1、地球的宇宙环境T h e c o s m i c e n v i r o n m e n t o f t h e e a r t h第一章第一节宇宙中的地球 中国“风云四号”气象卫星拍摄的地球 我国载人飞船工程首位航天员杨利伟在回忆从太空中俯瞰地球的感受时，这样写道:“地球真的太漂亮了，漂亮得无可比拟!大空的黑幕上，地球就像站在宇宙舞台中央那位最美的大明星，浑身散发出夺人心魄的、彩色的明亮的光芒，她披着浅蓝色的纱裙和白色的飘带，如同天上的仙女缓缓飞行THE BLUE PLANET地球真的会发光吗？如果不是，那么从太空中看到的地球为什么是明亮的？这与它在宇宙中所处的位置有什么关系？CONTENT
2、S01 地球在宇宙中的位置02 行星地球03 天文学常识THE BLUE PLANET地球在宇宙中的位置T H E P o s i T i o N o f T H E E A r T H i N T H E U N i v E r s E宇 宙 的 概 念壹壹l 中国古代哲学说上下四方曰“宇”，古往今来曰“宙”,即宇宙是无限空间和无限时间的统一。l 天文学中的“宇宙”是指总星系，是人类目前所能观测到的最大物质体系。宇 宙 的 特 征壹壹宇宙的特征物质性运动性天体天体系统是否是天体的判断依据是否是天体的判断依据壹壹 不是其它天体的一部分不是其它天体的一部分 在地球大气层之外。在地球大气层之外。在
3、地球上还未发射在地球上还未发射的卫星的卫星在大气层外环绕在大气层外环绕地球的卫星地球的卫星 天 体 类 型壹壹天体的类型星云恒星行星卫星彗星自然天体人造天体 由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，主要物质是氢 图为通过天文望远镜拍摄的猎户座星云01 -02-环状星云（Planetary nebulae），也被称之为“Messier 57”因此类星云中心有颗高温星，外围环绕着一圈云状物质，就好像行星绕着太阳似的而得名，也有因其形状像一个光环，所以又称为环状星云宇宙星云环状星云梅西耶57C o s m i C N E B U L A,r i N g N E B U L A,m E s s i E
4、r 5 7宇宙星云行星状蝴蝶星云 M2-9C o s m i C N E B U L A,P L A N E T A r y B U T T E r f L y N E B U L A m 2-9-04-蝴蝶星云 M2-9也叫巴比龙星云 蛇夫座美丽的行星状星云。大小约是150光年，位于我们的邻居星系大麦哲伦星云，距地球大约17万光年宇宙星云马头状星云 Barnard 33Co sm i C N E B U L A,HorsEHEAd NEBULA,BArNArd 33-05-马头状星云 Barnard 33 IC 434是暗星云，黑暗的尘埃和旋转的气体构成的构成马的头部 它位于猎户座星的左下处
5、，距离地球大约1500光年由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状天体 图为太阳，它是离地球最近的恒星02 在椭圆轨道上绕恒星运行的、近似球状的天体 行星的质量比恒星小，本身不发光，靠反射恒星的光而发亮 图为在外太空拍摄的环绕太阳运行的土星03 环绕行星运转的天体，卫星的大小差别很大 图为木星的卫星一木卫二，它是已发现的距离木星第二近的卫星04 流星体是太阳系内，成为颗粒状的碎片 流星体进入地球大气层后，在路径上发光并被看见的阶段则被称为流星 图示为英仙座流星雨05 彗星又称扫把星，是进入太阳系内 亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体，呈云雾状 彗核由冰物质构成，当彗星接近恒星时，彗星
6、物质升华06 黑洞是现代广义相对论中的一种天体 引力极其强大，是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体 图为北京时间2019年4月10日人类首张合成黑洞照片07 由人工研制并用运载火箭或航天飞机发射到宇宙空间的飞行体 运行规律与自然天体相同或基本相同；包括宇宙飞行器和空间垃圾等08 天体系统s P H E r E s y s T E m s贰贰 宇宙中天体都在运动着，运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统 天体系统有不同的级别；地球所处的天体系统，按从低到高的级别，依次为地月系、太阳系、银河系和可观测宇宙地 月 系E-mooN sysTEmE01 地月系由地球和月球组成 地球是地月系
