地球科学概论第二章宇宙与行星地质学
质学
轨道半径(天文单位) 1.5237
轨道对黄道斜角(°) 1.85
公转周期(年)
1.8807
质量(相对于地球) 0.1074
半径(相对于地球) 0.532
平均密度(克/厘米3) 3.91
表面重力(米/秒2) 3.69
逃逸速度(千米/秒2) 5.0
赤道自转周期(小时) 24.623
赤道对轨道斜角(°) 25.19
逃逸速度(千米/秒2)
赤道自转周期(日)
赤道对轨道斜角(°)
目前发现卫星数
金星密度与地球相近，因此推测 它的内部很可能存在与地球类似 的铁质内核，而且内核中至少有 一部分处于熔融状态，金星上的
反射率 平均地表温度(℃) 大气压力(巴) 大气组成
构造活动非常活跃。 地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
0.7233 3.39 0.6152 0.8150 0.949 5.20 8.87 10.4 -243.02 177.4 0 0.65 482 92 CO2 96.5％
N2 3.5％
3、火星（Mars）
火星是距离太阳第四远的 行星，火星上有明显的四 季变化，这是它与地球最 主要的相似之处。但除此 之外，火星与地球相差就 很大了。火星大气十分稀 薄，密度还不到地球大气 的1%，因而根本无法保存 热量，这导致火星表面温 度极低。
第二章 宇宙与行星地质学
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
第一节 宇宙探索的历史
一、从天圆地方到地球是球体
天道圜(圆)，地道方， 圣王法之，所以立上下 (上君下臣)。
——《吕氏春秋》
敕勒川，阴山下。 天似穹庐，笼盖四野。 天苍苍，野茫茫。 风吹草低见牛羊。
——北朝乐府民歌
毕达哥拉斯（前571-前497）率先提出了大地是一个圆球的想法;
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
火星上存在大量的冰，两 极都存在冰盖，主要是固 态的CO2，少量是冰。
火星上四季分明，夏季冰盖缩小，而冬 季冰盖可以前进到南北纬40°左右，另外 在一些陨石坑里也有冰的存在。
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
火星上曾有过洪水，地 面上也有一些小河道， 十分清楚地证明了许多 地方曾受到侵蚀。在过 去，火星表面存在过干 净的水，甚至可能有过 大湖和海洋。但是这些 东西看来只存在很短的 时间，而且据估计距今 也有大约四十亿年了。地球科学概论第二章宇宙与行星地
天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。
木 星 水金地 火 星星球 星
土 星
天
海冥
王
王王
星
星星
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
类地行星特点：
密度大 体积小 自转慢 卫星少 硅酸盐组成 固体外壳
类木行星特点：
密度小 体积大 自转快 卫星多 气体组成 固体内核
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
亚里士多德（前384-前322）把地球摆在他设想的宇宙体系中心;
埃拉托色尼（前276-前196）首先观察了地面弯曲;
张衡（78-139年）从月蚀弧形的阴影边缘推断大地是圆的;
1519年9月 麦哲伦（1480-1521）环球航行 1687年7月 牛顿（1642地-球17科2学7概）论第地二球章宇转宙与动行星产地生惯性离心力
二、 类地行星及其卫星
类地行星最为显著的特征是火山作用十分普遍，表现 在玄武质熔岩的喷出，而且其火山作用的产物性质十 分相似，说明这些行星具有相近的原始成分。
1、水星（Mercury）
水星是距离太阳最近的行星，距离 太阳5800万公里，白天表面温度可 达430℃，也是体积最小的行星，直 径4880km，只比月球略大一些。水 星是一个没有生命和水的多岩石星 球，表面和月球一样也布满了凹凸 不平的陨石坑。
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
0.3871 7.00 0.2408 0.0553 0.382 5.43 3.70 4.4 58.646 0.1 0 47.88 0.106 179 427 -173 氦 98％ 氢 2％
2、金星（Venus）
金星是距离太阳第二近 的行星，它与地球在体 积、质量、密度和重量 上非常相似，可以算作 是地球的姊妹星。而事 实上金星与地球非常不 同。而一直以来，金星 都被卷曲的云层笼罩在 神秘的面纱中。
人类的一大步
“勇气”号火星车
