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人类探索宇宙的历程
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新知导入
“举头望明月，低头思故乡。”自古以来人类就对宇宙充满了好奇。人类从来没有停止过探索宇宙奥秘的脚步。
科学实践
一、古人用肉眼观测天体
古代观测天象是古代天文学的重要组成部分，其历史可以追溯到远古时期，当时人们通过观察日月星辰的位置及其变化来预测季节和农事。随着时间的推移，古代观测天象的方法和机构逐渐发展和完善，形成了独特的体系和丰富的观测记录。
科学实践
我国古人的“天圆地方”说
我国古人认为圆盖式的天像一把大伞覆盖在正方形的大地上。这是“天圆地方”说，是我国最古老的宇宙说之一。
科学实践
托勒密（约90—168）建立的宇宙地心体系，即“地心说”。
地球是球形的；
地球处于宇宙中心，而且静止不动；
日月星辰等所有天体随着地球运动，并且每天做一次圆周运动。
科学实践
哥白尼（1473—1543）提出的宇宙日心体系，即“日心说”。
宇宙是球形的，地球是球形的；
天体的运动是圆周运动；
地球是运动的，绕轴自转，24 小时自转一周；
太阳是不动的，而且处于宇宙的中心，地球以及其他的行星都围绕着太阳做圆周运动，只有月球绕地球运行。
科学实践
结合我们学过的知识，你认为两位天文学家的观点有哪些不同？谁的观点更接近真实的宇宙？
地心体系
地球是宇宙的中心，静止不动,其它的星球都环绕地球运行。
日心体系
太阳是宇宙中心，地球以及其他行星围绕太阳做圆周运动
更接近真实宇宙
科学实践
17世纪前，各国天文学家主要依靠肉眼观察星空，对于宇宙的形成建立了不同的观点。在那时，由于观察方式的局限性，除地球之外，人们只能观察到水星、金星、火星、木星、土星这五大行星，使得我们对于宇宙的认识并不全面，但这些学说的提出却是人类探索宇宙的第一步。
科学实践
二、借助望远镜等工具观测
17世纪以后，人们开始借助望远镜观测星空，发现宇宙比想象的要丰富得多。
科学实践
1609年，伽利略利用自制的天文望远镜巡视夜空，看到了许多肉眼无法看到的恒星，证实银河是由无数恒星组成的……
科学实践
伽利略
伽利略是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。伽利略第一个用望远镜观察到土星光环、太阳黑子、月球山岭、金星和水星的盈亏现象、木星的卫星和金星的周相等现象，并从实验中总结出自由落体定律、惯性定律和伽利略相对性原理等。从而推翻了亚里士多德物理学的许多臆断，奠定了经典力学的基础，反驳了托勒密的地心体系，有力地支持了哥白尼的日心学说。
科学实践
1671年，牛顿发明了反射式望远镜，后来发现了万有引力定律。
科学实践
反射式望远镜，主镜使用抛物面镜，第二反射镜是平面的对角反射镜。它原理是使用一个弯曲的镜面将光线反射到一个焦点上。这种设计方法比使用透镜将物体放大的倍数高出数倍。
牛顿普适的万有引力定律表述如下：任何两个质点都存在通过其连心线方向上的相互吸引的力。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。
牛顿
科学实践
1781年，赫歇尔利用自制的反射式望远镜，发现了天王星。他还绘制了银河系图。
科学实践
赫歇尔
弗里德里希·威廉·赫歇尔（Friedrich Wilhelm Herschel，1738年11月15日—1822年8月25日），英国天文学家、古典作曲家、音乐家。恒星天文学的创始人，被誉为“恒星天文学之父”。英国皇家天文学会第一任会长。法兰西科学院院士。用自己设计的大型反射望远镜发现天王星及其两颗卫星、土星的两颗卫星、太阳的空间运动、太阳光中的红外辐射；编制成第一个双星和聚星表，出版星团和星云表；还研究了银河系结构。
科学实践
1846年，人们基于万有引力定律，在计算的基础上发现了海王星……
海王星
海王星（英语：Neptune，天文符号： ）是太阳系八大行星之一，也是已知太阳系中离太阳最远的大行星。海王星的轨道半长轴为30.07天文单位，公转周期为164.8年，质量为17.147地球质量（第3位，比它的近邻天王星稍大），半径为3.86地球半径（第4位）。海王星是仅有的利用数学预测而非观测意外发现的行星。
科学实践
自从1609年意大利科学家伽利略创制伽利略望远镜以来，人类借助望远镜观察太空，对宇宙的探索有了飞跃性的发展，所观测的宇宙空间不断扩大。
科学实践
三、航天时代
现在，科学家不仅可以利用先进的望远镜在地球上观测宇宙中遥远的天体，而且可以利用火箭将人造卫星、宇宙飞船、空间探测器以及航天员等送到太空，直接开展科学探测。
科学实践
1969年，“阿波罗”11号宇宙飞船搭载3名宇航员登上月球，这也是人类的第一次探月任务。
阿姆斯特朗是第一个登上月球的宇航员，他说：“这是个人迈出的一小步，但却是人类迈出的一大步。”
科学实践
1976年，“海盗”1号探测器登陆火星。
