内容正文:
第三章 广袤浩瀚的宇宙
第1节 认识地球
一.地球的形状:
(1)地球的形状:地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的球体。
(2)早期直觉猜测:古代受观察条件限制,人们凭直觉提
出 “天圆地方”(如中国盖天说)。但随着观察深入,发现船只远去时桅杆先消失、月食时地球影子呈弧形等现象,部分人开始推测地球可能是球体,如古希腊亚里士多德据月食现象提出此观点。
环球航行证实:16 世纪,麦哲伦船队环球航行成功,首次用实践证明地球是球体,
结束 “地方” 与 “地圆” 的争论。
现代精确认知:借助卫星照片、科学测量等现代技术,确认地球是两极稍扁、赤道
略鼓的不规则球体。此外,生活中 “海边看帆船先见桅杆后见船身”“登
高望远见弧形地平线” 等现象,也可辅助理解地球是球体。
二.地球的大小:
地球的赤道半径是 6378 千米,两极方向的半径约为
6357千米,仅差 0.33%。赤道周长约为4万千米。
三.地球仪:
(1)地球仪:是表示地球和地球表面地理状况的模型。
(2)经线和纬线
经线:地球仪上连接南北两极的半圆弧线叫做经线,也称子午线。
赤道与纬线:在南、北两极中间,与两极等距,并且与经线垂直的线叫做赤道,与它平行的线叫做纬线。
经线的特点:经线指示南北方向;所有的经线均相交于南北极
点;所有经线长度相等,形状为半圆形;两条正对的经线可组成经线圈,且每个经线
圈均能平分地球。
纬线的特点:纬线指示东西方向;纬线长度不相等,赤道最长
,并从赤道向南北两极逐渐变短,到两极缩为点:所有的
纬线自成圆圈(除南北极点外),但只有赤道平分地球;所
有的纬线相互平行。
四.阅读地图:
(1)地图:地图是以各种不同的图式符号,将地球表面的地理事物缩小后表现在平面上的图形。常用的地图有政区图、旅游图和平面示意图等。
(2)地图的三要素:比例尺、方向、图例和注记。
比例尺
→概念:表示图上距离比实际距离缩小的程度,即图上距离与实际距离的比。
→公式:比例尺=图上距离 ÷ 实际距离。
→表现形式:
→大小比较:比例尺是分式,分子为1,分母越大,比例尺越小,表示的范围越大,内容越简略;分母越小,比例尺越大,表示的范围越小,内容越详细。如1∶1000 大于1∶10000。
地图方向的表示方法
有经纬网的地图:经线靠北极端的指向为北,经线靠南极端的指向为南,纬线指示东
西方向。
有指向标的地图:一般用指北的方向标指示北方
一般地图:遵循“上北、下南、左西、右东”。
图例和注记:
图例:地图上表示各种地理事物和现象的符号。常用图例见下图
注记:用来说明山脉、河流、国家、城市等名称的文字,以及表示山高、水深的数字,
称为注记。
第2节 太阳系的组成与结构
一.太阳系的组成:
太阳系由太阳、各类天体及星际物质组成:
太阳:位于中心,是一颗恒星,占太阳系总质量的 99.86%,通过核聚变释放能量。
行星:共 8 颗,按距太阳由近及远排列为水星、金星、地球、火星、木星、土星、
天王星、海王星。其中,水星、金星、地球、火星为内行星(类地行星,由
岩石和金属组成);木星、土星、天王星、海王星为外行星(类木行星,主
要由气体和冰组成)。
其他天体:包括卫星(如地球的卫星月球)、矮行星(如冥王星)、小行星(集中于火星与木星间的小行星带)、彗星(如哈雷彗星),以及柯伊伯带、奥尔特云等星际物质。这些共同构成了太阳系复杂而有序的天体系统。
二.太阳:
(1)太阳:太阳是离地球最近的恒星,是一颗自己能发光发热的气体星球。太阳直径约为 140万千米,表面温度约为6000℃,中心温度高达1500万℃。太阳的质量为地球的33万倍,体积为地球的130万倍,它与地球的平均距离约为 1.5 亿千米。
(2)太阳大气层:太阳大气层从里到外可分为光球层、色球层和日冕层。
(3)太阳活动
黑子:太阳光球层上的暗区,因磁场聚集、温度低于周围形成,是太阳活动基本标志,活动周期约 11 年。
耀斑:太阳色球层突然增亮的现象,释放大量能量(含电磁波、高能粒子等),持续几分钟到几十分钟,是剧烈的太阳活动。
日珥:色球层上喷射的弧状气体,爆发时喷射大量带电粒子。
对地球的影响:
气候:黑子活动与地球降水年际变化相关,高峰年反常气候出现几率增加。
电离层:耀斑发射的电磁波扰动电离层,导致短波通信衰减或中断。
磁场:太阳活动抛射的高能带电粒子流引发 “磁暴”,使罗盘磁针摇摆、无法正确
指示方向。
极光:高能带电粒子流与两极高层大气碰撞,产生绚丽极光。
航天活动:大耀斑射出的高能量质子,会破坏航天器,威胁宇航员安全。
三.行星及其卫星:
1、水星(Mercury)
最靠近太阳:距离太阳最近(约 5800 万千米),公转周期最短(88 天)。
最小的行星:直径仅约 4880 千米,比月球大不了多少。
极端温差:无大气层保温,白天超 400℃,夜晚骤降至 - 180℃,温差太阳系最大。
表面特征:布满陨石坑,类似月球,无液态水。
2、金星(Venus)
自转方向相反:唯一逆向自转的行星(自东向西),导致太阳从西边升起。
