天文学课件7
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浙教版七年级下册科学《探索宇宙》说课教学课件
1 古代
四、人类对宇宙的探索
银古河代系火侧箭视图
2 现代
四、人类对宇宙的探索
银载河人系航侧天视图
五、课堂小结
静止 运动
物体的运动状态发生了改变
摩擦力 力的存在
一、摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体，当它们做相 对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相
对运动的力，——摩擦力
2.方向:与相对运动方向相反
3.分类:根据两个接触物体是相对滚动还 是相对滑动
摩擦力
滑动摩擦力 滚动摩擦力
两个物体相对运动时会产生阻碍 他运动的摩擦力。那么，两个保持 相对静止的物体之间，是否也存在 摩擦力呢？
猜测:筷子能不能把杯子和米提起来?
你看到什么现象？为什么？
1.同学们都认为盛米的杯子会掉下 来,是认为他受到了什么力的作用?
第四章 地球与宇宙
第七节 探索宇宙
课程引入
中国第一个进入太空的宇航员——杨利伟
一、认识星座
近代，国际天文学联合会决定，将全天划分成88个区域，叫星座。在这88 个星座中，北天有29个星座，南天有47个星座，沿黄道天区（北天星空与南天 星空的相交区）有12个星座。
一、认识星座
一、认识星座
大熊座
二、影响摩擦力大小的因素 压力大小
接触面的粗糙程度
• 1．摩擦力的方向总是跟物体相对运 动方向 ＿相＿反＿(相反或相同), 2．摩 擦力的大小与＿＿＿压＿力＿的＿大及小 ＿ ＿接＿触＿面＿的粗＿糙＿程＿度＿＿有关。
3、下列现象不能说明物体受到摩擦阻
力作用的是（ D）
A、足球被脚踢出后在地面上滚动越 来越慢，最后停下来。
结论: 在其他因素都相同的条件下,摩擦 力的大小和接触面积的大小无关
数字7是个很神秘的数字
数字7是个很神秘的数字数字7是个很神秘的数字，在历史的舞台一路走来，数字七有无数的故事，而现在大家喜欢带数字七的手机号码只是其中之一。
那为什么大家这么注重数字七呢?在中国“7”有哪些成就呢“7=2+5”中国在天文学上成就更高闪米特诸民族把日、月和五大行星(古人以肉眼观测，只知道五大行星)都笼统地称为行星。
显然,是因为这七大天体都相对于恒星背景不断运动的缘故。
而中国由于天文学更为发达，已经将日、月与五大行星区别开来。
这种差异，也体现在各自文化里。
在巴比伦产生了“七曜纪日”，在中国则大兴“阴(太阴-月亮)阳(太阳)五行(金、木、水、火、土)”;闪米特人尊七曜为神，而中国古人把“金木水火土五大元素说”与五大行星附和在一起，以求“天人合一”;闪米特诸族尊“七”为大，以“七”为“多”、为“全”，而中国文化则把五行之说套用于社会的方方面面：“物有五行”、“人有五行属命”、“朝代有五行属相”、“方向有五行属位”等，几乎所有的一切都可以套用五行之说，长沙马王堆出土的帛书中，已把五大行星与五方、五帝严整地对应在一起。
在中国传统文化里，7其实是阴阳与五行之和，这是儒家所谓的“和”的状态，也是道家所谓的“道”或“气”，都与“善”、“美”有着密切的联系。
在其他国家“7”又有哪些意义在人类文化中七：象征权势和谐的数字，巴比伦纪元年代，权利和名誉的象征。
在基督(犹太)信仰中，上帝用六天创造世界，第七天休息，星期日被称为“安息日”从此而得。
目前通用历法中的一周亦为七天。
在西方文化中，七普遍被视为幸运数字，而有 Lucky 7 的说法。
在生产力和科学都极度落后的古代社会，古人希望神秘的星空能告诉他们些什么。
古人认为人与星星是有关系的，人的灵魂是天的一部分。
因此，星占家在古代社会的地位非常显要。
建立古巴比伦王国的闪米特人相信七曜皆神，对他们都加以崇奉。
并确信他们轮流执政，主宰着人间的沧桑。
于是，闪米特先人把对七星神的敬畏演化于他们古老的宗教中，他们造七座坛、献七份祭礼、行七次叩拜之礼……日复一日、年复一年，渐渐地，“七”从他们虔诚的图腾崇拜礼仪中抽象出来，成为一个隆重的符号，并最终融入新的一神宗教之中了。
《四、宇宙探秘》课件7
活动2：自主学习。
活动3：光年
（1）光年l.y.：光在真空中走一年所经 过的路程 1 lzx.xyk .=9.461×1015m
