地球的宇宙環(huán)境恒星和星系第1頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity第三節(jié)恒星和星系天文學(xué)的研究對(duì)象：天文學(xué)的研究對(duì)象是天體。它研究天體的位置和運(yùn)動(dòng)、研究它們的化學(xué)組成、物理狀態(tài)和過(guò)程，研究它們的結(jié)構(gòu)和演化規(guī)律，研究如何利用關(guān)于天體的知識(shí)造福人類(lèi)。四方上下曰宇，往古來(lái)今曰宙。（戰(zhàn)國(guó)《尸子》）空間時(shí)間天文學(xué)概說(shuō)第2頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月學(xué)科體系按研究方法分天體測(cè)量學(xué)：研究和測(cè)定各類(lèi)天體的位置和運(yùn)動(dòng)，建立天球參考系等。天體力學(xué)：研究天體的空間運(yùn)動(dòng)規(guī)律。天體物理學(xué)：研究天體的引力場(chǎng)、磁場(chǎng)、輻射等現(xiàn)象和規(guī)律。按觀測(cè)手段分光學(xué)天文學(xué)射電天文學(xué)紅外天文學(xué)空間天文學(xué)第3頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月作用為人類(lèi)提供準(zhǔn)確的時(shí)間，為測(cè)繪、航空、航海服務(wù)；天體力學(xué)知識(shí)提供了人造衛(wèi)星軌道計(jì)算方法，促進(jìn)航天技術(shù)的發(fā)展；天體物理學(xué)研究并預(yù)報(bào)太陽(yáng)活動(dòng)的變化規(guī)律，對(duì)人類(lèi)有重大意義；在探索宇宙奧秘，發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律等基本理論研究方面也占有重要地位。第4頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity圖2-1恒星的空間速度及其兩個(gè)分量：視向速度和切向速度（自行）。恒星一、恒星及其自行定義：由熾熱氣體組成的、能夠自身發(fā)光的球形或類(lèi)似球形的天體。恒星空間速度的兩個(gè)分量：視向速度和切向速度第5頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月恒星自行 恒星的自行速度，一般都小于每年0.1″，迄今只發(fā)現(xiàn)有400余顆恒星的自行超過(guò)每年1″。圖2-2北斗七星的自行及形狀變化EastChinaNormalUniversity第6頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、恒星的亮度與光度恒星的發(fā)光恒星演化史上某個(gè)階段的現(xiàn)象；要有巨大的質(zhì)量。發(fā)光強(qiáng)度、體積、距離表示單位：星等（星等越小，亮度越大）亮度—視星等m光度—絕對(duì)星等M第7頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月恒星的亮度和視星等亮度：是指地球上的受光強(qiáng)度或恒星的明暗程度。星等：星等相差1等，亮度相差2.512倍。R5=100，5lgR=2,lgR=0.4,R=2.512星等有零和負(fù)值，數(shù)字越小，亮度越大。星等以等差級(jí)數(shù)增大，亮度以等比級(jí)數(shù)遞減。例：太陽(yáng)的亮度-26.74等，是一等星亮度的(2.512)27.74=1300億倍。第8頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity假設(shè)有兩個(gè)恒星,其亮度為E和E0，星等為m和m0。則：

E/E0=2.512m0-m

（2-1） 兩邊取對(duì)數(shù),且有l(wèi)g2.512=0.4，得： lgE0-lgE=0.4(m-m0

)

m-m0=2.5(lgE0-lgE)（2-2） 如果取零等星(m0=0)的亮度E0=1，則

m=-2.5lgE（2-3）普森公式，根據(jù)恒星的亮度E推算星等m。第9頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖2-3光源的視亮度與其距離的平方成反比，距離增加1倍，亮度便減為1/4EastChinaNormalUniversity亮度與距離的平方反比律第10頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity光度和絕對(duì)星等標(biāo)準(zhǔn)距離10秒差距下的恒星亮度稱(chēng)絕對(duì)亮度，其星等稱(chēng)絕對(duì)星等。視星等、絕對(duì)星等和天體距離的關(guān)系第11頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)EM表示絕對(duì)亮度，Em表示視亮度，由公式(2-1)得：

