第一章 星空巡礼
【概念和规律】
一、观天认星
1、星空不是静止不动的,它绕着一根轴自东向西地旋转着。星星随春夏秋冬的交替而变化着;人们按春夏秋冬四季将星空划分为四季星空。
2、那些相对位置保持不变的星星叫做恒星(star),它们是本身发光发热的星体。在星空中时刻都改变着位置的星星叫做行星(planet),人们肉眼可见的行星有金星、木星、水星和土星。
3、星星在天空中的位置,可以绘制出许多星图(star map)。天文学上将整个星空的星星划分为88个组,并把这样划分的组叫做星座(constellation),许多星座以动物命名。
4、凭肉眼能看到6000多颗比较明亮的星星,使用望远镜(telescope)可以看到更多的星星。
二、银河系
1、银河系(Galaxy)简称银河(Milky way),中国古代称为天河。银河系约有1500亿~2000亿颗恒星,还有大量的气体以及尘埃物质。太阳系位于银河系中。
2、从正面看银河系是一个庞大的车轮状的漩涡系统,从核心向外伸出四条旋臂。从侧面来看,象个中间凸起的大透镜。银河系的绝大多数恒星和星际物质都密集在银河系的中心平面附近。
3、光的速度为30万千米/秒。银河系的直径约8万光年(light year),年龄约100亿年。太阳(Sun)位于距银河系中心2.6万光年的位置。太阳系(solar system)绕银河系一周需要25000万年。
4、在银河系外,有许多庞大的天体系统,称为河外星系或星系(galaxy),星系的形状各异。宇宙中约有10亿个河外星系。
三、最近的恒星——太阳
1、太阳是离我们最近的恒星。太阳是个燃烧着的庞大的气态星球,不断向外释放太阳能。
2、太阳的表面叫做光球,温度高达6000℃。太阳表面喷发而形成日珥。太阳表面温度较低而形成相对较暗的地方叫做太阳黑子。太阳是地球上生物一切活动的主要能量来源。
四、行星与卫星
1、太阳系中有九大行星,由近到远依次是:水星(Mercury)、金星(Venus)、地球(Earth)、火星(Mars)、木星(Jupiter)、土星(Saturn)、天王星(Uranus)、海王星(Neptune)、冥王星(Pluto)。九大行星分为类地行星和类木行星。形状都接近球体,自身都在自转,同时由西向东绕太阳公转。
2、太阳系中除水星和金星以外,其它行星都有自己的卫星(Satellite),地球的卫星是月球(Moon),土星的卫星多达23颗。卫星绕各自的主行星旋转,卫星和行星都不发光。
五、太阳系小天体
1、在火星和木星之间有许多比九大行星小得多的天体,沿椭圆形轨道绕太阳公转,称为小行星(asteroid),小行星很小,主要成分为碳或铁,自身不发光。太阳系内约有50万颗小行星。目前被发现并正式编号的小行星有数千颗。
2、彗星(comet)是太阳系中比较特殊的小天体,大多数彗星的轨道是非常扁长的椭圆形,主要由岩石颗粒和一些冰块组成。彗星的基本结构是:彗核、彗发和彗尾。
3、天空中有数不清的绕日运动的细微星体,称为流星体。流星体进入地球大气后,与大气摩擦而熔化燃烧,成为流星(meteor),极少数穿过大气层坠落地面的叫做陨星,石质的叫做陨石,铁质的叫做陨铁。
【启迪与拓展】
例1 关于活动星图,下列说法正确的是( )
A、 一张星图包括了全天88个星座
B、 星图上的方向是上北下南、左西右东
C、 使用星图时,要将它竖直放在我们面前
D、 星图中某些星座在四季星空中都可以看到
分析:
根据星星在天空中的位置,可以绘制出许多星图。从地球上观察星空,巨大的星空好像绕着一根轴自东向西旋转着,因此不同季节星空中星星所在的位置不同,但会随春夏秋冬而四季交替。由于星图是人们根据实际观察绘就的,所以不同地点、时间,绘制的星图不同。而且不可能绘制出全天88个星座。星图的方向也只是上北下南、左东右西。当我们使用星图时,要将星图平举在头顶,将星图中的标志方向与观察者所在的地理方向一致才可以。由于星空中星星的位置是变化的,所以有的星座只能在某个季节才能看到,但也有无论哪一个季节都可以看到的星座,譬如在北半球,无论哪一个季节都能看到小熊星座。
