天文学基础知识太阳系概述.ppt
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1太阳系天文协会学术部天文协会学术部沙永强沙永强天文学基础2/70太阳系太阳系一、太阳系概况一、太阳系概况太阳系在银河系离中心近太阳系在银河系离中心近3万光年处万光年处以太阳为中心受太阳引力支配的天体系统以太阳为中心受太阳引力支配的天体系统太阳系太阳系太阳系太阳系:
太阳、八大行星、矮行星及其:
太阳、八大行星、矮行星及其66颗卫星、小行颗卫星、小行星和彗星以及行星际间的介质等组成。
星和彗星以及行星际间的介质等组成。
3/70太阳系太阳系4/70太阳系太阳系太阳太阳是太阳系中唯一的一颗恒星,其质量占整个太阳是太阳系中唯一的一颗恒星,其质量占整个太阳系的系的99.87,能发出强烈的光和热。
,能发出强烈的光和热。
八大行星:
八大行星:
太阳系太阳系直径直径118亿亿km,合,合79个天文单位。
太阳发个天文单位。
太阳发出的光需要出的光需要5.5小时才能穿出太阳系。
小时才能穿出太阳系。
水星水星金星金星地球地球火星火星木星木星土星土星天王星天王星海天星海天星冥王星冥王星矮行星:
矮行星:
小行星带:
小行星带:
火、木星之间;冥王星外火、木星之间;冥王星外柯伊伯环带。
柯伊伯环带。
太阳系中行星运转共面(黄道面)。
太阳系中行星运转共面(黄道面)。
行星运动形式:
自转和绕太阳公转。
行星运动形式:
自转和绕太阳公转。
彗星彗星5/70太阳系太阳系八大行星的分类:
八大行星的分类:
(1)类地行星:
水星、金星、地球、火星。
)类地行星:
水星、金星、地球、火星。
特点:
密度大(内部为硅酸盐,有固体外壳)、体特点:
密度大(内部为硅酸盐,有固体外壳)、体积小、自转慢、卫星少,有固态外壳和金属核心。
积小、自转慢、卫星少,有固态外壳和金属核心。
(2)类木行星:
木星、土星、天王星、海王星。
)类木行星:
木星、土星、天王星、海王星。
特点:
体积大,密度小,卫星多,自转快,无固体特点:
体积大,密度小,卫星多,自转快,无固体外壳,有浓密的大气。
外壳,有浓密的大气。
(3)矮行星)矮行星冥王星:
它是一个特殊的行星,既冥王星:
它是一个特殊的行星,既像类地,又像类木,但又都不是,它个头很小,轨道像类地,又像类木,但又都不是,它个头很小,轨道特殊,异常冰冷。
特殊,异常冰冷。
6共面共面,近圆近圆,同向同向行星,彗星绕太阳公转卫星(月亮)同时还绕行星公转Kepler定律太阳系内天体运动1571-16307/70太阳系太阳系表面的温度:
表面的温度:
6000。
二二.太阳太阳1.熊熊烈焰百亿年熊熊烈焰百亿年直径约:
直径约:
1.4106km,是地球直径的是地球直径的109倍。
倍。
寿命:
寿命:
100亿年。
亿年。
太阳:
中等主序星期的太阳:
中等主序星期的恒星。
恒星。
大气中有大气中有73种元素。
氢:
种元素。
氢:
71%;氦:
;氦:
26.5%;氧、碳、氧、碳、氮、氮、氖等气体:
氖等气体:
2%,镁、,镁、镍、镍、硅、硅、硫、硫、铁、钙等:
铁、钙等:
0.4%,其余,其余60种不足种不足0.1%。
8/70太阳系太阳系2.能量及来源能量及来源太阳的能量主要来源:
中心的核心部分聚变反应。
太阳的能量主要来源:
中心的核心部分聚变反应。
核心:
温度核心:
温度1.5107oC;压力;压力340亿倍大气压。
亿倍大气压。
释放能量:
释放能量:
26.7MeV。
每秒钟有质量为每秒钟有质量为6亿吨的氢热核聚变为亿吨的氢热核聚变为5.96亿吨的亿吨的氦,释放出相当于氦,释放出相当于400万吨氢的能量,根据目前对太万吨氢的能量,根据目前对太阳内部氢含量的估计,太阳至少还有阳内部氢含量的估计,太阳至少还有50亿年的正常亿年的正常寿命。
寿命。
爱因斯坦的质能关系:
爱因斯坦的质能关系:
氢热核聚变为氦:
氢热核聚变为氦:
9/70太阳系太阳系3.结构与成分结构与成分根据物理属性分为:
核心、辐射层、对流层、光球根据物理属性分为:
核心、辐射层、对流层、光球层、色球层、色球层以外是太阳的大气层、色球层、色球层以外是太阳的大气日冕。
