天文基礎知識課件1

天文基礎知識恒星和星系太陽和太陽系月球和地月系天體1天文基礎知識恒星和星系太陽和太陽系月球和地月系天體1第一講恒星和星系恒星星系2第一講恒星和星系恒星星系2恒星的運動一、恒星恒星的距離恒星的發(fā)光和光譜恒星的亮度和光度星座的劃分恒星的多樣性恒星的概念恒星的演化3恒星的運動一、恒星恒星的距離恒星的發(fā)光和光譜恒星的亮度和光度恒星是由熾熱氣體組成的、能夠自身發(fā)光的球形或類似球形的天體。

質(zhì)量巨大在自引力作用下，呈球形或類球形中心溫度很高，通過核反應發(fā)射可見光

恒星的概念4恒星是由熾熱氣體組成的、能夠自身發(fā)光的球形或類似球形的天恒星的運動運動速度一般為幾十～幾百KM/S。

視向速度和切向速度

自行：由恒星運動引起的在地球上觀測角度的差異。

據(jù)測定，恒星的自行量均很小，最大的為巴納德星10″31/年，相當于從16KM外看3個硬幣的寬度。在已測定的30萬顆恒星的自行中，>1″/年只有400余顆，一般<0″1/年。

5恒星的運動運動速度一般為幾十～幾百KM/S。視向速度和切向視向速度和切向速度自行V視V切地球6視向速度和切向速度自行V視V切地球610萬年前10萬年后現(xiàn)在北斗七星的自行710萬年前10萬年后現(xiàn)在北斗七星的自行7恒星的距離距離的測定

——周年視差法天文學上的距離單位恒星的距離天文單位(A.U)：光年(L.Y)：秒差距(P.C)：日地平均距離。光在真空中一年所走的距離。周年視差為1秒的恒星距離。1A.U=1.496×108KM

1L.Y=9.5×1012KM

=63240AU1P.C=3.26LY=206265AU恒星距離（p.c）=1／周年視差（"）8恒星的距離距離的測定天文學上的距離單位恒星的距離天文單位(A周年視差示意圖基線視差1"1p.c周年視差：地球軌道半徑對于恒星的最大張角。9周年視差示意圖基線視差1"1p.c周年視差：地球軌道半徑對于有關(guān)天體的距離最近的恒星：4.22光年（半人馬座α）牛郎星：16光年織女星：26光年北極星：682光年10有關(guān)天體的距離最近的恒星：4.22光年（半人馬座α）10星座及其劃分星座的概念星座的劃分恒星的命名相互鄰近的恒星所組成的圖形及這個圖形所占據(jù)的區(qū)域

星座＋希臘字母

1928年，國際天文學聯(lián)合會將全天劃分為88個星座。

黃道天區(qū)12個，北天天區(qū)29個，南天天區(qū)47個主要星座11星座及其劃分星座的概念星座的劃分恒星的命名相互鄰近的恒星所組星座的由來12星座的由來12黃道12星座白羊座金牛座雙子座巨蟹座獅子座室女座天秤座天蝎座人馬座摩羯座寶瓶座雙魚座13黃道12星座白羊座金牛座雙子座巨蟹座獅子座室女座天恒星的命名14恒星的命名14主要星座春季星空夏季星空秋季星空冬季星空大熊座牧夫座室女座獅子座天鵝座天琴座天鷹座仙后座飛馬座仙女座仙王座獵戶座大犬座小犬座雙子座御夫座金牛座洪恩在線——天文大觀15主要星座春季星空夏季星空秋季星空冬季星空大熊座牧夫座室1616171718181919恒星的發(fā)光和光譜發(fā)光條件光譜型質(zhì)量發(fā)展階段不同光譜型的差別主要在于星光顏色，而星光的顏色代表著恒星溫度的高低。

光譜型顏色溫度(K)O藍3～5萬B藍白2萬A白1萬F黃白7500G黃6000K橙4500M紅300020恒星的發(fā)光和光譜發(fā)光條件光譜型質(zhì)量發(fā)展階段不同光譜型的差恒星的光譜光譜：不同波長的光波按波長順序排列成的一條光帶。光譜具有不同的類型。

21恒星的光譜光譜：不同波長的光波按波長順序排列成的一條光帶。2恒星的光譜型22恒星的光譜型22恒星的亮度和光度亮度和視星等光度和絕對星等亮度指恒星看上去的明亮程度，光度是恒星本身的發(fā)光強度。影響亮度的因素：恒星的光度恒星的距離影響光度的因素：恒星的溫度恒星的體積E1／E2＝d22／d12絕對星等：恒星距離為10秒差距時的視星等。

絕對星等和視星等的換算23恒星的亮度和光度亮度和視星等光度和絕對星等亮度指恒星看上去的視星等的由來古希臘學者喜帕恰斯根據(jù)肉眼觀測，將全天最亮的21顆星的亮度定為1等，將肉眼剛好能看到的星定為６等。介于其間的星按亮度大小分別定為2、3、4、5等。這便是古代的視星等。1２３４５6０-1…………7后人通過測定，１等星平均比６等星亮100倍。根據(jù)這個關(guān)系，人們推算出星等每相差１級，其亮度相差2.512倍。即：E1／E2＝2.512

ｍ2－ｍ１24視星等的由來古希臘學者喜帕恰斯根據(jù)肉眼觀測，將全天最亮的有關(guān)天體的視星等天體視星等太陽-26.74月亮-12.7金星-4天狼星-1.45北極星2肉眼可見的最暗星625有關(guān)天體的視星等天體視星等太陽-26.74月亮-12.7金星絕對星等和視星等的換算設一顆星，其距離為ｄ秒差距，視星等為ｍ，亮度為Em當其距離為10秒差距時，絕對星等為M，光度為EMEM／Em

＝2.512m－M

ＥM／Em

＝d2／102即：2.512m－M

＝d2／102（m－M）lg2.512＝lgd2

－lg1020.4（m－M）＝2lgd－2M＝ｍ＋５－５lgd兩邊取對數(shù)：26絕對星等和視星等的換算設一顆星，其距離為ｄ秒差距，視星等為ｍ恒星的多樣性雙星和星團變星巨星、超巨星、白矮星——組成數(shù)量的差異——光度的差異——體積的差異脈沖星和中子星27恒星的多樣性雙星和星團變星巨星、超巨星、白矮星——組成數(shù)量的雙星和星團雙星：空間距離接近，彼此之間具有力學上的聯(lián)系，相互環(huán)繞轉(zhuǎn)動的兩顆星。

星團：許多恒星集中分布在一個較小的空間，彼此具有物理聯(lián)系的恒星集團。

食雙星疏散星團球狀星團28雙星和星團雙星：空間距離接近，彼此之間具有力學上的聯(lián)系，相互北斗七星29北斗七星29金牛座中的雙星（兩星彼此相距45天文單位）30金牛座中的雙星（兩星彼此相距45天文單位）30疏散星團形態(tài)不規(guī)則包含幾十至二、三千顆恒星很容易用望遠鏡區(qū)分巨蟹座疏散星團金牛座昴星團球狀星團武仙座球狀星團，250萬顆恒星，2.5萬光年半人馬座球狀星團人馬座球狀星團球形或扁球形包含1～1000萬顆恒星星團中央十分密集31疏散星團形態(tài)不規(guī)則巨蟹座疏散星團金牛座昴星團球狀星團武仙座球變星有些恒星的光度在短時期內(nèi)會發(fā)生明顯的、特別是周期性的變化，這樣的恒星叫變星。脈動變星新星超新星恒星體積發(fā)生周期性膨脹或收縮引起的光度變化。

