地球的宇宙環(huán)境

第二章

地球的宇宙環(huán)境

第四節(jié)太陽和太陽系《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION第二章

地球的宇宙環(huán)境第四節(jié)太陽和太陽系《地203太陽一、太陽的基本情況

1、太陽與地球的比較沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION203太陽一、太陽的基本情況沈振劍制作《地球概2、太陽的熱能和溫度天文單位——指日地平均距離，為1.496×108KM。太陽常數(shù)——地球大氣層外，距太陽1個天文單位處，垂直于太陽光每平方厘米面積上，每分鐘接收的太陽總輻射能量，其數(shù)值（現(xiàn)今采用值）為S=1.97卡／厘米?分=1.37千瓦／米2。日地平均距離上太陽的輻射總量沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION2、太陽的熱能和溫度日地平均距離上太陽的輻射總量沈振劍地球所能獲得的太陽輻射能地球所獲得的太陽能總輻射是：地球所得僅為太陽輻射能量的1/22億，這些能量相當于燃燒4億噸煙煤所產(chǎn)生的能量。沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION地球所能獲得的太陽輻射能地球所獲得的太陽能總輻射是：地球

太陽的溫度有效溫度：5770K，即約5500℃輻射溫度：5700K以上，太陽核心的溫度高達1500萬度在光球以外，還有色球和日冕，那里的溫度隨高度而增加：在2000kｍ高度上，色球溫度約為10萬度；而日冕溫度可高達100萬度。太陽的產(chǎn)能過程是太陽內(nèi)部的熱核反應過程，太陽的產(chǎn)能方式是有物質(zhì)的質(zhì)量轉(zhuǎn)化而來。沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION太陽的溫度有效溫度：5770K，即約5500℃太陽太陽（恒星）的內(nèi)部發(fā)生熱核聚變，即4個氫原子核結(jié)合成1核原子核。聚變后質(zhì)量損失：4.0291－4.0015=0.0276單位這點質(zhì)量可轉(zhuǎn)為多大的能量？利用質(zhì)能方程計算如下：

E=MC2=(0.00684X103)X(3X108)2=6210億焦耳沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION太陽（恒星）的內(nèi)部發(fā)生熱核聚變，即4個氫原子核結(jié)合二、太陽大氣和各層的太陽活動1、

太陽大氣分層由里向外分光球?qū)印⑸驅(qū)?、日冕層、三層比較如下：沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION二、太陽大氣和各層的太陽活動沈振劍制作《地球概論》精品資2、太陽活動的主要標志———黑子和耀斑●黑子特點：溫度比周圍低1500°，呈暗淡黑斑點；

1）黑子是一個凹陷的大旋渦，因凹陷光線比周圍弱；

2）黑子運動速度快，形如淺碟，以每秒40千米速度運動，黑子中心部分較暗，稱本影。周圍部分較亮，稱半影。

3）生存期幾天到幾個月不等，盛衰周期平均11年；

4）黑子磁場很強，可高達3—4千高斯，其磁場性周期為22年；

5）從分布規(guī)律看，大多出現(xiàn)在日面5°—25°之間，高、低緯度很少。從經(jīng)度方向看，東邊多與西邊。

●耀斑特點：常出現(xiàn)在黑子附近，隨黑子增多而增多；

1）壽命短，持續(xù)幾分鐘—幾小時，周期也為11年；

2）施放能量巨大。沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION2、太陽活動的主要標志———黑子和耀斑沈振劍制作《地球概《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院沈振劍制作3、太陽活動對地球的影響●耀斑出現(xiàn)時，可導致地面的無線電通訊中斷?！駭_亂了地球磁場，引起磁針劇烈顫動，就像地球磁場突然卷起一場風暴，稱為磁暴。●可引起極光現(xiàn)象。●對氣象、水文和地震等現(xiàn)象也會產(chǎn)生復雜的影響，甚至某些疾病的流行也與之有關(guān)。沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION3、太陽活動對地球的影響沈振劍制作《地球概論》精品資源地球的宇宙環(huán)境204太陽系16—17世紀初，即歐洲“文藝復興”時代，天文學擺脫了托勒密的“地心”宇宙體系，創(chuàng)立了哥白尼的“日心”宇宙體系。

托勒密的地心體系哥白尼的日心體系沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION204太陽系16—一、行星的運動通常情況下，行星有時向東順行（順地球自轉(zhuǎn)方向）有時向西逆行。

開普勒行星運動三定律：●第一定律（又叫軌道定律）：所有行星繞日公轉(zhuǎn)軌道都是橢圓，太

陽位于橢圓軌道的兩個焦點之一?！竦诙桑ㄓ纸忻娣e定律）：在同等時間內(nèi)，行星向徑在軌道平面

上掃過的面積相等。沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION一、行星的運動開普勒行星運動三定律：沈振劍制●第三定律（又叫周期定律）：任何兩個行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期的平方之比，等于它們與太陽的距離的立方之比。T：周期，以恒星年為單位a:行星與太陽的平均距離，以天文單位為單位