例2 1998年是太阳黑子活动极少的一年(谷年),那么下一个太阳黑子的谷年将出现在___________年。
分析:
太阳是一个巨大的火球,我们只能看到它的表面,即光球,表面温度高达6000℃。但是,太阳表面温度并不是处处相同的,有的地方要低2000℃左右,使得从地球上看起来,这些地方相对较暗,好像是一个个小黑点,称为太阳黑子。这些黑点也不是一成不变的,它的大小、规模会发生周期性的变化,这个周期叫做太阳黑子周期,约11年。由此可以推断2009年将是太阳黑子活动的下一个谷年。
例3 如果地球上没有大气,那么地球上将看不到( )
A、阳光 B、月光 C、流星现象 D、彗星
分析:
看不到的是流星现象。因为天空中有许许多多的绕日运动的细微星体,称为流星体。当流星体高速进入地球大气后,就会与大气产生摩擦而熔化燃烧,成为流星。如果没有大气,就不会发生这种现象了。在地球上,我们通过天文望远镜观察月球,发现月球上有许多大大小小的环形山,这些环形山是流星体直接撞击月球表面而造成的,由此我们可以推断:月球上几乎没有大气。
【思考与练习】
1、在一地方长时间观察星空,星空中的星星绕着一根轴自_____向____地旋转着。
2、恒星与行星的区别有:
(1)恒星之间的相对位置保持______________;
(2)恒星本身______________。
3、人们用肉眼能够看到的行星有________颗。
4、现代国际上把天空分成_______个组,这样划分的组叫做______。
5、许多星座以__________来命名。
6、通常我们肉眼能够看到___________颗星星,要看到更多的星星,必须借助一种仪器叫做__________。
7、我国最大的天文望远镜安装在__________,它的镜面直径为____米。
8、夜晚,我们肉眼所能看到的星星,几乎都是( )
A、行星 B、恒星 C、星云 D、彗星
9、星图上的方位是:上北下南、左______右_______。
10、阅读课本中的星图,将下列恒星与它们所在的星座连接起来
A、北极星 ①天琴星座
B、织女星 ②天鹰星座
C、牛郎星 ③小熊星座
D、天狼星 ④大犬星座
11、对照课本,写出图1-1中序号所代表的星座名称,并在图上标注出北斗星、牛郎星和织女星:
①_________________,
②_________________,
③_________________,
④_________________。
12、北极星位于( )
A、大熊星座 B、小熊星座
C、仙后星座 D、天鹰星座
13、有关星空的叙述,正确的是( )
A、太阳东升西落,而星星没有这种现象 图1-1
B、在上海和北京,同一时间里看到的星空是一样的
C、牛郎星和织女星位于银河的两侧,和地球的距离基本相同
D、北极星在天空中的位置没有东升西落的现象
14、在用星图观察星空时,往往要把星图反过来举在头顶,这样做的原因是______________________________________________________。
15、读图1-2,回答问题:
(1)图中的星图表示_____________星座;
(2)注出北极星的位置;
(3)在秋季晚上八九点钟,观察到的北斗星 图1-2
的柄朝______。
16、看看下面这幅8月份晚上8时的星空图(图1-3),标出其中的小熊星座、北斗星、大熊星座、织女星、牛郎星。
图1-3
17、在现代天文观察中,也常用星座中最亮的星构成的图形来认识星座,下列图形中(图1-4),大熊星座是( )
图1-4
18、关于现代天文学星座的理解,正确的是( )
A、星座是太空中的某些区域
B、星座是某些亮星连接形成的图形
C、全天有48个星座
D、小熊星座共有七颗恒星,称为北斗星
19、牛郎星和织女星分别位于( )
A、大熊星座和天鹅星座 B、天鹰星座和天琴星座
C、仙后星座和小熊星座 D、猎户星座和天琴星座
20、我国古书记载“斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬”,其中“斗柄西指,天下皆秋”是指下面哪幅图?( )
图1-5
21、画出一幅示意图,说明如何找到北斗星。