（2）天文单位AU：地球到太阳的平均 距离 1AU=1.496×1011m
银河系
宇 宙
太阳系
地月系 其他行星系
其他恒星系
河外星系
活动4：宇宙大爆炸
北京古观象台
哈勃空间望远镜
火星探索的漫游者
国际空间站
宇宙
1.概念：
宇宙是广漠空间和存在的各种 天体以及弥漫物质的总称。
2.包括：
宇宙中有上千亿的星系，平均 每个星系又有上千亿的恒星和 各类天体。
宇宙从哪里来？它的 过去是怎样的呢?
有关宇宙创始的神话故事
盘古开天辟地
女娲补天
你还知道哪些有关创始的神话故事？
实质：人类在认识有限的条件下提出的假说
宇宙中的伽玛射线大爆发
哈勃太空望远镜还看到了什么？
发现1、所有的星系都在远离我们而去。 发现2、星系离我们越远，运动的速度越快； 发现3、星系间的距离在不断地扩大
难道地球是宇宙的中心？
(1)准备一只气球，在其表面画上几个黑点； (2)向气球充气，使气球不断膨胀； (3)观察气球在膨胀过程中小黑点间及小黑点与 球心间的距离变化的特点； (4)分析归纳球在膨胀过程中小黑点间及小黑点 间与球心间距离变化的特点。
如果某 你个是点某上个有点一 上只 的无 聪知 明的细菌，看当到看所到有所的有 点 的离 点他 和而你去的，距能离说 变明 大它 时处 ，在 你中 能得心出位什置么吗结？论？
讨论：哈勃的发现能让我们得出怎样的结论？
发现1、所有的星系都在远离我们而去。 发现2、星系离我们越远，运动的速度越快； 发现3、星系间的距离在不断地扩大
天文学史讲解PPT课件
• CCD • 空间探测器 • 主动光学／自适应光学 • To be continued……
青年天文教师连线
课堂复习
• 简述宇宙演化过程 • 说出三个中国古代历法的代表 • 对比中西方占星术/天文学的异同
青年天文教师连线
谢谢
青年天文教师连线
唐宋历法
• 代表：《大衍历》，《统天历》 • 成就：发明不等间二次差内插， • 适用时间：元代以前
青年天文教师连线
元代历法
• 代表：《授时历》 • 成就：借助四海测验和创三次差内插 • 适用时间：明清之前
青年天文教师连线
明清历法
• 代表：《崇祯历书》，《西洋历法新书》 • 成就：行星会合周期，一年长度更精确 • 适用时间：新中国之前
• 代表：《夏小正》 • 成就：一年十二月，四仲中星， • 适用时间：周代之前
青年天文教师连线
汉代历法
• 代表：《太初历》 • 成就：行星会合周期，一年长度更精确 • 适用时间：南北朝之前
青年天文教师连线
南北朝+隋代历法
• 代表：《大明历》，《皇极历》 • 成就：引入岁差，创立二次差内插法 • 适用时间：唐代以前
青年天文教师连线
占星术
• 分（国）野（州） 星宿
青年天文教师连线
占星术
• 皇家独有钦天监
青年天文教师连线
占星术
• 精确的天象解释和预测 “五星会聚” “荧惑守心” 日食
青年天文教师连线
历法
• 历法是农业文明的产物 • 三种历法：阴历，阳历，阴阳历 • 历法一直在改革
青年天文教师连线
上古历法
• 我们把宇宙的年龄假设成“1岁”，会怎样？
青年天文一代恒星
第一代星系
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课堂复习
• 简述宇宙演化过程 • 说出三个中国古代历法的代表 • 对比中西方占星术/天文学的异同
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谢谢
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唐宋历法
• 代表：《大衍历》，《统天历》 • 成就：发明不等间二次差内插， • 适用时间：元代以前
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元代历法
• 代表：《授时历》 • 成就：借助四海测验和创三次差内插 • 适用时间：明清之前
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明清历法
• 代表：《崇祯历书》，《西洋历法新书》 • 成就：行星会合周期，一年长度更精确 • 适用时间：新中国之前
• 代表：《夏小正》 • 成就：一年十二月，四仲中星， • 适用时间：周代之前
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汉代历法
