第一章 宇宙中的地球
第一节 地球的宇宙环境
学习目标:
描述地球所处的宇宙环境,运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。
1.了解光年、天体、天体系统的概况。?
2.记住八大行星的名称、地球上有生命的条件。
3.理解天体系统的概念、宇宙环境的特点。
4.能运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。
情景导入:宇宙到底是什么样子的?宇宙大爆 ( http: / / www.21cnjy.com )炸是怎么回事?宇宙到底有多大?宇宙的第一道亮光是何时出现的?宇宙会有灭亡的那天吗?所有的银河系、太阳系、恒星、行星是水生的吗?从古到今,浩瀚的宇宙,无数的星辰,引起了人们多少遐思……随着天文学的发展,人类技术的巨大进步,宇宙的秘密正在一点一点地被揭开,就让我们一起来了解宇宙的奥秘吧
学习任务:
(一)知识梳理(列出该节提纲)
(二)思考问题(根据课本知识回答)
1.根据你掌握的数据,能否打个比方,说明地球和总星系的大小关系。(如果把目前总星系大小定为地球的大小)
2.说出你熟悉的某一天体类型的特征。
3.写一段文字说明地球所处的空间位置。
4.按照由高到低的顺序画出天体系统的层次。
5.为什么科学家们坚信一定能找到地外文明。(用课本知识回答)
6.试解释地球上生命存在的条件的形成与哪些因素有关。
(三)自我检测
1.读图(图中所示区域是太阳系的一部分)。回答问题。
(1)图中序号所代表的天体中,表示地球的是 。比太阳系更高一级的天体系统是 。
(2)按照图中所示顺序,图中④是 星,图中⑤是 星。
(3) 按照天体分类,图中天体①~⑤均属 ( http: / / www.21cnjy.com ) 星,在太阳系中还有小行星、 星、 星、流星体和 ,其中心天体是 , 其他天体都围绕它运转的原因是
(4)按结构特征分类:天体②属 行星,天体⑥属 行星。
(5)若天体⑦为哈雷彗星,在图上画出哈雷彗星的彗尾。
(6)在图中画出各类天体的公转方向。
2.阅读下表内容,回答下列问题。
行星名称 距日距离 质量 自转周期 公转周期 表面温度 大气
水星 0.387 0.050 58.6 0.24 50---170 无
地球 1.000 1.000 0.99 1-00 22 有
说明 地球为1 地球为1 天 正 ℃
(1)说明与地球相比,水星表面温度特征并解释原因
(2)表中与地球存在生命的条件的有关项目是什么 为什么。
补充学习材料:
重点提示、难点讲解
1.天体的概念:宇宙间物质的存在形式,它包括星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星等自然天体和人造卫星、航天飞机、宇宙飞船等人造天体。
天体概念的认识,宇宙间是指地球的大 ( http: / / www.21cnjy.com )气层之外。也就是说在地球的大气层之内,如等待起飞的航天飞机,则不属于天体;同时也要注意,行星际物质尽管质量小、体积小,肉眼看不见,但它在地球的大气层之外,所以属于天体。
2. 天体系统
宇宙中的各种天体之间相互吸 ( http: / / www.21cnjy.com )引,相互绕转,形成天体系统。根据中心天体的不同,天体系统分成不同的层次。如地月系是地球与月球组成的天体系统,月球围绕行星地球转,同时,他们又围绕恒星太阳公转。
3.八大行星
(1)八大行星之最:a.距离太阳最近的 ( http: / / www.21cnjy.com )是水星,最远的是海王星。b.距地球最近的是金星,最远的是海王星。C.体积和质量最大的是木星,最小的是水星。d.平均密度最大的是地球,最小的是土星。e.自转周期最长的是金星,最短的是木星。f.八大行星中逆向自转的是金星和天王星。g.八大行星中,距离太阳越近,公转速度越快,公转周期越短。公转周期最长的是海王星,最短的是水星。h.卫星最多的行星是木星。
(2)八大行星的运动特征和结构特征:
①运动特征:八大行星绕日公转有共面性、同向性和近圆性的特征。
