地球的宇宙環(huán)境恒星和星系

地球的宇宙環(huán)境恒星和星系第一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity第三節(jié)恒星和星系天文學的研究對象：天文學的研究對象是天體。它研究天體的位置和運動、研究它們的化學組成、物理狀態(tài)和過程，研究它們的結(jié)構(gòu)和演化規(guī)律，研究如何利用關于天體的知識造福人類。四方上下曰宇，往古來今曰宙。（戰(zhàn)國《尸子》）空間時間天文學概說第二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五學科體系按研究方法分天體測量學：研究和測定各類天體的位置和運動，建立天球參考系等。天體力學：研究天體的空間運動規(guī)律。天體物理學：研究天體的引力場、磁場、輻射等現(xiàn)象和規(guī)律。按觀測手段分光學天文學射電天文學紅外天文學空間天文學第三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五作用為人類提供準確的時間，為測繪、航空、航海服務；天體力學知識提供了人造衛(wèi)星軌道計算方法，促進航天技術的發(fā)展；天體物理學研究并預報太陽活動的變化規(guī)律，對人類有重大意義；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。第四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity圖2-1恒星的空間速度及其兩個分量：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)光的球形或類似球形的天體。恒星空間速度的兩個分量：視向速度和切向速度第五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五恒星自行 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每年1″。圖2-2北斗七星的自行及形狀變化EastChinaNormalUniversity第六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五二、恒星的亮度與光度恒星的發(fā)光恒星演化史上某個階段的現(xiàn)象；要有巨大的質(zhì)量。發(fā)光強度、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—絕對星等M第七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五恒星的亮度和視星等亮度：是指地球上的受光強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星等有零和負值，數(shù)字越小，亮度越大。星等以等差級數(shù)增大，亮度以等比級數(shù)遞減。例：太陽的亮度-26.74等，是一等星亮度的(2.512)27.74=1300億倍。第八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity假設有兩個恒星,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。第九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五圖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十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity光度和絕對星等標準距離10秒差距下的恒星亮度稱絕對亮度，其星等稱絕對星等。視星等、絕對星等和天體距離的關系第十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五設EM表示絕對亮度，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第十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五兩邊取對數(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）只要測定恒星的絕對星等，便可求知該星的距離。EastChinaNormalUniversity第十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五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；光譜中的吸收線和發(fā)射線反映恒星化學組成(化學組成大同小異,主要成分是氫)。第十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五恒星光譜型按溫度遞減的順序分為七類

第十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五第十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五恒星的周年視差：當日地連線（即地球軌道半徑）同星地連線相垂直時（這種情況每年有二次），同一恒星的視差位移達到極大值。這個極大值被稱為該恒星的周年視差，或簡稱年視差。四、恒星的距離恒星視差視差測距原理恒星視差第十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五恒星的距離：

秒差距秒差距：π＝1″時的距離若以秒差距為長度單位，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。第十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五天文學常用的距離單位

—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光年第十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity五、恒星的多樣性單星，雙星，星團變星，新星，超新星巨星，超巨星，白矮星脈沖星，中子星第二十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五光譜-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，以它的光度（或絕對星等）為縱坐標，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。太陽位于主星序的中部，可見它是一顆很典型的恒星。圖2-4光譜-光度圖第二十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五第二十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五圖2-5恒星大小的比較EastChinaNormalUniversity第二十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五六、恒星的演化

