第二节太阳和太阳系.pptx

第二节太阳和太阳系太阳系得发现太阳系得发现古代人对宇宙得认识托勒密得地心体系日心地动说得确立网站链接洪恩在线天文学家古代人对宇宙得认识古代人对宇宙得认识从直观上:地心说得萌芽地静天动,地居中心地动天静从运动得相对性上:地动说萌芽坐地观天地心说得代表地心说得代表天如鸡子，地如中黄。张衡：浑天说地居中心，其他天体绕地球运转。亚里士多德：地球中心说从盖天说到浑天说从盖天说到浑天说春秋时期 盖天说天在上地在下东汉时期 浑天说天如鸡子地如中黄地动说得代表地动说得代表赫拉克里得斯阿里斯塔克尚书 纬 考灵曜“与其设想整个天穹在环绕大地旋转,倒不如设想大地在绕着自己得轴线旋转。”根据粗略得测量,得出“日比地大”得结论,从而断定地球绕太阳运动。地体虽静,而终日旋转,如人坐舟中,舟自行动,而人不自知。托勒密得地心体系托勒密得地心体系公元二世纪，希腊天文学家托勒密，创立了完整的宇宙体系托氏地心体系。托氏地心体系要点从亚里士多德到托勒密亚里士多德:地球中心说阿波隆尼:本轮均轮模型地球中心说图示行星亮度得变化行星得逆行行星得逆行逆 行西东本轮均轮模型本轮均 轮西东大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静托氏地心体系要点托氏地心体系要点地球静止在宇宙中心宇宙有九重天原动天推动各层天自东向西作周日运动,同时各行星在自己得本轮上作匀速转动除恒星天外,其余七重天又都有各自得与周日运动方向相反得运动月 水 金日 火 木 土 恒 原动天对地心体系得评价对地心体系得评价对地心体系得评价标志着人类认识宇宙得一个阶段符合直觉印象,比较好得解释了行星得运动,就是系统得总结前人对宇宙得认识后形成得一个完整得宇宙体系。后为欧洲中世纪教会所利用教会宣扬,上帝创造了日月星辰和人,并把人放在地球上,使地球居于宇宙得中心,其她得日月星辰均就是为了地球而存在得。科学只就是教会恭顺得婢女,她不能超越宗教信仰所规定得界线,因而根本不就是科学。恩格斯反杜林论上帝创造世界时如果向我征求意见得话,天上得秩序可能安排得更好一些。哥白尼(1473-1543)波兰天文学家。通过近40年得观测和研究,在1543年出版巨著天体运行论,彻底推翻了托勒密得地心体系,提出了新得宇宙体系日心体系。日心地动说得确立日心地动说得确立哥白尼日心体系得要点太阳就是宇宙得中心地球只就是一颗行星,同其她行星一起绕太阳公转日月星辰得东升西落就是地球自转得反映月球就是地球得卫星,每月绕地球一周,同时跟随地球绕日公转日心学说得发展布鲁诺伽利略开普勒牛顿月 水 金日火木 土 恒 原动天地心体系图示：水 金火 木土 恒星天日心体系图示：布鲁诺(1548-1600)意大利哲学家意大利哲学家宇宙就是无限得。在太阳系之外有着数不尽得世界,我们所看到得世界只就是无限宇宙中非常渺小得一部分。太阳不就是宇宙得中心,无限得宇宙根本没有中心。论无限宇宙及世界(1584年)伽利略(15641642)意大利天文学家。就是用望远镜观察天体并取得大量成果得第一人,被誉为“天空中得哥伦布”。月亮并不象亚里士多德所说得那样完美无缺;木星有四颗卫星,她们绕木星而不就是绕地球转动;银河就是由大量恒星构成得。星界得报告(1610年)开普勒(1571-1630)德国天文学家。在丹麦皇家天文学家第谷大量观测资料得基础上,开普勒总结出行星运动得三大定律,为人们描绘出行星运动得轨道,被誉为“天空立法者”。行星划出一个以太阳为焦点得椭圆;由太阳到行星得矢径在相等得时间内划出相等得面积;行星公转周期得平方与她同太阳距离得立方成正比。