宇宙的基本結(jié)構(gòu).doc

上海高考物理知識(shí)備忘錄宇宙的基本結(jié)構(gòu)1、地月系（一）、地球：是一顆直徑約為12756km、質(zhì)量約為6.0*1024kg的行星，以約30km/s的平均速率繞太陽(yáng)高速旋轉(zhuǎn)。地球球形的證明：船只出海時(shí)漸漸沒入地平線，最后完全消失在地球的弧線下方。人們向南旅行和向北旅行時(shí)所見的星空是不同的月食時(shí)觀察到地球投到月球上的影子，正好符合地球與月球兩者都是球狀時(shí)所預(yù)期的形狀1519至1522，葡萄牙航海家麥哲倫率領(lǐng)的船隊(duì)第一次環(huán)球航行成功，實(shí)踐證明了地球是球形的。現(xiàn)代，外太空拍攝的地球照片證實(shí)地球是球形的北極星附近的星星經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間曝光攝得的照片說明什么？由于地球的自轉(zhuǎn)，星星在天極附近畫出美麗的弧線 每隔1h或15min觀察一次星星?？吹叫切呛驮虑蛞粯釉跂|方升起，西方落下，不同的星星彼此相對(duì)位置不變而成群地穿越天空，而北極星幾乎不動(dòng)，它周圍附近的星星環(huán)繞著它做圓周運(yùn)動(dòng)。（二）月球：月球走徑約為3476km，質(zhì)量約為地球的1/81，平均密度幾乎和地球地殼的密度相等。1609年伽俐略第一次用自己發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡看到了月球表面的環(huán)形山、高地和月海。從地球上看，我們總是看到同樣的一些月海，因此我們推斷月球總是以同一個(gè)面來對(duì)著地球。月球?qū)Φ厍虻挠绊懗毕毕F(xiàn)象產(chǎn)生的原因：由于月球?qū)Φ厍蛲糠质┘硬煌娜f有引力而產(chǎn)生的潮汐：A點(diǎn)是離地球最近的點(diǎn)。在這一點(diǎn)上，月球?qū)Φ乇硭囊σ笥谒鼘?duì)地球其他部位的引力，于是水流向A點(diǎn)，形成高潮。B點(diǎn)是離月球最遠(yuǎn)的點(diǎn)。在這一點(diǎn)上，月球?qū)Φ乇硭囊σ∮谒鼘?duì)地球其他部位的引力，加上地球本身的運(yùn)動(dòng)，水被拋在其后，這些被拋在身后的水形成另一個(gè)高潮。C點(diǎn)和D點(diǎn)為兩個(gè)低潮點(diǎn)。*月球的成因：碰撞論的假說2、恒星和行星（一）太陽(yáng)系太陽(yáng)：太陽(yáng)是一顆自己能發(fā)光發(fā)熱的氣體星球。太陽(yáng)的直徑約為1.4*106km，總質(zhì)量約為2*1030kg。太陽(yáng)的能源為：內(nèi)部的熱核反應(yīng)（輕核聚變）太陽(yáng)系的結(jié)構(gòu)：行星在太陽(yáng)的引力作用下，幾乎在同一平面內(nèi)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。距離太陽(yáng)越近的行星，公轉(zhuǎn)速度越大。行星的分類：常按照行星離太陽(yáng)的遠(yuǎn)近及其結(jié)構(gòu)對(duì)行星進(jìn)行分類以地球軌道為界，把水星和金星稱為地內(nèi)行星；把火星、木星、土星、天王星、海王星稱做地外行星。根據(jù)行星的軌道序列，以火星和木星之間的小行星帶為界，把水星、金星、地球和火星，稱做帶內(nèi)行星；而把木星、土星、天王星、海王星，稱做帶外行星。根據(jù)有無堅(jiān)硬個(gè)殼，把水星、金星、地球和火星稱類地行星，把木星、土星、天王星和海王星稱為類木行星。（二）恒星恒星就是象太陽(yáng)一樣本身能發(fā)光發(fā)熱的星球有一些是3顆、4顆或更多顆恒星聚在一起，稱為聚星，如果是十顆以上，甚至成千上萬顆星聚在一起，形成一團(tuán)星，這就是星團(tuán)有時(shí)侯天空中會(huì)突然出現(xiàn)一顆很亮的星，在兩三天內(nèi)會(huì)突然變亮幾萬倍甚至幾百萬倍，我們稱它們?yōu)樾滦怯幸环N亮度增加得更厲害的恒星，會(huì)突然變亮幾千萬倍甚至幾億倍，這就是超新星除了恒星之外，還有一種云霧似的天體，稱為星云。