高一上(人教版)圖表解讀

1、圖1.1 宇宙是由物質(zhì)組成的這是一幅說明宇宙由物質(zhì)組成的示意圖，由四幅小圖組成。由上而下依次是蟹狀星云、土星、獅子座流星雨和哈彗星。圖片形象直觀，增加了宇宙是由物質(zhì)組成的真實(shí)感和可信度。閱讀“宇宙是由物質(zhì)組成的”示意圖，應(yīng)注意其豐富的內(nèi)涵和外延，并依據(jù)自己教學(xué)的實(shí)際情況，分層次地向?qū)W生一一揭示，如什么是宇宙、天體、行星、流星體、星云和彗星等等，讓“宇宙是由物質(zhì)組成的”示意圖由單一認(rèn)識(shí)組成宇宙的幾種物質(zhì)而變得豐滿、有趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探索精神。閱讀“宇宙是由物質(zhì)組成的”示意圖步驟如下：說明讀圖目的讀圖的目的是認(rèn)識(shí)宇宙是由物質(zhì)組成的。圖中所示內(nèi)容是組成宇宙的一部分物質(zhì)，這部分物質(zhì)通稱天體。圖

2、中僅表示了各天體的形狀，沒有涉及它們?cè)诳臻g的高度和相互位置，是各自獨(dú)立的天體形狀示意圖。解釋圖中涉及到的有關(guān)概念宇宙：我國古代學(xué)者稱“四方上下曰宇，古往今來曰宙，以喻天地”。意思是宇指無限的空間，宙指無限的時(shí)間，宇宙就是在空間上無邊無際，時(shí)間上無始無終，按客觀規(guī)律不斷運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)世界，也就是天地萬物的總稱。宇宙是多樣而又統(tǒng)一的，多樣性是指宇宙間物質(zhì)表現(xiàn)形態(tài)的多樣性，如各種天體形態(tài)的多樣性；統(tǒng)一性則表現(xiàn)為宇宙是由物質(zhì)組成的。組成宇宙的各種物質(zhì)都有它發(fā)生、發(fā)展、演變以及消亡的過程，是有限的；而作為總體的宇宙，在空間和時(shí)間上，在物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)轉(zhuǎn)化上則上無限的。所以，宇宙是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的。天

3、體：宇宙間各種星辰的總稱。分自然天體和人造天體兩類。恒星、行星、衛(wèi)星、流星體、彗星和星云等為自然天體。人造衛(wèi)星為人造天體。蟹狀星云：是銀河系內(nèi)一個(gè)著名的氣體星云，有相當(dāng)強(qiáng)的射電源、紅外源、X射線源和射線源。它位于金牛座星（我國稱“天關(guān)”星）的西北1°處。獵戶座、人馬座、天琴座和狐貍座是天空中幾個(gè)較亮的星云，其中獵戶座的彌漫星云肉眼可以看見。土星：太陽系九大行星之一，按距太陽由近及遠(yuǎn)的排列順序，它為第六顆星，有23個(gè)天然衛(wèi)星。它的大氣層很厚，主要是甲烷和少量的氨，表面的云霧帶比木星更為規(guī)則，但沒有木星那么顯著。在它的赤道平面上圍繞著一個(gè)平而寬的美麗光環(huán)，光環(huán)由無數(shù)的質(zhì)點(diǎn)組成，這些質(zhì)點(diǎn)都

4、圍繞土星旋轉(zhuǎn)，光環(huán)的直徑有27萬多千米，寬約9.4萬千米，厚度很薄，不足20千米。光環(huán)并不完整，它被若干暗縫所分開，成為好幾個(gè)環(huán)。土星的第六顆衛(wèi)星，體積比水星還大，表面也有大氣層，這在太陽系九大行星的眾多衛(wèi)星中，是僅有的。我國古代稱土星為“填星”、“鎮(zhèn)星”。流星體：行星際空間內(nèi)，小而暗的塵粒和固體物質(zhì)。當(dāng)闖入地球大氣層時(shí)，與大氣發(fā)生劇烈磨擦而發(fā)光，產(chǎn)生短暫而明亮的光跡，稱之為流星。流星分偶發(fā)流星和流星群兩類。偶發(fā)流星是單個(gè)的、零星的、彼此無關(guān)的，出現(xiàn)時(shí)間和方向沒有規(guī)律，一般下半夜流星多于上半夜，而且亮一些。流星群是指集會(huì)在同一軌道上圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的流星特點(diǎn)群，它們可能是彗星瓦解后的破碎物，在軌道

5、上分布不均勻。當(dāng)?shù)厍蚺c這些流星群的密集部分相遇時(shí)，流星從天空的某一點(diǎn)向四周放射而出，好像下雨一般，人們稱這種現(xiàn)象為“流星雨”。英仙座、獅子座與其他星座相比，“流星雨”較多，是著名的流星群星座。流星是發(fā)生在離地面80千米120千米大氣中的一種現(xiàn)象。流星現(xiàn)象既同流星本身有關(guān)，也同大氣層的情況有關(guān)，通過對(duì)流星的觀測(cè)，可以了解大氣層的物理狀況。哈雷彗星：彗星是在扁長軌道上絨太陽運(yùn)行、質(zhì)量較小的云霧狀小天體。為紀(jì)念英國天文學(xué)家哈雷，首次利用萬有引力定律推算一顆彗星的軌道，并預(yù)言它將以76年為周期繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，面命名這顆彗星為哈雷彗星。彗星由彗頭和彗尾構(gòu)成，如圖。彗頭包括彗核、彗發(fā)和彗云，彗核由比較密集的固

6、體塊和質(zhì)點(diǎn)組成，其周圍的云霧狀光輝叫彗發(fā)，氫原子云分布在彗頭的外圍。彗尾的物質(zhì)，受太陽風(fēng)的輻射壓力，朝著背向太陽的方向延伸，形狀像掃帚，因此，彗星俗稱掃帚星，我國古代稱它為“妖星”。彗星的軌道有橢圓、拋物線和雙曲線三種。軌道是拋物線和雙曲線的彗星是非周期彗星，它們繞太陽轉(zhuǎn)一個(gè)彎就一去不復(fù)返了，只能看到一次。而軌道是橢圓的彗星，總是周期性地繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，稱為周期彗星，可以多次看到，如哈雷彗星。絕大多數(shù)彗星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的方向和行星相同，為順行。但也有例外的，如哈雷彗星繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的方向和行星不同，是逆行，被稱為逆行彗星。我國是世界上最早記錄哈雷彗星和記錄資料最豐富的國家，公元前613年第一次記錄哈雷彗星

7、，而歐洲在公元前11年才有了觀測(cè)哈雷彗星的記錄。圖1.2 宇宙中不同級(jí)別的天體系統(tǒng)這幅圖不僅說明了宇宙是由物質(zhì)組成的，還進(jìn)一步揭示了各物質(zhì)之間的從屬關(guān)系，這種從屬關(guān)系的存在，又決定于物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)，相互吸引，分別組成各自的集團(tuán)，小集團(tuán)隸屬于大集團(tuán)，大集團(tuán)隸屬于更大的集團(tuán)，由許許多多更大的集團(tuán)組成了廣闊的宇宙。圖中用箭頭表示了宇宙中不同級(jí)別天體系統(tǒng)的隸屬關(guān)系。圖中下方是由地球和它的天然衛(wèi)星月球所構(gòu)成的天體系統(tǒng)，地球是它的中心天體。由于地球質(zhì)量同月球質(zhì)量相差懸殊，達(dá)81：1之比，依據(jù)萬有引力定律，在兩物體之間，由于物質(zhì)具有質(zhì)量而產(chǎn)生相互的吸引力，質(zhì)量大的物體對(duì)質(zhì)量小的物體吸引力大，月球

