1.1我们的宇宙（课件）- 【上好课】2024-2025学年九年级科学下册同步精品课堂（华东师大版）

第1节 我们的宇宙 九年级科学下册 •华东师大版 第1章——宇宙的起源与演化 教学目标 一 02 宇宙的大尺度分布 01 宇宙中的天体系统 03 膨胀的宇宙 教学引入 二 自古以来，人们就一直对宇宙怀有难 以割舍的好奇情结。 宇宙有多大？ 宇宙的年龄有多长？ 宇宙有着怎样的结构？ 宇宙是从来如此，还是在不断演化？ 这些问题曾使无数人魂牵梦萦。 宇宙中的天体系统 三 1、银河系的形状（由上往下、侧面） 2、光年 3、星系的组成 侧面看：银河系是一个中间厚、边缘薄的扁平状盘体，像中间凸起的大透镜； 由上往下看：呈旋涡状，从核心伸出四条旋臂。 光年：光在一年内通过的路程。1光年=9.46×1012km 银河系——太阳系——地月系 总星系 河外星系 知识回顾 宇宙中的天体系统 三 1. 地球的平均半径是_______km，地球离太阳的平均距离是_____________km； 2. 太阳的直径是_________km，约是____________分之一光年； 3. 银河系的直径是______光年，约是太阳直径的____________倍； 4. 银河系外还有许多星系，称为______星系，最远的超过_____亿光年。 河外 6371 1.496 ×108 7×105 1.35×107 8万 5.4 ×1011 100 宇宙中的天体系统 三 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。 宇宙中有哪些天体呢？ 宇宙中的天体系统 三 行星 按照这些天体在结构特点（包括体积和质量）、运动规律上的相似性和差异性，天文学家把它们归属于行星、恒星、星团、星系等不同的天体层次。 指自身不发光，环绕着恒星运转的天体。 宇宙中的天体系统 三 恒星 本身能发出光和热的天体 星团 指恒星数目超过10颗以上，并且相互之间存在物理联系（引力作用）的星群。由十几颗到几十万颗恒星组成 球状星团 疏散星团 宇宙中的天体系统 三 由几亿甚至上万亿颗恒星、星际气体以及尘埃物质构成的天体系统。 星系 宇宙中的天体系统 三 星系 现在知道宇宙中大约有1000亿个星系， 是宇宙的基本组成部分，银河系只是星系中的一员。 星系 大麦哲伦星系：离我们最近的星系（16万光年） 离我们200万光年的仙女座星系 宇宙中的天体系统 三 星系 预计四十亿年后，仙女座星系-银河系碰撞 宇宙中的天体系统 三 星云 稀薄的气体或尘埃构成的天体之一。 M78星云 鹰状星云内的创生之柱 哈勃 韦伯 宇宙的大尺度分布 四 当我们想知道宇宙在大尺度上的物质分布情况时，我们应该去观测星系还是恒星？ 要了解宇宙的运动和物质分布等情况，必须考察星系的运动和分布 宇宙中天体的分布非常松散，星系与星系之间的距离是星系大小的几十倍至几百倍。 宇宙的大尺度分布 四 星系与星系之间的距离是星系大小的几十倍至几百倍 拓展 宇宙是如此巨大，地球、太阳、银河系在宇宙中，都不过是微不足道的一小点。 宇宙的大尺度分布 四 当我们想知道宇宙在大尺度上的物质分布情况时，我们应该去观测星系还是恒星？说说你的理由。 星系。因为星系中恒星间的距离对比星系与星系之间的距离相当于米和万米的差别，而宇宙中除了未知的暗物质，大部分的物质都集中在星系。而星系间又离得远，所以讨论宇宙大尺度的时候，适合观测的应该是星系 宇宙的大尺度分布 四 宇宙大尺度结构 星系 星系群（100个星系以下） 星系团（100个星系以上） 超星系团 室女座超星系团只是拉尼亚凯亚超星系团的一部分 宇宙的大尺度分布 四 拉尼亚凯亚超星系团 双鱼-鲸鱼座的超星系团复合体（宇宙长城） 总星系 思考：大尺度上宇宙分物质布均匀吗？ 宇宙的大尺度分布 四 宇宙在比星系更大的尺度上是 的，宇宙在大尺度上还是各向 的。 均匀 同性 宇宙是无边的，宇宙没有中心 注意 均匀并不是绝对均匀，而是在更大尺度上的均匀 宇宙的大尺度分布 四 思考问题 宇宙是无边的，宇宙也没有中心 根据宇宙是均匀和各向同性的这一结论能推断宇宙是没有中心的吗？