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永定國小六年級下學期自然科資訊融入教學教材 銀河系 銀河系 統稱為星系 目前己發現二千億個 而且還在繼續增加當中 星系與星系間的距離通常都很遠 以地球所在的這個銀河來說 距離最近的是仙女座大銀河M31 有230萬光年左右 我們所處的 太陽系 是在本銀河系的一漩渦臂 獵戶臂 上 距銀河系中心約2 5萬光年 本銀河系的直徑約為10萬光年的漩渦星系 spiralgalaxy 盤面厚約13 000光年 地球 在銀河系的位置 地球在距離中心三分之二的獵戶座旋轉臂上 我們的銀河系中心位於射手座與天蠍座中間 夏季時 若在無光害的地方可以看到一整條帶狀白雲橫越天空 南邊最亮的地方那就是銀河系的中心 銀河團 數個較近的銀河系會形成銀河團 或稱星系團 星系團與星系團之間則形成鍊珠網狀 分支延伸至整個宇宙 本銀河系所在之星系團稱之為本地群 LocalGroup 銀河系的組成 銀河系乃由氣體 塵埃 和為數極多的由一些恒星 行星所組成的集團 Q 整個宇宙到目前為止共發現幾個銀河系 Q 一個銀河系的範圍大約有多廣 太陽系就在銀河系裡面 其中有一個恆星 叫做太陽 圍繞著九大行星 包括水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星和冥王星 還有一群小行星和彗星 太陽系的組成 衛星與行星 衛星 自己不發光 並以一定的軌道繞著 行星 運轉 人造衛星 火星探測人造衛星 人造衛星 科學探測衛星 氣象衛星 偵察衛星 通信衛星 Q 人造衛星對人類的貢獻有哪些 Q 人造衛星圍繞什麼星球運轉 月球 伽利略衛星 木星較大的四顆衛星統稱 在公元1610年時 伽利略用天文望遠鏡所發現的 Q 衛星可區分哪兩種 ANS 人造衛星和自然星球衛星 光速 光每秒的速度 稱為光速 光每秒可走30萬公里 相當於環繞地球七周半 光年 光一年所走的距離 它是距離單位 而不是時間單位 天文單位 地球繞太陽的軌道平均半徑約一億五千萬公里 稱為一天文單位 流星 由太空進入地球大氣層的一些零散物質 因與大氣摩擦產生高熱而燃燒所發出的短暫光芒稱之 行星 自己並不會發光 只能接受或反射恒星的光和熱的星體 而且以一定的軌道繞著恒星運轉 太陽系九大行星 太陽系中行星的有九顆 有水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星 太陽系九大行星運行軌道 太陽系九大行星運行軌道 太陽 太陽 燃燒不盡的原子爐當夕陽西沈 我們便逐漸地看見星星在夜空中閃爍 太陽是與這些大多數星星一樣的天體 都是恆星 會持續不斷地發出光和熱 不同的是太陽比這些星星極端明亮 不是點狀 而是有大小 因為太陽距離地球一億五千萬公里 比其他天體較接近我們 太陽所發出的光和熱 對我們地球來說是非常寶貴的 因為有了太陽 地球才有適合生命生存的環境 沒有太陽 地球已然成了天寒地凍的世界 根本不可能存在生命體了 太陽 而太陽 它是大陽系中唯一能發光的星體 為什麼它能源源不絕發光與熱呢 原來 太陽與其他恆星一樣 它的光和熱的來源 是來自於恆星內部的原子核融合反應 太陽所放射的光 是在中心部進行質子間連鎖反應 將氫核 質子 合成氦核時 所釋放大量的核能產生的 