第二章地球的宇宙环境(202级用).ppt

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1、第二章地球的宇宙环境 2 1宇宙概观 2 2恒星和星系 2 3太阳和太阳系 2 4地月系 2 1宇宙概观 一 宇宙 天地万物宇宙的普遍性和永恒性宇宙的统一性和多样性我们的宇宙二 天体系统及其层次天体天体系统 普遍性 空间 有限与无限 永恒性 时间 有限与无限 2 宇宙的统一性和多样性统一性 物质性多样性 物质的表现形态 1 宇宙的普遍性和永恒性 二 宇宙中的天体系统及其层次 天体 宇宙间各种星体的通称自然天体 人造天体天体系统 在万有引力作用下 不同层次的天体互相吸引绕转 组成的按一定规律运动的集合体 天体系统的层次 地月系 卫星系太阳系 行星系星系 银河系河外星系星系群 团 本星系群超星系团

2、 本超星系团总星系 2 2恒星和星系 一 恒星1 恒星及其自行2 恒星的发光和光谱3 恒星的亮度和光度4 恒星的多样性 星系 1 恒星及其自行 恒星 由炽热气体组成的 能够自身发光的球形或类似球形的天体 固定 相对位置变化的 视差 parallax 恒星的视差位移现象 恒星的视差位移现象 恒星的周年视差 秒差距 恒星的距离的测定 若单位取秒差距 于是有 D 1 恒星的自行 恒星的空间运动恒星空间速度的两个分量 视向速度和切向速度恒星的自行 单位时间内恒星在天球切面上走过的距离对观测者所张的角度 2 恒星的发光和光谱 1 恒星的发光 恒星的本质特征高温能源 热核反应 质能关系要有巨大的质量 大小

3、 密度 某个发展阶段的现象2 恒星的光谱恒星光谱的形态决定于恒星的物理性质 化学成分和运动状态 光谱中包含着关于恒星各种特性的最丰富的信息 恒星的光谱分类 哈佛分类系统 1 光谱 光谱是电磁辐射 不论是在可见光区域还是在不可见光区域 的波长成分和强度分布的记录 有时只是波长成分的记录 发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱 发射光谱可分为两类 连续光谱和明线光谱 连续光谱 连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱 炽热的固体 液体和高压气体的发射光谱是连续光谱 例如白炽灯丝发出的光 烛焰 炽热的钢水发出的光都形成连续光谱 明线光谱 只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱 明

4、线光谱中的亮线叫谱线 各条谱线对应不同波长的光 稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱 明线光谱是由游离状态的原子发射的 所以也叫原子的光谱 实践证明 原子不同 发射的明线光谱也不同 每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光 因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线 吸收光谱 高温物体发出的白光 其中包含连续分布的一切波长的光 通过物质时 某些波长的光被物质吸收后产生的光谱 叫做吸收光谱 低温气体原子吸收的光 恰好就是这种原子在高温时发出的光 因此吸收光谱中的暗谱线 也是原子的特征谱线 太阳的光谱是吸收光谱 光谱 发射光谱 定义 由发光体直接产生的光谱 连续光谱 产生条件 炽热的固体 液体和高

5、压气体发光形成的光谱形式 连续分布 一切波长的光都有 明线光谱 产生条件 稀薄气体发光形成的光谱光谱形式 一些不连续的明线组成 不同元素的明线光谱不同 又叫特征光谱 吸收光谱 定义 连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱 产生条件 炽热的白光通过温度较白光低的气体后 再色散形成的 光谱形式 用分光镜观察时 见到连续光谱背景上出现一些暗线 与特征谱线相对应 各种光谱的特点及成因 光谱分析 由于每种原子都有自己的特征谱线 因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成 这种方法叫做光谱分析 原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性 所以光谱分析也可以用于探索原子的结构 19世纪末 美国哈佛天文

