地球的宇宙環(huán)境 課件【體系建構(gòu)+教材精研】高一地理人教版（2019）必修第一冊(cè)

導(dǎo)入回顧地球的宇宙環(huán)境Thecosmicenvironmentoftheearth第一章第一節(jié)宇宙中的地球新課標(biāo)人教版2

019■中國(guó)“風(fēng)云四號(hào)”氣象衛(wèi)星拍攝的地球我國(guó)載人飛船工程首位航天員楊利偉在回憶從太空中俯瞰地球的感受時(shí)，這樣寫道:“地球真的太漂亮了，漂亮得無可比擬!大空的黑幕上，地球就像站在宇宙舞臺(tái)中央那位最美的大明星，渾身散發(fā)出奪人心魄的、彩色的明亮的光芒，她披著淺藍(lán)色的紗裙和白色的飄帶，如同天上的仙女緩緩飛行——THEBLUEPLANET目錄CONTENTS01

地球在宇宙中的位置02

行星地球03

天文學(xué)常識(shí)THEBLUEPLANET/

01地球在宇宙中的位置Thepositionoftheearthintheuniverse“天地四方曰宇，古往今來曰宙”天體物質(zhì)形式Materialformofcelestialbody壹晴朗夜空下，仰望星空，可以看到閃爍的恒星、輪廓模糊的星云，以及相對(duì)星空背景有明顯位移的行星、還可以看到一閃即逝的流星體、拖著長(zhǎng)尾的彗星這些都是宇宙中物質(zhì)存在的形式，它們連同通過天文望遠(yuǎn)鏡或其他空間探測(cè)手段才能探測(cè)到的星際空間物質(zhì)，統(tǒng)稱為天體由氣體和塵埃組成的呈云霧狀外表的天體，主要物質(zhì)是氫圖為通過天文望遠(yuǎn)鏡拍攝的獵戶座星云1由熾熱氣體組成、能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體圖為太陽(yáng)，它是離地球最近的恒星2在橢圓軌道上繞恒星運(yùn)行的、近似球狀的天體行星的質(zhì)量比恒星小，本身不發(fā)光，靠反射恒星的光而發(fā)亮圖為在外太空拍攝的環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行的土星3環(huán)繞行星運(yùn)轉(zhuǎn)的天體，衛(wèi)星的大小差別很大圖為木星的衛(wèi)星一木衛(wèi)二，它是已發(fā)現(xiàn)的距離木星第二近的衛(wèi)星4彗星主要由冰物質(zhì)構(gòu)成，呈云霧狀的獨(dú)特外貌,是進(jìn)入太陽(yáng)系內(nèi)亮度和形狀會(huì)隨日距變化而變化的繞日運(yùn)動(dòng)的天體，當(dāng)彗星接近恒星時(shí)彗星在太陽(yáng)輻射作用下分解成彗頭和彗尾，狀如掃帚。流星體流星體是太陽(yáng)系內(nèi)，小至沙塵，大至巨礫，成為顆粒狀的碎片。流星體進(jìn)入地球（或其他行星）的大氣層之后，在路徑上發(fā)光并被看見的階段則被稱為流星。黑洞是現(xiàn)代廣義相對(duì)論中的一種天體引力極其強(qiáng)大，是時(shí)空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體圖為北京時(shí)間2019年4月10日人類首張合成黑洞照片由人工研制并用運(yùn)載火箭或航天飛機(jī)發(fā)射到宇宙空間的飛行體運(yùn)行規(guī)律與自然天體相同或基本相同；包括宇宙飛行器和空間垃圾等人造衛(wèi)星環(huán)繞行星運(yùn)轉(zhuǎn)的天體。天體自然天體人造天體恒星發(fā)光、發(fā)熱行星不斷運(yùn)動(dòng)流星拖著長(zhǎng)尾彗星轉(zhuǎn)瞬即逝星云輪廓模糊人造衛(wèi)星、宇宙飛船、發(fā)射升空的火箭、空間站

