《恒星世界》课件.ppt

1、ppt课件1恒恒 星星 世世 界界ppt课件2夜空闪烁的繁星，夜空闪烁的繁星，都是和太阳一样的天体，都是和太阳一样的天体，唯一的原因就是它们全唯一的原因就是它们全都距离十分遥远。斗转都距离十分遥远。斗转星移，是因为地球本身星移，是因为地球本身在自转；四季星空的变在自转；四季星空的变化，是因为地球绕太阳化，是因为地球绕太阳公转。公转。一、灿烂的星空一、灿烂的星空ppt课件3古人看不出星空排列图形的变化，所以称它们为古人看不出星空排列图形的变化，所以称它们为“恒恒星星”。如果时间拉到。如果时间拉到10万年，星空也许就会面目全非了。万年，星空也许就会面目全非了。ppt课件4银烛秋光冷画屏，轻银烛秋光

2、冷画屏，轻罗小扇扑流萤，天阶夜色罗小扇扑流萤，天阶夜色凉如水，卧看牵牛织女凉如水，卧看牵牛织女星。星。”（唐（唐杜牧杜牧秋夕）夏秋夕）夏秋之交，晴朗的夜空中，秋之交，晴朗的夜空中，银河像一袭柔曼的轻纱斜银河像一袭柔曼的轻纱斜挂天际，牛郎织女隔河相挂天际，牛郎织女隔河相望。望。ppt课件5盛夏时，南天低空处还盛夏时，南天低空处还有一个著名的星座天蝎座有一个著名的星座天蝎座。中部一颗红色亮星中名中部一颗红色亮星中名心宿二（天蝎心宿二（天蝎），又称大），又称大火星。火星。诗经中所谓诗经中所谓“七月流七月流火，九月授衣火，九月授衣”，指的是农，指的是农历七月大火星逐渐历七月大火星逐渐“流流”向西向西方

3、，盛夏将尽，九月之前要方，盛夏将尽，九月之前要准备好过冬的衣服。准备好过冬的衣服。ppt课件6深秋时节，牛女西沉，飞马、仙女大四方形成为星空深秋时节，牛女西沉，飞马、仙女大四方形成为星空主角（图主角（图3.1.5）。四方形东北角上的亮星是仙女）。四方形东北角上的亮星是仙女（壁宿（壁宿二），著名的仙女座星系二），著名的仙女座星系M31就在附近。就在附近。ppt课件7冬夜星空中，最冬夜星空中，最为壮丽动人的是猎户为壮丽动人的是猎户座（图座（图3.1.6；猎户；猎户星座照片）。猎户腰星座照片）。猎户腰带上排成一线的三颗带上排成一线的三颗亮星，中名参宿三星。亮星，中名参宿三星。没有钟表的时代，它没有钟

4、表的时代，它是漫长冬夜里的天然是漫长冬夜里的天然计时器。计时器。ppt课件8冬夜星空中，最为壮冬夜星空中，最为壮丽动人的是猎户座（图丽动人的是猎户座（图3.1.6；猎户星座照片）。；猎户星座照片）。猎户腰带上排成一线的猎户腰带上排成一线的三颗亮星，中名参宿三三颗亮星，中名参宿三星。没有钟表的时代，星。没有钟表的时代，它是漫长冬夜里的天然它是漫长冬夜里的天然计时器。计时器。ppt课件9猎户右上不远处是金牛座，拥有一颗红色亮星毕宿（金牛猎户右上不远处是金牛座，拥有一颗红色亮星毕宿（金牛），），那是金牛与猎户斗红了的眼睛（图那是金牛与猎户斗红了的眼睛（图3.1.8）。再往上是著名的昴星）。再往上是著

5、名的昴星团，西方叫七姊妹星团。好眼力的人可以看到六七颗星密集在一起。团，西方叫七姊妹星团。好眼力的人可以看到六七颗星密集在一起。这是全天唯一可以用肉眼看见的银河系疏散星团，成员星有这是全天唯一可以用肉眼看见的银河系疏散星团，成员星有120多多颗。颗。ppt课件10天狼星（大犬天狼星（大犬）、）、参宿四与南河三（小犬参宿四与南河三（小犬）组成的等边三角形，称为组成的等边三角形，称为“冬夜大三角冬夜大三角”，是冬夜，是冬夜星空显著的标志星空显著的标志 ppt课件11北河三即双北河三即双子子，不知为多少，不知为多少古代航海家指引古代航海家指引过航向（图过航向（图3.1.13）。狮子）。狮子（中名五帝

6、座（中名五帝座一）、牧夫一）、牧夫（中（中名大角）和室女名大角）和室女（中名角宿一）（中名角宿一）这三颗亮星也组这三颗亮星也组成一个等边三角成一个等边三角形，是有名的形，是有名的“春夜大三角春夜大三角”。ppt课件12冬去春来，星移物换，狮子座升上高空。狮子的头部像一个反写冬去春来，星移物换，狮子座升上高空。狮子的头部像一个反写的大问号，侧卧着面像西方。前腿上有一颗一等亮星，中名轩辕十四的大问号，侧卧着面像西方。前腿上有一颗一等亮星，中名轩辕十四（图（图3.1.14），是著名的），是著名的9颗航海亮星之一。颗航海亮星之一。北部星空最有实用价值的要数北极星，它紧挨着天北极。北部星空最有实用价值的