7、的中心天体，月球围绕地球运动 它是地球唯一的天然卫星，月地距离约为38.4万千米 太阳太阳 中心天体中心天体,质量庞大质质量庞大质 量占太阳量占太阳99.86%99.86%八大行星：由近及远八大行星：由近及远 水金地火木土天海水金地火木土天海 小行星带（火木之间）小行星带（火木之间）类地行星类地行星巨行星巨行星远日行星远日行星太 阳 系 的 组 成E02太阳系八大行星m A T E r i A L f o r m o f C E L E s T i A L B o d y壹壹 在太阳系的八颗行星中水星、金星、地球、火星更靠近太阳，有固体表面，体积较小，称为类地行星木星、土星、天王星和海王星远离
8、太阳，主要由气体构成，其中木星、土星因体积巨大，称为巨行星天王星、海王星因与太阳相距很远，称为远日行星银 河 系gALACTiC sysTEmE03 银河系是由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统 在银河系中，有1 000亿颗以上的恒星；银河系的直径约10万光年 太阳与银河系中心的距离约2.6万光年 光年是计量天体间距离的单位。1 光年即光在一年中传播的距离，约为94605亿千米 由于身在其中，我们在地球上无法看到银河系的全貌 在没有月光且未受城市灯光干扰的晴朗夜晚，常能看到银河呈一条乳白色的朦胧光带横跨天际 图为夏季在金山岭长城观测到的银河T H E m i L k y W A y s E E
9、N o N E A r T H可观测宇宙oBsErvABLE UNivErsEE04 目前，在银河系外，天文学家观测到 许许多多同银河系类似的星系，统称它们为河外星系 银河系和现阶段所能观测到的河外星系，统称为可观测宇宙 注：图示为人类可观测宇宙辐射全景开展简单的天文现象观测活动 simPLE AsTroNomiCAL oBsErvATioN ACTiviTiEs 天文观测是天文学家重要的日常工作之一，天文爱好者也可以直接用肉眼或者用望远镜等进行月相、日食、月食、流星雨等天文现象的观测；观测前需做好准备工作，观测时注意个人安全防护 以月相观测为例；月相可用肉眼直接观测，观测前需准备指南针和观测
10、记录表n 图：确定月亮在天空中的位置 确定月亮位置的方法 HoW To dETErmiNE THE PosiTioN of THE mooN1.选择视野开阔的地方，用指南针确定东、南、西、北方向；选择地面标志性建筑物，作为月亮水平方位的参照2.月亮的高度角可用拳头进行估算；水平伸直一只手臂为0基准面，握拳，其上叠放另一只手的拳头，一只拳头的高度角约为10；保持手臂稳定不动，依次将下面的手抽出叠放在上面，直到视线、拳头和月亮三者重合，据此估算月亮的高度角活动观测并记录月亮的位置和形状 HoW To dETErmiNE THE PosiTioN of THE mooN1.傍晚日落后天空出现月牙的时
11、候，在观测表上记下观测日期、月亮的位置和形状，并标注观测时刻(表1.1)2.接下来两周内，每天在同一时刻进行观测并记录。3.描绘观测期间同一时刻月亮在天空的位置和形状变化活动表1.1 月相观测记录表 观察时刻_日期观测项目农历公历月亮水平方位月亮高度角月亮形状观测并记录月亮的位置和形状 HoW To dETErmiNE THE PosiTioN of THE mooN活动总结观测结果1.总结月亮位置的逐日变化2.总结月亮形状的逐日变化n 图:月相观测描绘示例(2016年)了解月相，您是否想知道月相的成因？D o y o u w a n t t o k n o w t h e c a u s e
12、 o f t h e m o o n p h a s e?月相变化原理解释图行星地球PLANET EArTH水星金星地球火星木星天王星土星海王星太 阳 系 八 大 行 星 体 积 位 置T H E s i z E A N d P o s i T i o N o f E i g H T P L A N E T s i N T H E s o L A r s y s T E m02太 阳 系 八 大 行 星 运 动 规 律L A W s o f m o T i o N o f T H E E i g H T P L A N E T s i N T H E s o L A r s y s T E m
13、 八颗行星都围绕太阳公转 而且公转方向具有同向性，公转轨道面具有共面性，公转轨道形状具有近圆性太阳系实时运行3D演示3D demonstration of real-time operation of solar system地球普通性与特殊性T H E g E N E r A L i T y A N d P A r T i C U L A r i T y o f T H E E A r T H贰贰 普通性：无论是从距日远近、自身的体积，还是从公转方式来看，地球都只是太阳系中一颗普通的行星 特殊性：然而，地球又是太阳系中一颗特殊的行星；根据人类目前所掌握的宇宙信息，地球是八颗行星中唯一存在高级