日冕。
(1)日核)日核太阳的中心核反应区。
约占太阳半径的太阳的中心核反应区。
约占太阳半径的20,集中,集中了太阳质量的一半。
高温高压使这里的氢原子核聚了太阳质量的一半。
高温高压使这里的氢原子核聚变为氦。
变为氦。
(2)辐射区)辐射区范围:
范围:
0.250.86太阳半径,边缘温度约为太阳半径,边缘温度约为70万万k。
辐射:
辐射:
射线射线X射线射线极紫外线极紫外线紫外线逐渐变紫外线逐渐变为为可见光和其他形式的辐射。
可见光和其他形式的辐射。
10/70太阳系太阳系11/70太阳系太阳系(3)对流层)对流层:
在辐射区外侧,太阳气体呈对流的:
在辐射区外侧,太阳气体呈对流的不稳定状态,厚度大约不稳定状态,厚度大约14万万km。
温度、压力和密度变化梯度很大,物质径向对流强温度、压力和密度变化梯度很大,物质径向对流强烈又不均匀,可产生低频声波,将机械能通过光球烈又不均匀,可产生低频声波,将机械能通过光球传输到太阳的外层大气。
传输到太阳的外层大气。
(4)光球层)光球层:
厚度为:
厚度为500km的不透明的黄色气体薄的不透明的黄色气体薄层,温度约层,温度约5770k(太阳的平均有效温度)。
(太阳的平均有效温度)。
光球层发射几乎全部可见光。
光球层发射几乎全部可见光。
光球层上最显著的现象是太阳黑子。
光球层上最显著的现象是太阳黑子。
在光球层有在光球层有“米粒米粒”、“超米粒超米粒”组织,组织,“米粒米粒”组组织直径约织直径约1000到到2000公里公里,寿命约十分钟;,寿命约十分钟;“超超米粒米粒”组织,尺度达组织,尺度达三万公里三万公里左右,寿命约左右,寿命约20小时。
小时。
12/70太阳系太阳系(5)色球层)色球层红色的色球层厚度约红色的色球层厚度约1500km。
色球层温度:
色球层温度:
4500k8000k50000k。
日珥日珥色球上玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾,大色球上玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾,大的日珥高于日面几十万公里。
的日珥高于日面几十万公里。
色球上有许多挺拔的针状物、彩色的谱斑、细细的网色球上有许多挺拔的针状物、彩色的谱斑、细细的网纹、冲天的日浪、耀斑。
纹、冲天的日浪、耀斑。
耀斑耀斑在色球与日冕之间有时会突然发生剧烈的爆在色球与日冕之间有时会突然发生剧烈的爆发现象。
发现象。
13/70太阳系太阳系(6)日冕)日冕太阳的最外层大气。
太阳的最外层大气。
由高温、低密度的等由高温、低密度的等离子体组成。
日冕温离子体组成。
日冕温度达一二百万开。
高度达一二百万开。
高温使气体获得克服太温使气体获得克服太阳引力的动能,形成阳引力的动能,形成不断发射的较稳定粒不断发射的较稳定粒子流太阳风,是造成子流太阳风,是造成彗星尾背向太阳的主彗星尾背向太阳的主要动力。
要动力。
日全食时看到的日冕日全食时看到的日冕14/70太阳系太阳系太阳风太阳风15/70太阳系太阳系三三.类地行星(类地行星(水星、金星、地球、火星水星、金星、地球、火星)1.水星水星水星距离太阳水星距离太阳0.39AU。
质量约为。
质量约为3.31023kg,为地球,为地球的的0.055倍倍。
日光辐照强度比地球表面大日光辐照强度比地球表面大7倍,水星大气稀薄,昼夜倍,水星大气稀薄,昼夜温差大:
温差大:
427-173。
自转周期为自转周期为58.65地球日,公转周期为地球日,公转周期为0.241地球年,地球年,即即88地球日。
八大行星中除地球之外水星的密度最大地球日。
八大行星中除地球之外水星的密度最大(5.43g/cm3)。
水星地貌酷似月球,有大小不一的。
水星地貌酷似月球,有大小不一的环形山、辐射纹、平原、裂谷、盆地等地形。
环形山、辐射纹、平原、裂谷、盆地等地形。
当水星走到太阳和地球之间时,我们在太阳圆面上会当水星走到太阳和地球之间时,我们在太阳圆面上会看到一个小黑点穿过,这种现象称为水星凌日。
水星看到一个小黑点穿过,这种现象称为水星凌日。
