第一讲 从地心模型到日心模型
7-4宇宙探秘-初中物理测试卷(解析版)
苏科版八年级下册第七章《从粒子到宇宙》7.4宇宙探秘【知识梳理】一、从“地心说”到“日心说”1．公元2世纪，古希腊天文学家托勒玫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。
2．十六世纪，波兰天文学家哥白尼的创世之作《天体运行论》，创立了日心学说。
3．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。
二、星空世界1．星空中相对位置似乎是不变的星星被称为恒星。
2．地球等大小行星、彗星等绕太阳运行，构成太阳系。
太阳系中有八大行星，轨道半径从小到大依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
其中，水星、金星、地球和火星称为类地行星；木星和土星称为巨行星；天王星和海王星称为远日行星。
3．千亿计像太阳这样的恒星（系）、弥漫物质构成银河系。
4．一千亿个类似于银河系、仙女星系的星系构成了宇宙。
5．宇宙是一个有层次的天体结构系统。
6．星体间距离的丈量（1）地球到太阳的平均距离称为一个天文单位。
1个天文单位=1.496×1011m（2）光在真空中行进一年所经过的距离称为1光年（l.y.）。
1l.y.=9.461×1015m三、宇宙的来历1．大多数科学家都认定：宇宙诞生于距今137亿年前的一次大爆炸，这种爆炸是整体的，涉及宇宙全部物质及时间、空间，爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应下降。
2．20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，称之为谱线红移，这一现象说明宇宙在膨胀。
【易错点】1．恒星不是绝对不动，只是和其他天体的相对位置近似保持不变。
2．光年、天文单位属于长度单位。
但光年也可以间接体现光传播的时间。
如甲乙两个恒星相距约1光年，可知光从甲恒星传播到乙恒星的时间约为1年左右。
【规律总结】1．宇宙中物体尺度大小：宇宙＞星系＞恒星系＞星球＞国家＞城市＞建筑物＞生命体＞分子＞原子＞原子核＞质子、中子（统称核子）＞夸克＞电子2．原子的结构和太阳系的异同点：（1）相同点：①都是质量较小的物体围绕质量很大的中心物质旋转。
01-九下第1课时宇宙的演化(第1章第1-3节)
预习导学
一、人类对宇宙的认识
１．波兰天文学 家 哥 白 尼 提 出 “日 心 说 ”,“日 心 说 ”否 定 了 是宇宙的中心,认 为 是 宇 宙 的 中 心,
地球和行星是围绕太阳转动的.
２．美国天文学 家 哈 勃 通 过 对 星 系 光 谱 的 探 究,发 现 所 有 的星系都在 我们 而 去,星 系 离 我 们 ,
渐 增 加 . 早 期 地 球 大 气 中 的 氧 气 主 要 来 自 ( ). A．原 始 海 洋 蒸 发 出 的 水 蒸 气 分 解
图 １Ｇ６
回答下列问题: (１)雷迪实验中,用两个瓶 子 做 实 验 的 目 的 是 . (２)尼达姆的实验, (填“能”或“不 能”)支 持 生 物会自然发生的观点. (３)斯巴兰扎 尼 实 验 对 尼 达 姆 实 验 的 改 进 是 基 于 的猜想. (４)若把巴斯德 实 验 中 的 瓶 颈 在 A 处 折 断,几 天 后,曲 颈 瓶 中 (填 “会 ”或 “不 会 ”)出 现 微 生 物 .
A．复 杂 的 蛋 白 质
B．构 成 生 物 体 的 有 机 物
C．原 始 藻 类
D．原 始 单 细 胞 动 物
５．如 图 １Ｇ５ 所 示 是 记 录 地 球 历
史的“金 钉 子”. 你 知 道 下 列
现象 或 生 物 分 别 出 现 在 “金
钉 子 ”的 哪 段 时 间 区 域 吗 ?
(１)原 始 海 洋 形 成 于 .
(２)从 原 始 生 命 的 形 成 到 藻
类的进化 .
(３)哺 乳 动 物 的 出 现 .
(４)恐 龙 生 活 的 时 期 .
(５)大 气 中 氧 气 的 出 现 和 增
多 .
