第二篇我们的太阳系(2)

1、第二篇第二篇 我们的太阳系（我们的太阳系（2）地球与月球地球与月球 我们的家园地球是太阳系唯一有智慧人类的星球，同时它也是太阳系的一颗普通的行星。月球是它的唯一的自然卫星。地月系统以独特的运动规律，描绘出美丽而壮观的天文图景。本讲内容本讲内容 第一节 地球 第二节 月球 第三节 日食和月食第一节第一节 地球地球 The Earth: Our Home 地球在太阳系中得天独厚地球在太阳系中得天独厚: 距太阳的距离合适：1.49亿千米； 地球的质量合适； 地球有大气层保护； 地球的自转和公转，使地球上的昼夜交替、四季分明； 太阳的质量合适，使其寿命约为100亿年，这让地球有足够的时间演化生命，并演

2、化出智慧生命。 地球的基本特点地球的基本特点General Features of the Earth 质量 6x1024 kg. 半径 6400 km：light will travel 7.5 turns around the Earth per second. 最高峰：8848米，只是地球表面一条不起眼的小皱褶 平均密度约为水的5倍，the densest planet. 除了诸多人造卫星，只有一颗自然卫星我们的月球地球的圈层结构地球的圈层结构 从地壳上面分成四个圈层，即岩石圈、水圈、大气圈和生物圈。这四个圈层不是孤立存在的，它们之间是互相联系、互相交融，密切相关的。 岩石圈:人类立足之

3、地是地球的表层，这一层主要是岩浆构成的固态球体。科学家们把含岩浆岩、沉积岩和土壤的覆盖面称为岩石圈。 水圈:岩石圈的表面高低不平，低凹部分被液态水所淹没成为海洋、湖泊和河流。此外，在陆地下面一定深处，还存在着地下水。这些不同形态的水构成的圈层成为水圈。 生物圈:在岩石圈上部，大气圈下部和水圈里，生存着千千万万种有生命的生物，这些生物的总体及其分布范围，称为生物圈。 大气圈:在海洋和陆地的外面是大气圈。大气圈是从海陆表面到行星际空间的过渡圈层，它由好几层组成，总厚度达1000km以上。 地球大气地球大气 地球的大气层起着保护地球和人类的重要作用。大气使地球保持适宜的湿度和温度，并维护着人类和万种

4、生灵需要的水和富氧的空气，使地球上的人类和万种生灵才能生养繁栖。 大气层自下而上可粗略地分为对流层、平流层、中间层和电离层以及稀薄的外层大气。 对流层：对流层是距地球表面最近，也是最稠密的一层，厚约817km，这里集中了整个大气75的质量和95的水汽。对流层是展现风、云、雨、雪等种种天气现象的大舞台，与我们人类关系最为密切。 平流层：对流层顶至50km高度之间分布着平流层，这里水汽很少。在平流层里分布着臭氧层，它能大量吸收太阳紫外辐射，造成气温随高度升高，致使大气难以上下对流，所以在这里大气以水平流动为主。臭氧层吸收和挡住了 99以上的太阳紫外辐射。 中间层：地面以上5080km之间的大气称为

5、中间层，由于没有臭氧的存在，该层温度随高度迅速下降，使这里成为一个对流运动剧烈的高空对流层。 电离层：从中间层顶至200km高度之间是电离层。该层的气体已很稀薄，在太阳紫外光作用下大气原子发生电离，形成若干个主要由带电粒子组成的电离层。电离层能反射无线电短波，给人类的远程通信带来极大方便。 外层大气：电离层以上为外层大气，这里空气非常稀薄，由于受到的地球引力较小，大气不断地向行星际空间逃逸。地球的内部构造地球的内部构造 地球内部从外向里可分为三个圈层：地壳、地幔、地核。地球的结构地球的结构 Structure of the Earth 最深处为地核(iron and nickel 铁和镍) ，

6、很热，分内外两层，内核固体，外核液体。维持地热的能源主要来自地球内部的天然放射物质 地核之外是呈半液态的地幔 最外层是固态的地壳(qiao)地球剖面图地球剖面图大地板块构造说大地板块构造说Plate Tectonics 地壳不是坚硬的球体，而是由若干连绵数千公里，但厚度只有50公里，且漂浮在炽热的软流层上的板块所组成.全世界被划分为六大板块：即亚欧板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极洲板块。磁层与辐射带磁层与辐射带 地球磁层地球磁层 极光极光Aurora 地球磁场俘获太阳风所携带的带电粒子，并把它们导向地球两极。当带电粒子与地球大气中的原子和分子碰撞时，这些原子和分子便会发光