EM/Em=2.512(m-M)恒星亮度與距離平方成反比，如以秒差距為單位，則：

EM/Em=

d2/102

d2/102=2.512(m-M)

EastChinaNormalUniversity第12頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩邊取對(duì)數(shù)，且有l(wèi)g2.512=0.4，則：

2lgd-2=0.4(m-M

)

m-M

=5lgd-5

M=m+5-5lgd

（2-4）只要測(cè)定恒星的絕對(duì)星等，便可求知該星的距離。EastChinaNormalUniversity第13頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity三、恒星的發(fā)光和光譜恒星的發(fā)光恒星演化史上某個(gè)階段的現(xiàn)象；要有巨大的質(zhì)量。恒星的光譜恒星的光譜反映恒星溫度的高低；光譜中的吸收線(xiàn)和發(fā)射線(xiàn)反映恒星化學(xué)組成(化學(xué)組成大同小異,主要成分是氫)。第14頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月恒星光譜型按溫度遞減的順序分為七類(lèi)

第15頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第16頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月恒星的周年視差：當(dāng)日地連線(xiàn)（即地球軌道半徑）同星地連線(xiàn)相垂直時(shí)（這種情況每年有二次），同一恒星的視差位移達(dá)到極大值。這個(gè)極大值被稱(chēng)為該恒星的周年視差，或簡(jiǎn)稱(chēng)年視差。四、恒星的距離恒星視差視差測(cè)距原理恒星視差第17頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月恒星的距離：

秒差距秒差距：π＝1″時(shí)的距離若以秒差距為長(zhǎng)度單位，則恒星的周年視差與距離成反比；恒星年視差的角秒值，與恒星距離的秒差距互為倒數(shù)：D。第18頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月天文學(xué)常用的距離單位

—天文單位，光年，秒差距1天文單位=1.496×108公里1光年＝9.46×1012公里＝63240天文單位1秒差距=206265天文單位=3.26光年第19頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity五、恒星的多樣性單星，雙星，星團(tuán)變星，新星，超新星巨星，超巨星，白矮星脈沖星，中子星第20頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光譜-光度圖通常也叫赫羅圖。它以恒星的光譜型（或溫度）為橫坐標(biāo)，以它的光度（或絕對(duì)星等）為縱坐標(biāo)，每顆恒星按照各自的光譜型和光度，在圖上占有一定的位置。太陽(yáng)位于主星序的中部，可見(jiàn)它是一顆很典型的恒星。圖2-4光譜-光度圖第21頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第22頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖2-5恒星大小的比較EastChinaNormalUniversity第23頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、恒星的演化