8、以及人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行，就是這個(gè)道理。由于地球和月球質(zhì)量相差懸殊，地月系的質(zhì)量中心距地球中心只有4728千米，即位于地面下約1650千米處。通常說的月球繞地球公轉(zhuǎn)，實(shí)際上是地球和月球相當(dāng)于它們的共同質(zhì)心的公轉(zhuǎn)。圖中地月系圖的箭頭直指太陽系，停留在地球處于的位置及兩者隸屬關(guān)系。太陽系是以太陽為中心天體的天體系統(tǒng)，萬有引力把該系統(tǒng)的所有天體聯(lián)結(jié)起來。太陽系大體上是一個(gè)球體，其半徑在100 000天文單位距離以上（一個(gè)天文單位=日地平均距離=1.4960×108千米）。太陽是這個(gè)系統(tǒng)的主體，占太陽系總質(zhì)量的99.86%。太陽系包括太陽和九大行星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、

9、海王星、冥王星）、2958顆正式編號(hào)的小行星、48個(gè)衛(wèi)星、許多彗星和流星體等。地球化學(xué)的年代測(cè)定表明，地球和整個(gè)太陽系是在47億年以前從銀河系某個(gè)部分分離出來的。圖中太陽系的箭頭直指銀河系，停留在太陽系處于銀河系的位置上，明確地告訴我們，太陽系在銀河系的位置以及兩者的隸屬關(guān)系。銀河系是地球和太陽所在的天體系統(tǒng)，這個(gè)天體系統(tǒng)在天球上的投影就是我們?cè)谝雇砜吹降你y河。銀河系是一個(gè)旋渦星系，由兩個(gè)旋臂組成，旋臂相距4500光年。銀河系包括2000多億顆恒星和大量的星云、星際氣體和星際塵埃，總質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1400億倍，其中5%10%為氣體和塵埃。大多數(shù)恒星集中在一個(gè)扁球狀的空間范圍內(nèi)，空間范圍的形狀

10、好似鐵餅；還有一部分恒星稀疏地分布在一個(gè)圓球狀的空間范圍內(nèi)，這個(gè)空間范圍叫做“銀暈”。銀河系的 中心厚約1.2萬光年，在人馬座方向。太陽離該中心約3.3萬光年。整個(gè)銀河系在轉(zhuǎn)動(dòng)著，其各部分的旋轉(zhuǎn)速度和周期，因距銀河系中心遠(yuǎn)近的不同而不同。太陽處的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為250千米/秒。太陽繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)一周約需2.5億年。圖中銀河系圖箭頭直指總星系，停留在銀河系處于總星系位置上，明確地告訴我們，銀河系在宇宙的位置和銀河系與總星系的從屬關(guān)系。由幾十億至幾千億顆恒星以及星際氣體、塵埃等物質(zhì)組成的天體系統(tǒng)叫星系，銀河系就是一個(gè)普通的星系。銀河系以外的星系叫河外星系。目前，能觀測(cè)的河外星系約10億個(gè)，按照它們的形

11、態(tài)可以分為橢圓星系、透鏡星系、旋渦星系、棒旋星系和不規(guī)則星系等五大星系，肉眼可以看到的有仙女座星系和小麥哲倫星系。仙女座星系是離我們最近的一個(gè)巨型旋渦星系，在我國南沙群島上空可看到大小麥哲倫星系，它們是兩片云霧狀的天體。天文學(xué)上把銀河系和現(xiàn)階段能觀測(cè)到的河外星系，合起來叫總星系?？傂窍稻褪俏覀兡苡^測(cè)到的宇宙范圍。圖1.3 地球在太陽系中的位置這是一幅太陽系特寫圖，是地理書籍中最常見和使用頻率較高的圖像；是地理學(xué)科各種考試中出現(xiàn)較多、給分較高的圖像；也是高一年級(jí)地理教學(xué)的重點(diǎn)圖像，表述了地球的宇宙環(huán)境；更是本節(jié)教材的重點(diǎn)圖像，與圖1.1、1.2一起，由遠(yuǎn)及近地表述了地球在宇宙中的準(zhǔn)確位置，完成了

12、知識(shí)教育的層次要求。在三幅圖像中，該圖為重點(diǎn)知識(shí)的著落處，承上起下作用十分重要。閱讀這幅圖時(shí)要緊扣書中的文字?jǐn)⑹龊捅?.1數(shù)據(jù)說明，其層次如下：“日心說”的正確性。在公元前三世紀(jì)，古希臘天文學(xué)家阿里斯塔克提出了“日心說”，他認(rèn)為太陽處于宇宙的中心，地球和其它行星都繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)。后來，古希臘的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、地理學(xué)家和地圖學(xué)家托勒密，在他的主要著作“大綜合論”中提出了地心體系，他主張地球居中央位置，日、月、行星和恒星都繞地球運(yùn)行，即“地心說”。這一理論為基督教神學(xué)所利用，長期占據(jù)統(tǒng)治地位，直到哥白尼的“日心說”發(fā)表，才推翻了“地心說”。給神權(quán)以沉重打擊，引起了宇宙觀的革命。哥白尼是波蘭天文學(xué)家，

13、他最大的成就是以科學(xué)“日心說”否定了“地心說”，使自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來。上頁圖形象地反映了哥白尼“日心說”的宇宙體系。哥白尼認(rèn)為太陽是宇宙的中心，其它行星和恒星以“完美的”圓形軌道繞日運(yùn)行。實(shí)際上，太陽是太陽系的中心，而不是宇宙的中心。隨著時(shí)代的進(jìn)步，科學(xué)的發(fā)展，在開普勒總結(jié)出行星運(yùn)動(dòng)三定律，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律以后，日心說才建立在更加穩(wěn)固的科學(xué)基礎(chǔ)上。地球是太陽系中的一顆普通行星。首先引導(dǎo)學(xué)生在圖中找出地球，說出地球的左鄰右舍，確定地球在太陽系中的位置。其次查閱表1.1將地球的質(zhì)量、體積、平均密度、自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)等一一與其它行星比較，得出地球是太陽系中一顆普通行星的結(jié)論，突出其普

14、通性。地球是太陽系中一個(gè)特殊的行星。首先引導(dǎo)學(xué)生分析圖中各行星公轉(zhuǎn)軌道的形狀，得出它們公轉(zhuǎn)軌道同圓相當(dāng)接近（近圓性）。其次閱讀九大行星公轉(zhuǎn)方向的箭頭，得出它們繞日公轉(zhuǎn)方向同向性的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，教師講出九大行星繞日公轉(zhuǎn)的軌道面，幾乎在同一平面上，即共面性。由于九大行星繞日公轉(zhuǎn)有共面性、同向性和近圓性的特征，使地球處于一種比較安全 的宇宙環(huán)境之中。最后從日地距離、地球體積和質(zhì)量、地球內(nèi)部變化等幾個(gè)方面說明地球具有生命的原因。突出其特殊性。圖1.4 太陽輻射和太陽常數(shù)這幅圖從太陽輻射、太陽常數(shù)和日地距離等幾個(gè)概念入手，說明太陽輻射是地球上的能量源泉。閱讀“太陽輻射和太陽常數(shù)”圖的步驟如下：說明圖

15、幅的結(jié)構(gòu)。解釋圖中的有關(guān)概念。太陽：太陽是天空中最引人注目的天體，是位于太陽系中心的恒星，它的視星等為- 26.78等（根據(jù)地球上收到恒星光的多少劃分的星等叫做“視星等”，亮度隨星等數(shù)字的增加而降低，零等星較一等星亮，負(fù)等星較零等星亮），比月球亮50萬倍（月亮視星等為- 12.8等）。太陽的直徑為139萬千米，為地球的109倍，是月球的400倍。太陽的體積是地球的130萬倍，質(zhì)量為地球的33萬倍，平均密度是1.4克/厘米3太陽的重量是月球重量的270倍，太陽與月球相比，就像大象和螞蟻相比。日地距離為1.5億千米，這個(gè)距離是月球到地球距離的400倍。太陽是一個(gè)熾熱的氣體球，從表面向中心，溫度越來