太陽表面溫度大約6000 太陽每秒消耗如此巨量的氫元素 那麼它的燃料夠用呢 太陽會不會有熄滅的一天呢 根據計算 目前太陽氫的貯藏量 還是足夠維持約50億年之久 即使所有的氫全部都變成氦之後 還會有別種核反應繼續發生 使太陽繼續發熱 發光 所以 我們儘可以放心 太陽上的黑子 光輝的太陽有時也會有黑色斑點 這就是太陽黑子 是太陽最顯著的特微 有時甚至用肉眼便能看見 中國古代的 漢書 中就有記載 日黑居仄 大如彈丸 這是公元前43年觀察到的 歐洲人對太陽黑子的記載最早的還是公元807年 比中國晚得多 黑子 是太陽表面的特徵 由於黑子所在區域有很強的磁場 減少那區域能量的補充 溫度比其他地方低了一千多度 所以比較暗些 因此稱為黑子 黑子 中心溫度較其他太陽表面低 中心的溫度約4000 K 與其他太陽表面對比較冷故呈黑色 但實際上單一黑子的照度與滿月相去不遠 黑子的大小不一 最大者可達地球直徑的兩倍 甚麼是黑洞 黑洞是一個時空的黑暗區 由一些質量頗大的星體經重力塌縮後所剩餘的東西 是一個重力極大的天體 視界內任何物質都不能從裡面跑來 甚至是光都不例外 所以是一顆渿黑的天體 因而得名為黑洞 因為無法從可見光這途徑看到黑洞 所以只能以被黑洞吸引掉落其上的物質所釋放的輻射來確定它們的存在 探索的黑洞 黑洞不發光 所以是不可能用天文望遠鏡規測得到的 但根據理論 當周圍的物質被吸引時 就會透露出黑洞的存在 當一個巨大的恆星 質量是太陽質量的8倍以上 死亡時 恆星的殘骸可能會形成黑洞 而黑洞的形成是因為大質量的恆星在演化的未期都會發生超新星爆炸 引力的坍縮 星體就會繼續收縮下去 直到成為無法想像的緊密成為一點 這就是 黑洞 黑洞所包含的物質緊密 產生的重力也強得無法想像 強到連光線都跑不出來 因此而得名 任何東西一旦掉到黑洞 便被分解 壓縮而成為黑洞的一部分 黑洞形成的原因 黑洞 黑洞 銀河中心的超級黑洞 2001 10 05 黑洞正在吸入物質的想像圖 太陽 太陽 水星 水星 水星 九大行星之中 水星的個子比較小 直徑大約是4800公里 比地球小40 重量是地球的20分之1 水星是最靠近太陽的行星 由於水星距離太陽太近了 它從太陽得到的光與熱 約為地球的七倍左右 所以表面溫度很高 連太空船也不易接近 在地球上不容易觀測水星 因為水星的背後是光亮的太陽 在這種情況下 可觀測水星的時間都集中在清晨太陽剛出來的數分鐘 和夕陽落下後的數分鐘 而且要找出一顆細小而暗淡的水星 實在不容易 水星 水星是最靠近太陽的行星 由於水星距離太陽實在太近了 表面溫度很高 太空船不易接近 在地球上也不容易觀測 因為可觀測的時間都集中在清晨太陽出來的前幾分鐘 和夕陽落下後的幾分鐘 時間不容易掌握 水星表面的火山丘 金星 金星 金星 金星是太陽系第二顆行星 也是最靠近地球的行星 金星是太陽系中最熱的行星 它的平均溫度高達攝氏490度 如果你要到金星去探險 恐怕你還未走到金星上 已經被燒成灰燼呢 這是由於金星的表面有濃厚的大氣 大氣裡90 以上是二氧化碳 而二氧化碳能夠阻擋紅外線的輻射 所以金星的大氣溫度不易散失 金星 金星在古代的西方世界 代表著美麗的女神 是太陽系第二顆行星 也是全天最亮的行星 通常是在清晨或傍晚才看得到 最亮時的亮度可超過 4等 有如一盞掛在山邊的路燈 金星屬於內行星 