星云由極其稀薄的氣體和塵埃組成，形狀很不規(guī)則，如有名的獵戶座星云3、銀河系和河外星系星系：星系是由宇宙中一大群運(yùn)動(dòng)著的恒星、大量的氣體和塵埃組成的物質(zhì)系統(tǒng)。宇宙中的星系估計(jì)可達(dá)1000億個(gè)以上，銀河系就是其中一個(gè)。銀河系以外的星系統(tǒng)特稱為河外星系。、星系按外形大致分為：旋渦星系、橢圓星系和不規(guī)則星系、銀河系是一種旋渦狀的星系，太陽(yáng)處于其中的一個(gè)旋臂上。恒星距離的測(cè)量除太陽(yáng)外，離我們最近的恒星大約位于4.3l.y.（光年，光在一真空中運(yùn)行一個(gè)所行進(jìn)的距離。1l.y.=9.46*1015m）處。周年視差法：利用地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)來測(cè)量恒星的距離。4、大尺度結(jié)構(gòu)宇宙：天文學(xué)家把所有的空間及其中的萬物定義為宇宙。、星系團(tuán)：上千個(gè)以上的星系構(gòu)成的大集團(tuán)叫星系團(tuán)，直徑達(dá)上千萬光年。、超星系團(tuán)：若干個(gè)星系團(tuán)組成的更大的超星系團(tuán)、大尺度結(jié)構(gòu)：從更大尺度上看，宇宙中的可見物質(zhì)分布在一些巨大的空洞周圍，呈纖維狀態(tài)或薄膜狀分布，這就是大尺度結(jié)構(gòu)。宇宙在膨脹天體的演化1、 恒星的分類（根據(jù)恒星的物理特征來分類，用來分類的主要特征是恒星的體積、溫度和亮度）我們觀測(cè)到的恒星有超巨星、巨星、主序星、自矮星（像地球一樣大小）和中子星（只有幾千米到幾十千米）、恒星的顏色和溫度恒星的顏色顯示了它的溫度，溫度較低的恒星，在天空中呈現(xiàn)暗紅色。表面溫度達(dá)55000C的太陽(yáng)發(fā)出白光。更熱的恒星（表面溫度高于100000C）則會(huì)呈現(xiàn)比太陽(yáng)稍藍(lán)的顏色。、恒星的亮度恒星的亮度取決于它的體積、溫度以及離地球的距離。“視星等”：在地球上所見的星體亮度“絕對(duì)星等”：該星體在離地球個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離情況下所具有的亮度“標(biāo)準(zhǔn)距離”：假想把星體放到10秒差距（即32.6光年，秒差距也是天文學(xué)上常用的單位，1秒差距等于3.26光年）遠(yuǎn)的地方，所觀察到的視星等就是絕對(duì)星等、恒星的溫度和亮度（絕對(duì)星等）的關(guān)系天文學(xué)家把已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的恒星的溫度和亮度建立了相互關(guān)系，稱為赫羅圖。在赫羅圖中，大部分恒星構(gòu)成了一個(gè)天文學(xué)上稱為主序?qū)蔷€，在這個(gè)主序?qū)蔷€中，恒星的亮度越大，說明恒星表面的溫度越高。在赫羅圖中處于主序?qū)蔷€中的恒星稱為主序星。現(xiàn)在觀測(cè)到的恒星中，90%都是主序星（包括太陽(yáng)），恒星一生中在這個(gè)階段停留時(shí)間最長(zhǎng)。 1 2 3 4 恒星的質(zhì)量（與太陽(yáng)相比）5恒星的壽命（10億年）15100太陽(yáng)2、恒星的演化恒星演化為分誕生期、存在期、和死亡期、恒星的壽命一顆恒星的壽命取決于它的質(zhì)量，質(zhì)量越大，壽命更短。太陽(yáng)的壽命大約為100億年，太陽(yáng)正值“壯年”。當(dāng)恒星變?yōu)榧t色的巨星或超巨星時(shí)，就意味著這顆恒星將要度過它光輝的一生了。