7、，产生绚丽多彩的极光. 探测到大部分行星有极光现象，暗示它们和地球一样拥有磁场和大气.Northern aurora, Alaska 北极光在空中翩然起舞北极光在空中翩然起舞. 2011年在挪威拍摄年在挪威拍摄Aurora seen from SpaceSouthern aurora from the Space Shuttle Endeavor地球大气地球大气 氮气78% 氧气21% 氩气 argon，二氧化碳 carbon dioxide 等 温室气体 greenhouse gases 二氧化碳 二氧化硫 sulphur dioxide温室效应温室效应 Greenhouse Effect

8、地球大气中的温室气体能有效阻挡红外线向外太空辐射，从而使地球温度升高，即温室效应greenhouse effect 大气中温室气体的多少决定温室效应的强度 大量温室气体能强烈影响一颗行星的表面温度保护环境珍惜地球保护环境珍惜地球 地球是生命的摇篮，是我们人类唯一美好的家园，它有多层的屏障保护着人类及万物生灵和人类创造的高度文明。但是人类创造文明的同时也自觉、不自觉地破坏着我们美好的家园，可以说，真正的劫难是人类自身的不文明行为！ 我们的母亲地球现在虽是正当青春年华，然而，她已饱经风霜，满目疮痍。 清洁的水源受到污染；大气中二氧化碳急剧增加；地下水源和资源接近枯竭；原始森林遭到乱坎、乱伐；大量水

9、土流失；大量物种濒临灭绝等，人类赖以生存的地球生态环境严重恶化，生态系统正在遭受灭顶之灾。 地球是人类生存发展的唯一家园，我们只有一个地球。我们别无选择，只有保护地球，爱护地球，珍惜我们的家园，使蓝天恢复本色，大地穿上绿装，让生态环境恢复平衡，这是造福于子孙万代的千秋大业，也是全世界人民的共同事业。 明月几时有，把酒问青天，不知天上宫阙，今昔是何年？Pg 4月球的美丽传说月球的美丽传说 我在遥望，月亮之上，有多少梦想在自由地飞翔 Fly me to the moon, and let me play among the stars. Let me see what spring is like

10、 on Jupiter and Mars. 古今中外，人们都对月亮古今中外，人们都对月亮有一种独特的情感，人们寄有一种独特的情感，人们寄情于诗歌，因此留传下来了情于诗歌，因此留传下来了许多关于月亮的美丽动人的许多关于月亮的美丽动人的传说传说相传，远古的时候，天上出现了十个太阳，烤相传，远古的时候，天上出现了十个太阳，烤得大地冒烟，海水枯竭，老百姓眼看无法生活下去得大地冒烟，海水枯竭，老百姓眼看无法生活下去了。这件事惊动了一个叫了。这件事惊动了一个叫后羿后羿的英雄，他登上昆仑的英雄，他登上昆仑山顶，运神力，拉神弓，一口气射下了九个多余的山顶，运神力，拉神弓，一口气射下了九个多余的太阳，解救百姓于

11、水火这中。不久，后羿娶了个美太阳，解救百姓于水火这中。不久，后羿娶了个美丽的妻子，叫丽的妻子，叫嫦娥嫦娥。 一天，后羿到昆仑山访友求一天，后羿到昆仑山访友求道，巧遇由此经过的王母娘娘，便向王母娘娘求得道，巧遇由此经过的王母娘娘，便向王母娘娘求得一包不死药，据说服下此药，能即刻升天成仙。然一包不死药，据说服下此药，能即刻升天成仙。然而，后羿舍不得扔下妻子，只好将不死药交给嫦娥而，后羿舍不得扔下妻子，只好将不死药交给嫦娥珍藏。珍藏。嫦娥将药藏进梳妆台百宝匣里，不料此事被后嫦娥将药藏进梳妆台百宝匣里，不料此事被后羿的门客羿的门客蓬蒙蓬蒙看见。三天后，后羿率众徒外出狩猎，看见。三天后，后羿率众徒外出狩

