人教版必修1-111-宇宙中的地球-优质版课件

地球的宇宙环境Thecosmicenvironmentoftheearth第一章第一节宇宙中的地球■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份题地球的感受时，这样写道:“地球真的太漂亮了，漂亮得无可比拟!大空的黑幕上，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——THEBLUEPLANET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？目录CONTENTS01

地球在宇宙中的位置02

行星地球03

天文学常识THEBLUEPLANET/

01地球在宇宙中的位置Thepositionoftheearthintheuniverse天体物质形式Materialformofcelestialbody壹晴朗夜空下，仰望星空，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、还可以看到一闪即逝的流星体、拖着长尾的彗星这些都是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…

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…宇宙星云•墨西哥草帽星系104Cosmicnebula,strawhatgalaxy,Messier104-01-因星系中央隆起明亮的核与核附近像草帽的帽檐般向四周辐射散开的宇宙灰尘，又称墨西哥草帽星系距离地球2930万光年的Sa-Sb型之旋涡星系，梅西耶编号M104，NGC4594-02-环状星云（Planetarynebulae），也被称之为“Messier57”因此类星云中心有颗高温星，外围环绕着一圈云状物质，就好像行星绕着太阳似的而得名，也有因其形状像一个光环，所以又称为环状星云宇宙星云•环状星云梅西耶57Cosmicnebula,RingNebula,Messier57-03-天龙座的一个行星状星云，因为形状长得像猫的眼睛而得名哈勃太空望远镜显示，猫眼星云拥有绳结、喷柱、弧形等各种形状的结构。于1786年发现，是已知的结构最复杂的星云之一宇宙星云•猫眼星云NGC6543Cosmicnebula·cat'sEyeNebulaNGC6543宇宙星云•行星状蝴蝶星云M2-9Cosmicnebula,planetaryButterflyNebulam2-9-04-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Barnard33Cosmicnebula,HorseheadNebula,Barnard33-05-马头状星云Barnard33IC434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“至和元年五月己酉，客星晨出天关之东南可数寸（嘉祐元年三月乃没）”——《续资治通鉴长编》1054年7月4日，产生蟹状星云的一次超新星爆发，这次客星的出现被中国宋朝的天文学家详细记录蟹状星云CrabNebula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…

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…太阳天狼星…

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…UYScuti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7.94AU，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…

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…Asteroidbelt小行星带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特洛伊小行星特洛伊小行星1天文单位（AU）小行星带Asteroidbelt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一木卫二，它是已发现的距离木星第二近的卫星04…

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…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…

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…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06…

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…地月系由地球和月球组成哈勃太空望远镜显示，猫眼星云拥有绳结、喷柱、弧形等各种形状的结构。2016年，我国在贵州建成了目前世界最大的单口径射电望远镜，帮助人类获取更多的字宙信息“天宫二号”是继“天宫一号”后我国自主研发的第二个空间实验室，有消息称其将于2016年在酒泉卫星发射中心发射。太阳是太阳系的中心天体，质量占整个太阳系质量的99.按离太阳由近及远的次序排为第三颗，距离太阳1.4607×10¹²km伽利略用这架望远镜观测到了月球陨石坑、太阳黑子、木星的4颗卫星、土星光环太阳系第七颗，几乎横躺着围绕太阳公转，大气主要成分是氢、氦和甲烷包括宇宙飞行器和空间垃圾等太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成于1786年发现，是已知的结构最复杂的星云之一TheMilkyWayseenonearth地球是距离太阳较近的一颗行星，日地距离约为1.(3)结合材料二中的信息，分析美国选择在佛罗里达州建航天发射中心的自然原因。为气态巨行星，占所有太阳系行星质量的70%，主要由氢、氦组成，出现乱流和风暴，最显著是大红斑，磁场十分强大，目前发现了79颗卫星01地球在宇宙中的位置观测并记录月亮的位置和形状Howtodeterminethepositionofthemoon蛇夫座美丽的行星状星云。离太阳最近的行星，岩石行星，中国称之为辰星，每88个地球日绕太阳一周宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的Thecosmicenvironmentoftheearth于1786年发现，是已知的结构最复杂的星云之一(3)结合材料二中的信息，分析美国选择在佛罗里达州建航天发射中心的自然原因。我国载人飞船工程首位航天员杨利伟在回忆从太空中份题地球的感受时，这样写道:“地球真的太漂亮了，漂亮得无可比拟!大空的黑幕上，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距离地球2930万光年的Sa-Sb型之旋涡星系，梅西耶编号M104，NGC4594总结月亮形状的逐日变化盾牌座UY是一颗位于盾牌座的红超巨星宇宙星云•墨西哥草帽星系104银河系和现阶段所能观测到的河外星系，统称为可观测宇宙而且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图中的“蓝月亮”为科学家用计算机模拟出的银河系中一个可能孕育生命的天体，它本身不发光，但其上光照良好。太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成适宜的温度——日地距离适中，公转自转周期适中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5%的小行星都在此发现，约2.地球至我们银河系的边缘=52000光年Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem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太阳系•八大行星体积位置波兰天文学家、数学家、教会法博士、神父Comettrajectories水星太阳地球金星3.033.103.183.233.284.024.12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…

