第二章 地球的宇宙环境

1、第一节第一节 恒星与星系恒星与星系第二节第二节 太阳与太阳系太阳与太阳系第三节第三节 月球与地月系月球与地月系第二章第二章 地球的宇宙环境地球的宇宙环境第一节第一节 恒星和星系恒星和星系天体天体 宇宙间的物质以各种各样形态存在着：有的宇宙间的物质以各种各样形态存在着：有的成聚集态，构成各类成聚集态，构成各类星体（恒星星体（恒星，行星行星，彗星彗星，流星流星) )；有的成弥散态，构成；有的成弥散态，构成星云星云（云雾状天体）；（云雾状天体）；还有弥散于广漠的星际空间，极其稀薄，称还有弥散于广漠的星际空间，极其稀薄，称星际星际物质物质( (星际气体、星际尘埃）。所有这些物质，统星际气体、星际尘埃）

2、。所有这些物质，统称为称为天体天体。1 1、 恒星及其自行恒星及其自行q 恒星恒星：由炽热气体组成的、自身能够发光的球形或：由炽热气体组成的、自身能够发光的球形或类似球形的天体。类似球形的天体。 距离太阳系最近的恒星是半人马座的距离太阳系最近的恒星是半人马座的南门二南门二，距地球距地球4.224.22光年（太阳光到达地球只需光年（太阳光到达地球只需8 8分钟）分钟）l “恒恒”星星恒星在天球上的相对位置保持不变。恒星在天球上的相对位置保持不变。l 恒星不恒星不“恒恒”：恒星在空间上不断运动。恒星在空间上不断运动。一、恒星一、恒星q 恒星空间速度恒星空间速度：视向速度和视向速度和切向速度切向速度

3、 切向速度表现为恒星在天切向速度表现为恒星在天球上的位置移动，被叫做球上的位置移动，被叫做“自行自行”。 恒星的自行速度，一般都恒星的自行速度，一般都小于每年小于每年0.1，迄今只发，迄今只发现有现有400余颗恒星的自行超余颗恒星的自行超过每年过每年1。图图1 1 恒星的空间速度及其两个恒星的空间速度及其两个分量：视向速度和切向速度分量：视向速度和切向速度图图2 2 北斗七星的自行及形状变化北斗七星的自行及形状变化2、恒星的发光和光谱q 恒星的发光v 有巨大的质量；有巨大的质量；v 恒星演化史上某个阶段的现象。恒星演化史上某个阶段的现象。q 恒星的光谱v 恒星的光谱反映恒星温度的高低；恒星的光

4、谱反映恒星温度的高低；v 光谱中的吸收线和发射线反映恒星化学组成光谱中的吸收线和发射线反映恒星化学组成( (化学组成大同小异化学组成大同小异, ,主要成分是氢主要成分是氢) )。3、 恒星亮度和光度q 恒星的亮度：恒星的亮度：恒星的明暗程度；恒星的明暗程度；q 恒星的光度：恒星的光度：恒星本身的发光程度；恒星本身的发光程度；q 星等：星等：视星等视星等m和绝对星等和绝对星等M;v 视星等是亮度等级；绝对星等是光度等级视星等是亮度等级；绝对星等是光度等级；v 星等越小，亮度越大。星等越小，亮度越大。q 恒星的星等与亮度恒星的星等与亮度 思考题：已知某两星的视星等相差思考题：已知某两星的视星等相差

5、5 5等，其亮度相差等，其亮度相差100100倍，求视星等与亮度的关系。倍，求视星等与亮度的关系。解：设相邻两星等的亮度比率解：设相邻两星等的亮度比率( (级数的公比级数的公比) )为为R R，则有，则有R5 =100 5lgR=2 lgR = 0.4 R=2.512v 连续几个星等的亮度成几何级数关系，连续几个星等的亮度成几何级数关系，星等相差星等相差1 1等，等，恒星的亮度相差恒星的亮度相差2.5122.512倍倍；v 星等以等差级数增大，亮度以等比级数递减星等以等差级数增大，亮度以等比级数递减；v 太阳亮度是一等星亮度的太阳亮度是一等星亮度的13001300亿亿（2.5122.51227