現(xiàn)代天體物理學(xué)最大的成就之一就是基本上說(shuō)明了恒星演化和元素演化兩個(gè)重要問(wèn)題。發(fā)生→發(fā)展→衰亡→轉(zhuǎn)化EastChinaNormalUniversity第24頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity恒星是由星云凝聚而成。彌漫星云在自引力的作用下，收縮成比較密集的氣體→引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為熱能，內(nèi)部溫度升高并輻射能量→向赫羅圖上某個(gè)主序位置移動(dòng)。質(zhì)量愈大，收縮愈快，達(dá)到主序的位置愈高（溫度高，光度大）。第25頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity恒星“移到”主序后，內(nèi)部溫度高到足以發(fā)生熱核反應(yīng)的程度→熱核反應(yīng)代替引力收縮成為主要能源→溫度升高，熱運(yùn)動(dòng)加快，恒星膨脹，排斥力足以同引力相抗衡→恒星停止收縮，長(zhǎng)期穩(wěn)定依靠熱核反應(yīng)進(jìn)行輻射。一顆恒星在主序中的時(shí)間，占去其“生命”的大半輩子；且在主序上逗留的時(shí)間，取決于其質(zhì)量的大小→質(zhì)量愈大,引力愈強(qiáng)→它必須維持較高的溫度和較久的輻射功率以與引力收縮抗衡→它的氫燃料消耗更快，壽命更短。第26頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity熱核反應(yīng)是在恒星的中心區(qū)域進(jìn)行的，那里的氫核燃料最先燃盡，逐漸形成一個(gè)由氦組成的核，停止釋放能量。氫燃料的逐漸枯竭，是恒星在結(jié)構(gòu)上逐漸發(fā)生變化的前奏。隨著氦核的不斷增大，其引力收縮急劇增強(qiáng)，并釋放大量能量。結(jié)果，恒星的核心收縮（變得愈來(lái)愈致密和熾熱），外層膨脹（溫度降低而光度增大），成為一個(gè)非常巨大的具有“熱”核的“冷”星。從而恒星離開(kāi)主星序，進(jìn)入紅巨星區(qū)域——生命的“晚年”。第27頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity在紅巨星階段，恒星的演化速度大大加快。中心區(qū)域的溫度和密度因收縮而繼續(xù)升高，到1億攝氏度時(shí)開(kāi)始進(jìn)行由氦核聚為碳核的新一輪熱核反應(yīng)；氦燒完后，溫度繼續(xù)因收縮而升高，原子核再聚變產(chǎn)生更重的元素→能量有限，到了“垂暮之年”，一旦核反應(yīng)終止，對(duì)引力的抗衡全線(xiàn)崩潰→自行坍塌。第28頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity紅巨星收縮時(shí)，核心部分收縮最猛烈，外部處在較弱的引力下。核心溫度因猛烈收縮而急劇上升，由此掀起的熱浪會(huì)把外層氣殼拋掉，剩下一顆致密和熾熱的白矮星→以后逐漸變冷，變成又小又暗的黑矮星→終其一生。第29頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity并非所有恒星都經(jīng)歷如此“平靜”的演化道路。那些質(zhì)量和體積特別巨大的恒星，演化的最后階段會(huì)發(fā)生爆炸——超新星爆發(fā)。如留下“殘骸”的質(zhì)量足夠大（1.4~3.2倍太陽(yáng)質(zhì)量），便會(huì)“一落千丈”地坍塌為中子星（于1967年發(fā)現(xiàn)，1978年發(fā)現(xiàn)了300顆以上）。超過(guò)這個(gè)限度，甚至連核力也將在引力前面低下頭來(lái)，中子也會(huì)崩塌，形成所謂黑洞。恒星在引力作用下“誕生”，也在引力作用下“死亡”。第30頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity恒星在核能耗盡后，如質(zhì)量仍超過(guò)2倍的太陽(yáng)質(zhì)量，則平衡態(tài)不再存在，星體將無(wú)限收縮。連核力也將在引力作用前面低下頭來(lái)，中子也會(huì)坍塌，形成所謂的“黑洞”。目前沒(méi)有密度大于1015克/厘米3的物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，無(wú)法推測(cè)星體的具體結(jié)構(gòu)，但根據(jù)理論可以推斷：星體的半徑將愈來(lái)愈小，密度將愈來(lái)愈大，終于達(dá)到臨界點(diǎn)→引力之大足以使一切粒子、包括光子，都不能外逸，因而謂之黑洞。第31頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity星系一、銀河與銀河系同一事物的兩個(gè)不同現(xiàn)象銀河系是以銀河命名的星系（形似圓盤(pán)）；銀河是銀河系主體在天球上的投影（環(huán)天光帶）。銀河系總質(zhì)量：大約是太陽(yáng)質(zhì)量的1400億倍；星數(shù)：1～2千億顆。第32頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity銀河系結(jié)構(gòu)銀河系主體：圓盤(pán)體（直徑約8萬(wàn)光年）和銀暈；圓盤(pán)體：核球和銀盤(pán)；核球中心：銀核；銀核中心：銀心。第33頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖2-6銀河系結(jié)構(gòu)俯視圖：圖中十字符號(hào)代表銀心；三條短黃線(xiàn)是太陽(yáng)附近的三條旋臂圖2-7銀河系結(jié)構(gòu)側(cè)視圖圖中紅點(diǎn)代表太陽(yáng)）EastChinaNormalUniversity第34頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity二、太陽(yáng)在銀河系中的位置和運(yùn)動(dòng)位于銀道面附近。銀河為周天的環(huán)帶。太陽(yáng)在銀河系內(nèi)偏距銀盤(pán)的一側(cè)，向銀心所在方向，太陽(yáng)距銀盤(pán)邊緣約6.4萬(wàn)光年；向銀心相反方向，太陽(yáng)距銀盤(pán)邊緣約1.6萬(wàn)光年。太陽(yáng)在銀河系中的的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于銀心的旋轉(zhuǎn)，其速度為250km/s，繞轉(zhuǎn)周期為2.5億年；相對(duì)于鄰近恒星的運(yùn)動(dòng)：太陽(yáng)系以20km/s的速度向武仙座方向（近織女星）前進(jìn)，此方向所指的點(diǎn)謂之奔赴點(diǎn)。第35頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、河外星系河外星系星系群星系團(tuán)總星系EastChinaNormalUniversity第36頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月天體系統(tǒng)層次總星系（宇宙）超星系團(tuán)本超星系團(tuán)星系群、星系團(tuán)本星系群河外星系銀河系太陽(yáng)系其它恒星系四、宇宙第37頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity科學(xué)宇宙：指總星系時(shí)間上有起源、空間上有邊界；大爆炸宇宙學(xué)：在宇宙膨脹理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)。第38頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity哲學(xué)宇宙宇宙無(wú)限；空間無(wú)限：無(wú)邊無(wú)際（無(wú)邊界，形狀和中心）；時(shí)間無(wú)盡：無(wú)始無(wú)終（無(wú)起源，年齡和壽命）。第39頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity大爆炸宇宙學(xué)（1929年）