地球科学概论第二章宇宙与行星地
“卡西尼”号木质学星探测器
“金星快车” 探测器
第二节 太阳系的主要成员
一、太阳系简介
类地行星：水星、金星、
太阳 地球、火星
行星 类木行星：木星、土星、
太阳系 卫星 天王星、海王星
彗星 陨石
矮行星：冥王星、谷神星、 厄里斯星
行星指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使
金星分别在早晨和黄昏出现在天空，古代占星家一直认为存 在着两颗这样的行星，于是分别将它们称为“晨星”（启明星） 和“昏星”（长庚星）。
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
轨道半径(天文单位)
轨道对黄道斜角(°)
公转周期(年)
质量(相对于地球)
半径(相对米/秒2)
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
在所有行星中，水星的核 心结构和地球最像，可能 也是巨大的铁球。
轨道半径(天文单位) 轨道对黄道斜角(°) 公转周期(年) 质量(相对于地球) 半径(相对于地球) 平均密度(克/厘米3) 表面重力(米/秒2) 逃逸速度(千米/秒2) 赤道自转周期(日) 赤道对轨道斜角(°) 目前发现卫星数 平均轨道速度(千米/秒) 反射率 平均地表温度(℃) 最高地表温度(℃) 最低地表温度(℃) 大气组成
质学
二、从地球中心说到太阳中心说
天地之体，形如鸟卵——张 衡 亚里士多德和 托勒密的（1473－1543） 的地球中心说
哥白尼（1473－1543）、 布鲁诺（1548－1600）和 伽利略（1564－1642） 的太阳中心说
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
三、从地球到宇宙
Sputnik
Apollo 11
目前发现卫星数
2
反射率
0.150
平均地表温度(℃) -63
最高地表温度(℃) 20
最低地表温度(℃) -140
大气压力(巴)
0.007
大气组成
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
CO2 95.32％; N2 2.7％; Ar 1.5％; O2 0.13％ CO 0.07％; H2O 0.03％
轨道半径(天文单位) 1.5237
轨道对黄道斜角(°) 1.85
公转周期(年)
1.8807
质量(相对于地球) 0.1074
半径(相对于地球) 0.532
平均密度(克/厘米3) 3.91
表面重力(米/秒2) 3.69
逃逸速度(千米/秒2) 5.0
赤道自转周期(小时) 24.623
赤道对轨道斜角(°) 25.19
逃逸速度(千米/秒2)
赤道自转周期(日)
赤道对轨道斜角(°)
目前发现卫星数
金星密度与地球相近，因此推测 它的内部很可能存在与地球类似 的铁质内核，而且内核中至少有 一部分处于熔融状态，金星上的
反射率 平均地表温度(℃) 大气压力(巴) 大气组成
构造活动非常活跃。 地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
0.7233 3.39 0.6152 0.8150 0.949 5.20 8.87 10.4 -243.02 177.4 0 0.65 482 92 CO2 96.5％
N2 3.5％
3、火星（Mars）
火星是距离太阳第四远的 行星，火星上有明显的四 季变化，这是它与地球最 主要的相似之处。但除此 之外，火星与地球相差就 很大了。火星大气十分稀 薄，密度还不到地球大气 的1%，因而根本无法保存 热量，这导致火星表面温 度极低。
第二章 宇宙与行星地质学
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
第一节 宇宙探索的历史
一、从天圆地方到地球是球体
天道圜(圆)，地道方， 圣王法之，所以立上下 (上君下臣)。
——《吕氏春秋》
敕勒川，阴山下。 天似穹庐，笼盖四野。 天苍苍，野茫茫。 风吹草低见牛羊。
——北朝乐府民歌
毕达哥拉斯（前571-前497）率先提出了大地是一个圆球的想法;
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
火星上存在大量的冰，两 极都存在冰盖，主要是固 态的CO2，少量是冰。
火星上四季分明，夏季冰盖缩小，而冬 季冰盖可以前进到南北纬40°左右，另外 在一些陨石坑里也有冰的存在。
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