用一般的望遠鏡即可觀測 常可看到如月球的盈虧現象 相當有趣 金星上的火山 金星上的火山口 地球 地球 地球是人類居住的地方 同時也是唯一已知有生命存在的行星 在九大行星中 它是距離太陽第三遠的 因為它有大氣層的保護 而且溫度適中 大部分地區都有日夜 四季之分 所以是九大行星中最適合生物生長的 地球是太陽系第三顆行星 有一衛星稱為月亮 地球大氣層的保護及距離太陽位置的適當 是生命起源的重要條件 地球磁層 因著地球內部的磁場 簡稱為地磁 存在的主因 使得地球上空有著電離層的存在 和地球大氣層外磁層與范艾倫輻射帶的呈現 當太陽風 是一大群時速達四 五百公里的電漿 向我們吹襲而來時 地球大氣層外磁層會如同上圖所呈現的弧形擾動 Bow shock 為我們抵擋住了絕大多數的電漿免於直接竄入我們大氣層裡來 也使得我們感受到許許多多的輻射仿如來自此輻射帶 另外 磁層也為我們帶來了浪漫且壯麗的南北 極光 秀 地球是距離太陽第三遠的行星 距離太陽一點五億公里 地球的公轉速度是每小時十萬七千二百二十四公里 圍繞太陽公轉一圈需時三百六十五點二五日 直徑最大和比重最大的岩石行星 同時也是唯一己知有生命存在的行星 地球內部的岩石和金屬顯示它是一顆典型的板塊組成 地殼及地函兩層可以依力學性質的差異分為厚度一百公里的硬質岩石圈 柔軟容易變形的軟流圈 及最下面稍硬的中間圈 地球的大氣層和同一張保護層 它能阻擋來自太陽有害人體的輻射 並防止流星撞擊行星表面 除此之外 還能積存足夠的熱 防止氣溫急遽下降 地球表面有百分之七十為水所包圍 其他行星的表面都未發現這類液態形式的水 地球的內核心主要是由鎳及鐵組成 溫度約是七千二百度以上 比太陽表面的溫度還要高 而外核是程液態是因為在那裏的壓力沒有內核那麼強 不足夠把這些在外核的元素壓成固體 擁有大氣 其成分為氮氣 氧氣 少量氬氣 二氧化碳 氖氣 氦氣 CH4氪氣及氫 地球的結構 地層的構造 地球小檔案 月球 月球上充滿熱岩漿 月球表面 火星 火星是太陽系第四個行星 在晴朗的夜空裏 代表戰神的火星閃著火色的光芒 吸引著古今千萬人的視線 十萬年前有一顆來自火星的岩石墜落於地球的極區 冰封 人們在此隕石裏發現了 可能是生命所留下的痕跡化石 這化石是三十億年前在火星上形成的 科學家正積極的研究 並探測這顆表面充滿神密河道及火山的星球 火星上曾經有生命嗎 火星表面類似人類印加文化的遺跡 火星表面的猴面山 火星極區的冰層可能有生命 火星拓荒者號傳回的照片 火星可能曾是湖泊的遺跡 火星隕石上發現原始微生物所遺留的磁性化石 火星 火星是太陽系的第四個行星 火星的體積約是地球的一半 它和地球有幾分相似 首先 火星也有四季之分 每季的長度是地球的兩倍 而火星的一日只是比地球長41分鐘 另外 火星也有一層很薄的大氣層 薄得還不到地球的大氣層的百分之一 它的主要成分是二氧化碳 大約佔百分之九十五 其次是氮和氬 人們曾發現火星有生命所留下的痕跡 所以有些科學家認為火星上可能有 火星人 呢 木星 木星是太陽系第五顆行星 也是整個太陽系最大的行星 位於火星於土星之間 用一般的天文望遠鏡 60mm72倍 即可看到它表面的條紋及四顆明亮的衛星 是全天第二亮的行星僅次於金星 木星 木星是太陽系的第五顆行星 也是整個太陽系中最大 最重的一顆行星 它的質量相當重 其他八顆行星之質量的總和 