最热行星:浓厚的二氧化碳大气引发强烈温室效应表面温度达 462℃,比水星还热。
“晨星” 与 “昏星”:离地球最近,清晨 / 傍晚可见,亮度仅次于月球。
酸性大气:大气以 CO₂为主,云层含硫酸,无液态水。
3、地球(Earth)
唯一存在生命:已知唯一有液态水、适宜大气(氮氧为主)和稳定生态的行星。
分层结构:内部有地壳、地幔、地核,外部有生物圈、水圈、大气圈。
特殊卫星:月球是太阳系中与行星比例最大的卫星,对地球潮汐影响显著。
4、火星(Mars)
红色星球:地表富含氧化铁,呈红色,又称 “红色行星”。
太阳系最高山:奥林帕斯山(火山)高约 21 千米,是珠峰的近 3 倍。
稀薄大气:大气以 CO₂为主,密度仅为地球 1%,无液态水(仅两极有冰)。
rovers 探测:人类多次发射火星车(如祝融号),寻找生命迹象。
5、木星(Jupiter)
体积质量最大:直径约 14.3 万km(地球的 11 倍),质量是其他行星总和的 2.5 倍。
气态巨行星:无固态表面,主要由氢、氦组成,核心可能是液态金属氢。
大红斑:持续数百年的巨型风暴,直径可容纳 2-3 个地球。
卫星众多:已发现 95 颗卫星(2023 年数据),其中木卫一(火山活跃)、木卫二(可能有液态水海洋)最著名。
6、土星(Saturn)
最美光环:拥有太阳系最明亮、最复杂的行星环(由冰和岩石碎片组成)。
低密度行星:密度仅 0.69g/cm³,是唯一比水轻的行星,理论上可浮在水面。
气态巨行星:体积第二大,大气成分与木星相似自转快(10.5 h)导致明显扁球形。
土卫六(泰坦):太阳系第二大卫星,有浓厚大气和液态甲烷湖泊。
7、天王星(Uranus)
“躺着自转”:自转轴倾斜 98°,几乎躺着绕太阳公转,导致极端季节(两极轮流极昼 / 极夜 42 年)。
冰巨星:主要由水、氨、甲烷等冰物质组成,大气含甲烷,呈淡蓝色。
暗淡难寻:肉眼不可见,1781 年通过望远镜发现,是第一颗用望远镜发现的行星。
8、海王星(Neptune)
最远行星:距离太阳约 45 亿千米,公转周期 165 年,1989 年旅行者 2 号首次近距离探测。
超强风暴:“大黑斑” 是比地球还大的风暴,风速达 2100 千米 / 小时,太阳系最快。
冰巨星:与天王星结构相似,质量更大,大气含甲烷,呈深蓝色。
海卫一(特里同):唯一逆向公转的大卫星,表面有活跃的冰火山。
四.小行星和彗星:
(1)小行星:小行星是体积和质量比行星小得多,直径在数米到数百千米不等。小行星大部分集中在火星和木星之间。
(2)彗星:彗星由彗核、彗发、彗尾(朝向:背向太阳)三部分组成。
(3)流星现象:太阳系中的一些固体小块(流星体)闯入地球大气层时,与大气摩擦燃烧发光而划亮夜空的现象。
(4)陨星及陨石:没有烧尽的流星体降落到地球表面,叫做陨星。主要由岩石构成的陨星叫陨石。
第3节 人类对宇宙的探索
一.从地心说到日心说:
(1)地心说
创立人和时间:公元2世纪,希腊科学家托勒密创立了“地心说’。
内容:地球处于宇宙中心静止不动,所有天体都围绕着地球在各自的圆形轨道上运转,而恒星位于最外面的天球上,它们之间的相对位置保持不变,同时作为一个整体在天空中转动。
影响:“地心说”与基督教关于天堂、人间、地狱的说法吻合,得到占统治地位的教廷的支持,成为禁锢人们思想的工具,阻碍天文学的发展。
(2)日心说
创立人和时间:16世纪,波兰天文学家哥白尼提出“日心说”。
内容:认为太阳是宇宙的中心,地球和行星是绕太阳做圆周运动的月球围绕地球转动,而最外层的恒星天球则与地心说无本质区别。
影响:“日心说”科学地阐明了天体运行的规律,为认识太阳系,进而认识地球的起源奠定了基础。
二.现代宇宙学说:
(1)星系运动的特点
所有的星系都在离我们远去,星系离我们越远,它的退行速度越快;星系间的距离在
不断地扩大。
(2)大爆炸宇宙论
大爆炸宇宙论是目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。它认为:大约 137
亿年前,我们所处的宇宙全部以极高的密度和温度,被挤压在一个“原始火球”中。宇宙就是在这个大火球的爆炸中诞生的。爆炸引起的宇宙膨胀一直延续至今,并仍将延续下去。
三.银河系和河外星系:
(1)银河系:银河系由众多恒星和星际物质组成。银河系直径约为 10万光年,太阳与银河系的中心相距约3万光年。银河系的形状,侧视像是一个中间厚、边缘薄的铁饼,俯视像是一个大漩涡。
(2)河外星系:银河系外存在着大约千亿个同银河系类似的天体系统,这些天体系统称为河外星系。所有的星系构成了广阔无垠的宇宙。
四.恒星:
诞生:恒星演化开始于星云。内部散布着稠密核(引力中心),吸引大量周围的物质。
成长:核心物质不断增多,温度持续升高当核心收缩到类似于太阳大小时形成原恒星。
衰老:原恒星不断收缩,其内部温度和压力升到相当高,引发氢燃烧,成为主序星。
死亡:恒星燃料不断消耗,恒星走向消亡。
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