6、台台长皮克林 E C Pickering 坎农 AnniJumpCannon 哈佛分类SO B A F G K MR N Oh BeAFineGirlKissMe RightNow Smack 2 恒星的光谱型 3 恒星的亮度和光度 1 恒星的亮度和视星等 恒星的亮度 观测所见恒星的明亮程度 即单位时间 接收器在单位面积上所接收到的来自恒星的辐射能量 与恒星的发光本领和距离有关 视星等 喜帕恰斯 Hipparchus 星等相差1等 恒星的亮度相差2 512倍 星等以等差级数增大 亮度以等比级数递减 太阳的亮度是一等星亮度的2 51227 74 1300亿倍 视星等和亮度的关系 普森公式2 恒星

7、的光度和绝对星等 假设有两个恒星 其亮度为E和E0 星等为m和m0 则 E0 E 2 512 m m0 两边取对数 且有lg2 512 0 4 得 lgE0 lgE 0 4 m m0 m m0 2 5 lgE0 lgE 如果取零等星 m0 0 的亮度E0 1 则m 2 5lgE 普森公式 根据恒星的亮度E推算星等m 2 恒星的光度和绝对星等 恒星的光度天体的光度是指天体的发光本领 即天体在单位时间内向各个方向发出的总能量 一般用L表示 光度和亮度的关系 天文上常用的表示距离的单位天文单位 AU 1 49597870 1011米 1 4960 1011米光年 ly 63240AU 94605亿千

8、米秒差距 pc parsec parallaxsecond 绝对星等 绝对星等和视星等的关系 恒星的光度和亮度 光度是天体真正的发光本领 亮度是指地球上的受光程度亮度不仅与天体的发光本领有关 还与天体的距离有关亮度与光度之间定量关系 E L 4 d2 1秒差距 206265天文单位 为了比较不同恒星的光度 必须移到同一距离上 这个标准距离为10秒差距 合32 6光年 绝对星等标准距离10秒差距下的恒星亮度称绝对亮度 其星等称绝对星等 实际距离d 视星等m 10秒差距时的亮度Em和绝对星等M的关系 设EM表示绝对亮度 Em表示视亮度 由前面公式可得 EM Em 2 512 m M 恒星亮度与距离

9、平方成反比 如以秒差距为单位 则 EM Em d2 102d2 102 2 512 m M 两边取对数 且有lg2 512 0 4 则 2lgd 2 0 4 m M m M 5lgd 5M m 5 5lgd只要测定恒星的绝对星等 便可求知该星的距离 4 恒星的多样性 1 恒星的多样性单星 双星 聚星 星团 空间分布形式稳定恒星和变星 耀星 新星 超新星等 稳定程度超巨星 巨星 主序星 白矮星 大小普通恒星和特殊恒星 脉冲星 中子星 黑洞等 特殊性质2 赫罗图 球状星团和疏散星团 赫罗图 E Hertzprung H N Russel 光谱 光度图 每颗恒星按照各自的光谱型和光度 在图上占有一定

10、的位置 主星序 巨星 超巨星 白矮星 太阳位于主星序的中部 可见它是一颗很典型的恒星 图2 4光谱 光度图 估计恒星的大小估计恒星的质量计算恒星的距离反映恒星的演化过程 星际云 引力 收缩 原恒星 引力 收缩 主序星 幼年期 升高 氢全部耗尽 氢聚变为氦 停留时间长 红巨星 青壮年期 稳定 点燃氦等核反应 中小质量 大质量 白矮星 超新星 黑矮星 中子星黑洞 衰亡期 恒星的演化过程 二 星系 银河和银河系河外星系 1 银河和银河系 银河和银河系银河系的结构太阳在银河系中的位置 图银河系结构侧视图图中红点代表太阳 银晕银盘银道面核球银核 图银河系结构俯视图 图中十字符号代表银心 三条短黄线是太阳

