系

6、星空季节变化

　　以“九月星空图”为例。

　　在北天极的周围有大熊座、小熊座、仙后座。

　　注意这三个星座的形状。

在北半球的中高纬度，这三个星座都是终年可见的。

在北半球中纬度，在九月初21时前后，天顶附近有天琴座（其中有织女星）、天鹰座（其中有牛郎星）和天鹅座。

　　除图中所列举的一些重要星座及形状、恒星（主体星）外，还要注意：

　　①星图上的方向：

上北下南，左东右西，东西方向与习惯上用的地图上的方向相反，在使用星图时应将星图举过头顶使图与星空对应，这样星图上的方向与地球上方向就一致了。

　　②按北纬35°绘制：

人在某地时只能看到半个天球，在不同纬度、不同时间看到的星空是不同的。

　　③适用的时间：

计算可知看到同样的星空每隔15天提前1小时，约每天提前4分钟，原因用恒星日和太阳日的知识来解释。

同样的道理，可以推算，不同的季节，星空具有不同的特点。

　　④星空的运动：

在北半球，所有的恒星都绕北极星逆时针方向转动。

三、探索宇宙

1、认识太阳系

　　人们对宇宙的认识经历了一个漫长的历史时期。

在人类发展的初期，由于人们的活动范围狭小，往往凭自己的直觉认识世界，看到眼前的地面是平的，就以为整个大地也是平的，并把天空看做是好像倒扣在平坦大地上的一口巨大的锅，于是，便有了“天圆地方”的说法。

后来，人们经过观察，发现天空中的各个星体都在围绕着地球转，地球好像处于整个宇宙的中心位置，这样，便产生了“地心说”。

由于受西方宗教势力的影响，这个学说观点统治人们的思想是相当长的。

到16世纪，哥白尼的“日心说”使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来，认为“太阳是宇宙的中心”，意味着宇宙实际上就是太阳系。

17世纪牛顿为研究太阳系天体运动规律而建立的精典力学体系成为人类探究太阳系的重要里程碑。

　　17世纪，伽利略首创了天文望远镜，使人类的眼界大大开阔。

之后，分光仪的使用、射电技术的成功、人造卫星的发射，都给天文观测带来了划时代的变革。

20世纪60年代射电天文望远镜的应用（通过观测天体的无线电波来研究天文现象），使人们能够深入到以往光学方法看不到的地方。

60年代中的四大天文发现——类星体、脉冲星、星际分子、微波背景辐射，都是用射电天文手段获得的。

天文观测手段的革命，使人类才有可能不断加深对宇宙的认识。

2、探究恒星世界

　　近代恒星天文学始于伽利略。

目前主要通过力学方法和光学方法研究。

事实上人类对恒星世界的研究是全方位的，从天体发射的基本粒子到天体辐射的各种成分，无不详细地加以研究。

3、探索星系世界

　　1924年美国天文学家首次确认了星系的存在。

目前人类在已经观测到的约150亿光年的宇宙范围内探测到10亿个以上的星系。

除少数几个最近的星系外，所有星系都在远离我们，而且离我们越远，远离的速度越快。

宇宙间到处存在着3K宇宙背景辐射；宇宙间氢元素约占3/4，氦元素约占1/4。

4、探索宇宙的新阶段——航天时代

　　自从1957年10月原苏联向太空发射了第一颗人造卫星，人类对宇宙的探测就已跨入了一个新时代。

　　人类对宇宙的探索，离不开航天技术的发展。

人类对宇宙的探索，又要以航天技术的发展为背景资料。

航天器是航天技术的重要组成部分。

航天器可以分为无人航天器和载人航天器两种。

航天器从无人到有人的发展，恰好说明了人类对宇宙的探测也经历着由浅入深的变化。

　　人类进入太空的时间是20世纪60年代。

从1969年至1972年，美国的“阿波罗”登月计划先后6次将12名航天员送上月球，从此以后，各种载人飞船、航天站、航天飞机先后进入太空，开创了对宇宙空间进行探索的新时代。