開普勒三定律解釋了行星軌道的幾何特征，說明：

1)行星運動產(chǎn)生近日點、遠日點;2)近日點時,行星運行快，公轉(zhuǎn)的角速度、線速度大,遠日點反之；

3)行星繞日周期越長，平均角速度、線速度越小。沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION●第三定律（又叫周期定律）：任何兩個行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期——牛頓擴展了開普勒第一定律。他指出，天體軌道不僅限

于開普勒橢圓，而且可以是任何一種圓錐曲線，或稱二

次曲線。決定軌道形狀的必要條件，僅限于物體的初始

條件——速度?！ｎD論證了開普勒第二定律。他用新的數(shù)學方法——積

分法來求曲邊形的面積，證明在引力作用下，行星繞太

陽運動的面速度不變?！ｎD修正了開普勒第三定律。萬有引力定律是從開普勒

第三定律導出的。反過來，牛頓運用他的萬有引力定律，

對開普勒第三定律作了重要修正。修正后的第三定律精

確公式為:開普勒定律指出了“行星怎樣運動？”牛頓則用萬有引力定律回答了“行星為什么這樣運動？沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION——牛頓擴展了開普勒第一定律。他指出，天體軌道不僅限開普勒定二、太陽系的主要成員主要成員：太陽占全系質(zhì)量的99.9%，還有行星、衛(wèi)星、彗星、流星、

行星際物質(zhì)。九大行星比較小行星帶沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION二、太陽系的主要成員九大行星比較小行星帶沈振劍制作《地球距日遠近水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星衛(wèi)星個數(shù)0012162315101光環(huán)情況無無無無有有有有有九大行星簡況三、行星運動和分布大勢●

行星的分布特點：里密外疏，其間隔基本遵守提丟斯-波得定則。沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION距日遠近水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星衛(wèi)星個數(shù)01766年，德國天文學家提丟斯（1729—1796）提出了一個表示行星與太陽平均距離的經(jīng)驗定律。1772年，德國天文學家波得在其基礎上進一步研究并發(fā)表了該定則。該定則的見解如下：赫歇爾波得皮亞齊沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION1766年，德國天文學家提丟斯（1729—17●

行星運動的三大特性：近圓性、共面性、同向性?！裥行堑姆诸惛鶕?jù)質(zhì)量、大小和化學組成的不同，行星又可分成另外的兩大類：一類以地球為典型代表，稱類地行星，包括水星、金星、地球和火星；另一類以木星為典型代表，稱類木行星，包括木星、土星、天王星和海王星。位于太陽系邊緣的冥王星是個例外。

沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION●

行星運動的三大特性：近圓性、共面性、同向性。沈振劍制●類地行星和類木行星的特點：1)類地行星質(zhì)量小，類木行星質(zhì)量大。木星和土星的質(zhì)量分別是地球質(zhì)量的318倍和95倍；而類地行星中的其它成員的質(zhì)量均小于地球。2)地行星平均密度較高，類木行星平均密度較低。若以水的密度為1，那么，類地行星（除火星外）的密度均超過5；而類木行星中密度最大的海王星也不足1.7，其中土星的密度僅0.7，3)從化學組成看，類地行星主要由重物質(zhì)組成，中心有鐵核，含金屬元素比例高，有固體表面。類木行星則以輕物質(zhì)為主，主要是氫、氦、氖等，因而沒有固體表面。4)光環(huán)是類木行星的共同特征。類地行星都沒有光環(huán)。

5)類地行星接近太陽，因而有較高的溫度。沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION●類地行星和類木行星的特點：沈振劍制作《地球概論》精品資水星金星地球火星類地行星水星金星地球火星類地行星類木行星木星土星天王星海王星類木行星木星土星天王星海王星四、彗星1、

彗星的軌道形狀主要有三種類型：橢圓狀——稱周期彗星。如哈雷彗星。拋物線和雙曲線狀——稱非周期彗星。2、彗星組成結(jié)構(gòu)：由彗核、彗發(fā)和彗尾組成。彗星軌道彗核沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION四、彗星彗星軌道彗核沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課1910年哈雷彗星回歸，彗尾長2億千米

1910年哈雷彗星回歸，彗尾長2億千米五、流星體流星體是存在于太陽系中的微小顆粒，環(huán)繞太陽運動。在經(jīng)過地球附近時，流星體因受地球引力的攝動，改變軌道，向地球接近。當它們闖入地球大氣時，同氣體分子和原子發(fā)生猛烈摩擦而燃燒發(fā)光，在天空中劃出一道閃亮的余跡，叫做流星?；鹆餍巧蛘駝χ谱鳌兜厍蚋耪摗肪焚Y源共享課程河南教育學院HENANINSTITUTEOFEDUCATION五、流星體火流星沈振劍制作《地球概論》精品資源共享課程

流星雨流星暴流星雨流星暴

個別特別巨大的流星體，在持續(xù)燃燒過程中，穿過整個大氣層，一直降落到地面，這叫做隕星。按照化學組成的不同，隕星