1.3 恒星的一生和宇宙的演化
科学揭秘恒星的生命周期了解它们的演化过程
科学揭秘恒星的生命周期了解它们的演化过程恒星是宇宙中最常见的天体之一，它们散发着巨大的能量，为宇宙中的化学元素产生贡献。
然而，恒星的生命周期是如何发展的呢？科学家们通过多年来的研究，揭示了这个令人着迷的过程。
恒星的生命周期可以划分为几个主要阶段，包括恒星的形成、主序阶段、巨星阶段和末期的演化。
让我们逐个来了解这些阶段。
首先，恒星的形成是从分子云中的漩涡开始的。
在这些分子云中，大量的气体和尘埃聚集在一起，形成了一个巨大的球体。
当这个球体的质量超过一定的临界值时，引力将开始主导力量，引导分子云坍缩成一个更加紧凑的核心。
这个核心被称为原恒星，其中的压力和温度足够高，以启动核聚变反应。
接下来是主序阶段，这是恒星生命周期中最长久的阶段。
在这个阶段，恒星通过核聚变反应将氢原子转化为氦原子，并释放出大量的能量。
这个过程持续了数十亿年，使得恒星保持稳定的状态。
太阳就处于主序阶段，它通过核聚变反应维持了数十亿年的时间。
但是，恒星不可能永远保持主序阶段。
当恒星内部的氢燃料耗尽时，核聚变反应将减缓并停止。
恒星开始演化到巨星阶段。
在这个阶段，恒星的核心会坍缩，外层的气体则膨胀。
巨星们比主序星体积更大，温度更低，亮度更高。
著名的巨星示踪星就是一例。
最后，恒星将走向它的末期演化。
对于质量较小的恒星，它们会经历氦闪、红巨星和行星状星云阶段。
当恒星耗尽了核心的氦燃料时，核心将开始坍缩。
这种坍缩可能会触发核聚变反应，导致氦燃料的燃烧。
这个过程被称为氦闪，产生了大量的能量，使恒星外层的气体剧烈膨胀。
随着氦闪结束，恒星的外层气体开始逐渐膨胀，形成一个巨大的球形结构，被称为红巨星。
红巨星的大小可以达到太阳的几十倍，它们产生出强烈的辐射，使得它们在宇宙中非常明显。
最后，当红巨星的外层气体完全脱离恒星时，形成一个行星状星云。
行星状星云是一种由恒星喷射出的气体和尘埃组成的美丽结构，形状类似于行星。
很多行星状星云在望远镜中都可以观察到。
总结一下，恒星的生命周期经历了形成、主序、巨星和末期演化等几个重要的阶段。
高中地理第一章宇宙1.3恒星的一生和宇宙的演化素材新人教版选修1
第一章宇宙 1.3 恒星的一生和宇宙的演化漫谈宇宙的起源和演化何谓宇宙？《淮南子·齐俗训》说：“往古来今谓之宙，四方上下谓之宇。
”宇宙即指空间和时间。
如果承认物质世界是运动变化的，那么就应当承认，我们的宇宙——总星系也是有起源和演化的。
关于宇宙的起源和演化问题的研究，可以说是从爱因斯坦在1917年发表的《对广义相对论的宇宙考察》一文中提出宇宙空间体积有限但没有边界的宇宙静态模型开始的。
20世纪初，宇宙的无限性理论不论是作为一种科学理论，还是哲学上的含义，都已成为定论。
人们默认了这样一种宇宙结构图式：宇宙空间是欧几里得几何的三维无限空间，无限多天体就分布在无限的空间之中。
爱因斯坦运用广义相对论大胆提出了和上述宇宙模型背道而驰的新模型。
他放弃了无限空间的概念，建立了静态有限无边的宇宙模型。
他主张宇宙从它的空间广延来说是一个闭合的连续区，好象一个鸡蛋壳。
这个连续区的体积是有限的，是一个弯曲的封闭体，因此没有边界，天体就分布在这个封闭体里。
爱因斯坦的假说和推论，开创了宇宙学理论的新篇章，由此又产生了多种宇宙模型。
1929年，美国天文学家哈勃发现了星系退行速度和离我们的距离成正比，证明了宇宙正在膨胀。
1948年，美籍俄国物理学家伽莫夫把基本粒子的研究成果同宇宙膨胀理论联系起来，系统地提出了大爆炸宇宙论，并且预言了大爆炸以后辐射达到热平衡状态，必定残存着背景辐射。
这一预言在1964年由美国的彭齐斯和威尔逊所证实。
以后，还陆续地提出了另外一些宇宙演化模型。
但在现代宇宙学中，对宇宙的起源和演化这一问题的研究，最有影响的还是大爆炸宇宙论。
大爆炸宇宙论认为，由于目前还不知的某种物理原因，我们的宇宙起源于一次大爆炸事件。
起始时，宇宙的温度极高，达150亿度，相当于目前太阳中心温度的1000倍；密度极大，约为水的1014倍，相当于1立方厘米质量达1亿吨；体积极小，任意两点可以靠得任意近；物质由中子组成。
大爆炸后形成“原始火球”，物质四散飞出，宇宙不断膨胀，温度和密度不断下降，物质成份也随之变化。
人教版高中地理选修一13《恒星的一生和宇宙的演化》教案