亮度在短時間內(nèi)（幾小時至幾天）突然劇增，然后緩慢減弱的一類變星。

爆發(fā)規(guī)模更大的變星，亮度的增幅為新星的數(shù)百至數(shù)千倍。

32變星有些恒星的光度在短時期內(nèi)會發(fā)生明顯的、特別是周期性的變化新星爆發(fā)1975年天鵝座新星爆發(fā)前后33新星爆發(fā)1975年天鵝座新星爆發(fā)前后331992年天鵝座新星的爆發(fā)341992年天鵝座新星的爆發(fā)34超新星爆發(fā)超新星1987A爆發(fā)前后1987A遺跡（1994.2）35超新星爆發(fā)超新星1987A爆發(fā)前后1987A遺跡（1994.1054年金牛座超新星爆發(fā)“至和元年（1054年）五月，晨出東方，守天關(guān)，晝見如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日?！?/p>

1731年，一位英國天文愛好者在這個位置上觀測到一個外形似螃蟹的天體，叫蟹狀星云。

361054年金牛座超新星爆發(fā)“至和元年（1054年）五月，晨出超巨星巨星、超巨星、白矮星赫羅圖恒星類型赫茲普龍羅素光度－溫度坐標圖溫度高低光度大小37超巨星巨星、超巨星、白矮星赫羅圖恒星類型赫茲普龍光度－溫度坐不同的恒星類型主序星巨星超巨星白矮星恒星的光度隨溫度的升高而增大溫度較低，但光度較同溫度的主序星大，說明該星體積很大溫度高低不一，但光度都較大，說明其體積均很大溫度很高，但光度較小，說明其體積小

38不同的恒星類型主序星巨星超巨星白矮星恒星的光度隨溫度的升高而脈沖星和中子星中子星由中子組成的恒星脈沖星實際上是具有強磁場的、快速自轉(zhuǎn)的中子星。周期性發(fā)出強烈的脈沖輻射脈沖星39脈沖星和中子星中子星由中子組成的恒星脈沖星實際上是具有強恒星的演化星云在引力作用下，不斷收縮，逐漸聚集成團，形成比較密集的氣體球。開始核反應，發(fā)射可見光。恒星的特點取決于恒星的質(zhì)量。恒星中心區(qū)域的核反應停止，外層的氫開始核反應，恒星膨脹。核反應完全中止，恒星迅速坍縮。依質(zhì)量不同，演化為矮星、中子星或黑洞恒星演化過程示意圖主序星階段巨星階段死亡階段原恒星階段恒星由星云（氣體和塵埃）凝聚而來。40恒星的演化星云在引力作用下，不斷收縮，逐漸聚集成團，形成比較質(zhì)量對主序星的影響質(zhì)量大的恒星參加核反應的物質(zhì)多，產(chǎn)生的能量大，故光度大，溫度高。大質(zhì)量恒星的核心溫度更高，核反應消耗氫的速度比較快，因此其生命歷程相對來說要短得多。影響恒星壽命的長短影響恒星溫度的高低41質(zhì)量對主序星的影響質(zhì)量大的恒星參加核反應的物質(zhì)多，產(chǎn)生的能量恒星的死亡較小質(zhì)量恒星較大質(zhì)量恒星巨星階段之后，恒星的外殼一直向外膨脹，形成行星狀星云。中心部分收縮為一顆密度極大的白矮星。經(jīng)歷超新星爆發(fā)，星體物質(zhì)大量拋射到宇宙空間，核心遺留下來兩種特殊形態(tài)的天體——中子星或黑洞。42恒星的死亡較小質(zhì)量恒星較大質(zhì)量恒星巨星階段之后，恒星的外殼一行星狀星云寶瓶座行星狀星云。天琴座環(huán)狀星云太陽的歸宿43行星狀星云寶瓶座行星狀星云。天琴座環(huán)狀星云太陽的歸宿43超新星遺跡金牛座超新星爆發(fā)后的遺跡——蟹狀星云。中部存在一顆極致密的中子星。44超新星遺跡金牛座超新星爆發(fā)后的遺跡——蟹狀星云。中部存在星云——恒星的誕生地獵戶座星云M16鷹狀星云45星云——恒星的誕生地獵戶座星云M16鷹狀星云45原恒星形成示意星云在引力作用下收縮星云碎裂繼續(xù)收縮為原恒星開始核反應進入主序階段46原恒星形成示意星云在引力作用下收縮星云碎裂繼續(xù)收縮為原恒星開獵戶座紅巨星太陽的未來47獵戶座紅巨星太陽的未來47太陽成為紅巨星后的地球景觀48太陽成為紅巨星后的地球景觀48恒星演化示意圖49恒星演化示意圖49二、星系

星系是由大量恒星和星云構(gòu)成的天體系統(tǒng)。銀河系河外星系星系命名星系分類宇宙的起源與演化50二、星系星系是由大量恒星和星云構(gòu)成的天體系統(tǒng)。銀河系河星系命名按所在星座命名按星表序號命名梅西耶星表：M31星云星團新總表：NGC224星云星團新總表(NewGeneralCatalogue)簡稱為NGC,共收錄7840個星云、星團和星系。后面的數(shù)字是天體在該表中的編號。仙女座星系51星系命名按所在星座命名按星表序號命名梅西耶星表：M31星云梅西耶星表梅西耶星云星團表（Messiercatalogue）由法國天文學家梅西耶編制，收錄天體109個，簡稱M。M后的數(shù)字是天體在該表中的編號，稱為梅西耶號數(shù)。CharlesMessier52梅西耶星表梅西耶星云星團表（Messiercatalogu星系的哈勃分類外形呈正圓形或橢圓形，中心亮，邊緣漸暗。

外形呈旋渦結(jié)構(gòu)，有明顯的核心，有幾條旋臂。外形沒有明顯的核心和旋臂，呈不規(guī)則的形狀。

旋渦星系不規(guī)則星系橢圓星系53星系的哈勃分類外形呈正圓形或橢圓形，中心亮，邊緣漸暗。外形橢圓星系按星系橢圓的扁率從小到大分別用E0-E7表示M87E1室女座M49E4室女座NGC205E6仙女座NGC3115E7六分儀座M89E0室女座54橢圓星系按星系橢圓的扁率從小到大分別用E0-E7表示M87E旋渦星系中央無棒狀結(jié)構(gòu)的旋渦星系，用S表示中央有棒狀結(jié)構(gòu)的棒旋星系，用SB表示M65Sa獅子座M66Sb獅子座M51Sc獵犬座M95SBb獅子座M109SBc獅子座M58SBa室女座55旋渦星系中央無棒狀結(jié)構(gòu)的旋渦星系，用S表示M65Sa獅子座M不規(guī)則星系不規(guī)則星系中含有更多的塵埃和氣體，用Irr表示大麥哲倫星系56不規(guī)則星系不規(guī)則星系中含有更多的塵埃和氣體，用Irr表示大麥銀河系銀河系結(jié)構(gòu)：核球、銀盤、銀暈約2000億顆恒星1400億倍太陽質(zhì)量太陽在銀河系中的位置和運動距銀心2.4萬光年的銀道面附近