22、银河系简称_________,中国古代称为_________。
23、银河系约有_________颗恒星,还有大量的______以及_____物质。
24、正面看银河系:一个庞大的_______状的漩涡系统,从核心向外伸出___________。从侧面来看:象个中间凸起的_________。银河系的绝大多数恒星和星际物质都密集在银河系的__________附近。
25、光的速度为____________米/秒。银河系的直径约_______光年,年龄约_________年。太阳位于距银河系中心________光年的位置。太阳系绕银河系一周需要______________年。
26、银河系外,有许多庞大的天体系统,称为_________或_______,星系的形状各异。宇宙中约有____________个河外星系。
27、光年是_____________单位,1光年=_________________千米。
28、天文学上把地球绕太阳公转的轨道半径的平均值叫做一个天文单位,1天文单位=____________千米。
29、1光年=____________天文单位。太阳距银河系中心有______个天文单位。
30、太阳是离我们最近的_________。太阳是个燃烧着的庞大的_______星球,不断向外释放巨大的能量,叫做_________。
31、到达地球的太阳能占太阳能总量的___________。
32、太阳的表面叫做_______,温度高达_________
33、太阳表面喷发而形成_________。
34、太阳表面温度较低而形成相对较暗的地方叫做__________。
35、世界上最早记录太阳黑子观察情况的国家是_________。
36、太阳的质量是地球的________倍,体积是地球的________倍,日地平均距离为______________千米。
37、太阳大气层由内到外的排列顺序为( )
A、光球、色球、日冕 B、色球、日冕、光球
C、光球、日冕、色球 D、日冕、光球、色球
38、研究表明:太阳黑子活动有一定的周期性变化规律,这个周期的时间间隔平均为_______年。
39、与太阳由近及远,写出九大行星的名称______________________
________________________________________________。
40、九大行星中体积最大的两颗星是__________和__________,它们最显著的特点是___________________________________________。
41、九大行星中距离地球最近的是( )
A、火星 B、金星 C、木星 D、水星
42、太阳系中体积最大的行星是( )
A、火星 B、木星 C、土星 D、地球
43、有关木星的叙述,正确的是( )
A、木星的近邻是地球和土星
B、木星上的大红斑是木星表面激烈喷发的岩浆
C、木星的体积在太阳系中位居第二
D、木星上没有大气,有光环
44、查资料,看看土星的光环是由什么组成的?
_____________________________________________。
45、如图1-6所示,为太阳系的简略图,回答下列问题:
(1)行星③是________,行星⑥是__________;
(2)体积最大的两颗是___________(填序号);
(3)小行星带位于__________之间(填序号);
(4)没有大气的行星是_______________;
(5)有光环的行星是____________;
(6)卫星最多的行星是_______________________。
图1-6
46、到目前为止,人们发现太阳系中唯一有生命物质的天体是( )
A、水星 B、金星 C、地球 D、火星
47、太阳系中位于地日之间的行星是( )
A、水星、火星 B、水星、金星
C、金星、火星 D、水星、木星
48、在______和_____之间有许多比九大行星小得多的天体,沿_______形轨道绕________公转,称为小行星。
49、小行星很小,主要成分为_____或______,自身不发光。太阳系内约有________颗小行星。目前被发现并正式编号的小行星有数千颗。
