1.1 地球的宇宙環(huán)境 課件地理高一上學(xué)期湘教版（2019）必修一

第一章

宇宙中的地球第一節(jié)

地球的宇宙環(huán)境什么是宇宙概念：現(xiàn)代天文學(xué)認(rèn)為，宇宙是所有時(shí)間、空間和物質(zhì)的總和。古人云：上下四方曰宇，古往今來曰宙。物質(zhì)性：由物質(zhì)組成運(yùn)動(dòng)性：不斷運(yùn)動(dòng)中｛特征：可見宇宙：天文學(xué)家把人類目前已經(jīng)觀測到的有限宇宙，叫作“可觀測宇宙”或“已知宇宙，其半徑約137億光年。一、人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)階段理論第一階段我國古代“蓋天說”——“天圓地方”第二階段亞里士多德、托勒密等發(fā)展并完善“地心說”——地球是宇宙中心，認(rèn)為地球靜止。第三階段波蘭天文學(xué)家哥白尼發(fā)表《天體運(yùn)行論》，提出“日心說”——太陽是宇宙的中心。第四階段宇宙無限說，認(rèn)為宇宙在時(shí)間上是無限的。第五階段相對(duì)論，時(shí)空可變。第六階段宇宙大爆炸學(xué)說，認(rèn)為宇宙是發(fā)生在137億年前的一次爆炸。認(rèn)識(shí)歷程中國天眼中國500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（英文簡稱:FAST）啟用時(shí)間2016年9月建設(shè)地點(diǎn)貴州平塘喀斯特洼坑面積大小30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場接收面積世界等級(jí)目前世界最大單口徑最靈敏射電望遠(yuǎn)鏡人類意義顯著提高人類探索宇宙能力1.概念：宇宙中物質(zhì)的存在形式。二、多層次的天體系統(tǒng)（一）天體如恒星、星云、行星、衛(wèi)星、星際空間物質(zhì)等。宇宙是一個(gè)物質(zhì)世界——由各種天體組成恒星——由熾熱的氣體組成，自身能發(fā)光的球狀天體星光閃爍的恒星星云——由氣體和塵埃組成的云霧狀外表的天體輪廓模糊的星云行星——指自身不發(fā)光，環(huán)繞著恒星的天體有明顯位移的行星衛(wèi)星——指在圍繞一顆行星軌道并按閉合軌道做周期性運(yùn)行的天體流星體——太陽系內(nèi)顆粒狀的碎片，其尺度可以小至沙塵，大至巨礫星際物質(zhì)——主要是星際氣體、塵埃、星際云等圓缺多變的月亮一閃即逝的流星體二、多層次的天體系統(tǒng)（一）天體天然天體人造天體人造衛(wèi)星航天飛機(jī)宇宙飛船月球探測器行星探測器空間實(shí)驗(yàn)室太空垃圾二、多層次的天體系統(tǒng)（一）天體恒星星云行星衛(wèi)星流星體彗星最基本的天體2.分類：主要分為自然天體和人造天體。宇宙飛船太空垃圾太空中運(yùn)行恒星由熾熱氣體組成；能自身發(fā)光的球狀或類球狀天體；質(zhì)量巨大；最基本的天體；太陽是離地球最近的恒星。Star自然天體類型

是由引力凝聚在一起的球型發(fā)光的等離子體，恒星都是氣態(tài)星球，晴朗無月的夜晚，且無光無污染的地區(qū)，一般用肉眼大約可以看到6000多顆恒星，借助望遠(yuǎn)鏡，則可以看到幾十萬乃至幾百萬顆以上。估計(jì)銀河系中的恒星大約有1500——4000億顆。

