《太阳和太阳系》文字素材5人教版选修1.docx
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《太阳和太阳系》文字素材5人教版选修1
《太阳和太阳系》文字素材5(人教版选修1)
太阳和太阳系一太阳太阳概况在宇宙中,太阳只是一颗普通的恒星。
但是,对地球来说,这颗恒星太重要了。
没有它,地球上的生命就不会存在。
太阳的光和热是人类赖以生存和活动的源泉。
地球上的许多自然现象,都同太阳息息相关。
太阳与地球之间的平均距离约为1.5亿千米。
太阳的半径约为700000千米,是地球半径的109倍多。
太阳的体积约为地球体积的130万倍。
太阳同所有的恒星一样,是由炽热的气体构成的,主要成分为氢和氦。
它的平均密度比地球小得多,是地球平均密度的1/4。
这些炽热的气体,为什么不会向四面八方飞散逃逸呢?
那是因为太阳的质量太大,用它本身强大的引力,把气体给吸引住了。
太阳的质量相当于地球质量的33万多倍。
太阳表面的重力加速度为地球表面重力加速度的28倍。
太阳外部结构我们能直接观测到的太阳,是太阳的大气层。
它从里到外分为光球、色球和日冕三层:
(一)光球我们看到的像圆盘一样、明亮发光的太阳表面,叫做光球。
它是太阳外部很薄的一层,厚度大约只有500千米,表面温度约为6000K①。
太阳光基本上都从这一层发出。
光球表面有一些黑斑点,叫做太阳黑子。
黑子实际上并不黑,只是因为它的温度比光球的表面温度大约低1500度左右,在明亮光球的衬托下,它才显得阴暗一些。
根据长期观察和纪录,发现太阳黑子有的年份多,有的年份少。
我们把黑子最多的年份,叫做太阳活动极大年,最少的年份叫做太阳活动极小年。
前一次活动极大年到再次出现活动极大年的平均周期约为11年。
(二)色球在光球的外面,有一层呈玫瑰色的太阳大气。
这一层叫做色球层。
它的厚度约几千千米,气体稀薄,所发出的可见光①,不及光球的千分之一。
因此,只有在日全食时(或用特殊望远镜)才被人们看到。
色球的温度自里向外由四、五千度升高到几万度②。
色球层当中,有时会向外猛烈地喷出高达几万千米至几十万千米的红色火焰,这叫日珥。
色球层的某些区域,在短时间内有突然增亮的现象。
这种现象,叫做耀斑,又叫太阳色球爆发。
耀斑的周期也是11年,常随黑子群的增多而增多。
耀斑和黑子都是太阳活动①的主要标志。
耀斑所发出的能量极大,在几分钟的短暂时间内,它能发出相当于100亿颗百万吨级氢弹的能量,把很强的无线电波,大量的紫外线、X射线、射线射出,把氢原子分解为高能带电粒子抛出,使它们能逃离太阳表面,并能到达地球。
(三)日冕在色球层的外面还包围着一层很稀薄的、完全电离的气体层。
这一层叫做日冕。
它从色球层边缘向外延伸到几个太阳半径处,甚至更远。
它的亮度仅为光球的百万分之一,也只有在日全食时或用特制的日冕仪才能看到。
日冕内部的温度高达100万度,日冕离太阳表面较远,受到的引力较小,它的高温使高能带电粒子向外运动。
这种粒子流运动的速度很高,每秒达350千米以上,不断地飞逸到行星际空间,好像是从太阳吹出来的一股风,所以叫做太阳风。
太阳活动频繁时,太阳风的强度和速度都变大。
太阳活动对地球的影响当太阳上黑子和耀斑增多时,发出的强烈射电会扰乱地球上空的电离层,使地面的无线电短波通讯受到影响,甚至会出现短暂的中断。
太阳大气抛出的带电粒子流,能使地球磁场受到扰动,产生磁暴现象,使磁针剧烈颤动,不能正确指示方向。
地球两极地区的夜空,常会看到淡绿色、红色、粉红色的光带或光弧,这叫做极光。
极光是带电粒子流高速冲进那里的高空大气层,被地球磁场捕获,同稀薄大气相碰撞而产生的。
太阳能量的来源炽热的太阳,它中心的温度高达1500万度,压力极大,有2.510聚变为一个氦原子核。
在这个核聚变过程中,太阳要损耗一些质量而释放出大量的能。
使太阳发光的就是这种能量。
太阳每秒钟由于核聚变而损耗的质量,大约为400万吨。
按照这样的消耗速度,太阳在50亿年的漫长时间中,只消耗了0.03%的质量。
据估计,太阳的寿命(即稳定时期)可达100亿年,目前它正处于稳定而旺盛的中年时期。
16帕。
在这样高温、高压条件下,产生核聚变反应,即四个氢原子核二太阳系及其成员太阳系太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统,太阳是太阳系的中心天体,它的质量占太阳系总质量的99.86%。
太阳系中,其他的天体都在太阳的引力作用下,绕太阳公转。
太阳系的成员太阳系的成员除了太阳以外,还有以下几类成员:
(一)行星和小行星行星是在椭圆轨道上环绕太阳运行的、近似球形的天体,并且质量比太阳小得多,本身不发射可见光,它以表面反射太阳光而发亮①。
目前已知太阳系有九大行星。
按照它们同太阳的距离,由近及远,依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。
在以恒星组成的各个星座的天空背景上,行星有明显的相对移动。
我们用肉眼可以看到的行星是:
水星、金星、火星、木星和土星。
