宇宙结构

三、 银河系和河外星系
2、银河系：太阳系所在的星系。 （太阳系只是其中非常渺小的角落） ▲银河系是一种旋涡星系，太阳系正处于其中 一条旋臂的边缘。 3、河外星系： 银河系以外的 所有星系。
四、宇宙
宇宙是所有空间及其中万物的总称。
▲宇宙的大尺度结构：宇宙中1亿光年以上的结构。 ▲ 埃德温· 哈勃在20世纪20年代发现了一个秘密： 宇宙中的每个星系都与其它星系在远离，且越远 速度越快，即宇宙正在膨胀。 ▲ 宇宙大爆炸假说：宇宙在一二百年前脱胎于高温、 高密状态，诞生于一次大爆炸。 ▲ 人类最远可以观察到150亿光年以外的天体。 这意味着我们现在看到的是该天体在150亿年前的情 景，因此，观察遥远的天体就是在观察宇宙的过去。 ▲ 光年（l· y） ：光在真空中传播1年所经过的距离。 1 l·y ≈ 9.46×1015m。
中行星 巨星
白矮星
超巨星
● 恒星的亮度与恒星的体积、温度以及它与地球的距离有关。 ● 恒星的颜色、温度和亮度的关系 —— 赫罗图
赫 罗 图
亮 度
表面温度
二、 恒星的距离
▲ 视差测距法：以日、地距离为基线，利用周年视 差，通过几何方法来测量恒星与地球的距离的方法。
θ
二、 恒星的距离
▲ 离我们最近的恒星（半人马座α星）的周年 视差为0.76〃，1～7月份地球移动的直线距 离为3×1011m，可算出它与地球的距离约 为4.3光年（l.y）。
五、课堂练习
1、目前人类观测到的恒星根据大小排列有： 超巨星 、巨星 、 中型星、白矮星 和中子星。其实， 这些形态就是恒星在 不同 年龄阶段的形态。 2、恒星是有寿命的，每一颗恒星的演化都分为 诞生期、 存在 期和 死亡 期。一颗恒星的寿命取决 于它的 质量，质量越大的恒星寿命越 短 。 3、绝大多数恒星都有着与太阳相同的化学成分： 氢 、 氦 及少量的其他元素。每种元素发出的光有 其独特的线状 光谱 ，利用光谱分析比较就可以知 道恒星中存在的 元素 成分。
超巨星
四、 恒星演化的几个阶段
星云气体和尘埃
在引力作 用下收缩
百度文库
▲ 演化过程
恒 星
燃料耗尽 核心收缩 外层膨胀 继续收缩升温 引发核反应
原恒星
白矮星不 再发光时 完全死寂
白矮星
巨星外层漂流走 遗留下恒星内核 剩余质量较 大的星体 收缩无法停 止密度变大
巨星或超巨星
巨星爆炸 发出强光
黑矮星
超新星
中心压缩 电子与质子 结合成中子
二、 太阳和行星
▲ 内行星有：水星、金星、地球和火星。
▲ 外行星有：木星、土星、天王星、海王星 和冥王星。
◆ 九大行星的部分物理参数（见课文P74）
三、 银河系和河外星系
1、星系：是由宇宙中一大群恒星、大量气体 和尘埃组成的物质系统。 ▲ 宇宙中的星系估计达1 000亿个以上， 银河系就是其中的一个。 ▲ 星系的形状大致分为： 旋涡星系 椭圆星系 不规则星系
五、课堂练习
4、太阳是一颗自己能发光发热的 气 态星球。 太阳中蕴藏着大量的 氢 ，它依靠内部的 核反应 释放出大量的 能量 。 5、月球是地球的 卫 星，月球对地球的万有引力 作用产生了 潮汐 现象。
B 恒星的演化
奉贤中学高二物理备课组
● 我国北宋至和元年（1054年）3月的某个清晨， 在东方“天关” （金牛座）附近突然出现了一颗 “客星”。当时的国家天文台——司天监对这颗 “天关客星”用肉眼连续观察了两年之久，直到看 不见为止。 ● 19世纪，人们用望远镜发现在这个方向上有一 个“蟹状星云”。20世纪初发现这团星云在膨胀， 由膨胀速率推算，1054年刚好是膨胀开始的时刻。 ● 天文学家们一致公认： 中国古代记录的“天关客 星”正是一次典型的“超 新星爆发”。 “蟹状星云”是爆发 时抛射出来的气体壳层。
A 宇宙的结构
一、 地球和月亮
1、地球是一颗直径为12756 km、 质量为6.0X1024 kg的行星，并 以30km／s的平均速度绕太阳 公转。 ▲ 古人推测地球是圆球状的依据： （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）在月食时观察到地球投到月 亮上的影子正好符合地球与月亮两 者都是球状时所预期的形状。
一、 地球和月亮
▲ 我们如何知道地球是在转动的？
