1.2 太阳系的形成和恒星的演化（课件）（含视频）

中物理学易同步精品课堂第一章演化的自然第2节

太阳系的形成和恒星的演化浙教版科学（初中）九年级上1课堂导入观察思考一、太阳系的形成互动学习2仔细阅读下图，并说明太阳系的行星的公转方向和太阳的自转方向有什么关系？1.太阳系的八大行星绕太阳公转方向和太阳自转方向一致。（同向性）2.九大行星绕太阳公转的平面大多接近同一平面。（共面性）3.行星公转轨迹基本上是圆形或椭圆形。（近圆性）以上这些特点告诉我们什么？根据行星公转的特点，可以推导如果它与太阳系形成有关，就可以作为推论太阳系形成的依据。（1）太阳系的特点（2）“康德—拉普拉斯星云说”学说认为，太阳系是一块星云收缩形成的。星云是由气体和尘埃物质组成的巨大云雾状天体，它的直径大多可达十几光年。星云照片理论依据：八大行星绕日运行的特征太阳系的形成过程推理：一、原始的太阳星云是一个扁平的、自转的气体尘埃圆盘。50亿年前原始太阳星云因万有引力作用而收缩凝聚。二、凝聚的星云,绕着中轴旋转,形成中间增厚的大园盘。三、继续旋转,盘面形成几个同心圆的圆环。四、中心部分质量较大形成恒星——太阳圆环部分形成一颗颗行星及卫星。太阳系的形成星云学说推论的重要依据①只有太阳和太阳系的行星形成于同一个旋转的星云云盘，太阳的自转方向和太阳系的行星的公转方向才会一致；②形成太阳系的行星的物质来源于同一个扁平的星云云盘，才导致太阳系的行星的公转轨道几乎位于同一平面上。把准备好的沙子分成三堆，分别制作太阳系形成三个阶段的模型：1．圆盘状星云阶段。2．早期太阳形成阶段。3．行星形成阶段。关于太阳系的形成还有哪些学说？2.灾变说地球等行星的物质是因为某种偶然的巨变（如另一颗恒星接近太阳或与太阳相撞）而从太阳中分离出来的。二、恒星的演化互动学习2太阳是太阳系的中心，也是由星云形成的一颗恒星，恒星真的能永恒吗？（1）什么是恒星？恒星是在相对小的体积内积聚大量的气体而构成的球状或类球状天体。恒星并非不动，只不过离我们太远了，肉眼很难发现它们在天上的位置变化。行星状星云红巨星白矮星中子星超新星黑洞常见的恒星恒星的演化就是一颗恒星诞生、成长、成熟到衰老、死亡的过程，是一个十分缓慢的过程。恒星是如何形成的，又是如何演化的？恒星的演化始于星云星云原恒星（幼年期）当核心收缩到类似于太阳大小时，核心成为原恒星主序星（成年期）原恒星不断收缩，引发氢燃烧，恒星成为一颗主序星（2）恒星的演化历程读下图，请你找出恒星的寿命与质量有什么关系。质量越大，寿命越短；质量越小,寿命越长。主序星的质量大小决定了它们日后的演化历程。恒星的寿命由谁来决定呢？决定恒星寿命的因素只有一个——质量！质量愈大，寿命愈短！太阳可活100亿年，而天狼星的寿命却只有几百万年。按比例来看，如果太阳可活七十岁，天狼星只能活三天！恒星的寿命主要与哪些因素有关呢？15倍太阳质量1千万年1倍太阳质量1百亿年0.2倍太阳质量1万亿年太阳的一生大致是100亿年。大约在50亿年以前，一团十分巨大又十分稀薄的气体云，在自己的重力作用下收缩着。它开头收缩得很快，后来由于内部发热，收缩慢了下来，直到形成一批高热、高密的气体大团块，这些就是“原恒星”，其中一个就是我们的太阳。太阳进一步收缩，内部温度更高，引发了“热核反应”，于是停止收缩，进入“成年”时期。就是我们现在看到的太阳了。大约再过50亿年，太阳核心部分的“燃料”用光后，就会猛地又收缩一下。这一来，温度再次猛增，使外层原来没有烧过的“燃料”也“烧”起来了。此时，太阳会猛烈地膨胀，成为一颗“红巨星”。太阳会胀得很大，太阳能把水星和金星都“吞掉”。地球轨道恰好在这个胀大了的太阳表面的位置。这时的地球即使不被炽热的太阳“吞掉”，也会被烤得熔为一团熔岩。但与此同时，也会有其他小行星变得适合人类居住，也许那就是人类未来的避难处。质量较大的恒星，在核燃料用完、核反应停止后，演化为中子星，最后也会变成暗矮星。质量更大的恒星，在核燃料用完、核反应停止后，将演化为黑洞。黑洞的密度非常大，以致任何物质、甚至光线都无法逃脱它的吸引。当核燃料用完、热核反应停止后，太阳将演化成白矮星，最后将慢慢变成一颗看不见的暗矮星。“红巨星”阶段大约有10亿年。然后，一切可“烧”的“燃料”都用完了，红巨星开始再次收缩，越变越小，大约只有现在的体积的十万分之一，才稳定下来。尽管表面温度可以高达1万度，但表面积变小了，发出的热量会大大减少，这时，太阳就进入了“老年期”，成为“白矮星”一样的天体，表面温度高、体积小、密度很大（每1cm3物质有10吨重）。由于没有内部能源，所以这个“老年期”并不能永远维持下去，而是逐渐冷却，最后成为一个黑暗无比的“暗矮星”。在恒星演化的不同阶段，其形态也有很大的差异。红巨星，称它为“红”巨星，是因为在这恒星迅速膨胀的同时，它的外表面离中心越来越远，所以温度将随之而降低，发出的光也就越来越偏红。不过，虽然温度降低了一些，可红巨星的体积是如此之大，它的光度也变得很大，极为明亮。肉眼看到的最亮的星中，许多都是红巨星。红巨星的体积很大，它的半径一般比太阳大100倍。行星状星云质量大于太阳质量1.4倍，外围的气体及冰粒便会以每秒数十公里的速度向外膨胀，外貌像土星的光环一样，天文学家叫行星状星云，而剩下的核心的光度会暗淡下去。行星状星云白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。它的密度在1000万吨/立方米左右。白矮星是一颗已死亡的恒星，中心的热核反应已停止。