请说出你的理由。 可以。因为不管站在宇宙中的哪个位置观察，所得到的大尺度的观测结果都是相同的，由此也可以得出宇宙是无边的，即宇宙没有中心。 膨胀的宇宙 五 来自星系的光谱线并不在标准的波长位置上，所有谱线的波长都变长，即颜色变红了，也就是说谱线向红端移动了 谱线红移 膨胀的宇宙 五 多普勒效应 （1）含义 波源和观察者之间有相对运动时，观察者接收到的波的频率与波源发出的频率不同的现象 （2）发现者 奥地利物理学家多普勒在1842年发现 （3）应用 测量恒星的视向速度 观测天体和人造地球卫星的运动 膨胀的宇宙 五 星系间的运动 膨胀的宇宙 在每一个星系上都能观测到其他星系离它而去 宇宙膨胀是没有中心的膨胀 当一个恒星相对于我们太阳系运动，而且方向是背着我们而去的，那么我们观测到这个恒星发出的光的频率会变低，波长会变长 膨胀的宇宙 五 3、如果多普勒效应也适用于光源运动，即光源运动也会导致观测者观测到光波波长的变化，你能用多普勒效应解释河外星系的谱线红移吗？ 1、你在生活中遇到过多普勒效应吗？ 2、火车鸣笛声变尖，说明声波的波长变长还是变短？火车鸣笛声变得低沉，说明声波的波长变短还是变长？ 有，如火车开过，轮船开过时鸣笛声的变化等。 鸣笛声变尖时，波长变短，变低沉时，波长变长。 恒星相对我们太阳系存在视向运动，当一个恒星相对于我们太阳系运动，而且方向是背着我们而去的，那么我们观测到这个恒星发出的光的频率会变低，波长会变长（向远端移动)，即颜色变红了。 膨胀的宇宙 五 1、把气球吹成球形； 2、用沾有墨汁的毛笔在气球表面均匀地画上小圆点； 3、把气球吹大至排球大小； 4、观察气球上任意一个黑点与其周围其他圆点之间的距离。 你能通过黑色圆点之间距离的增大找出哪个圆点位于这些圆点的中心吗？说说你的理由 体验没有中心的膨胀 发现小圆点之间的位置都在增大，每个小圆点都似乎在中心，所以不存在真正的中心 膨胀的宇宙 五 天文学家——哈勃 星系天文学的奠基人和现代观测宇宙学的主要创始人 ④从1926年到1936年，通过对星系的观测确定在不同距离上的星系分布是均匀的。 四项贡献 ②在1924年率先确认银河系外还有后来被称为河外星系或星系的遥远恒星系统； ①在1922年至1926年对星系进行了分类，建立了星系形态的哈勃序列； ③在1929年提出了著名的哈勃定律； 课堂练习 六 1、下列选项中①②③④分别代表太阳系、仙女座星系、银河系和宇宙， 其中能正确代表它们相互关系的是（　B　） A B C D B 课堂练习 六 2、关于宇宙的演化有不同的说法，其中符合现代科学观的是（　A　） ① 盘古开天辟地 ② 上帝创造说 ③ 天不变，道亦不变 ④ 宇宙具有有序性、层次性和结构性 ⑤ 宇宙在不断演化 A. ④⑤ B. ③④ C. ①② D. ①⑤ A 课堂练习 六 3、下列关于天体系统的叙述，正确的是（　B　） A. 河外星系与银河系属于不同级别的天体系统 B. 天体系统是天体之间相互吸引、相互绕转形成的 C. 银河系是一个以太阳为中心的天体系统 D. 按从属关系划分，地月系是河外星系的一部分 B 课堂练习 六 4、大爆炸宇宙论认为宇宙正在膨胀，所有的星系都在远离我们而去， 离我们越远的星系，退行越快。若在我们所在的星系1观测，则下列能 类比宇宙膨胀的是（箭头方向和长短分别表示运动方向和快慢）（　A） A B C D A 课堂练习 六 5、宇宙是一个有层次的天体结构系统，我们看到的太阳只是银河系中 一颗普通的 （填“恒星”“行星”或“卫星”）；科学家通过 对星系光谱的研究发现，所有的星系都在远离我们而去，宇宙中星系间 的距离在不断扩大，这说明 ⁠。 6、天文学家在观察星系时，发现来自星系的光谱线的波长都 变 ，也就是说谱线向 ⁠端移动了，这个现象称为河外星系 的 ，它可以说明星系之间正在相互 ⁠。 恒星　 宇宙正在膨胀　 长　 红　 谱线红移　 退行远离　 课堂小结 七 我们的宇宙 宇宙中的天体系统 宇宙的大尺度分布 在大尺度上，宇宙中物质的分布是均匀的 在大尺度上各向同性 膨胀的宇宙 用多普勒效应来解释谱线红移现象 用谱线红移来解释宇宙正在膨胀 $$