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1、第一节第一节 地球的宇宙环境地球的宇宙环境一、人类对宇宙的认识一、人类对宇宙的认识二、多层次的天体系统二、多层次的天体系统三、普通而特殊的行星三、普通而特殊的行星地球地球仰仰 望望 星星 空空仰仰 望望 星星 空空天天地地四四方方曰曰宇宇古古往往今今来来曰曰宙宙时代时代2 2世纪世纪1616世纪世纪1818世纪世纪2020世纪世纪6060年代年代以来以来人类对宇宙的认识人类对宇宙的认识古希腊天文学家托勒密提出古希腊天文学家托勒密提出“地心说地心说”波兰天文学家哥白尼提出波兰天文学家哥白尼提出“日心说日心说”天文学家引进天文学家引进“星系星系”一词一词大型天文望远镜的使用以及空间探测大型天文望远
2、镜的使用以及空间探测技术的发展，使天文观测尺度扩展到技术的发展，使天文观测尺度扩展到上百亿光年的时空区域上百亿光年的时空区域一、人类对宇宙的认识一、人类对宇宙的认识一、人类对宇宙的认识 上下四方曰宇，往古来今曰宙上下四方曰宇，往古来今曰宙 天文学家把人类目前能观测到的有限宇宙叫作天文学家把人类目前能观测到的有限宇宙叫作“可见可见宇宙宇宙”或或“已知宇宙已知宇宙”。可见宇宙的半径约为。可见宇宙的半径约为140140亿光年。亿光年。【活动活动】根据课本根据课本P6 P6 活动思考、计算并回答：活动思考、计算并回答：何为光年？一光年约为多少千米？何为光年？一光年约为多少千米？计算可见宇宙的半径约为多
3、少千米？计算可见宇宙的半径约为多少千米？面对上题的数字，你有什么感慨？面对上题的数字，你有什么感慨？【总结总结】光年为光在真空中一年所传播的距离，一光年约光年为光在真空中一年所传播的距离，一光年约为为9460894608亿千米。可见宇宙的半径亿千米。可见宇宙的半径 =94608=94608亿千米亿千米140140亿亿1.321.3210231023千米。由此可见千米。由此可见,宇宙的范围是极其宽广的宇宙的范围是极其宽广的,可以说是无边无际的。宇宙中的奥秘无穷，有待于我们进可以说是无边无际的。宇宙中的奥秘无穷，有待于我们进一步的探索。一步的探索。宇宙中物质的存在形式宇宙中物质的存在形式（1 1）
4、天体的概念：天体的概念：二、多层次的天体系统二、多层次的天体系统物质性、运动性物质性、运动性（2 2）天体的分类天体的分类自然天体：自然天体：恒星、星云、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质等恒星、星云、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质等人造天体：人造天体：人造卫星、宇宙飞船、太空实验室、航天飞机等人造卫星、宇宙飞船、太空实验室、航天飞机等【课堂演练课堂演练】下列属于天体的是：下列属于天体的是：A.A.北极星北极星 B.B.河外星系河外星系C.C.空中飞行的飞机空中飞行的飞机 D.D.彗星和流星体彗星和流星体ADAD解析：解析：ADAD都是宇宙间的自然天体；都是宇宙间的自然天体；B B是天体是
5、天体系统；系统；C C是地球上的物质，不属于天体。地是地球上的物质，不属于天体。地球作为一个整体是天体，但地球的部分物体球作为一个整体是天体，但地球的部分物体或物质则不属于天体范畴。这些物体要成为或物质则不属于天体范畴。这些物体要成为天体必须穿越大气层，到达宇宙空间。运作天体必须穿越大气层，到达宇宙空间。运作中的地球卫星是天体，待发射的和已经回收中的地球卫星是天体，待发射的和已经回收的都不是。天外来客的都不是。天外来客陨石、陨铁落到地陨石、陨铁落到地球上就不再是天体了。球上就不再是天体了。【课堂演练课堂演练】2005 2005年年1010月月6 6日至日至1010日，地球日，地球穿越天龙座流星
