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(共30张PPT)
第3节人类对宇宙的探索（2）
内容要求
①知道从地心说到日心说的发展历程，领悟科学家敢于质疑、追求真理的科学精神。
②了解银河系的大小和结构，知道银河系是宇宙中的一个普通星系，认识宇宙的起源和演化历史。
③知道太阳有形成、演化和衰老的过程，是银河系中一颗普通的恒星，说出太阳在银河系中的位置。
探究实践活动
宇宙有多大？
最初人们认为地球是宇宙的中心，太阳、月球、5颗行星和6000多颗静止不动的恒星构成了宇宙。
后来，人们认识到宇宙由银河系等星系组成，银河系由几千亿颗像太阳一样的恒星组成。
那么，银河系有多大？
它的中心在哪里？
地球位于银河系的何处？
三、银河系和河外星系
我们的太阳系处在_______之中。
当我们仰望夏季的夜空，看到横跨夜空的那条银河时，其实我们正在银河系内部观察我们生存的这个星系的中心。
银河系
星系（galaxy）是由________、 ________ 、 ____ 、____和____在____作用下聚集在一起形成的_____ _________。
天文学家把大多数星系分为三类：
_________ 、 _________和__________ ，如图3.3-10所示。
图3.3-10 三类星系
旋涡星系
椭圆星系
不规则星系
单颗恒星
恒星系统
星团
尘埃
气体
引力
大型
天体系统
旋涡星系
椭圆星系
不规则星系
银河系是一个_________。
从侧面看，银河系呈_________；
从上往下看，能够看到银河系的_________。
我们无法在地球上看到银河系的旋涡结构，
扁圆盘状
旋涡结构
图3.3-11 银河系“侧视图”(模拟图）
图3.3-12 银河系“俯视图”（模拟图）
旋涡星系
因为太阳系位于_________的一条_____上。
银河系
旋臂
银河系是由众多_____及_________组成的一个巨大______，
银河系的直径约为_________光年，
中心厚度约为_________光年，自中心向边缘逐渐_____ 。
太阳只是银河系内几千亿颗恒星中的一颗普通恒星。
太阳远离银河系的中心，它与银河系中心的距离约_________光年，约_______年绕银河系中心转一圈。
恒星彼此相距很远，离太阳最近的恒星是_______，与太阳相距______光年。
太阳不在银河系的中心，人类又一次破除了自己位于宇宙中心的观念。
所有的恒星都围绕_______的中心旋转。
恒星
星际物质
星系
银河系
1.0×10
1.2×10
变薄
2.6×10
2.4亿
比邻星
4.22
银河系虽然很大，但在整个宇宙中显得微不足道。
银河系只是广阔深空中上千亿个星系中的一个普通星系。
_______和银河系外的_________构成了广阔无垠的_____。
图3.3-13显示了不同尺度的天体所横跨的范围。
图3.3-13 不同尺度的天体所横跨的范围
地球 太阳系 银河系 宇宙
银河系
河外星系
宇宙
天文学家很早就意识到银河系外有其他星系。
1919年，哈勃用当时最大且最先进的天文望远镜，测定了_____________（星系）的距离，发现这个距离_______银河系的直径。
因此，哈勃推断仙女星系一定位于银河系_______。
其实，仙女星系是一个比银河系更______的星系。
图3.3-14 仙女星系
我们肉眼观察到的仙女星系是由许多星星集中在一起的模糊小点。
仙女座大星云
远大于
之外
巨大
1.面向________，先找到________。 ________在天空中呈_____，很容易认出。其_____在不同季节指向_____ ：在晚上_________观测，春天斗柄朝___，夏天斗柄朝___，秋天斗柄朝___，冬天斗柄朝___。
2.把北斗七星中____的________ ，并朝_____方向延伸_____距离，就可以找到________。
图3.3-15 北斗七星
大熊星座
北斗七星
斗状
斗柄
不同
八九点钟
东
南
西
北
斗前
两星连线
斗口
5倍
北极星
北天星空
我们知道宇宙中有上千亿个星系，每个星系中同样含有数量巨大的恒星。
例如，
天文学家估计，北斗七星范围内存在100多万个星系。
今天，我们对宇宙的理解已跨越浩瀚的星际空间，延伸到了我们所见的整个宇宙。
然而，这些发现，无论大小，都是无数科学家努力探索的成果，是一代代科学家智慧的结晶。
图3.3-16 图中每个可见的光点都可能是一个遥远的星系
四、恒星
太阳是银河系内一颗相当普通的______。
恒星
每一颗恒星都有其______ 、 ______和______的过程，这是一个十分缓慢的过程。
太阳是地球的______之源，没有太阳，人类就不能生存。
研究恒星的诞生、演化和死亡，对人类的生存具有重要意义。
诞生
演化
死亡
能量
天文学家根据对各种恒星的观测和理论研究，认识到所有恒星的诞生过程与太阳的诞生过程基本相似。
随着宇宙的_____，温度不断_____ ，出现了由_________构成的_________ 。
宇宙尘埃在_____作用下，会变得更加_____ ，并越聚_____ ，形成_____状态的_______。
随着星云团的_____ ，温度不断_____ ，当温度变得非常_____ ，星云团就开始_____ 。
于是，恒星诞生了。
膨胀
降低
中性原子
宇宙尘埃
引力
密集
越大
气体
星云团
收缩
升高
炽热
发光
当这颗恒星继续收缩_____，温度超过_________时，将引发恒星内部的氢核发生_____反应，生成氦并向外_____出能量，恒星就_____下来，进入________阶段。