• 代表：《太初历》 • 成就：行星会合周期，一年长度更精确 • 适用时间：南北朝之前
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南北朝+隋代历法
• 代表：《大明历》，《皇极历》 • 成就：引入岁差，创立二次差内插法 • 适用时间：唐代以前
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占星术
• 分（国）野（州） 星宿
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占星术
• 皇家独有钦天监
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• 精确的天象解释和预测 “五星会聚” “荧惑守心” 日食
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历法
• 历法是农业文明的产物 • 三种历法：阴历，阳历，阴阳历 • 历法一直在改革
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上古历法
• 我们把宇宙的年龄假设成“1岁”，会怎样？
青年天文一代恒星
第一代星系
《地球的运动》地球和地图PPT课件7
活 动 1：用手轻轻拨动地球仪，正确演示地球仪的自传。
2：如右图用手电 筒作为光源，照射 在地球仪上。看看 昼半球和夜半球的 分布。
3：人们以一天为单位的起居和作息时间，与地球自转有什么关系？根据下图在 同一个时刻，姨妈和畅畅互致问候时，为什么会有时间的差异。
姨妈，晚上好！
畅畅，早上好！
（中国北京）
地球运动的地理意义
阅读材料
是天转还是地转？
日月星辰每天东升西落，周而复始。这究竟是天在转还
是地在转？古代的人们对此有过很长时期的争论。人类对
“地转”的认识要比对“地圆”晚得多。我国古代早就有人
提出过“地转”的真知灼见，但是没有被承认。16世纪中叶，
伟大的波兰天文学家哥白尼，经过30年观察研究，发表了著
五带的划分
无阳光直射
北寒带 北温带
有阳光直射
无阳光直射
热带
南温带 南寒带
有极昼极夜
无 极 昼 极 夜
有极昼极夜
这里的阳光斜射的厉害，甚至有一段时间 太阳总是在地平线以下，气候终年寒冷。
这里地面得 到的太阳光 热比热带少， 比寒带多， 四季变化比 较明显
在很长的一段日子里，这里正午的太 阳总是照在头顶上。气候终年炎热。
第二节 地球的运动
地球的自转 地球的公转
地球的自传 人类天地观的发展
最早是春秋时期的 “天圆地方”把天看成罩在地上的盖子， 也叫“盖天说”，日月星辰东升西落。从哪里升起来，又落到 哪里去，盖天说不能解答，于是产生了一种新的看法———— “浑天说”，把天和地比做蛋壳和蛋黄的关系，日月星辰附着于 蛋壳上绕地运动。按照这种想法，东汉的张衡做了一个“浑天 仪”，在一个圆球上刻上星座，这个球绕轴转动，可以表演星 星的东升西落现象，提出大地是球形的观点。
第七章星系系统的介绍
17
棒旋星系 (Barred spiral galaxies)
Type SBa
Type SBb
Type SBc
18
银河系主要成分 (1) 银盘 (disk) （旋臂spiral arm）、 (2) 核球 (bulge) 、 (3) 银晕 (halo) 、(4) 银 冕 (corona)
19
星际物质（星际介质，Interstellar Medium) 星系内分布在恒星与恒星之间（～ 6-10 ly）的物质。 包括星际气体、星际尘埃、宇宙线与星际磁场。 星际物质的质量约为银河系恒星质量的10%。 主要分布在距离银道面约1000 ly的范围内。
33
所有这些激烈的物理过程主要是集中在星系的 核心，或者是由核心引发的。 通常也称这类星系为活动星系核（Active Galactic Nuclei,简称AGN） 只要不是专门讨论活动星系本身的结构，两者 之间不再严格加以区分
34
1918年（美）柯 蒂斯（Curtis）发 现星“云”M87的 光学喷流
28
星系质量测量结果
正常旋涡星系质量~ 109 -1012 M⊙ 椭圆星系质量~ 105 -1013 M⊙ 不规则星系质量~ 106 -1010 M⊙ 星系团质量~ 1013 -1014 M⊙ 星系和星系团的引力质量大约是可见质量的10倍。