6、群的轨道。我国乃至北半球穿越天龙座流星群的轨道。我国乃至北半球各地都可用肉眼观测到少见的天龙座流星雨，各地都可用肉眼观测到少见的天龙座流星雨，各地最佳观测时间是在日落后各地最佳观测时间是在日落后4040分钟至深夜分钟至深夜2424时，而天龙座流星雨极盛期出现在北京时时，而天龙座流星雨极盛期出现在北京时间间1010月月8 8日日2323时前后。据此回答下题：时前后。据此回答下题：材料中所述地理事象属于天体的是：材料中所述地理事象属于天体的是：A.A.天龙座天龙座 B.B.流星群流星群C.C.流星雨流星雨 D.D.陨星陨星B B有星光闪烁的有星光闪烁的恒星恒星有明亮的有明亮的行星行星有圆缺多变的月
7、球有圆缺多变的月球卫星卫星有轮廓模糊的有轮廓模糊的星云星云有一闪即逝的有一闪即逝的流星流星有拖着长尾的有拖着长尾的彗星彗星有有星际物质星际物质气体和尘埃气体和尘埃有形式各异、大小不一的有形式各异、大小不一的人造天体人造天体宇宙中物质的宇宙中物质的存在形式通称存在形式通称天体。分自然天体。分自然天体和人造天天体和人造天体两种。体两种。小结：主要天体类型及特点小结：主要天体类型及特点天体类型天体类型特特 点点恒恒 星星星星 云云行行 星星小行星小行星质量体积巨大，自身能发光发热的球状天体。质量体积巨大，自身能发光发热的球状天体。质量体积比恒星大，密度很小的云雾状天体。质量体积比恒星大，密度很小的云
8、雾状天体。沿椭圆轨道环绕恒星运行、近似球形的天体。沿椭圆轨道环绕恒星运行、近似球形的天体。太阳系的小行星与大行星比较有许多相似的太阳系的小行星与大行星比较有许多相似的地方，它们同样直接围绕恒星太阳运动，同地方，它们同样直接围绕恒星太阳运动，同样是椭圆轨道。当然它们与八大行星相比又样是椭圆轨道。当然它们与八大行星相比又有许多不同的地方，比如：它们的数量很有许多不同的地方，比如：它们的数量很多，它们的质量和体积很小，因此它们的轨多，它们的质量和体积很小，因此它们的轨道比较容易发生变化。说到轨道，小行星的道比较容易发生变化。说到轨道，小行星的运行轨道主要位于火星和木星轨道之间，我运行轨道主要位于火星
9、和木星轨道之间，我们把小行星最集中的这块区域叫小行星带。们把小行星最集中的这块区域叫小行星带。小结：主要天体类型及特点小结：主要天体类型及特点天体类型天体类型特特 点点卫卫 星星彗彗 星星流星体流星体围绕行星运行，质量比所绕行的行星要小得多围绕行星运行，质量比所绕行的行星要小得多的天体。的天体。由散碎固体物质和一些气体物质集聚而成，环由散碎固体物质和一些气体物质集聚而成，环绕太阳运动的一种天体。接近太阳时的彗星由绕太阳运动的一种天体。接近太阳时的彗星由彗核、彗发和彗尾组成。彗核、彗发和彗尾组成。在行星际空间环绕太阳运行的微小天体。流星在行星际空间环绕太阳运行的微小天体。流星体高速闯入大气层，它
10、们就会与大气相摩擦燃体高速闯入大气层，它们就会与大气相摩擦燃烧，产生明亮的光迹，形成流星现象。质量比烧，产生明亮的光迹，形成流星现象。质量比较大的流星体较大的流星体,形成特别亮的流星，叫火流星。形成特别亮的流星，叫火流星。未能完全燃烧未能完全燃烧,剩余的固体落到地表剩余的固体落到地表,形成陨星。形成陨星。根据组成物质的不同，陨星可以分为铁陨星根据组成物质的不同，陨星可以分为铁陨星(又叫陨铁又叫陨铁)、石陨星（又叫陨石）和石铁陨星。、石陨星（又叫陨石）和石铁陨星。恒星恒星太阳太阳 星云星云蟹状星云蟹状星云基本天体基本天体：外表外表形态形态组成组成物质物质主要主要成分成分质量质量体积体积 密度密度
