资源简介

(共50张PPT)
在本章，我们重点探讨以下问题：
地球处在什么样的宇宙环境中？
太阳对地球有什么影响？
地球经历了怎样的演化历程？
地球具有怎样的结构？
人类的家园——地球，在茫茫宇宙中只是沧海一粟；太阳的惠泽使它生机盎然。在漫长的演化历程中，地球上诞生了生物。生物不断进化，并出现了人类；地球具有类似同心圈层的结构，构成了人类赖以生存和发展的自然环境。
第一章宇宙中的地球
真喵地理制作
地球的宇宙环境
The cosmic environment of the earth
第一章第一节
宇宙中的地球
课标解读
【课标呈现】
运用资料，描述地球所处的宇宙环境。
【课标解读】
1. 理解天体和天体系统的概念，掌握天体系统的层次性；
2.了解太阳系的结构和各大行星的特点；
3. 能够运用资料，描述地球在宇宙中的位置；
4. 运用资料，说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。
目录
CONTENTS
01 地球在宇宙中的位置
02 行星地球
THE BLUE PLANET
地球在宇宙中的位置
The position of the earth in the universe
/ 01
四方上下曰宇
—《 淮南子 · 原道训 》
古往今来曰宙
古代人们对宇宙的认识
古代
“盖天说”
“浑天说”
公元2世纪，古希腊天文学家托勒密建立“地心说”
16世纪波兰天文学家哥白尼提出“日心说”
18世纪天文学家引入“星系”
20世纪60年代以来，大型天文望远镜使用以及空间探测技术发展，使天文观测尺度逐渐扩展到200亿光年时空区域
人类对宇宙的认识
宇宙的两大特点
(1)物质性——宇宙是物质的，由各种天体组成，宇宙中最基本的天体是 恒星 和 星云 。
(2)运动性——宇宙中的一切在不断运动，天体相互吸引、相互绕转形成天体系统。
天体物质形式
Material form of celestial body
晴朗夜空下，仰望星空，可以看到闪烁的恒星、轮廓模糊的星云，以及相对星空背景有明显位移的行星、还可以看到一闪即逝的流星体、拖着长尾的彗星
这些都是宇宙中物质存在的形式，它们连同通过天文望远镜或其他空间探测手段才能探测到的星际空间物质，统称为天体
天然天体(恒星、星云、行星、卫星、流星体、彗星等）
人造天体(航天器和空间垃圾，比如航天飞机、宇宙飞船、
人造卫星、废弃的航天器、运载火箭末级残体和碎片)
人类观测宇宙的工具——天文望远镜
赫歇耳借助天文望远镜将观测范围扩展到太阳系之外，确认了由众多恒星构成的银河系的存在
人类观测宇宙的工具——天文望远镜
哈勃通过天文望远镜发现了仙女座星云其实是由大量恒星组成的，而且距离远远超出银河系的范围，证实了河外星系的存在
图以哈勃名字命名的空间望远镜——哈勃望远镜
人类观测宇宙的工具——天文望远镜
2016年， 我国在贵州建成了目前世界最大的单口径射电望远镜，帮助人类获取更多的宇宙信息
由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体，主要物质是氢
图为通过天文望远镜拍摄的猎户座星云
宇宙星云 墨西哥草帽星系104
Cosmic nebula, straw hat galaxy, Messier 104
因星系中央隆起明亮的核与核附近像草帽的帽檐般向四周辐射散开的宇宙灰尘，又称墨西哥草帽星系
距离地球2930万光年的Sa-Sb型之旋涡星系，梅西耶编号M104，NGC 4594
环状星云（Planetary nebulae），也被称之为“Messier 57”
因此类星云中心有颗高温星，外围环绕着一圈云状物质，就好像行星绕着太阳似的而得名，也有因其形状像一个光环，所以又称为环状星云
宇宙星云 环状星云梅西耶57
Cosmic nebula, Ring Nebula, Messier 57
天龙座的一个行星状星云，因为形状长得像猫的眼睛而得名
哈勃太空望远镜显示，猫眼星云拥有绳结、喷柱、弧形等各种形状的结构。于1786年发现，是已知的结构最复杂的星云之一
宇宙星云 猫眼星云NGC 6543
Cosmic nebula · cat's Eye Nebula NGC 6543
宇宙星云 行星状蝴蝶星云 M2-9
Cosmic nebula, planetary Butterfly Nebula m2-9
蝴蝶星云 M2-9也叫巴比龙星云