16、越高，中心區(qū)約有1600萬，3000億個(gè)大氣壓。在高溫高壓的中心形成一個(gè)巨大的核反應(yīng)區(qū)，它的成分是氫與氦，在氫轉(zhuǎn)化為氦時(shí)，可釋放出極大的能量，這就是核聚變反應(yīng)。在核聚變反應(yīng)中所釋放的能量，又以電磁波的形式向四周放射，這就是人們常說的太陽輻射。50億年前，自太陽形成之日起，它就不間斷地釋放出巨大的能量，估計(jì)這種狀態(tài)還能持續(xù)50億年。肉眼看到的太陽表層為“光球”，“光球”外圍為“色球”，最外層為“日冕”，這幾層組成了太陽的大氣。太陽也有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，自轉(zhuǎn)周期在日赤道帶約為25天，在兩機(jī)區(qū)約為35天；公轉(zhuǎn)周期（環(huán)繞銀心運(yùn)行的周期）約為2.5億年（假定軌道偏心率為零）。圖中的太陽常數(shù)是表示太陽輻射能

17、量的一個(gè)物理量。該物理量的含義是，當(dāng)太陽輻射到達(dá)地球大氣上界距太陽一個(gè)天文單位處（日地距離），在沒有大氣削弱的情況下，垂直于太陽光線的每1平方厘米面積上，1分鐘內(nèi)所獲得的輻射能量，常用單位為卡/厘米2·分或焦耳/厘米2·分。太陽常數(shù)也不是一個(gè)絕對(duì)的常數(shù)，它會(huì)因日地距離的變化可出現(xiàn)±3.5%的變化，或太陽物理狀況的日際變化和太陽的周期活動(dòng)也導(dǎo)致±1.5%的變化。當(dāng)太陽輻射穿過地球大氣層時(shí)，因吸收、散射和反射等削弱作用的影響，到達(dá)地球表面的直接太陽輻射則大大地減弱了，對(duì)于地球上大多數(shù)地區(qū)來說，不會(huì)超過1.5卡/厘米2·分。到達(dá)地球上的太陽輻射能量只

18、相當(dāng)于太陽輻射能的1/22億。地球在一年中從太陽獲得的能量，相當(dāng)于人類現(xiàn)有各種能源在同期內(nèi)所提供的能量的上萬倍。地球上的一些天然能源可能有枯竭的那一天，而太陽能卻是取之不盡，用之不竭的清潔能源。地球也從月球等其它天體獲取能量，但數(shù)量是微不足道的，如地球從月球和其它天體獲得的能量，僅為太陽輻射能的億分之一；來自宇宙空間的輻射能也僅為太陽輻射的20億分之一；從地球內(nèi)部傳到地面的能量，也只有太陽輻射能的萬分之一。所以，太陽輻射是地球最主要的能量源泉，是引起大氣中各種現(xiàn)象和演變過程的最根本的動(dòng)力，是地理環(huán)境形成和變化的極重要的因素，太陽輻射是太陽對(duì)地球最重要的影響，是地球上生命的源泉。圖1.5 中國太

19、陽年輻射總量的分布太陽能利用具有巨大潛力。為便于太陽能資源開發(fā)利用，根據(jù)以下指標(biāo)對(duì)我國太陽能資源利用進(jìn)行分區(qū)：首先是太陽年輻射總量，其次是月均溫10期間日照時(shí)6小時(shí)的天數(shù)。按此標(biāo)準(zhǔn)，將我國劃分為太陽能資源豐富區(qū)、較豐富區(qū)、可利用區(qū)和貧乏區(qū)（見圖）。資源豐富區(qū)：年太陽輻射總量在1700千瓦時(shí)每平方米以上，月均溫10期間日照時(shí)數(shù)6小時(shí)天數(shù)在300天以上。主要分布在南疆、隴西、青藏高原大部分和內(nèi)蒙古高原西部。其中青藏高原為高值中心。資源較豐富區(qū)：年太陽輻射總量在15001700千瓦時(shí)每平方米，月均溫10期間日照時(shí)數(shù)6小時(shí)的天數(shù)在200天300天。主要分布在北疆、內(nèi)蒙古高原東部、華北平原大部、黃土高原

20、大部、甘肅南、川西及川南滇北的一部分。資源可利用區(qū)：年太陽輻射總量在12001500千瓦時(shí)每平方米，月均溫10期間日照時(shí)數(shù)6小時(shí)的天數(shù)在125天200天。主要分布在東北大部、東南部丘陵地區(qū)、漢水流域、廣西大部、川西黔西一部分、云南東南、湖南東部。資源貧乏區(qū)：年太陽輻射總量在1200千瓦時(shí)每平方米以下，月均溫10期間日照時(shí)數(shù)6小時(shí)的天數(shù)在125天以下。主要分布在四川、重慶、貴州大部分地區(qū)，以成都平原最少。讀圖教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生完成：A、找出我國太陽能的四個(gè)分布地區(qū)。B分析太陽能豐富區(qū)資源豐富的原因（地勢(shì)高，太陽輻射穿過大氣層厚度小，晴天多，降水少，被大氣削弱的太陽輻射少）。C、找出家鄉(xiāng)在哪一分布區(qū)

21、，分析家鄉(xiāng)利用太陽能的前景。1.6 太陽大氣結(jié)構(gòu)在廣漠無垠的宇宙中，太陽只是銀河系中的一顆普通恒星，但是對(duì)地球來說，它又不同于一般的恒星，它的光和熱是人類賴以生存和活動(dòng)的源泉。地球上許多自然現(xiàn)象，都同太陽息息相關(guān)。由于日地距離的鄰近，太陽是地球上唯一能看到其表面細(xì)節(jié)的恒星。太陽的外部，即太陽大氣，由里向外可分為三層：光球、色球和日冕。光球?qū)邮翘柎髿獾淖罾飳?，平時(shí)用肉眼可觀察到的光亮奪目的圓面就是光球?qū)樱竭_(dá)地球的太陽光來自這一層，厚度約500千米，溫度約6000K。色球?qū)邮翘柎髿獾闹袑樱挥诠馇驅(qū)又?，為太陽圓面上玫瑰色的圓，只有在日全時(shí)肉眼可見，厚度約2000千米，溫度從底部的5000到

22、頂部約幾萬度。日冕層是太陽大氣的最外層，位于色球?qū)又希渌|(zhì)點(diǎn)密度極為稀薄，是太陽大氣和行星際空間的過渡地帶，僅在日全食時(shí)肉眼可見，厚度約達(dá)幾個(gè)太陽直徑，溫度約100萬到200萬。圖1.7 太陽黑子、圖1.8 一次大耀斑的變化過程、圖1.9 太陽黑子與年降水量的相關(guān)性這三幅圖說明了太陽活動(dòng)對(duì)地球的影響。閱讀步驟如下：講解圖中的有關(guān)知識(shí)。歸納三幅圖，得出太陽活動(dòng)對(duì)地球的影響有哪些方面。太陽活動(dòng)是太陽大氣中一切活動(dòng)的總稱，表現(xiàn)在太陽黑子、光斑、耀斑、譜斑、日珥、射電等的變化。太陽活動(dòng)有強(qiáng)有弱、有周期性變化。地球上天氣與氣候的反常變化與太陽活動(dòng)的強(qiáng)弱及周期性變化有關(guān)系，地球上的極光、磁層及電離層

23、擾動(dòng)也與太陽活動(dòng)有關(guān)。太陽黑子是太陽光球上經(jīng)常出現(xiàn)的陰暗斑點(diǎn)，太陽黑子的多少反映著太陽活動(dòng)的強(qiáng)弱，它是太陽活動(dòng)的基本標(biāo)志。由于明亮光球的反襯，太陽黑子看起來是黑暗的，其實(shí)仍在發(fā)光，一 個(gè)大的黑子能發(fā)出像滿月那么明亮的光。黑子有大有小，小的黑子直徑約有1000千米，大黑子的直徑可達(dá)20萬千米。黑子的形狀像一個(gè)淺碟，中間凹陷約500千米。發(fā)育完全的黑子分本影和半影，如圖1.7所示。黑子在日面上的分布有一定的規(guī)律，如任何時(shí)候觀察黑子，總是東半邊比西半邊的多，又如黑子基本分布日面緯度±8度±40度的范圍內(nèi)。太陽黑子大都成群出現(xiàn)，每個(gè)黑子群由幾個(gè)至幾十個(gè)黑子組成，最多可達(dá)100多個(gè)。