250KM/S的速度繞銀心旋轉(zhuǎn)，周期為2.5億年

57銀河系銀河系結(jié)構(gòu)：核球、銀盤、銀暈約2000億顆恒星太陽在銀銀河系結(jié)構(gòu)核球恒星最密集的區(qū)域直徑約1萬光年核球銀盤核球周圍的扁狀圓盤直徑約8萬光年銀盤銀暈銀盤周圍由較稀疏的恒星構(gòu)成的球體直徑10萬光年以上銀暈銀道面2.4萬ly58銀河系結(jié)構(gòu)核球恒星最密集的區(qū)域核球銀盤核球周圍的扁狀圓盤銀盤河外星系銀河系之外其他星系的統(tǒng)稱星系團：比星系群更加龐大的天體系統(tǒng)星系群：相互鄰近的星系結(jié)合而成本星系群總星系：目前觀測工具所能察覺到的宇宙空間銀河系的近鄰59河外星系銀河系之外其他星系的統(tǒng)稱星系團：比星系群更加龐大的天美國天文學家哈勃

1924年，哈勃準確測定出仙女座星云的距離，證明它是在銀河系之外的一個巨大、獨立的恒星集團。從此,仙女座星云改稱仙女座星系。60美國天文學家哈勃1924年，哈勃準確測定出仙女座星云的距幾個銀河系的近鄰大小麥哲倫星系

大麥哲倫星系小麥哲倫星系距離16萬光年19萬光年質(zhì)量1/20銀河系質(zhì)量1/100仙女座大星系，距離220萬光年大麥哲倫星系獵犬座星系M51室女座星系M10461幾個銀河系的近鄰大小麥哲倫星系仙女座大星系，距離220萬光年星系群62星系群62后發(fā)座星系團63后發(fā)座星系團63宇宙的起源與演化宇宙的含義宇宙演化模型大爆炸宇宙學簡介哲學——無限的宇宙科學——有限的宇宙穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型演化態(tài)宇宙模型伽莫夫1948年

演化過程

宇宙的未來

觀測證據(jù)64宇宙的起源與演化宇宙的含義宇宙演化模型大爆炸宇宙學簡介哲學—大爆炸演化過程100億度基本粒子10億度化學元素幾千度氣態(tài)物質(zhì)

宇宙的演化由熱到冷。在這個時期里，宇宙體系在不斷地膨脹，物質(zhì)密度從密到稀，如同一次規(guī)模巨大的爆發(fā)。65大爆炸演化過程100億度10億度幾千度宇宙的演化由熱到冷大爆炸理論的觀測證據(jù)天體的年齡星系的退行宇宙背景輻射各種天體的年齡都小于200億年哈勃定律：遠處的星系正急速地遠離我們而去，且星系退行速度與它們的距離成正比

自大爆炸至今，宇宙剩余的溫度大約為3k

66大爆炸理論的觀測證據(jù)天體的年齡星系的退行宇宙背景輻射各種天體宇宙的未來——取決于宇宙的質(zhì)量

沒有足夠的引力阻止膨脹，宇宙膨脹將永無止境。質(zhì)量足夠大——閉合的宇宙由此產(chǎn)生的巨大的引力會使得膨脹最終停止并接下來收縮，最終回復到大爆炸發(fā)生時的極高密度和極高溫度狀態(tài)。質(zhì)量不夠大——開放的宇宙67宇宙的未來——取決于宇宙的質(zhì)量沒有足夠的引力阻止膨脹，宇第二講太陽和太陽系太陽太陽系68第二講太陽和太陽系太陽太陽系68一、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）重力加速度：274m/s269一、太陽69

測定日地距離的第一步：通過小行星距離的測定，得a1-a

測定日地距離的第二步：按開普勒第三定律，二行星公轉(zhuǎn)周期的平方之比，等于它們同太陽距離的立方之比。設地球和小行星的公轉(zhuǎn)周期分別為T和TI，那么便有

測定日地距離的第三步：解二元一次方程組

推算出日地距離最新值為1.49597892×108km。

70測定日地距離的第一步：通過小行星距離的測定，得a1-太陽質(zhì)量測定：

mV2/R=J=F=GMm/R2M=RV2/G重力加速度：

g=F/m=GM/R271太陽質(zhì)量測定：71（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）。72（二）太陽的熱能、溫度和熱源72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。73太陽溫度73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。74太陽熱源74圖2-8推測出的太陽結(jié)構(gòu)與剖面示意圖（三）太陽結(jié)構(gòu)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75圖2-8推測出的太陽結(jié)構(gòu)與剖面示意圖（三）太陽結(jié)構(gòu)75（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。76（四）太陽活動：太陽大氣各種變化的總稱（太陽“天氣變化”）7777二、太陽系

太陽系是由太陽、八大行星及其衛(wèi)星、矮行星、太陽系小天體及行星際物質(zhì)組成的天體系統(tǒng)。太陽系的發(fā)現(xiàn)太陽系的組成太陽系的結(jié)構(gòu)和運動太陽系的起源78二、太陽系太陽系是由太陽、八大行星及其衛(wèi)星、矮行星、太陽太陽系的發(fā)現(xiàn)古代人對宇宙的認識托勒密的地心體系日心地動說的確立網(wǎng)站鏈接洪恩在線——天文學家79太陽系的發(fā)現(xiàn)古代人對宇宙的認識托勒密的地心體系日心地動說的確古代人對宇宙的認識從直觀上：

——地心說的萌芽地靜天動，地居中心地動天靜從運動的相對性上：

——地動說萌芽坐地觀天80古代人對宇宙的認識從直觀上：地靜天動，地居中心地動天靜從運動地心說的代表天如雞子，地如中黃。張衡：渾天說

地居中心，其他天體繞地球運轉(zhuǎn)。亞里士多德：地球中心說81地心說的代表天如雞子，地如中黃。張衡：渾天說地居中心，其從蓋天說到渾天說春秋時期蓋天說天在上地在下東漢時期渾天說天如雞子地如中黃82從蓋天說到渾天說春秋時期蓋天說天在上地在下東漢時期渾地動說的代表赫拉克里的斯阿里斯塔克《尚書·緯·考靈曜》“與其設想整個天穹在環(huán)繞大地旋轉(zhuǎn)，倒不如設想大地在繞著自己的軸線旋轉(zhuǎn)?！备鶕?jù)粗略的測量，得出“日比地大”的結(jié)論，從而斷定地球繞太陽運動。

地體雖靜，而終日旋轉(zhuǎn)，如人坐舟中，舟自行動，而人不自知。83地動說的代表赫拉克里的斯阿里斯塔克《尚書·緯·考靈曜托勒密的地心體系

公元二世紀，希臘天文學家托勒密，創(chuàng)立了完整的宇宙體系－－托氏地心體系。托氏地心體系要點從亞里士多德到托勒密亞里士多德：地球中心說阿波隆尼：本輪－均輪模型84托勒密的地心體系公元二世紀，希臘天文學家托勒密，創(chuàng)立了完整地球中心說圖示行星亮度的變化行星的逆行85地球中心說圖示行星亮度的變化行星的逆行85行星的逆行逆行西東86行星的逆行逆行西東86本輪－均輪模型本輪均輪西東87本輪－均輪模型本輪均輪西東87托氏地心體系要點地球靜止在宇宙中心宇宙有九重天原動天推動各層天自東向西作周日運動，同時各行星在自己的本輪上作勻速轉(zhuǎn)動除恒星天外，其余七重天又都有各自的與周日運動方向相反的運動月水金日火木土恒原動天對地心體系的評價88托氏地心體系要點地球靜止在宇宙中心宇宙有九重天原動天推動各層對地心體系的評價標志著人類認識宇宙的一個階段

符合直覺印象，比較好的解釋了行星的運動，是系統(tǒng)的總結(jié)前人對宇宙的認識后形成的一個完整的宇宙體系。后為歐洲中世紀教會所利用教會宣揚，上帝創(chuàng)造了日月星辰和人，并把人放在地球上，使地球居于宇宙的中心，其他的日月星辰均是為了地球而存在的。89對地心體系的評價標志著人類認識宇宙的一個階段符合直覺印象