11、附近的三条旋臂 太阳在银河系中的位置 位于银道面附近 太阳在银河系内偏距银盘的一侧 向银心所在方向 太阳距银盘边缘约6 4万光年 向银心相反方向 太阳距银盘边缘约1 6万光年 2 2银河系 星系星系的分类在多种星系分类系统中 天文学家哈勃于1925年提出的分类系统是应用得最广泛的一种 哈勃根据星系的形态把它们分成三大类 椭圆星系 旋涡星系和不规则星系 椭圆星系 E0型 E1型 E4型 旋涡星系 Sa型漩涡星系 Sb型漩涡星系 不规则星系 大麦哲伦云 2 3太阳和太阳系 一 太阳系及其主要成员二 太阳三 行星四 彗星 小行星等 一 太阳系及其成员 太阳系是由受太阳引力约束的天体组成的系统 太阳系

12、的主要成员有 太阳 恒星 行星 包括地球 小行星 卫星 包括月亮 彗星 流星体以及大量尘埃物质和稀薄的气态物质 在太阳系中 太阳的质量占太阳系总质量的99 87 其它天体的总和不到有太阳的0 2 太阳是中心天体 它的引力控制着整个太阳系 使其它天体绕太阳公转 太阳系观念的确立 1 托勒密的 地心 宇宙体系公元前4世纪 欧多克斯 Eudoxus 和亚里斯多德 Aristotle 公元前3世纪 阿波罗尼 Apollonius 本轮 公元140年 古希腊天文学家托勒密 Ptolemy 发表了他的13卷巨著 天文学大成 Almageste 在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说 地球位于宇宙中心静止

13、不动 每个行星都在一个称为 本轮 的小圆形轨道上匀速转动 本轮中心在称为 均轮 的大圆轨道上绕地球匀速转动 但地球不是在均轮圆心 而是同圆心有一段距离 他用这两种运动的复合来解释行星视运动中的 顺行 逆行 合 留 等现象 水星和金星的本轮中心位于地球与太阳的连线上 本轮中心在均轮上一年转一周 火星 木星 土星到它们各自的本轮中心的直线总是与地球 太阳连线平行 这三颗行星每年绕其本轮中心转一周 恒星都位于被称为 恒星天 的固体壳层上 日 月 行星除上述运动外 还与 恒星天 一起 每天绕地球转一周 于是各种天体每天都要东升西落一次 2 哥白尼的日心说 早在两千多年前 古希腊天文学家阿里斯塔克 Ar

14、istarchus 就已提出了朴素的 日心说 1543年 波兰天文学家哥白尼在他的不朽名著 天体运行论 中系统地提出了日心说 太阳是宇宙的中心水 金 地 火 木 土诸行星都在圆形轨道上绕太阳均速地公转月球是地球的卫星 在以地球为中心的圆形轨道上每月转一周 同时与地球一起绕太阳公转地球每天自转一周 因而出现日月星辰的东升西落现象恒星距离太阳十分遥远 比日地距离大得多 哥白尼日心体系的缺陷 把太阳作为宇宙的中心 且认为恒星天是坚硬的恒星天壳 保留了地心说中的行星运动沿完美的圆形轨道 认为地球匀速运动 3 科学的太阳系理论的确立 意大利思想家布鲁诺 Bruno 宇宙是无限的 没有中心1610年 意大

15、利著名天文学家伽利略 月球上的山脉 环形山 木星的卫星 金星的位相变化德国天文学家开普勒 1571 1603年 行星运动的三大定律 牛顿万有引力定律1837 1839年 德国的贝赛尔 英国的亨德森和俄国的斯特鲁维先后独立地测得了天鹅座61 半人马座 和织女星的周年视差1846年 发现了海王星 哥白尼的太阳系学说有三百年之久 一直是一种假说 这个假说尽管有百分之九十九 百分之九十九点九 百分之九十九点九九的可靠性 但毕竟是一种假说 当勒威耶依据这个太阳系学说所提供的数据 不仅推算出一定还存在一个尚未知道的行星 而且还推算出这个行星在太空中的位置的时候 当后来加勒确实发现了这个行星的时候 哥白尼的