6、.7427.74）倍）倍。v思考题：已知零等星的亮度思考题：已知零等星的亮度E0和某恒星的亮度和某恒星的亮度E，试求该恒星的视星等。试求该恒星的视星等。 解：设该恒星的视星等为解：设该恒星的视星等为m，已知零等星的星等和亮，已知零等星的星等和亮度分别为度分别为m0和和E0，该恒星的亮度为该恒星的亮度为E，则有：，则有： E/E0=2.512m-m0 （1） 两边取对数，且两边取对数，且有有 lg2.512=0.4，得：，得： lgE0-lgE=0.4(m-m0 ) m-m0=2.5(lgE0- lgE) （2） 如果取零等星如果取零等星(m0=0)的亮度的亮度E0=1，则有：，则有： m= -

7、 2.5 lgE （3） （3）式又称为普森公式，可以根据恒星的亮度）式又称为普森公式，可以根据恒星的亮度 E 推推算星等算星等 m。q 恒星的亮度与其距离的平方成反比恒星的亮度与其距离的平方成反比图4 光源的视亮度与其距离的平方成反比，距离增加1倍，亮度便减为1/4思考题思考题: 织女星织女星 ( 天琴座天琴座 ) 的视星等为的视星等为 0.1, 若其距离增加若其距离增加为为 10 倍倍 , 这时这时 , 它的星等将是几等它的星等将是几等 ? 肉眼还能看到它吗肉眼还能看到它吗 ? q 恒星的光度恒星的光度 为了比较不同恒星的光度，必须移到同一距离上，为了比较不同恒星的光度，必须移到同一距离上

8、，这个标准距离为这个标准距离为1010秒差距秒差距，合，合32.632.6光年光年；该处，恒星所该处，恒星所具有的视星等，称为具有的视星等，称为绝对星等绝对星等。 天文学的距离单位：天文学的距离单位：天文单位天文单位（日地距离（日地距离 1.4961.496 10108 8kmkm），），光年光年（63,24063,240天文单位），天文单位），秒差距秒差距（周年视（周年视差等于差等于1 1秒的恒星同太阳之间的距离，恒星的周年视差秒的恒星同太阳之间的距离，恒星的周年视差（）是日地平均距离在恒星处的最大张角）。）是日地平均距离在恒星处的最大张角）。 1 1秒差距秒差距206265206265天文

9、单位天文单位3.263.26光年光年思考题：已知某恒星的实际距离思考题：已知某恒星的实际距离 d 和视星等和视星等 m，推算，推算其在其在10秒差距的的亮度秒差距的的亮度EM 和绝对星等和绝对星等M。 解：设该恒星的视亮度为解：设该恒星的视亮度为Em，绝对亮度为绝对亮度为EM，由公式，由公式得：得： EM/Em=2.512(m-M) 恒星亮度与距离平方成反比，如以秒差距为单位，则恒星亮度与距离平方成反比，如以秒差距为单位，则 EM/Em= d2/102 d2/102 =2.512(m-M)q 恒星的光度与绝对星等恒星的光度与绝对星等 两边取对数，且有两边取对数，且有lg2.512=0.4，则：

10、，则：2lgd-2=0.4(m-M ) m-M =5lgd-5M=m+5-5lgd 只要测定恒星的绝对星等，便可求知该星的距离。只要测定恒星的绝对星等，便可求知该星的距离。 巨星，超巨星，白矮星巨星，超巨星，白矮星 以恒星的光谱型（或温度）为横坐标，以它的光度（或绝对星等）为纵坐标，每颗恒星按照各自的光谱型和光度，在图上占有一定的位置。太阳位于主星序的中部，可见它是一颗很典型的恒星。图2-4 光谱-光度图(赫罗图)1、 银河与银河系银河与银河系v 银河是银河系主体在天球上的投影（环天光银河是银河系主体在天球上的投影（环天光带）。带）。v 银河系是以银河命名的星系（形似圆盘）；银河系是以银河命名

