1.1 地球的宇宙环境 课件-2024-2025学年七年级地理上学期人教版（2024）

地球的宇宙环境 The cosmic environment of the earth 第一章第一节 宇宙中的地球 新课标通用版 2 2022022 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 蓝色星球 地球在哪里? 为什么说地球是迄今人类唯一的家园? 人类进行太空探索的意义是什么?取得了哪些成就? 目录 CONTENTS 1 地球在宇宙中的位置 2 人类的太空探索 3 我国太空探索的成就 THE BLUE PLANET 地球在宇宙中的位置 The position of the earth in the universe 1 天体物质形式 Material form of celestial body 晴朗夜空下,仰望星空,可以看到闪烁的恒星、轮廓模糊的星云,以及相对星空背景有明显位移的行星、还可以看到一闪即逝的流星体、拖着长尾的彗星 这些都是宇宙中物质存在的形式,它们连同通过天文望远镜或其他空间探测手段才能探测到的星际空间物质,统称为天体 宇 宙 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 宇宙星云•草帽星系104 Cosmic nebula, straw hat galaxy, Messier 104 因星系中央隆起明亮的核与核附近像草帽的帽檐般向四周辐射散开的宇宙灰尘,又称墨西哥草帽星系 距离地球2930万光年的Sa-Sb型之旋涡星系,梅西耶编号M104,NGC 4594 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57 Cosmic nebula, Ring Nebula, Messier 57 天龙座的一个行星状星云,因为形状长得像猫的眼睛而得名 哈勃太空望远镜显示,猫眼星云拥有绳结、喷柱、弧形等各种形状的结构。于1786年发现,是已知的结构最复杂的星云之一 宇宙星云•猫眼星云NGC 6543 Cosmic nebula cat's Eye Nebula NGC 6543 宇宙星云•行星状蝴蝶星云 M2-9 Cosmic nebula, planetary Butterfly Nebula m2-9 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 33 Cosmic nebula, Horsehead Nebula, Barnard 33 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,距离地球大约1500光年 蟹状星云 Crab Nebula 1054年7月4日,产生蟹 状 星 云 的 一次超新星爆发,这次 客 星 的 出 现被中国宋朝的天文学家详细记录 宇宙星云•马头状星云 Barnard 33 Cosmic nebula, Horsehead Nebula, Barnard 33 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 太阳 天狼星 UY Scuti 盾牌座 UY 盾牌座UY是一颗位于盾牌座的红超巨星 是现今人类已知体积最大的恒星,半径约为 7.94 光年,略小于土星轨道半径,居人类观测到的恒星体积榜首 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 行 星 • 木 星 p l a n e t . J u p i t e r Asteroid belt 小行星带 小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域,98.5%的小行星都在此发现,约2.17-3.64天文单位内,聚集了约50万颗以上的小行星 特洛伊小行星 特洛伊小行星 小行星带 小 行 星 带 Asteroid belt 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:木卫二,它是已发现的距离木星第二近的卫星 卫 星 Satellite 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 流 星 Meteor 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,彗星物质升华 彗 星 comet 水星 太阳 地球 金星 3.03 3.10 3.18 3.23 3.28 4.02 4.12 火星 彗星移动轨迹图 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 黑 洞 blackhole 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 人 造 天 体 artificial object 天体系统 sphere systems 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 system 1 地月系由地球和月球组成 地球是地月系的中心天体,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 太阳系 Solar system 2 太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成 太阳是太阳系的中心天体,质量占整个太阳系质量的99.86% 99.86% Solar system 2 太 阳 系 以其强大的引力,约束其他天体按照-一定的轨道绕着它运转 地球是距离太阳较近的一颗行星,日地距离约为1.5亿千米 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星 注:2006年8月24日下午,第26届国际天文联合会通过决议,由天文学家以投票正式将冥王星划为矮行星,自行星之列中除名 注:2006年8月24日下午,第26届国际天文联合会通过决议,由天文学家以投票正式将冥王星划为矮行星,自行星之列中除名 