12、猎，心怀鬼胎的蓬蒙假装生病留了下来。待后羿率众人心怀鬼胎的蓬蒙假装生病留了下来。待后羿率众人走后不久，蓬蒙手持宝剑闯入内宅后院，威逼嫦娥走后不久，蓬蒙手持宝剑闯入内宅后院，威逼嫦娥交出不死药。嫦娥知道不是蓬蒙对手，危急之时当交出不死药。嫦娥知道不是蓬蒙对手，危急之时当机立断，取出不死药一口吞了下去。机立断，取出不死药一口吞了下去。 嫦娥吞下药后，身体立刻飞离地面，向天上飞去，由于嫦娥牵挂丈夫，嫦娥吞下药后，身体立刻飞离地面，向天上飞去，由于嫦娥牵挂丈夫，便飞落到离便飞落到离人间最近的月亮上成了仙人间最近的月亮上成了仙。后羿回来后，侍女们哭诉了一切。后羿既惊又怒，抽剑去杀恶徒，蓬蒙早逃走了。后羿

13、回来后，侍女们哭诉了一切。后羿既惊又怒，抽剑去杀恶徒，蓬蒙早逃走了。气得后羿捶胸顿足哇哇大叫。悲痛欲绝的后羿，仰望夜空呼唤爱妻的名字，这时他惊气得后羿捶胸顿足哇哇大叫。悲痛欲绝的后羿，仰望夜空呼唤爱妻的名字，这时他惊奇地发现，今晚月亮特别圆，特别皎洁明亮，而且奇地发现，今晚月亮特别圆，特别皎洁明亮，而且有个晃动的身影酷似嫦娥有个晃动的身影酷似嫦娥。后羿忙。后羿忙命人到嫦娥喜爱的后花园摆上命人到嫦娥喜爱的后花园摆上香案香案，放上嫦娥最爱吃的蜜食鲜果，遥祭在月宫里的嫦，放上嫦娥最爱吃的蜜食鲜果，遥祭在月宫里的嫦娥。娥。 百姓们闻知嫦娥奔月成仙的消息后，纷纷在月下摆上香案，向善良的嫦娥祈求吉百姓们闻

14、知嫦娥奔月成仙的消息后，纷纷在月下摆上香案，向善良的嫦娥祈求吉祥平安。从此，中秋节拜月的风俗在民间传开了。祥平安。从此，中秋节拜月的风俗在民间传开了。第二节、月球第二节、月球The Moon 地球唯一的天然卫星 地月平均距离为地球直径的30倍 月球直径仅为地球的1/4，质量则为1/81，因此月球表面的引力只有地球的1/6月面上较暗的部分称为月海maria, 滴水全无，只是远古时期月壳形成时凝固了的熔岩月面上较亮的部分称为山，其实不是山，而是由大量星际物质撞击月面时所形成的环形山（陨坑）marehighland月球正面照片月球正面照片风暴洋冷海雨海湿海云海酒海静海澄海丰富海危海气海虹湾月球正面月

15、球正面月球背面照片月球背面照片月相月相 Moon Phases 月球本身不发光，只月球本身不发光，只反射太阳光反射太阳光 -月相月相 月亮的会合周期月亮的会合周期( (Moons synodic synodic period)period)（塑望月）新（塑望月）新月到新月：月到新月：29.53 天 最佳的观察月球的时候为或时,那时月球会被分为两部份,一边为光,一边为暗,分开两部份的为明暗界线,在明暗界线附近的地型有影子,从影子的长度可知该地型的高度.1 盈娥眉月（新月后4天） 2 “上弦” （新月后7天） 3 盈凸月 （新月后10天）4 满月 （新月后14天）5 亏凸月（新月后18天）6 下弦

16、月（新月后22天）7 亏月（新月后26天） 月亮：不变的脸月亮：不变的脸 地球上的观测者无论何时都只能看到月亮的同一面即近地的一面。Why?同步自转：同步自转：月球的自转周期月球的自转周期= =月球的月球的公转周期公转周期。这是最早解释月球起源的一种假设。这是最早解释月球起源的一种假设。1898年年著名生物学家达尔文的儿子乔治著名生物学家达尔文的儿子乔治达尔文指出：月球本来是达尔文指出：月球本来是地球的一部分，后来由于地球转速太快，把地球上一部分地球的一部分，后来由于地球转速太快，把地球上一部分物质抛了出去，这些物质脱离地球后形成了月球，而遗留物质抛了出去，这些物质脱离地球后形成了月球，而遗留