現(xiàn)代天體物理學最大的成就之一就是基本上說明了恒星演化和元素演化兩個重要問題。發(fā)生→發(fā)展→衰亡→轉(zhuǎn)化EastChinaNormalUniversity第二十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五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→向赫羅圖上某個主序位置移動。質(zhì)量愈大，收縮愈快，達到主序的位置愈高（溫度高，光度大）。第二十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity恒星“移到”主序后，內(nèi)部溫度高到足以發(fā)生熱核反應的程度→熱核反應代替引力收縮成為主要能源→溫度升高，熱運動加快，恒星膨脹，排斥力足以同引力相抗衡→恒星停止收縮，長期穩(wěn)定依靠熱核反應進行輻射。一顆恒星在主序中的時間，占去其“生命”的大半輩子；且在主序上逗留的時間，取決于其質(zhì)量的大小→質(zhì)量愈大,引力愈強→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。第二十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity熱核反應是在恒星的中心區(qū)域進行的，那里的氫核燃料最先燃盡，逐漸形成一個由氦組成的核，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，并釋放大量能量。結(jié)果，恒星的核心收縮（變得愈來愈致密和熾熱），外層膨脹（溫度降低而光度增大），成為一個非常巨大的具有“熱”核的“冷”星。從而恒星離開主星序，進入紅巨星區(qū)域——生命的“晚年”。第二十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五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1億攝氏度時開始進行由氦核聚為碳核的新一輪熱核反應；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”，一旦核反應終止，對引力的抗衡全線崩潰→自行坍塌。第二十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity紅巨星收縮時，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。第二十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五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倍太陽質(zhì)量），便會“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）。超過這個限度，甚至連核力也將在引力前面低下頭來，中子也會崩塌，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”。第三十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity恒星在核能耗盡后，如質(zhì)量仍超過2倍的太陽質(zhì)量，則平衡態(tài)不再存在，星體將無限收縮。連核力也將在引力作用前面低下頭來，中子也會坍塌，形成所謂的“黑洞”。目前沒有密度大于1015克/厘米3的物質(zhì)的實驗數(shù)據(jù)，無法推測星體的具體結(jié)構(gòu)，但根據(jù)理論可以推斷：星體的半徑將愈來愈小，密度將愈來愈大，終于達到臨界點→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。第三十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity星系一、銀河與銀河系同一事物的兩個不同現(xiàn)象銀河系是以銀河命名的星系（形似圓盤）；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：大約是太陽質(zhì)量的1400億倍；星數(shù)：1～2千億顆。第三十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity銀河系結(jié)構(gòu)銀河系主體：圓盤體（直徑約8萬光年）和銀暈；圓盤體：核球和銀盤；核球中心：銀核；銀核中心：銀心。第三十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五圖2-6銀河系結(jié)構(gòu)俯視圖：圖中十字符號代表銀心；三條短黃線是太陽附近的三條旋臂圖2-7銀河系結(jié)構(gòu)側(cè)視圖圖中紅點代表太陽）EastChinaNormalUniversity第三十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity二、太陽在銀河系中的位置和運動位于銀道面附近。銀河為周天的環(huán)帶。太陽在銀河系內(nèi)偏距銀盤的一側(cè)，向銀心所在方向，太陽距銀盤邊緣約6.4萬光年；向銀心相反方向，太陽距銀盤邊緣約1.6萬光年。太陽在銀河系中的的運動相對于銀心的旋轉(zhuǎn)，其速度為250km/s，繞轉(zhuǎn)周期為2.5億年；相對于鄰近恒星的運動：太陽系以20km/s的速度向武仙座方向（近織女星）前進，此方向所指的點謂之奔赴點。第三十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五三、河外星系河外星系星系群星系團總星系EastChinaNormalUniversity第三十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五天體系統(tǒng)層次總星系（宇宙）超星系團本超星系團星系群、星系團本星系群河外星系銀河系太陽系其它恒星系四、宇宙第三十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity科學宇宙：指總星系時間上有起源、空間上有邊界；大爆炸宇宙學：在宇宙膨脹理論的基礎上發(fā)展起來。第三十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity哲學宇宙宇宙無限；空間無限：無邊無際（無邊界，形狀和中心）；時間無盡：無始無終（無起源，年齡和壽命）。第三十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity大爆炸宇宙學（1929年）

（Big-bangcosmology）：在宇宙膨脹理論的基礎上發(fā)展起來。主要觀點：宇宙有一段由熱到冷的演化史。在這個時期里，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，叢密到稀的過程如同一次規(guī)模巨大的爆發(fā)。第四十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity大爆炸的整個過程：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質(zhì)密度也相當大，整個宇宙體系達到平衡。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)。第四十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity但因為整個體系在不斷膨脹，結(jié)果溫度在不斷下降。當溫度降到10億度左右時，中子開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元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度后，早期形成化學元素的過程結(jié)束。第四十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity這時，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。當溫度下降到幾千度時，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。第四十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity大爆炸模型能統(tǒng)一地解釋以下幾個觀測事實：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比溫度下降至今天這一段時間為短，即應小于200億年。各種天體年齡的測量證明了這一點。第四十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五注：2003年2月份，美國國家航空航天局曾向全世界公布他們有關宇宙年齡的研究成果。根據(jù)其公布的資料顯示，宇宙年齡應該為137億歲。2003年11月份，國際天體物理學研究小組宣稱，宇宙的確切年齡應該是141億歲。地球的形成大約是距今45億年。第四十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity觀測到河外天體有系統(tǒng)性的譜線位移，而且紅移與距離大體呈正比。如果用多普勒效應來解釋、那么紅移就是宇宙膨脹的反映。在各種不同天體上，氦豐度相當大，而且大都是30%。用恒星核反應機制不足以說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，則可以說明這一事實。第四十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity根據(jù)宇宙膨脹速度，以及氦豐度等，可以具體計算宇宙每一具體歷史時期的溫度。大爆炸理論的創(chuàng)始人之一的伽莫夫曾預言，今天的宇宙已經(jīng)很冷，只有絕對溫度幾度。1965年，在微波波段上，果然探測到具有熱輻射譜的微波背景輻射，溫度約3K。第四十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五