30 银河系 Galactic System 3 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1千—4千亿颗的恒星 银河系的直径约10万光年① 太阳与银河系中心的距离约2.6万光年 ①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 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 图为新疆沙漠中观测到的银河 银河系 Galactic System 可观测宇宙 Observable universe 4 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 宇宙到底有多大? How big is the universe? 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 The size and position of eight planets in the solar system 水星 金星 地球 火星 木星 天王星 土星 海王星 类地行星 巨行星 远日行星 太阳系•八大行星分类体系 Classification system of eight planets in solar system 地球的特殊性 The particularity of the earth 特殊性: 地球是八颗行星中唯一一颗 存在生命的星球 地球的特殊性 The particularity of the earth 思 考 ? 1.为什么我们邻居的金星和火星上 没有生命? 2.地球和太阳系的其他行星相比, 还有哪些不同的地方? 3.如果我们要去寻找适合人类生存 的第二个星球,那么它应 该具备哪 些环境特点? 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 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 1 稳定光照 稳定的太阳光照——太阳处于中年时期,状态稳定 2 适宜温度 适宜的温度——日地距离适中,公转自转周期适中 3 大气条件 适合生物生存的大气——地球自身的体积、质量适中 4 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 5 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 地球存在生命的条件 Conditions for life on earth 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 目录 CONTENTS 1 地球在宇宙中的位置 2 人类的太空探索 3 我国太空探索的成就 THE BLUE PLANET 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 (1473—1543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(1564~1642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 1961年 东方一号载人飞船 1957年 第一颗人造地球卫星 1969年 阿波罗11号登月 1977年 旅行者号空间探测器 1990年 哈珀太空望远镜 1997年 旅居者号火星车 2010年 国际空间站建成 人类的太空探索 49 第一个进入太空的地球人: 尤里 阿列克谢耶维奇 加加林 1961年4月12日莫斯科时间上午9时零7分,加加林乘坐“东方1号”宇宙飞船发射起航,在最大高度为301公里的轨道上绕地球一周,历时1小时48分钟,于上午10时55分安全返回,完成了世界上首次载人宇宙飞行,实现了人类进入太空的愿望 人类的太空探索 “我的一小步,人类的一大步。” ——阿姆斯特朗 1969年,人类第一次登上月球 人类的太空探索 中国第一颗人造地球卫星——东方红1号 1970年,我国成功发射第一颗 人造地球卫星——东方红1号 中国太空探索成就 中国第一位宇航员 2003年10月15日,杨利伟乘由长征二号F火箭运载的神舟五号飞船首次进入太空,象征着中国太空事业向前迈进一大步,起到了里程碑的作用. 中国太空探索成就 杨利伟 中国太空探索成就 2007年,我国成功发射第一颗 月球 探测器——嫦娥1号 中国太空探索成就 2016年,我国在贵州省建成世界上最大的单口径 射电望远镜——“中国天眼” 中国太空探索成就 2021年,我国“祝融号”火星车成功登陆火星 中国太空探索成就 2023年,我国“天宫”空间站全面建成 中国太空探索成就 2024年,嫦娥6号成功实现月背着陆,并采样返回 “玉兔号”月球车 太空探索的意义 .有助于推动科技的进步 .促进新资源的开发 .帮助我们了解宇宙的起源于演化 .探索生命的起源,认识宇宙环境对地球的影响 .使人类能够更好的保护地球家园 太空探索的意义 .有助于推动科技的进步 .促进新资源的开发 了解宇宙的起源于演化 .探索生命的起源,认识宇宙环境对地球的影响 .使人类能够更好的保护地球家园 总星系 河外星系 银河系 银河系 太阳系 其它恒星系统 太阳系 地月系 其它行星系统 地月系 总星系 (目前人类可观 测的宇宙范围) 河外星系 银河系 其他恒星系统 太阳系 地月系 其他行星系统 本节课重点 本节课重点 我国太空探索的成就: 我国第一个宇航员:【 】 我国的月球探测器是【 】;月球车是“ ”号 我国的火星探测器是【 】;火星车是“ ”号 我国的 空间站是“ ”号 我国的 运载火箭是“ ”号 地球上存在生命的条件: 日地距离适中,有适宜的“ ” 地球体积质量适中,有适合生物呼吸的“ ” 适宜的温度使地球上有有“ ”水 杨利伟 嫦娥 玉兔 天问 祝融 天宫 神舟 温度 大气 液态 本节课重点 太空探索的意义: 复述2-3点即可 .有助于推动科技的进步 .促进新资源的开发 .