火星上曾有过洪水，地 面上也有一些小河道， 十分清楚地证明了许多 地方曾受到侵蚀。在过 去，火星表面存在过干 净的水，甚至可能有过 大湖和海洋。但是这些 东西看来只存在很短的 时间，而且据估计距今 也有大约四十亿年了。地球科学概论第二章宇宙与行星地
天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。
木 星 水金地 火 星星球 星
土 星
天
海冥
王
王王
星
星星
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
类地行星特点：
密度大 体积小 自转慢 卫星少 硅酸盐组成 固体外壳
类木行星特点：
密度小 体积大 自转快 卫星多 气体组成 固体内核
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
亚里士多德（前384-前322）把地球摆在他设想的宇宙体系中心;
埃拉托色尼（前276-前196）首先观察了地面弯曲;
张衡（78-139年）从月蚀弧形的阴影边缘推断大地是圆的;
1519年9月 麦哲伦（1480-1521）环球航行 1687年7月 牛顿（1642地-球17科2学7概）论第地二球章宇转宙与动行星产地生惯性离心力
二、 类地行星及其卫星
类地行星最为显著的特征是火山作用十分普遍，表现 在玄武质熔岩的喷出，而且其火山作用的产物性质十 分相似，说明这些行星具有相近的原始成分。
1、水星（Mercury）
水星是距离太阳最近的行星，距离 太阳5800万公里，白天表面温度可 达430℃，也是体积最小的行星，直 径4880km，只比月球略大一些。水 星是一个没有生命和水的多岩石星 球，表面和月球一样也布满了凹凸 不平的陨石坑。
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
0.3871 7.00 0.2408 0.0553 0.382 5.43 3.70 4.4 58.646 0.1 0 47.88 0.106 179 427 -173 氦 98％ 氢 2％
2、金星（Venus）
金星是距离太阳第二近 的行星，它与地球在体 积、质量、密度和重量 上非常相似，可以算作 是地球的姊妹星。而事 实上金星与地球非常不 同。而一直以来，金星 都被卷曲的云层笼罩在 神秘的面纱中。
人类的一大步
“勇气”号火星车
地球科学概论第二章宇宙与行星地
“卡西尼”号木质学星探测器
“金星快车” 探测器
第二节 太阳系的主要成员
一、太阳系简介
类地行星：水星、金星、
太阳 地球、火星
行星 类木行星：木星、土星、
太阳系 卫星 天王星、海王星
彗星 陨石
矮行星：冥王星、谷神星、 厄里斯星
行星指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使
金星分别在早晨和黄昏出现在天空，古代占星家一直认为存 在着两颗这样的行星，于是分别将它们称为“晨星”（启明星） 和“昏星”（长庚星）。
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
轨道半径(天文单位)
轨道对黄道斜角(°)
公转周期(年)
质量(相对于地球)
半径(相对米/秒2)
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
在所有行星中，水星的核 心结构和地球最像，可能 也是巨大的铁球。
轨道半径(天文单位) 轨道对黄道斜角(°) 公转周期(年) 质量(相对于地球) 半径(相对于地球) 平均密度(克/厘米3) 表面重力(米/秒2) 逃逸速度(千米/秒2) 赤道自转周期(日) 赤道对轨道斜角(°) 目前发现卫星数 平均轨道速度(千米/秒) 反射率 平均地表温度(℃) 最高地表温度(℃) 最低地表温度(℃) 大气组成
质学
二、从地球中心说到太阳中心说
天地之体，形如鸟卵——张 衡 亚里士多德和 托勒密的（1473－1543） 的地球中心说
哥白尼（1473－1543）、 布鲁诺（1548－1600）和 伽利略（1564－1642） 的太阳中心说
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
三、从地球到宇宙
Sputnik
Apollo 11
目前发现卫星数
2
反射率
0.150
平均地表温度(℃) -63
最高地表温度(℃) 20
最低地表温度(℃) -140
大气压力(巴)
0.007
大气组成
地球科学概论第二章宇宙与行星地 质学
CO2 95.32％; N2 2.7％; Ar 1.5％; O2 0.13％ CO 0.07％; H2O 0.03％
合集下载
地球科学概论2宇宙的起源
35
一、地球的起源和圈层分异 C、共同形成说。形形色色的各类星云说都是属于