11、的星系（形似圆盘）；v 银河系总质量：大约是太阳质量的银河系总质量：大约是太阳质量的14001400亿倍亿倍, ,星星数为数为1 12 2千亿颗。千亿颗。二、星系二、星系q银河系结构银河系结构v 银河系主体：银河系主体：圆盘体（直径约圆盘体（直径约8 8万光年）和万光年）和银晕；银晕；v 圆盘体：核球（长径约圆盘体：核球（长径约1 11.31.3万光年；厚约万光年；厚约 1 1万光年万光年) )和银盘和银盘( (厚约厚约 2400240048004800光年光年) )；银河系结构侧视图（图中红点代表太阳）q银河系结构银河系结构v 核球中心：银核核球中心：银核v 银核中心：银心。银核中心：银心。

12、银河系结构俯视图：图中十字符号代表银心；2、 太阳在银河系中的位置和运动q 位于银道面附近。位于银道面附近。q 太阳在银河系内偏距银盘的一侧，向银心所在方向，太阳在银河系内偏距银盘的一侧，向银心所在方向，太阳距银盘边缘约太阳距银盘边缘约6.4万光年；向银心相反方向，太万光年；向银心相反方向，太阳距银盘边缘约阳距银盘边缘约1.6万光年。万光年。银道系侧视图2、 太阳在银河系中的位置和运动q 太阳在银河系中的的运动：太阳在银河系中的的运动：v 相对于银心的旋转，其速度为相对于银心的旋转，其速度为250km/s，绕转，绕转周期为周期为2.5亿年；亿年；v 相对于邻近恒星的运动：相对于邻近恒星的运动：

13、太阳系以太阳系以20km/s 的的速度向武仙座方向（近织女星）前进，此方速度向武仙座方向（近织女星）前进，此方向所指的点谓之奔赴点。向所指的点谓之奔赴点。3、河外星系q 河外星系q 星系群q 星系团q 总星系4、宇宙q 哲学宇宙：宇宙无限哲学宇宙：宇宙无限v 空间无限：无边无际（无边界，形状和中心）；空间无限：无边无际（无边界，形状和中心）；v 时间无尽：无始无终（无起源，年龄和寿命）。时间无尽：无始无终（无起源，年龄和寿命）。q 科学宇宙：总星系科学宇宙：总星系v 时间上有起源、空间上有边界时间上有起源、空间上有边界；v 大爆炸宇宙学：在宇宙膨胀理论的基础上发展起大爆炸宇宙学：在宇宙膨胀理论

14、的基础上发展起来。来。三、星座三、星座 为了便于辩认恒星，古代天文学把天球的恒星分为了便于辩认恒星，古代天文学把天球的恒星分成许多群落，每一群落中的恒星都构成可以相互区别成许多群落，每一群落中的恒星都构成可以相互区别的图形。这样的恒星群落，以及它们各自的图形和所的图形。这样的恒星群落，以及它们各自的图形和所在的天空区域叫在的天空区域叫星座星座(88个个)。 星座星座多半以古希多半以古希腊神话中的人（神）腊神话中的人（神）和动物命名，例如仙和动物命名，例如仙后、御夫、大熊座等。后、御夫、大熊座等。三、星座三、星座 恒星的命名恒星的命名: 每一颗恒星都从属于一定的星座。每一颗恒星都从属于一定的星座

15、。天文学上就以星座名天文学上就以星座名+ +字母（或号码）的办法，给字母（或号码）的办法，给恒星命名。通常把每个星座中的恒星，按其亮度恒星命名。通常把每个星座中的恒星，按其亮度顺序，标以小写希腊字母顺序，标以小写希腊字母、而成。例而成。例如金牛座如金牛座，猎户座，猎户座。星空分区星空分区 如同按经线划分全世界的时区一样，全天恒星可按赤如同按经线划分全世界的时区一样，全天恒星可按赤经划分四大星区。每一星区跨赤经经划分四大星区。每一星区跨赤经6时（时（90），各区的中），各区的中央赤经分别为央赤经分别为0 时时 （春分圈（春分圈 ）、）、6h （夏时圈（夏时圈 ）、）、12h（秋（秋分圈）、分圈）