科學只是教會恭順的婢女，它不能超越宗教信仰所規(guī)定的界線，因而根本不是科學。

——恩格斯《反杜林論》上帝創(chuàng)造世界時如果向我征求意見的話，天上的秩序可能安排得更好一些。90科學只是教會恭順的婢女，它不能超越宗教信仰所規(guī)定的界線，哥白尼（1473--1543）波蘭天文學家。通過近40年的觀測和研究，在1543年出版巨著《天體運行論》，徹底推翻了托勒密的地心體系，提出了新的宇宙體系——日心體系。91哥白尼（1473--1543）91日心地動說的確立哥白尼日心體系的要點太陽是宇宙的中心地球只是一顆行星，同其他行星一起繞太陽公轉(zhuǎn)日月星辰的東升西落是地球自轉(zhuǎn)的反映月球是地球的衛(wèi)星，每月繞地球一周，同時跟隨地球繞日公轉(zhuǎn)日心學說的發(fā)展布魯諾

伽利略

開普勒

牛頓92日心地動說的確立哥白尼日心體系的要點太陽是宇宙的中心地球只是月水金日火木土恒原動天地心體系圖示：水金火木土恒星天日心體系圖示：93月水金日火木土恒原動天地心體系圖示：水金火木土恒星天日心體系布魯諾（1548--1600）意大利哲學家

宇宙是無限的。在太陽系之外有著數(shù)不盡的世界，我們所看到的世界只是無限宇宙中非常渺小的一部分。太陽不是宇宙的中心，無限的宇宙根本沒有中心。

——《論無限宇宙及世界》（1584年）94布魯諾（1548--1600）意大利哲學家宇宙是無限的。伽利略(1564—1642)意大利天文學家。是用望遠鏡觀察天體并取得大量成果的第一人，被譽為“天空中的哥倫布”。

月亮并不象亞里士多德所說的那樣完美無缺；木星有四顆衛(wèi)星，它們繞木星而不是繞地球轉(zhuǎn)動；銀河是由大量恒星構(gòu)成的。

——《星界的報告》（1610年）95伽利略(1564—1642)意大利天文學家。是用望遠鏡觀察天開普勒（1571--1630）德國天文學家。在丹麥皇家天文學家第谷大量觀測資料的基礎上，開普勒總結(jié)出行星運動的三大定律，為人們描繪出行星運動的軌道，被譽為“天空立法者”。行星劃出一個以太陽為焦點的橢圓；由太陽到行星的矢徑在相等的時間內(nèi)劃出相等的面積；行星公轉(zhuǎn)周期的平方與它同太陽距離的立方成正比。

——《哥白尼天文學概論》（1618年）96開普勒（1571--1630）德國天文學家。在丹麥皇家天文學牛頓（1642--1727）英國科學家。發(fā)明了微積分；發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律；系統(tǒng)總結(jié)了物體運動三大定律；發(fā)明了反射式望遠鏡。

如果我比別人看得遠些，那是因為我站在巨人們的肩上。利用萬有引力定律，英國的亞當斯和法國的勒維耶計算出當時上不為人們所知的海王星軌道，被稱作“筆尖上的發(fā)現(xiàn)”。97牛頓（1642--1727）英國科學家。發(fā)明了微積分；發(fā)現(xiàn)了哥白尼的太陽系學說有三百年之久，一直是一種假說，這個假說盡管有99%、99.9%、99.99%的可靠性，但畢竟是一種假說。而當勒維耶從這個太陽系學說所提供的數(shù)據(jù)，不僅推算出還存在一個尚未知道的行星，而且還推算出這個行星在太空中的位置的時候，當后來伽烈確實發(fā)現(xiàn)這個行星的時候，哥白尼的學說就被證實了。

——恩格斯98哥白尼的太陽系學說有三百年之久，一直是一種假說，這個假說第谷的宇宙體系（1546-1601）99第谷的宇宙體系（1546-1601）99木星及其衛(wèi)星100木星及其衛(wèi)星100木星及木衛(wèi)一101木星及木衛(wèi)一101木衛(wèi)一經(jīng)過木星上空102木衛(wèi)一經(jīng)過木星上空102木衛(wèi)一（左）和木衛(wèi)二（右）103木衛(wèi)一（左）和木衛(wèi)二（右）103海盜1號拍攝的伽利略衛(wèi)星104海盜1號拍攝的伽利略衛(wèi)星104太陽系的組成◆太陽◆八大行星及其衛(wèi)星◆矮行星◆小天體◆行星際物質(zhì)網(wǎng)站鏈接行星定義105太陽系的組成◆太陽◆八大行星及其衛(wèi)星◆矮行星◆小天體行星定義及其他行星圍繞太陽運轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀、并且能清除其軌道附近其他物體的天體。矮行星與行星同樣具有足夠質(zhì)量，呈圓球狀，但不能清除其軌道附近其他物體的天體。小天體圍繞太陽運轉(zhuǎn)但不符合上述條件的天體。包括小行星、彗星、流星體等106行星定義及其他行星圍繞太陽運轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛體力而使八大行星及其分類水星金星地球火星木星土星海王星天王星107八大行星及其分類水星金星地球火星木星土星海王星天王星107水星（Mercury）離太陽最近質(zhì)量和體積較小與太陽角距離不超過280

沒有衛(wèi)星與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期0.4AU88日59日赤道與軌道夾角半徑質(zhì)量280

1/3地球6%地球108水星（Mercury）離太陽最近質(zhì)量和體積較小與太陽角距離不水星日出在水星上觀察到的太陽的視半徑會超過地球上的兩倍

109水星日出在水星上觀察到的太陽的視半徑會超過地球上的兩倍水星與地球的比較由于質(zhì)量較小，水星大氣非常稀薄，表面溫度變化十分劇烈，白天可高達4200C以上，夜晚則下降為-1700C以下。110水星與地球的比較由于質(zhì)量較小，水星大氣非常稀薄，表面溫度水星與太陽的角距離示意圖1973年，美國發(fā)射了水手10號宇宙飛船，對水星進行近距探測，發(fā)回大量有關(guān)信息，讓我們清晰的看到水星的地表形態(tài)。

111水星與太陽的角距離示意圖1973年，美國發(fā)射了水手10號宇宙水星地表南極附近直徑約100km的隕石坑112水星地表南極附近直徑約100km的隕石坑112金星（Venus

）濃密的大氣逆向自轉(zhuǎn)沒有衛(wèi)星與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期0.7AU225日243日赤道與軌道夾角半徑質(zhì)量1770

95%地球80%地球113金星（Venus）濃密的大氣逆向自轉(zhuǎn)沒有衛(wèi)星與日距離公轉(zhuǎn)周金星與地球的比較金星的質(zhì)量、大小與地球十分相似，所以被稱為地球的“姊妹星”?；谶@些，人們曾經(jīng)想象金星的環(huán)境也許和地球相似，但實際上金星與地球差異很大。

114金星與地球的比較金星的質(zhì)量、大小與地球十分相似，所以被稱被濃密云層遮掩的金星金星濃厚的CO2大氣造成強烈的溫室效應，其表面溫度高達4500C。115被濃密云層遮掩的金星金星濃厚的CO2大氣造成強烈的溫室效應，火星（Mars）寒冷干燥火星探測火星的衛(wèi)星與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期1.5AU1.88年24時37分赤道與軌道夾角半徑質(zhì)量240