50、彗星是太阳系中比较特殊的小天体,大多数彗星的轨道是非常______的椭圆形,主要由_______颗粒和一些________组成。
51、彗星的基本结构是:________、_________和_________。
52、天空中有数不清的绕日运动的细微星体,称为_________。
53、流星体进入地球大气后,与大气摩擦而熔化燃烧,成为________,极少数穿过大气层坠落地面的叫做_________,石质的叫做________,铁质的叫做_________。
54、小行星带位于( )
A、水星、火星之间 B、水星、地球之间
C、地球、火星之间 D、火星、木星之间
55、哈雷彗星绕地球公转的周期是_______年。
56、哈雷彗星最近一次出现的时间是1986年,它下一次将在________年前后出现。
57、查资料,目前人类能够观察到的最远的天体距离地球__________光年。
58、下列天体系统的从属关系正确的是( )
A、地月系→太阳系→星系 B、银河系→太阳系→宇宙
C、银河系→太阳系→星系 D、太阳系→地月系→银河系
59、夜晚,抬头望天,可以看到很多的恒星、行星、月亮、星云、流星,甚至有时可以看到彗星。这说明( )
A、宇宙是太空中的所有物质
B、宇宙是有层次和一定的结构的
C、宇宙处于不断的运动发展之中
D、宇宙由各种形态的物质构成
【探索与实验】
示例 制作和使用活动星图
(1) 准备好以下器材:剪刀、小图钉、硬纸板、胶水
(2) 制作方法:
①将活动星图(本书附页)的第一面和第二面沿外缘剪下;
②把剪下的图贴在硬纸板上,再沿星图的外缘剪下;
③把活动星图第一面“按学校所在纬度剪去的部分”剪去,再在反面贴上一张透明纸,这样镂空部分就是我们所在位置所能看到的星空图像了(纬度位置可以询问教师);
(3) 用图钉把第一面钉在活动星图的第二面上,钉的位置在“+”符号交叉点上,通过镂空部分可以看到第二面的星图;
(4) 选一个月淡的晴朗的夜晚,到野外或楼顶空旷处(必须有大人陪同),选定良好的观察地点;
(5) 转动星图转盘,调准月份、日期、时间,将它平举在头顶;
(6) 对照星图和星空,你可以尽情辨认天穹中闪亮的星星了。
课外实践1 观天绘星
利用一架天文望远镜,你能绘制一张包含北斗星、北极星、织女星、牛郎星的星图吗?
课外实践2 在西方,每个人根据自己的出生日期都有自己的星座,根据下面的表格,你知道自己的星座吗?查查资料,看看你的星座在星图中所在的位置。
出生日期(公历) 英文名
魔羯座 (12/22 - 1/19) Capricorn
水瓶座 (1/20 - 2/18) Aquarius
双鱼座 (2/19 - 3/20) Pisces
牡羊座 (3/21 - 4/20) Aries
金牛座 (4/21 - 5/20) Taurus
双子座 (5/21 - 6/21) Gemini
巨蟹座 (6/22 - 7/22) Cancer
狮子座 (7/23 - 8/22) Leo
处女座 (8/23 - 9/22) Virgo
天秤座 (9/23 - 10/22) Libra
天蝎座 (10/23 - 11/21) Scorpio
射手座 (11/22 - 12/21) Sagittarius
【科学撷萃】
奇妙的太阳系
我们已经知道,太阳和围绕它运转的九大行星,以及卫星,组成了一个家族。此外,数以万计的小行星,还有彗星、流星和尘埃物质,也是这个家族的成员。它们都以太阳为中心,奔腾绕转,生生不息,构成了奇妙的太阳系。
太阳,是这个家族当之无愧的主人,它庞大的身躯占去太阳系总质量的99.8%。五十亿年来,它一直不停地散发着光和热,温暖着它周围的“儿孙”。别看它这么一大把年纪,其实对于它的一生,现在还只是中年呢。
在太阳周围由内到外的轨道上,有众所周知的九大行星——水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们是这个家族里九个大小不一、性格各异的兄弟。
