内容正文:
地球的宇宙环境
必修一 第一章 宇宙中的地球
课堂要求
1.学习目标
2.重点难点
①掌握天体的概念和类型。
②掌握判断天体的方法。
①重点:中国天眼选址的区位条件和航空航天基地的选址条件
②难点:天体类型和判断方法。
1.你听说过宇宙大爆炸吗?
2.你知道地球在宇宙中的位置吗?
导:3分钟
自学指导一
【自学内容】
认真阅读教材课本P9-10,完成以下思考题。
1.找到宇宙的概念;
2.可观测宇宙的概念及半径;
3.天体的概念;
思:3分钟
“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”
——《淮南子·原道篇》
一、宇宙
1.宇宙的概念
宇宙是指所有的空间、时间、物质的总和,是我们这个物质世界的整体。
2.可观测宇宙
天文学家把人类已经观测到的有限宇宙,叫做可观测宇宙或已知宇宙,其半径约为137亿光年。
光年:天文学中的距离单位,
一光年约等于9.4605×𝟏𝟎𝟏𝟐千米.
评:7分钟
中国天眼--FAST
请阅读材料,归纳总结出中国天眼选址贵州平塘县大窝凼区的原因。
中国天眼--FAST
材料
为什么“中国天眼”最终落户贵州平塘大窝凼?在国家科技传播中心学术发展讲堂射电天文技术专场上,中国科学院国家天文台副台长、“中国天眼”总工程师姜鹏给出答案:贵州的喀斯特地貌是为FAST“量身定做”的家。
天然洼地:节省开挖成本
“中国天眼”FAST需要一个直径500米、完美球面的巨大凹地作为基座。姜鹏介绍,如果在平原地区人工开挖这样一个巨型洼地,仅开挖成本就可能超过50亿元,而贵州喀斯特地貌天然形成的漏斗状圆形洼地,完美匹配“中国天眼”需求,几乎不用大规模开挖,把工程成本压到可控范围。
极致宁静:远离电磁干扰
姜鹏形容,天文观测相当于在雷声中找一根针落地的声音。贵州平塘县地处偏远,周边人口密度低,人类活动(如手机、电脑、电器等)产生的无线电干扰极少。“除观测太阳外,从第一台射电望远镜出现到今天,人类观测的所有信号的能量都不足以翻一页书。”
天然排水:解决积水难题
FAST有着大量的高精密电子设备,最怕积水、潮湿、长期浸泡。普通洼地一下雨容易成湖,但喀斯特地貌排水性强,洼地内几乎不积水,保护了整套设备的安全与寿命。
地质稳定:支撑安全运行
“中国天眼”FAST对地面稳定性要求高:不能发生地震、沉降、变形。贵州平塘一带地质结构坚硬、板块稳定,足以支撑500米口径环梁、上万根钢索、30吨馈源舱的长期运行。
中国天眼--FAST
中国天眼选址贵州平塘县大窝凼区位条件:
1.喀斯特地貌天坑群,地形独特,工程量小,造价低。
2.海拔高,能见度好。
3.地广人稀,受人类活动干扰小。
4.喀斯特地貌多地下暗河,便于排水,不易积水。
为了探索宇宙,我们还做了哪些努力?
四大卫星发射基地包括:
1、酒泉卫星发射中心(内蒙-额济纳旗 )
2、西昌卫星发射中心(四川 凉山州冕宁县)
3、太原卫星发射中心(山西 岢岚县)
4、文昌卫星发射中心(海南 文昌市)
请同学根据下面表格归纳出航天发射基地的选址条件
发射基地 位置与建成时间 纬度特点 自然地理环境
酒泉卫星发射中心 甘肃酒泉(1958年建成) 纬度较高(约约41°N) 地处戈壁滩,气候干旱少雨、雷电日少,每年约300天可发射;
人烟稀少,200 km内基本为无人区。
太原卫星发射中心 山西忻州岢岚(1967年建成) 中纬度(约38°N),海拔约1500 m 黄土高原,群山环抱、地势高峻;
大陆性气候强,晴天多
西昌卫星发射中心 四川梁山冕宁(1970年建成) 纬度较低(约28°N) 大凉山峡谷腹地,地质结构坚实;亚热带气候,年均温16℃,风力柔和,峡谷地形隐蔽性好
文昌航天发射场 海南文昌龙楼(2014年建成) 纬度最低(约19°N) 滨海发射场,东、南两侧为广阔大海;面临"三高三强"(高温高湿高盐、强台风强雷暴强降水)考验
航天发射基地的选址条件:
气象条件:
晴天多、云雾天少,风速小,湿度低,空气透明度好,有利于发射和跟踪。
纬度因素:
纬度低,地球自转线速度大,可加大发射的推动力,节省燃料和成本。
地形因素:
地势平坦开阔,有利于跟踪观测。
交通条件:
内外交通便利,有利于大型航天装备的运输。
安全因素:
出于国防安全和发射安全性的考虑,建在山区、沙漠,人烟稀少的地区。
二、天体
1.天体——宇宙的物质性
天体:宇宙中的恒星、星云、行星、卫星等各种物质,通称天体。
分为自然天体和人造天体。
天体分类
恒星
由炙热气体组成;
能自身发光的类球状天体;