?地球10%地球116火星（Mars）寒冷干燥火星探測火星的衛(wèi)星與日距離公轉(zhuǎn)周期自火星與地球的比較

盡管火星的體積、質(zhì)量都比地球小，大氣層比地球稀薄，但卻有著和地球相似的晝夜長短和季節(jié)變化。是太陽系中與地球最相似的一顆行星。117火星與地球的比較盡管火星的體積、質(zhì)量都比地球小，大氣層比荒涼的火星地表118荒涼的火星地表118火星探測最早的火星空間探測器是美國水手4號飛船，1965年飛臨火星，首次發(fā)現(xiàn)火星表面的環(huán)形山。最早登陸火星的是美國海盜號飛船探測器，1976年降落火星表面，測繪了詳盡的火星表面圖。2004年美國發(fā)射的勇氣號和機遇號探測器，在火星表面找到了曾經(jīng)存在過水的證據(jù)。

119火星探測最早的火星空間探測器是美國水手4號飛船，1965年飛火星上的“藍莓果”美國宇航局的科學家通過機遇號發(fā)回的信息認為這些鑲嵌在火星巖層上的小石球其主要成分是赤鐵礦，而赤鐵礦主要是在有水的環(huán)境下形成的。

120火星上的“藍莓果”美國宇航局的科學家通過機遇號發(fā)回的信息認為火衛(wèi)一、二121火衛(wèi)一、二121木星（Jupiter）液態(tài)星球色彩分明的條紋昏暗的木星環(huán)木星的衛(wèi)星與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期5.2AU11.9年9時50分赤道與軌道夾角半徑質(zhì)量30

11地球318地球122木星（Jupiter）液態(tài)星球色彩分明的條紋昏暗的木星環(huán)木星木星上色彩分明的條紋大紅斑123木星上色彩分明的條紋大紅斑123木星結(jié)構(gòu)由氫和氦組成的1000多千米厚的大氣層

由氫組成的液態(tài)氫的海洋

由鐵和硅組成的固體核

124木星結(jié)構(gòu)由氫和氦組成的1000多千米厚的大氣層由氫組成的大紅斑旅行者2號1979年拍攝的大紅斑大紅斑是木星大氣中一團激烈旋轉(zhuǎn)的上升氣流，已經(jīng)持續(xù)了幾百年125大紅斑旅行者2號1979年拍攝的大紅斑大紅斑是木星大氣中一團木星光環(huán)1979年旅行者號拍攝126木星光環(huán)1979年旅行者號拍攝126木星及其伽利略衛(wèi)星木星目前已知有58個衛(wèi)星。按發(fā)現(xiàn)的先后次序編號木衛(wèi)一～四是4顆最大也是最亮的衛(wèi)星，由伽利略用望遠鏡首先發(fā)現(xiàn)

127木星及其伽利略衛(wèi)星木星目前已知有58個衛(wèi)星。按發(fā)現(xiàn)的先后土星(Saturn)與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期10AU29.5年10時14分赤道與軌道夾角半徑質(zhì)量260

10地球95地球美麗的光環(huán)密度最小眾多的衛(wèi)星128土星(Saturn)與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期10AU29.土星的光環(huán)129土星的光環(huán)129土星的衛(wèi)星已知有33顆衛(wèi)星。其中土衛(wèi)六最大，半徑超過了水星。土衛(wèi)六和土衛(wèi)二是太陽系中擁有濃密大氣的衛(wèi)星。

土星探測130土星的衛(wèi)星已知有33顆衛(wèi)星。其中土衛(wèi)六最大，半徑超過了水土星探測

由NASA和ESA聯(lián)合發(fā)射的“卡西尼-惠更斯”號探測器2004.7進入土星軌道。131土星探測由NASA和ESA聯(lián)合發(fā)射的“卡西尼-惠更斯天王星（Uranus

）躺著自轉(zhuǎn)昏暗的環(huán)眾多的衛(wèi)星與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期20AU84年24±3時赤道與軌道夾角半徑質(zhì)量980

4地球15地球132天王星（Uranus）躺著自轉(zhuǎn)昏暗的環(huán)眾多的衛(wèi)星與日距離公天王星光環(huán)“旅行者”拍到的天王星環(huán)1977年在天王星掩食恒星的觀測中首先發(fā)現(xiàn)。1986年，“旅行者2號”飛掠天王星時，又發(fā)現(xiàn)了天王星其他的環(huán)。1997年，哈勃望遠鏡更清晰的拍攝了天王星的環(huán)。

133天王星光環(huán)“旅行者”拍到的天王星環(huán)1977年在天王星掩食恒星天王星光環(huán)與衛(wèi)星哈勃望遠鏡拍攝的照片中更清晰的顯示了天王星的環(huán)，并且還拍攝到天王星周圍的8顆衛(wèi)星。134天王星光環(huán)與衛(wèi)星哈勃望遠鏡拍攝的照片中更清晰的顯示了天王星的天王星的衛(wèi)星目前已證實了天王星有20顆衛(wèi)星。135天王星的衛(wèi)星目前已證實了天王星有20顆衛(wèi)星。135海王星（Neptune

）與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期30AU165年24±4時赤道與軌道夾角半徑質(zhì)量290

4地球17地球暗淡的環(huán)活躍的大氣層8顆衛(wèi)星136海王星（Neptune）與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期30AU1活躍的大氣層海王星上的白云大黑斑哈勃中的海王星1994.10.101994.10.181994.11.11137活躍的大氣層海王星上的白云大黑斑哈勃中的海王星1994.10暗淡的海王星環(huán)138暗淡的海王星環(huán)138海王星的衛(wèi)星海衛(wèi)一——泰坦海衛(wèi)一地平線上的海王星139海王星的衛(wèi)星海衛(wèi)一——泰坦海衛(wèi)一地平線上的海王星139冥王星（Pluto

）與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期40AU248年6日赤道與軌道夾角半徑質(zhì)量600

1/5地球0.24%地球偏心率很大的公轉(zhuǎn)軌道只有一顆衛(wèi)星——卡戎140冥王星（Pluto）與日距離公轉(zhuǎn)周期自轉(zhuǎn)周期40AU248畫家筆下的冥王星畫家筆下的冥王星地貌，左面小圓點是太陽，天上是冥衛(wèi)卡戎1500km1200km141畫家筆下的冥王星畫家筆下的冥王星地貌，左面小圓點是太陽，天上海王星與冥王星軌道示意圖142海王星與冥王星軌道示意圖142八大行星的分類水金地火木土天海按地球軌道的位置________地內(nèi)行星___________________

地外行星水金地火木土天海按小行星帶的位置________________(帶)內(nèi)行星水金地火木土天海按物理性質(zhì)類地行星和類木行星巨行星(帶)外行星_______________

遠日行星143八大行星的分類水金地火木土天衛(wèi)星數(shù)目表面溫度光環(huán)密度體積質(zhì)量行星類木行星類地行星水金地火木土天海較小較大較小較大較高較低無有較高較低少多少較低無較低較小較小冥王星類地行星和類木行星144衛(wèi)星數(shù)目表面溫度光環(huán)密度體積質(zhì)量行星類木行星類地行星水金地火矮行星PlutoCeres2003UB313Eris145矮行星PlutoCeres2003UB313Eris145冥王星人們搜索冥王星的最初目標，是為了解釋天王星軌道的異動。由于海王星只能部分解釋天王星實際軌道與預測軌道的差異，19世紀末的天文學家猜測，在海王星的軌道范圍之外，還應該有一個未知天體，它的引力干擾著天王星的運動。146冥王星人們搜索冥王星的最初目標，是為了解釋天王星軌道的異動。冥王星及其衛(wèi)星卡戎1930年，美國天文學家湯博發(fā)現(xiàn)了這顆遠離太陽的未知天體，被命名為Pluto——冥王星。147冥王星及其衛(wèi)星卡戎1930年，美國天文學家湯博發(fā)現(xiàn)了這顆遠離備受質(zhì)疑的“大行星”與其他8顆行星相比，冥王星顯得過于特別。它非常小，比許多其他行星的衛(wèi)星還小，比如月球。