四、恒星的一生

1、赫罗图与恒星的分类

（1）恒星的温度和光度有对应关系。

（2）恒星的分类。

　　90%以上的恒星分布在赫罗图左上角到右下角的条带上，称为主序星；

　　赫罗图右上方的恒星温度较低，但光度较大，称为巨星；

　　赫罗图下方的恒星温度不低，光度却很小，甚至为零，称为致密星。

2、恒星的诞生

　　一切恒星最初都是从星际云形成的。

密度足够大的星云在自身引力作用下，不断收缩温度升高，1000万度时氢变为氦的热核反应使其内部压力增高到足以和引力抗衡，成为原恒星。

3、恒星的青壮年时期——主序星阶段

　　当原恒星变得越来越热时，也就开始辐射出红外辐射，从此恒星转入一生中最稳定、历时最长的主序星阶段。

氢变为氦的热核反应使中心温度进一步升高，氦核心不断增大。

4、恒星的老年期——巨星

　　恒星中心的氢全部变为氦后，在引力作用下收缩，温度、密度变高。

恒星的体积开始增大，表面积增大，表面温度降低，形成低温、红色、体积大的红巨星。

5、恒星的归宿——致密星

　　红巨星正在不断地损失质量。

它们被薄的壳层包围着，这些壳层由气体和尘埃组成，是从红巨星本身抛射出来的。

红巨星的外壳大部分可能以这种方式抛掉，剩下的炽热而致密的核心变成白矮星。

这种膨胀的气体壳称为行星状星云。

质量在1.3倍太阳质量以下的恒星，在离开主星序带便无剧烈变动地失去足够的质量平和地结束生命而变成一颗白矮星。

质量中等（3倍太阳质量）的恒星会以超新星爆发的方式结束自己的生命。

爆炸产生大量中微子，瞬间倾泻而出，带走了大量能量，于核心压强下降，发生收缩获得更多热能，产生更多中微子，这样，在几秒内，核心开始塌缩，最终缩成致密的中子星。

质量更大的恒星在爆发后核心塌缩无限进行下去最终会形成黑洞。

五、大爆炸宇宙学说

1、提出与发展：

1917年爱因斯坦建立现代宇宙模型；1922年，苏联数学家弗里德曼得到一个均匀的、各向同性的、膨胀的动态宇宙模型；1932年，比利时天文学家勒梅特提出大爆炸宇宙学说；1948年，物理学家伽莫夫继承和发展了大爆炸宇宙学说。

2、主要观点：

（1）我们观测到的这部分宇宙是大约150亿年前一次大爆炸的产物。

（2）爆炸几分钟以后，宇宙冷却到10亿K以下，宇宙中形成了大约占宇宙总质量1/4的氦原子（或氦元素）和总质量3/4的氢原子核（或氢元素）。

　　（3）宇宙继续膨胀冷却，当温度降至80万K时，早期的元素形成过程结束。

　　（4）宇宙爆炸几十万年后，仍然膨胀着的宇宙温度降至3000K及其以下。

　　（5）爆炸后宇宙中形成的星系，大约一半是包括银河系在内的旋涡星系。

（6）太阳是一颗“单星”，这是形成现今太阳系的有利条件。

太阳系与地月系

主讲：

黄冈中学优秀地理教师　杜家平

一、太阳和太阳系

1、太阳及其天体系统——太阳系

（1）太阳是银河系中一颗非常普通的单颗恒星。

（2）太阳系的组成

　　太阳系是由太阳、行星及卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统。

　　太阳系的中心天体是太阳，因为它的质量占太阳系总质量的99.86％。

在太阳系中，在太阳巨大的质量产生的引力作用下，其它天体都在一定轨道上绕太阳公转。

另一方面，太阳辐射是太阳系的主要能源，太阳以其强大的太阳辐射以及太阳粒子流，温暖、影响着整个太阳系。

　　太阳系的质量，除太阳外，主要就集中在八大行星及其卫星上，而行星及其卫星的存在和运动是长期稳定的，所以太阳系是一个长期稳定存在的天体系统。

2、太阳的圈层结构和太阳能流

（1）太阳内部圈层

　　太阳内部的温度、密度和压力随深度而增高。

（2）太阳外部圈层

太阳大气层

位置

厚度

亮度

温度

太阳活动

光球

从

里

到

外

500km

太阳光基本从这一层发出

表面约6000K

黑子

色球

约几千km

发出的可见光不及光球的千分之一

从四五千度升到几万度

耀斑、日珥

日冕

从色球层边缘向外延伸几个太阳半径处

发出的可见光仅为光球的百万分之一

内部温度100万度

太阳风

　　从光球发射出的电磁辐射和来自日冕的太阳风，是太阳能流的两种主要形式。

太阳总体稳定，但并不平静。

太阳表层不断发生着剧烈的局部变动，给太阳能流带来不稳定，甚至爆发的成分。

（3）太阳活动及其对地球的影响

　　影响地球上降水的变化及其他生态环境问题。

太阳上黑子和耀斑增多时，发出的强烈射电会扰乱地球上空的电离层，从而影响无线电短波通讯。

太阳大气抛出的带电粒子流，能使地球磁场受到扰动，产生磁暴。

两极地区出现极光。

3、八大行星

（1）运动特征：

近圆性、同向性、共面性

（2）八大行星的物理化学特征：

类别

包括行星

距日

远近

体积

质量

平均

密度

表面

温度

组成物质

卫星

数目

光环

有无

类地

行星

水、金、地、火

近

远

小

大

高

低

中心有铁核，金属元素含量高

没有

很少

无

巨行星

木、土

大

小

氢、氦、氖

多

有

远日

行星

天、海

介于前两者间

介于前两者间

氢、甲烷

较多

有

　　（3）八大行星的分布特点：

里密外疏。

里面4颗行星分布在太阳附近很小的范围内，而外面的几个行星占据了太阳系的大部分范围。

事实上，行星，甚至太阳本身的大小，在太阳系广阔的空间中是极其微小的。

　　（4）行星的卫星

　　卫星是围绕行星运行的天体。

特点是质量较小，本身不发射可见光，它以表面反射太阳光而发亮。

　　根据现在探测所知，八大行星有60多颗卫星。

其中卫星最多的是土星，有23颗。

4、太阳系中的小天体

（1）小行星

　　小行星是在椭圆轨道上环绕太阳运行的、主要由岩石组成的小天体。

直径多为几千米到几十千米，大多分布在火星和木星轨道之间。

（2）彗星

　　彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量很小的天体。

特点是质量很小，呈云雾状外表。

　　当彗星接近太阳的时候，彗核中的冰物质升华而成气体，因而在它的周围形成云雾状的彗发。

彗发中的气体和微尘，被太阳风推斥，在背向太阳的一面形成一条很长彗尾。

彗尾一般长几千万千米，最长可达几亿千米。

彗