11、 举例举例恒恒星星星星云云 星云星云恒星恒星 球形球形炽热炽热气体气体气体和气体和 尘埃尘埃云雾状云雾状大大更大更大大大更大更大小小更小更小太阳太阳蟹状蟹状星云星云氢、氦氢、氦氢氢 行星行星 八大行星八大行星 小行星小行星 卫卫 星星 月球月球 注意彗星绕日公转注意彗星绕日公转的方向和彗尾的变的方向和彗尾的变化规律。化规律。彗星彗星流星体流星体流星体流星体流星流星流星流星陨星（陨石、陨铁）陨星（陨石、陨铁）陨星（陨石、陨铁）陨星（陨石、陨铁）流星体流星体流星体流星体 流星流星陨石坑陨石坑宇宙中物质的存在形式宇宙中物质的存在形式（1 1）天体的概念：天体的概念：二、多层次的天体系统二、多层次的天
12、体系统物质性、运动性物质性、运动性（2 2）天体的分类天体的分类自然天体：自然天体：恒星、星云、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质等恒星、星云、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质等人造天体：人造天体：人造卫星、宇宙飞船、太空实验室、航天飞机等人造卫星、宇宙飞船、太空实验室、航天飞机等宇宇宙宙飞飞船船人人造造卫卫星星太太空空实实验验室室航航天天飞飞机机宇宙中物质的存在形式宇宙中物质的存在形式（1 1）天体的概念：天体的概念：二、多层次的天体系统二、多层次的天体系统（2 2）天体的分类：天体的分类：（3）天体系统天体系统万有引力和天体运动万有引力和天体运动阅读教材阅读教材P7，回答：，回答：银河系
13、和河外星系主要由什么天体组成？离太银河系和河外星系主要由什么天体组成？离太阳最近的恒星与太阳的距离约为多少光年？阳最近的恒星与太阳的距离约为多少光年？银河系的组成天体主要有哪两类？目前人类所银河系的组成天体主要有哪两类？目前人类所能观测到的河外星系约有多少个？银河系与河外星系能观测到的河外星系约有多少个？银河系与河外星系的关系如何？的关系如何？银河系和河外星系共同构成了什么天体系统？银河系和河外星系共同构成了什么天体系统？答：答：恒星恒星 4.2光年光年 恒星、星云恒星、星云 1250亿亿 同级别的天体系统同级别的天体系统 总星系（可见宇宙）总星系（可见宇宙）形成：形成：级别：级别：宇宙中物质
14、的存在形式宇宙中物质的存在形式（1 1）天体的概念：天体的概念：二、多层次的天体系统二、多层次的天体系统（2 2）天体的分类：天体的分类：（3）天体系统天体系统万有引力和天体运动万有引力和天体运动形成：形成：级别：级别：总星系总星系河外星系河外星系其他恒星系统其他恒星系统其他系统其他系统银河系银河系太阳系太阳系地月系地月系 地月系地月系：月球绕地球公转，构成地月系。月球绕地球公转，构成地月系。月地平均距离为月地平均距离为38.4万千米，月球是宇宙中万千米，月球是宇宙中距离地球最近的自然天体。距离地球最近的自然天体。太阳系太阳系：由太阳、围绕太阳运行的八大行星、由太阳、围绕太阳运行的八大行星、矮
15、行星以及小行星、彗星、流星体、卫星矮行星以及小行星、彗星、流星体、卫星 和行和行星际物质组成。太阳是太阳系的中心天体。星际物质组成。太阳是太阳系的中心天体。银河系银河系：是是2000多亿颗恒星组成的庞大的多亿颗恒星组成的庞大的恒星集团，具有恒星集团，具有“铁饼铁饼”状的扁平外形，直径状的扁平外形，直径约为约为8万光年，中心突出的部分叫银核万光年，中心突出的部分叫银核(银心银心)，四周叫银盘。太阳系距离银心约四周叫银盘。太阳系距离银心约2.5万光年。万光年。河外星系河外星系：银河系以外有一些看似星云的银河系以外有一些看似星云的天体，是与银河系规模相当的天体系统，称为天体，是与银河系规模相当的天体