恒星的稳定主序星阶段能够持续多长时间呢？
像太阳这样的恒星的主序星阶段可持续约______年。
太阳已存在约50亿年，它的主序星阶段还有约50亿年。
恒星约90%的生命周期都处于主序星阶段。
今天的太阳正处在它的鼎盛时期。
升温
1×10 ℃
聚变
释放
稳定
主序星
100亿
1.图3.3-17展示了恒星的质量与它的寿命的关系。恒星寿命指恒星在耗尽燃料之前能存在的时间。
2.一颗质量是太阳80%的恒星能存在多久？一颗质量是太阳1.7倍的恒星又能存在多久？
3.描述恒星的质量与它的寿命的一般关系。
恒星是不会永久存在的。
一颗恒星寿命的长短取决于它的质量大小：
质量越大，寿命越短；
质量越小，寿命越长。
太阳外层的氢继续变成____，星体急剧______ ，变成______ ，形成_________ 。
科学家描绘出了太阳未来的演变过程：
大约50亿年后，
太阳中心缺少足够的____时，太阳的球核将开始______，
当太阳______到接近火星轨道时，将吞噬_____ 、 _____ 、 _____ ，预计太阳在红巨星阶段持续大约______年时间，亮度升高到今天的近________。
红巨星不断地把外层物质抛向太空，在星体周围形成____________，它的核聚变过程中形成的一些物质将进入星际介质参与_______，而球核进一步收缩，形成体积极小、密度很大的_______。
最后，太阳将慢慢“熄灭”，形成一颗看不见的_______ ，变成_____的一部分，留在宇宙中，进入新的_____。
氢
收缩
氦
扩大
红色
红巨星
膨胀
水星
金星
地球
10亿
1万倍
行星状星云
再循环
白矮星
黑矮星
星云
循环
了解了太阳一生的演化后，你对宇宙有了什么新认识？
如果恒星的质量是1~8倍太阳质量，它会演变成________，最终演变成________ ，即体积很小、质量不太小的恒星；
与太阳一样，当恒星内核的氢燃烧殆尽，就会快速_____并_____ 。这是恒星最后的_____ 。
消亡
图3.3-18 蟹状星云
演化
归宿
如果恒星的质量是太阳质量的10~20倍，它的体积会急剧变大，形成_________ ，随后爆发成________ （supernova），最终演变成体积极小、密度极大的________ 。
1054年，我国发现并记录的超新星爆发，史称“客星”。
蟹状星云即在这次爆发后诞生，这是天文学中第一个被认证具有清晰历史观测记录的超新星遗迹。
红巨星
白矮星
红超巨星
超新星
中子星
当恒星的质量更大时，其内部将产生巨大______，物质被“压”成了更为神奇的天体—______（blackhole）。
黑洞的_____非常大，强大的_____使________，甚至____都无法逃脱它的_____ 。
因此，远处的观测者无法看到来自黑洞的____。
黑洞
压力
密度
引力
任何物质
虽然人们看不见黑洞，但科学家能确定它的存在。
图3.3-19 恒星的演化
光
吸引
光
大质量恒星的消亡过程和太阳有什么不同？
几十年来，科学家一直在寻找黑洞。
2016年，科学家宣布探测到黑洞的存在。
2019年，我国天文学家依托自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST），发现了一个迄今为止质量最大的恒星级黑洞。
2022年5月，天文学家向人们展示了位于银河系中心的超大质量黑洞的首张照片。
银河系中心黑洞距离地球约2.7×10 光年之遥。
图3.3-20　银河系中心黑洞
恒星在生命的最后时刻，都会不断地向四周抛出物质。
这些物质自由地在太空中扩散，最后将渐渐孕育出新一轮的__________。
恒星星云
三、银河系和河外星系
银河系是一个_________。
从侧面看，银河系呈_________；
从上往下看，能够看到银河系的_________。
扁圆盘状
旋涡结构
旋涡星系
银河系的直径约为_________光年，
中心厚度约为_________光年，自中心向边缘逐渐_____ 。
1.0×10
1.2×10
变薄
四、恒星
原始恒星星云
小质量恒星
大质量恒星
红超巨星
红巨星
超新星
行星状星云
白矮星
中子星
黑洞
宇宙
（总星系）
银河系
河外星系
太阳系
地月系
地球
月球
其他恒星系统
其他行星系统
1.我们仰望夏季星空时，可以看到横跨夜空中的“银河”，这里看到的“银河”是指（ ）。
A. 银河系中心恒星密集的区域 B. 整个银河系
C. 流星密集的区域 D. 彗星密集的区域
A
2.神舟载人航天飞船接连成功发射，标志着我国对宇宙的探索又上了新的台阶。下列说法正确的是（ ）。
A. 夜晚在天空中看到的星星都是恒星
B. 宇宙的大小结构层次为：宇宙→银河系→河外星系→太阳系
C. 从侧面看，能看到银河系的旋涡结构
D. 太阳远离银河系的中心，是银河系内一颗普通的恒星
D
3.根据科学家的预测，大质量恒星的演变过程为（ ）
A. 原始恒星星云→大质量恒星→红巨星→中子星→黑洞
B. 原始恒星星云→大质量恒星→超新星→红超巨星→中子星或黑洞
C. 原始恒星星云→大质量恒星→红超巨星→超新星→中子星或黑洞
D. 原始恒星星云→大质量恒星→中子星→红超巨星→超新星
C
4.假如在太阳系外存在一颗与地球同类型的天体，被命名为“第二地球”。如图所示为宇宙部分天体系统的关系图，则“第二地球”最合理的位置是（ ）
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
D

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