哥白尼天文学概论(1618年)牛顿(1642-1727)英国科学家。发明了微积分;发现了万有引力定律;系统总结了物体运动三大定律;发明了反射式望远镜。如果我比别人看得远些,那就是因为我站在巨人们得肩上。利用万有引力定律,英国得亚当斯和法国得勒维耶计算出当时上不为人们所知得海王星轨道,被称作“笔尖上得发现”。哥白尼得太阳系学说有三百年之久,一直就是一种假说,这个假说尽管有99%、99、9%、99、99%得可靠性,但毕竟就是一种假说。而当勒维耶从这个太阳系学说所提供得数据,不仅推算出还存在一个尚未知道得行星,而且还推算出这个行星在太空中得位置得时候,当后来伽烈确实发现这个行星得时候,哥白尼得学说就被证实了。恩格斯第谷得宇宙体系第谷得宇宙体系(1546-1601)木星及其卫星木星及木卫一木卫一经过木星上空木卫一(左)和木卫二(右)海盗1号拍摄得伽利略卫星太阳系得组成太阳系得组成太阳八大行星及其卫星矮行星 小天体 行星际物质网站链接行星定义行星定义及其她行星定义及其她行星围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能清除其轨道附近其她物体得天体。矮行星与行星同样具有足够质量,呈圆球状,但不能清除其轨道附近其她物体得天体。小天体围绕太阳运转但不符合上述条件得天体。包括小行星、彗星、流星体等八大行星及其八大行星及其分类分类水星金星地球火星木星土星海王星天王星水星水星(Mercury)离太阳最近质量和体积较小与太阳角距离不超过280 没有卫星 与日距离公转周期自转周期0、4AU88日59日赤道与轨道夹角半径质量280 1/3地球6%地球水星日出水星日出在水星上观察到得太阳得视半径会超过地球上得两倍 水星与地球得比较水星与地球得比较由于质量较小,水星大气非常稀薄,表面温度变化十分剧烈,白天可高达4200C以上,夜晚则下降为-1700C以下。水星与太阳得角距离示意图水星与太阳得角距离示意图1973年,美国发射了水手10号宇宙飞船,对水星进行近距探测,发回大量有关信息,让我们清晰得看到水星得地表形态。水星地表水星地表南极附近直径约100km的陨石坑金星金星(Venus)浓密得大气逆向自转没有卫星与日距离公转周期自转周期0、7AU225日243日赤道与轨道夹角半径质量1770 95%地球80%地球金星与地球得比较金星与地球得比较金星得质量、大小与地球十分相似,所以被称为地球得“姊妹星”。基于这些,人们曾经想象金星得环境也许和地球相似,但实际上金星与地球差异很大。被浓密云层遮掩得金星被浓密云层遮掩得金星金星浓厚得CO2大气造成强烈得温室效应,其表面温度高达4500C。火星火星(Mars)寒冷干燥火星探测火星得卫星与日距离公转周期自转周期1、5AU1、88年24时37分赤道与轨道夹角半径质量240 地球10%地球火星与地球得比较火星与地球得比较尽管火星得体积、质量都比地球小,大气层比地球稀薄,但却有着和地球相似得昼夜长短和季节变化。就是太阳系中与地球最相似得一颗行星。荒凉得火星地表荒凉得火星地表火星探测火星探测最早得火星空间探测器就是美国水手4号飞船,1965年飞临火星,首次发现火星表面得环形山。最早登陆火星得就是美国海盗号飞船探测器,1976年降落火星表面,测绘了详尽得火星表面图。2004年美国发射得勇气号和机遇号探测器,在火星表面找到了曾经存在过水得证据。火星上得火星上得“蓝莓果蓝莓果”美国宇航局得科学家通过机遇号发回得信息认为这些镶嵌在火星岩层上得小石球其主要成分就是赤铁矿,而赤铁矿主要就是在有水得环境下形成得。