内容正文:
第一章 第一节
■ 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! 太空的黑幕上,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
地球真的会发光吗?
如果不是,那么从太空中看到的地球为什么是明亮的?
这与它在宇宙中所处的位置有什么关系?
学习目标和要求
运用图像资料,结合天体观测活动,引导学生描述各类天体的特点以及天体系统的层次结构。
运用示意图等指出地球在不同层级天体系统中的位置,描述地球的宇宙环境。
比较八大行星的主要运动特征和物理特征,归纳地球普通性和特殊性的表现,体会保护地球宇宙环境的必要性。
地球在宇宙中的位置
The position of the earth in the universe
行星地球
Planet Earth
CONTENTS
CONTENTS
5
The position of the earth in the universe
地球在
宇宙中的位置
The position of the earth in the universe
01-
CONTENTS
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;有时还可以看到一闪即逝的流星体、拖着长尾的彗星。
Looking up at the stars under the clear night sky
晴朗夜空下,仰望星空
(一)什么是天体?
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。
猎户座星云 Orion Nebula
一、地球在宇宙中的位置
部分自然天体类型 形状 成分 观察特征
星云
恒星
行星 ———
彗星
流星体 ———
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
01
… …
… …
(一)天体的类型
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ζ星的左下处,距离地球大约1500光年
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
02
(一)天体的类型
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 AU,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
03
(一)天体的类型
小行星带
Asteroid belt
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。
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
04
… …
… …
(一)天体的类型
猎户座星云 Orion Nebula
太阳 SUN
地球 EARTH
月球 MOON
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
05
流星体
(一)天体的类型
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
彗尾背向太阳,且离太阳越近彗尾越长
06
(一)天体的类型
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
07
(一)天体的类型
一、地球在宇宙中的位置
部分自然天体类型 形状 成分 观察特征
星云 云雾状 气体和尘埃,主要物质是氢 轮廓模糊
恒星 球状或类球状 炽热气体 能自己发光
行星 近似球状 ——— 反射恒星的光但本身不发光、有明显位移
彗星 云雾状 彗核主要成分为冰状物质 拖着长长的尾巴
流星体 ——— 尘埃和固体小块 进入大气层后发光
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
08
(一)天体的类型
能力提升:天体的判断
判断流星体、流星现象、陨星是否属于天体:
运行于星际空间的尘粒或固体小块,即流星体,是天体
流星体闯入地球大气层,与地球大气摩擦燃烧而出现的发光现象。已进入大气层内,不是天体
未燃烧尽的流星物质落在地表,成为地球的一部分,不是天体
能力提升:“三看”法判断天体
三看运转:必须独立运转,不依附在其他天体上运行,如火星上考察的火星车就不是天体。
一看位置:看它是否位于地球大气层之外,独立存在于宇宙
1、天体的某一部分不是天体(如月球上的物质)
2、位于外层空间的是天体,位于地球大气层中的不是天体,进入大气层或落回地面的物体不属于天体。
二看实质:它是否是宇宙中物质存在的形式
1、星际物质尽管用肉眼看不见,但它是天体
2、自然现象不属于天体,如流星、极光现象它是不是宇宙间的物质,自然现象不属于天体。
(二)天体系统
宇宙中天体都在运动着,运动中的天体相互吸引,相互绕转,形成天体系统。
(二)天体系统
天体系统有不同的级别。
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
单位:光年
其他行星系
其他恒星系
可观测宇宙
银河系
太阳系
地月系
河外星系
能力提升:判断天体和天体系统的方法
北京时间2024年4月26日5时04分,在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开“家门",欢迎远道而来的神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”。两个航天员乘组在空间站进行在轨轮换。其间,6名航天员在空间站共同工作、生活约5天时间。神舟十八号飞船成功对接后,空间站组合体由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟七号货运飞船、神舟十七号和神舟十八号载人飞船构成“三舱三船”最大构型。神舟十八号飞行乘组在空间站驻留约6个月,并于11月4日返回地面。
1.中国空间站“三舱三船”构型在太空中运行时,是天体吗?返回地面之后的神舟十七号呢?