7、要数北极星，它紧挨着天北极。ppt课件13南半天球最著名的星座是南十字座。南半天球最著名的星座是南十字座。ppt课件14银河系中心方向在人马座，其中有银河系中心方向在人马座，其中有6颗亮星，中国古称颗亮星，中国古称“南斗六星南斗六星”。ppt课件151995年年1月，哈勃望远镜拍到了参宿四的圆月，哈勃望远镜拍到了参宿四的圆面照片，这是人类首次获得的恒星圆面图像。面照片，这是人类首次获得的恒星圆面图像。ppt课件16天狼星是全天第一亮星，而天狼伴星的亮度只及天狼星的一万分天狼星是全天第一亮星，而天狼伴星的亮度只及天狼星的一万分之一，天文学家十分艰难地拍下了它们的照片。之一，天文学家十分艰难地拍下

8、了它们的照片。恒星们的大小差别如此之大，但有一个彼此差别不大，那就是质恒星们的大小差别如此之大，但有一个彼此差别不大，那就是质量。大多数恒星的质量在太阳质量的量。大多数恒星的质量在太阳质量的0.110倍范围。它们体积差别巨倍范围。它们体积差别巨大而质量差别甚小，因此恒星们的密度差异特别悬殊。大而质量差别甚小，因此恒星们的密度差异特别悬殊。ppt课件17二、恒星的亮度二、恒星的亮度天文学中恒星真亮度的定义是：假设把它们都放到天文学中恒星真亮度的定义是：假设把它们都放到10个个“秒差距秒差距”远远处来看的亮度。表示真亮度的星等，叫做绝对星等。处来看的亮度。表示真亮度的星等，叫做绝对星等。“秒差距秒

9、差距”是天文学是天文学中常用的距离单位，等于中常用的距离单位，等于206 265倍地球到太阳的距离，或大致等于倍地球到太阳的距离，或大致等于3.26光光年。恒星全都十分遥远，从那里看地球与太阳之间的最大张角，叫做年。恒星全都十分遥远，从那里看地球与太阳之间的最大张角，叫做“周周年视差角年视差角”，简称视差。，简称视差。离太阳最近的半人马座比邻星，距离离太阳最近的半人马座比邻星，距离1.31秒差距或秒差距或4.27光年。光年。全天空亮于全天空亮于1.5等的恒星共有等的恒星共有21颗。太阳的视星等一颗。太阳的视星等一26.74，绝对星等，绝对星等4.83。如果把太阳放到。如果把太阳放到10个秒差距

10、远的地方，它便成为一颗肉眼很难寻觅个秒差距远的地方，它便成为一颗肉眼很难寻觅的小星了。的小星了。直接观测得到的是视亮度和视星等。真亮度和绝对星等需要从理论推直接观测得到的是视亮度和视星等。真亮度和绝对星等需要从理论推算得出。测量视星等的技术工作叫光度测量，它是研究恒星最重要、最基算得出。测量视星等的技术工作叫光度测量，它是研究恒星最重要、最基本的测量之一。本的测量之一。ppt课件18ppt课件191960年以后，出现了光电方法：通过电子设备让望远镜得到的光信年以后，出现了光电方法：通过电子设备让望远镜得到的光信号转换为电流信号，测量电流的强弱而知道星的亮度。号转换为电流信号，测量电流的强弱而知

11、道星的亮度。1980年以后，出年以后，出现了更先进的现了更先进的CCD（电荷耦合器件）技术，使测量精度和自动化程度大（电荷耦合器件）技术，使测量精度和自动化程度大幅度提高。幅度提高。ppt课件20恒星的亮度是所有各个波段能量加在一起的总亮度，通过滤波技恒星的亮度是所有各个波段能量加在一起的总亮度，通过滤波技术可以测量各个波段上的亮度，它们是彼此不同的。术可以测量各个波段上的亮度，它们是彼此不同的。ppt课件21三、恒星和光谱三、恒星和光谱恒星光谱分析技术的出现不仅使天文学家得到了恒星化学组成的知识，恒星光谱分析技术的出现不仅使天文学家得到了恒星化学组成的知识，还得到了恒星表面大气层的温度、压力

12、、密度，以及恒星的质量、体积、还得到了恒星表面大气层的温度、压力、密度，以及恒星的质量、体积、磁场状况、自转运动、距离和空间运动的知识，甚至包括宇宙的物质组成、磁场状况、自转运动、距离和空间运动的知识，甚至包括宇宙的物质组成、结构和运动规律及演化的知识，开创了人类研究天体的新纪元，促进了天结构和运动规律及演化的知识，开创了人类研究天体的新纪元，促进了天体物理学的长足发展。体物理学的长足发展。辐射通过两种不同介质的界面时会产生折射；频率不同，折射率便不辐射通过两种不同介质的界面时会产生折射；频率不同，折射率便不同。当混合光通过一块三棱镜时，由空气同。当混合光通过一块三棱镜时，由空气玻璃玻璃空气两