水星凌日平均每世纪发生凌日平均每世纪发生13次。
次。
16/70太阳系太阳系水水星星17/70太阳系太阳系金星离地球只有金星离地球只有0.27AU。
黄昏的黄昏的“长庚星,黎长庚星,黎明的明的“启明星启明星”。
2.金星金星金星距太阳约金星距太阳约1.082108km,直径约为,直径约为12103.6km,体积为地球的体积为地球的0.86,质量为地球的,质量为地球的0.81。
自转周期:
自转周期:
243个地球日,自转自东向西,与公转反个地球日,自转自东向西,与公转反向。
密度:
向。
密度:
5.24克克/立方厘米立方厘米公转周期为公转周期为224.7个地球日,赤道与轨道面的夹角只个地球日,赤道与轨道面的夹角只有有2.6o,故季节效应不明显。
,故季节效应不明显。
金星没有辐射带和磁场,金星没有辐射带和磁场,CO2含量含量97%以上,强烈的以上,强烈的“温室效应温室效应”使金星表面温度高达使金星表面温度高达465485oC,温差很小,基本上没有昼夜、季节和地区的差别。
温差很小,基本上没有昼夜、季节和地区的差别。
18/70太阳系太阳系金金星星19/70太阳系太阳系金星表面的气压为金星表面的气压为90atm,相当于地球上海洋深处,相当于地球上海洋深处900米米左右所受的压力。
表面风速大约左右所受的压力。
表面风速大约2-3米米/秒,秒,随高度的增加,风速逐渐增大,在随高度的增加,风速逐渐增大,在50-70公里公里高空,高空,风速高达风速高达100米米/秒,强烈的对流产生了频繁的闪秒,强烈的对流产生了频繁的闪电。
在离金星表面电。
在离金星表面30-88公里公里的空间,是一层浓密的空间,是一层浓密的硫酸雾。
金星表面不存在任何液态水,没有任何的硫酸雾。
金星表面不存在任何液态水,没有任何生命形式存在的可能。
金星上最高的山脉是麦克斯生命形式存在的可能。
金星上最高的山脉是麦克斯威尔山,高度威尔山,高度11270米米,北半球大高原长,北半球大高原长3200公公里里,宽,宽1600公里公里,比西藏高原大的多,有一条大,比西藏高原大的多,有一条大裂缝穿过赤道地区,是太阳系天体上发现的最大裂裂缝穿过赤道地区,是太阳系天体上发现的最大裂缝。
缝。
20/70太阳系太阳系3.地球地球地球是太阳系中唯一适宜生命存在的天体。
地球是太阳系中唯一适宜生命存在的天体。
地球内部有四个同心球层:
内核、外核、地幔和地壳。
地球内部有四个同心球层:
内核、外核、地幔和地壳。
地球有丰富的水,地球有丰富的水,5.1亿亿平方公里平方公里的表面上有的表面上有70.8%的的海洋。
海洋。
自转周期:
自转周期:
23小时小时56分分4秒,即秒,即8.616104s。
公转公转周期:
周期:
365.2422天。
天。
地球是一个三轴椭球体,赤道处略为隆起,两极略为地球是一个三轴椭球体,赤道处略为隆起,两极略为扁平,赤道半径比极半径长扁平,赤道半径比极半径长20多公里。
多公里。
地球的赤道地球的赤道半径为半径为6378137m6.378106m,地极半径为,地极半径为6356752m6.357106m。
21/70太阳系太阳系地球的质量大约为地球的质量大约为61024kg。
平均密度:
平均密度:
5.515克克/厘米厘米3太阳与地球质量比太阳与地球质量比:
332946.0离太阳平均距离:
离太阳平均距离:
1.495978701011米米表面温度表面温度:
-30+450C表面大气压表面大气压:
1.013105帕斯卡帕斯卡公转轨道半长径公转轨道半长径149597870千米千米公转轨道偏心率公转轨道偏心率0.0167黄赤交角黄赤交角23度度27分分22/70太阳系太阳系地地球球23/70太阳系太阳系月球月球月球月球地球唯一的卫星。
地球唯一的卫星。
月球的直径月球的直径3476km,自转,自转周期为周期为27天天7时时43分分11.5秒,秒,公转周期为公转周期为27天天12时时44分。
分。
月球的公转轨道接近圆形,月球的公转轨道接近圆形,轨道半径为轨道半径为38万万k
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