16、学说就被证实了 恩格斯 太阳是银河系中一颗普通的恒星大多数恒星的质量不小于太阳质量的10 不大于太阳质量的10倍 大小 太阳半径的1600倍 0 75 恒星的密度有惊人的差异 巨星十分稀薄 矮星非常致密 中心密度是水的100万 1000万倍从日地关系的角度讲 太阳是一颗具有重要意义的恒星 太阳是地球所绕转的恒星太阳是太阳系的唯一恒星 其引力控制着行星系统的运动 太阳在天球上没有固定的位置 太阳是距离地球最近的恒星 对地球而言太阳特别大 太阳特别明亮 太阳辐射是地球的主要能源 二 太阳 二 太阳 1 太阳的一些基本数据2 太阳的热能 温度和热源3 太阳的分层结构4 太阳活动 1 太阳的一些基本数

17、据 太阳距离 又称日地距离 1 496 108km 测定太阳的大小 31 59 3 15 59 65 6 96 105km地球半径 6371km 的109倍地球表面积的1 2 104倍地球体积的1 3 106倍太阳的质量 1 989 1030kg 太阳质量的测定 在日前于中国北京举行的国际天文学联合会大会上以全票通过而被采用的这一新标准规定 日地距离为149597870700米来源 中国科学报 2012 09 17A2国际 图片来源 自然 a a1 P P R a1 a 天体视差的测定 天体周日地平视差的测定 通过同一子午圈上相距很远的两个地点同时观测同一天体中天时的天顶距测得 牛顿万有引力定

18、律 地球绕日公转的向心加速度 根据牛顿第二定律 2 太阳的温度及热能 太阳常数太阳辐射总量及到达地球的太阳辐射太阳表面的温度太阳能源 太阳常数日地平均距离 直射 排除大气影响 单位面积 单位时间8 16J cm2min 1367W m2太阳辐射的总量及地球接收到的太阳辐射3 8 1026J s22亿分之一 太阳表面的温度 根据太阳的放射能力 有效温度根据太阳辐射光谱 太阳能源 太阳的产能过程是太阳内部的核反应过程太阳的产能方式是由物质的质量转化而来太阳的产能中心在太阳的核心区域 3 太阳的分层结构 核反应区范围占太阳半径的1 4 质量占一半以上 是太阳的产能区 辐射区 层 范围占太阳半径的1

19、4到4 5 核反应区产生的能量以x射线和 射线的形式经由辐射区向外传送 对流区 层 辐射区的上面至太阳表层附近 以对流的方式向外传递能量 太阳大气 太阳大气是指可直接观测到的太阳外部层次 太阳大气以内 关于核反应区 辐射区及对流区的情况 是根据已知太阳表面的一些信息加以推论的结果 太阳大气并不是太阳唯一的气体球层 太阳的分层结构 太阳大气 光球层 太阳大气的底层厚度 500km太阳大气中最明亮的部分 有清晰的视圆面 太阳的大小 形状 太阳的表面温度 太阳大气中密度最大的一层 米粒组织 太阳黑子 色球层 太阳大气的中层厚度约2000km亮度仅及光球的千分之一 燃烧的草原 物质稀薄透明比光球温度更

20、高 1万 底层 到几十万度 高层 耀斑 日冕 太阳大气的最外层最暗密度极低 温度很高 百万度 稀薄的物质以极高的速度运动着太阳风 行星际空间不断得到从太阳喷发出的高能粒子流 4 太阳活动 太阳活动是指发生在各个相对稳定的太阳分层结构上的扰动现象 这些扰动现象的时空尺度大小不一 到目前为止 只有发生在太阳光球层以上的活动现象能够直接观测 而光球层以下的活动只能利用间接手段推测 太阳活动最明显的标志是太阳黑子 2003年10月23日太阳上出现第23活动周以来面积最大的黑子对长期积累的关于太阳黑子的观测资料进行统计分析 发现太阳黑子活动具有一系列周期性的变化规律 称为太阳黑子周期 太阳黑子11年周期