（Big-bangcosmology）：在宇宙膨脹理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)。主要觀點(diǎn)：宇宙有一段由熱到冷的演化史。在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系并不是靜止的。而是在不斷地膨脹，使物質(zhì)密度從密到稀地演化。這一從熱到冷，叢密到稀的過(guò)程如同一次規(guī)模巨大的爆發(fā)。第40頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity大爆炸的整個(gè)過(guò)程：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質(zhì)密度也相當(dāng)大，整個(gè)宇宙體系達(dá)到平衡。宇宙間只有中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態(tài)的物質(zhì)。第41頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity但因?yàn)檎麄€(gè)體系在不斷膨脹，結(jié)果溫度在不斷下降。當(dāng)溫度降到10億度左右時(shí)，中子開(kāi)始失去自由存在的條件，它要么發(fā)生衰變，要么與質(zhì)子結(jié)合成重氫、氦等元素?；瘜W(xué)元素就是從這一時(shí)期開(kāi)始形成的。溫度進(jìn)一步下降到100萬(wàn)度后，早期形成化學(xué)元素的過(guò)程結(jié)束。第42頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity這時(shí)，宇宙間的主要物質(zhì)是質(zhì)子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當(dāng)溫度下降到幾千度時(shí)，輻射減退，宇宙間主要是氣態(tài)物質(zhì)，氣體逐漸凝聚成氣云，再進(jìn)一步形成各種各樣的恒星體系，成為我們今天看到的宇宙。第43頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity大爆炸模型能統(tǒng)一地解釋以下幾個(gè)觀測(cè)事實(shí)：大爆炸理論主張所有恒星都是在溫度下降后產(chǎn)生的，因而任何天體的年齡都應(yīng)比溫度下降至今天這一段時(shí)間為短，即應(yīng)小于200億年。各種天體年齡的測(cè)量證明了這一點(diǎn)。第44頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月注：2003年2月份，美國(guó)國(guó)家航空航天局曾向全世界公布他們有關(guān)宇宙年齡的研究成果。根據(jù)其公布的資料顯示，宇宙年齡應(yīng)該為137億歲。2003年11月份，國(guó)際天體物理學(xué)研究小組宣稱(chēng)，宇宙的確切年齡應(yīng)該是141億歲。地球的形成大約是距今45億年。第45頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity觀測(cè)到河外天體有系統(tǒng)性的譜線(xiàn)位移，而且紅移與距離大體呈正比。如果用多普勒效應(yīng)來(lái)解釋、那么紅移就是宇宙膨脹的反映。在各種不同天體上，氦豐度相當(dāng)大，而且大都是30%。用恒星核反應(yīng)機(jī)制不足以說(shuō)明為什么有如此多的氦。而根據(jù)大爆炸理論，早期溫度產(chǎn)生很高，產(chǎn)生氦的效率也很高，則可以說(shuō)明這一事實(shí)。第46頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity根據(jù)宇宙膨脹速度，以及氦豐度等，可以具體計(jì)算宇宙每一具體歷史時(shí)期的溫度。大爆炸理論的創(chuàng)始人之一的伽莫夫曾預(yù)言，今天的宇宙已經(jīng)很冷，只有絕對(duì)溫度幾度。1965年，在微波波段上，果然探測(cè)到具有熱輻射譜的微波背景輻射，溫度約3K。第47頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