恒星的一生和宇宙的演化（教案）教学目标:1、知识目标：（1）知道恒星的不同发展阶段：红巨星、超巨星、中子星、白矮星、暗矮星和黑洞；（2）了解大质量恒星的演变过程。
（3）知道宇宙膨胀的现象和证据。
（4）了解大爆炸宇宙论的主要观点。
2、情感目标：树立科学的宇宙观，以及热爱科学勇于探索的精神。
教学重点与难点➢知道恒星的不同发展阶段。
➢了解大爆炸宇宙论的主要观点学情分析学生在宇宙方面的基础知识是很缺乏的，教学过程中也很难找到直观的实验和真实的模型支持，学生理解起来比较困难，但同时学生对未知的宇宙充满了好奇。
这节课开始带领学生进入神秘的宇宙，为学生发展想象力和创新精神，提供了广阔的空间。
学法点拨➢学生在课前应阅读有关宇宙的书籍，如霍金的《果壳中的宇宙》和《时间简史》等，了解一些关于宇宙的信息，激发学生对探索宇宙的兴趣，同时为课堂的发言和提问做好准备。
➢学生通过交流了解人类对宇宙认识的历程，小组讨论，认识到人类对自然界的认识水平是和当时的科学技术发展水平相适应。
➢做好“气球膨胀和黑点运动”实验有助于学生对星系运动的正确理解，如果学生讨论后没有的结论时，教师可以适当提示，帮助学生建立假说——大爆炸宇宙论。
教前准备➢一人一机学习环境，（黑马教学软件组织教学）。
➢《宇宙起源》网络课件一个，课前在网络教室的服务器上调试好。
教学方法多媒体演示、网络协作式学习、讲述法教学过程一、复习旧知提出问题1、教师通过多媒体回顾恒星的形成，展示各种各样的恒星。
在地球上遥望夜空，宇宙是恒星的世界。
恒星诞生于太空中的星际尘埃（星云），恒星是在熊熊燃烧着的星球。
一般来说，恒星的体积和质量都比较大，只是由于距离地球太遥远的缘故，星光才显得那么微弱。
恒星发光的能力有强有弱，恒星表面的温度也有高有低。
一般说来，恒星表面的温度越低，它的光越偏红；温度越高，光则越偏蓝。
2、学生欣赏的过程中，课件出示问题。
（1）各种恒星诞生后，会发生变化吗？（以上是恒星不同演变阶段的实物照片。
《恒星的一生和宇宙的演化》 讲义
《恒星的一生和宇宙的演化》讲义当我们仰望星空，那些闪烁的繁星总是令人着迷。
但你是否想过，这些恒星从何而来，又将走向何方？而整个宇宙又是如何在漫长的时间里不断演化的？让我们一起踏上探索恒星一生和宇宙演化的奇妙之旅。
恒星的诞生并非凭空出现，而是源于巨大的星云。
星云是由气体和尘埃组成的庞大云团，它们在宇宙中广泛存在。
在某些条件下，星云内部会发生引力坍缩。
这就好比一堆沙子，在没有外界干扰时，它们松散地堆积着，但当有某种力量让它们开始向中心聚集，就会逐渐形成一个紧密的核心。
在引力的作用下，星云物质不断向中心坠落，核心的密度和温度不断升高。
当核心的温度达到约1500 万摄氏度时，氢核聚变反应被点燃，一颗恒星就此诞生。
刚刚诞生的恒星被称为原恒星，它还处于不断的调整和成长阶段。
在这个过程中，恒星会通过强烈的恒星风将周围残留的物质吹散，形成一个美丽的恒星形成区。
随着时间的推移，恒星进入主序星阶段。
这是恒星一生中最稳定、持续时间最长的阶段。
在主序星阶段，恒星内部的氢通过核聚变持续释放出巨大的能量，维持着恒星的光芒和热度。
我们的太阳就是一颗处于主序星阶段的恒星，它已经稳定地燃烧了约 50 亿年，并且还将继续这样燃烧约 50 亿年。
然而，恒星内部的氢燃料并非无穷无尽。
当氢燃料逐渐耗尽，恒星的核心开始收缩，温度进一步升高。
这时，恒星内部的氦会被点燃，发生氦核聚变反应，恒星进入红巨星阶段。
红巨星的体积会变得非常巨大，表面温度相对较低，呈现出红色。
在这个阶段，恒星的外层物质会不断向外膨胀，甚至可能吞噬附近的行星。
当恒星内部的氦也消耗殆尽后，恒星的命运会因其质量的不同而有所差异。
对于质量较小的恒星，比如像太阳这样的恒星，在经历了红巨星阶段后，它的外层物质会逐渐飘散形成行星状星云，而核心则会收缩形成一颗白矮星。
白矮星的密度极高，体积很小，但依然会散发出微弱的光芒。
而对于质量较大的恒星，它们的结局则更加壮观和剧烈。
在核心收缩到一定程度后，会引发一场极其猛烈的超新星爆发。
人教版高中地理选修1《第一章 宇宙 第三节 恒星的一生和宇宙的演化》_1
第一章 第三节 恒星的一生和宇宙的演化1.恒星的光谱型用过酒精灯的同学会发现火焰的颜色是蓝色，焰心的颜色是红色。
加热化学物品的时候，老师会要求你把试管的底部靠近蓝色的火焰，因为那里最热。
可见物体在燃烧时发出的光可以反映物体当时的温度。
夜空中的恒星也呈现各种的颜色，有红色、白色、蓝色等等。