海盗1号（英文：Viking 1）是美国国家航空航天局维京号计划中两艘飞往火星中的第一艘。海盗1号以泰坦三E-半人马座运载火箭载具于1975年8月20日升空，花费10个月航向火星，轨道太空船在进入火星轨道前五天开始传回火星全球照片。最后着陆器在7月20日 08:51 UT 从轨道卫星分离，在11:56:06 UT登陆成功，成为全球首个能成功登陆火星的卫星。
科学实践
1990年发射升空的哈勃空间望远镜能观测到超过130亿光年的宇宙空间。并且哈勃空间望远镜拍摄了蝴蝶星云和观测到了草帽星系。
科学实践
迄今为止，人类已经开展了200多次深空探测任务，其中月球是人类唯一登陆过的地球以外的天体。迄今为止，有500多位航天员遨游过太空，在太空中进行科学研究，但同时也有十多位航天员在发射时以身殉职，为人类的航天事业献出了生命。
科学实践
科学实践
太阳系位于银河系中，银河系只是宇宙众多星系中的一个。在银河系之外，还有很多由无数恒星组成的天体系统，称为河外星系。银河系和现阶段所能观测到的河外星系，就是目前我们观测的宇宙。用层级关系表示：
科学实践
从银河系的正面和侧面图示可看出：银河系像一个漩涡，有多条旋臂；银河系的天体围绕着银河系的中心高速公转。
科学实践
仙女星系
20世纪20年代确认的第一个河外星系——仙女星系，拥有巨大盘状结构的旋涡星系，是距银河系最近的大星系。
科学实践
四、宇宙是无限的
宇宙是无限的，充满活力的。人类对宇宙的探索是艰难的，也是无限的。
宇宙中每时每刻都有许多恒星在诞生，同时也有许多恒星在消亡。恒星都在不停地高速运动，有些恒星自身还有节奏地膨胀和收缩，有些恒星还不断地向外抛射物质……字宙的过程充满了活力。
宇宙是巨大的，人类目前到过的天体除了地球，只有月球，人类探测宇宙的过程是艰难的。但是人们从肉眼观测到航天时代，进步飞快，因此人类探测宇宙的步伐是无限的。
科学实践
拓展与应用
我国航天事业的发展
自1970年4月24日“东方红一号”人造地球卫星发射以来，我国航天事业不断取得举世瞩目的成就。
“东方红一号”
拓展与应用
“神舟”系列载人飞船
1999年11月20日，发射“神舟一号”无人飞船成功。
2003年10月15日，我国第一艘载人飞船“神舟五号”飞上太空，圆了中国的飞天梦；航天员杨利伟成为我国进入太空的第一人。
2008年9月25日，“神舟七号”成功发射，宇航员在太空首次出舱活动。
2011年11月1日，“神舟八号”顺利升空，随后在太空与“天宫一号”完成自动交会对接。
2021年6月17日，“神舟十二号”载人飞船入轨后采用自主快速交会对接模式，成功对接于天和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合，并于7月4日,神舟十二号航天员进行中国空间站首次出舱活动。
2023年10月26日,“神舟十七号”载人飞船发射升空。
拓展与应用
杨利伟是中国培养的第一代航天员，是中国进入太空的第一人。其成功完成太空之旅后，中国成为世界上第3个能够独立开展载人航天活动的国家。 2003年11月，杨利伟被中共中央、国务院、中央军委授予“航天英雄”荣誉称号，并颁发“航天功勋奖章”。 2014年9月，被太空探索者协会授予“列昂诺夫奖”。2017年10月，获得联合国教科文组织“空间科学奖章”。
拓展与应用
“嫦娥”系列探月卫星
2004年，我国正式开启月球探测项目——嫦娥工程。
2007年10月24日，“嫦娥一号”发射成功，中国成为世界上第五个发射月球探测器的国家。
2010年10月1日，“嫦娥二号”卫星成功发射，进行深空探测等试验，嫦娥二号完成了一系列工程与科学目标，获得了分辨率优于10米月球表面三维影像、月球物质成分分布图等资料。
拓展与应用
2013年12月2日，“嫦娥三号”探测器（又称玉兔号月球车）被送入太空，成功软着陆于月球雨海西北部，并陆续开展了“观天、看地、测月”的科学探测和其他预定任务。
2018年12月8日，“嫦娥四号”探测器发射升空，实现人类首次月球背面软着陆和巡视勘察。
2020年11月24日，“嫦娥五号”探测器，顺利将探测器送入预定轨道。2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月球样品安全返回着陆。
拓展与应用
火星探测
2021年5月15日7时18分，“天问一号”探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。
课堂巩固
1.中国历史上首位飞上太空的人是（ ）。
A.杨利伟 B.聂海胜 C.嫦娥 D.李白
2.提出宇宙日心体系的科学家是（ ）。
A.托勒密 B.哥白尼 C.伽利略 D.牛顿
3.人类探索宇宙的历史，时间顺序正确的是（ ）。
A.肉眼观测→人类首次登月→望远镜的发明→天问计划
B.肉眼观测→天问计划→人类首次登月→望远镜的发明
C.肉眼观测→望远镜的发明→人类首次登月→天问计划
D.肉眼观测→天问计划→望远镜的发明→人类首次登月
B
C
A
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