上述觀測(cè)事實(shí)無(wú)論在定性上還是在定量上都同大爆炸理論的預(yù)言相符。但是，在星系的起源和各向同性分布等方面，大爆炸宇宙學(xué)還存在著一些未解決的困難問(wèn)題。EastChinaNormalUniversity五、天文新發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)60年代天文學(xué)的“四大發(fā)現(xiàn)”：類(lèi)星體、3K微波背景輻射、中子星、星際有機(jī)分子第48頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity第四節(jié)太陽(yáng)和太陽(yáng)系太陽(yáng)一、太陽(yáng)的距離、大小和質(zhì)量日地平均距離：1.496×108km（即天文單位）大?。喊霃郊s700000km（為地球半徑的109倍）表面積：地球表面積的12000倍

體積：地球體積的1300000倍質(zhì)量：1.989×1030kg（約為地球質(zhì)量的33萬(wàn)倍）第49頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity二、太陽(yáng)的熱能、溫度和熱源太陽(yáng)熱能太陽(yáng)常數(shù)：8.16J/(cm2·min)；平均距離，太陽(yáng)直射，大氣界外；太陽(yáng)輻射總量：3.826×1026J/s；地球所得：1.74×1017J/s（占22億分之一）。第50頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖2-8推測(cè)出的太陽(yáng)結(jié)構(gòu)與剖面示意圖EastChinaNormalUniversity太陽(yáng)是我們惟一能觀測(cè)到表面細(xì)節(jié)的恒星。直接觀測(cè)到的是太陽(yáng)的大氣層，它從里向外分為

光球→色球→日冕第51頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity太陽(yáng)溫度根據(jù)太陽(yáng)輻射熱量推算的溫度稱(chēng)有效溫度；根據(jù)太陽(yáng)輻射光譜測(cè)定的溫度稱(chēng)輻射溫度；太陽(yáng)光球溫度：5770K；太陽(yáng)中心溫度：15000000K；色球溫度：100000K；日冕溫度：1500000K。第52頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity太陽(yáng)熱源產(chǎn)熱過(guò)程：熱核反應(yīng)（氫核聚變?yōu)楹ず耍?；產(chǎn)熱方式：質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量；產(chǎn)能中心：在太陽(yáng)核心。第53頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity四、太陽(yáng)活動(dòng)：太陽(yáng)大氣各種變化的總稱(chēng)（太陽(yáng)“天氣變化”）黑子：擾動(dòng)太陽(yáng)的明顯標(biāo)志。耀斑：擾動(dòng)太陽(yáng)的主要標(biāo)志，對(duì)地球的影響最強(qiáng)烈。磁暴：電離層干擾。產(chǎn)生極光。第54頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光球色球日冕厚度（km）約500約2000從色球頂部延伸至幾十（70）個(gè)太陽(yáng)半徑處內(nèi)冕：色球頂部到0.3太陽(yáng)半徑處外冕溫度

6800K（底部）～4500K（頂部）

4500K～12萬(wàn)K(頂部)可達(dá)100萬(wàn)度顏色黃色玫瑰紅白色密度(g/cm3）2×10-7～3×10-8（稀?。?0-8～10-11

約10-15，接近真空外部結(jié)構(gòu)（太陽(yáng)大氣）第55頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光球色球日冕主要特征米粒組織（直徑300km到1000km之間）黑子：具有強(qiáng)磁場(chǎng)的旋渦，溫度低于光球光斑：溫度高于光球臨邊昏暗連續(xù)光譜源針狀物（很亮的氣體組成的射流，“燃燒的草原”）日珥閃光光譜（色球光譜）譜斑耀斑冕洞：日冕上的暗黑區(qū)域太陽(yáng)風(fēng)：從太陽(yáng)射出的高能粒子流備注11年的周期日全食時(shí)觀測(cè)色球望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)日全食時(shí)觀測(cè)。日冕儀（人造日全食）第56頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月米粒組織第57頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月太陽(yáng)黑子第58頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月日珥第59頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月太陽(yáng)系