24、太陽黑子的活動(dòng)周期為11年。當(dāng)大的黑子群出現(xiàn)時(shí)，會(huì)在地球上產(chǎn)生磁暴、極光和電離層擾動(dòng)。耀斑是指太陽色球?qū)拥囊粋€(gè)地區(qū)突然變亮的現(xiàn)象。耀斑大多出現(xiàn)在太陽黑子附近的上空，壽命有幾分鐘至幾個(gè)小時(shí)，如圖1.8“一次耀斑的變化過程”也只有約2小時(shí)。太陽黑子多時(shí)，耀斑出現(xiàn)的機(jī)會(huì)也多。耀斑出現(xiàn)時(shí)拋射出大量的高能電子和質(zhì)子，發(fā)射出很強(qiáng)的紫外線和X射線并有一系列射電現(xiàn)象，紫外線和X射線到達(dá)地球大氣高層，使電離層的正常狀態(tài)受到破壞，影響短波無線電通訊。粒子輻射到達(dá)地球，會(huì)引起地磁擾動(dòng)、極光等現(xiàn)象。耀斑產(chǎn)生的高能粒子和短波輻射對(duì)載人宇宙飛船有很大危害。因此，世界各國天文臺(tái)經(jīng)常發(fā)布耀斑預(yù)報(bào)，耀斑是太陽活動(dòng)的主要標(biāo)志。了

25、解了太陽活動(dòng)對(duì)地球電離層和磁場(chǎng)、極光等的影響后，要指導(dǎo)學(xué)生閱讀圖1.9，即太陽黑子與年降水量的相關(guān)性，讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，太陽活動(dòng)對(duì)氣候也有影響。圖1.9中三幅小圖表示的測(cè)站地點(diǎn)均在北半球，由中緯度到高緯度。圖中左側(cè)的縱坐標(biāo)為年平均降水量，右側(cè)縱坐標(biāo)為黑子相對(duì)數(shù)，底邊的橫坐標(biāo)為被觀察點(diǎn)的時(shí)間跨度，共計(jì)80年。圖中紅色曲線為黑子在80年間的變化曲線，藍(lán)色為同時(shí)期年平均降水量的變化曲線。圖中兩重色彩曲線的相關(guān)性可以這樣描述：在中緯地區(qū)的36測(cè)站中，上世紀(jì)末至本世紀(jì)初的30年間，每當(dāng)太陽黑子數(shù)相對(duì)多的年份，也就是太陽活動(dòng)增強(qiáng)的年份，地球上的年降水量處于最低值，即比往常少34成，天氣少雨，氣候干旱，太

26、陽黑子數(shù)與年降水量多少成反比例關(guān)系。從1910年開始，太陽黑子數(shù)相對(duì)多的年份，該測(cè)點(diǎn)的年降水量也多，兩者之間成正比例關(guān)系。圖中22測(cè)站的兩條曲線的相關(guān)性表現(xiàn)為太陽黑子數(shù)相對(duì)多的年份，則該測(cè)點(diǎn)的降水量反而增加，氣候較為濕潤。兩條曲線的相關(guān)性成反比狀態(tài)。圖中高緯度地區(qū)的12測(cè)站，從有觀察資料開始，兩條色彩曲線的谷與峰的變化基本吻合，即太陽黑子數(shù)相對(duì)多的年份，測(cè)點(diǎn)的降水量也相應(yīng)增加；太陽黑子數(shù)相對(duì)少的年份，測(cè)點(diǎn)的降水量也少。兩條曲線的相關(guān)性成正比例狀態(tài)。從三幅圖的分析中可以得出這樣的結(jié)論：太陽黑子數(shù)變化的周期與年平均降水量多少的變化周期基本吻合，大約為11年。這說明了太陽黑子數(shù)的變化與年平均降水量之

27、間存在著一定的相關(guān)性，即太陽活動(dòng)確實(shí)影響地球上的天氣和氣候。為什么會(huì)在不同緯度有不同的相關(guān)性，還需要科學(xué)家進(jìn)一步論證。作為學(xué)生只要定性的知道這些相關(guān)性就可以了。圖1.10 月相成因示意圖、圖1.11 月相的變化這兩幅圖說明日、月、地三者之間的關(guān)系及月相變化的規(guī)律。在引導(dǎo)學(xué)生讀圖時(shí)其步驟如下：說明圖幅結(jié)構(gòu)；講解有關(guān)知識(shí)；指導(dǎo)學(xué)生實(shí)地觀察月相。圖1.10表示太陽光從右邊射來的，內(nèi)圈表示月亮在公轉(zhuǎn)軌道上的8個(gè)不同的位置（它總是一面是亮的，另一面是暗的，從宇宙空間看月球，并無圓缺盈虧變化）。外圈表示在各個(gè)位置上從地球上看的圓缺盈虧的月相變化。圖1.10中月球從A經(jīng)B、C、D，又回到A，完成了圍繞地球一

28、周的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，隨著月球在公轉(zhuǎn)軌道上位置的不同，日、地、月三者的位置關(guān)系也相應(yīng)發(fā)生變化，圖上平均每隔約3.7日出現(xiàn)一種月相。在農(nóng)歷一個(gè)月內(nèi)，共出現(xiàn)了8種月相。當(dāng)月球處于A點(diǎn)時(shí)，月球位于太陽和地球之間，它的暗面正對(duì)著地球，因而在地球上看不到月亮，這就是農(nóng)歷初一的時(shí)候，亦稱朔。當(dāng)月球處于B點(diǎn)時(shí)，月球位于太陽東90°、地球的一側(cè)，這時(shí)它的暗面與亮面各有一半對(duì)著地球，我們看到亮面朝西的半個(gè)月亮，這就是上弦月，一般出現(xiàn)在農(nóng)歷的初七或初八。當(dāng)月球處于C點(diǎn)時(shí)，地球位于太陽和月亮之間，月球位于太陽的對(duì)面，這時(shí)月球被太陽照亮的一面全部對(duì)著地球，我們看到一個(gè)圓圓的滿月，這時(shí)的月相叫做望，相當(dāng)于農(nóng)歷的十五或

29、十六。當(dāng)月球處于D點(diǎn)時(shí)，月球位于太陽西90°、地球的一側(cè)，這時(shí)我們看到亮面朝東的半個(gè)月亮，這就是下弦月，與上弦月正好相反，一般出現(xiàn)在農(nóng)歷的廿二或廿三。隨后月球繼續(xù)向東運(yùn)行，越來越靠近太陽，又回歸到A點(diǎn)位置，月相由下弦逐漸變?yōu)樗?。月球從A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)，回到A點(diǎn)，圍繞地球公轉(zhuǎn)一周，由于日、地、月三者位置的變化，月球由朔到下一次朔所經(jīng)歷的時(shí)間間隔叫做朔望月，朔望月也就是月相變化的周期。圖1.11是說明月相的形狀在不同的時(shí)刻和它在天空中位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系。農(nóng)歷上半月，月亮從朔到望（即由虧到盈、由缺到圓），位于太陽的東邊，在日落以前已從地平線升起，出現(xiàn)的天空，故有“日未落，月已出”的說法。

30、新生蛾眉月，常在太陽升起后不久就升起，黃昏后已出現(xiàn)在西方天空，月牙的弓弧朝西，但不久即消失在西方的天空。上弦月時(shí)，月亮在正午升起，18點(diǎn)左右出現(xiàn)在南方天空，半夜落下，弓弧朝西，上半夜可見。滿月時(shí)，太陽從西方地平線上落下時(shí)，月亮正好從東方地平線升起，整夜可見。農(nóng)歷下半月，月亮由望到朔，即由盈到虧的月相稱為殘?jiān)?，殘?jiān)挛挥谔柕奈鬟?，在日出以后月亮才從地平線上落下，故有“日已出，月未落”的說法。下弦月時(shí)，月亮在半夜24時(shí)出現(xiàn)在東方地平線上，正午落下，弓弧朝東。蛾眉月（殘?jiān)拢┏霈F(xiàn)在黎明前的東方天空，月牙弓弧朝東，不久消失在東方天空中。由圖下所裂表格中“月出”一欄可看出，月亮升起一天比一天晚，平均每天比