这一学派。这一学派认为：太阳系是由一个星云形成 的。尽管各学者对太阳系内的星球形成和自转及公转 有各自的见解，但他们都共同认为太阳系是由一个原 始星云逐渐演化而形成的，或者说形成行星的物质来 源于太阳或与太阳有关系的其它星球。
5
一、银河系结构及太阳的运动 2.太阳在银河系内的运动 银河系是一个由大约1400亿颗恒星和大量星际物
质组成的庞大天体系统。侧面看呈中间厚边缘薄的扁 饼形，正面看呈旋涡形。
银河系的所有天体大体顺着银道面绕核心作飞快 的旋转运动，这种运动称银河系自转，但银河系自转 不同于固体转动，银盘内从中心到边缘的不同地方自 转的角速度不同。
再收缩，核心部分氢开始点燃，出现氢闪，标志进入 青少年期。
2.青壮年期 核部温度上升到不小于7×106K，标志一颗恒星正 式产生，进入相对稳定的漫长演化期。
24
二、恒星的起源与演化 2.青壮年期 恒星形成之后会落在赫罗图的主星序的特定点上。
小而冷的红矮星会缓慢地燃烧氢，可能在此序列上停 留数千亿年，而大而热的超巨星会在仅仅几百万年之 后就离开主星序。像太阳这样的中等恒星会在此序列 上停留一百亿年。太阳位于主星序上，被认为是处于 中年期。在恒星燃烧完核心中的氢之后，就会离开主 星序。
向着麒麟座方向运动。 银河系以外的星系，统称为河外星系。目前可以
观测到的与银河系相当的星系有10亿以上。 2.从星系团到总星系 迄今止发现的宇宙最年轻行
星：金牛座内行星。
8
二、星系运动和总星系
天
总星系
体 系
银河系
河外 星系
统
的 层
太阳系
其他 恒星系
一、地球的起源和圈层分异 C、共同形成说。形形色色的各类星云说都是属于
这一学派。这一学派认为：太阳系是由一个星云形成 的。尽管各学者对太阳系内的星球形成和自转及公转 有各自的见解，但他们都共同认为太阳系是由一个原 始星云逐渐演化而形成的，或者说形成行星的物质来 源于太阳或与太阳有关系的其它星球。
5
一、银河系结构及太阳的运动 2.太阳在银河系内的运动 银河系是一个由大约1400亿颗恒星和大量星际物
质组成的庞大天体系统。侧面看呈中间厚边缘薄的扁 饼形，正面看呈旋涡形。
银河系的所有天体大体顺着银道面绕核心作飞快 的旋转运动，这种运动称银河系自转，但银河系自转 不同于固体转动，银盘内从中心到边缘的不同地方自 转的角速度不同。
再收缩，核心部分氢开始点燃，出现氢闪，标志进入 青少年期。
2.青壮年期 核部温度上升到不小于7×106K，标志一颗恒星正 式产生，进入相对稳定的漫长演化期。
24
二、恒星的起源与演化 2.青壮年期 恒星形成之后会落在赫罗图的主星序的特定点上。
小而冷的红矮星会缓慢地燃烧氢，可能在此序列上停 留数千亿年，而大而热的超巨星会在仅仅几百万年之 后就离开主星序。像太阳这样的中等恒星会在此序列 上停留一百亿年。太阳位于主星序上，被认为是处于 中年期。在恒星燃烧完核心中的氢之后，就会离开主 星序。
向着麒麟座方向运动。 银河系以外的星系，统称为河外星系。目前可以
观测到的与银河系相当的星系有10亿以上。 2.从星系团到总星系 迄今止发现的宇宙最年轻行
星：金牛座内行星。
8
二、星系运动和总星系
天
总星系
体 系
银河系
河外 星系
统
的 层
太阳系
其他 恒星系
第二章_宇宙中的行星-行星地球_
第二章宇宙中的行星内容提要一、太阳系的特征1.太阳系组成的特点太阳系（solar system）是由太阳、8颗大行星、卫星以及无数的小行星、彗星及陨星组成的。
据估计太阳的质量占了整个太阳系99.85%，而行星的总质量只占0.15%。
由于太阳引力的作用，每个行星都有一个椭圆形的运动轨道，它们具有相同的运动方向。
最靠近太阳的水星有最快的轨道运动速度（48公里/每秒），最短的运动周期（88天）。
离太阳最远的冥王星(己被开除)轨道运动速度5公里/每秒，周期248年。
（1）类地行星与类木行星特征类地行星有水星、金星、地球及火星，离太阳较近。
它们的共同特征是密度大（>3.0克/立方厘米）、体积小、自转慢、卫星少，内部成分主要为硅酸盐，具有固体外壳。
类木行星有木星、土星、天王星、海王星，离太阳较远。
它们的共同特征是其密度小（平均密度相当于1.5倍水的密度），而且类木行星都有很厚的大气圈，其表面特征很难了解，一般推断它们都具有与类地行星相似的固体内核。
二大类行星最明显的区别是它们的大小，最大的类地行星（地球）的直径只有最小的类木行星（海王星）直径的1/4，而地球的质量仅为海王星的1/17，因此类木行星也常称为巨星。
（2）组成二大类行星的物质特点组成二大类行星的物质依据它们的熔点可分为三种：气体、岩石、冰。
①气体主要是氢、氦，它们的熔点接近绝对零度（-273ºC）或可能更低的温度。
②岩石主要是硅酸盐矿物和金属铁，熔点超过700ºC。
③冰还包括NH3、CH4、CO2、H2O，熔点居中（如水的熔点为0ºC）。
类地行星主要组成有岩石、金属物质和少量的气体。