14、智慧生命的星球 地球上具有适宜高级智慧生命生存和繁衍的温度、水、大气等条件 这与地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量有关，也与地球有一个安全的宇宙环境有关E01地球存在生命的条件 CoNdiTioNs for LifE oN EArTH 宇宙环境安全的宇宙环境，大小行星各行其道，互不干扰稳定光照稳定的太阳光照太阳处于中年时期，状态稳定适宜温度适宜的温度日地距离适中，公转自转周期适中大气条件适合生物生存的大气地球自身的体积、质量适中E01地球存在生命的条件 CoNdiTioNs for LifE oN EArTH E01地球存在生命的条件 CoNdiTioNs for LifE oN EArT
15、H 液态水生物体最重要的组成部分;水在生命演化中起重要作用人类对宇宙的探索 HUmAN ExPLorATioN of THE UNivErsE 自古以来人们就对天文现象十分好奇直至400多年前，人们只能通过肉眼观测宇宙，因视野范围有限，误认为地球是宇宙的中心；1543年，哥白尼通过观测和计算提出了日心说，由于缺乏更多的支持，不被广泛认可 尼古拉哥白尼 (14731543年）波兰天文学家、数学家、教会法博士、神父人类对宇宙的探索 HUmAN ExPLorATioN of THE UNivErsE 1609年，伽利略制造了一架小型望远镜，其放大率只有32倍；伽利略用这架望远镜观测到了月球陨石坑、太
16、阳黑子、木星的4颗卫星、土星光环他的结果有力地支持了哥白尼的目心说；由此，人们对宇宙的观测方式进入了望远镜时代，宇宙观也发生了改变 伽利略伽利雷（15641642年）意大利天文学家，物理学家和工程师现代物理学之父、科学方法之父、现代科学之父 人类观测宇宙的工具天文望远镜此后，天文望远镜突飞猛进地发展，人类对宇宙的认识也逐步扩展、加深赫歇耳借助天文望远镜将观测范围扩展到太阳系之外，确认了由众多恒星构成的银河系的存在自学窗 人类观测宇宙的工具天文望远镜哈勃通过天文望远镜发现了仙女座星云其实是由大量恒星组成的，而且距离远远超出银河系的范围，证实了河外星系的存在图以哈勃名字命名的空间望远镜哈勃望远镜自
17、学窗 人类观测宇宙的工具天文望远镜2016年，我国在贵州建成了目前世界最大的单口径射电望远镜，帮助人类获取更多的宇宙信息 自学窗CLAss AssigNmENT n 地球的宇宙环境 THE CosmiC ENviroNmENT of THE EArTH图中的“蓝月亮”为科学家用计算机模拟出的银河系中一个可能孕育生命的天体，它本身不发光，但其上光照良好。完成12题。1“蓝月亮”应属于()A行星 B恒星 C卫星 D彗星2“蓝月亮”上的光可能来自()A太阳 B地球 C行星 D恒星“天宫二号”是继“天宫一号”后我国自主研发的第二个空间实验室，有消息称其将于2016年在酒泉卫星发射中心发射。结合所学知识
18、回答34题。3相对于海南文昌卫星发射中心，酒泉卫星发射中心的优势主要在于()A降水少，晴天多，发射窗口期长B纬度低，地球自转线速度大，可节省燃料C空中及海上交通都很方便，便于运输D人口稀少，发射后残骸不易危及人民安全 “天宫二号”是继“天宫一号”后我国自主研发的第二个空间实验室，有消息称其将于2016年在酒泉卫星发射中心发射。结合所学知识回答34题。4下列有关太阳活动对空间实验室的影响的叙述，正确的是()A太阳活动对空间实验室的影响不大B空间实验室在地面实验过程中不会受太阳活动的影响C太阳黑子比耀斑对空间实验室的影响大D太阳活动会影响空间实验室的安全及地空联系 阅读材料，回答下列问题。材料一图
19、是“嫦娥二号”探测卫星示意图。材料二北京时间2012年8月6日13时31分，美国于2011年底从佛罗里达州发射的“好奇”号火星探测器成功登陆火星表面，它的主要任务是探索火星过去或现在是否存在适宜生命生存的环境。图图甲为佛罗里达州位置图(阴影部分)，图乙为“好奇”号火星探测器图。(1)结合所学知识，对材料一图中的天体进行分类。(2)材料一所示天体系统的中心天体的天体类型是_。(3)结合材料二中的信息，分析美国选择在佛罗里达州建航天发射中心的自然原因。佛罗里达州纬度较低，地球自转线速度较大，有利于航天器发射，节省燃料；临海，有利于大型火箭的运输；海洋面积广阔，发射安全。自然天体：地球和月球。人造天体：“嫦娥二号”探测卫星。行星地球的宇宙环境T h e c o s m i c e n v i r o n m e n t o f t h e e a r t h第一章第一节宇宙中的地球
