(共27张PPT)
宇宙演化
第1节
第十二章 我们的物质世界
(教科版)九年级
下
01
学习目标
1.理解宇宙大爆炸理论揭示的物质运动本质,认识万物由基本粒子演化而来;
2.形成宇宙结构的系统观,掌握地月系、太阳系、银河系的层级关系,明确太阳在银河系中的位置及引力作用机制;
3.通过天文观测,收集数据并分析宇宙演化规律。
03
激趣导入
视频:2025年10月12日,“中国天眼”FAST发现的脉冲星数量达到1152颗
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新课教学
一、宇宙的起源
“四方上下日宇,古往今来日宙”宇即为空间,宙即为时间。
物理宇宙被定义为所有空间和时间及其它们所含之物的统称。
1. 宇宙的的概述
包括各种形式的所有能量其中包括电磁辐射和物质也包括行星、卫星、恒星、星系和星系际空间的容量信息。还包括影响能量和物质的物理定律,如守恒定律、经典力学、相对论等。
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2. 研究经历
千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。经过哥白尼、赫歇尔、哈勃的从太阳系、银河系、河外星系的探索宇宙三部曲,宇宙学已是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。
中国远古先民们“天圆如张盖,方如棋局”的朴素宇宙观。
托勒密的地心说:宇宙结构是以地球为中心的一系列同心圆行星体系。
哥白尼“日心说”较好的阐述了宇宙(实际为太阳系)的真实情况。
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经过了直到20世纪,出现了两种“宇宙模型”比较有影响。
大爆炸宇宙学
大爆炸理论
其主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化历程。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。
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视频:大爆炸理论的有力支撑—— 宇宙微波背景辐射
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稳态理论
宇宙恒稳态理论认为:
宇宙的过去,现在和将来基本上处于同一种状态,从结构上说是恒定的,从时间上说是无始无终的。
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二、宇宙的演化
视频:宇宙来自一次大爆炸
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宇宙大爆炸的极早期,温度高达万亿摄氏度。构成宇宙的物质是一些基本粒子。
宇宙温度迅速下降到十亿摄氏度,基本粒子结合成质子和中子,进而结合成氢元素。
在引力作用下,它们慢慢凝结成不均匀分布的星云,进一步形成恒星。
宇宙的演化
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大质量恒星的演化会经历红巨星、超新星。演化过程中还会出现超新星爆发、中子星合并等惊心动魄的天文现象。
超新星爆发(想象图)
中子星合并(想象图)
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恒星的“一生”漫长而精彩,以大质量恒星为例:
主序星阶段:核心通过氢核聚变释放能量,维持稳定发光,现在的太阳就处于主序星阶段.
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红巨星阶段:氢燃料耗尽后恒星会利用氦燃料进行核聚变,炽热的核心会使恒星大幅膨胀,达到其在主序星阶段的数百倍甚至上千倍大小,亮度增加.
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超新星爆发:某些恒星演化过程接近末期时会核心坍缩引发剧烈爆炸,释放巨大能量,亮度可超过整个星系,并持续几周至几个月.
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残骸阶段:某超新星爆发后可能形成中子星或黑洞.
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视频:恒星及演化
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三、宇宙的结构
宇宙的空间尺度为930亿光年(1 l.y.= 9.46×1015 m),
有千亿个银河系那么庞大。
宇宙具有层级结构,每一层级可能包含若干下一层级。
地月系是最小的一层,这个层级质量只占太阳系的0.000 3%;
太阳系是第二层,总质量约为2×1030 kg;
银河系是第三层,直径约10万光年,质量约为1.5万亿个太阳。
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图片:夜空中的银河
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地球是太阳系中的一颗行星。太阳系中的八大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
银河系内有类似太阳的几千亿颗恒星。
宇宙中有像银河系那样的千亿个星系。
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太阳系:太阳八颗行星近500颗卫星 小行星等,总质量2×kg,太阳的质量占太阳系总质量的绝大部分,约 .
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新课教学
地月系:地球 月球,是最小的一层,质量仅占太阳系的 .
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1. 下列物体的尺度从小到大排列顺序正确的是( )
A.原子核、质子、电子、银河系、太阳、地球、月球
B.质子、原子核、中子、太阳、地球、月球、银河系
C.电子、原子核、原子、月球、地球、太阳、银河系
D.原子、原子核、质子、月球、太阳、地球、银河系
C
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2. (2024秋 莱阳市期末)若有一天小明乘坐宇宙飞船从地球出发去探索太空,将先后飞离( )
A.太阳系、银河系、地月系
B.地月系、太阳系、银河系
C.银河系、太阳系、地月系
D.地月系、银河系、太阳系
B
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3. (2025春 苏州期末)关于人类认识宇宙的过程,下列描述不正确的是( )
A.古代人认为,地球是平坦的,并不太大,天空似乎是一个固定的圆形屋顶
B.古代人靠肉眼观察太阳、月球、行星等天体在天空中位置的变化,建立“地心说”
C.16世纪,哥白尼等发动了天文学领域的一场革命,创立了“日心说”
D.现在大多数宇宙科学家认定,宇宙诞生于距今约15万年的一次大爆炸
D
05
课堂小结
宇宙大爆炸学说
其他假设和理论
起源
大爆炸初期
恒星演化
演化
宇宙演化
结构
宇宙
银河系
太阳系
地月系
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