类木行星含有大量的气体（主要是氢和氦）及数量变化的冰（主要是水、氨、甲烷），这些特点使类木行星具有较低的密度。
（3）宇宙速度的几个概念和意义①第一宇宙速度（V）1航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。
第一宇宙速度两个别称为航天器最小发射速度和航天器最大运行速度。
地质大地球科学概论课件第2章 地球的天体运动
2 地球自转与时差和科里奥利现象
●科里奥利现象 沿南北向运动的流体，在北半球的运动方向总是
向右偏转，例如河流右岸冲刷较重，浮运木材向右岸 漂，在南半球则向左偏转。这种偏向力称为“科里奥 利力”。实际上并不存在这个力，而是流体因惯性保 持原来的运动方向，地面因地球自转改变了方向，所 以流体的方向发生偏转，看上去似乎流体受到一个力 的作用。应称为“科里奥利现象”。
2 地球自转与时差和科里奥利现象
●国际日期变更线 显然，必须规定一条东、西方的界线，这就是国
际日期变更线。人为规定在这条线的西侧最早见到日 出，东侧最晚见到日出，相差24小时。
从西向东跨越国际日期变更线要将日期退一日， 例如星期三变为星期二；反之要进一日。
今天在世界各地的人们的日常生活中，时间用各 自的地方时，日期用同一个日历。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 地球自转与时差和科里奥利现象
●国际日期变更线 由于地球自转，世界各地进入新的一天的时间有
先有后。习惯上各地都以午夜０点作为新的一天的开 始。当北京为当地时间８点，伦敦为当地时间０点， 伦敦在北京西面，比北京晚见到日出，可以说伦敦时 间比北京时间晚８个小时。此时惠灵顿时间为12点， 惠灵顿在北京东面，可以说惠灵顿时间比北京时间早 ４个小时。此时温哥华时间为16点，如果认为温哥华 在惠灵顿的东面，更早见到日出，那么温哥华时间比 北京时间早８个小时，是当天的下午；如果认为温哥 华在伦敦的西面，更晚见到日出，那么温哥华时间比 北京时间晚16个小时，是前一天的下午。
Outline Of Earth Science
地球科学概论
第二章 地球的天体运动
1 地理坐标系和大地测量 2 地球自转与时差和科里奥利现象 3 月球、潮汐和地球自转变慢 4 地球公转和米兰科维奇学说
地球概论第二章PPT课件
• 大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下 降后产生的，因而任何天体的年龄都应 比温度下降至今天这一段时间为短，即 应小于 200 亿年。各种天体年龄的测量 证明了这一点。
-
35
East China Normal University
• 观测到河外天体有系统性的谱线位移，而 且红移与距离大体呈正比。如果用多普勒 效应来解释、那么红移就是宇宙膨胀的反 映。
• 在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且 大都是 30%。用恒星核反应机制不足以说 明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理 论，早期温度产生很高，产生氦的效率也 很高，则可以说明这一事实。
-
36
East China Normal University
• 根据宇宙膨胀速度，以及氦丰度等，可 以具体计算宇宙每一具体历史时期的温 度。大爆炸理论的创始人之一的伽莫夫 曾预言，今天的宇宙已经很冷，只有绝 对温度几度。1965年，在微波波段上， 果然探测到具有热辐射谱的微波背景辐 射，温度约3K。
-
13
East China Normal University
图2-4 光谱-光度图
-
光谱-光度图通常也 叫赫罗图。它以恒 星的光谱型（或温 度）为横坐标，以 它的光度（或绝对 星等）为纵坐标， 每颗恒星按照各自 的光谱型和光度， 在图上占有一定的 位置。太阳位于主 星序的中部，可见 它是一颗很典型的 恒星。
-
31
East China Normal University
❖ 大爆炸的整个过程：
• 在宇宙的早期，温度极高，在 100 亿 度以上。物质密度也相当大，整个宇 宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、 质子、电子、光子和中微子等一些基 本粒子形态的物质。
-
-
35
East China Normal University
• 观测到河外天体有系统性的谱线位移，而 且红移与距离大体呈正比。如果用多普勒 效应来解释、那么红移就是宇宙膨胀的反 映。