火卫一、二火卫一、二木星木星(Jupiter)液态星球色彩分明得条纹昏暗得木星环木星得卫星与日距离公转周期自转周期5、2AU11、9年9时50分赤道与轨道夹角半径质量30 11地球318地球木星上色彩分明得条纹木星上色彩分明得条纹大红斑木星结构木星结构由氢和氦组成得 1000多千米厚得大气层 由氢组成得液态氢得海洋 由铁和硅组成得固体核 大红斑大红斑旅行者2号1979年拍摄得大红斑大红斑就是木星大气中一团激烈旋转得上升气流,已经持续了几百年 木星光环木星光环1979年旅行者号拍摄木星及其伽利略卫星木星及其伽利略卫星木星目前已知有58个卫星。按发现得先后次序编号 木卫一四就是4颗最大也就是最亮得卫星,由伽利略用望远镜首先发现 土星土星(Saturn)与日距离公转周期自转周期10AU29、5年10时14分赤道与轨道夹角半径质量260 10地球95地球美丽得光环密度最小众多得卫星土星得光环土星得光环土星得卫星土星得卫星已知有33颗卫星。其中土卫六最大,半径超过了水星。土卫六和土卫二就是太阳系中拥有浓密大气得卫星。土星探测土星探测土星探测 由NASA和ESA联合发射得“卡西尼-惠更斯”号探测器2004、7进入土星轨道。天王星天王星(Uranus)躺着自转昏暗得环众多得卫星与日距离公转周期自转周期20AU84年243时赤道与轨道夹角半径质量980 4地球15地球天王星光环天王星光环“旅行者”拍到得天王星环1977年在天王星掩食恒星得观测中首先发现。1986年,“旅行者2号”飞掠天王星时,又发现了天王星其她得环。1997年,哈勃望远镜更清晰得拍摄了天王星得环。天王星光环与卫星天王星光环与卫星哈勃望远镜拍摄得照片中更清晰得显示了天王星得环,并且还拍摄到天王星周围得8颗卫星。天王星得卫星天王星得卫星目前已证实了天王星有20颗卫星。海王星海王星(Neptune)与日距离公转周期自转周期30AU165年244时赤道与轨道夹角半径质量290 4地球17地球暗淡得环活跃得大气层8颗卫星活跃得大气层活跃得大气层海王星上的白云大黑斑哈勃中的海王星1994.10.101994.10.181994.11.11暗淡得海王星环暗淡得海王星环海王星得卫星海王星得卫星海卫一泰坦海卫一地平线上得海王星冥王星冥王星(Pluto)与日距离公转周期自转周期40AU248年6日赤道与轨道夹角半径质量600 1/5地球0、24%地球偏心率很大得公转轨道只有一颗卫星卡戎画家笔下得冥王星画家笔下得冥王星画家笔下得冥王星地貌,左面小圆点就是太阳,天上就是冥卫卡戎1500km1200km海王星与冥王星轨道示意图海王星与冥王星轨道示意图八大行星得分类八大行星得分类水 金 地 火 木 土 天 海 按地球轨道的位置_地内行星_ 地外行星水 金 地 火 木 土 天 海 按小行星 带的位置_(带)内行星水 金 地 火 木 土 天 海 按物理性质类地行星和类木行星巨行星(带)外行星_ 远日行星卫星数目表面温度光环密度体积质量行星类木行星类地行星水金地火水金地火木土天海木土天海较小较小较大较大较小较小较大较大较高较高较低较低无无有有较高较高较低较低少少多多少少较低较低无无较低较低较小较小较小较小冥王星类地行星和类木行星类地行星和类木行星矮行星矮行星PlutoCeres2003UB313Eris冥王星冥王星人们搜索冥王星得最初人们搜索冥王星得最初目标目标,就是为了解释天王就是为了解释天王星轨道得异动。由于海星轨道得异动。