太陽(yáng)系是由中心天體太陽(yáng)及其巨大引力作用下，環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星、衛(wèi)星、小行星、彗星、流星體和行星際物質(zhì)所組成的天體系統(tǒng)。第60頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、太陽(yáng)系的發(fā)現(xiàn)

地心說(shuō)日心說(shuō)EastChinaNormalUniversity圖2-9以地球和行星共同繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)來(lái)解釋行星的視行，這是哥白尼日心說(shuō)的精髓第61頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律第一定律（軌道定律）：行星軌道都是橢圓；太陽(yáng)位于橢圓的焦點(diǎn)之一；第二定律（面積定律）：行星向徑在軌道平面上掃過(guò)的面積與時(shí)間成正比，即面速度不變；第三定律（周期定律）：兩行星周期平方之比，等于其距離立方之比：

T12/T22=a13/a23第62頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity圖2-10開(kāi)普勒第二定律：面速度不變第一牛頓用萬(wàn)有引力定律，修正了第三定律：

T12(M+m1)/T22(M+m2)=a13/a23 T1和T2分別表示兩行星的的公轉(zhuǎn)周期，a1和a2分別表示它們與太陽(yáng)的平均距離（即各自軌道的半長(zhǎng)軸）第63頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity開(kāi)普勒認(rèn)為，行星單純繞太陽(yáng)中心運(yùn)動(dòng)；牛頓認(rèn)為，行星和太陽(yáng)都繞它們的共同質(zhì)心；質(zhì)心的位置取決于二者的質(zhì)量比。開(kāi)普勒廓清了行星軌道的幾何特征，指出了行星怎樣運(yùn)動(dòng)；獲得了“天空立法者”的美譽(yù)；牛頓解釋了行星運(yùn)動(dòng)的物理原因，回答了行星為什么這樣運(yùn)動(dòng)。至此太陽(yáng)系理論完全確立。第64頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity二、太陽(yáng)系的組成八大行星水星，金星，地球，火星，土星，天王星，海王星。其他成分小行星，衛(wèi)星，彗星，流星體等。第65頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)于太陽(yáng)系內(nèi)行星、矮行星、小天體的最新定義：行星：成員包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。定義：圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)，自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀，并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。矮行星：成員包括冥王星和谷神星等。定義：與行星同樣具有足夠的質(zhì)量，呈圓球狀，但不能清除其軌道附近其他物體的天體。太陽(yáng)系小天體定義：圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)但不符合行星和矮行星條件的物體。第66頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity三、行星按照軌道位置劃分以地球?yàn)榻绶譃榈貎?nèi)行星和地外行星；以小行星帶為界分為內(nèi)行星和外行星。按物理性質(zhì)劃分類(lèi)地行星和類(lèi)木行星：類(lèi)地行星：水星，金星，地球，火星距太陽(yáng)較近，質(zhì)量較小，平均密度高，以重物質(zhì)為主，溫度高；類(lèi)木行星：木星，土星，天王星，海王星，離太陽(yáng)較遠(yuǎn)，質(zhì)量大，平均密度低，以輕物質(zhì)為主，溫度低。第67頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月八大行星的軌道EastChinaNormalUniversity圖2-11行星的軌道大小第68頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水星Mercury水星繞太陽(yáng)一周只需87.969個(gè)地球日，而它自轉(zhuǎn)一圈為58.6462個(gè)地球日。它的地表溫度最高為610k，最低為零下150k。

第69頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月金星Venus金星和地球在大小、質(zhì)量、密度和重量上非常相似。第70頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月金星上沒(méi)有海洋，它被厚厚的主要成份為二氧化碳的大氣所包圍，一點(diǎn)水也沒(méi)有。它的云層是由硫酸微滴組成的。在地表，它的大氣壓相當(dāng)于在地球海平面上的92倍。

