13.B宇宙的基本结构解析.ppt

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1、宇宙的基本结构宇宙的含义汉语：汉语：汉语：汉语：四方上下谓之宇四方上下谓之宇四方上下谓之宇四方上下谓之宇往古来今谓之宙往古来今谓之宙往古来今谓之宙往古来今谓之宙汉汉汉汉淮南子淮南子淮南子淮南子即时间和空间的总和，即时间和空间的总和，即时间和空间的总和，即时间和空间的总和，最为完备和科学，体现最为完备和科学，体现最为完备和科学，体现最为完备和科学，体现了中国古代劳动人民所了中国古代劳动人民所了中国古代劳动人民所了中国古代劳动人民所具有的伟大智慧。具有的伟大智慧。具有的伟大智慧。具有的伟大智慧。英语：英语：英语：英语：universeuniverseuniverseuniverse指一切现成的东西

2、所指一切现成的东西所指一切现成的东西所指一切现成的东西所构成的统一整体构成的统一整体构成的统一整体构成的统一整体 前者强调的是整体宇前者强调的是整体宇前者强调的是整体宇前者强调的是整体宇宙的结构或构造，而宙的结构或构造，而宙的结构或构造，而宙的结构或构造，而后者则强调物质现象后者则强调物质现象后者则强调物质现象后者则强调物质现象的总和。的总和。的总和。的总和。人类对宇宙的认识历程人类对宇宙的认识历程认识宇宙的历程认识宇宙的历程神话神话地心说地心说日心说日心说大爆炸大爆炸一、地球和月球1 1、地球、地球 地球是一颗直径约为地球是一颗直径约为12756km12756km，质量约为，质量约为6.01

3、06.0102424kgkg的行星，以约的行星，以约30km/s30km/s的平均速率绕的平均速率绕太阳高速旋转。太阳高速旋转。2 2、月球、月球 月球直径约为月球直径约为3476km3476km，质量约为地球的，质量约为地球的1/811/81，平均密度几乎和地球地壳的密度相等。，平均密度几乎和地球地壳的密度相等。思考思考：1.1.在地面上我们如何知道大地是球状的？在地面上我们如何知道大地是球状的？2.2.月球的存在对地球有什么影响？月球的存在对地球有什么影响？潮汐现象潮汐现象怎样测量地球的半径？怎样测量地球的半径？公元前公元前240240年。年。古埃及亚历山大古埃及亚历山大图书馆馆长埃拉图书

4、馆馆长埃拉托色尼根据夏至托色尼根据夏至那天中午在那天中午在 亚亚历山大城测到的历山大城测到的日影的长度，运日影的长度，运用简单的几何学用简单的几何学知识计算出地球知识计算出地球的周长和直径。的周长和直径。设相距设相距设相距设相距800km800km，求地，求地，求地，求地球半径、周长球半径、周长球半径、周长球半径、周长返回返回二、太阳和行星1 1、太阳、太阳 太阳是一颗自己能发光发热的气体星球。太阳是一颗自己能发光发热的气体星球。太阳的直径约为太阳的直径约为1.4101.4106 6kmkm，总质量约为，总质量约为2102103030kgkg。2 2、太阳系太阳系（1 1）介绍介绍（2 2）八

5、大行星八大行星三、银河系和河外星系1 1、星系、星系(1)(1)定义：星系是宇宙中一大群运动着的恒定义：星系是宇宙中一大群运动着的恒星、大量的气体和尘埃组成的物质系统。星、大量的气体和尘埃组成的物质系统。(2)(2)分类分类漩涡星系漩涡星系、椭圆星系椭圆星系、不规则星系不规则星系2 2、银河系银河系3 3、河外星系、河外星系银河系以外的星系统称为河外星系。银河系以外的星系统称为河外星系。如何测量地球与月球或太阳的距离？如何测量地球与月球或太阳的距离？理论工具理论工具理论工具理论工具数据：数据：数据：数据：地球绕日周期地球绕日周期地球绕日周期地球绕日周期365365365365日日日日月球绕地周

6、期月球绕地周期月球绕地周期月球绕地周期28282828日日日日地球质量地球质量地球质量地球质量61061061061024242424kgkgkgkg太阳质量太阳质量太阳质量太阳质量21021021021030303030kgkgkgkg地月距离平均地月距离平均地月距离平均地月距离平均38.438.4万公里万公里万公里万公里 地日距离平均地日距离平均地日距离平均地日距离平均14,96014,960万千米万千米万千米万千米 返回返回更远的星球如何测距？更远的星球如何测距？周年视差法周年视差法周年视差法周年视差法(stellarparallax)(stellarparallax)(stellarp