都比不上一顆木星 而它的體積則有1400顆地球那麼大 木星有十六顆衛星 其中四顆比較大 可用一般望遠鏡看到 木星家族 土星 土星 土星 土星 土星是太陽系第六顆行星 也是體積第二大的行星 土星的特徵是有個明顯而美麗的光環 這光環是由無數的冰粒及塵粒 在同一平面上繞星做同心圓的旋轉所造成的 土星是太陽系第六顆行星 也是體積第二大的行星 有著美麗的環 在地球以一般的望遠鏡即可看見 土星 木星 天王星和海王星表面都是氣體 故自轉都相當快 土星的環主要是由冰及塵粒構成 據科學家推測 可能是因某衛星受不了土星強大的吸引力而解體成碎片 土星的環平面與土星公轉面不在同一個平面上 故當土星公轉至某一位置時 土星的環平面剛好與我們的視線平行 我們在地球上便無法看到此一土星環 因為土星環實在太薄了 我們無法從側面看到 另外 當土星環與陽光平行時 因環平面沒有受光 故我們也無法看到 土星 天王星 天王星 哈伯望遠鏡所拍攝 天王星上明亮的雪圈 天王星 天王星是太陽系第七顆行星 也是一顆氣態行星 在太空船未到以前 人類並不知道在它的赤道面上也有如土星一樣美麗的光環 共分為九條細環 可是比起土星的光環卻是暗了許多 無法直接以肉眼觀測到 天王星上的環 天王星 如果地球的春天就像天王星一樣 我們將可以體驗超級風暴的威力 天王星上的春天風暴直徑數千公里 每一個都可以涵蓋美國堪薩斯州至紐約 溫度變化由零度到300度 天王星 地球的四季變化是因為地軸的些微傾斜 南北半球在四季變化中交替 天王星卻完全不同 天王星的地軸與公轉平面幾乎是垂直的 因此天王星每一季將近20年 南北兩極都有機會受到陽光的直射 當一方陽光燦爛時 另一邊則是黑而寒冷的冬夜 這是太陽系絕無僅有的 天王星 天王星是太陽系第七顆行星 在太空船未到以前 人類並不知道它也有如土星一樣美麗的環 天王星是人類用肉眼所能看到的最遠的一顆行星 但 如果你沒有受過專業的訓練的話 是很難在眾星裏尋到的 海王星 海王星是太陽系第八顆行星 有八顆衛星 海王星表面主要也是氣體組成 氫分子80 氦19 甲烷1 5 也有類似木星表面的大紅斑風暴雲 我們稱之為大黑斑 這個大風暴約是木星大紅斑的一半 但也容得下整個地球 海王星亦有如土星的環 只是此環比天王星更細小 海王星 海王星是太陽系第八顆行星 它的衛星數目是八 它的表面主要是由氣體組成 海王星表面上有一個大暗班 一個小暗班和一些捲雲狀的小型風暴 大暗班的風速為每小時2000公里 比香港颳8號風球的風力還大很多很多倍呢 不過 在1994年 人類再觀察海王星時 發現大暗班已經消散了 海王星上的風暴和大黑斑 海王星上的波浪雲 冥王星 冥王星 冥王星 Pluto 是1930年由美國人發現的 冥王星是太陽系第九顆行星 也是最後一顆行星 它距離太陽約60億公里 是距離太陽最遠 也最小的行星 只有月球的三分之一 冥王星的質量是地球質量的1 9 它表面沒有大氣 海洋 是顆固態的行星 冥王星是如此的小又遠 而且直到現在也沒有太空船拜訪過它 所以我們對它所知的就較少 冥王星直徑還不及美國呢 冥王星與其衛星夏隆的照片 太陽系外側行星都是巨大的氣體行星 唯有冥王星是固體而且很小 冥王星實在太小 就連很多行星的衛星都比它大 如同我們的月亮就比冥王星要大 冥王星的軌道很遠且與其他行星差異頗大 冥王星是唯一個會橫越海王星軌道的行星 