通过观察这些色彩（天文学上称之为恒星的光谱型）我们便可以了解恒星的表面温度了。
2.恒星的大小、质量和寿命恒星之中，超巨星的体积最大。
其半径可以达到几百到几千倍的太阳半径。
例如参宿四的半径是太阳半径的370倍。
心宿二的半径是太阳的230倍。
白矮星比太阳更小，如天狼星的伴星的半径只有1/333太阳半径。
中子星的半径仅有15千米左右。
已知质量最大的恒星是R136a1，大约是太阳的265倍。
心宿二的质量是太阳的50倍，大角星是太阳的10倍。
从统计来看，大多数恒星的质量是太阳质量的0.5到5倍。
恒星的寿命取决于质量，质量越大寿命越短。
参宿七的质量是太阳的10倍，寿命约2000万年。
太阳的寿命约为100亿年（现在大约已过了45亿年，所以太图4.2 恒星演化各阶段的示意图 3.原恒星和主序星猎户座大星云内有着数量极其丰富的星际物质，许多恒星在星云中诞生了。
天文学家告诉我们，假如一颗星能够积累起0.08倍太阳质量的物质，那么它的表4-1 恒星的光谱型内部就可以产生“氢聚变为氦”的核聚变，成为恒星。
生命初期的恒星被称为“原恒星”。
若原恒星将它周围附近的星际物质吸收干净后，原恒星就晋级为“主序星”了。
说起主序星，我们有必要介绍一个概念——赫罗图。
赫罗图是丹麦天文学家赫茨普龙及由美国天文学家罗素分别于1911年和1913年各自独立提出的。
后来的研究发现，这张图是研究恒星演化的重要工具，因此把这样一张图以当时两位天文学家的名字来命名，称为赫罗图。
赫罗图是恒星的光谱类型与光度的关系图，赫罗图的纵轴是光度（或绝对星等），横轴是光谱类型（或恒星的表面温度），从左向右递减。
恒星的一生和宇宙的演化
第四讲恒星的一生和宇宙的演化一、恒星的一生（一）赫罗图与恒星分类（二）恒星的诞生（三）恒星的青壮年时期——主序星阶段（四）恒星的老年期——巨星当主序星中心区氢氦聚变留下的氢核心增大到一定程度时,恒星就会到达一个转点:变成一颗巨星（五）恒星的归宿——致密星二、大爆炸中诞生的宇宙热点关注：嫦娥奔月2007年11月7日上午8时34分，北京航天飞行控制中心对嫦娥一号卫星成功实施了第三次近月制动，卫星顺利进入工作轨道。
至此，嫦娥一号卫星发射实施阶段的工作圆满完成。
10分钟完成最后制动上午8时24分，在飞控中心的精确控制下，嫦娥一号卫星主发动机点火成功，10分钟后正常关机。
随后飞控大厅显示屏显示，卫星飞行速度已减慢到进入圆轨道所要求的每秒1.59公里。
计算结果表明，嫦娥一号远月点高度由1700公里降至200公里，卫星准确进入距月面高度约200公里、周期为127分钟的圆轨道。
飞行证明性能稳定嫦娥一号卫星自10月24日发射升空以来，先后经过4次变轨、1次中途修正和3次近月制动，最终顺利进入预定工作轨道。
目前的数据表明，卫星的设计合理，性能稳定，卫星测量和控制精度达到新的水平，实现了我国航天测控技术的多项突破。
11月下旬可传图片数据国家航天局发言人表示，下一步，卫星将修正轨道偏差，并在轨测试设备。
预计11月下旬，卫星将由巡航姿态转入对月定向工作姿态，传回第一段语音和图片数据，打开全部探测仪器进行科学探测。
随后，将根据卫星传回的探测数据，按照四个科学目标的要求进行分析处理，并制作第一张月球图片。
5国“月球俱乐部”有中国随着嫦娥卫星进入工作轨道，中国已将第5张“月球俱乐部”(另外4成员是美国、俄罗斯、欧洲和日本)的门票牢牢攥在了手中。
“在人类活动又一次向太空拓展的节骨眼上，中国没有像前两次向海洋、天空拓展那样耽误太多的岁月与工夫，终于迈进了‘月球俱乐部’。
”获得这张“门票”，中国只花了14亿元人民币。
“我们用相当于修建两公里地铁的钱，搭建了嫦娥一号卫星200多万公里的奔月天路。
人教版高中地理选修一1.3《恒星的一生和宇宙的演化》ppt课件
读图，你能说一说恒星的一生吗？
恒星的一生 通过天文观测和发现逐步证实和完善了恒星的演化理论。
星际气体
收缩形成
原恒星
主序星
主序星
太阳 大恒星
红巨星 超红巨星
白矮星
暗矮星
超新星
中子星 黑洞
1．太阳最终将变成 ( )
B
A．红巨星 B．白矮星
C．超新星 D．中子星或黑洞
质量大寿命短，质量小寿命长
死路不只一条
小质量的恒星，默默的死去。
死路不只一条
大质量恒星，光辉的尾声。
大质 量恒 星的 尾声
大质量恒星的一生
红巨星
恒星 星 云
超新星 黑洞
中子星
太 阳 的 命 运
星云.
50亿年.
太阳.