白矮星质量约是太阳4～10倍的恒星在超新星爆炸的过程，遗留下来的核心变成一颗体积很小，质量却很大的中子星，由中子构成，密度为水的1014倍，仅1cm3的质量就有全球人类那么重，直径仅为30km。中子星黑洞质量比太阳大10倍以上的恒星，超新星爆炸后会形成“黑洞”。黑洞会把附近所有的物质都吸进去，就连光线也会被吞没，所以我们是看不见黑洞的。但是如果黑洞附近有另外一颗恒星，我们可以从这颗邻近恒星的物质被吸入黑洞时的情形，证明黑洞的存在。这些恒星和太阳有什么不同？红巨星：表面温度比太阳低，但体积比太阳大，亮度比太阳高。行星状星云：质量体积比太阳大，但亮度较暗。超新星：亮光相当于10亿颗太阳白矮星、中子星、黑洞：体积小、亮度低，但质量大、密度极高。太阳一生的演化成年太阳红巨星白矮星黑矮星星云一部分读图说一说，图中从1至6，未来太阳的形状发生了什么变化？宇宙中还有许多比太阳质量大得多的恒星，它们将会怎样演化呢？黑洞星云原恒星主序星超红巨星超新星中子星大质量恒星的演化根据图1-20，说一说大恒星衰老和消亡的过程和太阳有什么不同。恒星不永恒恒星的一生小质量恒星（太阳）红巨星白矮星黑矮星大质量恒星超红巨星超新星中子星黑洞黑洞在辐射过程中将逐渐缩小,最后在爆炸中结束“生命”。通过天文观测和发现逐步证实和完善了恒星的演化理论。恒星的一生星际气体收缩形成中子星黑洞主序星原恒星主序星太阳红巨星白矮星暗矮星大恒星超红巨星超新星3课堂小结典例分析考点一：太阳系的形成4【典型例题1】关于太阳系的起源有多种假说，最主要的有两种（）A.“星云说”和：“地心说”B.“星云说”和“灾变说”C.“星云说”和“日心说”D.“星云说”和“大爆炸说”B【迁移训练1】下列描述，正确的是（

）①太阳系的行星绕日公转的轨道面不在同一平面上②太阳系的行星绕日公转的轨道面在同一平面上③太阳系的行星绕日公转的方向各不相同④太阳系的行星绕日公转的方向一致A.①③B.①④C.上②④D.②③C典例分析考点二：恒星的演化4【典型例题2】下列有关恒星的说法正确的是（）A.“白矮星”相当于太阳的中年阶段B.恒星即“永恒不变的星”，它在宇宙中的位置和形状都是固定的C.恒星离我们实在太遥远了，以致于恒星在天空中的变动我们很难察觉D.远处观察者能够看到来自黑洞的光