另外的三颗行星:
天王星、海王星和冥王星,要用较大的望远镜才能看到。
在火星轨道和木星轨道之间,太阳系还有一个小行星带。
这一带有成千上万颗小行星,像九大行星一样绕太阳公转。
不过,它们的质量都很小。
最大的直径只有1000千米;小的直径还不到1千米。
(二)卫星卫星是围绕行星运行的天体,质量都不大。
月球是地球的卫星。
太阳系的九大行星,除了水星和金星以外,都有卫星绕转。
根据现在探测所知,九大行星有60多颗卫星。
土星的卫星最多,有20多颗②。
(三)彗星彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量很小的天体,呈云雾状的独特外貌。
彗星的主要部分是彗核,一般认为它是由冰物质组成的。
当彗星接近太阳的时候,彗核中的冰物质升华而成气体,因而在它的周围形成云雾状的彗发。
彗发中的气体和微尘,被太阳风推斥,在背向太阳的一面形成一条很长的彗尾。
彗尾一般长几千万千米,最长可达几亿千米。
彗星远离太阳时,彗尾就逐渐缩短,直至消失。
彗尾形状像扫帚,所以彗星俗称扫帚星。
人们已发现绕太阳运行的彗星有1600多颗。
著名的哈雷彗星,绕太阳运行一周的时间为76年。
1985年~1986年,在地球上人们曾观察到哈雷彗星的回归。
(四)流星体流星体是行星际空间的尘粒和固体小块,数量众多。
沿同一轨道绕太阳运行的大群流星体,称为流星群。
闯入地球大气圈的流星体,因同大气摩擦燃烧而产生的光迹,划过长空,叫做流星现象。
未烧尽的流星体降落到地面,叫做陨星。
其中石质陨星叫做陨石;铁质陨星叫做陨铁。
(五)行星际物质太阳系除了上述的天体以外,广大的行星际空间虽然空空荡荡,但是并非真空,其中分布着极其稀薄的气体和极少量的尘埃。
这些叫做行星际物质。
九大行星的运动特征和结构特征九大行星绕日公转有共面性、同向性、近圆性的特征。
共面性是指九大行星绕日公转的轨道面,几乎在同一平面上。
我们把地球公转轨道在天球上的投影,叫做黄道。
它的轨道面叫做黄道面。
各大行星的轨道面与黄道面之间的夹角(叫轨道倾角)都很小,只有水星和冥王星的稍大一些,最大也不过17。
同向性是指它们公转的方向都与地球的公转方向相同。
近圆性是指它们的公转轨道同圆相当接近。
大多数行星公转轨道椭圆的偏心率①不超过0.1,只有水星和冥王星较大,分别为0.21和0.25。
九大行星按其质量、大小、化学组成等结构特征,可以分为三类:
第一类是类地行星,即与地球相类似的行星,包括水星、金星、地球和火星。
它们距离太阳近,体积和质量都小,平均密度大,表面温度较高,中心有铁核,金属元素含量高。
卫星很少,或者没有。
水星上没有大气,也没有水。
金星、火星上的大气主要是二氧化碳。
这两颗行星也没有液态水,只在大气中有极少的水汽。
金星是太阳系中唯一逆向自转的大行星,因此,金星上看太阳是西升东落的。
火星的沙漠部分被红色的硅酸盐赤铁矿及其他金属化合物所覆盖,所以显出明亮的橙红色。
第二类是巨行星,包括木星和土星。
它们离太阳比类地行星远,体积和质量都很大,平均密度小,表面温度低,主要是由氢、氦、氖等物质构成。
卫星数目多,并且有光环。
第三类是远日行星,包括天王星、海王星。
它们距离太阳远,表面温度最低,都在-200℃以下,平均密度大体上介于前两类之间,表层气体以氢和甲烷(CH4)为主,冥王星有无大气,还不清楚。
远日行星都有卫星。
天王星和海王星有光环。
地球上具有存在生命物质的条件为什么九大行星中,只有地球上有生物?
这与地球在太阳系中的位置,也就是地球距离太阳的远近,关系十分密切。
就我们目前所知,有生命的物质一定要在像地球这样的环境中才能存在。
首先,它应该具有介乎0℃~100℃之间的温度,这是水能在液体状态下存在的温度范围。
如果地球距离太阳太近,温度过高,则由于热扰动太强,原子根本不能结合在一起,因而决不会形成分子,更不用说复杂的生命物质了。
相反,如果地表太冷,分子将牢牢地聚集在一起,只能以固态和晶体存在,生物也无法生存。
其次,这颗行星必须有适于生物呼吸的大气。
如果这颗行星的体积和质量太小,引力太弱,它的各种气体将会逃逸到太空,就不存在大气层了。
地球具有适当的体积和质量,其引力可以把地球上各种气体吸住,形成大气层。
同时,地球大气经过了漫长的演化过程,基本上形成了现代适合于生物呼吸所需的大气。
有的行星表层虽有大气,但缺少生物呼吸需要的氧气。
尽管在太阳系的其他行星上,至今没有找到生物,也没有发现适合生命生存的环境。
但是,在太阳系所在的银河系中,据科学家推算,其中可能有的恒星拥有适合生物生存条件的行星。
问题和练习1.太阳黑子、耀斑、太阳风各出现在太阳大气的哪一层?
它们对地球有什么影响?
2.在宇宙中,为什么太阳这颗恒星对地球特别重要?
3.太阳巨大的能量是怎样产生的?
4.根据太阳系模式图,说明九大行星绕日公转有哪些特征?
金星、木星、海王星各属于哪一类行星?
各有什么特征?
5.为什么地球是太阳系中唯一有生命物质的天体?
附录:
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