148備受質(zhì)疑的“大行星”與其他8顆行星相比，冥王星顯得過于特別。與眾不同的公轉(zhuǎn)軌道其他行星的軌道平面都與地球軌道平面基本一致，冥王星的軌道平面卻與其呈很大夾角（17o）。其他行星的軌道幾乎是完美的圓形，而冥王星的軌道是一個有很大偏心率的橢圓形

149與眾不同的公轉(zhuǎn)軌道其他行星的軌道平面都與地球軌道平面基本一致對太陽系邊緣的新認識柯伊伯帶的發(fā)現(xiàn)意味著，在海王星軌道之外、離太陽約50個天文單位的區(qū)域，并不是由冥王星占統(tǒng)治地位的空曠地帶，而有許多“居民”。近幾年來人們不斷發(fā)現(xiàn)更大的柯伊伯帶天體，其中2003UB313甚至比冥王星還要大。

150對太陽系邊緣的新認識柯伊伯帶的發(fā)現(xiàn)意味著，在海王星軌道之外、冥王星失去行星地位2006.8.24，國際天文學聯(lián)合會第26屆大會投票決定，將冥王星列入“矮行星”。151冥王星失去行星地位2006.8.24，國際天文學聯(lián)合會第26小天體

小行星

彗星

流星體152小天體小行星彗星流星體152小行星

小行星是指那些圍繞太陽運轉(zhuǎn)但體積太小而不能稱之為行星的天體。最大的小行星直徑不過1000千米，而小的則只有幾百米。巖石物質(zhì)組成

形狀不規(guī)則體積小特點火星和木星軌道之間分布153小行星小行星是指那些圍繞太陽運轉(zhuǎn)但體積太小而小行星帶分布示意圖154小行星帶分布示意圖154小行星照片155小行星照片155小行星Ida及其衛(wèi)星156小行星Ida及其衛(wèi)星156探測器拍攝到的小行星圖像157探測器拍攝到的小行星圖像157彗星

彗星在天空中不常見，因其外貌獨特，在西方稱之為發(fā)星，中國稱之為掃帚星。物質(zhì)組成：運動軌道：獨特結(jié)構(gòu)：由摻雜著塵埃的冰凍物質(zhì)組成偏心率很大的橢圓軌道彗核彗發(fā)彗尾158彗星彗星在天空中不常見，因其外貌獨特，在西方稱

哈雷（1656—1742），英國天文學家，格林尼治天文臺第二任臺長。1676年建立了南半球第一個天文臺，測編了包括341顆南天恒星的星表。1705年出版《彗星天文論說》一書，預言了將于1758年回歸的彗星同1456、1531、1607、1682年出現(xiàn)的是同一顆彗星。當這顆彗星于1758年重新出現(xiàn)時，哈雷已經(jīng)長眠于地下16年了。為紀念他，人們把這顆彗星命名為哈雷彗星。159哈雷（1656—1742），英國天文學家，格林尼治天文臺海爾—波普彗星1997年3月27日攝于意大利160海爾—波普彗星1997年3月27日攝于意大利160彗星的軌道

由于彗星軌道的偏心率很大，軌道十分扁長，所以彗星的繞轉(zhuǎn)周期很長。周期小于200年的即為短周期彗星。著名的哈雷彗星周期為76年，最近一次回歸是1986年。彗核3A.U彗發(fā)2A.U彗尾161彗星的軌道由于彗星軌道的偏心率很大，軌道十分彗星的結(jié)構(gòu)162彗星的結(jié)構(gòu)162流星體

流星體實質(zhì)上也是環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)的小型天體，其體積非常小。流星體闖入地球大氣層，在80—110千米高空與大氣摩擦燃燒而發(fā)出強光，便稱為流星。如果流星體在大氣層中沒有完全燃燒而墜落到地表，便是隕星。隕石：主要由硅酸鹽組成。占隕星的92.8%。隕鐵：主要由鐵、鎳金屬組成。占隕星的5.7%。石鐵隕星：介于二者之間。流星體流星隕星隕星的分類流星雨163流星體流星體實質(zhì)上也是環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)的小型天體吉林一號隕石1976年3月8日降落于吉林市郊。重達1770千克，是目前已知的最重的隕石，圖中標尺為30厘米。164吉林一號隕石1976年3月8日降落于吉林市郊。重達1770千隕星

顯微鏡下火星隕石的不尋常的管狀結(jié)構(gòu)，被認為是火星上曾經(jīng)存在生命的證據(jù)。

南極發(fā)現(xiàn)的隕石，其結(jié)構(gòu)與科學家估計的火星巖石十分相似。有人認為它來自火星。形成于180萬年前。

南極發(fā)現(xiàn)的隕鐵，含有大量的鐵和鎳?？赡苁且活w已毀滅的小行星內(nèi)核的一部分。165隕星顯微鏡下火星隕石的不尋常的管狀結(jié)構(gòu)，被認歷史上的流星雨

我國有著世界上最豐富和最系統(tǒng)的天象紀錄。對獅子座流星雨的爆發(fā)就記載有7次之多。其中一次發(fā)生在400多年前?！懊骷尉甘辏?533年）十月初八夜，萬星縱橫流飛，俄隕如雨，至天曙方止?！?833年11月12日夜，美國東部波士頓地區(qū)的居民被一種從未見過的天象驚住了（如上圖），他們看到天空中的流星如雪片似的飛舞，成千上萬顆的流星從獅子座那里射向四面八方，持續(xù)六、七個小時，總數(shù)多達20余萬顆。海爾大學的教授奧姆斯特德當時寫道：數(shù)不清的流星射向四面八方，幾乎沒有空隙，流星宛如雪花，紛紛飄落，每一朵雪花就是一顆亮晶晶的流星。第二天黃昏，有一些好奇的目擊者還跑出門去等待夜幕的降臨，他們真擔心天上的星星是不是都掉光了。166歷史上的流星雨我國有著世界上最豐富和最系統(tǒng)的天象流星雨形成示意圖167流星雨形成示意圖167太陽系的結(jié)構(gòu)和運動行星運動遵循開普勒三定律行星公轉(zhuǎn)的共面性、近圓性、同向性行星的分布里密外疏168太陽系的結(jié)構(gòu)和運動行星運動遵循開普勒三定律行星公轉(zhuǎn)的共面性、開普勒定律第一定律：行星繞日公轉(zhuǎn)軌道是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。第二定律：行星向徑（行星與太陽的連線）在相等的時間內(nèi)掃過相同的面積。即行星公轉(zhuǎn)的面積速度保持不變。第三定律：任何兩行星繞日公轉(zhuǎn)周期的平方之比等于它們到太陽距離的立方之比?！壍蓝伞娣e定律——周期定律169開普勒定律第一定律：行星繞日公轉(zhuǎn)軌道是橢圓，太陽位于橢圓的一軌道定律遠日點近日點cab橢圓的偏心率e＝c/a行星公轉(zhuǎn)軌道的偏心率均很小，說明行星公轉(zhuǎn)軌道接近于圓形。170軌道定律遠日點近日點cab橢圓的偏心率e＝c/a行星公轉(zhuǎn)軌道行星公轉(zhuǎn)的軌道參數(shù)與日距離e值軌道傾角水星0.4AU0.2067.00

