第二章 地球的宇宙环境

【教学目的】

了解地球的宇宙环境，掌握不同层次的宇宙结构（特别是太阳系和地月系）及其对地球环境的影响，树立正确的宇宙观和世界观。 【教学要求】

了解恒星的组成，太阳系的起源，总星系，宇宙，恒星的演化，多普勒效应，大爆炸宇宙学，天文新发现。理解星际物质和星云，月面的自然条件，彗星、流星、恒星的组成，恒星的自行，太阳系的发现，太阳系的星云假说。掌握：（1）恒星和星系：恒星的定义、恒星的运动、恒星的发光和光谱、恒星的光度、亮度、视星等、绝对星等以及它们之间的相互关系；恒星的划分，银河和银河系的概念，银河系的结构，太阳在银河系中的位置。（2）太阳系：太阳的大小、日地距离、太阳的热能和温度、太阳大气、太阳活动、行星分类、行星的分布规律、行星的运动规律、行星运动轨道的特征。有关行星运动的计算。（3）地月系：地月系的组成，月球的自转和公转方向、周期、速度，月球的同步自转，月相变化规律及周期。恒星的光度、亮度、视星等、绝对星等的计算。 【教学重点】

太阳的结构和太阳活动；行星及其运动规律；彗星的结构，恒星及其恒星的光度、亮度和星等的关系；银河系的组成与结构；月球的自转和公转，月相变化规律及其周期；一些基本概念和基本数据。 【教学难点】

恒星及其恒星的光度、亮度和星等的关系；月相变化规律及其周期。日、地、月三者在空中的位置关系。 【教学过程和方法】

以录像、VCD/DVD、多媒体课件等直观生动的教学媒体展示地球的宇宙环境、各组成部分的结构以及它们的发展和演化，再从理论上分析、论证相关原理，通过课堂讨论和课后查阅资料来加深对宇宙等天文学知识的了解。 【教学手段】

录像、VCD/DVD、多媒体课件。 【教材分析】

本章教材首先讲恒星和银河系，使学生了解地球在宇宙中处于一个什么位置；然后再逐渐缩小范围讲解太阳和太阳系；视野逐渐缩小，最后讲解地月系。这种由远及近、由浅入深的讲解使学生逐步建立空间概念，理解日、地、月三者在空中的位置关系，掌握它们的运动规律。在教学过程中要多使用多媒体手段，逐步培养学生的空间思维能力、理解能力、读图用图能力、观察思考问题的能力。 【教学课时】

9课时 【教学内容】

第三节 恒星和星系

一、恒星

1、 定义：就是由炽热气体组成的，能够自身发光的球形的或类似球形的天体。其成分

主要是氢其次是氦。恒星的本意就是固定不变的星。

2、恒星自行：对于观测者而言，恒星每年在天球上都要移动一定的角度，这种移动就叫恒星自行。

二、恒星的发光和光谱 1、恒星的发光：恒星演化史上某个阶段的现象。要有巨大的质量；必须达到一定的温度。 2、恒星的光谱：恒星的光谱反应恒星温度的高低； 光谱中的吸收线和发射线反映

恒星化学成分；

三、恒星光度和亮度

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1、恒星光度和亮度的概念：亮度：指地球上的受光程度，亮度与距离的平方成反比。光度：指恒星自身的风光程度，它与本身的温度有关，与距离大小无关。恒星光度和亮度用“星等”来表示。

2、星等：视星等（m）和绝对星等（M）：视星等是亮度等级；绝对星等是光度等级。 星等越小；亮度越大。星等以等级递减，亮度以等比（R）级数增大：R=（100）1/5 ；lgR=1/5 lg100=0.4；R=2.512。标准距离（10秒差距）下的视星等为绝对星等：（光源的视亮度与其距离平方成反比）