13、次界面的折射，空气两次界面的折射，多种频率混合在一起的白光就分成了多种颜色的彩带，按红、橙、黄、绿、多种频率混合在一起的白光就分成了多种颜色的彩带，按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序，也就是波长从大到小的顺序排列，称为光谱青、蓝、紫的顺序，也就是波长从大到小的顺序排列，称为光谱。ppt课件22牛顿发现的太阳光谱是色彩生动而又明亮的连续光谱。凡是炽热的固体、牛顿发现的太阳光谱是色彩生动而又明亮的连续光谱。凡是炽热的固体、液体和处于高压下炽热的气体都会发出这种连续光谱。液体和处于高压下炽热的气体都会发出这种连续光谱。基尔霍夫通过以上发现总结出著名的定律：每一种化学元素在高温状态基尔霍夫通过以上发现

14、总结出著名的定律：每一种化学元素在高温状态下都能产生辐射而发出自己的明线光谱；同时，在低温状态下，它又能吸收下都能产生辐射而发出自己的明线光谱；同时，在低温状态下，它又能吸收这些辐射，而使光谱中的明线变成暗线。他还提出，将复杂的化合物燃烧成这些辐射，而使光谱中的明线变成暗线。他还提出，将复杂的化合物燃烧成火焰，观察火焰形成的光谱，就能论证出化合物中含有哪些元素。比较谱线火焰，观察火焰形成的光谱，就能论证出化合物中含有哪些元素。比较谱线的强度还能确定各元素的含量。这就是后来广泛应用的光谱分析技术。的强度还能确定各元素的含量。这就是后来广泛应用的光谱分析技术。根据物理学中的塞曼（根据物理学中的塞曼

15、（P.Zeeman）效应，如果光源处在强磁场中，光）效应，如果光源处在强磁场中，光源发出的光谱线会分裂成数条，裂开的宽度与磁场强弱有关。测量恒星光谱源发出的光谱线会分裂成数条，裂开的宽度与磁场强弱有关。测量恒星光谱中的塞曼效应，可以得知恒星的磁场强度。中的塞曼效应，可以得知恒星的磁场强度。分光能力更强的设备是光栅摄谱仪。光栅是一种精密光学元件。在非常分光能力更强的设备是光栅摄谱仪。光栅是一种精密光学元件。在非常平整光洁的光学玻璃平板上，刻出许多条间隔相等互相平行的细线，做成光平整光洁的光学玻璃平板上，刻出许多条间隔相等互相平行的细线，做成光栅。利用光的干涉和衍射的叠加原理使通过光栅的混合光分解

16、成光谱。栅。利用光的干涉和衍射的叠加原理使通过光栅的混合光分解成光谱。ppt课件23ppt课件24一颗恒星的光谱是一条只有几厘米到十几厘米长的彩一颗恒星的光谱是一条只有几厘米到十几厘米长的彩色光带，上面布满了疏疏密密的许多暗线或明线。色光带，上面布满了疏疏密密的许多暗线或明线。ppt课件25依物理学中的做法，将电磁波按波长或频率的次序排列起来，称依物理学中的做法，将电磁波按波长或频率的次序排列起来，称为电磁波谱。为电磁波谱。ppt课件26四、恒星的位置和运动四、恒星的位置和运动恒星的空间位置由恒星的空间位置由三个坐标参数来确定，三个坐标参数来确定，两个是天球球面上的经两个是天球球面上的经纬度：

17、赤经和赤纬，另纬度：赤经和赤纬，另一个是距离。一个是距离。3.4.1到离太阳最近到离太阳最近的半人马座比邻星，光的半人马座比邻星，光也要走也要走4.2年年 ppt课件27当代比较早期的著名星表有当代比较早期的著名星表有1886年出版的德国年出版的德国BD星表，星数星表，星数457847颗，颗，1973年以磁带方式出版的德国天文学会年以磁带方式出版的德国天文学会AGK3星表，星数星表，星数183000颗。颗。1972年完成的以照相底片方式发行的帕洛玛星图，由美国国家地理学会的帕年完成的以照相底片方式发行的帕洛玛星图，由美国国家地理学会的帕洛玛天文台联合制作。洛玛天文台联合制作。20世纪世纪80年

18、代末，美国宇航员（年代末，美国宇航员（NASA）发表了储存在光盘上的）发表了储存在光盘上的GSC星星表。原是为哈勃空间望远镜用的工作星表，星数表。原是为哈勃空间望远镜用的工作星表，星数1800多万颗，可快速显示计多万颗，可快速显示计算机屏幕上或打印在纸上，使用非常方便。算机屏幕上或打印在纸上，使用非常方便。同一个星座里的恒星，有的看似挨得很近，但在视线方向可能相距遥远，同一个星座里的恒星，有的看似挨得很近，但在视线方向可能相距遥远，即彼此距离不同。如北斗七星，即彼此距离不同。如北斗七星，7颗星的距离相差甚远，如图颗星的距离相差甚远，如图3.4.4所示。所示。银河系所有恒星都绕银河系核心公转，太