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…Kagantuya卡冈图雅黑洞来自于《星际穿越》这部电影中，主人公从中跳入卡冈图雅黑洞，进入了五维文明构建的超立方体（三维）中；质量达到了太阳的1亿倍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…

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…天体系统spheresystems贰宇宙中天体都在运动着，运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统天体系统有不同的级别；地球所处的天体系统，按从低到高的级别，依次为地月系、太阳系、银河系和可观测宇宙地月系E-MoonsystemE01地月系由地球和月球组成地球是地月系的中心天体，月球围绕地球运动它是地球唯一的天然卫星，月地距离约为38.4万千米…

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…太阳系SolarsystemE02太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成太阳是太阳系的中心天体，质量占整个太阳系质量的99.86%以其强大的引力，约束其他天体按照一定的轨道绕着它运转地球是距离太阳较近的一颗行星，日地距离约为1.5亿千米…

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…99.86%太阳系SolarsystemE02太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成太阳是太阳系的中心天体，质量占整个太阳系质量的99.86%以其强大的引力，约束其他天体按照一定的轨道绕着它运转地球是距离太阳较近的一颗行星，日地距离约为1.5亿千米…

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…水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星注：2006年8月24日下午，第26届国际天文联合会通过决议，由天文学家以投票正式将冥王星划为矮行星，自行星之列中除名银河系GalacticSystemE03银河系是由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统在银河系中，有1000亿颗以上的恒星；银河系的直径约10万光年①太阳与银河系中心的距离约2.6万光年…

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…①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94605亿千米由于身在其中，我们在地球上无法看到银河系的全貌在没有月光且未受城市灯光干扰的晴朗夜晚，常能看到银河呈一条乳白色的朦胧光带横跨天际图为夏季在金山岭长城观测到的银河TheMilkyWayseenonearth可观测宇宙ObservableuniverseE04目前，在银河系外，天文学家观测到许许多多同银河系类似的星系，统称它们为河外星系银河系和现阶段所能观测到的河外星系，统称为可观测宇宙…

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…注：图示为人类可观测宇宙辐射全景宇宙到底有多大？Howbigistheuniverse?开展简单的天文现象观测活动Simpleastronomicalobservationactivities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以月相观测为例；月相可用肉眼直接观测，观测前需准备指南针和观测记录表图：确定月亮在天空中的位置…

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…确定月亮位置的方法Howtodeterminethepositionofthemoon选择视野开阔的地方，用指南针确定东、南、西、北方向；选择地面标志性建筑物，作为月亮水平方位的参照月亮的高度角可用拳头进行估算；水平伸直一只手臂为0°基准面，握拳，其上叠放另一只手的拳头，一只拳头的高度角约为10°；保持手臂稳定不动，依次将下面的手抽出叠放在上面，直到视线、拳头和月亮三者重合，据此估算月亮的高度角活动观测并记录月亮的位置和形状Howtodeterminethepositionofthemoon傍晚日落后天空出现月牙的时候，在观测表上记下观测日期、月亮的位置和形状，并标注观测时刻(表1.1)接下来两周内，每天在同一时刻进行观测并记录。描绘观测期间同一时刻月亮在天空的位置和形状变化活动表1.1月相观测记录表观察时刻____________日期观测项目农历公历月亮水平方位月亮高度角月亮形状观测并记录月亮的位置和形状Howtodeterminethepositionofthemoon活动总结观测结果总结月亮位置的逐日变化总结月亮形状的逐日变化图:月相观测描绘示例(2016年)了解月相，您是否想知道月相的成因？Doyouwanttoknowthecauseofthemoonphase?/