蛇夫座美丽的行星状星云。大小约是150光年，位于我们的邻居星系大麦哲伦星云，距地球大约17万光年
宇宙星云 马头状星云 Barnard 33
Cosmic nebula, Horsehead Nebula, Barnard 33
马头状星云 Barnard 33 IC 434是暗星云，黑暗的尘埃和旋转的气体构成的构成马的头部
它位于猎户座ζ星的左下处，距离地球大约1500光年
由炽热气体组成、能自己发光的球状或类球状天体
图为太阳，它是离地球最近的恒星
太阳
天狼星
UY Scuti
盾牌座 UY
盾牌座UY是一颗位于盾牌座的红超巨星
是现今人类已知体积最大的恒星，半径约为 7.94 AU，略小于土星轨道半径，居人类观测到的恒星体积榜首
在椭圆轨道上绕恒星运行的、近似球状的天体
行星的质量比恒星小，本身不发光，靠反射恒星的光而发亮
图为在外太空拍摄的环绕太阳运行的土星
小行星带
小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域，98.5%的小行星都在此发现，约2.17-3.64天文单位内，聚集了约50万颗以上的小行星
环绕行星运转的天体，质量比其绕行的行星小；
体积小，不能自己发光，表面反射恒星光而发亮；
月球是地球唯一的天然卫星。
流星体是太阳系内运行于星际空间，成为颗粒状的碎片
流星体进入地球大气层后，在路径上发光并被看见的阶段则被称为流星
图示为英仙座流星雨
彗星又称扫把星，是进入太阳系内
亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体，呈云雾状
彗核由冰物质构成，当彗星接近恒星时，彗星物质升华，形成彗尾，彗尾背向太阳。
哈雷彗星绕日公转周期为76年。
Comet trajectories
黑洞是现代广义相对论中的一种天体
引力极其强大，是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体
图为北京时间2019年4月10日人类首张合成黑洞照片
Kagantuya
卡冈图雅黑洞来自于《星际穿越》这部电影中，主人公从中跳入卡冈图雅黑洞，进入了五维文明构建的超立方体（三维）中；质量达到了太阳的1亿倍
天体系统
sphere systems
宇宙中天体都在运动着，运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统
地月系
E-Moon system
E01
地月系由地球和月球组成
地球是地月系的中心天体，月球围绕地球运动
它是地球唯一的天然卫星，月地距离约为38.4万千米
太阳系
Solar system
E02
太阳系由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质等构成
太阳是太阳系的中心天体，质量占整个太阳系质量的99.86%
地球是距离太阳较近的一颗行星，日地距离约为1.5亿千米
99.86%
银河系
Galactic System
E03
银河系是由太阳和众多恒星组成的庞大恒星系统
在银河系中，有1 000亿颗以上的恒星；银河系的直径约10万光年①
太阳与银河系中心的距离约2.6万光年
①光年是计量天体间距离的单位。1 光年即光在一年中传播的距离， 约为94605亿千米
由于身在其中，我们在地球上无法看到银河系的全貌 在没有月光且未受城市灯光干扰的晴朗夜晚，常能看到银河呈一条乳白色的朦胧光带横跨天际
图为夏季在金山岭长城观测到的银河
The Milky Way seen on earth
可观测宇宙
Observable universe
E04
目前，在银河系外，天文学家观测到
许许多多同银河系类似的星系，统称它们为河外星系
银河系和现阶段所能观测到的河外星系，统称为可观测宇宙
注：图示为人类可观测宇宙辐射全景
学生活动
请用语言描述你的家乡在宇宙中的位置
地球在宇宙中的位置
（※注意层级关系）
可观测宇宙
银河系
河外星系
太阳系
其它恒星系
地月系
其它行星系
（←从低到高）
/ 02
行星地球
Planet Earth
水星
金星
地球
火星
木星
天王星
土星
海王星
太阳系 八大行星体积位置
The size and position of eight planets in the solar system
在太阳系的八颗行星中
