第二讲_1_太阳系a.ppt.Convertor

太阳系纵览 八大行星 彗星 小行星 流星体 月亮 我们的近邻 太阳 生命的源泉 一 登月 月海 环形山 月陆 山脉 辐射纹 月面上也有绵延的山脉 最长的亚平宁山脉蜿蜒 640 公里 最高的山峰在月球南极附近 高达 9000 米 比地球上的珠穆朗玛峰还高 此外 月球上还有长达数百公里的峭壁和许多陡峭幽深的裂谷 其中宽的称 为月谷 较窄的叫月溪 月球上的山脉 大多借地球上的山名命名 而环形山则多冠之以著名天文学家或其他学者的大名 月球 背面有四座环形山 就是分别以中国古代天文学家石申 张衡 祖冲之 郭守敬的名字命名的 月 球 概 况 月球 地球 38 万公里 1 光秒 直径 3476 公里 1 4 地球直径 质量是 1 81 地球 月面重力加速度 地球上的 1 6 月球是地球唯一的天然卫星 它与地球相距约 38 万公里 直径为 3476 公里 相当于地球直径的 1 4 太阳的直径比月球大约 400 倍 但它到地球的距离也要远 400 倍 两相抵消之下 看上去它们在天 空的大小就一般无二了 由于月球比地球小得多 它的质量是地球的 1 81 月面上的重力加速度仅相当于地球上的 1 6 地球 上一个 60 公斤重的人 到了月球上就只有 10 公斤重了 这时即使背着沉重的东西 在月球上行走 还是 轻飘飘的 这就叫 失重 温差 127C 183C 月球的绕转周期 1 恒星月 27 32166 日 公转周期 2 朔望月 29 5306 日 会合周期 月球的公转运动 白道 月球在恒星间自西向东移动的轨迹 每天平均移动 3600 27 32 130 相对太阳每天东移 3600 29 5 120 因此 月球升起的时间平均每天晚近 50m 月球的自转 自转周期 公转周期 观测事实 月球总以一面朝向地球 同步自转 月亮本身并不发光 靠反射太阳光才发亮 绕地球公转 日 地 月三者位置不断变化 从地球上看到月亮被照亮的部分也发生周期性的变化 蛾眉月 上 下弦月 残月 满月 新月 古人根据月相变化的周期来安排农历月份的 每当农历初一 月球运行到地球与太阳之间 月球被照亮的半边背着地球 这时我们看不见月球 称 新月 也叫 朔 然后 月球被照亮的部分逐渐转向地球 到了初七 初八 朝向地球的月面正好有一 半被太阳照亮 恰似一张弓 凸边朝西 称上弦月 到了农历十五或十六 月球被照亮的一面全部朝向地 球 我们就看到了一轮皎洁的满月 又称 望 此后 明亮的月面逐日亏缺 到农历二十二 二十三时 人们又能看见半个月球 凸边朝东 出现在下半夜的东方夜空 这就是下弦月 再过一星期 月球又回到 朔 月相就这样周而复始地变化着 变化一周平均要 29 53 日 称为一个 朔望月 月球的位相变化和会合周期 1 月相 月球视圆面的盈亏变化 2 月相的成因 1 月球本身不发光 只反射太阳光 2 月绕地转的同时又随地绕日转 使三者位置 不断变化 月球相对太阳的视位置变化 而造成月相的变化 因为这两种运动都有周期性 月相变化也有严格的周期性 月相变化 农历 初一 七 十五 二十三 三十 月相 朔月 上弦 望月 下弦 朔月 中天 正午 傍晚 子夜 清晨 正午 上升 清晨 正午 傍晚 子夜 清晨 下落 傍晚 子夜 清晨 正午 傍晚 农历 15 或 16 月亮转到与太阳相反方向 如果月亮正好穿过地球影子 月食 一般 地影上或下方穿过 最多 1 年 3 次 日食 日食是月球在太阳前面穿过而遮住的阳光的现象 日食分三种 太阳看起来只亏一部分的叫日偏食 月球 完全嵌入太阳之中而太阳看起来像戒指的叫日环食 完全遮掩太阳而看见日冕的叫日全食 探索月球 嫦娥奔月 阿波罗登月 月球车在行走 嫦娥一号 卫星 CCD 相机已对月球背面进行成像探测 并获取了月球背面部分区域的影像图 2007 12 4 嫦娥一号 卫星 CCD 相机已对月球背面进行成像探测 并获取了月球背面部分区域的影像图 此图显 示的是万户撞击坑 万户撞击坑位于月球背面南纬 9 8 度西经 138 8 度区域 直径 52km 从地球上不能直 接看到 从月 亮上 看地 球 地 球 太阳系唯一的生命之家 地球內部结构 基本参数 质量 6 1024 kg 半径 6400 km 地表 海洋 陆地地壳 5 35km 地幔 3000 km 过渡层 500 km 外核 1700 km 内核 1200 km 地球大气成分 干空气 N2 75 O2 23 CO2 1 3 其他 水汽 含量不稳定 高度有关 微尘 3000m 以下 太阳 太阳是太阳系中最大的物体 太阳自远古开始就为人类所崇拜 它在许多神话中被人格化 古希腊人 称它为 Helios 太阳神 太阳 