29
星系的大小变化很大： 不规则星系，只有银河系的1％－25％； 巨椭圆星系，银河系大小的5倍； 矮椭圆星系，银河系大小的1％。
10
哈勃的裁决
1924年，哈勃 (Edwin Hubble) 分解出 “仙女座大星云” (M31) 中的造父变星， 证实它确实是恒星系统。 由造父变星周光关系哈勃估计M31的距 离285 kpc（实际距离778 kpc） > 最远 的球状星团的距离 (100 kpc) 。
球面天文学_第7章
球面天文学
15
例：从星表位置计算观测位置指导观测
准备: 1.J2000.0平赤道直角坐标系中织女星的位置矢量R 0(J2000.0,J2000.0) 0 cos 0 cos 0 R 0(J2000.0,J2000.0)= 0 cos 0sin 0 0 sin 0 0 206264.8062470964 / (J2000.0,J2000.0) 2.J2000.0平赤道直角坐标系中织女星的速度矢量R (J2000.0,J2000.0)= dR 0(J2000.0,J2000.0) R 0 dt 0 cos 0 cos 0 0 sin 0 cos 0 0 cos 0 sin 0 = cos sin sin sin cos cos 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 sin 0 0 cos 0 0 206264.8062470964 / 0 Vr
球面天文学 16
例：从星表位置计算观测位置指导观测
位置转换过程： 1.自行改正（位置历元的转换） R1(J2000.0,2004.9.1.0) (J2000.0,J2000.0)(2004.9.1.0-J2000.0) =R 0(J2000.0,J2000.0)+R 0 (J2000.0,J2000.0) =R (J2000.0,J2000.0)+1704.5R
1984年起，恒星参考系是由FK5星表来实现的：以太阳系 质心为中心，J2000.0的平赤道和平春分点为基准的天球平 赤道坐标系
球面天文学 21
恒星参考系-天球基本参考系
• 恒星坐标系：理论上只有岁差旋转，只要知道岁 差的绝对旋转运动，就可以过渡到惯性参考系
第七章 潮汐
潮汐现象是所有海洋现象中较先引起人们注意的海 水运动现象。 “大海之水，朝生为潮，夕生为汐”。
古希腊哲学家柏拉图：地下岩穴中的振动产生的； 我国古代，余道安《海潮图序》：潮之涨落，海非增 减，盖月之所临，则之往从之。 汉代思想家王充《论衡》：“涛之起也，随月盛衰”。
17世纪80年代，英国科学家牛顿发现万有引力定律，提 出潮汐是由于月球和太阳对海水的吸引力引起的。
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高潮/低潮 涨潮/落潮 平潮/停潮 高潮时/低潮时
涨潮时/落潮时 高潮高/低潮高 潮差 大潮/小潮 潮汐周期
7.1.2潮汐特征
潮汐：具有非常长波长的且导致海平面周期性规律升降的波浪。
波峰 – 高潮 波谷 – 低潮
H – <1米 ～几米 L – 103 km
浅水波
7.3.3 引潮力势
自地心(引潮力为零)移动单位质量物体至 地表任一点克服引潮力所做的功。 对于月球，其引潮力势Ω为
7.1 潮汐现象 7.2 与潮汐有关的天文学知识 7.3 引潮力 7.4 潮汐静力理论 7.5 潮汐动力理论 7.6 风暴潮
7.4 潮汐静力理论
由于考虑引潮力后的等势面为一椭球面，根据这一分 布特点，可以导出一个研究海水在引潮力作用下产生潮汐 过程的理论，即潮汐静力理论（或称平衡潮理论）。 假定： （1）地球为一个圆球，其表面完全被等深的海水所覆盖； （2）海水没有粘性，也没有惯性，海面能随时与等势面重叠； （3）海水不受地转偏向力和摩擦力的作用。 在这些假定下，海面在月球引潮力的作用下离开原来的平衡位置作 相应的上升或下降，直到在重力和引潮力的共同作用下，达到新的 平衡位置为止。
不同地点，根据H：
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Question: Will bubbles change their size as the
depth changes?