上述觀測事實無論在定性上還是在定量上都同大爆炸理論的預言相符。但是，在星系的起源和各向同性分布等方面，大爆炸宇宙學還存在著一些未解決的困難問題。EastChinaNormalUniversity五、天文新發(fā)現(xiàn)20世紀60年代天文學的“四大發(fā)現(xiàn)”：類星體、3K微波背景輻射、中子星、星際有機分子第四十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity第四節(jié)太陽和太陽系太陽一、太陽的距離、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33萬倍）第四十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity二、太陽的熱能、溫度和熱源太陽熱能太陽常數(shù)：8.16J/(cm2·min)；平均距離，太陽直射，大氣界外；太陽輻射總量：3.826×1026J/s；地球所得：1.74×1017J/s（占22億分之一）。第五十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五圖2-8推測出的太陽結(jié)構(gòu)與剖面示意圖EastChinaNormalUniversity太陽是我們惟一能觀測到表面細節(jié)的恒星。直接觀測到的是太陽的大氣層，它從里向外分為

光球→色球→日冕第五十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity太陽溫度根據(jù)太陽輻射熱量推算的溫度稱有效溫度；根據(jù)太陽輻射光譜測定的溫度稱輻射溫度；太陽光球溫度：5770K；太陽中心溫度：15000000K；色球溫度：100000K；日冕溫度：1500000K。第五十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity太陽熱源產(chǎn)熱過程：熱核反應（氫核聚變?yōu)楹ず耍划a(chǎn)熱方式：質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量；產(chǎn)能中心：在太陽核心。第五十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity四、太陽活動：太陽大氣各種變化的總稱（太陽“天氣變化”）黑子：擾動太陽的明顯標志。耀斑：擾動太陽的主要標志，對地球的影響最強烈。磁暴：電離層干擾。產(chǎn)生極光。第五十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五光球色球日冕厚度（km）約500約2000從色球頂部延伸至幾十（70）個太陽半徑處內(nèi)冕：色球頂部到0.3太陽半徑處外冕溫度

6800K（底部）～4500K（頂部）

4500K～12萬K(頂部)可達100萬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)（太陽大氣）第五十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五光球色球日冕主要特征米粒組織（直徑300km到1000km之間）黑子：具有強磁場的旋渦，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)域太陽風：從太陽射出的高能粒子流備注11年的周期日全食時觀測色球望遠鏡觀測日全食時觀測。日冕儀（人造日全食）第五十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五米粒組織第五十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五太陽黑子第五十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五日珥第五十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五太陽系

太陽系是由中心天體太陽及其巨大引力作用下，環(huán)繞太陽運行的行星、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)。第六十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五一、太陽系的發(fā)現(xiàn)

地心說日心說EastChinaNormalUniversity圖2-9以地球和行星共同繞太陽運動來解釋行星的視行，這是哥白尼日心說的精髓第六十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity開普勒行星運動定律第一定律（軌道定律）：行星軌道都是橢圓；太陽位于橢圓的焦點之一；第二定律（面積定律）：行星向徑在軌道平面上掃過的面積與時間成正比，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第六十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity圖2-10開普勒第二定律：面速度不變第一牛頓用萬有引力定律，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的平均距離（即各自軌道的半長軸）第六十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity開普勒認為，行星單純繞太陽中心運動；牛頓認為，行星和太陽都繞它們的共同質(zhì)心；質(zhì)心的位置取決于二者的質(zhì)量比。開普勒廓清了行星軌道的幾何特征，指出了行星怎樣運動；獲得了“天空立法者”的美譽；牛頓解釋了行星運動的物理原因，回答了行星為什么這樣運動。至此太陽系理論完全確立。第六十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity二、太陽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。第六十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五關于太陽系內(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：圍繞太陽運轉(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。太陽系小天體定義：圍繞太陽運轉(zhuǎn)但不符合行星和矮行星條件的物體。第六十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity三、行星按照軌道位置劃分以地球為界分為地內(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)劃分類地行星和類木行星：類地行星：水星，金星，地球，火星距太陽較近，質(zhì)量較小，平均密度高，以重物質(zhì)為主，溫度高；類木行星：木星，土星，天王星，海王星，離太陽較遠，質(zhì)量大，平均密度低，以輕物質(zhì)為主，溫度低。第六十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五八大行星的軌道EastChinaNormalUniversity圖2-11行星的軌道大小第六十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五水星Mercury水星繞太陽一周只需87.969個地球日，而它自轉(zhuǎn)一圈為58.6462個地球日。它的地表溫度最高為610k，最低為零下150k。