19、阳拖带着它的家庭成员绕银河银河系所有恒星都绕银河系核心公转，太阳拖带着它的家庭成员绕银河系核心公转的速度是系核心公转的速度是250千米千米/秒，比地球绕太阳公转的速度快秒，比地球绕太阳公转的速度快8倍。倍。ppt课件28ppt课件29恒星相对于恒星相对于太阳的运动也由太阳的运动也由三个坐标参数表三个坐标参数表现出来。它们是：现出来。它们是：天球球面上赤经天球球面上赤经和赤纬的变化两和赤纬的变化两个参数，距离的个参数，距离的变化一个参数。变化一个参数。前者称为自行，前者称为自行，后者称为视向速后者称为视向速度。度。ppt课件30视向速度测定用的是物理学方法视向速度测定用的是物理学方法多普勃效应。

20、多普勃效应。ppt课件31ppt课件32恒星辐射的波长反映在光谱上，某种元素的谱线发射时对应于一定的恒星辐射的波长反映在光谱上，某种元素的谱线发射时对应于一定的波长值，这是原子的特性，是不会改变的。但是地球上的望远镜接收到这波长值，这是原子的特性，是不会改变的。但是地球上的望远镜接收到这种谱线时，它的波长会因恒星的视向运动速度而改变，有红移或有紫移。种谱线时，它的波长会因恒星的视向运动速度而改变，有红移或有紫移。光谱线有红移，表明恒星远离我们而去；光谱线有紫移，表明恒星靠光谱线有红移，表明恒星远离我们而去；光谱线有紫移，表明恒星靠近我们而来。近我们而来。ppt课件33五、主星序五、主星序1.光

21、谱型光谱型光谱是恒星的身份证。光谱是恒星的身份证。2.赫罗图赫罗图光谱光度图光谱光度图丹麦天文学家赫茨普龙（丹麦天文学家赫茨普龙（E.Hertzsprung）和美国天文学家罗素）和美国天文学家罗素（H.N.Russell）各自独立地提出了恒星的光谱型与光度之间存在着相关）各自独立地提出了恒星的光谱型与光度之间存在着相关关系，并以图形来表示，称为赫罗图或关系，并以图形来表示，称为赫罗图或H-R图。赫罗图以光谱型（或温度）图。赫罗图以光谱型（或温度）为横坐标，以光度（或绝对星等）为纵坐标，把所有已知光谱型和光度的为横坐标，以光度（或绝对星等）为纵坐标，把所有已知光谱型和光度的星点在图上，每个点代表

22、一颗星。结果发现，全部星点群集在三个不同的星点在图上，每个点代表一颗星。结果发现，全部星点群集在三个不同的区域里（图区域里（图3.5.1）3.主序星主序星主序星是恒星一生中处于稳定阶段、停留时间最长的恒星。恒星在这主序星是恒星一生中处于稳定阶段、停留时间最长的恒星。恒星在这个阶段停留的时间占整个寿命的个阶段停留的时间占整个寿命的90%以上。以上。ppt课件34ppt课件35主序阶段的恒星有的处主序阶段的恒星有的处在温度和光度都较高的位置在温度和光度都较高的位置（赫罗图的左上部），有的（赫罗图的左上部），有的处在温度和光度都较低的位处在温度和光度都较低的位置（赫罗图的右下部），这置（赫罗图的右下

23、部），这主要取决于恒星的质量。质主要取决于恒星的质量。质量越大的主序星，光度越高，量越大的主序星，光度越高，温度也越高。主序星的光度温度也越高。主序星的光度大约和质量的大约和质量的3.54次方成次方成正比，这一规律称为正比，这一规律称为“质光质光关系关系”（图（图3.5.4），它提），它提供了一个估计恒星质量的重供了一个估计恒星质量的重要方法。要方法。太阳停留在主序阶段的太阳停留在主序阶段的时间约时间约100亿年。亿年。ppt课件36无论质量大小，恒星内部由氢核聚变为氦核的热核反应是维持主无论质量大小，恒星内部由氢核聚变为氦核的热核反应是维持主序阶段的主要物理标志。一旦氢核燃料消耗殆尽，恒星就

24、进入晚年，序阶段的主要物理标志。一旦氢核燃料消耗殆尽，恒星就进入晚年，离开主星序，由衰老而死亡。离开主星序，由衰老而死亡。ppt课件37六、双星六、双星1.双星双星双星是两颗恒星，像地球和月亮绕着它们的公共质心转一样互相绕着转。双星是两颗恒星，像地球和月亮绕着它们的公共质心转一样互相绕着转。据对恒星世界的调查，约有半数以上的恒星是据对恒星世界的调查，约有半数以上的恒星是“成双成对成双成对”的。的。2.食双星食双星当双星的轨道面与人们的视线几乎在一个平面上时，人们就会看到一颗当双星的轨道面与人们的视线几乎在一个平面上时，人们就会看到一颗星挡住另一颗星的掩食现象，就像发生日食那样，星光会明显变暗。

25、这种双星挡住另一颗星的掩食现象，就像发生日食那样，星光会明显变暗。这种双星叫食双星。星叫食双星。3.分光双星和密近双星分光双星和密近双星用光谱方法发现的双星称为分光双星。已发现的分光双星约有用光谱方法发现的双星称为分光双星。已发现的分光双星约有5000多对。多对。密近双星是指两颗星靠得很近，在相互引力的影响下，有物质在其间交密近双星是指两颗星靠得很近，在相互引力的影响下，有物质在其间交流或出现引力变形的双星（图流或出现引力变形的双星（图3.6.9）.三颗以上恒星聚在一起的情况称为聚星，更多的称为星团。三颗以上恒星聚在一起的情况称为聚星，更多的称为星团。ppt课件38ppt课件39ppt课件40

