1.1 地球的宇宙環(huán)境課件高一上學期 湘教版（2019）地理必修一

地球的宇宙環(huán)境在浩瀚的宇宙中，地球是一個普通的星球。與宇宙中的眾多天體相比，地球在體積和質(zhì)量上是微不足道的。但是，地球又是一個特殊的星球。地球有著適中的位置、和煦的陽光、適宜的溫度、充足的水分、含氧的大氣層……從而孕育了形態(tài)各異的生命種群，繁衍了有高度智慧的人類，締造了燦爛輝煌的人類文明。導語探究夏秋季節(jié)，無月的晴夜，我們仰望蒼穹，在天空中可以看到一條氣勢磅礴的乳白色光帶，猶如夢幻般的薄紗，天文學上稱之為銀河。神秘的銀河引發(fā)了人們無窮無盡的遐想。直到望遠鏡問世后，云霧狀的銀河才被分解為點點繁星；由于它們太密集，距離又遙遠，所以，肉眼望去就化為白茫茫的云霧狀光帶。恒星天文學創(chuàng)始人、英國天文學家威廉·赫歇爾（1738—1822）對恒星的分布進行了系統(tǒng)的研究，他認為，密集分布在銀河中的無數(shù)恒星，連同散布在天空各方的點點繁星，包括太陽系在內(nèi)，都屬于一個龐大的恒星系統(tǒng)，并稱它為銀河系。探究探究1.議一議，我們所看到的銀河是銀河系的全貌嗎？2.我國古代把銀河叫作天河、銀漢等，民間還流傳著牛郎、織女每年七夕在鵲橋相會的神話故事。白居易有詩云：“煙霄微月澹長空，銀漢秋期萬古同。幾許歡情與離恨，年年并在此宵中?！保ā镀呦Α罚┫那镏坏狞S昏，銀河最為明顯。觀察銀河，找到牛郎星和織女星，領會詩人描繪的意境。探究圖1-1銀河（此影像為多次曝光而成，拍攝于智利）人類對宇宙的認識一多層次的天體系統(tǒng)二特殊行星——地球三目錄CONTENTS一人類對宇宙的認識人類認識宇宙的過程漫長而曲折。盡管人類對宇宙的知識積累得越來越多，但是，與茫茫的宇宙相比，目前人類對宇宙的認識，還只是“滄海一粟”。人類對宇宙的認識探索宇宙人類很早就開始關注天文現(xiàn)象，探索星空奧秘。先民們編織了許多美妙的星空神話，留下了大量觀察星空的記載，為我們揭開宇宙奧秘提供了有益的啟示。至今使用的一些星座和恒星的名稱，都與精彩的星空神話有諸多聯(lián)系。閱讀人類對宇宙的認識1957年，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，開創(chuàng)了從太空觀測、研究地球和整個宇宙的新時代。自此，各種載人飛船、航天站、航天飛機先后進入太空，極大地豐富了人類關于太陽系和宇宙的知識。隨著科學技術的發(fā)展，人類的視野逐漸拓展，探索和開發(fā)宇宙的能力不斷增強。閱讀人類對宇宙的認識閱讀

2016年9月，500米口徑球面射電望遠鏡在貴州平塘的喀斯特洼坑中落成啟用。它擁有30個標準足球場大的接收面積，是目前世界最大單口徑、最為靈敏的射電望遠鏡，被譽為“中國天眼”。該望遠鏡成功運行后，其超強的靈敏度顯著提高了人類探索宇宙的能力。圖1-2中國500米口徑球面射電望遠鏡（英文簡稱FAST）人類對宇宙的認識現(xiàn)代天文學認為，宇宙是所有時間、空間和物質(zhì)的總和，是我們這個物質(zhì)世界的整體。天文學家把人類已經(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。閱讀人類對宇宙的認識閱讀下列材料，完成相關任務。光年是天文學中的距離單位，即光在真空中一年所傳播的距離。在真空中，光速約3×105千米／秒，所以1光年約等于9.4605×1012千米。1、可觀測宇宙的半徑約多少光年，折合多少千米？2、日地平均距離約1.5億千米。算一算，太陽光到達地球約需多少時間？可觀測宇宙的半徑約為日地平均距離的多少倍？活動返回目錄二多層次的天體系統(tǒng)宇宙中的恒星、星云、行星、衛(wèi)星等各種物質(zhì)，通稱天體。宇宙中的天體都在運動著。運動著的天體因互相吸引和互相繞轉，形成天體系統(tǒng)。天體系統(tǒng)有不同的級別。多層次的天體系統(tǒng)圖1-3多層次的天體系統(tǒng)示意（一）銀河系與河外星系銀河系與河外星系主要由恒星等比較大的天體組成。恒星之間的距離十分遙遠，以光年為最小單位來計量。