21、 施瓦贝 1843年 沃尔夫 1848年 斯玻勒定律 黑子的日面分布规律 蒙德 蝴蝶图 太阳黑子 AboutSIDC ActivitiesoftheSolarInfluencesDataanalysisCenterDepartementofSolarPhysicsRoyalObservatoryofBelgium 国际上统一约定 从黑子数最少的1755年开始至1766年为第1个太阳活动周 延续到现在 从1996年开始 进入第23个太阳活动周期 2006年已处在23个太阳活动周末 1999年或2000年是峰年 第24个太阳活动周即将开始 黑子常出现在日面赤道两边纬度5 25 的区域 很少出现在高

22、于纬度45 的区域 在每一个新的太阳活动周开始时 黑子多出现日面南 北纬30度左右 随后 黑子的平均纬度随时间减小 在活动周之末 黑子出现在赤道附近 但赤道附近黑子未消失之前 新的黑子又出现在较高纬度地带 由此周而复始 成为规律 如果把一个太阳周内 南北半球黑子出现的纬度随时间变化画成散布图 反映黑子在日面上的分布 其形状很像蝴蝶的两个翅膀 被称为孟德 蝴蝶图 孟德尔蝴蝶图 太阳耀斑日珥 三 行星 1 行星的识别特征2 行星的分类3 行星运动特征4 开普勒定律5 行星概况 1 行星的识别特征1 都在黄道附近 也就是离太阳运行的轨道不远 2 亮度一般比恒星亮 3 恒星光芒闪烁 而行星的光比较稳定

23、 不闪烁 2 行星的分类 1 以地球轨道为界 地内行星和地外行星 2 以小行星带为界 内行星和外行星 3 根据物理参数 化学组成等 类地行星和类木行星 4 根据与太阳距离的远近 近日行星和远日行星 3 行星的轨道运动特点 1 近圆性 行星公转轨道的形状2 共面性 行星公转轨道面3 同向性 行星公转的方向4 提丢斯 波得定则 提丢斯 波得定则 Titius Bodelaw 行星同太阳平均距离的经验定律 1766年德国的一位中学教师戴维 提丢斯 JohannDanielTitius 1729 1796年 发现的 后来被柏林天文台的台长波得 JohannElertBode 归纳成了一个经验公式来表示

24、 1766年 德国人提丢斯提出 取一数列0 3 6 12 24 48 96 192 然后将每个数加上4 再除以10 就可以近似地得到以天文单位表示的各个行星同太阳的平均距离 1772年 德国天文学家波得在他的著作 星空研究指南 中总结并发表了由提丢斯六年前提出的一条关于太阳系行星距离的定则 这个定则可以表述为 从离太阳由近到远计算 对应于第n个行星 对水星而言 n不是取为1 而是 其同太阳的距离 4 行星的运动规律 开普勒三定律第一定律 所有行星运动的轨道都是椭圆 太阳位于椭圆的一个焦点上 轨道定律第二定律 行星的向径 太阳与行星中心连线 在相等的时间内扫过的面积相等 面积速度定律第三定律 行

25、星公转周期的平方与它们轨道半长径的立方成反比 即 周期定律 认识到这一真理 这是超出我的最美好的期望的 大局已定 这本书是写出来了 可能当代有人阅读 也可能是供后人阅读的 它很可能要等一个世纪才有信奉者一样 这一点我不管了 1619年 开普勒 牛顿发现万有引力定律并对开普勒定律作了修正 开普勒认为 行星单纯绕太阳中心运动 牛顿认为 行星和太阳都绕它们的共同质心 质心的位置取决于二者的质量比 开普勒概括了行星轨道的几何特征 指出了行星怎样运动 获得了 天空立法者 的美誉 牛顿解释了行星运动的物理原因 回答了行星为什么这样运动 至此太阳系理论完全确立 牛顿用万有引力定律 修正了开普勒第三定律 T1

