第12章 宇宙与空间探索第一课时 宇宙 课件-2023-2024学年牛津上海版七年级下册科学

§12.1 宇宙 从高处看我们学校是什么样 （视角海拔高度：151米） 再高一点是这样的 （视角海拔高度：260米） 当然那如果再高一点 （视角海拔高度：263.71公里） 上海市真北中学 从太空看我们地球便是这样的 （视角海拔高度：8994.79公里） 从太阳系的范围来看应该是这样的 银河系一千二百亿颗 恒星之一 金 星 地 球 火 星 木 星 土 星 天 王 星 海 王 星 水 星 一、太阳系的组成 9 太阳系的组成： 10 半径：1/5地球 质量：0.24%地球 11 其他行星的轨道平面都与地球轨道平面基本一致,而冥王星的轨道平面却与其呈很大夹角（17º）。其他行星的轨道几乎是完美的圆形，而冥王星的轨道是一个有很大偏心率的椭圆形。 12 13 卫星&小行星 彗星 流星体 14 地球与太阳之间的平均距离： 149597870公里≈1.5×108km 15 天文单位（AU） ——丈量天体间距离的一把尺 “天文单位”指的是太阳到地球的平均距离。 “天文单位”是表示长度的单位 1 AU=1.5×108km 16 太阳系内我们常用“天文单位” 来度量行星之间距离的标尺。 但是若用天文单位来度量星系这样级别的天体的话将是这样的情况 仙女座星系距地球：1.39 × 107 AU 人马座星系距地球：6.32 × 108 AU 17 光年 同学们，你们知道“光年”吗？我们知道“年”是表示时间的，那请你说一说，光年是表示时间，还是表示距离呢？ 聪明的你们回答对了，光年是表示距离的，和我们学过的米，厘米一样，是长度单位。 由于用“天文单位”测量宇宙中恒星之间的距离已不够用，天文学家采用了“光年（l.y.）”这种单位 “光年”指的是光在真空中一年的时间里所行走的距离 “光年”是表示长度的单位 一光年=光速＊ 时间 = 3＊ 105千米/秒＊（ 365＊24＊3600）秒 = 9.4608 ×1012千米 1 l.y.=9.46×1012km or 6.32 × 104 AU 二、光年 20 一光年到底有多远呢？ 如果你开车平均100公里每小时，就是在高速公路上的速度，那么你要不停地开上1080万年。就算以你被警察追时的200公里车速来开也要开上540万年。 太阳与最近的恒星半人马座a星相距43万亿km= 4.545 光年 与最亮的恒星天狼星为8.6光年 与牛郎星和织女星的距离分别为16.63和26.3光年 目前人类探知的最遥远的星，距离地球已达150亿光年 22 宇宙 银河系 河外星系…… 太阳系 其它恒星系统…… 九大行星 太阳 地月系 行星间物质 宇宙的构成 宇宙 宇宙是广漠空间和存在的各种天体以及弥漫物质的总称。 2.包括： 1.概念： 宇宙中有上千亿的星系，平均每个星系又有上千亿的恒星和各类天体。 宇宙从哪里来？它的过去是怎样的呢? 盘古开天辟地 女娲补天 有关宇宙创始的神话故事 三国时徐整著的《三五历纪》就记载了盘古“开天辟地”的神话： 唯有天地时 混沌状如鸡子 盘古生其中一万八千岁 天地开辟 阳清为天 阴浊为地 圣经中，就描绘了上帝用7天创作世界的故事。 你还知道哪些有关创始的神话故事？ 为什么古代人会对宇宙有这样的认识？ 古代观察天空的工具仅仅是眼睛，而现代科学家能借助更先进的科技手段对宇宙的起源进行更深入的研究，才发现了许多关于宇宙起源的证据。 所以说人类对自然界的认识水平是和当时的科学技术发展水平相适应的。 讨论： 天文望远镜和射电望远镜  哈勃太空望远镜在离地球表面580千米高空的轨道上运行，重达1.1万千克，镜面直径达240厘米。 古代观察天空的工具是眼睛，现在的科学家呢？ 哈勃发现了什么？ 他在1922～1924年期间发现，星云并非都在银河系内，在银河系之外存在许多其它的星系，宇宙比人类想象的要大许多。 星系看起来都在远离我们而去，且距离越远，远离的速度越快，星系间的距离在不断地扩大。这一结论意义深远，因为一直以来，天文学家都认为宇宙是静止的，而现在发现宇宙并不是静止不变的。 ——标志现代宇宙论的诞生 NGC7742星云 哈勃眼中的宇宙 发现1、所有的星系都在远离我们而去。 