是
不是
能力提升:判断天体和天体系统的方法
北京时间2024年4月26日5时04分,在轨执行任务的神舟十七号航天员乘组顺利打开“家门",欢迎远道而来的神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”。两个航天员乘组在空间站进行在轨轮换。其间,6名航天员在空间站共同工作、生活约5天时间。神舟十八号飞船成功对接后,空间站组合体由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟七号货运飞船、神舟十七号和神舟十八号载人飞船构成“三舱三船”最大构型。神舟十八号飞行乘组在空间站驻留约6个月,并于11月4日返回地面。
2.神舟十八号飞船在逐渐接近天和核心舱的过程中它与天和核心舱之间是否构成天体系统?为什么?
不是,没有相互吸引、相互绕转。
能力提升:判断天体和天体系统的方法
③看运转:看是否独立运行
①看位置:看是否在宇宙中
②看实质:看是否是物质
天体
③相互吸引、相互绕转
①2个及以上
②距离较近
天体系统
地球的宇宙环境
The cosmic environment of the earth
课时作业
2022版 新课标人教版 高中地理必修一 自然地理学(第II版)
New curriculum standard of 2022 (people's Education Edition) Geography compulsory one for senior high school (Physical Geography) (version II)
行星地球
Planet Earth
02-
CONTENTS
Planet Earth
类地行星
巨行星
远日行星
(一)太阳系组成和分类
类地行星
巨行星
远日行星
八大行星绕太阳公转有什么特点?
太阳系实时运行3D演示
3D demonstration of real-time operation of solar system
(二)八大行星运动规律
太阳系
八颗行星都围绕太阳公转
公转方向具有同向性
公转轨道面具有共面性
公转轨道形状具有近圆性
All eight planets revolve around the sun
The revolution direction is isotropic
The surface of revolution orbit has coplanarity
The shape of the orbit of revolution is nearly circular
地球
地球是一颗普通
而特殊的行星
The earth is an ordinary and special planet
可见,无论是从距日远近、自身的体积,还是从公转方式来看,地球都只是太阳系中一颗普通的行星。
然而,地球又是太阳系中一颗特殊的行星。
根据人类目前所掌握的宇宙信息
地球是八颗行星中
唯一存在高级智慧生命的星球
目前,地球是人类在宇宙中唯一的家园
According to the cosmic information that human beings currently have, the earth is the only planet with advanced intelligent life among the eight planets. At present, the earth is the only home of mankind in the universe.
地球 Earth
(三)地球——高级智慧生命星球
Cosmic environment
宇宙环境
A
Suitable temperature
适宜温度
C
Liquid water
液态水
E
Stable lighting
稳定光照
B
Atmospheric conditions
大气条件
D
(三)地球——高级智慧生命星球
外部环境:
①地球具有安全的宇宙环境(大小行星各行其道,互不干扰);
②太阳状态稳定,日地距离适中,可以获得稳定的光照。自身条件:
①温度合适,有液态水的存在;
②质量和体积适当,形成了适合生物生存的大气;
③日地距离、自转和公转周期适中,地球表面温度适宜。
(三)地球——高级智慧生命星球
(四)地球的宇宙环境保护
随着人类对宇宙探索的深入,航天活动日益频繁,留在太空的垃圾越来越多。
地球的宇宙环境亟待保护,这是全人类共同的责任。
With the deepening of human exploration of the universe, space activities are becoming more and more frequent, and more and more garbage is left in space. The earth's cosmic environment needs to be protected urgently, which is the common responsibility of all mankind.