02行星地球PlanetEarth水星金星地球火星木星天王星土星海王星太阳系•八大行星体积位置Thesizeandpositionofeightplanetsinthesolarsystem太阳系八大行星Materialformofcelestialbody壹在太阳系的八颗行星中水星、金星、地球、火星更靠近太阳，有固体表面，体积较小，称为类地行星木星、土星、天王星和海王星远离太阳，主要由气体构成，其中木星、土星因体积巨大，称为巨行星天王星、海王星因与太阳相距很远，称为远日行星水星金星地球火星木星天王星土星海王星类地行星巨行星远日行星太阳系•八大行星分类体系Classificationsystemofeightplanetsinsolarsystem0102太阳系•八大行星运动规律Lawsofmotionoftheeightplanetsinthesolarsystem八颗行星都围绕太阳公转而且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太阳系实时运行3D演示3Ddemonstrationofreal-timeoperationofsolarsystem地球普通性与特殊性Thegeneralityandparticularityoftheearth贰普通性：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特殊性：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…

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…地球上具有适宜高级智慧生命生存和繁衍的温度、水、大气等条件这与地球在太阳系中的位置、自身的体积和质量有关，也与地球有一个安全的宇宙环境有关E01地球存在生命的条件Conditionsforlifeonearth

宇宙环境安全的宇宙环境——大小行星各行其道，互不干扰A稳定光照稳定的太阳光照——太阳处于中年时期，状态稳定B适宜温度适宜的温度——日地距离适中，公转自转周期适中C大气条件适合生物生存的大气——地球自身的体积、质量适中D宇宙环境安全的宇宙环境，大小行星各行其道，互不干扰稳定光照稳定的太阳光照——太阳处于中年时期，状态稳定适宜温度适宜的温度——日地距离适中，公转自转周期适中大气条件适合生物生存的大气——地球自身的体积、质量适中E01地球存在生命的条件Conditionsforlifeonearth

E02地球宇宙环境亟待保护Thee-oftheearthandtheu-isinurgentneedofp地球是人类在宇宙中唯一的家园随着人类对宇宙探索的深入，航天活动日益频繁，留在太空中的垃圾越来越多；地球的宇宙环境亟待保护，这是全人类共同的责任…

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…人类对宇宙的探索Humanexplorationoftheuniverse

自古以来人们就对天文现象十分好奇直至400多年前，人们只能通过肉眼观测宇宙，因视野范围有限，误认为地球是宇宙的中心；1543年，哥白尼通过观测和计算提出了日心说，由于缺乏更多的支持，不被广泛认可…

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…尼古拉·哥白尼(1473—1543年）波兰天文学家、数学家、教会法博士、神父人类对宇宙的探索Humanexplorationoftheuniverse

1609年，伽利略制造了一架小型望远镜，其放大率只有32倍；伽利略用这架望远镜观测到了月球陨石坑、太阳黑子、木星的4颗卫星、土星光环他的结果有力地支持了哥白尼的目心说；由此，人们对宇宙的观测方式进入了望远镜时代，宇宙观也发生了改变…

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…伽利略·伽利雷（1564～1642年）意大利天文学家，物理学家和工程师现代物理学之父、科学方法之父、现代科学之父人类观测宇宙的工具——天文望远镜此后，天文望远镜突飞猛进地发展，人类对宇宙的认识也逐步扩展、加深赫歇耳借助天文望远镜将观测范围扩展到太阳系之外，确认了由众多恒星构成的银河系的存在自学窗…

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…人类观测宇宙的工具——天文望远镜哈勃通过天文望远镜发现了仙女座星云其实是由大量恒星组成的，而且距离远远超出银河系的范围，证实了河外星系的存在图以哈勃名字命名的空间望远镜——哈勃望远镜自学窗…

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…人类观测宇宙的工具——天文望远镜2016年，我国在贵州建成了目前世界最大的单口径射电望远镜，帮助人类获取更多的字宙信息…