水星是个小个子,和月亮很相似,上面并没有水。金星在质量、体积、构造方面则和地球有不少相似之处;不过大气很稠密,竟达地球的六十倍。地球是太阳系里唯一一颗有生命存在的星球,探测和研究表明,其它行星不是太热就是太冷,没有维持生命的条件。
火星只有地球一半大小,因为又亮又红,人们叫它“火星”。从前一度传说,有人发现火星上有人类开凿的运河,轰动一时,人们甚至猜测存在火星人,后来通过宇宙飞船探测证实,火星上黄沙铺天盖地,根本没有所谓的运河和火星人。
九大行星里个头最大要数木星,它比其它八大行星加起来还大。木星除了有光环和大红斑,还有16个卫星。和木星一样有光环的是土星,在望远镜里,土星的光环又亮又美。行星中卫星数目数它最多,居然有23个,真是“儿孙满堂”了。
天王星、海王星和冥王星离太阳最远,也是最后发现的三个行星。海王星的发现还有个充满传奇色彩的故事。因为它是首先由理论算出位置,然后才找到的,所以又叫它“笔头上发现的行星”。九大行星里个子最小的是冥王星,因为它是太阳系最外面的行星,人们称它为太阳系的“小门神”。
关于太阳系这个奇妙的家族,人们对它的了解并不多,比如它是怎么来的,又将怎样去,如何度过漫长的一生等等这些问题,在科学技术发达的今天,依然无法做出圆满的回答。然而总有一天,这些神秘的谜是会被揭开的。
美丽的小熊星座
小熊座紧挨着大熊座,它由28颗六等以上的星星组成(图1-7),其中小熊座α星就是著名的北极星。北极星与其他6颗相对显著(2-4等)的星星,排列成类似北斗七星那样的小勺子,只是这只“勺子”较小,勺子的形状和勺柄弯曲的方式与北斗七星有所不同。北极星位于斗柄的端点。 图1-7
小熊座这7颗星星中,除α、β是较亮的2等星外,其他都是较暗的星。因此,小熊座不如北斗七星那样耀眼,在明月之夜或大城市里就不容易看到。
在古代希腊神话故事中,小熊是大熊卡力斯托的儿子阿卡斯。卡力斯托被宙斯的妻子赫拉所害变成一只大熊后,在悲哀和痛苦中度过了15个年头。这时卡力斯托的儿子阿卡斯长大了,成为一名英俊出色的猎手。一天,阿卡斯在林中打猎,被他的母亲卡力斯托看见了,她忘记了自己已经是熊身,便伸开双臂准备拥抱亲爱的孩子。但阿卡斯不知道这只大熊是自己的母亲,他急忙向大熊举起手中的长枪准备射击。这时,阿卡斯的父亲宙斯在天上看见了,他担心阿卡斯会杀死母亲,便用法术把阿卡斯也变成了一只小熊,并将母子俩一起都提升到天上,成为大熊座和小熊座。赫拉看到卡力斯托母子都被弄到天上,嫉妒之心油然而生。她去请自己的哥哥--海神波塞冬帮忙:永远不让卡力斯托母子从天上下海来休息喝水。于是,母子俩只得永远在北极上空转圈,不能下海(下到地平线以下)。尽管如此,赫拉还不满足,她又选派一个猎人带着两只凶猛的猎犬,紧跟在大熊和小熊的后面。这个猎人就是天上的牧夫座,而他牵着的两只猎犬就是猎犬座。
从星图上看(图1-8),小熊座里的Y、β、ξ、η四颗星组成小熊的身躯,另外三颗星是ε、δ、α连成小熊的长尾巴,尾巴的顶端就是北极星。因为小熊座靠近北天极(即天球的北极),所以地球北半球的大部分地区一年四季总能看到它。
图1-8
神秘的火星
乍看火星,简直就像另一个地球:它的自转周期为24时37分,“火星天”l天只比地球的l天多39分35秒;自转轴的倾角为23°59',与地球的自转角极其相近。所以火星与地球一样,四季循环、五带分明。由于火星离太阳比地球远,接受到太阳的光和热不及地球一半,因此赤道温度为-80~20℃间,极区温度为-120~-70℃,整个表面的平均温度比地球低约30℃,但在茫茫宇宙中,仍不失为与地球温度最接近的一颗行星。凡此种种,使火星赢得了地球“亲姐妹”的美名。
1903年5月,美国天文学家洛威尔用望远镜,发现上面有许多深色的直线。他认为那是火星上的运河。既然有运河,当然就要有开凿和使用运河的“人”。于是“火星人”的说法轰动一时。以致在三十年代,有些人编演的科幻广播剧《大战火星人》在美国电台广播时,许多人竟真的以为火星人前来侵犯地球,几乎引起了一场全国性的恐慌。
进入六十年代,随着科技的发展,人们终于发现,所谓“火星运河”原来不过是一些环形山和陨石坑的偶然排列。从现已查明的火星环境来看,它是个荒芜的沙漠,无液态水,大气稀薄,温度又低,因而存在生命的可能性很小。即使有生命存在,也只能是极低等的微型生物,而绝不会是智慧生物。