例如，距離太陽最近的恒星，與太陽之間的距離約4.2光年。多層次的天體系統(tǒng)比鄰星是除太陽外，距離地球最近的恒星。不過，我們現(xiàn)在看到的比鄰星，是它4年多前的形象。當我們向太空極目遠眺時，從時間上說，我們看到的是過去。銀河系中除了大量的恒星以外，還有很多由塵埃和氣體等組成的云霧狀天體，稱為星云。在銀河系以外，有許許多多看似星云的天體，實際上是與銀河系同級別的恒星系統(tǒng)，稱為河外星系。迄今為止，人類觀測到的河外星系有數(shù)百億個。大多數(shù)河外星系由幾十億到上萬億顆恒星組成，直徑從幾千光年到幾十萬光年不等。多層次的天體系統(tǒng)圖1-4銀河系示意銀河系是由1000多億顆恒星等組成的天體系統(tǒng)，具有鐵餅狀的扁平外形。扁盤密集部分的直徑約10萬光年，中心厚度約1.2萬光年。銀河系中所有的恒星都環(huán)繞共同的中心——銀心旋轉。太陽距離銀心約2.6萬光年，繞銀心運行一周約需2.5億年?？捎^測宇宙是目前人類所知道的最高一級天體系統(tǒng)，包括銀河系與現(xiàn)階段所能觀測到的河外星系。多層次的天體系統(tǒng)圖1-5在北半球用肉眼可見的河外星系—仙女星系仙女星系距離地球260萬光年。如今我們看到的仙女星系，實際上是260萬年前該星系的狀況。（二）太陽系與地月系

太陽系太陽系由太陽、行星、矮行星和衛(wèi)星，以及小行星、彗星、流星體和行星際物質(zhì)等太陽系小天體組成。太陽的質(zhì)量約占整個太陽系質(zhì)量的99.86%。多層次的天體系統(tǒng)圖1-6太陽系示意注：太陽系各天體體積及天體之間的距離未按實際比例繪制。多層次的天體系統(tǒng)環(huán)繞太陽運行的天體行星是指環(huán)繞太陽運行、質(zhì)量足夠大、呈球形或近似球形，并能通過引力清空軌道附近碎物的天體。行星本身一般不發(fā)光，以表面反射太陽光而發(fā)亮。太陽系中，按照與太陽的距離，由近及遠依次有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星八顆行星。從地球北極上空看，八大行星都按逆時針方向，即自西向東沿著近圓形的軌道繞日運行，它們的軌道大體在同一平面上。以地球的軌道為界，常把水星和金星稱為地內(nèi)行星，火星、木星、土星、天王星和海王星稱為地外行星。木星和土星的體積與質(zhì)量分別居第一、二位，稱為巨行星。天王星和海王星距離太陽較遠，稱為遠日行星。閱讀多層次的天體系統(tǒng)矮行星環(huán)繞太陽軌道運行，質(zhì)量足夠大，呈球形或近球形，不是一顆衛(wèi)星，也不能清空軌道附近的區(qū)域。冥王星為其代表。閱讀圖1-7哈雷彗星（環(huán)繞太陽運行的周期約76年，拍攝于1986年）多層次的天體系統(tǒng)太陽系小天體是指其他環(huán)繞太陽運行但不符合行星和矮行星條件的天體，主要包括小行星、彗星、流星體和行星際物質(zhì)。小行星是一大批質(zhì)量小得多、環(huán)繞太陽運行的天體，其運行軌道基本位于火星軌道和木星軌道之間。受木星、火星和地球引力的影響，小行星有時會運行到地球和火星之間，甚至會“闖入”地球的大氣層，與大氣摩擦而持續(xù)燃燒，其殘骸降落到地球表面，便是隕星。許多證據(jù)表明，大約6600萬年以前，一顆小行星撞擊了地球，使地球環(huán)境發(fā)生了巨大變化，這可能是恐龍時代結束的重要原因。有些彗星沿著扁長的橢圓軌道繞日運行，周期長短懸殊。當它們接近太陽的時候，外層物質(zhì)會呈現(xiàn)為背向太陽的尾狀（掃帚狀）。著名的獅子座流星雨，就是名叫“坦普爾-塔特爾”的彗星尾部所留下的碎屑殘留物質(zhì)與地球大氣摩擦而形成的。閱讀

