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第十章 从粒子到宇宙
第4节 日心说与太阳系
在我们生活着的地球之外，是一个广阔无边的世界，被称为“宇宙”。宇宙里的许多奥秘在等着我们去探索，今天我们就来了解一些宇宙的知识。
新知导入
1.知道人类探索宇宙的历程。
2.了解太阳系的概貌。
3.了解我国的探月工程和火星探测工程。
学习目标
古人对宇宙的初步认识
（1）我国古人对宇宙的认识：盖天说
古巴比伦人的宇宙模型
（2）古希腊人认为地球是宇宙的中心。
“天圆如张盖，地方如棋局”
新知学习
01 从“地心说”到“日心说”
公元 2 世纪，古罗马天文学家托勒玫，总结前人的成就，结合自己的天文观测，提出了“地心说”。他认为，地球静止不动，位于宇宙的中心，日月星辰都围绕地球旋转，如图所示。他的这一观念在天文学中统治了1300 多年。
1. 托勒玫的“地心说”
克罗狄斯·托勒玫
（Claudius Ptolemaeus，约90年—168年），是希腊数学家，天文学家，地理学家和占星家。
科学探索的伟大时代
16 世纪，文艺复兴思想和艺术的繁荣，解除了束缚人们思想的枷锁。以波兰天文学家哥白尼为代表的许多科学家，在长期天文观测和大量计算的基础上，对托勒玫的“地心说”提出了质疑。哥白尼在《天体运行论》中向人们描述了一个全新的宇宙。
2. 哥白尼的“日心说”
哥白尼（Nicolaus Copernicus， 1473—1543），波兰天文学家
他认为太阳才是宇宙的中心，所有行星都在绕太阳运动，人们称其为“日心说”。
“日心说”的提出一举解决了“地心说”所不能解决的许多问题，引发了天文学革命，开创了科学史上的新时代。
但哥白尼还没有彻底摆脱行星做圆周运动的传统观念。
哥白尼的“日心说”宇宙模型
3. 近代天文观
（1）伽利略望远镜
1609年伽利略用自制的望远镜观察天体，以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。第一个观测到了木星的卫星、太阳黑子和月球上的环形山。
木星及其卫星
伽利略望远镜
意大利天文学家、物理学家伽利略1609年发明了人类历史上第一台天文望远镜。
月球上的环形山
（2）开普勒观点与万有引力理论
开普勒则进一步指出，太阳系中行星的运动不是匀速的，其轨道也不是圆，而是以太阳为其中一个焦点的椭圆。
后来，在牛顿创立的万有引力理论指导下，人们用统一的观念认识神秘的天体运动，并发现了离太阳最远的大行星，它被命名为“海王星”。
离太阳最远的海王星
牛顿发明的望远镜
（3）哈勃太空望远镜
为改进对星体的观察，1990年美国向太空发射了一台望远镜，叫哈勃太空望远镜，可以排除大气层的干扰，使人类观测宇宙的能力空前提高。
哈勃太空望远镜
哈勃空间望远镜，是以天文学家爱德温·哈勃为名，在地球轨道的望远镜。自哈勃空间望远镜投入工作以来，获得了包括彗星、木星碰撞、太阳系外行星探测、恒星诞生、宇宙加速膨胀等许多重大的天文观测成果。
（4）中国“天眼”
中国“天眼”500米口径球面射电望远镜工程由我国天文学家于1994年提出构想，从预研到建成历时22年，是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。
科学家通过“中国天眼”FAST发现了迄今为止唯一一例持续活跃的重复快速射电暴FRB 20190520B，并将其定位于一个距离我们30亿光年的矮星系。这一发现对于更好理解快速射电暴这一宇宙神秘现象具有重要意义。
视频欣赏——《世界最大的望远镜—中国天眼》
太阳系是一个以太阳为中心，受太阳引力约束在一起的天体系统。研究表明，太阳系主要是由太阳、八大行星及其卫星、彗星和小行星等组成的。（近其中卫星约500个，小行星至少120万个，还有一些矮行星和彗星）。
太阳系位于距银河系中心大约2.4~2.7万光年的位置（银河系的恒星数量约在1000亿到4000亿之间，太阳只是其中之一 ）。太阳以220km/s的速度绕银心运动，大约2.5亿年绕行一周。
1. 太阳系
02 太阳系概貌
是离我们最近的一颗恒星。直径是地球的109倍，质量是地球的33万倍，体积是地球的130万倍。太阳的表面温度6000℃，中心温度1500万℃。
太阳是太阳系的中心天体，占太阳系总体质量的99.86%。