金星0.70.0073.40地球10.01700火星1.50.0931.90木星5.20.0481.30土星9.60.0552.50天王星19.30.0510.80海王星30.10.0061.80b/a=0.98171行星公轉(zhuǎn)的軌道參數(shù)與日距離e值軌道傾角水星0.4AU0.20面積定律行星的軌道速度（角速度、線速度）隨與日距離而變：近日點附近，公轉(zhuǎn)較快，遠日點附近，公轉(zhuǎn)較慢。

因軌道偏心率很小，故速度變化程度不大。

172面積定律行星的軌道速度（角速度、線速度）隨與日距離而變：近日周期定律Ｔ１２／Ｔ２２＝ａ１３／ａ２３

若：Ｔ２、ａ２分別代表地球的周期和距離，則：Ｔ２

=1年，ａ２

=1天文單位，那么對于任一行星來說：Ｔ２＝ａ３

173周期定律Ｔ１２／Ｔ２２＝ａ１３／ａ２３若：Ｔ２、ａ２分別代行星公轉(zhuǎn)特點共面性近圓性同向性行星公轉(zhuǎn)平面大體位于同一平面上，都接近于黃道平面。行星繞日公轉(zhuǎn)的軌道近于圓形。

行星繞日公轉(zhuǎn)的方向相同，均自西向東。多數(shù)小行星和衛(wèi)星也具有以上特點。大多數(shù)行星的自轉(zhuǎn)也是自西向東的。太陽也是自西向東自轉(zhuǎn)的。174行星公轉(zhuǎn)特點共面性近圓性同向性行星公轉(zhuǎn)平面大體位于同一平面上行星的分布里密外疏40AU30201051.5天海土木火0.4水0.7金1地1.5火提丟斯－波得定則

ａ＝0.4+0.3×2n

－∞

０１２４５1776年定則發(fā)表1781年赫歇爾發(fā)現(xiàn)天王星1801年皮亞齊發(fā)現(xiàn)谷神星63175行星的分布里密外疏40AU30201051.5天海土木火0.太陽系的起源關(guān)于起源的假說現(xiàn)代星云說星云說

災變說

俘獲說太陽星云的形成星云盤的形成原始太陽和圓環(huán)體的形成太陽和行星的形成太陽系形成176太陽系的起源關(guān)于起源的假說現(xiàn)代星云說星云說災變說俘獲說太星云說形成太陽系的物質(zhì)基礎是彌漫星云形成太陽系的動力是星云的自引力德國哲學家康德1755年提出

法國天文學家拉普拉斯1796年提出

177星云說形成太陽系的物質(zhì)基礎是彌漫星云形成太陽系的動力是星云災變說太陽形成后，約距今20億年前，一個較大的恒星走近太陽，其引力從太陽上拉出一部分物質(zhì)，這些物質(zhì)在繞轉(zhuǎn)太陽的過程中，逐漸凝成行星。

太陽其他恒星178災變說太陽形成后，約距今20億年前，一個較大的恒星走近太陽，俘獲說星云物質(zhì)約六、七十億年前，太陽將某星云中的一部分吸引到自己周圍而形成太陽系。179俘獲說星云物質(zhì)約六、七十億年前，太陽將某星云中的一部分吸引太陽星云的形成太陽系是由同一星云——太陽星云演化而來的。太陽星云是銀河星云在收縮過程中碎裂而形成的大量碎塊中的一塊。180太陽星云的形成太陽系是由同一星云——太陽星云演化而來的。星云盤的形成太陽星云在自引力作用下不斷收縮，旋轉(zhuǎn)速度加快，受慣性離心力作用，星云越來越扁，形成星云盤。

181星云盤的形成太陽星云在自引力作用下不斷收縮，旋轉(zhuǎn)速度加快原始太陽和圓環(huán)體形成隨收縮的進行，旋轉(zhuǎn)速度加快，慣性離心力也隨之增大，當離心力足以同自引力抗衡時，星云盤不再收縮，原地停留形成幾個同心圓環(huán)。星云盤中心進一步收縮增溫，形成原始太陽。

182原始太陽和圓環(huán)體形成隨收縮的進行，旋轉(zhuǎn)速度加快，慣性離心太陽及行星形成原始太陽持續(xù)收縮增溫，開始核反應，成為一顆恒星。圓環(huán)體物質(zhì)通過碰撞吸積，逐漸形成各行星。

183太陽及行星形成原始太陽持續(xù)收縮增溫，開始核反應，成為一顆太陽系形成

受太陽風影響，離日較近的部分，較輕的元素被驅(qū)逐到較遠的位置上，因此類地行星質(zhì)量小而密度大。距日較遠的類木行星質(zhì)量大而密度小。行星周圍的殘余物質(zhì)在較小的范圍內(nèi)重演行星的形成過程，產(chǎn)生衛(wèi)星。

184太陽系形成受太陽風影響，離日較近的部分，較輕的元素被驅(qū)逐第三講月球和地月系185第三講月球和地月系185一、月球186一、月球186（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1/6187（一）月球的距離和大小187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(guān)系為：

csc57'=d/r

d=rcsc57'=60r即月地距離為地球半徑的60倍。在地球半徑（6371km）已知的條件下，求得月地距離為384400km。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188據(jù)測定，月球的地平視差為57'，它與地球半徑r和月地距離已知月地距離，就可以根據(jù)月球的視半徑推算它的線半徑。由觀測得知，月球的地心平均視半徑為15′33″，于是求得月球的半徑（r）為：r＝384400×sin15′33″＝1738km189已知月地距離，就可以根據(jù)月球的視半徑推算它的線半徑。由觀測得月球質(zhì)量的測定。從地月系質(zhì)心分別至地球和月球質(zhì)心的距離之比，即為二者質(zhì)量的反比率。4671km/379729km=1/81.3190月球質(zhì)量的測定。從地月系質(zhì)心分別至地球和月球質(zhì)心的距離之比，已知月球的質(zhì)量和體積，不難得出其平均密度為3.341g/Cm3。進而求知月面的重力加速度為1.622m/s2，約為地面重力加速度的1/6。

191已知月球的質(zhì)量和體積，不難得出其平均密度為3.341g/Cm（二）月球表面月海月陸環(huán)形山輻射紋月谷

192（二）月球表面192193193194194195195196196197197198198

（三）月面的物理狀況

——沒有大氣，聲音得不到傳播?！獩]有大氣，月球天空沒有人們所熟悉的“天氣”變化?！捎诘貌坏酱髿夂退值恼{(diào)節(jié)，月面的溫度變化十分劇烈?！Y(jié)構(gòu)：月殼、月幔和月核三個同心圈層。199

（三）月面的物理狀況

——沒有大氣，聲音得不到傳播。19二、地月系（一）地月系的繞轉(zhuǎn)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）200二、地月系（一）地月系的繞轉(zhuǎn)圖2-18月球和地月球繞轉(zhuǎn)地球軌道形狀橢圓，偏心率0.0549；白道：月球軌道在天球上的投影；黃白交角：白道面相對于黃道面的交角（5o9'

）；周期：27.32日（恒星月）；速度：角速度：33'/小時，線速度1.02km/s。

201月球繞轉(zhuǎn)地球201幾個概念恒星月：月球在白道上連續(xù)兩次通過同一恒星（無明顯自行）所需的時間：27.3217日。塑望月：從這一次新月（或滿月）到下一次新月（或滿月）所經(jīng)歷的時間：29.5306日。近點月：以月球近地點為參考點，月球的公轉(zhuǎn)周期：27.5546日。交點月：以月球升交點（或降交點）為參考點，月球的公轉(zhuǎn)周期：27.2122日。202幾個概念202依月球公轉(zhuǎn)周期可求出月球公轉(zhuǎn)角速度：