• 在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且 大都是 30%。用恒星核反应机制不足以说 明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理 论，早期温度产生很高，产生氦的效率也 很高，则可以说明这一事实。
-
36
East China Normal University
• 根据宇宙膨胀速度，以及氦丰度等，可 以具体计算宇宙每一具体历史时期的温 度。大爆炸理论的创始人之一的伽莫夫 曾预言，今天的宇宙已经很冷，只有绝 对温度几度。1965年，在微波波段上， 果然探测到具有热辐射谱的微波背景辐 射，温度约3K。
-
13
East China Normal University
图2-4 光谱-光度图
-
光谱-光度图通常也 叫赫罗图。它以恒 星的光谱型（或温 度）为横坐标，以 它的光度（或绝对 星等）为纵坐标， 每颗恒星按照各自 的光谱型和光度， 在图上占有一定的 位置。太阳位于主 星序的中部，可见 它是一颗很典型的 恒星。
-
31
East China Normal University
❖ 大爆炸的整个过程：
• 在宇宙的早期，温度极高，在 100 亿 度以上。物质密度也相当大，整个宇 宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、 质子、电子、光子和中微子等一些基 本粒子形态的物质。
-
地球概论第二章1
两边取对数,且有 lg2.512=0.4，得：
m-m0=2.5(lgE0- lgE) m=-2.5 lgE
（2-2）
如果取零等星(m0=0)的亮度E0=1，则
（2-3）
普森公式，根据恒星的亮度E推算星等m。
East China Normal University
图2-3 光源的视亮度与其距离的平方成反比，距离增加1倍， 亮度便减为1/4
East China Normal University
五、 恒星的多样性
单星，双星，星团
变星，新星，超新星
巨星，超巨星，白矮星
脉冲星，中子星
East China Normal University
一、单星 双星 星团
• 1.单星：恒星单个存在的 • 2.双星：恒星成双成对的出现，在天球上 相距很近的两个恒星，组成的两个成员， 都叫子星，其中较亮的子星叫主星，另 一个叫伴星，如天狼伴星，开阳，辅
天体
太阳 月亮
视星等
-26.74 -12.7
金星
天狼星 北极星
-4
-1.45 2
肉眼可见的 最暗星
6
连续几个星等的亮度成几何级数
若相邻两星等的亮度比率(级数的公比)为R，则
R5 =100 lgR = 0.4 5lgR=2 R=2.512
星等相差1等,恒星的亮度相差2.512倍 ； 星等以等差级数增大，亮度以等比级数递减； 太阳的亮度是一等星亮度的(2.512)27.74=1300 亿倍。
• • • • 1.恒星轨道运动 2.脉动 3.快速自转 中子星：由于恒星演化到完全，能量耗竭，若 经引力塌缩，其剩余质量大于某一极值时，电 子运动都不能抗衡原子核吸引力，就继续塌缩， 经逆β 衰变形成大量自由中子，致使恒星密度 很大，体积很小，形成中子星。 • 中子星体积小，直径只有几十公里，密度10亿 吨/立方厘米
地球科学概论 第2讲 行星及地月系
l 2 月球是如何形成的？【不同的观点】
p 分裂说 p 俘获说 p 同源说 p 碰撞说
40
地月月系
l 月球
月月亮的南极地区
月月球的环形山山
41
地月月系
l 月球基本参数
p 月地平均距离=384401±1km (约为地球半径的6 0倍，日地距离的1/389) p 月球大小：半径=1738km≈3/11 地球半径 p 质量=7.35×1025g≈1/81.3 地球质量 p 月球平均密度=3.34g/cm3 (地球平均密度=5.5 g /cm3 ) p 月球表面平均密度≈3.0g/cm3 p 表面平均重力=162.3伽≈1/6 地球表面平均重力 p 月球逃逸速度2.36km/s≈1/5 地球逃逸速度
53
地球的潮汐运动
l 潮汐现象
54
地球的潮汐运动
赤赤道面面与 公转轨道 面面夹角角
水水星 金金星 地球 火火星 木木星 土土星 天⺩王 海⺩王
0.01 177.36 23.45 25.19 3.13 26.73 97.77 122.53
太阳系的行行星
l 行星距离规律之一
p Titius-Bode 法则 (由里向外：行星轨道半径规律)：
l 木星
p 万古奇观：长达十六万千米的彗星列车撞击木星
23
太阳系的行行星
l 土星
p “旅行者”拍摄的土星及土星环 p 18个卫星
24
太阳系的行行星
l 土星
p “旅行者”从背后拍摄的土星
25
太阳系的行行星
l 土星
10
太阳系的行行星
l 行星运行规律
地球科学概论 第二章 行星地球简史
3、太阳系的起源