26、ppt课件41ppt课件42ppt课件43ppt课件44ppt课件45ppt课件46七、不稳定恒星七、不稳定恒星有一类恒星不处于这种平衡状态，上述各种参数存在不同程度的变化，有一类恒星不处于这种平衡状态，上述各种参数存在不同程度的变化，变化的形式可能是周期性的脉动，不规则的迸发或者是巨大的毁灭性的爆炸。变化的形式可能是周期性的脉动，不规则的迸发或者是巨大的毁灭性的爆炸。这一类恒星称为不稳定恒星。这一类恒星称为不稳定恒星。1.脉动变星脉动变星脉动变星明亮、暗弱的变化周期，叫做光变周期。脉动变星有三种主要脉动变星明亮、暗弱的变化周期，叫做光变周期。脉动变星有三种主要的类型：长周期脉动变星；造父变星

27、和天琴座的类型：长周期脉动变星；造父变星和天琴座RR型变星。型变星。造父变星，地位特别重要，其典型星是仙王座造父变星，地位特别重要，其典型星是仙王座星，中文名造父一。星，中文名造父一。“造父一造父一”的光变周期为的光变周期为5天天8小时小时46分分38秒，像钟表一样准确，亮度变幅秒，像钟表一样准确，亮度变幅1.9倍倍。ppt课件47、非径向脉动与特殊变星、非径向脉动与特殊变星3.7.6/3.7.7/3.7.8特殊变星特殊变星是一类有特殊的强烈变化的恒是一类有特殊的强烈变化的恒星。星。3.7.93.7.19 SS433是是另一种类型的特殊变星。另一种类型的特殊变星。SS是是星表名称，星表名称，4

28、33是星表中的编是星表中的编号。号。SS433是银河系中的天体，是银河系中的天体，位于天鹰座，目视星等位于天鹰座，目视星等13.5等，等，距离距离1万光年。它是一对密近万光年。它是一对密近双星，主星为蓝色巨星，双星，主星为蓝色巨星，伴星伴星是中子星或黑洞，相互绕转的是中子星或黑洞，相互绕转的周期是周期是164天天 ppt课件48ppt课件49ppt课件50ppt课件51ppt课件52ppt课件53ppt课件54ppt课件55ppt课件56ppt课件57ppt课件58ppt课件59ppt课件60 3、新星、新星如果在星座当中，原来没有恒星的地方，突然冒出一颗恒星，甚至达如果在星座当中，原来没有恒

29、星的地方，突然冒出一颗恒星，甚至达到很高的亮度，维持数月或一年，以后又慢慢变暗，最终消失，西方叫到很高的亮度，维持数月或一年，以后又慢慢变暗，最终消失，西方叫“新星新星”中国古代称之为中国古代称之为“客星客星”。ppt课件61八、恒星的能源八、恒星的能源恒星有两个最重要的特征。第一个特征是：拥有巨大的质量，由质量产恒星有两个最重要的特征。第一个特征是：拥有巨大的质量，由质量产生的引力使恒星物质聚向中心。第二个特征是：有极其强烈的热核反应，主生的引力使恒星物质聚向中心。第二个特征是：有极其强烈的热核反应，主要是氢原子核聚变为氦原子核的热核反应。由热核反应产生的压力，使恒星要是氢原子核聚变为氦原子

30、核的热核反应。由热核反应产生的压力，使恒星物质向外扩散。引力和压力相平衡，才能使恒星保持稳定（图物质向外扩散。引力和压力相平衡，才能使恒星保持稳定（图5.1.1）。）。质子质子-质子反应和碳循环都是氢原子核聚变为氦原子核反应，这两种反应质子反应和碳循环都是氢原子核聚变为氦原子核反应，这两种反应都会在恒星内部出现。在太阳内部，都会在恒星内部出现。在太阳内部，99%的能源来自质子的能源来自质子-质子反应，质子反应，1%的的能源来自碳循环。能源来自碳循环。恒星能源机制问题的解决，使人类认识到在原子核内部蕴藏着巨大的能恒星能源机制问题的解决，使人类认识到在原子核内部蕴藏着巨大的能量，开启了人类开发核能

31、的新纪元。曼哈顿工程（美国人秘密研制原子弹的量，开启了人类开发核能的新纪元。曼哈顿工程（美国人秘密研制原子弹的工程）将核能用于制造新式武器，在第二次世界大战中付诸实施。核电站的工程）将核能用于制造新式武器，在第二次世界大战中付诸实施。核电站的建设为人类提供了更高效的能源。氢弹的制造，是氢核聚变为氦核的热核反建设为人类提供了更高效的能源。氢弹的制造，是氢核聚变为氦核的热核反应的直接应用。应的直接应用。ppt课件62ppt课件63九、中微子失踪悬案九、中微子失踪悬案中微子概念是瑞士籍奥地利物理学家泡利（中微子概念是瑞士籍奥地利物理学家泡利（Pauli）1930年提出来的，年提出来的，另一位意大利物