帮助我们了解宇宙的起源于演化 .探索生命的起源,认识宇宙环境对地球的影响 .使人类能够更好的保护地球家园 天文学常识 General knowledge of astronomy —知识拓展— 宇宙大爆炸学说 Big Bang Theory -01- 量子波动 暗能量加速膨胀 膨胀 余辉模式40万年 黑暗 时代 星系、行星 等的发展 第一颗星大约4亿年 大爆炸扩张137亿年 宇宙微波 背景辐射 恒星等级及演化周期 Star grade and evolution period 黑洞 中子星 行星星云 白矮星 红巨星 白矮星 类太阳恒星 原始恒星 蓝超巨星 红巨星 褐矮星 超新星 太阳•恒星生命演化周期 Solar stellar life cycle 原始分子云 逐渐升温 单位不按比例;时间尺度十亿年(大约) 热核反应开始 现阶段(45.7亿年) 白矮星 红巨星 行星状星云 太阳•恒星生命演化周期 Solar stellar life cycle 太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成 太阳寿命时间总共大约为100亿年;约50亿年后进入红巨星阶段 太阳继红巨星阶段之后,形成行星状星云;最终冷却黯淡演化成白矮星 天文单位与光年 Astronomical unit and light year 计量天体之间距离单位;以A.U.表示,其数值取地球和太阳之间平均距离 国际天文学联合会决定1A.U.=149,597,870[1.5*108]km,自1984年开始使用 太阳 地球 月球 1 A.U. 天文单位与光年 Astronomical unit and light year 光年是长度单位, 指光在宇宙真空中沿直线传播了一年时间所经过的距离 1光年为9,460,730,472,580,800米,约为9.4607 10 km 299792458 m/s 地球至月球=1.3光秒 地球至太阳=8光分 地球至火星=12.7光分 地球至半人马座阿尔法=4.4光年 地球至我们银河系的边缘=52000光年 太阳系八大行星概况 A survey of the eight planets in the solar system 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 太阳系八大行星概况 A survey of the eight planets in the solar system 离太阳最近的行星,岩石行星,中国称之为辰星,每88个地球日绕太阳一周 由于其非常靠近太阳,表面温度427 (最高)、-173 (最低),且没有大气层所以光能够射向表面,这个星球几乎是不能有生命可以进化或者延续下去的 水星 Mercury 太阳系八大行星概况 A survey of the eight planets in the solar system 离地球最近的行星,其亮度在夜空中仅次于月球,排第二 金星是一颗类地行星,因为其质量与地球类似,有时也被人们叫做地球的姐妹星,也是太阳系中唯一一颗没有磁场的行星 金星 Venus 太阳系八大行星概况 A survey of the eight planets in the solar system 中国古人称金星为“太白”或“太白金星”,也称“启明”或“长庚” 古希腊人称为阿佛洛狄忒,是希腊神话中爱与美的女神;而在罗马神话中爱与美的女神是维纳斯,因此金星也称作维纳斯(Venus);维纳斯是爱与美的女性之神,所以金星的天文符号就是女性的标志: 金星 Venus 太阳系八大行星概况 A survey of the eight planets in the solar system 按离太阳由近及远的次序排为第三颗,距离太阳1.5亿公里,诞生46亿年 地球在太空上看地球呈蓝色,是目前宇宙中人类已知存在生命的唯一的天体,是包括人类在内上百万种生物的家园 地球 Earth 太阳系八大行星概况 A survey of the eight planets in the solar system 太阳系第四颗行星,属于类地行星,自转轴倾角、自转周期均与地球相近 我国古书上将火星称为“荧惑星”,表面温度白天:-5 夜晚:-87 ,已知类地行星中密度最小的行星,2015年9月28日,NASA宣布火星存在流动水 火星 Mars 太阳系八大行星概况 A survey of the eight planets in the solar system 八大行星中体积最大、自转最快的行星,距离太阳第五远的行星 为气态巨行星,占所有太阳系行星质量的70%,主要由氢、氦组成,出现乱流和风暴,最显著是大红斑,磁场十分强大,目前发现了79颗卫星 木星 Jupiter 太阳系八大行星概况 A survey of the eight planets in the solar system 太阳系第六位,气态巨行星,中国古代人们把土星称为瑞星 由氢组成,内部的核心包括岩石和冰,最外层的大气层在外观上可以看出发亮的磁性光环,表面温度-191.15 ~-130.15 土星 Saturn 太阳系八大行星概况 A survey of the eight planets in the solar system 太阳系第七颗,几乎横躺着围绕太阳公转,大气主要成分是氢、氦和甲烷 天王星是太阳系内大气层最冷行星,最低温度为49K(-224 ),英国天文学家威廉 赫歇耳爵士1781年3月13日使用望远镜发现发现了天王星 天王星 Uranus 太阳系八大行星概况 A survey of the eight planets in the solar system 太阳系第八颗行星,直径第四,质量第三,海王星在质量上大约是地球的17倍 大气层以氢和氦为主,大气层中的甲烷,是使行星呈现蓝色的原因之一,有着太阳系最强烈的风暴,因为距离太阳最远,是太阳系最冷的地区之一 海王星 Neptune 重 点 精 练 “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3~4题。 1.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 $$