《地球概论》教案要点 - 图文 下载本文

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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