16、系统，称为河外星系，简称为星系。河外星系，简称为星系。20世纪末，人类观测世纪末，人类观测到的河外星系超过到的河外星系超过1250亿个。亿个。天文学上把银河系和现阶段所能观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，测到的河外星系，合起来叫做总星系，这是最大的天体系统，是我们目前能观这是最大的天体系统，是我们目前能观测到的宇宙范围，也就是天文学家所说测到的宇宙范围，也就是天文学家所说的的“可见宇宙可见宇宙”、“已知宇宙已知宇宙”。总星系总星系阅读阅读P89：围绕太阳运行的天体：围绕太阳运行的天体 “行星行星”这个说法起源于希腊语这个说法起源于希腊语,原意指太阳系中的原意指太
17、阳系中的“漫游者漫游者”。2006年年8月月24日国际天文学联合会大会投票通过新的行星定义。日国际天文学联合会大会投票通过新的行星定义。一、行星一、行星成员：成员：定义：定义：包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。天王星和海王星。围绕太阳运转，自身引力足以克服其刚体力而围绕太阳运转，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。他物体的天体。二、矮行星二、矮行星三、太阳系小天体三、太阳系小天体认识太阳系：认识太阳系：识记八大行星的位置；小行星识记八大行星的位置；小
18、行星带的位置；哈雷彗星的周期；带的位置；哈雷彗星的周期；行星的分类，运动特征。行星的分类，运动特征。7676年年类地行星类地行星巨行星巨行星远日行星远日行星地内行星地内行星地外行星地外行星运动特征：同向性，共面性，近圆性运动特征：同向性，共面性，近圆性成员：成员：阅读阅读P89：围绕太阳运行的天体：围绕太阳运行的天体 “行星行星”这个说法起源于希腊语这个说法起源于希腊语,原意指太阳系中的原意指太阳系中的“漫游者漫游者”。2006年年8月月24日国际天文学联合会大会投票通过新的行星定义。日国际天文学联合会大会投票通过新的行星定义。一、行星一、行星成员：成员：定义：定义：包括水星、金星、地球、火星
19、、木星、土星、包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。天王星和海王星。围绕太阳运转，自身引力足以克服其刚体力而围绕太阳运转，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。他物体的天体。二、矮行星二、矮行星包括冥王星和谷神星等。包括冥王星和谷神星等。定义：定义：与行星同样具有足够的质量，呈圆球状，但不与行星同样具有足够的质量，呈圆球状，但不能清除其轨道附近其他物体的天体。能清除其轨道附近其他物体的天体。三、太阳系小天体三、太阳系小天体成员：成员：定义：定义：围绕太阳运转但不符合行星和矮行星条围绕太阳运转但不
20、符合行星和矮行星条件的物体。件的物体。主要包括小行星、彗星、流星体和其他主要包括小行星、彗星、流星体和其他行星际物质。行星际物质。太阳系概况：太阳系概况：1 1、中心天体、中心天体 太阳（炽热的气体球，主要成分为氢、氦）太阳（炽热的气体球，主要成分为氢、氦）2 2、八大行星的轨道位置距日由近及远为、八大行星的轨道位置距日由近及远为 水、金、地、火、木、水、金、地、火、木、土、天、海土、天、海3 3、矮行星、矮行星冥王星冥王星4 4、太阳系小天体、太阳系小天体小行星、彗星、流星体、其他星际物质小行星、彗星、流星体、其他星际物质5、小行星带的位置、小行星带的位置火星和木星轨道之间火星和木星轨道之间