32、理学家费米（另一位意大利物理学家费米（Fermi）为它取的名字。在当时已经观察到的）为它取的名字。在当时已经观察到的自由中子衰变为质子和电子的过程中，有一部分丢失的能量下落不明。为了自由中子衰变为质子和电子的过程中，有一部分丢失的能量下落不明。为了挽救能量和动量守恒定律，泡利提出，这丢失的能量可能被一种未能检测到挽救能量和动量守恒定律，泡利提出，这丢失的能量可能被一种未能检测到的、很轻的、不带电性的粒子带走，这种粒子就是中微子。它们与其他物质的、很轻的、不带电性的粒子带走，这种粒子就是中微子。它们与其他物质几乎不发生任何作用，穿透力极强，以近乎光速穿过遇到的一切物体。几乎不发生任何作用，穿透力

33、极强，以近乎光速穿过遇到的一切物体。太阳中心区热核反应产生的光子在高温高密的环境中自由程很短，经无太阳中心区热核反应产生的光子在高温高密的环境中自由程很短，经无数次碰撞、迂回，要经历数次碰撞、迂回，要经历1000万年才能到达太阳表面。在地球上人们接受到万年才能到达太阳表面。在地球上人们接受到的太阳光子，仅需的太阳光子，仅需8分钟就由太阳表面传到了地球，但这些光子从太阳中心分钟就由太阳表面传到了地球，但这些光子从太阳中心产生出来的时间是产生出来的时间是1000万年以前。唯有中微子，是万年以前。唯有中微子，是8分多钟以前刚刚从太阳分多钟以前刚刚从太阳中心产出的，唯有它们携带着太阳中心区的最新信息来

34、到人们身边。如果人中心产出的，唯有它们携带着太阳中心区的最新信息来到人们身边。如果人们有办法连续观察这些中微子，一旦发现中微子数目锐减或停止传送上，表们有办法连续观察这些中微子，一旦发现中微子数目锐减或停止传送上，表明光子持续供应的时间还能延续明光子持续供应的时间还能延续1000万年，起到了预警的作用。万年，起到了预警的作用。ppt课件64地球上每一个人体每秒钟都有地球上每一个人体每秒钟都有1万亿个太阳中微子穿过，白天从头顶贯万亿个太阳中微子穿过，白天从头顶贯穿到脚下，晚上又从脚下贯穿过头顶，而人们却毫无知觉。科学家现在还穿到脚下，晚上又从脚下贯穿过头顶，而人们却毫无知觉。科学家现在还没有能力

35、截获中微子携带的任何信息。没有能力截获中微子携带的任何信息。1987年年2月月23日，当大麦哲伦云中的超新星日，当大麦哲伦云中的超新星SN1987A爆发的时候，日爆发的时候，日本神冈、美国俄亥俄、意大利和前苏联的本神冈、美国俄亥俄、意大利和前苏联的4个中微子探测器共记录到个中微子探测器共记录到24个来个来自自17万光年以外的中微子，他们是从南极穿过地球来到这些探测器的，到万光年以外的中微子，他们是从南极穿过地球来到这些探测器的，到达时间早于光学波段信号达时间早于光学波段信号22小时。这是人类首次探察到超新星爆发过程中小时。这是人类首次探察到超新星爆发过程中释放出来的中微子。释放出来的中微子。中

36、微子失踪悬案终于破解，天文学家建立的太阳模型和物理学家关于中微子失踪悬案终于破解，天文学家建立的太阳模型和物理学家关于中微子的理论都是正确的。中微子的理论都是正确的。2002年，中微子探测的开拓者，美国戴维斯和年，中微子探测的开拓者，美国戴维斯和日本小柴昌俊获得了诺贝尔物理学奖。日本小柴昌俊获得了诺贝尔物理学奖。神奇的中微子，无论在实验室里还是在太空中，人类都已观察到它的神奇的中微子，无论在实验室里还是在太空中，人类都已观察到它的踪迹。在对核子理论和恒星能源机制问题的研究中，中微子都担负着重要踪迹。在对核子理论和恒星能源机制问题的研究中，中微子都担负着重要的角色。小小的中微子，还在决定宇宙前途

37、命运的关键问题中起着举足轻的角色。小小的中微子，还在决定宇宙前途命运的关键问题中起着举足轻重的作用。重的作用。ppt课件65十、星云孕育恒星十、星云孕育恒星当代物理学家认为，宇宙之中一共有当代物理学家认为，宇宙之中一共有4种力：强力、弱力、电磁力和引种力：强力、弱力、电磁力和引力。力。强力和弱力只发生于微观的基本粒子之间，它们只有在比原子的尺度更强力和弱力只发生于微观的基本粒子之间，它们只有在比原子的尺度更小的范围内才起作用。小的范围内才起作用。电磁力和引力不受距离的限制，但其强度和距离的平方成反比。强力是电磁力和引力不受距离的限制，但其强度和距离的平方成反比。强力是最强大的力。最强大的力。天