地月系地月系是指地球與其衛(wèi)星月球組成的天體系統(tǒng)。月球在環(huán)繞地球公轉的同時，也在自轉。月球公轉、自轉的方向和周期完全一樣，總是以一面對著地球。月球本身不發(fā)可見光，我們看到的月光是月球反射的太陽光。月球留給人們最深的印象是月亮的盈虧變化。多層次的天體系統(tǒng)圖1-8美國月球探測器在月球上空拍攝的地球照片火星、木星、土星、天王星、海王星與它們各自的衛(wèi)星，分別組成類似于地月系的天體系統(tǒng)。在太陽系之外，目前觀測到的類似級別的天體系統(tǒng)十分有限。多層次的天體系統(tǒng)觀察月相從地球上看月亮，有時似一鉤斜掛，有時如玉盤高懸。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，觀察一個月內(nèi)月亮的形狀及其在天空中位置的變化?；顒舆^程如下：1.選擇住所附近便于觀察的場地。2.了解當?shù)孛刻煸铝脸鰶]的大致時間，制訂逐日觀察計劃。計劃內(nèi)容主要包括每日觀察次數(shù)、時間，觀察項目和相關器材等?；顒佣鄬哟蔚奶祗w系統(tǒng)3.逐日逐次觀察并記錄月亮在天空中的方位、地平高度（你可以用伸展手臂、緊握拳頭的方法來估測月亮的地平高度，高出地平線一拳為10°，兩拳為20°，依此類推）和亮面凸出方向，繪出觀察時的月相草圖，并記下每次觀察的農(nóng)歷日期、時刻及其他情況。活動圖1-9農(nóng)歷上半月傍晚可見的月亮多層次的天體系統(tǒng)4.將觀察記錄整理成表格形式，向全班同學展示。表格應包括以下項目：①每天月亮出沒的大致時間；②一天中所觀察到的月相、在天空中的方位、地平高度、亮面凸出方向以及觀察時間?；顒訄D1-10農(nóng)歷下半月清晨可見的月亮多層次的天體系統(tǒng)5.與同學一起交流，說一說在活動中你感到容易和困難的地方，以及你的發(fā)現(xiàn)。如果要在另外一個月里觀察月相，你的觀察方法應做哪些改進？為什么要做這些改進？活動返回目錄三特殊行星——地球由于地球具備了生命存在的基本條件——充足的水分，恰到好處的大氣厚度和大氣成分，適宜的太陽光照和溫度范圍等，在地球上產(chǎn)生了目前所知道的唯一的高級智慧生命——人類。從這種意義上說，地球是宇宙中的一顆特殊行星。特殊行星——地球探索宇宙中的生命太陽系是宇宙中一個普通的恒星系統(tǒng)。它的不同凡響之處在于：太陽系中的地球，是迄今為止我們所知道的宇宙中唯一存在智慧生命的天體。閱讀特殊行星——地球地球之外是否存在生命？人們對此一直抱有巨大期冀。在目前觀測所及的數(shù)百億個星系中，每個星系有數(shù)億乃至上萬億顆恒星，其中總有一些恒星與太陽相似，即在這類恒星的周圍，有環(huán)繞著恒星運行的行星，構成以恒星為中心的天體系統(tǒng)。在這類天體系統(tǒng)中，很可能有一些行星具有與地球相類似的宇宙環(huán)境。也就是說，在地球之外，高級生命存在的可能性極大。尋找地外智慧生命，是人類探索未知世界的嘗試，也是人類認知宇宙和生命的過程。閱讀特殊行星——地球1.收集人類進行宇宙探索，特別是在生命探索方面所取得的研究成果，讀下表，結合所學知識，完成相關任務?；顒犹厥庑行恰厍?.收集人類進行宇宙探索，特別是在生命探索方面所取得的研究成果，讀下表，結合所學知識，完成相關任務。活動名稱與太陽的距離/（×106千米）赤道半徑/千米質(zhì)量1體積1平均密度/（克／厘米3）自轉周期/天公轉周期/年表面溫度/K已知衛(wèi)星數(shù)2/個水星57.902439.700.060.065.4358.790.244400金星108.206051.800.820.865.24243.690.627370地球149.606378.141.001.005.511.001.002881火星227.903396.200.110.153.931.031.882102木星778.5771492.00317.831321.331.330.4211.86112~16579土星1433.5360268.0095.16763.590.690.4529.4684~13462天王星2872.4625559.0014.5463.081.270.7284.0153~7627海王星4495.0624764.0017.1557.741.640.67164.7955~7214注：1.質(zhì)量和體積都以地球為1。2.衛(wèi)星數(shù)據(jù)資料截至2018年。特殊行星——地球（1）地球上擁有可供生物生存所需的液態(tài)水、適宜的溫度和比較厚的