40亿年.
红巨星.
10 亿年
漫长.
暗矮星.
白矮星.
思考：
了解了太阳一生的演化之后，你对宇宙有了什么新认识。
• 三、听英语课要注重实践
• 英语课老师往往讲得不太多，在大部分的时间里，进行的师生之间、学生之间的大量语言实践练习。因此，要上好英语课，就应积极参加语言实践活 动，珍惜课堂上的每一个练习机会。
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中子星
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。
黑洞
质量比太阳大8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。
恒星的演化与宇宙的结构形成
恒星的演化与宇宙的结构形成恒星是宇宙中最基本的建筑单元之一，它们的演化过程对宇宙的结构形成起着重要的作用。
本文将探讨恒星的演化过程以及这些演化对宇宙结构形成的贡献。
恒星的演化可以分为几个关键阶段：形成阶段、主序阶段、巨星阶段和末期演化阶段。
首先是恒星的形成阶段。
恒星的形成通常发生在星云中，而星云是由氢气和微尘组成的巨大云团。
当恒星形成的时候，星云中的气体开始坍缩，形成了原恒星。
这个过程中，原恒星会逐渐增大，直到核聚变反应开始。
接下来是主序阶段。
在恒星进入主序阶段后，它们的核心开始发生核聚变反应，将氢原子转化为氦原子。
在这个过程中，恒星会产生巨大的能量，释放出光和热。
主序阶段是恒星的最稳定阶段，它的持续时间取决于恒星的质量。
质量较小的恒星会在主序阶段存在较长时间，而质量较大的恒星则相对较短。
随着恒星质量的增加，它们进入巨星阶段。
在巨星阶段，恒星的核心开始燃烧氦，并在恒星的外部形成一个稀薄的气体包层。
这个包层使得恒星变得更为庞大和明亮，通常会扩大到接近100倍于主序阶段的大小。
巨星阶段的持续时间也因恒星的质量不同而有所不同。
最后是末期演化阶段。
当恒星的核心燃烧完氦时，核心会再次坍缩，而包层会继续膨胀形成红巨星。
这个过程中，恒星会释放出更多的能量，形成一个外层大气的强烈辐射，从而形成行星状星云或超新星。
最终，恒星的核心会坍缩成为白矮星、中子星或黑洞。
恒星的演化对宇宙的结构形成具有重要的影响。
在恒星形成的过程中，星云中的物质会逐渐聚集形成恒星团、星群和星系。
这些星系又形成了更大的结构，如星系团和超星系团。
恒星的演化还产生了大量的重元素，这些重元素在恒星死亡后被释放到宇宙中，为后续恒星和行星的形成提供了必要的物质。
总结起来，恒星的演化是宇宙结构形成的关键过程之一。
从恒星的形成到死亡，恒星经历了多个阶段，产生了能量和重元素，并影响了宇宙的演化。
进一步研究恒星演化的过程和影响将有助于我们更好地理解宇宙的起源和结构。
《恒星的一生和宇宙的演化》 讲义
《恒星的一生和宇宙的演化》讲义当我们仰望星空，那些璀璨的繁星总是引人无限遐想。
恒星，作为宇宙中最明亮的天体之一，它们有着独特而壮丽的一生。
而这一颗颗恒星的命运，又与整个宇宙的演化紧密相连。
恒星的诞生并非偶然，而是在巨大的分子云中发生。
这些分子云是由大量的气体和尘埃组成，其中包含着丰富的氢、氦以及少量的其他元素。
在某些特定的条件下，比如受到附近超新星爆发的冲击，或者分子云自身的引力作用，云团内部会开始坍缩。
随着坍缩的进行，分子云的中心区域密度和温度不断升高，逐渐形成了一个原恒星。
原恒星的核心温度还不够高，不足以引发核聚变反应。
但它会继续吸引周围的物质，不断壮大自己。
当核心温度达到约一千万摄氏度时，氢原子核开始发生核聚变，将氢聚变成氦，并释放出巨大的能量。
此时，一颗真正的恒星诞生了。
处于青壮年时期的恒星，被称为主序星。
我们的太阳就是一颗主序星。
在主序星阶段，恒星内部的核聚变反应稳定进行，维持着恒星的光度和温度。
然而，恒星内部的氢燃料并不是无限的。
随着时间的推移，氢逐渐消耗殆尽，核心开始收缩，而外壳会膨胀。
这时，恒星就进入了红巨星阶段。
红巨星的体积非常巨大，表面温度相对较低，呈现出红色。
在这个阶段，恒星内部会发生一系列复杂的核反应，生成更重的元素，如碳、氧等。
当核心的质量足够大时，会发生超新星爆发。
这是一种极其剧烈的爆炸，释放出巨大的能量，亮度甚至可以超过整个星系。
在超新星爆发的过程中，会产生更重的元素，如金、铀等。
超新星爆发后，恒星的核心可能会形成两种不同的天体。
如果核心的质量小于约 3 倍太阳质量，它会形成一个白矮星。
白矮星是一种密度极高、温度很高的天体，依靠电子简并压力来维持自身的结构。
如果核心的质量大于 3 倍太阳质量，它将无法抵抗自身的引力，会进一步坍缩成一个中子星。
中子星的密度更是惊人，一勺子中子星物质的质量可能就超过地球上一座大山的质量。
而如果核心的质量超过约 5 倍太阳质量，连中子也无法抵抗引力，恒星将最终坍缩成一个神秘的黑洞。
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人教版高二地理选修 恒星的一生和宇宙的演化
3．进人成年的太阳大约可以稳 定100亿年，再过＿50＿亿＿年，太 阳将进入晚年期，太阳将逐渐 演化成＿红＿巨＿星。它将再活跃10 亿年，然后成为一颗＿白＿矮＿星 ， 并在缓慢中死去，最后作为一 颗＿暗＿矮星＿而永存。
人教版高二地理选修 恒星的一生和宇宙的演化
段。
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、密头的气体大团块， 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。
5．宇宙中还有质量比太阳大得多的恒
星。经天文学家研究证实：相当于太
阳质量 1.44倍到2倍 的恒星，进
入晚年期后，体积会急剧变大，形成
＿ 超红＿巨＿星＿，然后爆发成为＿超＿新＿星＿。
6．在宇宙中，密度最大的是 ( D )
人教版高二地理选修 恒星的一生和宇宙的演化
人教版高二地理选修 恒星的一生和宇宙的演化
1．太阳最终将变成 ( B )
A．红巨星 B．白矮星 C．超新星 D．中子星或黑洞 2．比太阳更大的恒星最终将演化成
( D)
A、红巨星 B．白矮星 C．超新星 D．中子星或黑洞
人教版高二地理选修 恒星的一生和宇宙的演化
收缩，体积极小，密度极大； 3、进入“暗矮星”阶段：慢慢
熄灭，不再发光。
星云
太阳
红巨星
50亿年.