恒星依靠內(nèi)部的核聚變反應(yīng)發(fā)光發(fā)熱，多數(shù)恒星的年齡在10億年至100億歲之間，有些恒星甚至接近觀測到的宇宙年齡——132億歲。目前發(fā)現(xiàn)的最古老的恒星估計(jì)的年齡是134億歲。太陽現(xiàn)在大約45.7億歲，正處于壯年時(shí)期。蝴蝶星云M2-9星云蟹狀星云由氣體和塵埃物質(zhì)組成的呈云霧狀外表的天體；主要物質(zhì)是氫；是最基本的天體。Nebula自然天體類型金星地球火星木星土星天王星海王星行星在橢圓軌道上繞恒星運(yùn)行的近似球狀天體；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)光。Planet自然天體類型衛(wèi)星環(huán)繞行星做周期性運(yùn)轉(zhuǎn)的天體；體積小，不能自己發(fā)光；月球是地球唯一的天然衛(wèi)星。Satellite木星及其衛(wèi)星月球自然天體人造衛(wèi)星彗星在扁長軌道上繞太陽運(yùn)行的一種質(zhì)量很小的天體。是指進(jìn)入太陽系內(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，呈云霧狀彗星分為彗核、彗發(fā)、彗尾三部分，彗核由冰物質(zhì)構(gòu)成，彗尾背向太陽.靠近太陽后瓦解后成為流星體。Colet又稱掃把星拖著長尾的彗星自然天體類型流星體流星體是運(yùn)行于行星際空間的大大小小的塵

粒和固體小塊，是太陽系內(nèi)成為顆粒狀的碎片流星體進(jìn)入地球大氣層后，在路徑上發(fā)光并被看見的階段則被稱為流星，流星雨是成群的流星體進(jìn)入大氣層的發(fā)光現(xiàn)象。Meteoroid一閃即逝的流星獅子座流星雨英仙座流星雨

流星雨是在夜空中有許多的流星從天空中一個(gè)所謂的輻射點(diǎn)發(fā)射出來的天文現(xiàn)象。這些流星是宇宙中被稱為流星體的碎片，在平行的軌道上運(yùn)行時(shí)以極高速度投射進(jìn)入地球大氣層的流束。大部分的流星體都比沙礫還要小，因此幾乎所有的流星體都會(huì)在大氣層內(nèi)被銷毀，不會(huì)擊中地球的表面；能夠撞擊到地球表面的碎片稱為隕石。數(shù)量特別龐大或表現(xiàn)不尋常的流星雨會(huì)被稱為“流星突出”或“流星暴”，可能每小時(shí)出現(xiàn)的流星會(huì)超過1,000顆以上。自然天體類型人造天體航天飛機(jī)宇宙飛船人造衛(wèi)星太空探測器天空實(shí)驗(yàn)室國際空間站人造天體由人工研制并用運(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判斷天體——三標(biāo)準(zhǔn)看空間位置它是不是位于地球大氣層之外，獨(dú)立存在于宇宙中。進(jìn)入大氣層的或落回地面的物體不屬于天體。判斷是否屬于天體1、待發(fā)射的衛(wèi)星（火箭、宇宙飛船）（）3、火星上工作的“勇氣號(hào)””機(jī)遇號(hào)”探測車（）2、吉林1號(hào)隕石（）看物質(zhì)形態(tài)它是不是宇宙間的物質(zhì)，一些自然現(xiàn)象不屬于天體。看運(yùn)轉(zhuǎn)軌道看它是否在一定的軌道上獨(dú)自運(yùn)轉(zhuǎn)，依附在其他天體上運(yùn)行的物體不屬于天體。NoNoNo4、在發(fā)射架上等待發(fā)射的北斗衛(wèi)星是天體嗎?發(fā)射成功后的北斗衛(wèi)星是天體嗎?