17、在地球上的大坑，就是现在的太平洋。在地球上的大坑，就是现在的太平洋。这种假设认为，月球本来只是太阳系中的一这种假设认为，月球本来只是太阳系中的一颗小行星，有一次，因为运行到地球附近，被地球的引力颗小行星，有一次，因为运行到地球附近，被地球的引力所俘获，从此再也没有离开过地球。还有一种接近俘获说所俘获，从此再也没有离开过地球。还有一种接近俘获说的观点认为，地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起，的观点认为，地球不断把进入自己轨道的物质吸积到一起，久而久之，吸积的东西越来越多，最终形成了月球。久而久之，吸积的东西越来越多，最终形成了月球。n三、同源说。三、同源说。这一假设认为，地球和月球都是太阳系

18、中浮这一假设认为，地球和月球都是太阳系中浮动的星云，经过旋转和吸积，同时形成星体。在吸积过程动的星云，经过旋转和吸积，同时形成星体。在吸积过程中，地球比月球相应要快一点，成为中，地球比月球相应要快一点，成为“姐姐姐姐”。这是近年来关于月球成因的新假设。这一这是近年来关于月球成因的新假设。这一假设认为，太阳系演化早期，在星际空间曾形成大量的假设认为，太阳系演化早期，在星际空间曾形成大量的“星子星子”，星子通过互相碰撞、吸积而长大。星子合并形，星子通过互相碰撞、吸积而长大。星子合并形成一个原始地球，同时也形成了一个相当于地球质量成一个原始地球，同时也形成了一个相当于地球质量0.14倍的天体。由于这

19、两个天体相距不远，因此相遇的机会就倍的天体。由于这两个天体相距不远，因此相遇的机会就很大。一次偶然的机会，那个小天体以很大。一次偶然的机会，那个小天体以每秒每秒5千米千米左右的速左右的速度撞向地球：剧烈的碰撞不仅改变了地球的运动状态，使度撞向地球：剧烈的碰撞不仅改变了地球的运动状态，使地轴倾斜，而且还使那个小天体被撞击破裂，硅酸盐壳和地轴倾斜，而且还使那个小天体被撞击破裂，硅酸盐壳和幔受热蒸发，膨胀的气体以极大的速度携带大量粉碎了的幔受热蒸发，膨胀的气体以极大的速度携带大量粉碎了的尘埃飞离地球。飞离地球的气体和尘埃，并没有完全脱离尘埃飞离地球。飞离地球的气体和尘埃，并没有完全脱离地球的引力控制

20、，他们通过相互吸积而结合起来，形成全地球的引力控制，他们通过相互吸积而结合起来，形成全部熔融的月球，或者是先形成几个分离的小月球，在逐渐部熔融的月球，或者是先形成几个分离的小月球，在逐渐吸积形成一个部分熔融的大月球。吸积形成一个部分熔融的大月球。16091609年，意大利科学家伽俐略首次将望远镜用于年，意大利科学家伽俐略首次将望远镜用于天文观测，用天文望远镜观察了月球天文观测，用天文望远镜观察了月球 。机组成员：指令长尼尔机组成员：指令长尼尔阿阿姆斯特朗姆斯特朗（中）、登月舱（中）、登月舱驾驶员爱驾驶员爱德温德温奥尔德林奥尔德林（左）（左）和指令舱驾驶员和指令舱驾驶员迈迈克尔克尔柯林斯（右）。

21、柯林斯（右）。 阿波罗阿波罗11号号 1969年7月20日，巨大的“土星5号”火箭载着“阿波罗11号”飞船从美国肯尼迪角发射场点火升空，开始了人类首次登月的太空征程。美国宇航员尼尔阿姆斯特朗、埃德温奥尔德林、迈克尔科林斯驾驶着阿波罗11号宇宙飞船跨过38万公里的征程，承载着全人类的梦想踏上了月球表面。这确实是一个人的小小一步，但是整个人类迈出的伟大一步。他们见证了从地球到月球梦想的实现，这一步跨过了5000年的时光。人类登上月球的第一个足迹人类登上月球的第一个足迹宇航员在月球行走宇航员在月球行走整个Apollo计划耗资美元除军事、政治、科研价值外，带动液体火箭、远程控制、微波雷达、合成材料等尖

22、端技术的发展，使相关产业获利，至2000年已达2000亿美元。“投入1美元，获利5美元”，有极大的经济效益。在月面上停留时间在月面上停留时间300300小时，行驶小时，行驶9595公里，科学探测公里，科学探测8181小时，从月球上带回小时，从月球上带回381.7kg381.7kg岩石标本。岩石标本。Apollo计划共6次、12人登上月球中国月球探测工程中国月球探测工程嫦娥工程嫦娥工程 2004年，我国启动了月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。2006年初，党和国家召开全国科技大会，确定了“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的科技发展指导方针，并将月球探测工程列入我国中长期科技发展规划重大

