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(共23张PPT)
第七章 从粒子到宇宙
四、宇 宙 探 秘
早在远古时代，人们就开始了对宇宙（Universe）的探索 .
古代人凭借肉眼观察星空，绘制星图，并依照他们赋予的美好想象命名了许多星座 .
在古代人看来，地球（Earth）是一块平坦的、并不太大的土地；天空似乎是一个固定的圆形屋顶，它从远处自上而下，和人看到的远处的地面融为一体 .（天圆地方）
一、从“地心说”到“日心说”
公元2世纪，古希腊天文学家托勒玫（Claudius Ptolemaeus，90~168 ）提出了以地球为宇宙中心的“地心说”. 他认为天上的日月星辰都绕着人类所居住的地球旋转 . 由于这种学说符合当时神权统治的思想，因此得到了当时教会的支持 . 在随后的1400多年里，很多人都相信托勒玫的观点是正确的 .
一、从“地心说”到“日心说”
16 世纪初期，文艺复兴在意大利兴起并扩展到整个欧洲，它带来的思想和艺术的繁荣解除了束缚人们思想的枷锁 . 以波兰天文学家哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473~1543）为代表的许多科学家，对托勒玫的“地心说”提出质疑，并与教会的迫害进行了不懈的斗争 . 哥白尼的传世之作《天体运行论》在他临终前出版了，这本书向人们描绘了一个全新的宇宙，创立了“日心说”. 哥白尼等引发的天文学革命，使自然科学从神学中解放出来，开创了科学史上的新时代 . 此后，牛顿创立了万有引力理论，使人们第一次用统一的理论来认识神秘的天体运动 . 20世纪以来，随着天文观测技术的发展，包括哈勃空间望远镜在内的一批天文探测设备投入工作，在众多天文学家、物理学家的协同努力下，获得了许多重要发现 . 现在，人类对宇宙的认识已经远远超越了哥白尼时代 .
1.盖天说
“天圆如张盖，地方如棋局”
2.浑天说
“天之包地，如壳之裹黄”
3.托勒玫的地心说
宇宙结构是以地球为中心的一系列同心圆行星体系
4.哥白尼的日心说
“太阳是宇宙的中心，地球围绕太阳运转”
一、从“地心说”到“日心说”
二、星空世界
仰望浩瀚的星空，我们就会发现，大部分星的相对位置似乎是不变的，人们称这些星为恒星（star）. 实际上，它们并不是绝对不动的，用很精确的天文仪器可以观察到它们的运动 .
二、星空世界
在晴朗的夜空中，有一条横亘天际的光带，它是由群星和弥漫物质集合而成的一个庞大的天体系统，称为银河系（Galaxy）. 它好像是一个中央突起、四周扁平的旋转铁饼，直径大约为 8万光年 . 太阳（Sun）是银河系中数以千亿计的恒星中的一颗 . 而银河系又只是浩瀚宇宙中普通的一员 .
二、星空世界
二、星空世界
目前人们观测到的星系约为 1000亿个 . 仙女星系是离银河系较近的星系，它距离我们超过200万光年 .
人们认识到，宇宙是一个有层次的天体结构系统，它是有起源的、膨胀的和演化的 .
二、星空世界
太阳
水星
金星
地球
火星
土星
天王星
海王星
太阳系位置图：
二、星空世界
⑴月亮围绕地球转动。
⑵地球等八大行星围绕太阳转动。
⑶恒星也在运动。
天文学中，取地球到太阳的平均距离为一个天文单位
二、星空世界
　 距离 （ 106千米） 半径（千米） (和地球的比值) 质量
(地球) 密度
(g/cm3)
太阳 697000 /109 332,800 1.410
水星 58 57910 0.38 0.05 5.43
金星 108 6052 0.95 0.89 5.25
地球 149.6 6378 /1.00 1.00 5.52
火星 228 3398 0.53 0.11 3.95
木星 778 71492 11.0 318 1.33
土星 1430 60268 9.5 95 0.69
天王星 2870 255594.0 17 1.29
海王星 4496 24764 3.9 17 1.64
冥王星 5906 1160 0.18 0.002 2.03
二、星空世界
银河附近星系
河外星系
仙女星系
马头星云
草帽星系
二、星空世界
宇宙从何而来
关于宇宙的起源，大多数宇宙科学家都认定：宇宙诞生于约137亿年前的一次大爆炸.大爆炸理论认为，宇宙起始于一个“原始火球”. 在“原始火球”里，温度和密度都高得无法想象，这时物质的状态至今还无法描述. 这种状态可能极不稳定 . 最终，“原始火球”发生爆炸，这种爆炸是整体的，涉及宇宙的全部物质及时间、空间 . 爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降. 温度降到一定程度时，逐步形成了行星和恒星、星系、星系团和超星系团等 .根据哈勃（Edwin Powell Hubble,1889~1953）发现的哈勃定律推断，星系在远离我们而去，它提供了宇宙膨胀的证据 .我们可用粘有小塑料粒的气球类比宇宙，小塑料粒可看成是宇宙中的天体 . 气球膨胀时，任意小塑料粒周围的其他小塑料粒都在离它远去（图7-25）.
星系在远离我们而去
当一列火车迎面驶来时，我们听到的汽笛声音调会明显升高（即声波的频率升高）；当它离我们远去时，音调明显降低（即声波的频率降低），这一现象叫多普勒效应 . 光同样可以产生多普勒效应，当一个星系离我们远去时，我们观测到的星系发出的光的频率降低（相当于波长变长）.
