地球概论——太阳与太阳系

地平视差：地球半径对天体中心所张开的角
太阳的距离
A
a
A-a
小
太 阳
地
行
球
星
A-a=m
A/a=n（距离之比的立方=周期之比的平方）
太阳的半径
A
16`
R
700000KM
太阳的质量
地球质量的33万倍 全部行星质量的745倍
J=mV (2)/R F=GMm/R(2) M=1.989×10（30）KM
❖ 第二定律（面积定律）：行星向径在轨道平面 上扫过的面积与时间成正比，即面速度不变 ；
❖ 第三定律（周期定律）：两行星周期平方之比， 等于其距离立方之比：
T12/T22=a13/a23
❖ 第一牛顿用万有引力定律，修正了第三定律： T12(M+m1)/ T22(M+m2)= a13/a23
T1和T2分别 表示两行星
一）。
S
E
太阳温度
❖ 太阳辐射热量
有效温度5770K；
❖ 太阳辐射光谱
辐射温度5700K；
❖ 太阳光球温度：5 770K ；
❖ 太阳中心温度：15 0万K；
❖ 色球温度：10万K；
❖ 日冕温度：1 50万K。
太阳热源
❖ 产热过程：热核反应（氢核聚变为氦核）； ❖ 产热方式：质量转化为能量； ❖ 产能中心：在太阳核心。 ❖ 能持续几十亿年之久
耀斑：色球爆发。黑子上方出现，局部放出多种射线引起异常 的地球物理现象。（破坏电离层、磁暴、极光）
日饵：从色球喷发出来的火焰状物质，形态多样。
黑子
太阳系
• 一、发现 • 二、太阳系的组成
• 太白——金星 venus • 辰星——水星mercury • 荧惑——火星mars • 岁星——木星jupiter • 镇星——土星saturn 五星+日月=七曜 日一二三四五六 日月火水 木金土
三、太阳的大气
太阳是我们惟一能观测到 表面细节的恒星。直接观 测到的是太阳的大气层， 它从里向外分为
光球→色球→日冕
图2-8 推测出的太阳结 构与剖面示意图
• 光球：明亮。5770K，密度只有地球大气的万 分之几，光球上层下降到4000K。厚500KM。
• 色球：亮度仅为光球的1/1000。温度1万K—— 10万——几十万K。厚2000KM。
黑子：扰动太阳的明显标志。
耀斑：扰动太阳的主要标志，对地球的影 响最强烈。
磁暴：电离层干扰。产生极光。
黑子：光盘出现的暗色斑点，4500K。周期11年，黑子最多时 太阳活动特别强烈：峰年。黑子少时太阳特别宁静：谷年。 光斑：光球上的明亮斑点，出现在太阳的边缘：说明处于光球 的上层可能是更炽热的气团。
太阳的平均密度是地球的四分之一 外部很低，中心很高达到 钢锭密度的20倍
Leabharlann Baidu、 太阳的热能、温度和热源
太阳热能
❖ 太阳常数：8.16J/(cm2·min)； ❖ 平均距离，太阳直射，大气界外； ❖ 太阳辐射总量：3.826 ×1026J/s； ❖ 地球所得：1.74 ×1017J/s（占22亿分之
金星
• 跟地球很近，4000万KM，与地球象孪生姐妹。半 径6000多KM，与地球大小差不多。
• CO2 占96%，比水星还热，硫酸雨，浓云密布 • 一天比一年长，公转225日、自转243日 • 自东向西自转 • 启明星和长庚星
火星
• 铁的氧化物组成 • 公转687天 • 是地球质量的1/10 • 平均温度-50℃
• 0.4+(0.3×2 n) (n=-∞、0、1…)
• 0.4 0.7 1.0 1.6 2.8 5.2 10.0 19.6 38.8
木土
天
星星
王
星
海
冥
王
王
星
星
水星
• 个头小，半径2440KM • 公转速度非常快，88日 • 自转速度慢，59日 • 像水银，到处是铅锡组成的湖泊，有环形山，
温度高： -173 ℃—— 427℃ • 太阳比地球上大两倍半，天空漆黑一片
足道的 • 地球自转
日心说：哥白尼
• 宇宙的中心是太阳 • 众星与其它行星绕日公转 • 地球自转 • 月球是地球的卫星 • 行星的排列顺序和周期 • 逆行是两种不等速运动的反映
缺陷
• 恒星球层 • 不动的中心天体 • 匀速的圆周运动
开普勒行星运动定律
❖ 第一定律（轨道定律）：行星轨道都是椭圆； 太阳位于椭圆的焦点之一；
• 日冕：亮度及色球的1/1000。暗淡灰白，百万 K的高温，厚几百万KM。
• 日冕膨胀现象：日冕物质以极高的速度运动着， 以致一部分离子能脱离太阳奔入行星际空间。
• 太阳风：由于日冕膨胀，行星际空间不断地得 到太阳喷发出来的高速粒子流。
日冕
四、 太阳活动：太阳大气各种变化的总称 （太阳“天气变化”）
的的公转周 期， a1和a2 分别表示它
们与太阳的
平均距离
（即各自轨 道的半长轴）
图 2-10 开普勒第二定律：面速度不变
❖ 开普勒认为，行星单纯绕太阳中心运动；
❖ 牛顿认为，行星和太阳都绕它们的共同质心；质 心的位置取决于二者的质量比。
❖ 开普勒廓清了行星轨道的几何特征，指出了行星 怎样运动；获得了“天空立法者”的美誉；
❖ 牛顿解释了行星运动的物理原因，回答了行星为 什么这样运动。至此太阳系理论完全确立。
二、 太阳系的组成
九大行星 ❖ 水星，金星，地球，火星，土星，天王 星，海王星，冥王星。
其他成分 ❖ 小行星，卫星，彗星，流星体等。
1、九大行星
• 轨道运动的基本特点： 共面性：倾角很小，水、冥比较大 近圆性：水、冥比较扁 同向性：自西向东公转 遵距性：提丢斯——波德定则
第三章 太阳和太阳系
太阳
一、 太阳的距离、大小和质量
日地平均距离：1.496 × 108km （即天文单位） 大小：半径约700 000km（为地球半径的109倍） 表面积：地球表面积的12 000倍 体积：地球体积的1 300 000倍 质量：1.989×1030kg（约为地球质量的33万倍）
中国古代
• 盖天说：天圆如张盖，地方如棋局 • 浑天说：天蛋壳，地蛋黄 • 地动说；天左旋，地右旋
地心说
• 托勒密：公元130年 1、地球是不动的中心 2、日月按简单的圆形绕转地球 3、行星按本轮均轮说转动 地、月、水、金、日、火、木、土、恒星
原始的日心说： 亚得山得里亚学派
• 宇宙的中心是太阳 • 地、日、月与众星所在的天穹高度相比是微不