21、6、地球的左邻右舍、地球的左邻右舍金星和火星金星和火星宇宙环境条件宇宙环境条件光照条件稳定光照条件稳定 运行轨道安全运行轨道安全地球有生命物质存在的条件地球有生命物质存在的条件地球自身条件地球自身条件适宜的温度适宜的温度液态的水液态的水适合生物呼吸的大气适合生物呼吸的大气三、普通而特殊的行星三、普通而特殊的行星地球地球1、地球是太阳系中一颗、地球是太阳系中一颗普通普通的行星的行星 在太阳系八大行星中，地球的质量、体积、平均密度和公转、在太阳系八大行星中，地球的质量、体积、平均密度和公转、自转运动有自己的特点，但就外观和所处的位置而言，地球是一自转运动有自己的特点，但就外观和所处的位置而言，地球
22、是一颗普通的行星并不特殊。颗普通的行星并不特殊。2 2、地球是太阳系中一颗、地球是太阳系中一颗特殊特殊的行星的行星八大行星公转具有同向性、共八大行星公转具有同向性、共面性、近圆性等，使地球处于一面性、近圆性等，使地球处于一种比较安全的宇宙环境之中。种比较安全的宇宙环境之中。适当的日地距离适当的日地距离适宜的温适宜的温度度充足的水分（液态水）。充足的水分（液态水）。适当的体积、质量适当的体积、质量恰到好恰到好处的大气厚度和大气成分。处的大气厚度和大气成分。首先，地球与太阳系其他大行星相比，在公转运动方面具有首先，地球与太阳系其他大行星相比，在公转运动方面具有许多相似性，可以概括为许多相似性，可以
23、概括为“三性三性”：同向性、近圆性、共面性。：同向性、近圆性、共面性。【活动活动】(P11)解读行星的基本数据解读行星的基本数据 请从地球与太阳的距离及其体积、质量的大小等方面，分析地球的请从地球与太阳的距离及其体积、质量的大小等方面，分析地球的“金锁金锁链条件链条件”。太阳的光照条件变化（不稳定或太阳突然消失）将对地球产生什么影响？太阳的光照条件变化（不稳定或太阳突然消失）将对地球产生什么影响？给出你的答案和解释。给出你的答案和解释。除地球以外，太阳系其他行星中有可能存在生命的是哪一个？简述理由。除地球以外，太阳系其他行星中有可能存在生命的是哪一个？简述理由。火星。它的公转半径、黄赤交角、自
24、转周期都和地球非常相火星。它的公转半径、黄赤交角、自转周期都和地球非常相似。这使得它有类似地球的四季变化，使得地球上生物的生物钟似。这使得它有类似地球的四季变化，使得地球上生物的生物钟可以适应那里。而且有证据表明火星历史上曾经有过大规模的洪可以适应那里。而且有证据表明火星历史上曾经有过大规模的洪水，而且火星也有一层不算稀薄的大气水，而且火星也有一层不算稀薄的大气。适当的日地距离适当的日地距离适宜的温度适宜的温度充足的水分（液态水）。充足的水分（液态水）。适当的体积、质量适当的体积、质量恰到好处的大气厚度和大气成分。恰到好处的大气厚度和大气成分。太阳光照减小太阳光照减小1%，地球将进入新的冰川期
25、，增加，地球将进入新的冰川期，增加1%，地球，地球的暴雨增多，因为吸收的热量增加，水蒸发加快，会造成更严重的暴雨增多，因为吸收的热量增加，水蒸发加快，会造成更严重的温室效应。的温室效应。在太阳突然消失后在太阳突然消失后8分钟我们才可以知道这一事件，但是已分钟我们才可以知道这一事件，但是已经迟了，地球温度急剧下降，大气失去了热量来源，虽然大气还经迟了，地球温度急剧下降，大气失去了热量来源，虽然大气还有大气逆辐射顶着，也撑不了多久，当温度降到气体变为固体时，有大气逆辐射顶着，也撑不了多久，当温度降到气体变为固体时，就没有了大气。什么东西都变成固体。就没有了大气。什么东西都变成固体。外星人长什么样？外星人长什么样？“外星人并不一定外星人并不一定像人类，他的生命形式像人类，他的生命形式可能很复杂可能很复杂”“外星人应该能自外星人应该能自我保持，由碳元素组成，我保持，由碳元素组成，拥有信息系统拥有信息系统”“能造访地球的外能造访地球的外星人，其科技水平要比星人，其科技水平要比我们先进很多我们先进很多”