太空垃圾
归纳小结
地球的宇宙环境
The cosmic environment of the earth
课时作业
2022版 新课标人教版 高中地理必修一 自然地理学(第II版)
New curriculum standard of 2022 (people's Education Edition) Geography compulsory one for senior high school (Physical Geography) (version II)
课堂总结
人类观测宇宙的工具
——天文望远镜
Astronomical telescope
2016年,我国在贵州建成了目前世界最大且最灵敏的单口径射电望远镜。
近年来,“中国天眼”在快速射电暴起源与物理机制、中性氢宇宙研究、脉冲星搜寻与物理研究等方向持续产出成果,极大拓展了人类观察宇宙视野的极限。
知识拓展
水星 Mercury
水星 Mercury
太阳系的八大行星中最小且最靠近太阳的行星,轨道周期是88天。
由于其非常靠近太阳,表面温度427℃(最高)、-173℃(最低),因此水星是表面昼夜温差最大的行星。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。
表面遍布环形山,无四季变化,称为岩石行星。
中国古代称水星为“辰星”。
金星 Venus
太阳系第二颗行星,轨道公转周期为224.7天,中国古代称为太白、启明、长庚,地球的姊妹星,也是太阳系中唯一一颗没有磁场的行星。
离地球最近的行星,其亮度在夜空中仅次于月球,排第二。
2020年9月15日,科学家在金星大气层中侦测到磷化氢存在,这可能是地外生命存在的迹象。
金星 Venus
地球 Earth
目前已知的唯一孕育和支持生命的天体。
地球的大气主要由氮和氧组成;月球是地球唯一的天然卫星;地球绕太阳公转一周大约需要 365.25 天。
地球是人类共同生活的家园,人类只有一个地球。
地球 Earth
火星 Mars
火星 Mars
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。
其橘红色外表是因为地表被赤铁矿(氧化铁)覆盖,大气以二氧化碳为主(95.3%),有两个天然卫星。
雷达数据显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰;2015年9月28日,NASA宣布火星存在流动水,2021年5月15日,我国首次火星探测任务取得圆满成功。
木星 Jupiter
太阳系中体积最大、自转最快的行星,已知有79颗卫星(2019)。
古代中国则称木星为岁星。
质量是太阳的千分之一,主要成分是氢,为气态巨行星,大气层有湍流和风暴作用(大红斑)磁场十分强大。
木星 Jupiter
土星 Saturn
气态巨行星,核心包括岩石和冰,外围由数层金属氢和气体包覆着。中国古代人们把土星称为瑞星。
土星有一个显著的行星环系统,主要的成分是冰的微粒、岩石残骸以及尘土;土星卫星有82颗(2019),土星自转一周等于10小时33分38秒。
土星 Saturn
天王星 Uranus
几乎横躺着围绕太阳公转。
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,是第一颗使用望远镜发现的行星,拥有27颗已知天然卫星。
大气的主要成分是氢、氦、甲烷和氘,地幔可能含有水。内核由冰和岩石组成。
是太阳系内大气层最冷的行星,最低温度为49K(-224℃)。
天王星 Uranus
海王星 Neptune
离太阳最远的大行星。
大气层的化学组成以氢分子和氦为主。
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。
在1846年9月23日被发现,是仅有的利用数学预测而非观测意外发现的行星。
海王星 Neptune
# 冥王星 Pluto
太阳系内已知体积最大、质量第二大的矮行星;主要由岩石和冰组成,质量相对较小;1930年,克莱德·汤博发现冥王星,并将其视为第九大行星。
国际天文联合会(IAU)因此在2006年正式定义行星概念,将冥王星排除出行星行列,重新划为矮行星。
冥王星 Pluto
月球
开展简单的
天文现象观测活动
Carry out simple astronomical phenomena observation activities
天文观测是天文学家重要的日常工作之一,天文爱好者也可以直接用肉眼或者用望远镜等进行月相、日食、月食、流星雨等天文现象的观测。
观测前需做好准备工作,观测时注意个人安全防护。
活动探究
Activity
P-05
了解月相,您是否想知道月相的成因?
Do you want to know the cause of the moon phase?
0:00
12:00
3:00
6:00
9:00
21:00
18:00
15:00
初七、初八
二十二、二十三
上弦月
下弦月
十五、
十六
初一
满月
(望)
新月
(朔)
蛾眉月
蛾眉月
凸月
凸月
东
东
新月
满月
上弦月
下弦月
盈蛾眉月
亏蛾眉月
盈凸月
亏凸月
第一章 第一节
新人教版必修一 自然地理
Lavf58.29.100
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