2天體系統(tǒng)地月系太陽(yáng)系銀河系總星系宇宙中天體都在運(yùn)動(dòng)著，運(yùn)動(dòng)中的天體相互吸引、相互繞轉(zhuǎn)，形成天體系統(tǒng)。天體系統(tǒng)有不同的級(jí)別；地球所處的天體系統(tǒng)，按從低到高的級(jí)別，依次為地月系、太陽(yáng)系、銀河系和可觀測(cè)宇宙可觀測(cè)宇宙銀河系太陽(yáng)系地月系其他行星系其他恒星系河外星系地月系E-Moonsystem1地月系由地球和月球組成地球是地月系的中心天體，月球圍繞地球運(yùn)動(dòng)它是地球唯一的天然衛(wèi)星，月地距離約為38.4萬(wàn)千米月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，并且是太陽(yáng)系中第五大的衛(wèi)星。月球的直徑是地球的四分之一，質(zhì)量是地球的八十分之一，月球表面布滿了由隕石撞擊形成的環(huán)形山。月球現(xiàn)在與地球的距離，大約是地球直徑的30倍太陽(yáng)系太陽(yáng)系由太陽(yáng)、行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星、行星際物質(zhì)等構(gòu)成太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心天體，質(zhì)量占整個(gè)太陽(yáng)系質(zhì)量的99.86%以其強(qiáng)大的引力，約束其他天體按照-一定的軌道繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)地球是距離太陽(yáng)較近的一顆行星，日地距離約為1.5億千米水星金星地球火星木星天王星土星海王星太陽(yáng)系?八大行星體積位置Thesizeandpositionofeightplanetsinthesolarsystem水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星注：2006年8月24日下午，第26屆國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)通過決議，由天文學(xué)家以投票正式將冥王星劃為矮行星，自行星之列中除名銀河系GalacticSystemE03銀河系是由太陽(yáng)和眾多恒星組成的龐大恒星系統(tǒng)在銀河系中，有1000億顆以上的恒星；銀河系的直徑約10萬(wàn)光年①太陽(yáng)與銀河系中心的距離約2.6萬(wàn)光年①光年是計(jì)量天體間距離的單位。1光年即光在一年中傳播的距離，約為94605億千米由于身在其中，我們?cè)诘厍蛏蠠o法看到銀河系的全貌在沒有月光且未受城市燈光干擾的晴朗夜晚，常能看到銀河呈一條乳白色的朦朧光帶橫跨天際圖為夏季在金山嶺長(zhǎng)城觀測(cè)到的銀河可觀測(cè)宇宙目前，在銀河系外，天文學(xué)家觀測(cè)到許許多多同銀河系類似的星系，統(tǒng)稱它們?yōu)楹油庑窍点y河系和現(xiàn)階段所能觀測(cè)到的河外星系，統(tǒng)稱為可觀測(cè)宇宙注：圖示為人類可觀測(cè)宇宙輻射全景開展簡(jiǎn)單的天文現(xiàn)象觀測(cè)活動(dòng)Simpleastronomicalobservationactivities天文觀測(cè)是天文學(xué)家重要的日常工作之一，天文愛好者也可以直接用肉眼或者用望遠(yuǎn)鏡等進(jìn)行月相、日食、月食、流星雨等天文現(xiàn)象的觀測(cè)；觀測(cè)前需做好準(zhǔn)備工作，觀測(cè)時(shí)注意個(gè)人安全防護(hù)以月相觀測(cè)為例；月相可用肉眼直接觀測(cè)，觀測(cè)前需準(zhǔn)備指南針和觀測(cè)記錄表圖：確定月亮在天空中的位置…

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…確定月亮位置的方法Howtodeterminethepositionofthemoon選擇視野開闊的地方，用指南針確定東、南、西、北方向；選擇地面標(biāo)志性建筑物，作為月亮水平方位的參照月亮的高度角可用拳頭進(jìn)行估算；水平伸直一只手臂為0°基準(zhǔn)面，握拳，其上疊放另一只手的拳頭，一只拳頭的高度角約為10°；保持手臂穩(wěn)定不動(dòng)，依次將下面的手抽出疊放在上面，直到視線、拳頭和月亮三者重合，據(jù)此估算月亮的高度角活動(dòng)觀測(cè)并記錄月亮的位置和形狀Howtodeterminethepositionofthemoon傍晚日落后天空出現(xiàn)月牙的時(shí)候，在觀測(cè)表上記下觀測(cè)日期、月亮的位置和形狀，并標(biāo)注觀測(cè)時(shí)刻(表1.1)接下來兩周內(nèi)，每天在同一時(shí)刻進(jìn)行觀測(cè)并記錄。描繪觀測(cè)期間同一時(shí)刻月亮在天空的位置和形狀變化活動(dòng)表1.1月相觀測(cè)記錄表觀察時(shí)刻____________日期觀測(cè)項(xiàng)目農(nóng)歷公歷月亮水平方位月亮高度角月亮形狀觀測(cè)并記錄月亮的位置和形狀Howtodeterminethepositionofthemoon活動(dòng)總結(jié)觀測(cè)結(jié)果總結(jié)月亮位置的逐日變化總結(jié)月亮形狀的逐日變化圖:月相觀測(cè)描繪示例(2016年)/