北极星附近的星星 长时间嚗光后 的照片
一、 地球和月亮
2、月球是地球的卫星，它的平均 直径为3475 km，质量约为地 球的1／81。 ▲ 月球对地球的万有引力作用产生了潮汐现象。
二、 太阳和行星
1、太阳是一颗自己能发光发热 的气态星球。太阳的直径约 为1.4X106 km，总质量约为 2Xl030 kg。 ▲ 太阳中蕴藏着大量的氢，它依靠内部的 核反应释放出大量的能量。 （每秒钟烧掉约6亿多吨氢核材料）
五、课堂练习
1、宇宙是空间及其中的万物的总称，宇宙中1亿 光年以上的结构称为宇宙的 大尺度 结构。 星系是由宇宙中一大群 恒星 、大量气体和尘 埃组成的物质系统；星系的形状大致分为：旋涡星 系、 椭圆 星系和不规则星系；宇宙中的 星系 估 计达1000亿个以上。 银河系是宇宙内众多星系中的一个，它是一种 旋涡 星系，太阳系正处于其中一条旋臂的 边缘 。 银河系以外的星系统称为 河外 星系。
θ
三、 恒星的物质组成
▲ 绝大多数恒星都有着与太阳相同的化学成分： 氢、氦及少量的其他元素。 ▲ 每种元素发出的光有其独特的线状光谱， 利用光谱分析可以知道恒星中存在的元素成分。
氢
氦 钠 钙 ★自主活动 （课文P83）
四、 恒星演化的几个阶段
恒星演化分为诞生期、存在期和死亡期。
中型星
巨星
中子星
白矮星
五、课堂练习
4、星云在引力的作用下不断收缩，形成了原恒星。 原恒星继续收缩，内部温度不断上升，引发核反应， 便诞生了恒星 。当恒星的燃料耗尽，其核心开始收 缩，外层部分开始膨胀，便成为一颗红色的巨星 或 超巨星 。中小型恒星变成巨星后，其外层部分会漂 流进太空，遗留下来的内核就变成了一颗白矮星。 当白矮星不再发出光芒时，就成为一颗黑矮星。如 果巨星或超巨星突然爆炸，便成为超新星。由于爆 炸的反作用力，超新星的中心物质被进一步压缩， 电子与质子结合成中子，便成为一颗 中子 星。当巨 星发生超新星爆炸后，若星体的剩余质量很大，则 星体的收缩无法停止，其密度 越来越大，最后会形 成黑洞。超新星形成后，其外层物质会继续扩散到 太空中而成为星云的组成部分，之后，这些星云又 会紧缩成一颗新的恒星 。
外层物质 继续扩散
黑
洞
中子星
星
云
四、 恒星演化的几个阶段
▲ 恒星的一生
四、 恒星演化的几个阶段
▲ 恒星是有寿命的，每一颗恒星都有其诞生、 存在和最终死亡的过程。 ▲ 一颗恒星的寿命取决于它的质量。质量越大 的恒星寿命反而短。 比太阳小的恒星寿命可达1000亿年以上。 太阳的寿命大约100亿年，而太阳现在的年龄 大约47亿年，正值“壮年”。 ▲ 当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着 这颗恒星将要结束它光辉的一生了。 ▲ 我们观测到的超巨星、巨星、中型星、白矮星 和中子星等恒星形态，就是恒星在不同年龄阶 段的形态。
一、 恒星的分类
▲ 分类原则：天文学家根据恒星的体积、温度 和亮度等主要特征来进行分类。 ▲ 我们观测到的恒星根据大小排列有： 超巨星、巨星、中型星、白矮星、中子星。 ▲ 如果将超巨星 放在太阳的位置上， 其体积将会达到木 星的轨道；中型星 中子星 如太阳般大小；白 矮星象地球一样大； 中子星的直径大约 在20公里。
二、 太阳和行星
2、太阳系中除了太阳、九大行星和它们的卫星 以外，还有许多小行星和彗星。 在太阳的引力作用下，各个行星几乎在同一 个平面内绕太阳公转。距离太阳越近的行星， 公转速度越大。
二、 太阳和行星
3、绝大多数小行星位于火星和木星的轨道之 间，此区域称为小行星带。 ● 以小行星带为界，在其内侧的行星称为 内行星(亦称类地行星) ；在其外侧的行 星称为外行星(亦称类木行星) 。
五、课堂练习
2、太阳系中除了太阳、 九 大行星和它们的卫 星以外，还有许多小行星和 慧 星，在太阳引力 的作用下，它们环绕太阳飞行，行星的轨道几乎 在 同一 平面内，距离太阳越近的行星，其公转 速度越 大 。 3、以小行星带为界，在其内侧的行星称为 内 行星(亦称类地行星) ，分别有 水星 、 金星 、 地球 和 火星 ；在其外侧的行星称为 外 行星(亦 天王星 、 称类木行星) ，分别有 木星 、 土星 、 海王星 和 冥王星 。