3.3.2人类对宇宙的探索（2）（课件）-【教学无忧】2025-2026学年七年级科学上册同步精品课件（浙教版2024）

第3节 人类对宇宙的探索（2） 七年级科学上册 •浙教版（2024） 第三章—广袤浩瀚的宇宙 YF 教学目标 一 02 掌握河外星系的概念和主要类型。 01 了解银河系的基本特征，包括形状、大小、组成等。 银河系和河外星系 03 能够理解并描述恒星的演化过程。 04 恒星 教学引入 二 宇宙有多大？最初人们认为地球是宇宙的中心,太阳、月球、5颗行星和6000多颗静止不动的恒星构成了宇宙。后来，人们认识到宇宙由银河系等星系组成，银河系由几千亿颗像太阳一样的恒星组成。那么，银河系有多大？它的中心在哪里？地球位于银河系的何处？ 教学引入 二 01 银河系和河外星系 银河系和河外星系 三 1、星系及其分类 （1）星系： 由单颗恒星、恒星系统、星团、尘埃和气体在引力作用下聚集在一起形成的大型天体系统 （2）分类： 旋涡星系、椭圆星系和不规则星系 旋涡星系 椭圆星系 不规则星系 银河系和河外星系 三 银河系和河外星系 三 （1）结构 ①侧视：银河系呈扁圆盘状 ②俯视：能够看到银河系的旋涡结构 ——旋涡星系 （2）大小 银河系的直径约为1.0×105光年， 中心厚度约为1.2×104光年，自中心向边缘逐渐变薄。 我们无法在地球上看到银河系的旋涡结构，因为太阳系位于银河系的一条旋臂上 2、银河系 银河系和河外星系 三 （3）太阳的位置 ②太阳与银河系中心的距离约2.6×104光年 ①太阳系位于银河系的一条旋臂上 ④离太阳最近的恒星是比邻星，与太阳相距4.22光年 ③太阳约2.4亿年绕银河系中心转一圈 太阳不在银河系的中心，人类又一次破除了自己位于宇宙中心的观念。 2.6×104光年 太阳只是银河系内几千亿颗恒星中的一颗普通恒星。 银河系和河外星系 三 银河系和河外星系 三 银河系虽然很大，但在整个宇宙中显得微不足道。银河系只是广阔深空中上千亿个星系中的一个普通星系。 银河系和银河系外的河外星系构成了广阔无垠的宇宙。 如图显示了不同尺度的天体所横跨的范围。 地球 太阳系 银河系 宇宙 你能画出宇宙的层次结构图吗？ 银河系和河外星系 三 天文学家很早就意识到银河系外有其他星系。 1919年，哈勃用当时最大且最先进的天文望远镜，测定了仙女座大星云(星系)的距离，发现这个距离远大于银河系的直径。因此，哈勃推断仙女星系一定位于银河系之外。 仙女星系位于银河系外 仙女星系 仙女星系是一个比银河系更巨大的旋涡星系；我们肉眼观察到的仙女星系是由许多星星集中在一起的模糊小点。 银河系和河外星系 三 1. 面向北天星空 ，先找到大熊星座。北斗七星在天空中呈斗状， 很容易认出。其斗柄在不同季节指向不同：在晚上八九点钟观测，春天斗柄朝东，夏天斗柄朝南，秋天斗柄朝西，冬天斗柄朝北。 探索活动 北斗七星 斗柄朝向与季节 夏至 南 秋分 西 冬至 北 春分 东 银河系和河外星系 三 2.把北斗七星中斗前的两星连线，并朝斗口方向延伸5倍距离，就可以找到北极星。 5倍距离 北 极 星 ★ 北极星 5倍距离 银河系和河外星系 三 银河系和河外星系 三 我们知道宇宙中有上千亿个星系，每个星系中同样含有数量巨大的恒星。例如，天文学家估计，北斗七星范围内存在100多万个星系。今天，我们对宇宙的理解已跨越浩瀚的星际空间，延伸到了我们所见的整个宇宙。然而，这些发现，无论大小，都是无数科学家努力探索的成果，是一代代科学家智慧的结晶。 每个可见的光点都可能是一个遥远的星系 银河系和河外星系 三 银河系和河外星系 三 科学阅读 遥远天体发出的光，有的需要几百万年甚至几十亿年才能到达地球。在能够“观察”得更远的望远镜的帮助下，科学家可以从事更早年代的宇宙研究。例如，仙女星系到地球的距离约为250万光年，即仙女星系发出的光需要传播250万年才能到达地球，也就是说，我们现在看到的仙女星系，是它们在250万年前发出的光，光信息记录的是250万年前仙女星系上发生的事件。 “时光回溯” 02 恒星 恒星 四 太阳是银河系内一颗相当普通的恒星。每一颗恒星都有其诞生、演化和死亡的过程，这是一个十分缓慢的过程。太阳是地球的能量之源，没有太阳，人类就不能生存。 天文学家根据对各种恒星的观测和理论研究，认识到所有恒星的诞生过程与太阳的诞生过程基本相似。 恒星 四 恒星 四 太阳是银河系内一颗相当普通的恒星。每一颗恒星都有其诞生、演化和死亡的过程，这是一个十分缓慢的过程。 太阳是地球的能量之源，没有太阳，人类就不能生存。 研究恒星的诞生、演化和死亡，对人类的生存具有重要意义。 恒星 四 随着宇宙的膨胀，温度不断降低，出现了由中性原子构成的宇宙尘埃。 宇宙尘埃在引力作用下，会变得更加密集，并越聚越大，形成气体状态的星云团。 