31、前一天推遲約50分鐘左右的時(shí)間。教材中P.10“活動(dòng)”的表格是用來觀測(cè)月相使用的，教師應(yīng)要求學(xué)生從農(nóng)歷月初開始到月底為止連續(xù)觀測(cè)一個(gè)月的月相，并檢查他們的觀測(cè)記錄。從月初到滿月這段時(shí)間里，觀測(cè)月相可以在太陽剛下落的時(shí)候進(jìn)行，每天把月相和位置記錄下來。從滿月到月底這段時(shí)間，觀測(cè)月相可以在太陽升起之前進(jìn)行，同樣把月相和位置記錄下來。然后組織觀測(cè)者開一個(gè)月球?qū)ｎ}班會(huì)，達(dá)到將地理知識(shí)用于實(shí)際的教學(xué)目的。圖1.12原蘇聯(lián)“火星”號(hào)探測(cè)器發(fā)回的火星照片、圖1.13“阿波羅”16號(hào)飛船的航天員和月球車、圖1.14“天空實(shí)驗(yàn)室”航天站、圖1.15中國第一艘載人航天試驗(yàn)飛船“神舟”號(hào)這四幅圖作為一組圖片，說明了

32、人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，已經(jīng)從幻想、初步觀察、推理的第一階段，進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性探測(cè)的第二階段，在這一階段中，人類不僅認(rèn)識(shí)清楚了地球所處的宇宙環(huán)境，還表示出開發(fā)宇宙、征服宇宙的信念。因此，在講解這四幅圖時(shí)，不僅要向同學(xué)敘述人類認(rèn)識(shí)開發(fā)宇宙的歷史，更應(yīng)該著力于對(duì)未來的瞻望。人類對(duì)宇宙的探測(cè)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段：人造衛(wèi)星的誕生。第一顆人造衛(wèi)星叫東方1號(hào)，是1957年10月4日原蘇聯(lián)發(fā)射的。這顆人類第一次制成的人造衛(wèi)星，沿著橢圓軌道飛行，環(huán)繞地球1圈需要96分鐘。它一邊發(fā)出“嘀、嘀、嘀”的電波，一邊向宇宙空間飛行，揭開了人類探測(cè)宇宙新的一頁。這顆人造衛(wèi)星本身呈球形，直徑58厘米，是用鋁合金制成的，里面安

33、裝有電源和無線電發(fā)報(bào)機(jī)，沒有安裝特殊觀測(cè)裝置，只發(fā)射強(qiáng)大的電波，宣告人造衛(wèi)星上天了。東方1號(hào)人造衛(wèi)星總重量83.6千克。同年11月3日有蘇聯(lián)又發(fā)射了東方2號(hào)人造衛(wèi)星。東方2號(hào)裝有許多觀測(cè)儀器，用來研究從宇宙射來的宇宙線（在宇宙空間中高速飛行的微粒）和從太陽輻射來的X射線等，另外還載有一只試驗(yàn)狗和測(cè)量它的裝置。1958年1月31日美國成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。這顆人造衛(wèi)星叫探險(xiǎn)家1號(hào)雖然很小，卻裝有許多觀測(cè)儀器，發(fā)射高度在2000千米以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原蘇聯(lián)的東方1號(hào)。在2000千米以上的高度，輻射能急劇增強(qiáng)，探險(xiǎn)家1號(hào)在研究輻射能方面建立了功勛。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家又發(fā)射了通訊、氣象和導(dǎo)航衛(wèi)

34、星等應(yīng)用衛(wèi)星。三種應(yīng)用衛(wèi)星的首發(fā)成功，都是由美國完成的，1960年4月1日，發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星泰羅斯1號(hào)、第一顆導(dǎo)航衛(wèi)星子午儀1號(hào)；同年8月12日，又發(fā)射了第一顆通信衛(wèi)星回聲號(hào)。最早的電視轉(zhuǎn)播衛(wèi)星叫泰羅斯通信衛(wèi)星，是美國于1962年7月10日發(fā)射的。衛(wèi)星發(fā)射到軌道上后，美國和歐洲之間的電視轉(zhuǎn)播馬上就成功了。但是，這顆衛(wèi)星飛越大西洋上空的時(shí)間僅數(shù)分鐘，每次的轉(zhuǎn)播時(shí)間都很短。為了徹底解決世界范圍的電視轉(zhuǎn)播問題，美國又成功地發(fā)射了“同步衛(wèi)星”或“靜止衛(wèi)星”，實(shí)現(xiàn)了電視轉(zhuǎn)播的全球性。在太陽系中除了金星，離地球最近的行星就是火星。在1962年11月1日原蘇聯(lián)首次發(fā)射火星探測(cè)器火星1號(hào)開始，美國和原蘇聯(lián)

35、不間斷地向火星發(fā)射了許多探測(cè)器，收集了火星表面的許多科學(xué)資料，如火星上有凹陷環(huán)形山?；鹦巧系陌枷莪h(huán)形山?jīng)]有月球上的凹陷環(huán)形山那樣陡峭，似乎是風(fēng)化或地震作用的結(jié)果。火星的大氣由二氧化碳、氫、氧和臭氧組成，它的大氣壓至多只有8毫巴，相當(dāng)于地球大氣壓的百萬分之一。兩極的極冠面積，夏季和冬季有變化，極冠上覆蓋著的“雪”是很清楚的，但究竟是干冰還是冰，還沒有搞清楚?；鹦巧嫌袥]有生命，還需要再探測(cè)。火星上沒有氮?dú)?，赤道表面溫度晝夜變化劇烈，從這兩點(diǎn)看，火星上存在生命的可能性很小。圖1.12也表示了火星表面是死而寂靜的世界。第二階段：宇宙飛行。人造衛(wèi)星上天以后，美國和原蘇聯(lián)都開始為人類的宇宙飛行做準(zhǔn)備。19

36、61年4月12日，原蘇聯(lián)宇航員加加林乘坐東方號(hào)飛船，完成了人類歷史上第一次宇宙航行，這是人類歷史上永遠(yuǎn)值得紀(jì)念的日子。加加林做了繞地球一圈的宇宙航行。1961年8月6日原蘇聯(lián)宇航員蓋爾曼·季托夫乘坐東方2號(hào)宇宙飛船，在宇宙空間環(huán)繞地球飛行25小時(shí)18分鐘，飛行距離70萬千米，人類首次完成了從繞地球一圈到飛行一日的宇宙飛行。美國在1962年2月20日發(fā)射了第一艘載人宇宙飛船，成功地繞地球飛行二圈，宇航員是約翰·格林。第一個(gè)進(jìn)入宇宙飛行的女宇航員是原蘇聯(lián)的捷列斯科娃，她乘坐的東方5號(hào)飛船是于1963年6月14日發(fā)射的。截至1963年，原蘇聯(lián)共發(fā)射了運(yùn)載一人的東方號(hào)宇宙飛船6艘，

37、美國發(fā)射運(yùn)載一人的水星號(hào)宇宙飛船4艘。這是宇宙飛行的第一階段。第二階段的宇宙飛行目標(biāo)是在一艘飛船上運(yùn)載23人，飛行的時(shí)間應(yīng)更長、高度更高，還要從事各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)。1965年3月18日早晨，原蘇聯(lián)發(fā)射了上升2號(hào)運(yùn)載兩人的宇宙飛船，目的是開始做漫步試驗(yàn)。宇航員列昂諾夫身穿特制密封服，打開飛船的兩層門飛向宇宙空間。列昂諾夫依靠5米長的防護(hù)繩，在宇宙空間中輕飄飄地浮游著，共做了10分鐘的宇宙空間漫步，這是人類歷史上第一次宇宙空間漫步，列昂諾夫是第一個(gè)步入太空的人。1965年6月，美國人初次成功地做了空間漫步。1966年6月美國又發(fā)射了雙子星座9號(hào)，宇航員完成了兩小時(shí)的空間漫步。接著美國宇航員又成功地進(jìn)行