16、、18h（冬至圈）；星区的界线为（冬至圈）；星区的界线为3h、9h、15h、21h。 每个星区各以其主要拱极星座命名，即每个星区各以其主要拱极星座命名，即仙后星区，御夫仙后星区，御夫星座区、大熊星区和天琴星区星座区、大熊星区和天琴星区，简称，简称后、御、熊、琴后、御、熊、琴。四瓣简明星座图四瓣简明星座图识星识星 仙后座仙后座五颗亮星构成字母五颗亮星构成字母W W，俗称，俗称“仙后座仙后座W W”。 仙女座仙女座三颗亮星排成一条直线。三颗亮星排成一条直线。 飞马座飞马座呈一个大四边形。呈一个大四边形。“飞马座四边形飞马座四边形”（东北（东北 角是仙女座）角是仙女座） 本区亮星最少，唯一的一颗一等

17、星南鱼座本区亮星最少，唯一的一颗一等星南鱼座（中名北落师（中名北落师门），位置偏南，离地平较低，西方称它为门），位置偏南，离地平较低，西方称它为“海角孤星海角孤星”。沿。沿飞马座四边形西边向南延伸，即可找到。飞马座四边形西边向南延伸，即可找到。 1、仙后星区、仙后星区 2 2、御夫星区、御夫星区 御夫座御夫座：呈相当明显的五边形。我国古时称：呈相当明显的五边形。我国古时称“五车五车”。主星。主星（五车二）是北天主要亮星。（五车二）是北天主要亮星。金牛座金牛座：黄道十二座之一。呈：黄道十二座之一。呈V V字形，俗称字形，俗称“金牛座金牛座V V”其主星其主星（毕宿五）是红色亮星。（毕宿五）是红色

18、亮星。V V字西北有著名的昴星团（俗字西北有著名的昴星团（俗称称“七姊妹七姊妹”）猎户座猎户座：全天最壮丽的星座，包括二颗一等星。（参宿四和参：全天最壮丽的星座，包括二颗一等星。（参宿四和参宿七）和五颗二等星。宿七）和五颗二等星。“参宿七星明烛宵，两肩两足参宿七星明烛宵，两肩两足三为可要三为可要”，四边形中间的三颗星，合称，四边形中间的三颗星，合称“参宿三参宿三星星”。大犬座大犬座：形如砍刀。主要：形如砍刀。主要（天狼星）是全天最明亮的恒星。（天狼星）是全天最明亮的恒星。小犬座小犬座：星数很小，主要星：星数很小，主要星（南河三）是著名一等星。（南河三）是著名一等星。双子座双子座：黄道星座，成两

19、行排列，亮星有：黄道星座，成两行排列，亮星有（北河二）和（北河二）和（北河三），后者是一等星。（北河三），后者是一等星。 本区有七颗一等星，几乎集中了北半球天空亮星的半数，本区有七颗一等星，几乎集中了北半球天空亮星的半数，那里群英荟萃，明星灿烂，是全天最壮丽的星区。那里群英荟萃，明星灿烂，是全天最壮丽的星区。3、大熊星区 大熊座大熊座：七颗亮星排列整齐，形如熨斗，故称：七颗亮星排列整齐，形如熨斗，故称“北斗北斗”或或北斗七星。用它来辨认北极星最方便。民彦北斗七星。用它来辨认北极星最方便。民彦“识识得北斗，天下好走得北斗，天下好走”，“众星之有北斗，犹百谷众星之有北斗，犹百谷之有黍粟也之有黍粟也

20、”。牧夫座牧夫座：形如风筝，也像一条例挂的领带。主星：形如风筝，也像一条例挂的领带。主星（大角）（大角）是北天第一颗亮星，它位于斗柄的自然延伸线上。是北天第一颗亮星，它位于斗柄的自然延伸线上。狮子座狮子座：著名黄道星座，形状很像一头雄狮。主要：著名黄道星座，形状很像一头雄狮。主要（本（本干辕十四）是一等星，几在黄道上。干辕十四）是一等星，几在黄道上。室女座室女座：黄道星座，大体上成一个不规则的：黄道星座，大体上成一个不规则的“士士”字，主字，主要要（角宿一）是一等星。（角宿一）是一等星。4、天琴星区、天琴星区 天琴座天琴座：范围很小，主星：范围很小，主星（织女星）是北天头等明星。（织女星）是北