由于金星厚厚的二氧化碳大氣層造成的“溫室效應(yīng)”，金星地表的溫度高達(dá)482攝氏度左右。金星上的一天相當(dāng)于地球上的243天，比它225天的一年還要長(zhǎng)。金星是自東向西自轉(zhuǎn)的，這意味著在金星上，太陽(yáng)是西升東落的。指“啟明星”或“長(zhǎng)庚星”，它是目前為止天空中最亮的星。第71頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月火星Mars火星是太陽(yáng)系中與地球最相似的一顆行星。它的體積比地球小，大氣也比地球稀薄。

第72頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月火星的體積比地球小，大氣也比地球稀薄。大氣壓只有地球的千分之七。主要成份是二氧化碳，其他成份還有氮、氬、氧等。水在火星大氣中的比重只有百分之零點(diǎn)零三。因而火星表面異常干燥?；鹦堑钠骄鶜鉁貫榱阆挛迨鍞z氏度，而溫差較大：在夏季的晝間，氣溫最高為二十?dāng)z氏度，而在冬季，氣溫則可低達(dá)零下一百多攝氏度。火星上經(jīng)常有強(qiáng)風(fēng)，因而常導(dǎo)致大范圍的塵暴。

雖然火星大氣中的水少得可憐，但科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，火星上的許多地區(qū)有被侵蝕的跡象，而且那縱橫交錯(cuò)的河床似乎在告訴我們，火星上曾經(jīng)有過(guò)液態(tài)的水，而且水還很多，它們聚集成大大小小的湖泊，甚至海洋?？茖W(xué)家們作出的解釋是，在火星的形成初期，這個(gè)星球被厚厚的二氧化碳云層所包裹，導(dǎo)致了強(qiáng)大的"溫室效應(yīng)"，受太陽(yáng)輻射后，火星表面的熱量被云層阻隔，無(wú)法散發(fā)到外層空間，使得氣溫升高，使水能以液態(tài)存在。那時(shí)的火星溫暖濕潤(rùn)，可能孕育過(guò)生命。在火星的兩極有大量的固態(tài)二氧化碳，科學(xué)家們猜測(cè)，在這些巨大的冰蓋下面可能存在著固態(tài)的水。第73頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月木星Jupiter木星是太陽(yáng)系中最大的行星。質(zhì)量是太陽(yáng)系中其它行星質(zhì)量總合的兩倍多。它沒(méi)有固體外殼，它是一顆由液態(tài)氫組成的液態(tài)星球。第74頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

木星核是由鐵和硅組成的固體核，溫度高達(dá)30000℃。液態(tài)的氫分子層與液態(tài)的金屬層合稱(chēng)為木星幔。外面是大氣層，厚度有1000千米，幾乎全由氫和氦構(gòu)成。最引人注目的是位于木星南熱帶內(nèi)的大紅斑，它呈蛋形，長(zhǎng)40000千米，寬14000千米。

第75頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土星Saturn土星是太陽(yáng)系中唯一密度比水小的行星。是太陽(yáng)系中衛(wèi)星最多的大行星，23顆。

第76頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月天王星Uranus天王星的赤道面與軌道面的傾角為97°55′以躺著的姿勢(shì)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。

第77頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月天王星還有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的光環(huán)，它由至少20個(gè)亮環(huán)組成，亮環(huán)之間還夾雜著很多暗環(huán)。第78頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月海王星Neptune海王星是一個(gè)狂風(fēng)呼嘯、亂云飛渡、富有生氣的世界。大氣中有許多湍急紊亂的氣旋在翻滾。在海王星的南半球有一個(gè)醒目的大黑斑，其形狀、相對(duì)位置和行星的大小比例竟與木星大紅斑類(lèi)似。天文學(xué)家認(rèn)為它也是一個(gè)大氣旋，是令人驚心動(dòng)魄的風(fēng)暴區(qū)。

第79頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、矮行星dwarf

planet

定義：與行星同樣具有足夠質(zhì)量、呈圓球形，但不能清除其軌道附近其他物體、且不是一顆衛(wèi)星的天體則被稱(chēng)為矮行星。谷神星Ceres

冥王星Pluto

卡戎Charon

“2003UB313”(昵稱(chēng)“齊娜”)第80頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月冥王星Pluto和卡戎Charon第81頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第82頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity五、彗星和流星體彗星本質(zhì)上是在偏心率很大的軌道上繞日運(yùn)行的冰物質(zhì)彗星的奇特外貌是它通過(guò)近日點(diǎn)前后的暫時(shí)現(xiàn)象哈雷彗星第83頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity圖2-13哈雷彗星的軌道5,200,000,000km第84頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity圖2-14彗星的結(jié)構(gòu)短周期彗星與非周期彗星彗星的結(jié)構(gòu)慧核慧發(fā)慧尾離子慧尾塵?；畚驳?5頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、流星和流星體流星