38、了兩艘宇宙飛船的會(huì)合和對(duì)接。20世紀(jì)60年代初期，原蘇聯(lián)在宇宙航行方面雖然占居首位，但美國從1965年到1966年由于成功地發(fā)射了一系列雙子星座飛船，終于超過了原蘇聯(lián)。月球是人類宇宙航行的第一個(gè)目標(biāo)。1959年1月2日原蘇聯(lián)發(fā)射了月球1號(hào)月球火箭；1959年10月4日發(fā)射的月球3號(hào)拍攝了月球背面的照片，1966年2月3日發(fā)射的月球9號(hào)，成功地完成了歷史上的首次軟著陸。1966年6月2日，美國的勘測(cè)者1號(hào)也成功地軟著陸于月球上。以后發(fā)射的勘測(cè)者號(hào)還挖掘了月球上的土壤，美國科學(xué)家對(duì)月球土壤分析后說：“對(duì)人類行走來說，月面并不過于柔軟；對(duì)月球飛船的著陸來說，也不過于堅(jiān)硬。月球的土壤具有粘著 力，有一

39、種像潮濕的砂子似的感覺。”1969年7月16日，美國的阿波羅宇宙飛船，載著宇航員阿姆斯特朗（指令長）、柯林斯（指令艙駕駛員）和奧爾德林（登月艙駕駛員）完成人類登上月球的創(chuàng)舉，進(jìn)行科學(xué)考察的任務(wù)。他們經(jīng)過4天零6小時(shí)的飛行到達(dá)月球表面。21日，阿姆斯特朗指令長左腳開始踏上月球大地，他說：“這一步雖小，但對(duì)于人類而言卻是偉大的飛躍?！边@時(shí)正是月球世界的傍晚，但上空卻一片漆黑，太陽在月球地平線上約10度的西邊天空燃燒著，看去，比煉鐵爐里的火還熾熱。地球則高懸在天穹的中央，比太陽大得多，像藍(lán)色半月一樣，放射著光芒。阿姆斯特朗敘述踏上月面第一步的感想時(shí)說：“月面是美麗的，就像卻鋪著一層細(xì)細(xì)的炭粉一樣?？?/p>

40、以清楚地看到腳印。”他還報(bào)告說：“行動(dòng)不困難，比在地球上做六分之一的重力訓(xùn)練還輕松?！币院蟀⒛匪固乩逝c奧爾德林在月球朗讀了：“1969年7月，行星地球上的人類首次登上月球。我們是全人類的代表，我們?yōu)楹推蕉鴣怼钡你懳?。他們收集了巖石等標(biāo)本，傳遞了月面電視，與總統(tǒng)通了電話等等，然后順利地返回地球，圓滿地完成了人類首次登月旅行，為人類歷史留下了值得紀(jì)念的一天。圖1.13就反映了美國阿波羅飛船登上進(jìn)行考察的情景。1969年以后，美國又發(fā)射了兩艘宇宙飛船去探測(cè)火星。第三階段：宇宙空間站宇宙空間站就是巨大的人造衛(wèi)星，里面乘坐很多人，可以在里面從事各種研究和宇宙基地的工作。如星際飛船可以從宇宙空間站起飛，因

41、為在真空中飛行，不必考慮空氣阻力，星際飛船就可以制成任意形狀。再如星際飛船宇航員的訓(xùn)練也可在宇宙空間站中進(jìn)行。最后宇宙空間站還會(huì)對(duì)物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)等自然科學(xué)的一切領(lǐng)域的研究帶來巨大的進(jìn)步。圖1.14“天空實(shí)驗(yàn)室”航天站就表示了宇宙空間站中宇航員的工作情形和研究成果?！疤炜諏?shí)驗(yàn)室”航天站就表示了宇宙空間站中宇航員的工作情形和研究成果?！疤炜諏?shí)驗(yàn)室”航天站是一種大型宇宙飛船空間實(shí)驗(yàn)室，美國第一個(gè)軌道空間站?！疤炜諏?shí)驗(yàn)室”1973年5月14日發(fā)射，1979年7月12日墜毀。它的軌道高度430千米，外形呈圓柱形，長35米，直徑7米，重約77.5噸。室內(nèi)分上下兩層，上層為工作室，下層為生活室

42、。室內(nèi)保持與地面相同的溫度、氣壓和通風(fēng)條件，以便宇航員在室內(nèi)不穿宇航衣也能工作。任務(wù)是考察長期空間飛行對(duì)人體心理和生理的影響，觀測(cè)太陽、彗星和地球資源、空間冶金試驗(yàn)等。同年5月25日、7月28日和11月16日先后三批，每批三名宇航員被送入實(shí)驗(yàn)室，分別工作和生活了28天、59天和84天。目前在宇宙空間站工作和生活最多的女宇航員是美國的香農(nóng)·露西德，這位生物化學(xué)博士先后經(jīng)歷了5次宇宙航行，飛行時(shí)數(shù)大223天。1996年她在“和平”號(hào)空間站工作和生活了半年之久。她也是迄今參加宇航飛行次數(shù)最多的宇航員。有了宇宙空間站人類就可以進(jìn)一步的探測(cè)宇宙、開發(fā)宇宙和作行星際旅行了。人類開發(fā)宇宙的第一個(gè)目

43、標(biāo)是月球，第二個(gè)目標(biāo)是火星，第三個(gè)目標(biāo)是木星，然后征服太陽系，飛往太陽系的邊緣，實(shí)現(xiàn)恒星際旅行的夢(mèng)想。在讀以上幾幅圖時(shí)，也要向?qū)W生介紹失重和宇宙服等知識(shí)。人和動(dòng)物由于地球引力而有重量，當(dāng)同時(shí)受其它慣性力如離心力的作用時(shí)，若此力恰好抵消地球引力，就產(chǎn)生失重現(xiàn)象，造成動(dòng)作失調(diào)等表現(xiàn)。進(jìn)入繞地球飛行軌道后的人造衛(wèi)星便有失重現(xiàn)象發(fā)生。對(duì)住在地球上的人來說，失重是一種奇妙的境界，無論手腳怎么動(dòng)，拿什么東西，連一點(diǎn)重的感覺也沒有，做什么事都毫不費(fèi)力。凡是沒有緊固住的物品，都會(huì)在空中飛舞，如水滴變成許多小水珠在空中自由飄浮著，碰壁時(shí)，就像花朵上的露珠附在葉瓣上一樣。宇宙服是由兩層橡膠布和尼龍布做成的完全封閉

44、的服裝。服裝的表面涂一層鋁箔，這是為了防止熱量吸收和散發(fā)，并附有供宇航員呼吸所必需的氧氣和消除宇航員呼出的二氧化碳?xì)夂蚝秃沟妊b置，保持服裝內(nèi)具有一定的溫度（恒溫）的裝置。服裝上有盔形帽，帽上的玻璃能保護(hù)眼睛不受強(qiáng)烈陽光的傷害，頭盔內(nèi)還裝有與宇宙飛船了解的無線電話。圖1.16 空間太陽能發(fā)電站設(shè)想這幅圖告訴大家，人類對(duì)宇宙間各種資源開發(fā)已經(jīng)提到議事日程之中，太陽能資源的開發(fā)處于首要地位。宇宙空間最豐富的能源是取之不竭的太陽能，空間太陽能發(fā)電站就是想最大限度地利用太陽能。圖左上方的寬大物體是把太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。這種裝置一般是在N型硅單晶的小片上用擴(kuò)散法滲進(jìn)一薄層硼，以得到PN結(jié)，再加上電

45、極而成。當(dāng)太陽光直射到薄層面的電極上時(shí)，兩極間就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。太陽能發(fā)電的基本途徑有兩種，一種是光電轉(zhuǎn)移，即將太陽光直接轉(zhuǎn)換成電能，稱為“光發(fā)電”；一種是聚集太陽能，產(chǎn)生高溫，再將熱能轉(zhuǎn)化為電能，稱為“熱發(fā)電”。目前、“光發(fā)電”使用較廣的裝置是“太陽電池板”，這種“太陽電池板”已廣泛的使用在人造衛(wèi)星等空間物體上。閱讀此圖時(shí)除做上述說明處，再重要的是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，人類從探測(cè)宇宙已進(jìn)入開發(fā)宇宙資源的階段，人類不僅向地球索取，也開始向宇宙索取，滿足人類社會(huì)發(fā)展的需求。如何索取和索取什么是擺在人類面前的一大課題，我們每一個(gè)人都應(yīng)投入進(jìn)去，樹立遠(yuǎn)大理想，還要開發(fā)宇宙的各種資源，更其全力以赴地保護(hù)宇宙環(huán)境（