、恒星的演化 小質(zhì)量的恒星：星云原恒星主星序紅巨星行星狀星云白矮星大質(zhì)量的恒星：星云原恒星主星序超紅巨星超新星中子星或黑洞隨著燃料的耗盡，恒星的核心將開始收縮，而其外層部分則開始膨脹，于是這個(gè)恒星就會(huì)成為一顆紅色的巨星或超星。小型或中型的恒星，在其膨脹成紅巨星之后，其外層部分最終會(huì)進(jìn)太空中，那個(gè)被留下來的內(nèi)核變成一顆白矮星。當(dāng)白矮星不再發(fā)出光芒時(shí)，就成為一顆完全死寂的黑矮星。如果行將就木的巨星或超巨星突然發(fā)生爆炸，這種爆炸就會(huì)形成超新星，超新星形成后，外層物質(zhì)會(huì)繼續(xù)擴(kuò)散到太空中，成為星去的組成部分，這些星支而后會(huì)坍縮成為一個(gè)新的恒星。由于爆炸的反作用為，超新星中心的物質(zhì)被進(jìn)一步壓縮，電子也會(huì)陷入到原子核內(nèi)部，與質(zhì)子結(jié)合形成中心，最終成為一顆中子星。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)*一、晶體和非晶體（知道）1、晶體與非晶體的區(qū)別、外形：晶體（大多數(shù)固體）具有規(guī)則的外形、非晶體（玻璃）沒有規(guī)則的外形、晶體具有一定的熔點(diǎn)，而非晶全沒有一定的熔點(diǎn)、晶體在不同方向上的物理性質(zhì)（力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)等是不盡相同的，這種現(xiàn)象稱為晶體的各向異性。而非晶體是各向同性的。2、單晶體和多晶體整個(gè)物體就是一個(gè)晶體的叫做單晶體。整個(gè)物體是同大量不規(guī)則排列的小晶體組成的，就叫做多晶體。多晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為穩(wěn)中有各向同性。但多晶體仍有一定的熔點(diǎn)。二、固體的微觀結(jié)構(gòu)1、分子間的相互作用力物質(zhì)是由大量不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子所組成，分子間還存在著相互作用力。分子間的相互作用力很復(fù)雜，為了處理方便，采用簡(jiǎn)化的模型進(jìn)行研究：假設(shè)分子間同時(shí)存在引力和斥力的作用，且斥力的有效作用距離比引力小。2、 空間點(diǎn)陣、組成晶體的物質(zhì)微粒（分子、原子或離子）依照一定的規(guī)律在空間整齊地排列，構(gòu)成“空間點(diǎn)陣”。（固體中分子或原子間距離在零點(diǎn)幾納米左右，相互作用比較明顯）微粒在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動(dòng)。 、晶體的各向異性的解釋：在不同的方向上，物質(zhì)微粒的數(shù)目均不同，使晶體在不同方向上的力學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)熱性、對(duì)光的折射率等物理性質(zhì)都會(huì)不同。三、液體的微觀結(jié)構(gòu)1、液體與固體和氣體的區(qū)別（1）、液體和氣體沒有一定的形狀，是流動(dòng)的。（2）、液體和固體具有一定的體積；而氣體的體積可以變化千萬倍；（3）、液體和固體都很難被壓縮；而氣體可以很容易的被壓縮；液體的性質(zhì)介于氣體和固體之間，它與固體一樣具有一定的體積，不易壓縮，同時(shí)又像氣體一樣，沒有固定的形狀，具有流動(dòng)性。2、液體的微觀結(jié)構(gòu)跟固體一樣，液體分子間的排列也很緊密，分子間的作用力也比較強(qiáng)，在這種分子力的作用下，液體分子只在很小的區(qū)域內(nèi)做有規(guī)則的排列，因此具有一定的體積，且不昴被壓縮。但這種區(qū)域是不穩(wěn)定的，具有明顯的不確定性：邊界、大小隨時(shí)改變