质量巨大;
最基本的天体之一;
太阳是离地球最近的恒星。
Star
自然天体
13
马头星云
猫眼星云
星云: 由尘埃和气体组成的呈云雾状外表的天体;
主要物质是氢; 质量巨大;
有些能自己发光; 最基本的天体之一
金星
水星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
行星
在椭圆轨道上绕恒星运行的近似球状的天体;
本身不发光,靠反射恒星的光而发光
Planet
15
卫星: 环绕行星运转的天体。
体积小,不能自己发光;
月球是地球唯一的天然卫星。
人造卫星-空间站等
人造卫星
彗星:云雾状,冰物质组成;
有彗尾,彗尾背向太阳;
哈雷彗星绕日公转周期为76年。
流星体
Meteoroid
大
气
层
流 星 体
流 星
地表
陨石
非天体
天体
非天体
运行于行星际空间的大大小小的尘粒和固体块叫流星体。
流星体
流星现象
陨星
(陨石、陨铁)
判断流星体、流星现象与陨星是否属于天体。
(1)介绍大气层上界线
(2)介绍流星体、流星现象和陨星
(3)特殊的流星形象——流星雨
大气上界
流星体
是地球的一部分,不属于天体
流星现象
陨星
天体
自然现象,不属于物质,也不是天体。
地面
【归纳】
1.天体的判断方法——“三看”
(1)一看空间位置。看它是不是位于地球大气层之外,独立存在于宇宙中。进入大气层或落到地面的物体不属于天体。例如,宇宙飞船在太空中运行时是天体,返回大气层或地面后就不是天体了。
(2)二看物质形态。看它是不是宇宙中的物质,一些自然现象不属于天体。
(3)三看运转轨道。看它是否在一定的轨道上独自运转。依附在其他天体上运行的物体不属于天体,如在火星上工作的火星探测车。
议+评:10分钟
(1)记笔记
(2)检测:流星体 vs 流星现象 vs 陨星
人造卫星、空间站、宇宙飞船、航天飞机等。
天体 基本特征 举例 备注
恒星 由炽热气体组成,自身发光发热;质量体积大;处在不断运动中 太阳 和星云同为宇宙最基本天体
星云 气体(以氢为主)+ 尘埃;云雾状外表;质量体积巨大、密度小;部分可以发光 猎户座大星云、蟹状星云、马头星云、猫眼星云 ⚠️仙女座 “星云” 实际是河外星系,不属于星云天体
行星 围绕恒星公转;自身不发光;质量体积小于恒星;清除轨道附近天体 地球、火星、木星 分为类地行星、巨行星、远日行星
卫星 绕行星运转;不发光;分天然卫星、人造卫星 月球(天然);中国天眼、神舟飞船(人造) 月球是地球唯一天然卫星
彗星 冰物质为主;绕太阳公转;靠近太阳时形成彗尾,彗尾背向太阳 哈雷彗星(周期 76 年) 彗尾越靠近太阳越长
观察下列四幅图片,相互探讨,哪些是天体,哪些不是天体,并总结判断依据?
陨 石
流 星
天 宫 二 号
长 征 五 号
火星车
极光
×
×
×
×
×
√
课堂检测
1.下列物质属于天体的是( )
①卫星 ②流星体 ③返回地面的神舟号宇宙飞船 ④按航线飞行的飞机
A. ① B. ①② C. ①②③ D. ①②③④
2.下列属于天体的是( )
A. 天空中的白云 B. 环绕地球飞行的"神舟十号"
C. 返回地面的"神舟十号"返回舱 D. 进入大气层的陨石
3.宇宙中工作中的探测器属于( )
A. 彗星 B. 流星体 C. 行星 D. 人造天体
【答案】1.B 2.B 3.D
【解析】1.卫星、流星体在太空中按轨迹运行,属于天体;返回地面的神舟号宇宙飞船停留在地球表面,按航线飞行的飞机在地球大气层中飞行,均不算天体。
2.天空中的白云是地球的一部分,不是天体;绕地球飞行的"神舟十号"是人造天体;返回地面的返回舱已落地,不是天体;陨石进入大气层后已落地,属于地球附属物,不是天体。
3.宇宙中工作中的探测器是人类发射的,在太空中独立运行,属于人造天体。
4.“蓝月亮”应属于
A.行星 B.恒星 C.卫星 D.彗星
5.“蓝月亮”上的光照可能来自
A.太阳 B.地球 C.行星 D.恒星
下图中的“蓝月亮”为科学家用计算机模拟出的银河系中一个可能孕育生命的外星天体,据推测它本身不发光,但该天体上光照良好。据此完成1-2题。
【答案】4.C 5.D
【解析】4.图示“蓝月亮”绕行星运行,是行星的卫星;行星是绕恒星运动的,彗星是绕恒星运动的。选C正确。
5.“蓝月亮”是行星的卫星,不会发光,其上的光照来自于其中心的恒星;“蓝月亮”并不是太阳系中的卫星,不是太阳光,行星不发光,地球不发光。选D正确。
检:5分钟
《地球的宇宙环境》
THANKS
Lavf58.12.100
$