46、圖1.17),讓人類社會(huì)更加美好。圖1.18 地球自轉(zhuǎn)的方向這幅圖由地球的南、北兩半球圖組成，左邊是以北極為中心的北半球圖，右邊是以南極為中心的南半球圖，兩幅圖的外圍分別緩 繪有地球自轉(zhuǎn)的方向。閱讀這幅圖時(shí)，教師先要自繪地球的到、西兩半球圖，并沿赤道用箭頭表示出地球自轉(zhuǎn)的方向。利用自繪地球東、西兩半球而立時(shí)，看到地球的自轉(zhuǎn)方向是從西到東的。在此基礎(chǔ)上，教師再指導(dǎo)學(xué)生閱讀地球的南、北兩半球圖，告訴學(xué)生，當(dāng)我們面對(duì)南極而立，即從南極上空俯視南半球時(shí)，看到地球自轉(zhuǎn)仍然是從西向東的，地球作順時(shí)針方向也是從西東的，地球作逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；同樣道理，從北極上空俯視北半球時(shí)，地球自轉(zhuǎn)方向也是從西向東的，地球的

47、自轉(zhuǎn)方向不論從哪個(gè)角度去看都是從西到東的，只是描述的形式不同而已。圖1.19 自轉(zhuǎn)角速度和線速度這幅圖是用來說明地球自轉(zhuǎn)速度的，圖的設(shè)計(jì)很富立體感，地球自轉(zhuǎn)角速度和線速度的概念、區(qū)別、大小等一目了然，閱讀的難度不大。速度是描述物體位置變化（位移）快慢和方向的物理量。速度是矢量。線速度是指某一質(zhì)點(diǎn)繞另一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)或一物體繞某軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度或物體上各點(diǎn)的速度，以區(qū)別于質(zhì)點(diǎn)或物體在轉(zhuǎn)動(dòng)中以角度計(jì)的角速度。地球自轉(zhuǎn)的速度也用角速度和線速度兩種方式表示，角速度就是地球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑在單位時(shí)間內(nèi)所掃過的角度；線速度是任一質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)繞地軸進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)所走過的距離。閱讀該圖時(shí)先從角速度入手，從圖中看出地球自

48、轉(zhuǎn)的角速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的長短無關(guān)，因此，很容易得出地球表面上除南北極點(diǎn)外，各點(diǎn)的角速度都相等的結(jié)論。地球自轉(zhuǎn)一周為360°，一般取24小時(shí)自轉(zhuǎn)360°的數(shù)值，所以地球表面上各點(diǎn)（極點(diǎn)除外）自轉(zhuǎn)角速度都是15°/小時(shí)、15/分或每4分鐘1°。從圖中閱讀地球自轉(zhuǎn)線速度的變化規(guī)律要難于角速度，從圖中看出，作圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其線速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的長短成正比例。地球上每一質(zhì)點(diǎn)都以恒星日為周期做圓周運(yùn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的長短因緯度高低而不同，其圓周長等于當(dāng)?shù)氐木暰€圈長，而緯線圈長度隨緯度增高而縮短，因此，地球表面各質(zhì)點(diǎn)的線速度隨緯度增加而減小。赤道上線速度最大，如公式所示：

49、其它緯度的線速度可按下面的公式計(jì)算，其值均小于赤道上的線速度，在極點(diǎn)線速度為零。V=464cos米/秒（緯線圈半徑等于Rcos，其中R為地球半徑）圖1.20 地球公轉(zhuǎn)的軌道這幅圖表示了地球公轉(zhuǎn)的軌道、周期和方向。閱讀這幅圖的步驟如下：講解圖的結(jié)構(gòu)。這幅圖是地球公轉(zhuǎn)的俯視圖，太陽的位置稍偏于中心，真實(shí)地反映了太陽在太陽系的位置。圖的外圈是地球繞日運(yùn)動(dòng)的軌道，即地球公轉(zhuǎn)軌道，它是近似正圓的橢圓形，在軌道上用藍(lán)色箭頭表示了地球公轉(zhuǎn)的方向。從圖中讀出地球公轉(zhuǎn)的軌道、速度、方向和周期。從圖中很容易看出地球公轉(zhuǎn)的軌道是近似正圓的橢圓形，因此，地球公轉(zhuǎn)的角速度和線速度就有了差別（如表1.2所示）。地球的公轉(zhuǎn)

50、方向是從西向東的，如果從北極上空看地球公轉(zhuǎn)的方向，也是逆時(shí)針方向（如圖所示）。圖中表示的地球公轉(zhuǎn)周期為恒星年，恒星年是地球公轉(zhuǎn)的真正周期，在一個(gè)恒星年期間，在太陽上看，地球中心從天空中的某一點(diǎn)出發(fā)，環(huán)繞太陽一周，然后又回到了此點(diǎn)；如果從地球上看，則是太陽中心從黃道（地球公轉(zhuǎn)軌道）上的某一點(diǎn)（同一恒星）出發(fā)，運(yùn)行周天，然后又回到了同一點(diǎn)（某一恒星）。在一個(gè)恒星年期間，地球公轉(zhuǎn)360°所需時(shí)間為365日6時(shí)9分10秒。恒星年與回歸年的區(qū)別是，恒星年是以天球上固定的點(diǎn)（如遙遠(yuǎn)的恒星）為參照物運(yùn)動(dòng)周期。而回歸年是太陽中心在黃道上連續(xù)兩次經(jīng)過春分點(diǎn)（或秋分點(diǎn)、冬至點(diǎn)和夏至點(diǎn)）的時(shí)間間隔，即太陽

51、連續(xù)兩次直射北回歸線（或南回歸線）的時(shí)間間隔。因此，回歸年又稱“季節(jié)年”?；貧w年稍短于恒星年，其周期為365日5時(shí)48分46秒。全球各地的晝夜長短和正午太陽高度的季節(jié)變化、陽歷和陰歷的歷年安排、二十四節(jié)氣的劃分，均以回歸年為周期。圖1.22 二分二至?xí)r地球的位置與黃赤交角這幅圖是用來說明地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)關(guān)系的。閱讀這幅圖時(shí)，一定要講清楚圖中各線、面、角的關(guān)系，只有這樣才能從圖中讀出地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的關(guān)系。圖中有兩個(gè)面，即地球公轉(zhuǎn)軌道面（黃道平面）和地球赤道平面。地球公轉(zhuǎn)軌道平面是通過地球中心的一個(gè)平面。從地球上看，好像太陽終年在這個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)，這就是太陽的視運(yùn)動(dòng)。太陽視運(yùn)動(dòng)的路線叫做黃道（即地球公

52、轉(zhuǎn)軌道平面無限擴(kuò)大同天球相割而成的大圓），黃道所在平面就是黃道面。實(shí)際上黃道是通過地球中心并與地軸垂直的平面。赤道面與地軸（線）成90°角，赤道面與黃道面成23°26夾角，這就是黃赤交角。黃道面又與地軸（線）之間構(gòu)成66°34的角，說明地軸在公轉(zhuǎn)過程中，其空間指向始終不變，黃赤交角始終保持不變，這兩個(gè)始終保持不變，意味著地球在公轉(zhuǎn)過程中，地軸是傾斜的、平行移動(dòng)的，因此，太陽光只能直射在地球上南北緯23°26之間的地方，太陽光直射范圍的周期性變動(dòng)，就形成了四季的更替。所以說，地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)是疊加在一起的運(yùn)動(dòng)，地軸的空間指向始終不變，黃赤交角的始終不變是自