2. 太阳
天文学家把太阳结构分为内部结构和大气结构两大部分。内部结构由内到外可分为太阳核心区、辐射区、对流区3个部分；大气结构由内到外可分为光球层、色球层和日冕层。
3. 八大行星
八大行星，是指太阳系的八个大行星，按照离太阳的距离从近到远，依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
其中质量最大的是木星，其质量约为地球的318倍；离地球最近的是金星，其次是火星。火星离地球的最近距离约5.6×107km。
地球是太阳系八大行星之一，按照离太阳由近及远的次序排为第三颗，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星，距离太阳1.5亿公里。
地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。现有40亿～46亿岁。它有一个天然卫星——月球，二者组成一个天体系统——地月系统。
4. 地球
地球与月球
在太阳系中，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转，月球是地球唯一的卫星。
探月工程和火星探测工程
“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月。”奔向月球是中华民族的千年梦想。在总设计师孙家栋带领下的探月工程（又称嫦娥工程）是我国航天强国的重要组成部分。
1. 嫦娥探测器
2007 年，“嫦娥一号”探测器成功环绕月球飞行，并传回了月球影像和关于月壤厚度、月球空间环境等的重要数据。
孙家栋，中国科学院院士，“共和国勋章”获得者
嫦娥一号
2013 年，“嫦娥三号”探测器利用悬停避障等关键技术在月面实现软着陆。其携带的“玉兔号”月球车圆满完成在月面巡视勘察的预期任务。
2019 年，“嫦娥四号”探测器首次在月球背面实现软着陆，“玉兔二号”月球车在月球背面留下了第一道车辙。
“嫦娥四号”探测器
2020 年，“嫦娥五号”返回器携带1 731g月壤样品成功返回地球。通过对该样品的研究，科研人员于2023年发现了月表水的重要储存库——撞击玻璃珠。
我国首次火星探测任务于2016年正式批复立项，计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视，对火星进行全球性、综合性的环绕探测，在火星表面开展区域巡视探测。2020年，“天问一号”火星探测器发射升空，对火星的表面形貌、土壤特性、物质成分等开展了科学探测，取得了丰富的科研成果。
“天问一号”火星探测器
2021年，我国公布了由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌等科学影像图，标志着我国首次火星探测取得圆满成功。无论是白发苍苍的专家前辈，还是初出茅庐的青年才俊，他们都为我国的航天工程付出了艰苦卓绝的努力，共同成就了蓬勃发展的中国航天事业。
2. “天问一号”火星探测器
日心说与太阳系
从地心说到日心说
近代
天文观
①盖天说。
②托勒玫的“地心说”。
③哥白尼的“日心说”。
①伽利略望远镜：以确凿的证据支持了“日心说”。
②用统一的理论认识天体运动：开普勒观点与万有引力理论。
③哈勃太空望远镜。
④中国“天眼”。
①太阳系组成：太阳、八大行星、卫星、彗星和小行星。
②八大行星：水星、金星、地球、火星、
木星、土星、天王星、海王星。
③我国的探月工程和火星探测工程。
太阳系
概貌
课堂小结
1.关于地球下列说法中正确的是（ ）
A.地球是太阳系中的一颗行星
B.地球是太阳系中的一颗恒星
C.地球是太阳系的中心天体
D.地球是宇宙的中心天体
A
课堂练习
2．在下列名词中，由大到小排列顺序正确的是(　　)
A．宇宙>太阳系>银河系>地球
B．宇宙>银河系>太阳系>地球
C．银河系>宇宙>太阳系>地球
D．太阳系>银河系>宇宙>地球
B
3.下列有关宇宙的说法中正确的是( )
A.宇宙是由银河系和太阳系组成的
B.宇宙只是由银河系组成,太阳是银河系的一员
C.宇宙中有数十亿个星系,银河系是其中的一员
D.太阳系中绕太阳运行的只有八大行星
C

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