21、天头等明星。近旁有四颗小星，组成一个菱形，是传说中的织近旁有四颗小星，组成一个菱形，是传说中的织女的梭机。女的梭机。天鹰座天鹰座：主星：主星（牛郎星）与二旁的二颗小星组成（牛郎星）与二旁的二颗小星组成“牛郎牛郎三星三星”，俗称，俗称“扁担星扁担星”。天鹅座天鹅座：呈明显的十字形，俗称：呈明显的十字形，俗称“天鹅座十字天鹅座十字”。整个星。整个星座位于银河中。主星（天津四）一等星。天津座位于银河中。主星（天津四）一等星。天津（古银河中的渡船）（古银河中的渡船）天蝎座天蝎座：主星：主星（心宿二）是红色大星，古称（心宿二）是红色大星，古称“大火大火”诗经诗经“七月流火七月流火”，即指心宿二。心宿二与

22、其，即指心宿二。心宿二与其二侧的二颗小星合称二侧的二颗小星合称“心宿三星心宿三星”。 相对于太阳来说，恒星每天晚上都比前一天晚相对于太阳来说，恒星每天晚上都比前一天晚上同一时刻偏西约上同一时刻偏西约1 1（时刻提早（时刻提早4 4 分钟）逐晚向分钟）逐晚向西移动。一年后，又于同一时刻回到原来的位置。西移动。一年后，又于同一时刻回到原来的位置。日转一周（日转一周（360360）和逐晚偏西（）和逐晚偏西（1 1），这就是星），这就是星空运动的基本规律。空运动的基本规律。 星空的变化星空的变化星空的变化星空的变化表2 不同季节可见和不可见星区 星空的变化星空的变化 星空的周日运动和它的季节变化，可以

23、归结为一星空的周日运动和它的季节变化，可以归结为一种变化，即随恒星时而变化。种变化，即随恒星时而变化。 恒星时的极简单的法则，即自秋分次日起，逐日恒星时的极简单的法则，即自秋分次日起，逐日把钟表拨快把钟表拨快4 4 分钟，就可得到任何日期和时刻的恒星分钟，就可得到任何日期和时刻的恒星时。时。 星空的变化星空的变化例：求6月22 日晚上9 时的可见星区。若观测日期改在4 月22 日。问：同样的星空状况将在什么时刻出现？解：解：6月月22日是夏至日，晚上日是夏至日，晚上9 时为时为21 时。时。（1）夏至日的恒星时比太阳时迟）夏至日的恒星时比太阳时迟6 小时，故当时的恒星小时，故当时的恒星时为时为

24、21- 6 = 15时。当时中天时圈的赤经为时。当时中天时圈的赤经为15 时，可知西时，可知西部天空为大熊星区，东部天空为天琴星区。部天空为大熊星区，东部天空为天琴星区。（2）4月月22 日在夏至前日在夏至前2个月，是日的恒星时刻，比夏至个月，是日的恒星时刻，比夏至日迟日迟4 小时小时(-10)- (- 6) = -4（迟（迟4 小时）同样的星空状况小时）同样的星空状况将出现在将出现在21h + 4h，即凌晨，即凌晨1h。第二节 太阳和太阳系1、 太阳的距离、大小和质量太阳的距离、大小和质量q 日地平均距离：日地平均距离：1.4961.49610108 8km km （即天文单位）（即天文单位

25、）q 大小：大小：半径约半径约700 000km700 000km（为地球半径的（为地球半径的109109倍）倍）q 表面积：表面积：地球表面积的地球表面积的12 00012 000倍倍 q 体积：体积：地球体积的地球体积的1 300 0001 300 000倍倍q 质量：质量：1.9891.98910103030kgkg（约为地球质量的（约为地球质量的3333万倍）万倍）一、太一、太 阳阳2 2、太阳的热能、温度和热源、太阳的热能、温度和热源q 太阳热能太阳热能v 太阳常数：太阳常数：8.16J/(cm8.16J/(cm2 2min)min)；v 平均距离，太阳直射，大气界外；平均距离，太阳