随着星云团的收缩，温度不断升高，当温度变得非常炽热，星云团就开始发光。恒星就诞生了。 当这颗恒星继续收缩升温，温度超过1×107℃时，将引发恒星内部的氢核发生聚变反应（氢原子核聚合成氦原子核），生成氦并向外释放出能量，恒星就开始稳定下来，进入主序星阶段。 恒星 四 恒星的稳定主序星阶段能够持续多长时间呢？ 像太阳这样的恒星的主序星阶段可持续约100亿年。 约50亿岁 约100亿岁 今天的太阳正处在它的鼎盛时期。恒星约90%的生命周期都处于主序星阶段。 主序星靠核聚变反应而发光发热。 主序星阶段 恒星 四 1.图中展示了恒星的质量与它的寿命的关系。恒星寿命指恒星在耗尽燃料之前能存在的时间。 2.一颗质量是太阳80%的恒星能存在多久？一颗质量是太阳1.7倍的恒星又能存在多久？ 3.描述恒星的质量与它的寿命的一般关系。 约120亿年； 约30亿年 恒星寿命的长短取决于它的质量大小：质量越大，寿命越短；质量越小，寿命越长。 恒星 四 科学家描绘出了太阳未来的演变过程： 红巨星 行星状星云 大约50亿年后，太阳中心缺少足够的氢时，太阳的球核将开始收缩，太阳外层的氢继续变成氦，星体急剧扩大，变成红色，形成红巨星。 当太阳膨胀到接近火星轨道时，将吞噬水星、金星、地球，预计太阳在红巨星阶段持续大约10亿年时间，亮度升高到今天的近1万倍。 红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成行星状星云。 恒星 四 白矮星 行星状星云继续演化： 红巨星的核聚变过程中形成的一些物质将进入星际介质参与再循环，而球核进一步收缩，形成体积极小、密度很大的白矮星。 最后，太阳将慢慢“熄灭”，形成一颗看不见的黑矮星，变成星云的一部分，留在宇宙中，进入新的循环。 剩下死掉的球核 黑矮星 又黑又冷的球核 恒星 四 太阳的一生： 四个阶段：原始星云阶段→主序星阶段→红巨星阶段→白矮星阶段。 红巨星的外层物质、核聚变形成的一些物质、黑矮星进入太空，进入再循环。‌ 太阳是宇宙的一个过客，它从宇宙中来，最终回到宇宙中去。 再循环 恒星 四 了解了太阳一生的演化后，你对宇宙有了什么新认识？ 宇宙也像恒星一样，也要经历诞生、演化发展、死亡的过程。 思考与讨论 恒星 四 与太阳一样，当恒星内核的氢燃烧殆尽，就会快速演化并消亡。这是恒星最后的归宿。 恒星的寿命取决于恒星的质量。 如果恒星的质量介于1~8倍太阳质量： 它会演变成红巨星，最终演变成白矮星，即体积很小、质量不太小的恒星。 恒星 四 如果恒星的质量是太阳质量的10~20倍： 它的体积会急剧变大，形成红超巨星，随后爆发成超新星，最终演变成体积极小、密度极大的中子星。 1054年，我国发现并记录的超新星爆发，史称“客星”。蟹状星云即在这次爆发后诞生，这是天文学中第一个被认证具有清晰历史观测记录的超新星遗迹。 蟹状星云 恒星 四 当恒星的质量更大时： 黑洞的密度非常巨大，强大的引力使任何物质，甚至光都无法逃脱它的吸引。因此，远处的观测者无法看到来自黑洞的光。虽然人们看不见黑洞，但科学家能确定它的存在。 内部将产生巨大压力，物质被”压“成了更为神奇的天体——黑洞。 恒星 四 大质量恒星的消亡过程和太阳有什么不同？ 太阳 大质量恒星 演化速度 末期形态变化 能量释放 （爆发规模） 最终产物 主序星阶段相对较长 演化速度非常快 红巨星→白矮星 红超巨星→超新星→中子星（或黑洞） 能量释放相对平稳 超新星爆发时，会在极短的时间内释放出极其巨大的能量 白矮星或黑矮星 中子星或黑洞 恒星 四 虽然人们看不见黑洞，但科学家能确定它的存在。 几十年来，科学家一直在寻找黑洞。2016年，科学家宣布探测到黑洞的存在。2019年，我国天文学家依托自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜，发现了一个迄今为止质量最大的恒星级黑洞。2022年5月，天文学家向人们展示了位于银河系中心的超大质量黑洞的首张照片。银河系中心黑洞距离地球约2.7×104光年之遥。 银河系中心黑洞 恒星 四 恒星在生命的最后时刻，都会不断地向四周抛出物质。这些物质自由地在太空中扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的恒星星云。 恒星 四 黑洞 恒星 四 科学阅读 中子星 中子星，是处于演化后期的恒星。当恒星的质量大于8倍太阳质量时，它就有可能变为中子星。中子星并不是恒星的最终状态，它还会进一步演化为不发光的黑矮星。中子星小得出奇，典型的中子星直径只有20km，但密度大得惊人，1cm3的质量达1亿吨甚至几十亿吨，且由于巨大的质量产生了强大的引力。 