(６)鱼 类 的 出 现
地球的自转和公转ppt
• 昼夜现象－是太阳光照射地球，当日面为白天；被地
• 球遮挡所以为黑夜。这是光沿直线传播造成的。
地球自转产生的现象
日月星辰东升西落
地球自转产生的现象 • 时差 地球自转一周３６０̊一天２４ｈ，约每小时（１
－
个时区）跨经度１ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ̊，东方时间早，往西时间晚。
乌苏里江口 １３５ ． ̊Ｅ 帕米尔高原 ． ７３̊Ｅ 例如：当我国领土最东端６: ００旭日初升，那我国领土最西端 的居民大概什么活动？
哥白尼的“日心说”模型
第一节 地球的自转和公转
哥白尼简介：
太阳
第一节 地球的自转和公转
哥白尼（1473—1543年），波兰天文学家、日心说创立者，近 代天文学的奠基人。
哥白尼经过长期的天文观测和研究，创立了更为科学的宇宙结 构体系——“日心说”，从此否定了在西方统治达 1500年的“地心 说”。“日心说”在经历了长期的争论后，才为人们所接受，这是 天文学上一次伟大的革命，不仅引起了人类宇宙观的重大革新，并 且从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论支柱。“从此自然科 学便开始从神学中解放出来” “科学的发展从此便大踏步前进” （恩格斯《自然辩证法》）。
1515年，哥白尼开始撰写《天体运行论》。
第一节 地球的自转和公转
模拟地球位置的图示：地球自转的同时，还围绕着太阳公转。
八颗行星绕日运动.swf
地球绕日公转，同时自转
地球公转轨道.swf
第一节 地球的自转和公转
地球的自转
观察地球的自转， 你能说出地球自转的 基本特征吗？
第一节 地球的自转和公转
地球自转的方向和周期
• 地球自转的周期是一天（即24小时），方向是自西向东。
从北极上空看地球.swf
《地心说和日心说》课件
地心说在现代科学中的应用和影响
01
02
03
地理学
地心说是地理学研究的基 础，用于描述地球上物体 的位置和运动，以及地球 与其他天体的相对位置。
天文学
地心说在天文学中仍然有 一定的应用，特别是在计 算行星位置和预测天文现 象方面。
导航
地心说在航海和航空导航 中有重要应用，帮助人们 确定自己的位置和航向。
地球自转和公转
日心说认为地球不仅围绕太阳旋转 ，而且还存在自转，即地球每天绕 自身轴旋转一圈。
相对运动
日心说认为地球和其他行星相对于 太阳的运动是相对的，因此观测到 的天体运动模式应该是相对一致的 。
04
CATALOGUE
日心说的主要观点和特点
地球是球体
01
地球是一个近似于球体的天体， 与平面地球模型不同。
古希腊时期
地心说是古希腊天文学家提出的 一种宇宙模型，可以追溯到公元
前6世纪。
托勒密体系
公元2世纪，古希腊天文学家托 勒密在《天文学大成》一书中系 统地阐述了地心说的理论，这一 体系在欧洲中世纪时期占据主导
地位。
文化传播
地心说通过阿拉伯文化的传播， 影响了伊斯兰世界的天文学研究 ，并在文艺复兴时期返回欧洲， 对科学思想产生了深远的影响。
02
CATALOGUE
地心说的主要观点和特点
地球是宇宙中心
• 地心说的核心观点是地球位于宇宙中心，并且是静止的， 其他天体都在围绕地球旋转。
天体运动规律
• 地心说认为天体运动是有规律的，并且可以用数学公式来描述。例如，行星的运动被认为遵循本轮和均轮的运动模式。
03
CATALOGUE
日心说的起源和基本概念
日心说在现代科学中的应用和影响
新教科版高一物理必修二课件3.1 天体运动 (共25张PPT)
八大行星数据表
序
名称
公转周期
半径（亿千米）
1
水星
2
金星
3
地球
4
火星
5
木星
6 365.26天 686.98天
11.86年 29.46年 164.79年
在数值上，距离与周期可能存在什么关系呢？ 通过数据怎么才能看出来呢？可能的猜想有很多：
0.5791 1.0820 1.4960 2.2794 7.7833 14.2698 45.0430
B、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。
C、离太阳越近的行星运动周期越长。
D、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期 的二次方的比值都相等。
2、地球绕太阳运动的轨道半长轴为 1.50×1011m，周期为365d；月球绕地球运 动的轨道半长轴为3.82×108m，周期为 27.3d，则对于绕太阳运动的行星，R3/T2的 值为（ 2.5×1028）m3/s2；对于绕地球运动 的物体， R3/T2的值为（ 7.5 ×1022 ）m3/s2。
思考：
1.比值k与行星无关，你能猜想出它可能跟谁有关 吗? 2. 实际上，多数行星的轨道与圆十分接近，在中 学阶段的研究中能够按圆处理。开普勒三定律适用 于圆轨道时，应该怎样表述呢？
1.“k”一定与中心天体——太阳有关。实际上与 太阳的质量有关，推广一切类太阳系， K是一 个只与中心天体质量有关的物理量。 2.对于圆轨道：所有行星的轨道的半径的三次 方跟公转周期的二次方的比值都相等。
第一节 天体运动
太阳系
八大行星绕太阳运动的情景
学习目标：
1、了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点
及发
展过程。
2、知道开普勒对行星运动的描述。
地心说和日心说代表人物
