宇宙的基本结构 天体的演化
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宇宙的基本结构 天体的演化
宇宙的基本结构
1、地月系
(一)、地球:是一颗直径约为12756km 、质量约为6.0*1024
kg 的行星,以约30km/s 的平均速率绕太阳高速旋转。 ⑴地球球形的证明:
①船只出海时渐渐没入地平线,最后完全消失在地球的弧线下方。 ②人们向南旅行和向北旅行时所见的星空是不同的 ③月食时观察到地球投到月球上的影子,正好符合地球与月球两者都是球状时所预期的形状
④1519至1522,葡萄牙航海家麦哲伦率领的船队第一次环球航行成功,实践证明了地球是球形的。
⑤现代,外太空拍摄的地球照片证实地球是球形的 ⑵北极星附近的星星经长时间曝光摄得的照片说明什么?
由于地球的自转,星星在天极附近画出美丽的弧线
每隔1h 或15min 观察一次星星。看到星星和月球一样在东方升起,西方落下,不同的星星彼此相对位置不变而成群地穿越天空,而北极星几乎不动,它周围附近的星星环绕着它做圆周运动。
(二)月球:月球走径约为3476km ,质量约为地球的1/81,平均密度几乎和地球地壳的密度相等。1609年伽俐略第一次用自己发明的望远镜看到了月球表面的环形山、高地和月海。 ⑴从地球上看,我们总是看到同样的一些月海,因此我们推断月球总是以同一个面来对着地球。 ⑵月球对地球的影响——潮汐
①潮汐现象产生的原因:由于月球对地球同同部分施加不同的万有引力
而产生的
②潮汐:
A 点是离地球最近的点。在这一点上,月球对地表水的引力要大于它对
地球其他部位的引力,于是水流向A 点,形成高潮。B 点是离月球最远的点。在这一点上,月球对地表水的引力要小于它对地球其他部位的引力,加上地球本身的运动,水被抛在其后,这些被抛在身后的水形成另一个高潮。C 点和D 点为两个低潮点。 *⑶月球的成因:碰撞论的假说
2、恒星和行星 (一)太阳系
⑴太阳:太阳是一颗自己能发光发热的气体星球。太阳的直径约为1.4*106
km ,总质量约为
2*1030
kg 。太阳的能源为:内部的热核反应(轻核聚变)
⑵太阳系的结构:行星在太阳的引力作用下,几乎在同一平面内绕太阳公转。距离太阳越近的行星,公转速度越大。
行星的分类:常按照行星离太阳的远近及其结构对行星进行分类
B CD
以地球轨道为界,把水星和金星称为地内行星;把火星、木星、土星、天王星、海王星称做地外行星。
根据行星的轨道序列,以火星和木星之间的小行星带为界,把水星、金星、地球和火星,称做带内行星;而把木星、土星、天王星、海王星,称做带外行星。
根据有无坚硬个壳,把水星、金星、地球和火星称类地行星,把木星、土星、天王星和海王星称为类木行星。
(二)恒星
⑴恒星就是象太阳一样本身能发光发热的星球
⑵有一些是3颗、4颗或更多颗恒星聚在一起,称为聚星,如果是十颗以上,甚至成千上万颗星聚在一起,形成一团星,这就是星团
⑶有时侯天空中会突然出现一颗很亮的星,在两三天内会突然变亮几万倍甚至几百万倍,我们称它们为新星
⑷有一种亮度增加得更厉害的恒星,会突然变亮几千万倍甚至几亿倍,这就是超新星
⑸除了恒星之外,还有一种云雾似的天体,称为星云。星云由极其稀薄的气体和尘埃组成,形状很不规则,如有名的猎户座星云
3、银河系和河外星系
星系:星系是由宇宙中一大群运动着的恒星、大量的气体和尘埃组成的物质系统。宇宙中的星系估计可达1000亿个以上,银河系就是其中一个。银河系以外的星系统特称为河外星系。