26、2 M m1 T22 M m2 a13 a23 5 行星概况 水星 themercury 水星距太阳最近 只有580万km 水星没有卫星 它的体积在太阳系中最小 水星的大气极其稀薄 水星表面昼夜温度差巨大 水星上没有液态的水 水星有一个主要由铁和镍构成的核 是太阳系含铁量最高的行星 水星的表面与月球极其相似 上面布满了深浅不一的陨石坑 水星的内部结构 水星表面的陨石坑 5 行星概况 金星 thevenus 金星表面覆盖着主要由硫酸雾组成的浓密云层 地表温度达四百多度 比水星还要热 它与地球在体积 质量 密度和重量上非常相似 可以算作是地球的姊妹星 而事实上金星与地球非常不同 自转 公转周期 物

27、理状况等 金星 5 行星概况 火星 themars 火星在很多方面与地球很相似 它是目前所知地球外最有可能存在生命的地方 火星大气 稀薄 主要成分二氧化碳火星被称为红色的行星 这是因为它表面布满了氧化物 因而呈现出铁锈红色 5 行星概况 木星 thejupiter 木星堪称 行星之王 是太阳系中最大的行星 其他八颗行星质量加起来也没有它大 木星 木星大红斑 木星光环 木星的卫星 约4个世纪之前 伽利略利用自制的望远镜发现了木星的4颗卫星 以后的几个世纪中 人们又接连发现了12颗卫星 使木星卫星的总数达到了16颗 木卫一 木卫二 5 行星概况 土星 thesaturn 土星直径119300公里

28、是太阳系第二大行星 它与邻居木星十分相像 表面也是液态氢和氦的海洋 上方同样覆盖着厚厚的云层 土星是太阳系中唯一一颗密度小于水的行星 土星最引人注目的地方是环绕着其赤道的巨大光环 所有巨行星都有光环 但土星的光环是最显著的 土星 土星的结构 土星风暴 土星光环 土星的卫星 土星有18颗经正式确认和命名的卫星 此外有12颗卫星未经最终确认 在众多的卫星中 只有土卫六 Titan 有一个可以观测到的大气层 大部分卫星的自转周期与公转周期相等 而只有土卫九和土卫十二是例外 除了土卫九和土卫十三 它的多数卫星都沿着一个接近正圆的与土星赤道平行的平面运行 土卫一 土卫二 土卫三 土卫四 土卫五 土卫六

29、5 行星概况 天王星 theuranus 太阳系中的第三大行星 体积比海王星大 质量却比其小 天王星的大气由83 的氢 15 的氦 2 的甲烷与少量的乙炔和其他碳氢化合物组成 上层大气中的甲烷吸收红光 使得天王星呈现出蓝绿色 天王星最著名的特征是其倾斜的姿态 天王星的内部结构 天王星的环 5 行星概况 海王星 theneptrun 海王星是太阳系中最远的气体巨行星 是太阳系中大气活动最为剧烈的一个行星 海王星 海王星的内部结构 海王星的云带 海王星小暗斑 上世纪50年代 GerardKuiper和KennethEdgeworth预测 在海王星之外 有一个充满着小的 被冰覆盖的天体的区域 迄今为

30、止 这些天体中我们知道的有近1000个 很多天文学家认为冥王星不是一个真正的行星 而是在其发现之前60年就被发现的一个Kuiper带天体 关于太阳系中这些遥远天体的仍未解开的迷团之一是 在寒冷的Kuiper带 由距太阳约50个天文单位 70亿公里 的低倾度轨道中的天体构成 中缺少物质材料 一 月球概况二 月球运动三 日食和月食 2 4地月系 一 月球概况 1 月球的距离 大小和质量 距离 大小 384400km 405500km 363300km 平均视半径约15 33 16 46 14 41 R 1738km 地球半径的3 11 质量 地球质量的1 81 3 地球的质量5 977 1024k

31、g 月球质量7 351 1022kg 2 月球的自然状况 没有大气 寂静 黑暗 温度变化大 经常受到陨石的撞击 2 4地月系一 月球概况 3 月球的表面特征 月陆 观察所见月表明亮部分环形山 又称 月坑 山脉 阿尔卑斯山脉 高加索山脉 亚平宁山脉等 月海 月面上的黑暗区域月谷和月溪 2 4地月系 二 月球的运动 公转 二 月球的运动 1 月球的自转2 月球的公转轨道和方向周期速度3 月相变化 二 月球的运动1 月球的自转月球自转与公转同步 即方向相同 周期相等 因此称同步自转 月球的同步自转使它始终以同一半球对着地球 2 月球的公转 1 轨道和方向椭圆轨道 偏心率 0 0549 白道黄白交角