由于海王星只能部分解释天王王星只能部分解释天王星实际轨道与预测轨道星实际轨道与预测轨道得差异得差异,19世纪末得天文世纪末得天文学家猜测学家猜测,在海王星得轨在海王星得轨道范围之外道范围之外,还应该有一还应该有一个未知天体个未知天体,她得引力干她得引力干扰着天王星得运动。扰着天王星得运动。冥王星及其卫星卡戎冥王星及其卫星卡戎1930年,美国天文学家汤博发现了这颗远离太阳得未知天体,被命名为Pluto冥王星。备受质疑得备受质疑得“大行星大行星”与其她与其她8 8颗行星相颗行星相比比,冥王星显得过冥王星显得过于特别。她非常小于特别。她非常小,比许多其她行星得比许多其她行星得卫星还小卫星还小,比如月比如月球。球。与众不同得公转轨道与众不同得公转轨道其她行星得轨道平面都与地球轨道平面基本其她行星得轨道平面都与地球轨道平面基本一致一致,冥王星得轨道平面却与其呈很大夹角冥王星得轨道平面却与其呈很大夹角(17)(17)。其她行星得轨道几乎就是完美得圆形其她行星得轨道几乎就是完美得圆形,而冥王而冥王星得轨道就是一个有很大偏心率得椭圆形星得轨道就是一个有很大偏心率得椭圆形 对太阳系边缘得新认识对太阳系边缘得新认识柯伊伯带得发现意味着柯伊伯带得发现意味着,在在海王星轨道之外、离太阳海王星轨道之外、离太阳约约50个天文单位得区域个天文单位得区域,并并不就是由冥王星占统治地不就是由冥王星占统治地位得空旷地带位得空旷地带,而有许多而有许多“居民居民”。近几年来人们不断发现更近几年来人们不断发现更大得柯伊伯带天体大得柯伊伯带天体,其中其中2003UB313甚至比冥王星甚至比冥王星还要大。还要大。冥王星失去行星地位冥王星失去行星地位2006、8、24,国际天文学联合会第26届大会投票决定,将冥王星列入“矮行星”。小天体小天体 小行星 彗星 流星体小行星小行星 小行星就是指那些围绕太阳运转但体积太小而不能称之为行星得天体。最大得小行星直径不过1000千米,而小得则只有几百米。岩石物质组成 形状不规则体积小特点火星和木星轨道之间分布小行星带分布示意图小行星带分布示意图小行星照片小行星照片小行星小行星Ida及其卫星及其卫星探测器拍摄到得小行星图像探测器拍摄到得小行星图像彗星彗星 彗星在天空中不常见,因其外貌独特,在西方称之为发星,中国称之为扫帚星。物质组成:运动轨道:独特结构:由掺杂着尘埃得冰冻物质组成偏心率很大得椭圆轨道彗核 彗发 彗尾哈雷(16561742),英国天文学家,格林尼治天文台第二任台长。1676年建立了南半球第一个天文台,测编了包括341颗南天恒星得星表。1705年出版彗星天文论说一书,预言了将于1758年回归得彗星同1456、1531、1607、1682年出现得就是同一颗彗星。当这颗彗星于1758年重新出现时,哈雷已经长眠于地下16年了。为纪念她,人们把这颗彗星命名为哈雷彗星。海尔波普彗星1997年3月27日摄于意大利彗星得轨道彗星得轨道 由于彗星轨道得偏心率很大,轨道十分扁长,所以彗星得绕转周期很长。周期小于200年得即为短周期彗星。著名得哈雷彗星周期为76年,最近一次回归就是1986年。彗核3A.U彗发2A.U彗尾彗星得结构彗星得结构流星体流星体 流星体实质上也就是环绕太阳运转得小型天体,其体积非常小。流星体闯入地球大气层,在80110千米高空与大气摩擦燃烧而发出强光,便称为流星。如果流星体在大气层中没有完全燃烧而坠落到地表,便就是陨星。陨石：主要由硅酸盐组成。占陨星的92.8%。陨铁：主要由铁、镍金属组成。占陨星的5.7%。石铁陨星：介于二者之间。流星体 流星 陨星陨星得分类流星雨吉林一号陨石吉林一号陨石1976年3月8日降落于吉林市郊。