哈勃太空望远镜还看到了什么？ 发现2、星系离我们越远，运动的速度越快； 发现3、星系间的距离在不断地扩大 难道地球是宇宙的中心？ 三、宇宙大爆炸 34 1、大爆炸理论 勒梅特于1931年创建 宇宙大爆炸 大约150亿年前，我们所处的宇宙全部以粒子的形式、极高的温度、极大的密度，被挤压在一个“原始火球” 中。 2、大爆炸理论主要观点 大爆炸使物质四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。 “在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西？ 大爆炸 (一开始) 这是宇宙诞生千分之一毫微秒时情況 (1)大爆炸制造等量的能量与反物质 (2)每十亿个反物质粒子中会有一个转变成物质粒子。 (3)物质与反物质互相湮灭。 (4)結果：反物质摧毀了宇宙中99.9999999%的物质。 第一批原子开始形成(3分钟) (5)少数残余的物质粒子以三个一组形成质子和中子，然后再和电子形成原子。 氢和氦(3分钟) 气体云团(10万年) 星星出现(10亿年) 　 6、原子冷却、结合成恒星、银河并演化成我们今日所知的宇宙。 我们银河诞生(50亿年) 宇宙持续膨胀中 大胆猜测：宇宙的将来 或者会塌缩而在大挤压处终结 永远膨胀下去，不断地扩大，我们将看到所有星系的星球老化、死亡，剩下我们孤零零的，在一片黑暗当中。 史蒂芬霍金 史蒂芬·霍金，广泛尊崇为继爱因斯坦之后最杰出的科学家。黑洞理论和“大爆炸”理论的创立人，著名的《时间简史》的作者。 17岁的霍金患病后只能永远坐在轮椅上并且失去了语言能力，这位全身只有三个手指能动的残疾人，却依靠惊人的毅力完成了一系列惊人的关于大爆炸和黑洞的理论。 史蒂芬霍金 史蒂芬·霍金是英国物理学家，他用毕生精力研究黑洞普通物理学定理不再适用的时空领域)和宇宙起源大爆炸原理。他提出黑洞能发射辐射(现在叫霍金辐射)的预言现在已是一个公认的假说。他的研究工作在科学界远不及他的畅销书《时间简史》出名。他这本销售量达2,500万份的畅销书对量子物理学和相对论作了大量介绍。 1942年1月8日，出生于英国的牛津。1962年，在牛津大学完成物理学学位课程，搬到剑桥大学攻读研究生。霍金被诊断患有运动神经元疾病。 1965年，被授予博士学位。他的研究表明：用来解释黑洞崩溃的数学方程式，也可以解释从一个点开始膨涨的宇宙。1970年，霍金研究黑洞的特性。他预言，来自黑洞(现在叫霍金辐射)的射线辐射及黑洞的表面积永远也不会减少。1974年，被选为皇家学会会员。他继续证明，黑洞有温度，黑洞发出热辐射，以及气化导致质量减少。1980年，任剑桥大学数学鲁卡斯教授(艾萨克·牛顿曾任此职)。1988年，出版《时间简史》，成为关于量子物理学与相对论最畅销的书。1996年至今，继续在剑桥大学工作。 思考 无论地球上观察，还是在其它星球上观察，都 可以观察到其它星球都在远离观察点而去，这是宇宙膨胀的结果。其实，大爆炸而产生宇宙的理论也不能确定起始爆炸中心。 在地球上观察到宇宙中的星系都在远离地球而去，能否说明地球是宇宙大爆炸的中心？为什么？ 黑洞理论： 巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了 你想了解黑洞吗？可以上网查找这方面的知识！ 美国斯坦福大学的天文学研究小组在遥远的宇宙中发现了到目前为止堪称最庞大最古老的黑洞，其质量是太阳质量的100多亿倍。 1.宇宙是＿＿＿＿和其中存在的 ＿＿＿＿以及＿＿＿＿的总称.宇宙是＿＿＿＿.它处于不断的＿＿和＿＿中. 2.宇宙中有上千亿的＿＿＿.平均每一星系又约有上千亿的＿＿及＿＿＿＿＿。 广漠空间 各种天体 弥漫物质 物质世界 运动　发展 星系 恒星　各类天体 总结 3、史蒂芬·霍金的宇宙无边界设想是现代宇宙学的重要基石之一，这种设想的主要内容是：第一，宇宙是＿＿＿，它没有“外面”;第二，宇宙不是可以任意赋予初始条件和边界的一般系统 。霍金预言宇宙有两种结局：一是它可以＿＿＿＿＿＿；二是它会塌缩而在＿＿＿＿＿终结。 无边的 永远膨胀下去 大挤压处 作业：《练习部分》12.1　（P1-2） 59 谢谢 再见 $$