38、体与天体之间的引力，决定着它们的相对位置和运动；天体内部各个天体与天体之间的引力，决定着它们的相对位置和运动；天体内部各个质点之间的引力，决定着它们自身的生死存亡。质点之间的引力，决定着它们自身的生死存亡。5.3.1恒星起源于星云。星云起源于星际物质。星际物质主要是氢、氦气恒星起源于星云。星云起源于星际物质。星际物质主要是氢、氦气体的分子和离子，以及尘埃微粒。氢、氦是宇宙体的分子和离子，以及尘埃微粒。氢、氦是宇宙“大爆炸大爆炸”初始时期布满整初始时期布满整个宇宙的原初物质。个宇宙的原初物质。5.3.2猎户座大星云猎户座大星云M42是银河系中有名的恒星孵化场，那里正在成批的是银河系中有名的恒星孵

39、化场，那里正在成批的生育着许多新恒星。生育着许多新恒星。ppt课件66ppt课件67ppt课件68在遥远的河外星系中在遥远的河外星系中也观测到一些恒星诞生于也观测到一些恒星诞生于星云的场景。在大麦云中星云的场景。在大麦云中就有好几处。就有好几处。Hodge301是是蜘蛛星云中的恒星孵化场。蜘蛛星云中的恒星孵化场。ppt课件69ppt课件70ppt课件71ppt课件72ppt课件73ppt课件74ppt课件75ppt课件76ppt课件77ppt课件78ppt课件795.4.1/5.4.25.4.20恒星寿命的长短取决于它的质量；恒星死亡取何种结恒星寿命的长短取决于它的质量；恒星死亡取何种结局，也

40、取决于它生前的质量。恒星的质量以太阳质量为单位。小于局，也取决于它生前的质量。恒星的质量以太阳质量为单位。小于2.3太阳质太阳质量的属小质量恒星，死亡方式较为平稳，结局是白矮星加一片硕大而稀薄的星量的属小质量恒星，死亡方式较为平稳，结局是白矮星加一片硕大而稀薄的星云云行星状星云。行星状星云。行星状星云的美丽为时不长，它们以行星状星云的美丽为时不长，它们以1030千米千米/秒的速度向外扩散，秒的速度向外扩散，5万万年后完全散去，只剩下孤灯独处的白矮星也许能熬过几十亿年的光阴，慢慢冷年后完全散去，只剩下孤灯独处的白矮星也许能熬过几十亿年的光阴，慢慢冷却、黯淡下去，光辉尽失，成为宇宙中的暗物质。却、

41、黯淡下去，光辉尽失，成为宇宙中的暗物质。5.4.21超新星爆发是中等质量和大质量恒星与自身重量抗争到最后，一次超新星爆发是中等质量和大质量恒星与自身重量抗争到最后，一次最猛烈的爆发。短时间内倾泻出的能量比恒星一生正常辐射能量的总和还要多。最猛烈的爆发。短时间内倾泻出的能量比恒星一生正常辐射能量的总和还要多。超爆之后，恒星死亡。超爆之后，恒星死亡。十一、恒星化作星云十一、恒星化作星云ppt课件80ppt课件81ppt课件82ppt课件83ppt课件84ppt课件85ppt课件86ppt课件87ppt课件88ppt课件89ppt课件90ppt课件91ppt课件92ppt课件93ppt课件94ppt

42、课件95凤凰涅槃，死而凤凰涅槃，死而新生新生”。超新星爆发。超新星爆发是一颗恒星死亡的诏是一颗恒星死亡的诏告，同时也是新一代告，同时也是新一代恒星诞生的动力。超恒星诞生的动力。超爆冲击波会促成原本爆冲击波会促成原本弥散的星云或星际物弥散的星云或星际物质聚集在一起，迈上质聚集在一起，迈上新恒产出的途程。新恒产出的途程。ppt课件965.4.23银河系中银河系中的超新爆发，是非常的超新爆发，是非常罕见的天象。有史以罕见的天象。有史以来人类史记录到来人类史记录到9次，次，都发生在望远镜发明都发生在望远镜发明之前，而且全部都记之前，而且全部都记录在中国的历史文献录在中国的历史文献中。中。公元公元105

43、4年（宋年（宋至和元年）超新星最至和元年）超新星最负盛名，出现在北宋负盛名，出现在北宋仁宗至和元年，史称仁宗至和元年，史称“天关客星天关客星”。ppt课件975.4.28/5.4.295.4.32这颗超新星突然爆发并为宋这颗超新星突然爆发并为宋朝人亲见的时间是朝人亲见的时间是1054年年7月月4日凌晨日凌晨4点左右，最后消点左右，最后消逝的日期是逝的日期是1056年年4月月6日，日，共见共见643天，位置在金牛座天，位置在金牛座星（中文名天关星）近旁。星（中文名天关星）近旁。在这个位置上，用现代望远在这个位置上，用现代望远镜可以看到有一片蟹状星云，镜可以看到有一片蟹状星云，在梅西耶天体表中列为

44、第一在梅西耶天体表中列为第一号号M1。ppt课件98ppt课件99ppt课件1005.4.335.4.43现代天文观测发现银河系中的超新星遗迹共有现代天文观测发现银河系中的超新星遗迹共有150多个绝大多数爆发在人类史前时期，没有文字记载。多个绝大多数爆发在人类史前时期，没有文字记载。ppt课件1015.4.465.4.50用现代天文望远镜测到的超新星都在遥远的河外星系用现代天文望远镜测到的超新星都在遥远的河外星系中，至中，至1999年底已达年底已达1650多颗。唯一一颗肉眼可见的是多颗。唯一一颗肉眼可见的是1987年发生在年发生在大麦云中的超新星大麦云中的超新星SN1987A（光盘图（光盘图5