26、直射，大气界外；v 太阳辐射总量：太阳辐射总量：3.826 3.826 10102626J/sJ/s；v 地球所得：地球所得：1.74 1.74 10101717J/sJ/s（占（占1/221/22亿）。亿）。图2-8 推测出的太阳结构与剖面示意图q 太阳是我们惟一能观测到表面细节的恒星。直接观测到的是太阳的大气层，它从里向外分为 光球色球日冕q太阳温度v 根据太阳辐射热量推算的温度称有效温度；根据太阳辐射热量推算的温度称有效温度；v 根据太阳辐射光谱测定的温度称辐射温度；根据太阳辐射光谱测定的温度称辐射温度；v 太阳光球温度：太阳光球温度：5 770K 5 770K ；v 太阳中心温度：太阳

27、中心温度：15 000 000K15 000 000K；v 色球温度：色球温度：100 000100 000K K；v 日冕温度：日冕温度：1 500 000K1 500 000K。q太阳热源v 产热过程：热核反应（氢核聚变为氦核）；产热过程：热核反应（氢核聚变为氦核）；v 产热方式：质量转化为能量；产热方式：质量转化为能量；v 产能中心：在太阳核心。产能中心：在太阳核心。四、 太阳活动：太阳大气各种变化的总称（太阳“天气变化”）q 黑子：扰动太阳的明显标志。黑子：扰动太阳的明显标志。q 耀斑：扰动太阳的主要标志，对地球的影耀斑：扰动太阳的主要标志，对地球的影响最强烈。响最强烈。q 磁暴：电离

28、层干扰。产生极光。磁暴：电离层干扰。产生极光。1、 太阳系的发现 地心说地心说 日心说日心说图图 2-9 2-9 以地球和行星共同绕太阳运动来解释行以地球和行星共同绕太阳运动来解释行星的视行，这是哥白尼日心说的精髓星的视行，这是哥白尼日心说的精髓二、太阳系二、太阳系q开普勒行星运动定律v 第一定律（轨道定律）：行星轨道都是椭圆；第一定律（轨道定律）：行星轨道都是椭圆；太阳位于椭圆的焦点之一；太阳位于椭圆的焦点之一；v 第二定律（面积定律）：行星向径在轨道平面第二定律（面积定律）：行星向径在轨道平面上扫过的面积与时间成正比，即面速度不变上扫过的面积与时间成正比，即面速度不变 ；v 第三定律（周期

29、定律）：两行星周期平方之比，第三定律（周期定律）：两行星周期平方之比，等于其距离立方之比：等于其距离立方之比： T12/T22=a13/a23图图 2-10 2-10 开普勒第二定律：面速度不变开普勒第二定律：面速度不变v 第一牛顿用万有引力定律，修正了第三定律：第一牛顿用万有引力定律，修正了第三定律：T T1 12 2( (M M+ +m m1 1)/ )/ T T2 22 2( (M M+ +m m2 2)= )= a a1 13 3/ /a a2 23 3T T1 1和和T T2 2分别表示两分别表示两行星的的公转周期，行星的的公转周期， a a1 1和和a a2 2分别表示它们与太分别

30、表示它们与太阳的平均距离（即各自阳的平均距离（即各自轨道的半长轴）轨道的半长轴）v 开普勒认为，行星单纯绕太阳中心运动；开普勒认为，行星单纯绕太阳中心运动；v 牛顿认为，行星和太阳都绕它们的共同质心；牛顿认为，行星和太阳都绕它们的共同质心；质心的位置取决于二者的质量比。质心的位置取决于二者的质量比。v 开普勒廓清了行星轨道的几何特征，指出了行开普勒廓清了行星轨道的几何特征，指出了行星怎样运动；获得了星怎样运动；获得了“天空立法者天空立法者”的美誉；的美誉；v 牛顿解释了行星运动的物理原因，回答了行星牛顿解释了行星运动的物理原因，回答了行星为什么这样运动。至此太阳系理论完全确立。为什么这样运动。