7、arallax)(stellarparallax)以地球和太阳间的平均距离为底线，观测恒以地球和太阳间的平均距离为底线，观测恒以地球和太阳间的平均距离为底线，观测恒以地球和太阳间的平均距离为底线，观测恒星在六个月间隔，相对于遥远背景恒星的视差星在六个月间隔，相对于遥远背景恒星的视差星在六个月间隔，相对于遥远背景恒星的视差星在六个月间隔，相对于遥远背景恒星的视差 。离我们越远的恒星，其周年视差就越小，因离我们越远的恒星，其周年视差就越小，因离我们越远的恒星，其周年视差就越小，因离我们越远的恒星，其周年视差就越小，因此不能用此方法测量大于此不能用此方法测量大于此不能用此方法测量大于此不能用此方法测

8、量大于1000100010001000光年以外的恒星。光年以外的恒星。光年以外的恒星。光年以外的恒星。变星变星变星变星 其亮度有周期性的变化，周期与恒星的光度成正其亮度有周期性的变化，周期与恒星的光度成正其亮度有周期性的变化，周期与恒星的光度成正其亮度有周期性的变化，周期与恒星的光度成正比比比比 ，根据实际亮度与观测亮度之比可测出距离，根据实际亮度与观测亮度之比可测出距离，根据实际亮度与观测亮度之比可测出距离，根据实际亮度与观测亮度之比可测出距离，主要有造父变星与天琴座变星。主要有造父变星与天琴座变星。主要有造父变星与天琴座变星。主要有造父变星与天琴座变星。返回返回四、宇宙1 1、定义、定义

9、天文学家把所有的空间及其中的万物定天文学家把所有的空间及其中的万物定义为宇宙。义为宇宙。仙女星系仙女星系是人们能用肉眼看到的最遥远是人们能用肉眼看到的最遥远的天体。且由于光速有限，观察遥远的天体的天体。且由于光速有限，观察遥远的天体就等于在观测宇宙的过去。就等于在观测宇宙的过去。宇宙中除了恒星外，还有云雾状的天体宇宙中除了恒星外，还有云雾状的天体（称星云，由极其稀薄的气体和尘埃组成）、（称星云，由极其稀薄的气体和尘埃组成）、宇宙线、极其微弱的星际磁场等。宇宙线、极其微弱的星际磁场等。观测表明，星系常聚集成大大小小的星系观测表明，星系常聚集成大大小小的星系团，直径达上千万光年。若干星系团又组成团

10、，直径达上千万光年。若干星系团又组成更大的超星第团。更大的超星第团。天体的类型可真不少！天体的类型可真不少！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 有圆缺多变的有圆缺多变的月亮月亮 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 有星际物质有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-宇宙是不断运动的 天体相互吸引和相互绕转形成天体系统地 月 系The Solar System太 阳 系类地行星类地行星巨巨 行行 星星远日行星远日行星地月系地月系质量、质量、体积较小，体积较

11、小，密度大密度大质量、体积很大，密度小质量、体积、密度居中2 2、宇宙正在膨胀、宇宙正在膨胀 哈勃发现宇宙正在膨胀 20 20世纪世纪2020年代，哈勃在对宇宙中的年代，哈勃在对宇宙中的星系进行观察时，发现宇宙并非是静止星系进行观察时，发现宇宙并非是静止不变的，而是正在膨胀着！不变的，而是正在膨胀着！宇宙在一次大爆炸中诞生宇宙在一次大爆炸中诞生,大爆炸就是我们大爆炸就是我们的宇宙诞的宇宙诞 生之时，因而宇宙的时间应从这一生之时，因而宇宙的时间应从这一刻算起。这一刻距离现在己有刻算起。这一刻距离现在己有100100多亿年。多亿年。宇宙大爆炸宇宙大爆炸总总总总星星星星系系系系银河系银河系银河系银河

12、系河外星系河外星系河外星系河外星系2000200020002000多亿颗恒星系多亿颗恒星系多亿颗恒星系多亿颗恒星系太太太太 阳阳阳阳 系系系系其他行星系统其他行星系统其他行星系统其他行星系统地月系地月系地月系地月系 天体系统的层次天体系统的层次最高最高最低最低天体天体:宇宙间物质存在的形态。宇宙间物质存在的形态。天体及天体系统天体及天体系统宇宙很大很漫长、而人的生命很小很短暂，而宇宙很大很漫长、而人的生命很小很短暂，而宇宙很大很漫长、而人的生命很小很短暂，而宇宙很大很漫长、而人的生命很小很短暂，而且由于限于光速，我们看到的很多星星、星系都且由于限于光速，我们看到的很多星星、星系都且由于限于光速