第六十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五金星Venus金星和地球在大小、質(zhì)量、密度和重量上非常相似。第七十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五金星上沒有海洋，它被厚厚的主要成份為二氧化碳的大氣所包圍，一點水也沒有。它的云層是由硫酸微滴組成的。在地表，它的大氣壓相當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”，金星地表的溫度高達482攝氏度左右。金星上的一天相當于地球上的243天，比它225天的一年還要長。金星是自東向西自轉(zhuǎn)的，這意味著在金星上，太陽是西升東落的。指“啟明星”或“長庚星”，它是目前為止天空中最亮的星。第七十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五火星Mars火星是太陽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。

第七十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五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，氣溫最高為二十攝氏度，而在冬季，氣溫則可低達零下一百多攝氏度?；鹦巧辖?jīng)常有強風，因而常導致大范圍的塵暴。

雖然火星大氣中的水少得可憐，但科學家們發(fā)現(xiàn)，火星上的許多地區(qū)有被侵蝕的跡象，而且那縱橫交錯的河床似乎在告訴我們，火星上曾經(jīng)有過液態(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家們作出的解釋是，在火星的形成初期，這個星球被厚厚的二氧化碳云層所包裹，導致了強大的"溫室效應"，受太陽輻射后，火星表面的熱量被云層阻隔，無法散發(fā)到外層空間，使得氣溫升高，使水能以液態(tài)存在。那時的火星溫暖濕潤，可能孕育過生命。在火星的兩極有大量的固態(tài)二氧化碳，科學家們猜測，在這些巨大的冰蓋下面可能存在著固態(tài)的水。第七十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五木星Jupiter木星是太陽系中最大的行星。質(zhì)量是太陽系中其它行星質(zhì)量總合的兩倍多。它沒有固體外殼，它是一顆由液態(tài)氫組成的液態(tài)星球。第七十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五

木星核是由鐵和硅組成的固體核，溫度高達30000℃。液態(tài)的氫分子層與液態(tài)的金屬層合稱為木星幔。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40000千米，寬14000千米。

第七十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五土星Saturn土星是太陽系中唯一密度比水小的行星。是太陽系中衛(wèi)星最多的大行星，23顆。

第七十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五天王星Uranus天王星的赤道面與軌道面的傾角為97°55′以躺著的姿勢繞太陽運動。

第七十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五天王星還有結(jié)構(gòu)復雜的光環(huán)，它由至少20個亮環(huán)組成，亮環(huán)之間還夾雜著很多暗環(huán)。第七十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五海王星Neptune海王星是一個狂風呼嘯、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醒目的大黑斑，其形狀、相對位置和行星的大小比例竟與木星大紅斑類似。天文學家認為它也是一個大氣旋，是令人驚心動魄的風暴區(qū)。

第七十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五四、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)星的天體則被稱為矮行星。谷神星Ceres

冥王星Pluto

卡戎Charon

“2003UB313”(昵稱“齊娜”)第八十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五冥王星Pluto和卡戎Charon第八十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五第八十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五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行的冰物質(zhì)彗星的奇特外貌是它通過近日點前后的暫時現(xiàn)象哈雷彗星第八十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity圖2-13哈雷彗星的軌道5,200,000,000km第八十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五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)慧尾離子慧尾塵粒慧尾第八十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五六、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八十六頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五流星雨meteorshower第八十七頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五第八十八頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity七、太陽系起源的星云假說行星軌道的共同特征：同向性，共面性，近圓性星云假說的基本論點形成太陽系的物質(zhì)基礎是彌散星云；形成太陽系的動力來源是自引力。意義：在“僵化的自然觀上打開第一個缺口”（恩格斯語）。第八十九頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五2-16太陽系起源示意圖1太陽星云2星云變成扁球形3原始太陽和

圓環(huán)體4太陽和行星的形成5太陽系EastChinaNormalUniversity第九十頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五太陽通過熱核聚變，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600萬噸氫氣。就這樣再燃燒50億年以后，太陽將耗盡它的氫氣儲備，然后核區(qū)收縮，核反應將擴展發(fā)生到外部，那時它的溫度可高達1億多度，導致氦聚變的發(fā)生。以后太陽會極度膨脹，進入所謂"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，地球也會被"烤焦"，生命將無法繼續(xù)生存。隨著時間的推移，太陽會越來越快地耗盡它的全部核能燃料，步入風燭殘年，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1噸左右。白矮星沒有核反應，它是恒星核反應結(jié)束以后留下的殘骸，依靠收縮自己的體積來繼續(xù)輻射出微弱的能量，最后，太陽將成為一個無光無熱的"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。第九十一頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity月球據(jù)測定，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，視差為零；天體位于地平時，視差最大，稱為天體的地平視差第九十二頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五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第九十三頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五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，沒有水分，沒有生命第九十四頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五地月系一、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)心而運動（共同質(zhì)心在地球內(nèi)部位置的變化）第九十五頁，共一百零四頁，編輯于2023年，星期五EastChinaNormalUniversity月