23、专项。 “嫦娥一号”卫星： 于2007年10月24日由长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射升空。 “嫦娥二号”卫星：于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功。 “嫦娥三号”卫星：将于2013年底发射升空，并实现探测器软着陆。 中国探月工程网址：http:/中国嫦娥工程的发展规划中国嫦娥工程的发展规划 我国的月球探测工程被列为国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）十六个重大专项之一，作为一项国家战略性科技工程，月球探测工程将服从和服务于科教兴国战略和可持续发展战略，以满足科学、技术、政治、经济和社会发展的综合需求为目的，把推进科

24、学技术进步的需求放在首位，力求发挥更大的作用。整个工程规划贯彻“有所为、有所不为”的方针，选择有限目标，突出重点，集中力量，力求在关键领域取得突破，循序渐进，持续发展，为深空探测活动奠定坚实的基础。 嫦娥工程规划为三期，简称为“绕、落、回”三步走。 第一步为“绕”，即发射我国第一颗月球探测卫星，突破至地外天体的飞行技术，实现首次绕月飞行。 第二步为“落”，即发射月球软着陆器，并携带月球巡视勘察器（俗称月球车），在着陆器落区附近进行就位探测，这一阶段将主要突破在地外天体上实施软着陆技术和自动巡视勘测技术。 第三步为“回”，即发射月球采样返回器，软着陆在月球表面特定区域，并进行分析采样，然后将月球

25、样品带回地球，在地面上对样品进行详细研究。这一步将主要突破返回器自地外天体自动返回地球的技术。第一步：绕第一步：绕第二步：落第二步：落第三步：回第三步：回2007年年11月月26日日,嫦娥一号卫星嫦娥一号卫星 2010年年10月月11日日,嫦娥二号卫星嫦娥二号卫星 虹湾位于雨海西北部，是月球上一个最美丽的地虹湾位于雨海西北部，是月球上一个最美丽的地标之一，它其实是一个直径达标之一，它其实是一个直径达260km260km的巨型陨石的巨型陨石坑壁。虹湾地区是我国嫦娥三号卫星的预选着陆坑壁。虹湾地区是我国嫦娥三号卫星的预选着陆区。区。第三节第三节 日食与月食日食与月食 日月食日月食 Eclipses

26、: 日食 Solar eclipse: 地球进入月亮的阴影 月食 Lunar eclipse: 月亮进入地球的阴影为什么每月不发生两次日月食？为什么每月不发生两次日月食？ 似乎每月应有一次日食（新月）和一次月食（满月），但是日月食大约每11月才发生一次。Why? 这是因为月球的轨道面和地球的轨道面呈大约5度的夹角。如果两个轨道面重合，则每月发生一次日食和一次月食。 一年中有两个食季，每年至少有2次日食，最多有5次日食; 一年中最多可以发生3次月食.日食日食 日食：朔日（初一）当日、月、地恰好或者几乎在一条直线上时，地球运动到月影中发生。光辉灿烂的太阳有时突然被一个黑影挡住，阳光逐渐减弱，甚至全

27、被遮挡，瞬间如同夜幕降临，繁星缀空，这就是“日食”现象。 日食的类型有“日全食”、“日偏食”和“日环食”。月影的结构：A为本影，B1和B2为半影，C为伪本影日偏食，最常见日偏食，最常见40Monday, March 7, 2011日全食奇景：钻石环日全食奇景：钻石环 接 近 日 全 食 的 时 候 ， 由 于 月 球 的 边 缘 丁 点 的 凹 凸 不 平 ， 部 分 太 阳 光 线 会 在 凹 位 漏 了 出 来 ， 形 成 不 连 续 的 光 点 。 在 日 全 食 前 的 一 刻 我 们 只 能 见 到 太 阳 的 极 小 部 分 如 下 图 所 示 这 个 现 象 称 为 钻钻 石石 环。环。 日 全 食 时,天 昏 地 暗,宛 如 暮 色 胧 合 四 野,天 上 你 可 看 见 亮 星 和 行 星,太 阳 表 面 由 于 被 月 球 完 全 掩 盖 ,原 本 非 常 暗 淡 的 日 冕 这 时 清 晰 可 见 .一 般 来 说,日 全 食 过 程 约 维 持 两 分 钟 左 右,接 着 钻 石 环 复 现,日 全 食 结 束 。日全食奇景日全食奇景Corona 日冕Prominences 日珥日环食日环食 由于地球和月球