50亿年.
10
亿
年
漫长.
暗矮星
恒星的一生和宇宙的演化 课件高中地理选修1
知识点：恒星的一生和宇宙的演化 考点精讲
一、恒星 2. 特点： （2）恒星数量极多，是宇宙中存在的最普遍的天体。 （3）恒星是不会永久存在的，就像人的一生一样。每一颗 恒星都有诞生、成长和最终死亡的过程，它们的演变过程是 十分漫长而复杂的。
知识点：恒星的一生和宇宙的演化 考点精讲
一、恒星 3. 赫罗图与恒星分类： （1）赫罗图：是以恒星的绝对星等或光度相对于光谱类型 或有效温度绘制的散布图。简单的说，它将每颗恒星绘制在 一张图表上，可以测量它的温度（颜色）和光度，而它与每 颗恒星的位置无关。是迈向了解恒星演化很重要的一步。
知识点：恒星的一生和宇宙的演化 考点精讲
一、恒星 3. 赫罗图与恒星分类： （2）90%以上的恒星分布在赫罗图左上角到右下角的条带 上，这类恒星称为主序星。 （3）赫罗图右上方的恒星温度较低，但光度却较大，表明 表面积或体积偏大，因而被称为巨星 （红巨星或超巨星）。
知识点：恒星的一生和宇宙的演化 考点精讲
知识点：恒星的一生和宇宙的演化
知识点：恒星的一生和宇宙的演化 考点精讲
一、恒星 1. 概念：恒星，是由炽热气体组成的，能自己发光的天体。 恒星在不停地运动，只不过离我们太远，很难在短时间内辨 认出其位置变化，故称为 “恒星”。 2. 特点： （1）组成恒星的气体大多由氢构成，它们聚在一起发生核 聚变而产生能量，使恒星发出耀眼的光芒。
【答案】A 【解析】恒星是由炽热气体组成的，能自己发光的天体， 如太阳，故A对；90%以上的恒星分布在赫罗图左上角到 右下角的条带上，称为主序星，故B错；赫罗图右上方的 恒星为巨星温度较低、光度较大，表面积或体积偏大，故 C错；致密星包括白矮星、中子星和黑洞等，故D错。 故选A。
知识点：恒星的一生和宇宙的演化 考点精讲
人教版地理选修1《恒星的一生和宇宙的演化》ppt课件1
黑洞
质量和密度都 比白矮星大得多， 能将所有物质（包 括光）都吸进去。 这是黑洞的想象图。
思考：你认为这些“恒星”和太阳比较有什么不同？
白矮星 太阳 中子星 黑洞
超新星
它们与太阳在体积、颜色、温度和亮度等方面有 所不同，说明了恒星的一生在不断地进行着演化！
读图：太阳的未来
恒星 100亿年
红巨星 10亿年
不同大小恒星的演化死亡过程
（1）质量与太阳相当的小恒星的演化死亡过程小来自星红巨星白矮星
黑矮星
天狼星伴星—白矮星
不同大小恒星的演化死亡过程
（1）质量与太阳相当的小恒星的演化死亡过程 （2）大恒星的演化死亡过程
大恒星
红超巨星
超新星爆发
中子星
超红巨星爆发成超新星
不同大小恒星的演化死亡过程
（1）质量与太阳相当的小恒星的演化死亡过程 （2）大恒星的演化死亡过程 （3）超大恒星的演化死亡过程
不同大小恒星的演化死亡过程
恒星的一生
练
习
1.太阳最终将变成( B ) （A）红巨星 （B）白矮星 （C）超新星 （D）中子星或黑洞 2.比太阳更大的恒星最终将演化成( D ) （A）红巨星 （B）白矮星 （C）超新星 （D）中子星或黑洞
天文观测发现：在宇宙中，除了和太阳相似的恒星外， 还有很多与太阳不一样的“恒星”，它们处在横行演化 的不同阶段，形态上有很大差异。 中子星 体积小，密度 极大，周期性地向 外发出无线电脉冲 信号，所以又叫脉 冲星。
天文观测发现：在宇宙中，除了和太阳相似的恒星外， 还有很多与太阳不一样的“恒星”，它们处在横行演化 的不同阶段，形态上有很大差异。
超大恒星
红超巨星
超新星爆发
黑洞
1.3恒星的一生
一颗大质量恒星的生命循环