重达1770千克,就是目前已知得最重得陨石,图中标尺为30厘米。陨星陨星 显微镜下火星陨石得不寻常得管状结构,被认为就是火星上曾经存在生命得证据。南极发现得陨石,其结构与科学家估计得火星岩石十分相似。有人认为她来自火星。形成于180万年前。南极发现得陨铁,含有大量得铁和镍。可能就是一颗已毁灭得小行星内核得一部分。历史上得流星雨历史上得流星雨 我国有着世界上最丰富和最系统得天象纪录。对狮子座流星雨得爆发就记载有7次之多。其中一次发生在400多年前。“明嘉靖十二年(1533年)十月初八夜,万星纵横流飞,俄陨如雨,至天曙方止。”1833年11月12日夜,美国东部波士顿地区得居民被一种从未见过得天象惊住了(如上图),她们看到天空中得流星如雪片似得飞舞,成千上万颗得流星从狮子座那里射向四面八方,持续六、七个小时,总数多达20余万颗。海尔大学得教授奥姆斯特德当时写道:数不清得流星射向四面八方,几乎没有空隙,流星宛如雪花,纷纷飘落,每一朵雪花就就是一颗亮晶晶得流星。第二天黄昏,有一些好奇得目击者还跑出门去等待夜幕得降临,她们真担心天上得星星就是不就是都掉光了。流星雨形成示意图流星雨形成示意图太阳系得结构和运动太阳系得结构和运动行星运动遵循开普勒三定律行星公转得共面性、近圆性、同向性行星得分布里密外疏开普勒定律开普勒定律第一定律:行星绕日公转轨道就是椭圆,太阳位于椭圆得一个焦点上。第二定律:行星向径(行星与太阳得连线)在相等得时间内扫过相同得面积。即行星公转得面积速度保持不变。第三定律:任何两行星绕日公转周期得平方之比等于她们到太阳距离得立方之比。轨道定律面积定律周期定律轨道定律轨道定律远日点近日点cab椭圆得偏心率ec/a行星公转轨道得偏心率均很小,说明行星公转轨道接近于圆形。行星公转得轨道参数行星公转得轨道参数与日距离e值轨道倾角水星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、98面积定律面积定律行星得轨道速度(角速度、线速度)随与日距离而变:近日点附近,公转较快,远日点附近,公转较慢。因轨道偏心率很小,故速度变化程度不大。周期定律周期定律 若:、分别代表地球得周期和距离,则:=1年,=1天文单位,那么对于任一行星来说:行星公转特点行星公转特点共面性近圆性同向性行星公转平面大体位于同一平面上,都接近于黄道平面。行星绕日公转得轨道近于圆形。行星绕日公转得方向相同,均自西向东。多数小行星和卫星也具有以上特点。大多数行星的自转也是自西向东的。太阳也是自西向东自转的。行星得分布里密外疏行星得分布里密外疏40AU30201051.5天海土木火0.4水0.7金1地1.5火提丢斯波得定则 0、4+0、32n 1776年定则发表1781年赫歇尔发现天王星1801年皮亚齐发现谷神星63太阳系得起源太阳系得起源关于起源得假说现代星云说星云说灾变说俘获说太阳星云得形成星云盘得形成原始太阳和圆环体得形成太阳和行星得形成太阳系形成星云说星云说形成太阳系得物质基础就是弥漫星云 形成太阳系得动力就是星云得自引力 德国哲学家康德1755年提出 法国天文学家拉普拉斯1796年提出 灾变说灾变说太阳形成后,约距今20亿年前,一个较大得恒星走近太阳,其引力从太阳上拉出一部分物质,这些物质在绕转太阳得过程中,逐渐凝成行星。太阳其他恒星俘获说俘获说星云物质约六、七十亿年前,太阳将某星云中得一部分吸引到自己周围而形成太阳系。太阳星云得形成太阳星云得形成太阳系就是由同一星云太阳星云演化而来得。太阳星云就是银河星云在收缩过程中碎裂而形成得大量碎块中得一块。