②结构特征:八大行星按其质量、体积 ( http: / / www.21cnjy.com )和距日距离等结构特征,分为类地行星、巨行星、远日行星三类:类地行星:包括水星、金星、地球、火星。巨行星:木星、土星远日行星:包括天王星和海王星。
4.地球上生命存在的自身条件
阅读积累
1.宇宙观的演变 生活在地球上 ( http: / / www.21cnjy.com )的人类,不能感觉地球的运动,却能直接看到日月星辰绕地球旋转,因此,很容易误认为地球是静止不动地居于宇宙的中心,于是地心说应运而生。亚里士多得最早提出的地心说,经过托勒密(公元90—168年)在二世纪中叶加以系统化之后,曾风靡世界达一千五百年之久。1510—1516年间,波兰天文学家哥伯尼(1473—1543年)完成了六卷巨著《天体运行论》,首先明确提出“地球是动的”,“行星旋转的中心不是地球而是太阳”,“地球不是宇宙的中心”,而“是围绕太阳旋转的一颗普通的行星”,等等,从而建立了日心说。哥伯尼认为,地球绕轴自转发生昼夜的交替,同时绕太阳公转,导致季节的变化。
通过布鲁诺(1546—1600年),开普勒( ( http: / / www.21cnjy.com )1571—1630年)、伽利略(1564—1642年)和牛顿(1642—1727年)等许多杰出科学家的努力,日心说逐步取代了地心说。而1781年天王星的发现,1846和1930年海王星和冥王星的发现,则使日心说在对地心说的斗争中最终取得了彻底的胜利。
2.宇宙的形成 ——大爆 ( http: / / www.21cnjy.com )炸学说 这种假设最初由前苏联数学家弗里德曼和比利时天文学家勒梅特分别于1922和1927年提出,20世纪40年代美籍俄裔天文学家伽莫夫等将其进一步发展形成了该学说。创世大爆炸于150亿年前,能量高度密集的原始物爆炸后辐射除了高温气体物质,这些物质逐渐形成了星系、天体。
据其观点,宇宙早期的温度 ( http: / / www.21cnjy.com )达100亿度以上,空间只有密度极高的中子质子电子光子和中微子等基本颗粒物质。当温度下降到10亿度,中子失去自由存在的条件,有的衰变,有的与质子结合成重氢、氦等元素,由此形成了最早的化学元素。当温度下降到几千度时,气态物质逐渐形成气云,进一步形成各种天体。
10的10次方年后,银河系中的恒星大多 ( http: / / www.21cnjy.com )数将衰变,太阳也将演化成 红巨星,其半径扩至水星轨道,地球上的海洋和大气将消失。银河系变暗。各星系彼此接近终于坍塌至大爆炸之前状态。
4.银河系概况 银河系直径8万光年,2000多亿颗恒星,绕轴自转还以214千米每秒的速度运动。
黄色恒星6000度红色恒星2000—3000度
按光度恒星可分成超巨星、巨星、亚巨星、矮星、亚矮星、白矮星
5.太阳系 有小行星几十万颗,编号的 ( http: / / www.21cnjy.com )有2000多。有彗星1600多颗。最近的恒星是4.22光年远的比邻星。 太阳以250米每秒的速度绕银河系中心运动。
6.月球 月地距离38.44 ( http: / / www.21cnjy.com )万千米。月球直径3476千米是地球的3/11,体积是地球的1/49质量是地球的1/81.3,平均密度是地球的3/5,重力加速度是地球的1/6;自转周期 是27.3天。昼半球温度高127度夜半球为183度;
最大的环形山直径295千米;有的呈放射状 ( http: / / www.21cnjy.com );最大 的月海叫风暴洋面积500万平方千米;最高的山峰高9000米,在月南极附近,最长的山脉6000多千米;月相变化周期29.53059日;
7.原始地球上水的形成 地球内部 ( http: / / www.21cnjy.com )物质的运动,促进了海洋的形成;地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩,使地球内部温度升高,结晶水汽化;地球内部的物质运动,加速水汽从地球内部逸出;随着地表温度的逐渐下降,水汽经过凝结、降雨,在低洼处形成海洋,从而孕育了最简单的生命;随后,生物由简单到复杂、由低级向高级不断发展。