第四章 太阳系概述

火星的图象 a.1991年地面望远镜拍摄 b. 1997年哈勃望远镜拍摄 c.1976年海盗宇宙飞船拍摄
火火
火
火星的图 象,右下脚图 是“火星探 路者”拍照 的近火星表 面照片,可见 火星表面岩 石遍布.
火星上的著名的奥 林匹斯大火山
火星表面有大量的氧化铁物质， 呈现出“赤地千里”的景色
火星 上大 峡谷 里的 雾海盗 飞船 拍摄
木星： 9h50m30s （赤道处） 11.862年
土星：
10h14m
29.457年
天王星：
15h36m
84年
海王Biblioteka Baidu：
冥王星：
17h50m 6.3867天
164.8年 248年
一昼夜
176天 118天
三、行星的大气
决定因素：温度（T） 质量（M）
质量 → 表面逃逸速度（Ve） Ve＝√2GM／R
温度 → 热运动速度 （Vt） Vt＝√2KT／μmH
T
2 地
=
1
（AU/年）
通过行星会合周期的测定求T，即可知a。
2、求天体的质量：
a 3/ T 2 = G（M1+M2）/ 4π2
M 1,、 M2是两个互相绕转的天体质量，当 M1远远大于M 2时，
有：M1 =4π2a3 /G T2
双星的轨道运动
两颗子星围绕公共质心作椭
圆a点2.上运公，动共子，质星半心在长位运径于动分椭时别圆与为的公a1焦共和
金星
麦哲伦宇宙飞船探测金星， （a）金星表面（b）8km高 的火山正在休眠 （c）流动的 熔岩正穿越断裂地区
在月球上拍摄的地球照片.
地球大气从对流层（Tropopause）、 平 流 层 （ Stratosphere ） 、 臭 氧 层 （ Ozone layer ） 、 中 间 层 （ Mesosphere ） 到 电 离 层 顶 (Ionosphere) 的温度、压力随地球 高度的变化 （ A.T. fig.7.2）
自转慢、卫星少。 巨行星： 木 土
体积大、密度小、主要由H 、He组成、无固体 表面的流体行星、自转快、卫星多。 远日行星： 天 海 冥
体密介于二者之间、主要由H、He及冰物质组 成。
二、行星的自转与公转
自转周期
公转周期
水星：
58.646 天
88 天
金星：
243天
225天
火星：
24h41m
687天
当 M↑ T↓时，大气越浓密 当 Ve ＜ 5Vt时，就不可能有可见大气了
三、行星的大气
1、类地行星：
离日近、T高、形成初期的原始大气都逃逸 了，目前存在的大气主要是演化过程中由火 山活动等方式从内部释放出来的第二代大气， 缺少H。
2、巨行星：
质量大、温度低、原始大气未逃逸、因此大 气浓厚、高达上千公里，主要为H、 He。
质心始终位于一条直线上。 椭圆轨道的大小与子星的质
量有关，
M1a1＝M2a2
如果以一颗子星以参照点， 另一颗子星的相对运动也是 一个椭圆，其半长径为
a＝a1 + a2
三、行星的轨道要素
在空间完全确定绕转体的运动状况，需要几个独立的量。
1、轨道半长径：a （大小） 2、偏心率：e＝c／a ＝（a 2– b2）1/2／a （形状）
火星上大峡谷里的雾海盗飞船拍摄
火星上的河床遗迹 与红河（b）比较
1984年在南极洲发现 的ALH84001火星陨 石
在地球上发现的 Murchison 火星陨石的局 部放大图像
火星陨石上有原始生命的微化石
木星 a.地面望远镜拍摄
b.哈勃望远镜拍摄
航海者1号拍摄的木 星大红斑-含有红磷 化合物的特大气旋
石块、尘埃颗粒组成。 天王星：有11条光环、间隔很大、由石块、尘埃、
冰块组成。 海王星： 有5条光环、有的完整、有的残缺。
水星的表面
水手10号拍摄的水星照片
水星表面的主要热盆地横 跨1400公里,这些热盆地被 一系列同心圆的山环绕着
新发现的水星表面由于 致冷和收缩形成的皱纹区 (Scarp), 此 皱 纹 约 几 百 公 里 长 ,3 公 里 高 .( 注 意 到 图 的 右 上角还有一个大的皱纹区),
2、面积定律：行星的向径在单 位时间扫过的面积相等。
3、调合定律：行星公转周期的 平方，与轨道半长径的立方成 正比。（A3／T2＝C）
严格推导为： A3／T2 ＝G（M1＋M2）／
4π2
二、开普勒定律的运用
1、准确测定行星距离：
若取 a=1AU, T=365.2564日（1恒星年）
a
3/
T
2=a 3 地/
航海者1号探测出木星是 一颗浓密大气下的液态 氢的“海洋”
1979年“旅行者1号” 发现木星有光环
1994 年12月哈勃空间望远 镜拍摄到的土星上赤道区域 正发生风暴，插图表示在北 极区早些时候发生过风暴。
土星光环由碎冰块、 岩石块、尘埃等组成
天王星和它的光环-躺着自旋，是逆转，旅行者2 号探测出很厚的大气层 a. 天卫一 b.c 天卫五
e=1 抛； e=0 圆； e>1 双曲； e<1 椭圆 3、轨道倾角： i （空间位置） 行星轨道面与黄道面的夹角。 4、升交点黄径： Ω 升交点到春分点的角距。 5、近日点角距： ω （长轴方向） 升交点到近日点的角距。 6、近日点时刻：τ
3、远日行星：
有甲烷为主的大气层、处于冰结状态。
四、行星的环带
1、光环的组成：由无数大小不等的冰块、岩石块、 尘埃颗粒组成。
2、光环的运动：为保持稳定，沿行星本身的赤道面 高速旋转，否则会被行星的巨大引力拉过去。
木星：既薄又暗、由尘埃及大小不等的石块组成。 土星： 成千上万条像密纹唱片一样，由碎冰块、
天王星 （可见有光环）和它的一个卫星 （共有17颗卫星）
海王星有8颗卫星，有5道光环，浓厚的大气，有磁场
“旅行者2号”拍到的海王 星的暗斑-大风暴
海王星的光环
冥王星和它的卫星
§3.3、行星的轨道运动
一、行星的运动规律： （开普勒定律）
1、椭圆定律：行星绕太阳运动 的轨道为椭圆，太阳位于一个 焦点上。
太阳系
§3.1 、太阳系概况
1、太阳：太阳系中心天体，是太阳系光和能量的来
源，其质量占总质量的 99.865 %。
2、行星和卫星： 太阳系的主要成员
水金地火木土天海冥 ？
卫星：
1 2 61 31 21 11 1
环带：
有有有有
3、小天体：
小行星、彗星、流星、陨星。
§3.2 、 行 星
一、分类：
类地行星： 水 金 地 火 体积小、密度大、中心有铁镍核、金属含量高、