⑴、星系按外形大致分为:旋涡星系、椭圆星系和不规则星系
⑵、银河系是一种旋涡状的星系,太阳处于其中的一个旋臂上。
⑶恒星距离的测量
除太阳外,离我们最近的恒星大约位于4.3l.y.(光年,光在一真空中运行一个所行进的距离。1l.y.=9.46*1015m)处。
周年视差法:利用地球绕太阳运动的性质来测量恒星的距离。
4、大尺度结构
宇宙:天文学家把所有的空间及其中的万物定义为宇宙。
⑴、星系团:上千个以上的星系构成的大集团叫星系团,直径达上千万光年。
⑵、超星系团:若干个星系团组成的更大的超星系团
⑶、大尺度结构:从更大尺度上看,宇宙中的可见物质分布在一些巨大的空洞周围,呈纤维状态或薄膜状分布,这就是大尺度结构。
⑷宇宙在膨胀
天体的演化
1、恒星的分类(根据恒星的物理特征来分类,用来分类的主要特征是恒星的体积、温度和
亮度)
我们观测到的恒星有超巨星、巨星、主序星、自矮星(像地球一样大小)和中子星(只有几千米到几十千米)
⑴、恒星的颜色和温度
恒星的颜色显示了它的温度,温度较低的恒星,在天空中呈现暗红色。表面温度达55000C 的太阳发出白光。更热的恒星(表面温度高于100000C)则会呈现比太阳稍蓝的颜色。
⑵、恒星的亮度
恒星的亮度取决于它的体积、温度以及离地球的距离。
“视星等”:在地球上所见的星体亮度
“绝对星等”:该星体在离地球个标准距离情况下所具有的亮度
“标准距离”:假想把星体放到10秒差距(即32.6光年,秒差距也是天文学上常用的单位,1秒差距等于3.26光年)远的地方,所观察到的视星等就是绝对星等
⑶、恒星的温度和亮度(绝对星等)的关系
天文学家把已经发现的恒星的温度和亮度建立了相互关系,称为赫罗图。在赫罗图中,
大部分恒星构成了一个天文
学上称为主序对角线,在这个主序对角线中,恒星
的亮度越大,说明恒星表面的温度越高。
在赫罗图中处于主序对角线中的恒星称为主序星。现在观测到的恒星中,90%都是主序星(包括太阳),恒星一生中在这个阶段停留时间最长。
2、恒星的演化
恒星演化为分诞生期、存在期、和死亡期 ⑴、恒星的寿命
①一颗恒星的寿命取决于它的质量,质量越大,寿命更短。
②太阳的寿命大约为100亿年,太阳正值“壮年”。 ③当恒星变为红色的巨星或超巨星时,就意味着这颗恒星将要度过它光辉的一生了。 ⑵、恒星的演化
小质量的恒星:星云→原恒星→主星序→红巨星→行星状星云→白矮星 大质量的恒星:星云→原恒星→主星序→超红巨星→超新星→中子星或黑洞
随着燃料的耗尽,恒星的核心将开始收缩,而其外层部分则开始膨胀,于是这个恒星就会成为一颗红色的巨星或超星。
小型或中型的恒星,在其膨胀成红巨星之后,其外层部分最终会进太空中,那个被留下来的内核变成一颗白矮星。当白矮星不再发出光芒时,就成为一颗完全死寂的黑矮星。
如果行将就木的巨星或超巨星突然发生爆炸,这种爆炸就会形成超新星,超新星形成后,外层物质会继续扩散到太空中,成为星去的组成部分,这些星支而后会坍缩成为一个新的恒星。由于爆炸的反作用为,超新星中心的物质被进一步压缩,电子也会陷入到原子核内部,与质子结合形成中心,最终成为一颗中子星。
物质的结构
一、固体的微观结构 1、分子间的相互作用力
物质是由大量不停地做无规则运动的分子所组成,分子间还存在着相互作用力。
分子间的相互作用力很复杂,为了处理方便,采用简化的模型进行研究:假设分子间同时存在引力和斥力的作用,且斥力的有效作用距离比引力小。
恒星的质量(与太阳相比)
恒星的寿命(×10亿年)