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…自学窗/

03天文学常识Generalknowledgeofastronomy宇宙大爆炸学说BigBangTheory-01-宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，宇宙大爆炸学说由比利时天文宇宙学家勒梅特于1927年首次提出宇宙大爆炸学说BigBangTheory-01-量子波动暗能量加速膨胀膨胀余辉模式40万年黑暗时代星系、行星等的发展第一颗星大约4亿年大爆炸扩张137亿年宇宙微波背景辐射…

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…恒星等级及演化周期Stargradeandevolutionperiod-02-黑洞中子星行星星云白矮星红巨星白矮星类太阳恒星原始恒星蓝超巨星红巨星褐矮星超新星太阳•恒星生命演化周期Solarstellarlifecycle-03-原始分子云逐渐升温单位不按比例；时间尺度十亿年（大约）热核反应开始现阶段(45.7亿年)白矮星红巨星行星状星云…

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…太阳•恒星生命演化周期Solarstellarlifecycle-03-太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成太阳寿命时间总共大约为100亿年；约50亿年后进入红巨星阶段太阳继红巨星阶段之后，形成行星状星云；最终冷却黯淡演化成白矮星天文单位与光年Astronomicalunitandlightyear-04-计量天体之间距离单位；以A.U.表示，其数值取地球和太阳之间平均距离国际天文学联合会决定1A.U.=149,597,870[1.5*108]km，自1984年开始使用太阳地球月球1A.U.天文单位与光年Astronomicalunitandlightyear-04-光年是长度单位，指光在宇宙真空中沿直线传播了一年时间所经过的距离1光年为9,460,730,472,580，800米，约为9.4607×10¹²km299792458m/s地球至月球=1.3光秒地球至太阳=8光分地球至火星=12.7光分地球至半人马座阿尔法=4.4光年地球至我们银河系的边缘=52000光年太阳系八大行星概况Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem-05-水星金星地球火星木星土星天王星海王星太阳系八大行星概况Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem☿离太阳最近的行星，岩石行星，中国称之为辰星，每88个地球日绕太阳一周由于其非常靠近太阳，表面温度427℃（最高）、-173℃（最低），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水星Mercury太阳系八大行星概况Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem♀离地球最近的行星，其亮度在夜空中仅次于月球，排第二金星是一颗类地行星，因为其质量与地球类似，有时也被人们叫做地球的姐妹星，也是太阳系中唯一一颗没有磁场的行星金星Venus太阳系八大行星概况Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem♀中国古人称金星为“太白”或“太白金星”，也称“启明”或“长庚”古希腊人称为阿佛洛狄忒，是希腊神话中爱与美的女神；而在罗马神话中爱与美的女神是维纳斯，因此金星也称作维纳斯（Venus）；维纳斯是爱与美的女性之神，所以金星的天文符号就是女性的标志：♀金星Venus太阳系八大行星概况Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem⊕按离太阳由近及远的次序排为第三颗，距离太阳1.5亿公里，诞生46亿年地球在太空上看地球呈蓝色，是目前宇宙中人类已知存在生命的唯一的天体，是包括人类在内上百万种生物的家园地球Earth太阳系八大行星概况Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem♂太阳系第四颗行星，属于类地行星，自转轴倾角、自转周期均与地球相近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，2015年9月28日，NASA宣布火星存在流动水火星Mars太阳系八大行星概况Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem♃八大行星中体积最大、自转最快的行星，距离太阳第五远的行星为气态巨行星，占所有太阳系行星质量的70%，主要由氢、氦组成，出现乱流和风暴，最显著是大红斑，磁场十分强大，目前发现了79颗卫星木星Jupiter太阳系八大行星概况Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem♄太阳系第六位，气态巨行星，中国古代人们把土星称为瑞星由氢组成，内部的核心包括岩石和冰，最外层的大气层在外观上可以看出发亮的磁性光环，表面温度-191.15℃～-130.15℃土星Saturn太阳系八大行星概况Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem♅太阳系第七颗，几乎横躺着围绕太阳公转，大气主要成分是氢、氦和甲烷天王星是太阳系内大气层最冷行星，最低温度为49K（-224℃），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天王星Uranus太阳系八大行星概况Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem♆太阳系第八颗行星，