31、至此太阳系理论完全确立。2、 太阳系的组成q 八大行星八大行星v 水星，金星，地球，火星，土星，天王水星，金星，地球，火星，土星，天王星，海王星。星，海王星。q 其他成分其他成分v 小行星，卫星，彗星，流星体等。小行星，卫星，彗星，流星体等。3、 行星q 按照轨道位置划分按照轨道位置划分v 以地球为界分为地内行星和地外行星；以地球为界分为地内行星和地外行星；v 以小行星带为界分为内行星和外行星。以小行星带为界分为内行星和外行星。q 按物理性质划分按物理性质划分v 类地行星和类木行星：类地行星和类木行星：类地行星：水星，金星，地球，火星距太阳较类地行星：水星，金星，地球，火星距太阳较近，质量较小

32、，平均密度高，以重物质为主，近，质量较小，平均密度高，以重物质为主，温度高；温度高；类木行星：木星，土星，天王星，海王星，离类木行星：木星，土星，天王星，海王星，离太阳较远，质量大，平均密度低，以轻物质为太阳较远，质量大，平均密度低，以轻物质为主，温度低。主，温度低。q 八大行星的轨道图 2-11 行星的轨道大小q 行星的大小对比图 2-12 行星的大小对比太阳系八大行星太阳系八大行星水星金星金星地球地球火星火星木星木星土星土星天王星天王星海王星海王星4、 彗星和流星体q 彗星本质上是在偏心率很大的轨道上绕日运彗星本质上是在偏心率很大的轨道上绕日运行的冰物质行的冰物质q 彗星的奇特外貌是它通过

33、近日点前后的暂时彗星的奇特外貌是它通过近日点前后的暂时现象现象q 哈雷彗星哈雷彗星图2-13 哈雷彗星的轨道 5,200,000,000 km图2-14 彗星的结构q 短周期彗星与非短周期彗星与非周期彗星周期彗星q 彗星的结构彗星的结构v 慧核慧核v 慧发慧发v 慧尾慧尾 离子慧尾离子慧尾 尘粒慧尾尘粒慧尾 哈雷彗星哈雷彗星海尔海尔波普波普彗星彗星哈勃空间望远镜观测到的哈勃空间望远镜观测到的S-L9彗星碎块（彗星碎块（21块）块）S-L9彗核彗核C碰撞前后的木星红外图像碰撞前后的木星红外图像彗核彗核K K与木星撞击后火球从亮到暗的变化与木星撞击后火球从亮到暗的变化慧木相撞痕迹5、 流星和流星体

34、q 流星流星 q 火流星火流星 q 偶发流星偶发流星q 流星雨流星雨 流星雨流星雨 18331833年：带来知识启年：带来知识启蒙的狮子座流星雨蒙的狮子座流星雨19661966年：年：2020世纪最眩的狮子座流星雨世纪最眩的狮子座流星雨19991999年：呈火球状的狮子座流星雨年：呈火球状的狮子座流星雨20022002年：在英格兰观看到的狮子座流星雨年：在英格兰观看到的狮子座流星雨20022002年：从太空观测到的狮子座流星雨年：从太空观测到的狮子座流星雨(11(11月月1919日日) )陨星陨星撞击的效果撞击的效果v 6500 6500万年前，墨西哥尤卡坦半岛陨石坑万年前，墨西哥尤卡坦半岛陨

35、石坑直径直径170km170km的洼地，陨石直径的洼地，陨石直径10-20km.10-20km. 撞击的效果撞击的效果- -恐龙绝灭恐龙绝灭. .v “苏梅克苏梅克列维列维9 9号号”（S-L9S-L9）彗星撞）彗星撞木星木星1993.3.23-3.25 1994.7.16 211993.3.23-3.25 1994.7.16 21个慧核个慧核卫星图片墨西哥尤卡坦半岛上的大陨石坑卫星图片墨西哥尤卡坦半岛上的大陨石坑卫星图片科学家第一次清晰看到位于墨西哥尤卡坦半岛上的大陨石坑月球上的撞击坑六、 太阳系起源的星云假说q 行星轨道的共同特征：行星轨道的共同特征：同向性，共面性，同向性，共面性，近圆性