32、4 57 5 19 平均5 9 交点每年西移19 4 2 周期恒星月 月球在白道上连续两次通过同一恒星所需的时间 27 3217日 朔望月 从这一次新月 或满月 到下一次新月 或满月 所经历的时间 29 5306日 交点月 黄白交点 27 2122日近点月 月球近地点 27 5546日分点月 春分点 27 3216日 恒星月和朔望月 2 月球的公转 轨道周期速度角速度 360 27 3217日 13 2 日 变化在约为15 日 11 日之间 月球在公转轨道上平均每日自西向东移行了13 2 因地球自转13 2约需52分钟 所以月球每日出没地平的时间平均向后延迟52分钟 这就是我们日常所见明月当空

33、逐日推迟的道理 线速度 1 02km s 3 月相变化 月相 相 相貌 月球的视形象 月球圆缺的各种形状 人们最熟悉 最常见的一种天象 月龄1月龄2月龄3月龄4月龄5月龄6月龄7月龄8月龄9月龄10月龄11月龄12月龄13月龄14月龄15月龄16月龄17月龄18月龄19月龄20月龄21月龄22月龄23月龄24月龄25月龄26月龄27月龄28 3 月相变化 1 月相变化的原因2 月相变化的规律3 月球的出没规律 3 月相变化 1 月相变化的原因月球本身不发光 只能反射太阳光日 月 地三者相对位置的变化2 月相变化的规律3 月亮的出没规律 月球的出没与中天的大致时间 试想月球上 赏地 的情景 天空

34、的位置 地相 变化 三 日食和月食1 日月食现象2 成因及发生条件 1 成因 天体的影锥 2 发生条件 日 月 地三者在一条线上朔望条件交点条件 黄白交点附近 食限 3 日月食种类 日全食 日偏食和日环食 月偏食和月全食4 日月食过程5 发生规律 2 4地月系 日 月食现象 天体影子的类型 本影伪本影半影本影的大小和长短射影天体的大小太阳和射影天体的距离 月球本影的长度 367000 379700km 地球本影的长度 最短为1358900km 月地距离 363300 405500km 食限日食限 当黄道上的日轮与白道上的月轮互相外切时 一定发生在朔日 日轮中心与黄白交点之间的角距离 月食限 当

35、黄道上的地球本影与白道上的月轮相切时 一定发生在望日 地球本影中心与黄白交点之间的角距离 影响食限大小的因素 黄白交角日地和月地距离 三 日食和月食1 日月食现象2 成因及发生条件3 日 月食的种类 日食带 中间部分是全食或环食带 南北两侧是偏食带 全 环食 全环食只发生在地球表面与月球本影尖端非常接近 或月球与地球表面的距离和月本影的长度很接近的情形下 由于地球为球体之关系 而本影影锥接触地球时为日全食 常为在食带中间 在食带两端由于影锥未能接触地球 致只能有伪本影到达地球之下 所看到的是日环食 所以 当全环食发生时 随着地月之间的相对运动 会先后出现环食 全食 环食 全环食发生机率甚少 日

36、偏食 月食 月球不可能进入地球的伪本影 月球进入地球半影叫半影月食 还可见到月 不是真正的食 所以月食只有月全食和月偏食两种 月全食月球进入地球本影 此时 地球向月半球上的人几乎都可见到月轮整个被地影遮掩 为月全食 在月全食时 由于地球大气对阳光的散射和折射作用 月面尚能接收到一点光 所以呈古铜色 由于地影大 月球又是以它的公转速度在地影中穿行 所以一次月全食所经历的时间较长 最长可达1小时40分钟 月偏食月球部分进入地球本影 可见月轮的一部分被遮 为月偏食 在发生月偏食时 不同地方的人所见到的食分是相同的 因地影是紧贴月面的 无论在那里看都一样 若月球进入地球的半影 名为半影食 但部分阳光仍