45、.4.46 SN1987A爆发前后之比爆发前后之比较）。较）。SH1987A 是典型的是典型的型超新星，最亮时有北斗七星那样亮，爆发型超新星，最亮时有北斗七星那样亮，爆发总能量总能量31046焦耳，相当于太阳一生辐射能量总和的焦耳，相当于太阳一生辐射能量总和的300倍。倍。ppt课件102ppt课件103ppt课件104ppt课件105十二、恒星演化的最后结局十二、恒星演化的最后结局ppt课件106丧失热核反应能力使恒星走向死亡。恒星死亡后的遗骸在引力的摆布丧失热核反应能力使恒星走向死亡。恒星死亡后的遗骸在引力的摆布下，塌缩为高度致密的天体。如果残余质量小于下，塌缩为高度致密的天体。如果残余质

46、量小于1.44太阳质量，那是白矮太阳质量，那是白矮星；在星；在1.44太阳质量与太阳质量与3太阳质量之间，那是中子星；太阳质量之间，那是中子星；大于大于3太阳质量，那太阳质量，那是黑洞是黑洞 1.44太阳质量被称为钱德拉塞卡极限。太阳质量被称为钱德拉塞卡极限。太阳在变成白矮星以前的红巨星阶段，将吞没掉水、金、地三个行星；太阳在变成白矮星以前的红巨星阶段，将吞没掉水、金、地三个行星；变成白矮星以后，虽然体积缩得很小但质量损失不多，引力依然强大。火变成白矮星以后，虽然体积缩得很小但质量损失不多，引力依然强大。火星及更靠外面的行星还会绕着它旋转，但从它那里获得的热量已经非往日星及更靠外面的行星还会绕

47、着它旋转，但从它那里获得的热量已经非往日可比了。没有任何生命还会留存在这样的天体系统中。如果地球上的人类可比了。没有任何生命还会留存在这样的天体系统中。如果地球上的人类后代还能延续到那么久远，那么早在太阳变成白矮星之前就应该迁移到太后代还能延续到那么久远，那么早在太阳变成白矮星之前就应该迁移到太阳系以外的地方去，否则是没有活路的。白矮星的温度靠它生前积蓄的热阳系以外的地方去，否则是没有活路的。白矮星的温度靠它生前积蓄的热量维持。几十亿年之后，热量散发完毕，白矮星变成黑矮星量维持。几十亿年之后，热量散发完毕，白矮星变成黑矮星宇宙中的宇宙中的暗物质。暗物质。ppt课件107白矮星具有特异的性质：质

48、量越大，体积反而越小，密度当然就更大。白矮星具有特异的性质：质量越大，体积反而越小，密度当然就更大。当质量超过当质量超过1.44太阳质量时，引力增大到冲过电子简并压力的屏障，电子被太阳质量时，引力增大到冲过电子简并压力的屏障，电子被压入原子核中与质子聚合为中子。由中子简并压力与引力相平衡而维持稳定压入原子核中与质子聚合为中子。由中子简并压力与引力相平衡而维持稳定的恒星即为中子星。的恒星即为中子星。5.5.2中子星的典型尺度为半径约中子星的典型尺度为半径约10千米，质量千米，质量2太阳质量，密度高达太阳质量，密度高达10亿吨亿吨/厘米厘米3。中子星内部。中子星内部99.5%的物质是密集的中子。的

49、物质是密集的中子。5.5.3/5.5.4中子星的另一个特点是高速自转，速度快到每秒钟几十转、几中子星的另一个特点是高速自转，速度快到每秒钟几十转、几百转。百转。5.5.55.5.18中子星是大质量恒星起爆之后的残留物，尽管有关的理论中子星是大质量恒星起爆之后的残留物，尽管有关的理论早已公之于世，但天文学家并没有着意在天空中去搜寻。直到早已公之于世，但天文学家并没有着意在天空中去搜寻。直到1968年，中子年，中子星在偶然之中被首次发现，成为星在偶然之中被首次发现，成为20世纪世纪60年代天文学四大发现之一。年代天文学四大发现之一。ppt课件108ppt课件109ppt课件110ppt课件111p

50、pt课件112ppt课件113ppt课件114ppt课件115ppt课件116ppt课件117ppt课件118ppt课件119ppt课件120ppt课件121ppt课件1221967年，英国剑桥大学年，英国剑桥大学24岁的女博士乔丝琳岁的女博士乔丝琳贝尔（贝尔（J.Bell）在射电望远）在射电望远镜的天文观测中注意到一种每隔镜的天文观测中注意到一种每隔1.33秒即闪现一次的射电脉冲，转瞬即逝。秒即闪现一次的射电脉冲，转瞬即逝。贝尔及时地报告了她的导师、射电天文学家休伊什（贝尔及时地报告了她的导师、射电天文学家休伊什（A.Hewish）。博学认真）。博学认真的老师和细心敏锐的学生抓住机遇、改进仪