一颗大质量恒 星的生命循环
红巨星 超新星
黑洞 气体云 循环 中子星
思考：
说一说大恒星衰老和消亡的过程和太
阳有什么不同？
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。
0.2倍太阳质量
1百亿年
1万亿年
• 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！
死路不只一条
小质量恒星
•红巨星的外壳慢慢消散
•中心的核压缩成为白矮星
•白矮星冷凉了，就成了暗矮星
小一点的恒星，默默的死去。
死路不只一条
大质量恒星
•一系列核反应后，他们呈现洋葱结构
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 表面的位臵。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。
“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”。
太阳
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？
浅谈恒星的起源和演化过程
浅谈恒星的起源和演化过程
恒星起源与演化一直是宇宙研究者们最感兴趣的话题之一。
恒星博大精深，背后蕴藏着一部神秘而宏大的景象，那便是恒星的诞生与发展。
恒星的起源可追溯到如今宇宙的始源，科学家通过对宇宙的观察，得出结论，是由星系中的星云缩小，形成黑洞而产生的。
黑洞中的温度和压强极高，不断地增加，当压强达到一定限度，就会在空中释放出大量的能量，如此一来，就形成了恒星胎壳。
当恒星胎壳在空中释放完全后，恒星诞生。
恒星新生状态下，具备十分猛烈的风暴气流，使表面温度特别高，伴随着较强的热量，能够让尘埃物质重新组合，从而孕育新的星体。
恒星的演化也就由此开始，恒星的核心会燃尽发出较强的热量，从而使外围有机物质重新组合，形成稳定的行星系统。
根据研究，此种演化一般维持上千万年之久。
恒星的诞生与演化，确实是一个神秘知识，但它与人类的生活切身相关，恒星的诞生蕴含着太多神奇定律，是宇宙发展的关键一步，也是宇宙的可见象征。
就如人的一生一样无常，变化莫测，我们可以从中深坟珍重、赞美宇宙的神奇能力，敬畏宇宙毓秀的无穷力量。
1.3恒星的一生
密核心，人们称之为原恒星。 • 随着气体和尘埃继续进入盘状物，它们向原恒星释放能量，使原恒星继续
升温。 • 当原恒星的温度达到约700万开氏温度时，氢开始聚变，以形成氦并释放
能量。 • 在几百万年的时间里，物质继续进入新生恒星，因为引力造成的坍塌比核
摩根-肯那光谱分类法
这是目前最通用的恒星分类法，依据恒星的温度由高至低排序(质量、半径和 亮度皆与太阳比较)，但其光谱标示仍沿用哈佛光谱中的分类，将恒星的光谱 分成七大类，每类再细分为十小类。但目前最热的星为O5，最暗的星为M5， 即O型只有五小类，M型只有六小类，总计为61小类
.
恒 星 光 谱 型
.
恒星是大质量、明亮的 等离子体球。经由观测 恒星的光谱、光度和在 空间中的运动，可以测 量恒星的质量、年龄、 金属量和许多其他的性 质。
恒星的总质量是决定恒 星演化和最后命运的主 要因素。描述许多恒星 的温度对光度关系的图， 也就是赫罗图，可以测 量恒星的年龄和演化的 阶段。
.
恒星
恒星一生的 大部分时间， 都因为核心 的核聚变而 发光。
.
赫罗图是恒
赫
星的光谱类
罗
型与光度之
图
关系图。
的
纵
恒星的光谱
轴
型通常可大
等是
致分为
光
O.B.A.F.G.