360°÷27.3217日=13.2°/日 即為月球公轉(zhuǎn)平均角速度由于月球公轉(zhuǎn)軌道是個橢圓，所以公轉(zhuǎn)速度是不均的。近地點最快，約為15°/日；遠地點最慢，約為11°/日。203依月球公轉(zhuǎn)周期可求出月球公轉(zhuǎn)角速度：203月球在公轉(zhuǎn)軌道上平均每日自西向東移行了13.2°，因地球自轉(zhuǎn)所造成的月球自東向西的周日視運動，必然逐日向后推遲，地球自轉(zhuǎn)13.2°約需52分鐘，所以月球每日出沒地平的時間平均向后延遲52分鐘。這就是我們?nèi)粘Ｋ娒髟庐斂罩鹑胀七t的道理。204月球在公轉(zhuǎn)軌道上平均每日自西向東移行了13.2°，因地球自轉(zhuǎn)月球繞地的角速度為13°10′/日，太陽周年運動速度為59’/日，二者相差：

13°10′/日-59′/日=12°11′/日 此即月球相對于太陽的會合速度，月球以此速度趕超太陽的周期為：

360°÷12°11′=29.53(日)205月球繞地的角速度為13°10′/日，太陽周年運動速度為59’圖2-19月球的同步自轉(zhuǎn)，使它始終以同一半球?qū)χ厍蛟虑蜃赞D(zhuǎn)月球自轉(zhuǎn)與其公轉(zhuǎn)同步，即方向相同，周期相等。因此稱同步自轉(zhuǎn)；大體上只看到相同的半個月面。地球206圖2-19月球的同步自轉(zhuǎn)，使它始終以同一半球?qū)χ厍蛟虑蜃裕ǘ┰孪嗪退吠略孪嘧兓囊蛩兀禾栒丈浞较?；地球觀測方向方向相反，新月；方向相同，滿月；方向垂直，上下弦。207（二）月相和朔望月207208208月相變化動態(tài)演示圖2-20

月相的變化（一）上半月由虧轉(zhuǎn)盈，凸面向西，下半月由盈轉(zhuǎn)虧，凸面向東（外圈表示地球上所見的月相）太陽光線月時變化209月相變化動態(tài)演示圖2-20月相的變化（一）太陽光線月時變210210上圖：舊歷上半月傍晚所見的月亮；圖2-20

月相的變化下圖：舊歷下半月清晨所見的月亮211上圖：舊歷上半月傍晚所見的月亮；圖2-20月相的變化下圖

月相變化周期：29.5306日（朔望月）月相、方位和時刻月相

距角

與太陽出沒比較

月出

中天

月落

見月時間

新月0o

同升同落

清晨正午黃昏徹夜無月滿月180o此起彼落黃昏半夜清晨通宵見月上弦月90o遲升后落正午黃昏半夜上半夜西天下弦月270o早升先落半夜清晨正午下半夜東天月亮愈圓見月時間越長；月牙愈窄，見月時間愈短。滿月通宵可見，弦月半夜可見，新月則不見。212月相變化周期：29.5306日（朔望月）月相距角與太陽三、日食和月食日月食現(xiàn)象日月食的形成日月食過程日月食規(guī)律213三、日食和月食日月食現(xiàn)象日月食過程213日月食現(xiàn)象日食現(xiàn)象：月球?qū)⑷蛰喺谘诘默F(xiàn)象，亦即日輪的虧缺。月食現(xiàn)象：滿月時月輪的虧缺現(xiàn)象日全食的描述214日月食現(xiàn)象日食現(xiàn)象：月球?qū)⑷蛰喺谘诘默F(xiàn)象，亦即日輪的虧缺。月日全食的描述陽光燦爛的白天，光焰無際的日輪突然被一團黑影逐漸蠶食、吞噬，當黑影把目輪完全擋住的時候，天空的亮度驟然下降一百萬倍。原來的太陽位置，變成暗黑的月亮圓面。剎那間，夜幕降臨，繁星點點，昏暗的大地上涼風習習，氣溫陡降，雞犬驚叫著逃回自己的巢穴，有時空中的飛鳥也會失去自控而墜落到地上，這常常是日全食時發(fā)生的景象。貝利珠215日全食的描述陽光燦爛的白天，光焰無際的日輪突然被一團黑影貝利珠月球表面高低不平的山峰遮擋太陽光線所致。

有關(guān)傳說216貝利珠月球表面高低不平的山峰遮擋太陽光線所致。有關(guān)傳說21有關(guān)日食傳說多數(shù)地區(qū)的傳說：妖怪吃掉太陽印第安人在日食發(fā)生時會向天發(fā)射帶火焰的箭，意圖是“再度點燃”太陽。公元前585年呂底亞人和米提亞人交戰(zhàn)，決戰(zhàn)當天戰(zhàn)場上空突然發(fā)生日食，雙方見狀，馬上宣布休戰(zhàn)，重建太平盛世。217有關(guān)日食傳說多數(shù)地區(qū)的傳說：妖怪吃掉太陽印第安人在日食發(fā)生時忙于祭祀的古代官員218忙于祭祀的古代官員218日月食的形成地球和月球的影子日月食的形成及類型地球本影平均長度：1377000km月球本影平均長度：374500km成因區(qū)別219日月食的形成地球和月球的影子日月食的形成及類型地球本影平均長地月的影子本影區(qū)：影子的主要部分。完全得不到太陽光線。半影區(qū)：本影周圍的影區(qū)?？傻玫教柕囊徊糠止饩€。偽本影區(qū)：本影的延長?？傻玫教栠吘壍墓饩€。本影半影半影偽本影本影長度220地月的影子本影區(qū)：影子的主要部分。完全得不到太陽光線。半影區(qū)日食的形成日全食日偏食日環(huán)食221日食的形成日全食日偏食日環(huán)食221日食類型日全食：日偏食：日環(huán)食：日食的形成是由于月球的影子落在地球表面上，日食的類型取決于觀測者位于月影的哪一部分。在月球半影中，太陽部分被月輪遮住在月球本影中，太陽全部被月輪遮住在月球偽本影中，太陽中心被月輪遮住日食帶222日食類型日全食：日偏食：日環(huán)食：日食的形成是由于月球的影子落日食帶223日食帶223月食的形成月食類型月全食月偏食224月食的形成月食類型月全食月偏食224月食類型月食的形成是由于月球進入地球本影，月食的類型取決于月球是否完全進入地球本影。月全食：月偏食：月球完全進入地球本影。月輪全部虧缺。月球部分進入地球本影。月輪只有部分虧缺。225月食類型月食的形成是由于月球進入地球本影，月全食：月偏食：月日月食成因區(qū)別日食的形成和月球的本影、半影、偽本影有關(guān)；月食的形成僅與地球本影有關(guān)。當?shù)厍蛏习l(fā)生月全食時，在月球上會看到什么現(xiàn)象？當?shù)厍蛏习l(fā)生月偏食時，在月球上會看到什么現(xiàn)象？226日月食成因區(qū)別日食的形成和月球的本影、半影、偽本影有關(guān)；當?shù)厝赵率尺^程過程實質(zhì)日全食過程月全食過程偏食過程日環(huán)食過程食分227日月食過程過程實質(zhì)日全食過程月全食過程偏食過程日環(huán)食過程食分日月食過程實質(zhì)日食過程

月球自西向東趕超太陽的過程

月食過程

月球自西向東趕超地球本影的過程

日食自太陽的西緣開始，東緣結(jié)束。月食自月輪的東緣開始，西緣結(jié)束。228日月食過程實質(zhì)日食過程月食過程日食自太陽的西緣開始，東緣結(jié)束日全食過程西