02行星地球PlanetEarth太陽(yáng)系?八大行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律m八顆行星都圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)而且公轉(zhuǎn)方向具有同向性，公轉(zhuǎn)軌道面具有共面性，公轉(zhuǎn)軌道形狀具有近圓性水星金星地球火星類地行星巨行星木星土星遠(yuǎn)日行星天王星海王星運(yùn)動(dòng)特征：同向性共面性近圓性注意：存在小行星帶地球普通性與特殊性普通性：無論是從距日遠(yuǎn)近、自身的體積，還是從公轉(zhuǎn)方式來看，地球都只是太陽(yáng)系中一顆普通的行星。特殊性：然而，地球又是太陽(yáng)系中一顆特殊的行星；根據(jù)人類目前所掌握的宇宙信息，地球是八顆行星中唯一存在高級(jí)智慧生命的星球地球上存在生命想一想:地球上為什么會(huì)存在生命呢？——特殊的行星安全的宇宙環(huán)境地球位于太陽(yáng)系，太陽(yáng)系的中心天體太陽(yáng)正處于壯年期，狀態(tài)穩(wěn)定。八顆行星都圍繞太陽(yáng)做周期運(yùn)動(dòng)，公轉(zhuǎn)的方向一致，公轉(zhuǎn)軌道近乎在同一個(gè)平面上。其他小行星公轉(zhuǎn)方向與八顆行星也基本一致。行星及其小行星各行其道、互不干擾。地球所處的宇宙環(huán)境很安全。適宜的溫度：太陽(yáng)穩(wěn)定，太陽(yáng)處于中年期，狀態(tài)穩(wěn)定，地球與太陽(yáng)的距離適中，公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)周期適當(dāng)，平均溫度15℃，使地球表面適于生命過程發(fā)生和發(fā)展的溫度條件。如果地球距離太陽(yáng)太近，地表溫度太高，由于熱擾動(dòng)太強(qiáng)，原子根本不能結(jié)合在一起，也就無法形成分子，水星金星地球火星木星土星天王星海王星大致氣溫400℃左右平均15℃-70℃～20℃-140℃左右-200℃以下大氣：地球具有適中的體積和質(zhì)量，其引力可以使大量的氣體聚集在地球的周圍，形成包圍地球的大氣層。原始大氣成分主要是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少氧氣，不適合生命生存的需要。經(jīng)歷漫長(zhǎng)的演化過程，地球大氣轉(zhuǎn)化為以氮和氧為主的、適合生命呼吸的大氣。地球大氣高空的氧氣在太陽(yáng)紫外線照射下合成臭氧，形成臭氧層。臭氧層的臭氧大量吸收紫外線，可以保護(hù)地球生物不受紫外線的傷害。原來地球上沒有水。由于原始地球體積收縮和內(nèi)部放射性元素衰變產(chǎn)生熱量地球內(nèi)部溫度逐漸升高，不斷產(chǎn)生水汽。這些水汽通過火山活動(dòng)等形式逸出地表，逐漸冷卻、凝結(jié)形成降水，匯聚到表面低洼地帶，形成了原始的海洋。海洋是生命的搖籃，地球上最初的單細(xì)胞生命，就出現(xiàn)在海洋中。外部條件安全的宇宙環(huán)境穩(wěn)定的太陽(yáng)光照自身?xiàng)l件適宜的溫度適合生物的大氣存在液態(tài)水地球是目前已知唯一存在生命的行星地球宇宙環(huán)境亟待保護(hù)地球是人類在宇宙中唯一的家園隨著人類對(duì)宇宙探索的深入，航天活動(dòng)日益頻繁，留在太空中的垃圾越來越多；地球的宇宙環(huán)境亟待保護(hù)，這是全人類共同的責(zé)任人類對(duì)宇宙的探索Humanexplorationoftheuniverse

自古以來人們就對(duì)天文現(xiàn)象十分好奇直至400多年前，人們只能通過肉眼觀測(cè)宇宙，因視野范圍有限，誤認(rèn)為地球是宇宙的中心；1543年，哥白尼通過觀測(cè)和計(jì)算提出了日心說，由于缺乏更多的支持，不被廣泛認(rèn)可…

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…尼古拉·哥白尼(1473—1543年）波蘭天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家、教會(huì)法博士、神父人類對(duì)宇宙的探索Humanexplorationoftheuniverse