36、近圆性q 星云假说的基本论点星云假说的基本论点v 形成太阳系的物质基础是弥散星云；形成太阳系的物质基础是弥散星云；v 形成太阳系的动力来源是自引力。形成太阳系的动力来源是自引力。q 意义：在意义：在“僵化的自然观上打开第一个缺僵化的自然观上打开第一个缺口口” （恩格斯语）。（恩格斯语）。2-16 太阳系起源示意图1 1 太阳星云太阳星云2 2 星云变成扁星云变成扁 球形球形3 3 原始太阳和原始太阳和 圆环体圆环体 4 4 太阳和行星太阳和行星 的形成的形成5 5 太阳系太阳系据测定，月球的地平视差为据测定，月球的地平视差为5757 ，它与地球半径，它与地球半径r r 和月地和月地距离距离d

37、d 的关系为：的关系为：csc57csc57 = = d d/ /r rd d= =r rcsc57csc57 = 60= 60r r即月地距离为地球半径的即月地距离为地球半径的6060倍。倍。第三节 月球和地月系图图 2-17 2-17 地平视差地平视差天体位于天顶时，视差为零；天体位于天顶时，视差为零；天体位于地平时，视差最大，天体位于地平时，视差最大，称为天体的地平视差称为天体的地平视差一、月球一、月球1、 月球的距离和大小月球的距离和大小q 月地平均距离：月地平均距离：384 400384 400公里公里q 半径：半径：17381738公里，地球赤道半径的公里，地球赤道半径的27.25

38、%27.25%q 表面积：地球表面积的表面积：地球表面积的7.4%7.4%q 体积：地球体积的体积：地球体积的2.03%2.03%q 质量：质量：7.1967.19610102222kgkg，地球质量的，地球质量的1/81.31/81.3q 平均密度：平均密度：3.34g/cm3.34g/cm3 3，约为地球的，约为地球的60.5%60.5%q 月面重力加速度：月面重力加速度：1.622m/s1.622m/s2 2，约为地面的，约为地面的1/61/62 2、 月球表面月球表面q 月海月海q 月陆月陆q 环形山环形山q 辐射纹辐射纹q 月谷月谷 q 月海月海q 月陆月陆q 环形山环形山q 辐射纹

39、辐射纹q 月谷月谷q 没有大气，没有没有大气，没有水分，没有生命水分，没有生命2 2、 月球表面和物理状况月球表面和物理状况二、地月系1、 地月系的绕转图图2-18 2-18 月球和地球都绕它们的共同质心而运动月球和地球都绕它们的共同质心而运动（共同质心在地球内部位置的变化）（共同质心在地球内部位置的变化）q 月球绕转地球v 轨道形状椭圆，偏心率轨道形状椭圆，偏心率0.0549 0.0549 ；v 白道：白道：月球轨道在天球上的投影；月球轨道在天球上的投影；v 黄白交角：白道面相对于黄道面的交角（黄白交角：白道面相对于黄道面的交角（5 5 9 9 ）；）；v 周期：周期：27.3227.32日

40、（恒星月）；日（恒星月）；v 速度：角速度：速度：角速度：33 33 / /小时小时，线速度，线速度1.02 1.02 km/skm/s。 q 几个概念v 恒星月恒星月：月球在白道上连续两次通过同一恒：月球在白道上连续两次通过同一恒星（无明显自行）所需的时间：星（无明显自行）所需的时间：27.321727.3217日。日。v 朔望月：朔望月：从一次新月（或满月）到下一次新从一次新月（或满月）到下一次新月（或满月）所经历的时间：月（或满月）所经历的时间：29.530629.5306日。日。v 近点月近点月：以月球近地点为参考点，月球的公：以月球近地点为参考点，月球的公转周期：转周期：27.554627.5546日。日。v 交点月交