度
K.M 七种 。
与 绝对Biblioteka 星.横轴是光谱类型及恒星的表面温度，
从左向右递减
恒星光谱分类
哈佛光谱分类
赫罗图的横座标是光谱的型态，依照温度的顺序由左向右依序为O、B、A、 F、G、K、M等类型，是由哈佛大学天文台发展出来的，所以称为哈佛分类 法。1894年，哈佛大学天文台开始对恒星光谱作有系统的分类，在安妮·坎 农的主持下，经历了40年时间，到1934年共分析了数十万颗恒星的光谱，编 纂成10册的亨利·德雷伯星表及其扩充星表，并发展出现在使用的摩根-肯那 光谱分类法。
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质量与太阳相约的 恒星的演化: （1）主序 星 （2）红巨星 （3） 行星状星云 （位于中
央的核心会冷却成白矮 星）
质量比较大的恒星， 核心的温度可以将氦燃点， 合成更重的元素(如氧和 碳)。这些核聚变的过程并 不太稳定，令恒星产生脉 动，吹出恒星风，将外壳 拋开，又或者核心的温度 无法再合成更重的元素， 成为行星状星云。 失去外壳的核心会冷却下 来并开始变暗，成为白矮 星，并持续冷却及变暗而 成为黑矮星。
大爆炸理论 勒梅特于1931年创建
大爆炸宇宙产生示意图
时刻 (大爆炸 后的)
0.01秒
温度(宇宙 温度下降
到)
10×1011K
密 度(宇宙密 度下降到水密
度的倍数)
宇宙内容物
3.8x109
光子、电子、正电子、中微子、反中微子和少量 质子及中子，它们都处在热平衡中
0.12秒
宇 1.1宙0资料的能力。
情感态度与价值观目标
• 树立科学的宇宙观，以及热爱科学勇于探 索的精神。
重点
• 知道恒星的不同发展阶段。 • 了解大爆炸宇宙论的主要观点。
难点
• 大爆炸宇宙论。 • 恒星的一生演化过程。
一、恒星的一生
恒星是指宇宙中靠核聚变产生的能量 而自身能发热发光的星体。过去天文学家 以为恒星的位置是永恒不变的，以此为名。 但事实上。恒星也会按照一定的轨迹，围 绕着其所属的星系的中心而旋转。
稳定的太阳 光照 安全的运行轨道
特殊天体
日地距离适中
自身物 质条件
体积、质量适中
地球内外温度变化
宇宙的起源假说之一： 起初，宇宙很小，几乎只有不足原子核大小 的一个点,称为“奇点”,但其中包含极大的热能 量，直到最后奇点中容纳不下这样的热量，发生 了大爆炸，通过大爆炸的能量形成了一些基本粒 子，这些粒子在能量的作用下，逐渐形成了宇宙 中的各种物质、能源、空间及时间。 至此，大爆炸宇宙模型成为最有说服力的宇 宙图景理论。
质量与太阳相约的恒星 (0.4倍至4倍太阳质量)
大部分恒星，当核心的氢燃料耗尽之后，核心周 围会堆满氦气，能量产生的速度放慢至不足以抗衡重 力，氦核心开始收缩并释放热能。
当核心的温度足够高的时候，邻近核心的氢外壳 会被燃烧，产生核聚变，令外壳膨胀。同时，随着外 壳膨胀，外壳因表面面积增加而冷却，成为核心温度 高，表面非常巨大但温度低的红巨星。例如太阳将于 50亿年后膨胀成一颗红巨星，将水星与金星吞噬。
A．行星 B．彗星 C．卫星 D．恒星
4．太阳最终将变成 ( B ) A．红巨星B．白矮星C．超新星D．中子星或黑洞
5．比太阳更大的恒星最终将演化成( D )
A．红巨星 B．白矮星
C．超新星 D．中子星或黑洞
6．在宇宙中，密度最大的是
A．铂
B．白矮星
C．黑矮星 D．中子星
( D)
思考（第24页）
1.赫罗图有三类恒星，即主序星，白矮星， 巨星，其中巨星包括红巨星和超巨星。顺便说明 位于赫罗图左上方的主序星温度高，光度大，常 称为蓝巨星。蓝巨星是主序星的一部分。
质量大的恒星
(大于4倍太阳质量)
质量大的恒星，在氢燃料耗尽之后，不但能将 氦合成氧，将核心的氧转化为碳，其核心温度甚至 高得足以将碳合成更重的元素例如硅，直至合成铁。
由于核心产生高热，恒星的外壳会膨胀得比红 巨星更大，成为超红巨星。
5.恒星的归宿——致密星
致密星：白矮星、中子星、黑洞
由于没有能量产生，核心将会因引力而塌缩， 密度亦越来越高，核心的质子与电子在巨大压力下 结合成中子，并产生中子简并压力抗衡核心的进一 步收缩，形成非常坚硬的核心。同时，核心外围的 物质仍然在急剧塌缩，并与坚硬的核心相撞，产生 强大的冲击波，将恒星的外壳于短时间内炸毁，称 为超新星。在这一瞬间，比铁更重的元素会在此时 合成，爆炸所产生的光度有时比整个星系所有恒星 光度的总和更大。
1．宇宙诞生于 ( D ) A．公元4004年以前 B．上下不过五千年 C．38亿 年以前 D．150亿年以前
2．下列有关宇宙的叙述中，正确的是（ C ） A．宇宙是除物质以外的所有空间 B．宇宙是太空中所有的物质 C．宇宙是所有时间、空间及物质的总称 D．宇宙物质有不同形态且处于静止中
3．晴朗的夜空中的满天星斗是（ D ）
3．在各种不同天体上，氦密度相当大，而 且大都是30％。用恒星核反应机制不足以说明为 什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论，早期温 度很高，产生氦的效率也很高，则可以说明这一 事实。