Archimedes: gold crown?
曹冲称象
Question: Do you have any other way?
Center of buoyancy
Pressure
The aircrafts’ wings
Takeoff
Flap (襟翼)
Landing
Engine first!
Fly with ONE wing!
Parachutes
How about large passenger aircraft ?
Boeing 737
3 tons 1200 m2
If A1 > A2 , then v1 < v2 . Who is acting the force?
1. Static pressure (v1= v2=0)
p2- p1=- ρg(y2-y1)
2. Dynamic pressure (if y1=y2)
1 2 1 2 v1 p1 v 2 p 2 2 2
Any other examples?
Pascal’s Principle F1/S1=F2/S2
Surface Tension
Water on glycerin (甘油) Δt=5s
Surface Tension
F l F l
γ is the surface force per unit length.
Thrust on a rocket
A Long March II F rocket blasts off with the Shenzhou VII in the rocket base of Jiuquan in Northwest China's Gansu Province on Sept. 25, 2008.
This is Bernoulli’s equation.
Why?
Aircraft
Why they can fly?
Wing
Kite
Why kite can fly?
Hydrofoil craft (水翼艇 )
Frisbee
How does it work?
Tell me the shape of aircrafts’ wings
Boat, ship and submarine
Question: a). submarinr water b). submarinr water c). submarinr water
Freshwater and Seawater
The Dead Sea
Question: What will happen if a boat or ship sailed from freshwater to seawater?
3. Compressible, viscous flow
can you explain these phenomena ?
Keep away from the train!
XB-70 Valkyrie Bomber
Sidespin
Dynamic lift
1 2 v p gy cons tan t 2
Fluid
Solid Liquid Gas
Condensed Matter Fluid
Variation of Pressure in a Fluid at Rest
Buoyancy
Zeppelin Rigid airship (齐柏林飞艇)
Fire Balloon (热气球)
Sulfur hexafluoride (SF6)
High-pressure water jet cutting
Shaped Charge (聚能装药)
Anti-tank missile VS tank
Explosive Reactive Armor
Easy bomb IED (Improvised Explosive Devices)
ExplosivelyFormed Projectile (EFP)
Capillary Phenomena (毛细现象)
水
水銀
Tell me why
perpetual motion machine (永动机)
Why?
Superfluidity (超流 )
Bernoulli effect
Daniel Bernoulli
(1700-1782)
vA const , Steady vA R const , incompress ible
ExplosivelyFormed Projectile (EFP)
Hale Waihona Puke Knowledge is the power!
zhj_fox@
Fish
Question: Some fish move extremely slowly,
and it’s hard to tell whether they even alive. However, if a fish is floating at a middle height in your aquarium（鱼缸） and not at the top or bottom of the water, you can be pretty certain that it’s alive. Why?
Blaise Pascal (1623—1662)
P gh
Atmospheric Pressure
Question: the weight of atmosphere?
Water tower
How?
Intravenous Drip
Siphon phenomenon (虹吸现象)
P=F/S
About 50 tons
Wind Tunnel (风洞)
“Wind Tunnel”
Vehicle’s Wings
Why they need wings?
Do they need the wings?
Boomerang (飞去来器)
How does it work?
Turbulence (紊流)