13、，我们看到的很多星星、星系都且由于限于光速，我们看到的很多星星、星系都已经是几十亿年以前的残像，因此直接测量、验已经是几十亿年以前的残像，因此直接测量、验已经是几十亿年以前的残像，因此直接测量、验已经是几十亿年以前的残像，因此直接测量、验证宇宙现象显得十分力不从心。但是充满智慧人证宇宙现象显得十分力不从心。但是充满智慧人证宇宙现象显得十分力不从心。但是充满智慧人证宇宙现象显得十分力不从心。但是充满智慧人类采用了许多天才的设想间接的揭开了宇宙的谜类采用了许多天才的设想间接的揭开了宇宙的谜类采用了许多天才的设想间接的揭开了宇宙的谜类采用了许多天才的设想间接的揭开了宇宙的谜团，并且将人类的足迹拓展到

14、了月球。相信在大团，并且将人类的足迹拓展到了月球。相信在大团，并且将人类的足迹拓展到了月球。相信在大团，并且将人类的足迹拓展到了月球。相信在大家的努力下能亲眼看到月球上能插上五星红旗。家的努力下能亲眼看到月球上能插上五星红旗。家的努力下能亲眼看到月球上能插上五星红旗。家的努力下能亲眼看到月球上能插上五星红旗。高中物理的课程到这里并不是结尾而是一个新的高中物理的课程到这里并不是结尾而是一个新的高中物理的课程到这里并不是结尾而是一个新的高中物理的课程到这里并不是结尾而是一个新的开始，世界上、宇宙中还有很多未解之谜等待着开始，世界上、宇宙中还有很多未解之谜等待着开始，世界上、宇宙中还有很多未解之谜等

15、待着开始，世界上、宇宙中还有很多未解之谜等待着我们去探索、发现。我们去探索、发现。我们去探索、发现。我们去探索、发现。结束结束图图13-14仙仙 女女 座座 大大 星星 云云返回返回The Milk Way Galaxy银 河 系返回返回返回返回椭椭园园星星系系室室女女座座距距离离地地球球5 50 00 00 0万万光光年年远远 返回返回太阳系，是以太阳为中心，由八大行星及太阳系，是以太阳为中心，由八大行星及其卫星小行星、慧星、流星体和行星际物其卫星小行星、慧星、流星体和行星际物质所构成的天体系统。太阳是太阳系的中质所构成的天体系统。太阳是太阳系的中心天体，占总质量的心天体，占总质量的99.8

16、6%，其他天体都，其他天体都在太阳的引力作用下绕其公转。太阳系中在太阳的引力作用下绕其公转。太阳系中只有太阳是靠热核反应发光发热的恒星，只有太阳是靠热核反应发光发热的恒星，其他天体要靠反射太阳光而发亮。太阳的其他天体要靠反射太阳光而发亮。太阳的角动量只占整个太阳系的不足角动量只占整个太阳系的不足2%，而质量，而质量占占0.2%以下的其他天体的角动量却占以下的其他天体的角动量却占98%以上。以上。返回返回太阳系中的八大行星，按距太阳远近排列依次为太阳系中的八大行星，按距太阳远近排列依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、和海王星。按性质不同可

17、分为三类：和海王星。按性质不同可分为三类：类地行星类地行星(水星、金星、地球、火星水星、金星、地球、火星)体积和质量较体积和质量较小，平均密度最大，卫星少；小，平均密度最大，卫星少；巨行星巨行星(木星、土星木星、土星)体积和质量最大，平均密度最体积和质量最大，平均密度最小，卫星多，有行星环，自身能发出红外辐射；小，卫星多，有行星环，自身能发出红外辐射；远日行星远日行星(天王星、海王星天王星、海王星)的体积、质量、平均密的体积、质量、平均密度和卫星数目都介于前两者之间，天王星和海王星度和卫星数目都介于前两者之间，天王星和海王星也存在行星环。也存在行星环。地球、火星、木星、土星、天王星和海王星的自

18、转地球、火星、木星、土星、天王星和海王星的自转周期都在周期都在10-24小时左右，但水星、金星的自转周小时左右，但水星、金星的自转周期分别为期分别为58.6天、天、243天。除水星和金星外，其他天。除水星和金星外，其他大行星都有自己的卫星。大行星都有自己的卫星。返回返回银河系是地球和太阳所属的星系。因其主银河系是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系约有河而得名。银河系约有2000多亿个恒星。多亿个恒星。银河系侧看像一个中心略鼓的大圆盘，整银河系侧看像一个中心略鼓的大圆盘，整个圆盘的直径约为个圆盘的直径约为10万光年，太阳位于据万光年，太阳位于据银河中心银河中心2.3万光年处。鼓起处为银心是恒万光年处。鼓起处为银心是恒心密集区，故望去白茫茫的一片。银河系心密集区，故望去白茫茫的一片。银河系俯视像一个巨大的漩涡这个漩涡有四个旋俯视像一个巨大的漩涡这个漩涡有四个旋臂组成。太阳系位于其中一个旋臂（猎户臂组成。太阳系位于其中一个旋臂（猎户座臂），逆时针旋转（太阳绕银心旋转一座臂），逆时针旋转（太阳绕银心旋转一周需要周需要2.5亿年）。亿年）。返回返回