3、天文学的距离单位：天文单位，光年，秒差距；天文单位：就是日地平均距离。为149，600，000千米；光年：就是光在真空中一年所走的距离。秒差距：若日地距离对某颗星的张角为1角秒，则星距太阳的距离为一个秒差距。1秒差距＝206265天文单位；大多数恒星的M（绝对星等）大于太阳。

四、恒星的多样性

1、按组合形式来分：单星，双星，星团；

2、按恒星光度变化来分：稳定恒星；变星，新星，超新星； 3、按恒星光度和温度的关系来分（赫罗图）： 主序星，白矮星，巨星，超巨星；

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4、脉冲星，中子星。

五、银河系和银河

1、同一事物的两个不同现象。银河系：是以银河命名的；星系（形似圆盘）；银河：是银河系在天球上的投影（环天光带）；银河系总质量：大约1400亿太阳质量；星数：1～2千亿颗。恒星约占90%，星云和星际物质约占10%。 2、银河系结构：

是一个又圆又扁的圆盘体，它的中部较厚，四周较薄，就象运动场上的铁饼。其组成为： 由圆盘体（直径8万光年）和银晕组成； 圆盘体分核球和银盘两部分； 核球的中心部分叫银核，银核中心部分叫银心。

3、太阳在银河系内的位置和运动太阳的位置： 位于银道面附近；距银心约2.4万光年；银盘在运动中形成一些旋臂，太阳位于其中的一条旋臂上，太阳绕银心作转动，同时太阳还相对于邻近恒星的运动，向着武仙座方向前进。太阳绕转银心： 速度为250公里每秒；周期是2.5亿年。 六、总星系

河外星系：除银河系以外的所有星系。

星系群：相互邻近的星系组合而成的天体体系。 星系团：比本星系群更加庞大的天体体系。 总星系：比星系团更高一级的天空世界。

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七、宇宙

哲学宇宙：宇宙无限；空间无限：无边无际；（无边界，形状和中心）；时间无尽：无始无终；（无起源，年龄和寿命）

科学宇宙：指总星系；时间上有起源，空间上有边界； 大爆炸宇宙学。

第四节 太阳和太阳系

一、太阳的距离和大小

1、日地距离：149 600 000公里；（即天文单位）

2、太阳的大小：半径约70万公里（地球半径109倍） 3、地平视差和半径： 根据距离和视半径推算线半径。 4、质量：1.989×10E33克（约为地球质量的33万倍） 二、太阳的热能，温度和热源 1、太阳热能：

（1）太阳常数：1.97卡/平方厘米.分，或8.16焦尔/平方厘米.分。 太阳常数是在日地处于平均距离，太阳光垂直照射并排除大气影响的条件下，地面上单位面积每分钟所接受的太阳热量。

（2）太阳辐射热能总量：3.826×10E26焦尔每秒 （3）地球所得：1.74×10E17焦尔每秒（占22亿分之一） 2、太阳温度： （1）、根据太阳辐射热量数量推算称有效温度； （2）、根据太阳辐射光谱测定称辐射温度；太阳光球温度：5770K；太阳中心温度：15000 000K；日冕温度：1500000K。

3、太阳热源： （1）、 产热过程：热核反应（氢核聚变为氦核） （2）、 产热方式：质量转化为能量； （3）、产能中心：在太阳核心

4、太阳大气：太阳可以直接观测的外部层次 （1）、光球：是太阳大气的底层，最明亮，厚度500千米。 （2）、色球：是太阳大气的中层，亮度仅及光球的千分之一，厚度2000千米。 （3）、日冕：是太阳大气的外层，亮度仅及色球的千分之一，无明显的上界。 三、太阳活动：太阳大气各种变化的总称（太阳“天气变化”） 1、黑子：扰动太阳的明显标志，各种变化皆与星子同步起 2、耀斑：扰动太阳的主要标志，对地球的影响最强烈； 3、磁暴，电离层干扰，极光。 四、九大行星：

水星，金星，地球，火星，土星，天王星，海王星，冥王星。 以地球为界分为地内行星和地外行星；

以小行星带为界分为内行星和外行星。

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