37、可照到整个月面 仅是月色稍暗 因月色本来有明有暗 故不为人所注意 所以不把它看作月食 发生日食时 只有位于月影区的观测者可以看到日食现象 不同地区 见食时间不同 自西向东 对于某一地区来讲 观测到日食的机会并不多 全食带200 300km 三 日食和月食1 日月食现象2 成因及发生条件3 日 月食的种类4 日 月食过程 对于日全食来讲 初亏 月轮东缘与日轮西缘相外切 即日食开始 食既 月轮东缘与日轮东缘相内切 即日全食开始 食甚 月轮中心与日轮中心最接近或重合 生光 月轮西缘与日轮西缘相内切 即日全食结束 复圆 月轮西缘与日轮东缘相外切 日食结束 西 东 初亏 月轮东缘与他本影截面西缘相外切

38、即月偏食开始 食既 月轮西缘与地本影截面西缘相内切 即月全食开始 食甚 月轮中心与地本影截面中心最接近或重合 生光 月轮东缘与地本影截面的东线相内切 即月全食结束 复圆 月轮西缘与地本影东缘相外切 月食结束 三 日食和月食1 日月食现象2 成因及发生条件3 日 月食的种类4 日 月食过程5 日 月食发生的规律 5 日 月食发生的规律 食限与食季交食的几率沙罗周期 食季 能否发生日月食 主要取决于太阳是否运行于黄白交点附近 即太阳是否位于食限以内 食季是太阳位于食限以内 有可能发生日食和月食的一段时间 日食季 取决于日食限和太阳相对于交点的移动速度太阳相对于交点的移动 太阳在黄道上的运动360

39、365 2422日 0 9856 日和交点在黄道上的西移速度19 4 365 2422日 0 053 日两部分之和 日食 37 30 8日 月食 20 24日一个食季内可能发生1 2次日食 发生0 1次月食一个食季最少发生1次日食 最多发生2次日食和1次月食 交食的几率一年有几次食季 食年 黄白交点为参考点 太阳运行一周 黄白交点每年西移19 4 即一个食年太阳转360 19 4 340 6 相当于346 62日 比回归年约短19天 一年一般有2个食季 最多2个半食季 一年发生交食的次数 2个食季 最少2次日食 最多日食4次 月食2次 2 5个食季 2个完整的食季 1个不完整的食季 最多5次日

40、食和2次月食2个不完整的食季 1个完整的食季 最多4次日食和3次月食常见日 月食各2次 日食和月食除日轮被食与月轮被食这一根本性区别之外 在现象上还有不少区别 如 1 日食有环食 月食无环食 2 日食从日轮的西缘开始 在日轮的东缘结束 月食从月轮的东缘开始 在月轮的西缘结束 3 一次日全食所经历的时间短 月全食时间长 4 日 月食时 看到的月面光不同 因大气的折光作用 日全食有贝利球现象 月全食时月面呈古铜色 5 日偏食时 各地所见食分不一样 也就是不同地方看到不同的日食景象 而月偏食时 各地所见食分一样 就是说半个地球上的人见到的月食情景是一样的 6 日食时 见食的地区窄 见的时刻也不同 较西地区先于较东地区 月食时 见食的地区广 面向着月亮的那半个地球上的人可以同时看到月食 由于日食带的范围不大 日食时地球上只有局部地区可见 对于全球范围 日食次数多于月食 对于具体观测地点 所见到的月食次数多于日食 人有了知识 就会具备各种分析能力 明辨是非的能力 所以我们要勤恳读书 广泛阅读 古人说 书中自有黄金屋 通过阅读科技书籍 我们能丰富知识 培养逻辑思维能力 通过阅读文学作品 我们能提高文学鉴赏水平 培养文学情趣 通过阅读报刊 我们能增长见识 扩大自己的知识面 有许多书籍还能培养我们的道德情操 给我们巨大的精神力量 鼓舞我们前进