53、轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合，也決定了自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，即兩者是一種疊加運(yùn)動(dòng)。上圖是下圖中地軸的空間指向始終不變、黃赤交角始終不變的特寫圖，表示了地球在公轉(zhuǎn)軌道上的任何位置，地軸的空間指向和黃赤交角都是始終不變的。圖1.23太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)這幅圖說明了地球在公轉(zhuǎn)過程中，不僅有環(huán)繞太陽的運(yùn)動(dòng)，而且太陽直射點(diǎn)有南北回歸線間的往返運(yùn)動(dòng)。圖中繪有地軸、赤道和南北回歸線、紅色太陽線、春分和秋分、冬至和夏至。夏至和冬至兩點(diǎn)各與地心有一條連線，兩條連線之間有一夾角，這個(gè)夾角是閱讀該圖的關(guān)鍵，必須明白它的來源及其地理意義。圖中的夾角表示太陽光線在全球的直射弧度（范圍），這個(gè)直射弧度在赤道南、北各為23°

54、;26，共記46°52。黃赤交角的存在，決定了這個(gè)角的存在，當(dāng)?shù)厍蛭挥诠D(zhuǎn)軌道春分點(diǎn)時(shí)，陽光直射赤道（如圖所示）；隨著地球在公轉(zhuǎn)軌道上逐漸向夏至點(diǎn)移動(dòng)，陽光直射點(diǎn)也逐漸北移，當(dāng)?shù)厍蛭挥诠D(zhuǎn)軌道夏至點(diǎn)時(shí)，陽光直射點(diǎn)從赤道向北回歸線移動(dòng)的角度正好是黃赤交角的度數(shù)，超過黃赤交角度數(shù)的任何緯度帶都沒有陽光直射現(xiàn)象。因此，北緯23°26是陽光直射的最北的界線。當(dāng)?shù)厍驈墓D(zhuǎn)軌道的夏至點(diǎn)向秋分點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，陽光直射點(diǎn)也從北緯23°26向赤道方向移動(dòng)，地球位于秋分點(diǎn)時(shí)，陽光正好直射赤道（如圖所示）。當(dāng)?shù)厍驈墓D(zhuǎn)軌道的秋分點(diǎn)向冬至點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，陽光直射點(diǎn)也相應(yīng)地從赤道向南移動(dòng)，地球位于冬至

55、點(diǎn)時(shí)，陽光直射南緯23°26即南回歸線（如圖所示），陽光直射點(diǎn)從赤道向南回歸線移動(dòng)的角度正好是黃赤交角的度數(shù)，超過黃赤交角度數(shù)的任何緯度帶都沒有陽光直射現(xiàn)象。因此，南緯23°26是陽光直射最南的界線。所以，黃赤交角的存在決定了陽光在地球上直射的范圍，圖中的夾角正好反映了陽光在地球上直射的弧度范圍即緯度帶。以后，隨著地球在公轉(zhuǎn)軌道上位置不斷地從春分點(diǎn)夏至點(diǎn)秋分點(diǎn)冬至點(diǎn)春分點(diǎn)的周期運(yùn)動(dòng)，陽光直射點(diǎn)也往返于南、北回歸線之間。陽光直射點(diǎn)在赤道、南北回歸線之間周期性的往返運(yùn)動(dòng)，稱為太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)，其周期為365日5時(shí)48分46秒，人們稱這個(gè)周期為一個(gè)回歸年?；貧w年的存在，實(shí)際上

56、是由黃赤交角的存在決定的。黃赤交角的存在使太陽輻射具有緯度分異的規(guī)律，所以回歸年使全球各地正午太陽高度角和晝夜長短發(fā)生季節(jié)性變化，從而形成了春、夏、秋、冬四季的遞變和五帶的劃分。因此，回歸年又稱“季節(jié)年”。圖1.24 晝半球和夜半球閱讀這幅圖時(shí)先要講清晝、夜弧、晨昏線（圈）等概念，然后從圖中認(rèn)識(shí)晝弧、夜弧、晨昏線（圈）等概念，說明這些概念只是靜態(tài)地表述了地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的現(xiàn)象。閱讀這幅圖時(shí)還要指出區(qū)分晝與夜的標(biāo)準(zhǔn)是太陽高度。在晝弧上太陽高度永遠(yuǎn)大于零，在夜弧上太陽高度永遠(yuǎn)小于零，在晨昏線（圈）上太陽高度等于零。太陽高度日變化的周期為24小時(shí)。地球不停地自轉(zhuǎn)，晝夜也就不斷地更替，晝夜更替的周期就

57、是太陽高度日變化的周期，這個(gè)周期就是一個(gè)太陽日。實(shí)際上，地球有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)也有公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，自轉(zhuǎn)周期短，公轉(zhuǎn)周期長，這就造成了地球上晝半球和夜半球在不斷地更替，從這個(gè)意義上看。晝夜更替是地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的合成結(jié)果。這種閱讀方式就是在靜態(tài)的晝半球和夜半球圖上，疊加了動(dòng)態(tài)思維。圖1.25 長江三角洲的發(fā)育閱讀這幅圖時(shí)不要走入誤區(qū)，去講科里奧利力（地轉(zhuǎn)偏向力）的形成與特點(diǎn)等，而要利用科里奧利力來說明地理環(huán)境中的某些現(xiàn)象就行了。作為教師應(yīng)該明白科里奧利力的產(chǎn)生和對(duì)地理環(huán)境的影響。科里奧利力是在轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的慣性力之一。當(dāng)物體在作為參考系的轉(zhuǎn)動(dòng)物體上運(yùn)動(dòng)時(shí)才出現(xiàn)。如地球是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體，當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了作用于

58、運(yùn)動(dòng)物體的力，這個(gè)力就是科里奧利力，也稱地轉(zhuǎn)偏向力，這種力只是在物體相當(dāng)于地面有運(yùn)動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生，物體靜止時(shí)消失?？评飱W利力的方向同物體運(yùn)動(dòng)的方向想垂直，它只能改變物體運(yùn)動(dòng)的方向，不能改變物體運(yùn)動(dòng)的速率。在有自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的地球上，當(dāng)物體相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)時(shí)，在北半球科里奧利力指向物體運(yùn)動(dòng)方向的右方，使物體向原來運(yùn)動(dòng)方向之左偏轉(zhuǎn)?？评飱W利力的大小可用下面的公式表示：D=2Vsin式中V為運(yùn)動(dòng)物體的速度，為地球自轉(zhuǎn)角速度，為運(yùn)動(dòng)物體所在緯度。從公式中也可以看出運(yùn)動(dòng)物體的速度決定科里奧利力的大小，當(dāng)物體靜止不動(dòng)時(shí)，V等于零，科里奧利力也等于零。從式中也可以看出，地球表面某一點(diǎn)的角速度和緯度的正弦值的乘積，只影響

59、運(yùn)動(dòng)物體的方向，而不影響其速率?？评飱W利力的大小與運(yùn)動(dòng)物體的速度和所在緯度的正弦成正比。赤道上的科里奧利力為零。利用公式很容易得出科里奧利力對(duì)氣團(tuán)、洋流、流水的運(yùn)動(dòng)方向和其他許多自然現(xiàn)象有著明顯的影響。因此，圖1.25中長江水多沖刷右岸，使左岸即長江北岸三角洲、沼澤地及邊灘連成一片。圖1.26 二分二至全球的晝長和正午太陽高度分布這幅圖是典型的日照?qǐng)D，也就是人們常說的太陽光線照射在地球表面所形成的白晝和黑夜的分布圖。日照?qǐng)D集地球基礎(chǔ)知識(shí)于一圖，集地理學(xué)科思維特色于一圖，集地理學(xué)科基本技能訓(xùn)練于一圖，因此，指導(dǎo)學(xué)生閱讀日照?qǐng)D就顯得格外重要了。常見的日照?qǐng)D，它是最常見的日照?qǐng)D，如教材中圖1.26中的三幅。球面日照?qǐng)D又以其表示的范圍等又可分為側(cè)視日照?qǐng)D（如圖1.26中的三幅）和極視日照?qǐng)D（如上圖中的三幅）兩種。有時(shí)為了教學(xué)的需要，還有各種各樣