3. 3 太阳系及地球起源 a、灾变说 最早的灾变说是法国动物学家布丰（George Louis Leclerc de Buffon）在1745年提出的。 他认为太阳形成后，曾经有一个彗星“掠碰” （擦边而过）到它，同时碰出了不少物质。这些 物质一部分落回太阳，一部分脱离太阳的引力飞 走了，还有一部分则绕太阳旋转起来，后来形成 了行星。金斯（1916）认为，当另一颗恒星接近 太阳时，在太阳表面产生了很大的潮。正面的潮 很大，物质被经过的恒星拉出来，形成一个长条。 在这一恒星离开太阳时，长条内形成了所有的行 星。长条的中部较粗，两头较细，所以，由中部 物质形成的木星、土星较大。
1.1 宇宙起源
• ☆“红移现象”：发光星体接近观察者时，见到的星 光谱线向频率高的蓝光谱线移动，称为蓝移；当星 体远离观察者时，见到的星光谱线向频率低的红光 谱线移动，称为红移。 • ☆大爆炸：比利时天文学家勒梅特（G.E.Lemwtre） 和美国物理学家伽莫夫(1927年)。最初宇宙的全部 物质是集中“原始原子”里，它异常紧密、温度极 高（1032 K）。由于温度极高，基本离子间不能保持 永久平衡，一旦失去平衡，就会发生大爆炸，原始 原子迅速膨胀，在逐渐降温的过程中渐次演变成今 天的宇宙（15Ga）(星云、星系等)。在高温下为基 本粒子的物质，随着温度的降低，聚合成各类原子。 首先电子和质子合成氢原子，再合成氦（He）其它 元素从轻到重依次合成。太阳系是大爆炸10Ga后才 产生的。
3. 1 太阳系天体地质概况
类 木 行 星 和 类 地 行 星 的 内 部 构 造 示 意 图
类地行星
木星和土星
天王星和 海王星
3、太阳系的起源
3. 1 太阳系天体地质概况
（3）卫星 卫星是绕行星运行而本身不发光的天体。 迄今为止，已发现火星有卫星2个，木星有6个， 土星有23个，天王星有5个，海王星有2个，冥 王星有1个。月球是地球唯一的卫星。 月球的直径大致是地球的3/11，质量约为地球 的1/80。月球上没有河流、湖泊和海洋，也没 有大气，基本处于真空状态。
地球科学导论笔记摘要
地球科学导论笔记摘要第一章.宇宙中的行星地球●名词解释宇宙：广阔空间和其中所存在的各种天体及其弥漫物质的总称。
恒星：由炽热气体组成的，能自己发光的球状或类球状天体。
双星：1、光学双星：只是方位角非常近，但实际距离很远的两颗星；2、联星：又称为“物理双星”，由两颗绕着共同的重心旋转的恒星组成；对于其中一颗而言，另一颗称为其伴星。
脉冲星：具有强磁场的快速自转的中子星。
不断发射短周期脉冲辐射是其基本特征。
超新星：超新星是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。
超新星爆发事件就是一颗大质量恒星的“暴死”。
这种爆炸都极其明亮，过程中所突发电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系，并可持续几周至几个月（一般最多是两个月）才会逐渐衰减变为不可见。
演化后期，星壳和星核彻底分离。
球状星团：由成千上万甚至数十万颗恒星组成，外貌呈球形，越往中心恒星越密集。
疏散星团：是指由数百颗至上千颗由较弱引力联系的恒星所组成的天体，直径一般不过数十光年。
星云：由星际空间的气体和尘埃组成的云雾状天体。
天轴：将地轴无限延长。
黄道：太阳一年在天球上的视路径。
天顶：观察者正上方的天球点与观察者的直线。
赤经：通过天球两极与赤道垂直的坐标。
潮汐：日月引力的作用是地球上的岩石圈、水圈、大气圈分别发生周期性运动和变化的总称。
固体潮汐：固体地球在日月引力作用下弹性塑性形变。
海洋潮汐：海水在日月引力作用下引起的海绵周期性升降、涨落、进退等。
地轴转动：地球像陀螺一样做锥式运动，周期2万6千年，使得地轴所指方向发生变动，从而引起地极的移动和北极星的更替。
●太阳黑子活动低迷时，地球上冷暖空气交汇频繁，降水增多，导致温度降低；太阳黑子活动活跃时，地球上冷暖空气交汇不频繁，降水减少，导致温度升高。
●成为行星的三个条件：①围绕恒星转动②质量足够大③运行轨道附近无其他天体冥王星被剔除出九大行星而成为矮行星是因为不符合条件②③。
第二章.宇宙、地球的起源与演化●名词解释红移：天体光谱向长波（红）端位移，天体光谱显示的红移越大，天体距比距离越远，退行速度越大；蓝移：与红移相反。
南京大学 地球科学系统概论 02宇宙起源
参考书
1. 《从宇宙大爆炸谈起——元素的起源与合成》 1998，柴之芳，湖南教育出版社。 2. 《时间简史》 2001，[英]史蒂芬·霍金，湖南科技出版社。 3. 《陨石、行星、太阳系》 1989，[法]C.J.阿莱格尔，地质出版社。
宇宙化学演化史