科学家用仪器观察星系发出的光，可以看到它的光谱 . 20 世纪 20 年代，天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移，称为谱线“红移”. 这一现象说明，星系在远离我们而去 .
二、星空世界
二、星空世界
中国载人航天工程的进展
1992年，中国正式开始实施载人航天计划 .
1999年11月20日，我国第一艘载人航天试验飞船“神舟一号”发射成功，标志着我国载人航天技术取得突破性进展 .
2003年10月15日，“神舟五号”载人飞船发射成功，中国首位航天员杨利伟带着中国人的千年期盼，梦圆浩瀚的太空 .
2005年10月12日，航天员费俊龙、聂海胜乘坐“神舟六号”飞船，进行了中国第二次载人航天飞行，实现了从“一人一天”到“多人多天”航天飞行的重大跨越，并开展了空间科学实验活动 .
2008年9月25日，航天员翟志刚、刘伯明和景海鹏乘坐“神舟七号”飞船进入太空，并于27日由翟志刚实现了中国航天史上的第一次“太空行走”，这是一个古老民族的壮丽跨越 .
2011年11月1日，“神舟八号”飞船在酒泉卫星发射中心顺利发射升空，并在 11 月 3 日与中国发射的首个目标飞行器“天宫一号”实现首次交会对接 .
2021年6月17日，聂海胜、刘伯明、汤洪波乘坐“神舟十二号”飞船飞入太空，成为我国“天和”核心舱的首批入住人员，这是我国空间站阶段的首次载人飞行 .
伴随着航天技术的发展，中国 的 探 月 工 程 也已经进入了全新的阶段 .
一、选择题1.如图所示的“宇宙层次结构”概念图,正确的是 (　　)
1.A　 宇宙是一个有层次的天体结构系统,太阳是银河系中数以千亿计的恒星中的一颗,以太阳为中心的太阳系和其他的恒星系属于银河系;而银河系只是浩瀚宇宙中的普通一员,除了银河系外还有比如图仙女星系等河外星系,故A正确.
2.描述宇宙天体间的距离,最常用的单位是 (　　)A.米 B.光年 C.纳米 D.千米3.下列关于宇宙的认识中错误的是 (　　)A.太阳是宇宙的中心B.宇宙是无边的、膨胀的C.地球是太阳系的行星之一D.宇宙是由大量不同层次的星系组成的
2.B　3.A
4.(2020河南)随着科学技术的进步,我国在航天领域取得了举世瞩目的成就,对宇宙的探索在不断深入.以下所述的航天器或星体中距离地球最远的是 (　　)A.执行导航任务的北斗系列卫星B.月球上行走的“玉兔号”月球车C.在轨运行的“天宫二号”空间站D.“天眼FAST”探测到的太阳系外的脉冲星
4.D　 “天眼FAST”探测到的太阳系外的脉冲星在太阳系外,离地球最远,故D正确.
5.如图所示,2019年4月10日人类首张黑洞照片的问世,除了帮助我们直接确认了黑洞的存在外,还证实了爱因斯坦广义相对论的正确性.下列关于宇宙的描述中,不正确的是 (　　)
A.地球是太阳系内的一颗行星B.太阳和太阳系最终会走向“死亡”C.宇宙处于普遍的膨胀之中D.太阳是宇宙的中心
5.D　 地球绕太阳公转,是太阳系中的一颗行星,故A正确;任何事物都会经历一个诞生、成长、成熟、衰落、灭亡的过程,太阳和太阳系也是这样的,最终也会走向“死亡”,故B正确;谱线“红移”现象说明,宇宙处于不断的膨胀之中,故C正确;太阳只是宇宙中众多的恒星之一,不是宇宙的中心,并且宇宙不存在所谓的中心,故D不正确.
二、填空题6.自16世纪后,哥白尼创立了“　　　　”,　　　　(填人名)创立了万有引力理论. 7.(2021扬州江都区月考)宇宙是一个有层次的天体结构系统,而它起源于137亿年前的一次　　　　.我们看到的太阳只是银河系中一颗普通的　　　　(选填“行星”“恒星”或“卫星”),科学家通过对星系光谱的研究发现谱线“　　　　”,说明星系都在远离我们而去.
6.日心说　牛顿7.大爆炸　恒星　红移 由宏观世界的基础知识可知,宇宙是一个有层次的天体结构系统,而它起源于137亿年前的一次大爆炸.我们看到的太阳只是银河系中一颗普通的恒星,科学家通过对星系光谱的研究发现谱线“红移”,说明星系都在远离我们而去.
8.在分子、电子、太阳系、地球中,空间尺度最大的是　　　　,最小的是　　　　. 9.宇宙在膨胀,我们可以用如图所示的实验来理解这一事实:在一只气球上粘一些小塑料粒,这些小塑料粒可看成宇宙中的　　　;对气球打气,当气球膨胀时,任意两个塑料粒间的距离都在增大;这里主要运用的一种思维方法是　　　　(选填“等效法”“类比法”或“转换法”).
8.太阳系　电子9.天体　类比法　 为了形象地说明宇宙大爆炸,将一个粘有小塑料粒的气球类比宇宙,塑料粒看成宇宙中的天体,气球膨胀时,任意小塑料粒周围的其他小塑料粒都在离它远去;这里运用的思维方法是类比法.
谢谢！

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