有時候在海王星之外 有時候在海王星之內 冥王星有一顆超級大比率的衛星 Charon 是冥王星的三分之一 這是其他行星所沒有的 九大行星中體積最大的是哪一顆 九大行星中體積最小的是哪一顆 九大行星與太陽的距離我們以地球到太陽的平均距離一億五千萬公里為一個天文單位 其他行星與太陽的距離如下表 九大行星的比較 九大行星可分為兩大族群 比較表如下 Q 九大行星距太陽由近而遠的排列順序為何 九大行星中離地球最近的是哪一顆 九大行星中離太陽最近的是哪一顆 恆星 彗星與流星 恆星 在天空中的星星 絕大多數和太陽一樣 自己藉著核融合反應發出光和熱的星體 恆星的誕生 恆星的質量 大多在太陽質量的十分之一到數十倍之間 以太陽而言 其質量約是地球的三十三萬倍 可見恆星有相當巨大的質量 能誕生恆星的巨大分子雲 又是由幾近真空的星際物質 歷經亙古的時間緩慢聚集而成 星際物質主要是由氫 氦 塵埃所組成 本銀河系約有二千億個恆星 而宇宙至少有1023個恆星 這些眾多的恆星 恆星的質量不盡相同 可能處在不同年齡與演化階段 天文學家根據觀測的結果 再加上理論的計算 構造出恆星演化的理論 恆星演化理論涵蓋 恆星的誕生 新生與嬰兒期 主序帶恆星的演化 青年與壯年期 後主序帶恆星的演化 老年期 恆星的歸宿 死亡 與化學元素的合成 所以恆星並不是永恆的 他們與我們凡人相似 也有生老病死 夜晚看到的星星大都是恆星 太陽系唯一的恆星 彗星 自己不會發光 以太陽為中心運轉 由彗核 彗髮和彗尾三個部份組成 主要是由冰 微塵粒子 稀薄氣體所組成 彗星 哈雷彗星 週期約76年 哈雷彗星 又見證一顆彗星的裂碎 C 2001A2Linear彗星接近了 中國人發現的彗星 池谷 張彗星 彗星 彗星 彗星 流星 由太空進入地球大氣層的一些零散物質 因與大氣摩擦產生高熱而燃燒所發出的短暫光芒稱之 大部份的流星都會在大氣層燃燒完畢 但塵埃若是過大無法燃燒完畢便會掉到地面上 此時就稱為隕石 1996流星雨照片 2001流星雨照片 夜晚看到閃亮的星星大都是屬於恆星 彗星或流星 ANS 如果自己會發光就是恆星了 只是離地球太遠 所以看起來只是一小斑點 例如 北極星 織女星即是 獨特的行星 地球 Q 為何不能搬到月球住 ANS 因為 月球沒有大氣 沒有水 溫差大 故不適合生物生存 Q 水星離太陽最近 適合生物生存 ANS 不適合 因為 水星上沒有大氣 沒有水 溫度太高了 故不適合生物生存 Q 木星和土星沒有岩石地殼 適合生物生存嗎 ANS 不適合 因為 生物無法站立 行走 居住 故不適合生物生存 Q 地球為什麼適合生物生存 ANS 地球有空氣有水溫度很適中距離太陽不近也不遠故很適合生物生存 總結 地球是太陽系中唯一有生物的星球 其他星球 因為受到表面溫度 地表構造 大氣狀況的限制 故不適合生物生存 彗星和流星是不是恆星 ANS 不是彗星的光芒是反射太陽光流星是大氣中燃燒的光跡而已 兩者都不是自己發光 太陽系外還有其他星球嗎 Ans 當然 太陽系中有一種會拖著長尾巴的星體是 太空中有許多小碎石 被地球引力吸引 進入地球的大氣層摩擦燃燒產生的光跡叫 太陽的光和熱 地球上有哪些現象是由太陽的光和熱所產生 太陽的熱造成的現象 冬天 冬天 光合作用 光合作用是植物 藻類和部份細菌利用葉綠素和光的催化作用下 將二氧化碳和水轉