至此,火星之谜似乎已经有了答案。不料1976年7月,美国发射的火星探测器“海盗1号”传回地球的照片中,再次发生了令人惊异的情况。有一张照片,出现了一个类似人脸的巨大建筑(图1-9)。美国宇航局研究小组使用了最新的计算机处理技术对该照片进行分析,最后认定该人脸形建筑是修筑在一个巨大的长方形台基上的,以鼻子为中心,有左右对称的眼睛和略为张开的嘴巴。建筑物长2.6km,宽2.3km。“海盗1号”从不同角度拍下了多幅该物体的照片,从这些照片上可以清楚地看出,它确实是个人脸型的建筑物,而不是由于光线投影关系造成的假相。
消息传出,举世哗然,有些人认为,现在火星上虽然荒凉,但在古代的火星上,生存过与人类相似的有智慧的生物,这些建筑是他们建造的。他们说,在距今代亿年前,火星上气候和现在地球上一样湿润,有丰富的水源。 图1-9
当时火星上的许多河流,现在仍可觅见遗迹。空气的成份也与地球相似。因此,当时的火星上很可能存在与地球人相似的生物。甚至有人认为,人脸形建筑眼睛下方具有眼泪状的痕迹,也就是火星人灭亡前向宇宙生物界发出的警告。
但是,如果一种智慧生物在5亿年前就达到现在地球人的水平,那他们是不 ( http: / / toybaby. / x-file / 20009 / picture / 02020000929_2.jpg" \t "_blank )会轻易灭亡的。那么现在这些“火星人”到哪里去了呢?这是持“火星人说”的人难以回答的问题。于是另一些人就认为,火星本身并没有智慧生物,这些建筑也不是火星人所建的。而是具有高度外星系智慧生物所建的。这些外星系智慧生物来到太阳系后,在一些行星上建立了他们的基地。火星就是他们的基地之一。
当然,也有人坚持认为,所谓火星人脸建筑,不过是一些山丘投影造成的偶然巧合而已。也许只有人类登上火星,才能揭晓困扰人类多年的火星之谜了。
第一章 星空巡礼
1、西 东
2、(1)相对不变 (2)发光发热
3、5
4、88 星座
5、动物
6、6000多 望远镜
7、北京天文台 2.16m
8、B
9、东 西
10、A、北极星 ①天琴星座
B、织女星 ②天鹰星座
C、牛郎星 ③小熊星座
D、天狼星 ④大犬星座
11、①大熊座 ②小熊座 ③仙后座 ④天琴座 图上标注略
12、B
13、D
14、因为星图的方位是上北下南、左东右西
15、(1) 小熊星座 (2)略 (3) 西
16、略
17、C
18、A
19、B
20、D
21、略
22、银河 天河
23、1500亿~2000亿 气体 尘埃
24、漩涡 四条旋臂 大透镜 中心平面
25、3×108 8万 100亿 2.6万 25000万
26、(1) 一个庞大的车轮状的漩涡系统,从核心向外伸出四条旋臂
(2)象个中间凸起的大透镜
27、河外星系 星系 10亿
28、长度 9.46×1012
29、1.496×108
30、6.32×104 1.64×109
31、恒星 气体 太阳能
32、22亿分之一
33、光球 6000℃
34、日珥
35、太阳黑子
36、中国
37、33万 130万 1.496×108
38、A
39、11
40、水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星
41、木星 土星 体积大、有光环、卫星多
42、B
43、B
44、B
45、光环由大小不等的碎块颗粒组成,大小相差极大,有几十米的,也有的不过几厘米,甚至更小的颗粒,这些光环外层还有冰壳,在太阳光的照射之下,就形成了奇妙的多彩“项圈”
46、(1)地球 土星 (2)⑤、⑥ (3)④、⑤ (4)水星 (5)木星、土星、天王星 (6)土星
47、C
48、B
49、火星 木星 椭圆 太阳
50、碳 铁 50万
51、扁长 岩石 冰块
52、彗核 彗发 彗尾
53、流星体
54、流星 陨星 陨石 陨铁
55、A
56、76
57、2062
58、150亿
59、A
60、C
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