4．根据宇宙膨胀速度以及氦密度等，可以 具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论 的创始人之一伽莫夫曾预言，今天的宇宙已经很 冷，只有绝对温度几度。1965年，在微波波段上 探测到具有热辐射谱的微波背景辐射，温度约为 3K（绝对温度值）。
随着这些区域慢慢收缩，最终会形成一 个球体，称为原恒星。
假若原恒星的质量足够大，其核心温度 会慢慢增高，最后引发核聚变产生能量，发 出的热力会将外围的气体驱散，这时一颗新 的恒星便诞生了，并进入主序星的阶段。
3.恒星的青壮年时期——主序星阶段
从主序星开始，不断将氢原子合成氦原子， 产生能量。核聚变所产生的辐射压力抵销了重力， 这时恒星进入了稳定状态，人们发现有百分之八 十至九十的恒星都是主序星，他们共同特征是核 心区都有氢正在燃烧。
4.恒星的老年期——巨星
主序后的演化 恒星演化的第一阶段 是氢的燃烧阶段，即主序 阶段。在主序阶段，恒星 内部维持着稳衡的压力分 布和表面温度分布，所以 在整个漫长的阶段，它的 光度和表面温度都只有很 小的变化 。
质量小的恒星(小于0.4倍太阳质量)
质量非常小的恒 星，如半人马座比邻 星，它们的燃料会消 耗得很慢，寿命可维 持二三千亿年。当它 普通恒星--质量小的恒星 们到达生命的尽头， (小于0.4倍太阳质量)的演化 它们会慢慢收缩使温 红矮矮 星质星(本量, （图小2不）的依恒白比星矮例的星)演, （化3）: （黑1）度再成上持为升续黑， 冷 矮成 却 星为 及 。白 变矮 暗星 而，
• 恒星的一生 1.赫罗图与恒星分类 2.恒星的诞生 3.恒星的青壮年时期——主序星阶段 4.恒星的老年期——巨星 5.恒星的归宿——致密星
• 大爆炸中的宇宙大爆炸理论。
（2008年海南卷）最近，天文学家在银河 系中心发现了一颗140年前形成的超新星，这是 迄今为止在银河系发现的最年轻的超新星。
后来又观测到了充满宇宙的微波背景辐射， 就是说大约在150亿年前宇宙大爆炸所产生的余 波虽然是微弱的但确实存在。
这一发现对宇宙大爆炸是个有力的支持。
大爆炸的发生，距离现在约150亿年了。怎么能证明 150亿年前发生过这样的爆炸呢?
按照大爆炸宇宙模型的理论，爆炸形成的宇宙一直在 降温，恒星是在 降到40000K以下时才开始 形成的，现在测得最老的 星系的年龄都只有100多亿 年，符合这个理论的推断。
超新星爆炸
特别是盖莫夫作出的预言：在大爆炸的特殊宇宙背景 下产生出来的微波辐射，至今还存在于宇宙空间中，其温 度应已降低到只有绝对温度几度。
1964年，威尔逊山上一台高灵敏度的射电天文望远镜， 在各个方向都测得一种3K的微波背景辐射。大爆炸理论得 到了有力的支持。
发现者彭兹亚斯和威尔逊为此得到了1978年的诺贝尔 物理学奖。
人们是怎样能推测出曾经可能有过宇宙大爆 炸呢？我们的太阳只是银河系中的一两千亿个恒 星中的一个。
银河系同类的恒星系 —— 河外星系还有千 千万万。观测中发现那些遥远的星系都在远离我 们而去，离我们越远的星系，飞奔的速度越快， 因而形成了膨胀的宇宙。
对此，人们开始反思，如果把这些向四面 八方远离中的星系运动倒过来看，它们可能当 初是从同一源头发射出去的，是不是在宇宙之 初发生过一次难以想象的宇宙大爆炸呢？
新星爆炸后，恒星可有三种不同的结局: 如果爆炸后残余的核心的质量少于太阳质量 的1.4倍，核心会演化为白矮星。 爆炸后残余的核心，假如其质量介乎太阳质 量的1.4至3倍，中子简并压力便能抗衡恒星的收 缩，形成稳定的中子星。 但当残余核心的质量大于太阳质量的三倍， 中子简并压力也无法抗衡恒星的收缩，并且再没 有任可力量可以阻止恒星的塌缩，形成黑洞。
完成下列要求。
（1）这颗超新星的质量___大_____（大、小）于 太阳。
（2）简述超新星在恒星演化过程中处于的阶段 及前身和归宿的名称。
处于巨星向致密星演化的阶段，前身为 超巨星，归宿为黑洞或中子星。
【解析】根据现在的认识，超新星爆发事件就是一颗大 质量恒星的“暴死”。对于大质量的恒星，如质量相当于太 阳质量的8-20倍的恒星，由于质量的巨大，在它们演化的后 期，星核和星壳彻底分离的时候，往往要伴随着一次超级规 模的大爆炸。
恒星的一生
二、大爆炸中的宇宙
世界是怎样开始的，我们的地球以 及整个太阳系是从哪里来的?这是哲学家 解释世界所不可回避的问题。
时间上是上百亿年，
空间上是上百亿光年
人类目前观 人 测到的宇宙 类 认
宇宙的特性：
物质性：天 体—多样性
运动性：天体
识 的 宇 宙 宇宙中
的地球
普通天体
宇宙环 境条件
统—层次性
主序星 赫罗图与恒星分类 巨星
致密星
星云
恒 恒星的诞生 原恒星
星 的
恒星
一 生
恒星的青壮年时期——主序星阶段
恒星的老年期—巨星
白矮星 恒星的归宿——致密星 中子星
黑洞
1.赫罗图与恒星分类
恒星分类
表面温度 光度
1911年丹麦天文学家赫茨普龙，1913年美 国天文学家罗素各自独立绘出恒星的光度—温 度图，发现大多数恒星分布在图中左上方至右 下方的一条狭长带内，从高温到低温的恒星形 成一个明显的序列，称为“主星序”。为了纪 念两位科学家作出的贡献，人们称这种图为 赫—罗图(HR-diagram)。