還未發(fā)射的北斗衛(wèi)星仍屬于地球的一部分,因此不是天體;而發(fā)射成功后的北斗衛(wèi)星已經(jīng)進(jìn)入太空、環(huán)繞地球運(yùn)行,已經(jīng)獨(dú)立存在于宇宙中且在獨(dú)立的軌道上運(yùn)行,因此是天體。判讀方法

二、多層次的天體系統(tǒng)宇宙是一個(gè)不斷運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)世界——天體系統(tǒng)(二)天體系統(tǒng)概念：宇宙中運(yùn)動(dòng)的天體（至少兩個(gè)或者以上）因相互吸引、相互繞轉(zhuǎn)，形成天體系統(tǒng)。（宇宙的運(yùn)動(dòng)性）級(jí)別：天體系統(tǒng)有不同的級(jí)別，按從低到高的級(jí)別，依次為地月系、太陽系、銀河系和可觀測宇宙。天體系統(tǒng)的層級(jí)關(guān)系其他行星系其他恒星系可觀測宇宙（總星系）銀河系太陽系地月系河外星系級(jí)別范圍高低大小地球所在天體系統(tǒng)層級(jí)關(guān)系示意地月系太陽系銀河系可觀測宇宙10萬光年2.6萬光年太陽系在銀河系中的位置銀河系是由太陽和眾多（1000多億顆以上）恒星及星云組成的“鐵餅”狀扁平外形的龐大恒星系統(tǒng)，恒星之間的距離十分遙遠(yuǎn)。在銀河系中，所有恒星都環(huán)繞銀心旋轉(zhuǎn)銀河系的直徑約10萬光年，中心厚度約1.2萬光年。太陽與銀河系中心的距離約2.6萬光年，繞銀心一周約2.5億年。1、銀河系與河外星系銀河系銀河系具有“鐵餅”狀的扁平外形銀心+銀心+2.6萬光年10萬光年河外星系目前，在銀河系外，天文學(xué)家觀測到許許多多同銀河系同級(jí)別的恒星系統(tǒng)，統(tǒng)稱它們?yōu)楹油庑窍担s1250億個(gè)）大多數(shù)河外星系由幾十億到上萬億顆恒星組成，河外星系的直徑由幾千光年到幾十萬光年不等，河外星系1、銀河系與河外星系可觀測宇宙銀河系和現(xiàn)階段所能觀測到的河外星系，統(tǒng)稱為可觀測宇宙所有星系和在一起構(gòu)成最大的天體系統(tǒng)，稱總星系?？傂窍稻褪翘煳膶W(xué)家所說的可見宇宙，半徑約137億光年注：圖示為人類可觀測宇宙輻射全景[特別提醒]

隨著人類技術(shù)的發(fā)展，宇宙探測水平會(huì)不斷高，“可見宇宙”的范圍也會(huì)不斷擴(kuò)大。1、銀河系與河外星系由太陽、行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星、行星際物質(zhì)等構(gòu)成太陽是太陽系的中心天體，質(zhì)量占整個(gè)太陽系質(zhì)量的99.86%太陽以其強(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)地球是距離太陽較近的一顆行星，日地距離約為1.5億千米（一個(gè)日地距離=一個(gè)天文單位）太陽系2、太陽系與地月系日地距離約為1.5億千米。飛機(jī)（1000千米/小時(shí)）到達(dá)太陽需要多少天？約17年太陽水星金星地球火星木星土星天王星海王星類地行星地內(nèi)行星地外行星巨行星遠(yuǎn)日行星小行星帶火與木相遇易燃燒小行星帶來分隔離類地行星：質(zhì)量、體積、平均密度小行星帶：太陽系八大行星結(jié)構(gòu)特征歸納太陽系八大行星運(yùn)行特征歸納同向性：繞日公轉(zhuǎn)方向都是_________近圓性：繞日公轉(zhuǎn)的軌道形狀近似圓形