水星、金星、地球、火星更靠近太阳，有固体表面，体积较小，称为类地行星
木星、土星远离太阳，主要由气体构成，因体积巨大，称为巨行星
天王星、海王星因与太阳相距很远，称为远日行星
太阳系 八大行星运动规律
Laws of motion of the eight planets in the solar system
八颗行星都围绕太阳公转
而且公转方向具有同向性，公转轨道面具有共面性，公转轨道形状具有近圆性
普通性：无论是从距日远近、自身的体积，还是从公转方式来看，地球都只是太阳系中一颗普通的行星
为什么又说地球是太阳系中最特殊的一颗星球？
地球
因为地球是太阳系中唯一存在高级智慧生命的行星。
欣赏下方视频，思考并回答以下两个问题：
1.说明地球上存在生命的条件
2.描述地球大气对生命存在和发展的作用
地球上存在生命的条件有哪些？
地球
（1）内部环境：
①日地距离适中＋公转、自转周期适中→适宜的光照和温度条件。
②体积和质量适中→大气厚度和大气成分。
③温度适宜→充足的液态水。
（2）外部环境（稳定和安全）：
①太阳处于壮年期，状态稳定，能形成稳定的太阳光照。
②大小行星各行其道，互不干扰，能为地球提供安全的宇宙环境。
地球的宇宙环境保护
1．原因
○地球是人类在宇宙中唯一的家园。
○航天活动日益频繁，太空垃圾越来越多。
2．责任
○保护地球的宇宙环境。
小思考
生命存在问题的分析思路
一看：该行星所处的宇宙环境是否安全和稳定。
二看：该行星是否有适宜的温度。从距恒星的距离远近、自转和公转周期长短、大气层方面分析该行星是否有适宜温度。
三看：该行星周围有无适合生物呼吸的大气。从该行星的体积、质量和大气演化方面分析该行星是否有适合生物呼吸的大气。
四看：该行星是否有液态水。从温度高低和水体运动方面分析该行星是否有液态水。
小结
开展简单的天文现象观测活动 Simple astronomical observation activities
天文观测是天文学家重要的日常工作之一，天文爱好者也可以直接用肉眼或者用望远镜等进行月相、日食、月食、流星雨等天文现象的观测；观测前需做好准备工作，观测时注意个人安全防护
以月相观测为例；月相可用肉眼直接观测，观测前需准备指南针和观测记录表
图：确定月亮在天空中的位置
… …
… …
确定月亮位置的方法 How to determine the position of the moon
选择视野开阔的地方，用指南针确定东、南、西、北方向；选择地面标志性建筑物，作为月亮水平方位的参照
月亮的高度角可用拳头进行估算；水平伸直一只手臂为0°基准面，握拳，其上叠放另一只手的拳头，一只拳头的高度角约为10°；保持手臂稳定不动，依次将下面的手抽出叠放在上面，直到视线、拳头和月亮三者重合，据此估算月亮的高度角
活动
观测并记录月亮的位置和形状 How to determine the position of the moon
傍晚日落后天空出现月牙的时候，在观测表上记下观测日期、月亮的位置和形状，并标注观测时刻(表1.1 )
接下来两周内，每天在同一时刻进行观测并记录。
描绘观测期间同一时刻月亮在天空的位置和形状变化
活动
表1.1 月相观测记录表 观察时刻____________ 日期 观测项目 农历 公历 月亮水平方位 月亮高度角 月亮形状
观测并记录月亮的位置和形状 How to determine the position of the moon
活动
总结观测结果
总结月亮位置的逐日变化
总结月亮形状的逐日变化
图:月相观测描绘示例( 2016年)
空白演示
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月相观测记录表（高一X班） 月相 农历 公历 视形状 月出时间 月落时间 同太阳出落比较
初一
初七
初八
十五
十六
廿二
廿三
三十
空白演示
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月相观测记录表（高一X班） 月相 农历 公历 视形状 月出时间 月落时间 同太阳出落比较
初三
初五
初十
十三
十八
廿
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廿八

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