宇宙中有近100种化学元素，实际上只有其中的10种（氢， 氮，氧，硅，铁，镁，碳，钠，钾，磷）起重要作用； 这 些 元 素 的 各 种 各 样 的组合构成了大大小小的分子，晶 体……，构成了整个宇宙化学基础的化合物。这些化合物的种类 决定了它们的化合方式和结构，而不是组成化合物的化学元素； 化学元素天然丰度与根据化学元素原子序数实测丰度的关系 曲线是研究自然物质和解释地球起源的出发点。
【4. 宇宙化学的演化史】
元素是大爆炸的产物 氢燃烧—星际核合成 氦燃烧—通往重元素的桥梁 恒星离开主序星，移向红巨星区（或白矮星区）
4He+4He→12Be 4He+4He→12C+γ
>1000万度 >1亿度
碳燃烧和氢燃烧—合成从氖到硫的元素
12C+12C 12C+12C 12C+12C
用黑格尔抽象法
苹果…物质…存在…有和无。 从地心说到日心说 亚里斯多德–托勒密 哥白尼 第谷–开普勒 牛顿
月食，北极星位置
托勒密(Ptolemy，公元90～168) 地心说体系
哥白尼
（ Copernicus ， 1473 ～ 1543）和日心说体系
【1. 我们的宇宙图象】
观察与解释——从开普勒到牛顿
j门捷列夫周期表和对地球化学元素的分类门捷列天元素周期表和元素的地球化学分类亲气和亲水元素亲硫元素亲铁元素亲石元素根据沉淀假说的地球及其在吸积后的原始大气的结构物质分异示意图图中示出了储层形成的速度与时间的关系地中在首批生命出现宇宙大爆炸前寒武纪前太阳系宇宙历史时期地史时期15000ma宇宙大爆炸以来的年代学综合图习题二如何用冷凝模型来解释太阳系中行星的分布和结构
地球科学概论 第二章 行星地球简史PPT课件
太阳表面温度6000℃，呈一个炽热的气体球 。太阳能来源于太阳中心的热核反应。
14
3、太阳系的起源
3. 1 太阳系天体地质概况
（2）行星 类地行星：包括水星、金星、地球和火星。
其特点：距太阳近，体积小，质量小，密 度大，自转慢，卫星少。 类木行星：包括木星、土星、天王星和海王 星。其特点：距太阳远，体积大，质量 大，密度小，自转快，卫星多，多具星 环。 冥王星具类地行星的某些特征。
15
太阳系主要天体的特征
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星 太阳 月球
距太阳平均距离 (106km)
公转周期 (地球日或年)
自转周期 (地球时或日)
57.8 108.2 149.6 227.9 778.3 1427 2870 4497 5900
88日
224.7 日
365.3 日
95.2 14.6 17.2 0.0016 332830 0.012
0.7 1.6 1.655 1.084 1.434 3.36
-168 -183 -195 -217 5540 100
1.15 1.15 1.12 0.04 27.9 0.17
12
5
类木行星
2
1
0
0
16
3、太阳系的起源
3. 1 太阳系天体地质概况
687时
59日
-243 日
23.9时 24.6时
11.86 年
9.9时
29.46 年
10.4时
84年
~10.8 时
164.8 年
16时
248年 6.4日
27日
365.3 日
27.3 日
赤道直径 (km) 4847 12118 12756 6761 142870 119399 51790 49494 1280 189000 3460
14
3、太阳系的起源
3. 1 太阳系天体地质概况
（2）行星 类地行星：包括水星、金星、地球和火星。
其特点：距太阳近，体积小，质量小，密 度大，自转慢，卫星少。 类木行星：包括木星、土星、天王星和海王 星。其特点：距太阳远，体积大，质量 大，密度小，自转快，卫星多，多具星 环。 冥王星具类地行星的某些特征。
15
太阳系主要天体的特征
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星 太阳 月球
距太阳平均距离 (106km)
公转周期 (地球日或年)
自转周期 (地球时或日)
57.8 108.2 149.6 227.9 778.3 1427 2870 4497 5900
88日
224.7 日
365.3 日
95.2 14.6 17.2 0.0016 332830 0.012
0.7 1.6 1.655 1.084 1.434 3.36
-168 -183 -195 -217 5540 100
1.15 1.15 1.12 0.04 27.9 0.17
12
5
类木行星
2
1
0
0
16
3、太阳系的起源
3. 1 太阳系天体地质概况
687时
59日
-243 日
23.9时 24.6时
11.86 年
9.9时
29.46 年
10.4时
84年
~10.8 时
164.8 年
16时
248年 6.4日
27日
365.3 日
27.3 日
赤道直径 (km) 4847 12118 12756 6761 142870 119399 51790 49494 1280 189000 3460