性：軌道面幾乎在同一平面上自西向東共面特別提醒特殊天體的運(yùn)動(dòng)(1)金星自轉(zhuǎn)方向與其他行星相反，在金星上看太陽西升東落。(2)哈雷彗星公轉(zhuǎn)方向與八大行星相反。地月系地月系由地球和月球組成。地球是地月系的中心天體，月球圍繞地球公轉(zhuǎn)的同時(shí)也在自轉(zhuǎn)，月球公轉(zhuǎn)、自傳的方向（自西向東）和周期（一恒星月27天）月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，月地距離約為38.4萬千米，也是距離地球距離最近的天體。飛機(jī)（800千米/小時(shí)）到達(dá)月球需要多少天？約20天2、太陽系與地月系（一）地球的普通性三、行星地球名稱與太陽的距離/(×106千米)赤道半徑/千米質(zhì)量(地球＝1)體積(地球＝1)平均密度/(克/厘米3)水星57.924400.050.0565.46金星108.260500.820.8565.26地球149.663781.001.0005.52火星227.933950.110.1503.96木星778.071400317.941316.0001.33土星1472.06000095.18745.0000.70天王星2870.02540014.6365.2001.24海王星4496.02475017.2257.1001.66行星基本數(shù)據(jù)。(衛(wèi)星數(shù)據(jù)資料截至2013年)地球的形狀、體積、密度、物質(zhì)組成等，都沒有非常特別的。八大行星的物理特征八大行星的運(yùn)動(dòng)特征：1、同向性：繞日公轉(zhuǎn)方向都是自西向東2、近圓性：繞日公轉(zhuǎn)的軌道近似圓形3、共面性：軌道面幾乎在同一平面上地球的普通性主要體現(xiàn)在：

其運(yùn)動(dòng)特征和結(jié)構(gòu)特征與其他行星相比，并無特殊之處。（一）地球的普通性三、行星地球（二）地球的特殊性

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。生態(tài)三、行星地球1.穩(wěn)定的太陽光照。

太陽系的中心天體太陽正處于壯年期，狀態(tài)穩(wěn)定。利于生物的繁衍和演化。外部條件地球上存在生命的條件三、行星地球2、安全的宇宙環(huán)境太陽系八大行星

八大行星都圍繞太陽作周期運(yùn)動(dòng)，公轉(zhuǎn)方向一致，公轉(zhuǎn)軌道面近乎在同一平面上，其他小行星的公轉(zhuǎn)方向與八顆行星也基本一致。大小行星各行其道，互不干擾。外部條件三、行星地球地球上存在生命的條件自身?xiàng)l件日地距離適中、地球自轉(zhuǎn)周期適中（24h）和公轉(zhuǎn)周期（1年）適中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1.地球具有適宜的溫度（15℃）三、行星地球地球上存在生命的條件

地球具有適中的體積和質(zhì)量，其引力聚集氣體形成厚度合適的大氣層。經(jīng)過漫長的大氣演化成適宜呼吸的大氣，并削弱宇宙輻射。2.恰到好處的大氣厚度和大氣成分，適合生物生存。自身?xiàng)l件三、行星地球地球上存在生命的條件水是萬物之源

原始地球體積收縮、內(nèi)部放射性元素衰變產(chǎn)生熱量，地球內(nèi)部溫度不斷升高，不斷產(chǎn)生水汽。3.地球存在液態(tài)水自身?xiàng)l件三、行星地球地球上存在生命的條件外部條件①穩(wěn)定的光照條件：太陽處于壯年，狀態(tài)穩(wěn)定②安全的宇宙環(huán)境：八大行星各行其道，互不干擾自身?xiàng)l件②適宜的溫度：日地距離適中，公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)周

期適中①適合生物生存的大氣：地球的體積和質(zhì)量適中③有液態(tài)水：地球內(nèi)部放射性元素衰變，原始地球重力收縮產(chǎn)生水汽，形成降水地球存在生命的原因地球是一顆特殊的行星生命演化連續(xù)生命的產(chǎn)生和發(fā)展知識(shí)歸納

從地球上看月亮，有時(shí)似一鉤斜掛，有時(shí)如玉盤高懸。月亮盈虧變化而出現(xiàn)的各種形狀，稱為月相。月相的變化是有周期性的。從農(nóng)歷初一開始，觀察一個(gè)月內(nèi)月亮的形狀及其在天空中位置的變化。圖1-9農(nóng)歷上半月傍晚可見的月亮圖1-10農(nóng)歷下半月清晨可見的月亮活動(dòng)：觀察月相規(guī)律總結(jié)：上（弦月）上（半月）上（半夜）西（邊天）西（邊亮）下（弦月）下（半月）下（半夜）東（邊天）東（邊亮）節(jié)日