1609年，伽利略制造了一架小型望遠(yuǎn)鏡，其放大率只有32倍；伽利略用這架望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到了月球隕石坑、太陽(yáng)黑子、木星的4顆衛(wèi)星、土星光環(huán)他的結(jié)果有力地支持了哥白尼的目心說；由此，人們對(duì)宇宙的觀測(cè)方式進(jìn)入了望遠(yuǎn)鏡時(shí)代，宇宙觀也發(fā)生了改變…

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…伽利略·伽利雷（1564～1642年）意大利天文學(xué)家，物理學(xué)家和工程師現(xiàn)代物理學(xué)之父、科學(xué)方法之父、現(xiàn)代科學(xué)之父人類觀測(cè)宇宙的工具——天文望遠(yuǎn)鏡此后，天文望遠(yuǎn)鏡突飛猛進(jìn)地發(fā)展，人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)也逐步擴(kuò)展、加深赫歇耳借助天文望遠(yuǎn)鏡將觀測(cè)范圍擴(kuò)展到太陽(yáng)系之外，確認(rèn)了由眾多恒星構(gòu)成的銀河系的存在自學(xué)窗…

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…人類觀測(cè)宇宙的工具——天文望遠(yuǎn)鏡哈勃通過天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了仙女座星云其實(shí)是由大量恒星組成的，而且距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出銀河系的范圍，證實(shí)了河外星系的存在圖以哈勃名字命名的空間望遠(yuǎn)鏡——哈勃望遠(yuǎn)鏡自學(xué)窗…

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…人類觀測(cè)宇宙的工具——天文望遠(yuǎn)鏡2016年，我國(guó)在貴州建成了目前世界最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，幫助人類獲取更多的宇宙信息自學(xué)窗/

03天文學(xué)常識(shí)Generalknowledgeofastronomy宇宙大爆炸學(xué)說BigBangTheory-01-宇宙是由一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于137億年前一次大爆炸后膨脹形成的在這個(gè)時(shí)期里，宇宙體系在不斷地膨脹，使物質(zhì)密度從密到稀地演化，宇宙大爆炸學(xué)說由比利時(shí)天文宇宙學(xué)家勒梅特于1927年首次提出天文單位與光年Astronomicalunitandlightyear-04-光年是長(zhǎng)度單位，指光在宇宙真空中沿直線傳播了一年時(shí)間所經(jīng)過的距離1光年為9,460,730,472,580，800米，約為9.4607×1012km299792458m/s地球至月球=1.3光秒地球至太陽(yáng)=8光分地球至火星=12.7光分地球至半人馬座阿爾法=4.4光年地球至我們銀河系的邊緣=52000光年太陽(yáng)系八大行星概況Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem-05-水星金星地球火星木星土星天王星海王星太陽(yáng)系八大行星概況Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem離太陽(yáng)最近的行星，巖石行星，中國(guó)稱之為辰星，每88個(gè)地球日繞太陽(yáng)一周。由于其非?？拷?yáng)，表面溫度427℃（最高）、-173℃（最低），且沒有大氣層所以光能夠射向表面，這個(gè)星球幾乎是不能有生命可以進(jìn)化或者延續(xù)下去的水星Mercury太陽(yáng)系八大行星概況Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem♀離地球最近的行星，其亮度在夜空中僅次于月球，排第二金星是一顆類地行星，因?yàn)槠滟|(zhì)量與地球類似，有時(shí)也被人們叫做地球的姐妹星，也是太陽(yáng)系中唯一一顆沒有磁場(chǎng)的行星金星Venus太陽(yáng)系八大行星概況Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem按離太陽(yáng)由近及遠(yuǎn)的次序排為第三顆，距離太陽(yáng)1.5億公里，誕生46億年地球在太空上看地球呈藍(lán)色，是目前宇宙中人類已知存在生命的唯一的天體，是包括人類在內(nèi)上百萬(wàn)種生物的家園地球Earth太陽(yáng)系八大行星概況Asurveyoftheeightplanetsinthesolarsystem太陽(yáng)系第四顆行星，屬于類地行星，自轉(zhuǎn)軸傾角、自轉(zhuǎn)周期均與地球相近我國(guó)古書上將火星稱為“熒惑星”，表面溫度白天：-5℃夜晚：-87℃，已知類地行星中密度最小的行星，2015年9月28日，NASA宣布火星存在流動(dòng)水火星Mars太陽(yáng)系八大行星概況Asurv