火流星

偶發(fā)流星

EastChinaNormalUniversity圖2-15下半夜的流星多而且明亮第86頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月流星雨meteorshower第87頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第88頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity七、太陽(yáng)系起源的星云假說(shuō)行星軌道的共同特征：同向性，共面性，近圓性星云假說(shuō)的基本論點(diǎn)形成太陽(yáng)系的物質(zhì)基礎(chǔ)是彌散星云；形成太陽(yáng)系的動(dòng)力來(lái)源是自引力。意義：在“僵化的自然觀上打開(kāi)第一個(gè)缺口”（恩格斯語(yǔ)）。第89頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2-16太陽(yáng)系起源示意圖1太陽(yáng)星云2星云變成扁球形3原始太陽(yáng)和

圓環(huán)體4太陽(yáng)和行星的形成5太陽(yáng)系EastChinaNormalUniversity第90頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月太陽(yáng)通過(guò)熱核聚變，靠燃燒集中于它核心處的大量氫氣而發(fā)光，平均每秒鐘要消耗掉600萬(wàn)噸氫氣。就這樣再燃燒50億年以后，太陽(yáng)將耗盡它的氫氣儲(chǔ)備，然后核區(qū)收縮，核反應(yīng)將擴(kuò)展發(fā)生到外部，那時(shí)它的溫度可高達(dá)1億多度，導(dǎo)致氦聚變的發(fā)生。以后太陽(yáng)會(huì)極度膨脹，進(jìn)入所謂"紅巨星"階段，它的光亮度將增至如今的100倍，并把靠它最近的行星如水星、金星吞噬掉，地球也會(huì)被"烤焦"，生命將無(wú)法繼續(xù)生存。隨著時(shí)間的推移，太陽(yáng)會(huì)越來(lái)越快地耗盡它的全部核能燃料，步入風(fēng)燭殘年，隨之塌縮成一顆黯淡的白矮星。在這種白矮星上，一塊火柴盒大小的物質(zhì)就可達(dá)1噸左右。白矮星沒(méi)有核反應(yīng)，它是恒星核反應(yīng)結(jié)束以后留下的殘骸，依靠收縮自己的體積來(lái)繼續(xù)輻射出微弱的能量，最后，太陽(yáng)將成為一個(gè)無(wú)光無(wú)熱的"褐矮星"，消逝在茫茫的宇宙深處，結(jié)束它輝煌而平凡的一生。第91頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity月球據(jù)測(cè)定，月球的地平視差為57'，它與地球半徑r和月地距離d的關(guān)系為： csc57'=d/r

d=rcsc57'=60r即月地距離為地球半徑的60倍。第五節(jié)月球和地月系圖2-17地平視差天體位于天頂時(shí)，視差為零；天體位于地平時(shí)，視差最大，稱(chēng)為天體的地平視差第92頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity一、月球的距離和大小月地平均距離：384400公里半徑：1738公里，地球赤道半徑的27.25%表面積：地球表面積的7.4%體積：地球體積的2.03%質(zhì)量：7.196×1022kg，地球質(zhì)量的1/81.3平均密度：3.34g/cm3，約為地球的60.5%月面重力加速度：1.622m/s2，約為地面的1/6第93頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity二、月球表面月海月陸環(huán)形山輻射紋月谷

三、月面的物理狀況月海，月陸，環(huán)形山?jīng)]有大氣，沒(méi)有水分，沒(méi)有生命第94頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月地月系一、地月系的繞轉(zhuǎn)EastChinaNormalUniversity圖2-18月球和地球都繞它們的共同質(zhì)心而運(yùn)動(dòng)（共同質(zhì)心在地球內(nèi)部位置的變化）第95頁(yè)，課件共104頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月EastChinaNormalUniversity月球