太阳系的中心天体 是行星的光和热的源泉 它是银河系中的一颗普通恒星 位于距银心约 10 千秒差距 银道面以北约 8 秒差距处 并与其他恒星一起绕银心转动 我们能够直接观测的是太阳的大气层 它从里向外可分为光球 色球 日冕三层 从总体来说太阳是 稳定的 但它的大气层却处于激烈的局部运动之中 黑子 耀斑等日面活动现象就是这种运动的结果 太陽系的大家長 太陽 太阳每秒辐射到太空的热量相当于一亿亿吨煤炭完全燃烧产生热量的总和 相当于一个具有 5200 万亿 亿马力的发动机的功率 太阳表面每平方米面积就相当于一个 85000 马力的动力站 而地球上仅接收到 这些能量的 22 亿分之一 太阳每年送给地球的能量相当于 100 亿亿度电的能量 基本常数 太阳 空中的受控热核反应堆 日地距离 1 5 亿公里 光需要 8 分 19 秒 质量 1 99 1030 kg M 33 万个地球 年龄约 45 亿年 半径 695 990km 109 个地球 体积 130 万个地球 角直径 32 5 表面温度 5762 K 中心温度 1500 万 K 中心压力 3300 亿 大气压 平均密度 1 4g cm3 光度 3 86 1033 erg s 自转周期 25 e 34 p 天 构成元素主要为氢 氦及氧 碳 氮等 太陽的成分 目前太陽的成分中 氫佔了大約 75 的質量 而氦則佔了約 25 以原子數量來看 氫佔 92 1 而氦佔 7 8 其餘約 0 1 才是其它成分 在太陽核心中的氫正逐漸轉變成氦 但這種轉變十分緩慢 太阳结构 里三层 核心 核反应层 辐射层 对流层 外三层 光球层 色球层 日冕层 太陽表面 太陽表面稱為光球 溫度約為 6 000K 布滿洶湧起伏的米粒狀組織 黑子則為較低溫的區域 約 4 000K 它是因看起來比其四周暗而得名 大型的黑子直徑可達 5 萬公 里 甚至比地球還大 黑子的成因頗為複雜 它與太陽磁場之間的交互作用也不是十分容易瞭解的一件事 光球层 太阳大气最下层 厚度大约 500km 就是我们可以看到的太阳表面 温度大约是 5500 我们接收 到的太阳辐射几乎全部是由这一薄层发射的 光球中布满米粒组织 在光球的活动区有太阳黑子 光斑 核反应区 从太阳中心到大约 0 25 太阳半径的区域 是太阳的产能区 在这里进行着 4 个氢核聚变为一个氦核 的热核反应 在反应中损失的质量变成能量 这样太阳才能连续不断的辐射能量 辐射区 核反应区外面就是辐射区 它的范围为 0 25 0 86 太阳半径的区域 辐射从内部向外部转移的过程是 多次被物质吸收又再次发射的过程 从核心到表面的行程 逐步降低它的频率 变为硬 X 射线 软 X 射 线 远紫外线 最后以可见光的形势和能量更低的形势向外辐射 对流区 辐射区的上面至太阳表面附近是对流区 能量主要靠对流向外传播 对流区及其下面部分是看不见的 合称为太阳内部或太阳本体 它们的性质只能靠与观测符合的理论 计算来确定 太阳中心能量释放以后要多久才能到达表面 法国约翰 皮尔 卢米涅的 黑洞 一书中说 虽然光子的速度将近 30 万公里 秒 而太阳的半径是 70 万公里 从太阳中心发出的光子到达表面的时间却并不是 2 3 秒 平均说来那些光子得花 1000 万年才能走完这段路程 我们在地球上现在收到的阳光 是 8 分钟前离开太阳表面的 但是它从太 阳核 已产生之时 猿类和早已灭绝的柱牙象还在非洲行走 而非洲与欧亚大陆还不相连 理由很简单 光子在恒星内部并不沿直线运动 而是由于与无数电子的碰撞而不断地改变路径 电 子与质子同为恒星物质的主要成分 假如太阳核心现在突然熄灭 阳光在今后 1000 万年里仍将继 续照亮地球 太阳的外部结构 日冕 外 暗 温度高 色球 中 较亮 温度较低 光球 里 亮 温度低 太阳活动对地球的影响 太阳活动的主要标志是黑子和耀斑 活动周期十一年 太阳的主要活动 黑子 光球层 耀斑和日珥 色球层 太阳风 日冕层 太阳活动对地球的影响 A 无线电短波通讯影响或中断 黑子 耀斑 B 磁暴 太阳风 C 极光 太阳风 太陽的自轉 太陽的外層自轉速度不一 赤道地區每 25 4 天轉一圈 但兩極區則為每 36 天一圈 這是因為太陽並 非像地球一樣是固態 而是類似於那些氣體行星 這種自轉轉速不一的狀況一直延伸到非常內部 但到了 核心則自轉如同固體 Differential Rotation Pequator 25 days Ppole 36 days 能量流失 在太陽的核融合爐裡 每秒流失 6 億 5 千 7 百萬噸以上的氫氣 隨著可燒的燃料減少 中心壓力的太陽逐漸膨脹 其半經變成百倍 可吞下水星和金星 並開始融化 地球 為什麼它能源源不絕發光與熱呢