脉冲星（中子星的一种）的中心压力可达到1×1028个大气 压，比地心压力大3×1021倍，比太阳中心压力大3×1016倍。 中子星从极点喷发强大气流 恒星 四 中子星的能量辐射是太阳的近100万倍，它在1s内辐射的总能量若全部转化为电能，就够目前我们地球用几十亿年。中子星的表面温度可达到1×107℃，中心温度还要高数百万倍。根据科学家估计，银河系内中子星的总数至少在20万颗以上。 银河系内中子星的总数至少在20万颗以上。 03 随堂练习 随堂练习 五 1、下列关于银河系的认识，正确的是( ) D A.太阳是银河系的中心 B.银河系只是河外星系中极普通的一个星系 C.组成银河系的各天体均匀地分布在银河系中 D.银河系内各恒星并不是静止的，而是都在高速运动的 随堂练习 五 2、大于8倍太阳质量的大质量恒星称为大恒星。天文科学家根据现代观 测结果进行预测，大恒星的演变过程为( ) C A.大恒星红巨星中子星 黑洞 B.大恒星中子星红超巨星 超新星 C.大恒星红超巨星超新星 中子星或黑洞 D.大恒星超新星红超巨星 中子星或黑洞 随堂练习 五 3、下列图中，能正确反映太阳系、银河系、宇宙三者之间大小关系的是 ( ) D A. B. C. D. 随堂练习 五 4、在某个晚上的8时，小科看见夜空中的北斗七星如图 所示，此时的季节是( ) A A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季 随堂练习 五 4、下列关于恒星演化的叙述，不正确的是( ) C A.星云中的气体和尘埃一旦紧缩成一个原恒星时，一颗新的恒星就诞生了 B.质量较大的恒星的燃料消耗殆尽时，它就会演化为中子星 C.几个质量巨大的恒星紧缩在一起时，形成了黑洞 D.质量巨大的恒星可能爆炸成为超新星 随堂练习 五 5、研究发现，恒星寿命的长短取决于它的质量大小。 结合图表信息推测，下列四种恒星中，寿命最短的 是( ) A 恒星 质量（与太阳相比的倍数） 天狼星A 2.14 天狼星B 1.05 织女星 2.13 牛郎星 1.79 A.天狼星A B.天狼星B C.织女星 D.牛郎星 随堂练习 五 6、宇宙中的天体都历经诞生、成长、成熟到衰老、死 亡的缓慢演化过程。如图所示为2019年人类首次拍摄 到的黑洞照片，在演化的最后阶段可能变成黑洞 的天体是( ) A A.恒星 B.行星 C.卫星 D.彗星 随堂练习 五 7、如图所示为太阳从“出生”到“死亡”的示意图。 （1）现在，我们每天看到的太阳大约处在图中的___（填字母）点。 （2）在DE段，太阳将形成___（填字母）。 C C A.星云 B.稳定状态的恒星 C.红巨星 D.超新星 随堂练习 五 （3）当太阳走到生命的尽头F点时，它将成为一颗________。 （4）在太阳的演化过程中，最亮的是________，密度最大的是_______ __。宇宙中密度最大的天体是______，连光也无法逃脱它的吸引。 黑矮星 红巨星 白矮星 黑洞 随堂练习 五 8、如图所示为天体系统图，读图并回答下列问题： （1）图甲表示______系，以______为中 心；图丁表示______系，以______为中心。 太阳 太阳 地月 地球 （2）图甲中成员A是______，B是_____， C是________。 地球 木星 海王星 随堂练习 五 （3）比图丁所示天体系统高一级的天体系统的中心天体是______，其 质量占其天体系统的______ 。 太阳 99.86 （4）地球上存在生命物质与其所处的宇宙环境关系密切，图甲所反映 的有利宇宙环境是______________________________________________ __________________________________________________________。 ①日地距离适中，有适合生物生存的温度条件；②大小行星各行其道，互不干扰，使地球处于相对安全的宇宙环境中 课堂小结 六 THANKS THIS IS A ART TEMPLATE ,THE TEMPLATE DESIGN BY YuanFang. THANK YOU WATCHING THIS ONE. Lavf58.76.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.76.100 starvid:eyJkbGV2ZWwiOiAyLCAidmNvZGVjIjogIm5iaGRfMjY0IiwgIm1heHJhdGUiOiAiMTM1OCIsICJxdWFsaXR5IjogIjIuNCJ9 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$