地心说和日心说代表人物日心说的提出者是哥白尼，地心说最初由米利都学派形成初步理念，后由古希腊学者欧多克斯提出，然后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。
日心说，也称为地动说，是关于天体运动的和地心说相对立的学说，它认为太阳是宇宙的中心，而不是地球。
地心说是世界上第一个行星体系模型。
尽管它把地球当作宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩不应抹杀。
另外在人类现有技术条件下只能判断出地心说在太阳系是错误的，还无法判断它是否适用于宇宙。
一、日心说的艰难成立尼古拉·哥白尼（1473——1）是波兰的天文学家，凭借其在临终前出版的不朽名著《天体运行论》，他成为西方近代早期“日心说” 的重要复兴者。
或者说，他第一次使得“日心说”在数学技术层面可以媲美抗衡自古希腊流传下来的”地心、地静“体系（以托勒密的《至大论》为代表）。
哥白尼是欧洲文艺复兴时期的一位巨人。
哥白尼遗骨于2010年5月22日在波兰弗龙堡大教堂隆重的重新下葬。
二、地心说的起源地心说的起源很早，最初由米利都学派形成初步理念，后由古希腊学者欧多克斯提出，经亚里士多德完善，又让托勒密进一步发展成为“地心说”。
在16世纪“日心说”创立之前的1300年中，“地心说”一直占统治地位。
亚里士多德的地心说认为，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地面。
地球之外有9个等距天层，由里到外的排列次序是：月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原动力天，此外空无一物。
推动了恒星天层，才带动了所有天层的运动。
人类居住的地球，则静静地屹立在宇宙中心。
从地心说到日心说的变革
从地心说到日心说的变革作者：赵宁在天文学的发展历程中，新的理论体系代替旧的理论体系是一种必然的鲜为人知的哲学定律，从地心说到日心说的变革就是一个很好的例证。
地心说地心说最早是由古希腊学者欧多克斯提出的，后又经过亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。
亚里士多德的地心说认为我们人类所生存的宇宙是一个有限的球体，分为天和地两层，地球之外有9个等距的天层，依次分别是月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原动力天，在此之外空无一物，而我们宇宙中所有天层的运转，是上帝推动的，人类居住的地球则静静的屹立在宇宙的中心。
这是亚里士多德的地心说宇宙模型，其中某些思想含有宗教色彩，或多或少是由于当时社会宗教风气盛行，亚里士多德受到宗教思想的一些影响的缘故，我们抛开上帝在此模型中的地位，得到的就是古朴的地心说模型。
后来，古希腊的托勒密为了解释宇宙中某些行星出现的逆行现象，也就是某些时候，人类从地球上观看行星的运行轨道时，这些星体有时会向反方向行走，为了解决这一理论上的缺陷，托勒密提出了本轮的思想。
托勒密的宇宙思想体系是这样的，他认为地球处于宇宙的中心静止不动，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星在各自的圆轨道上绕地球运转，其中行星的运动比太阳，月球要复杂些，行星在一些小的圆上运动，这些小圆托勒密称之为本轮，而本轮的中心又在一个称为偏心均轮的大圆上运动。
如图所示：我们从图中看到，地球并不是位于均轮的中心，而是偏离中心，这是就是所谓的偏心均轮。
图中还有一个等分点，行星在偏心均轮上运动，并不是匀速的，但相当于这一点，行星运动的角速度是均匀的。
这些就是托勒密宇宙模型的中心思想。
这一思想坚持了一段时间，到了中世纪的后期，随着观测仪器的不断改进，行星的位置和运动的测量越来越精确，观测行星的实际位置与这个模型所计算的结果出现了一些偏差，这时托勒密体系的端倪已经显现出来了。
但是信奉地心说正确性的人们，并没有认识到这是由于地心说本身的错误造成的，却用增加本轮的方法来补救地心说。
第1讲-地心说和日心说课件(1)
问题：哥白尼的革命性在哪里？
哥白尼日心说的根本内涵
柏拉图主义对亚里士多德主义的反击 数是解释自然的钥匙，自然的秩序是几何的，简洁的、
和谐的、美观的 太阳是至高无上的
未来新范式的草图 哥白尼提出了另外一种选择，一个新的框架，以后开
在物理基础的问 题上并没有很大 的突破
文本阅读：哥白尼的辩护词
反对理由：如果地球在转动，空气就会落在后面，而形成一股持久的 东风。
哥白尼答复：空气含有土微粒，和土地是同一性质，因此逼得空气要 跟着地球转动。
哥白尼答复：空气转动时没有阻力是因为空气和不断转动的地球是连 接着的。
反对理由：一块石子向上抛去，就会被地球的转动抛在后面，而落在 抛掷点的西面。
普勒、伽利略、笛卡尔、牛顿等人正是在这个草图上 不断细描深刻，最终完成了近代科学的建构
哥白尼的立场：日心说是真实的，不仅仅是为 方便而设
人的地位的悄然提高
文本阅读：哥白尼对日心说的宣言
在所有行星的中心居住着太阳，在这个位置它可以 一瞬间照亮整个宇宙，对于这个最壮丽的神殿，谁 能将这盏明灯安放到另外或者更好的地方？事实上， 将太阳是为宇宙的明灯十分贴切，另外它也是宇宙 的心灵，并一直是宇宙的统治者。至尊的赫尔墨斯 被称为“看得见的上帝”，而索福克勒斯在《厄勒 克特拉》中则被称为“万物的洞察者”。于是，太 阳就好像做在王座之上，统治着围绕它旋转的整个 行星家族。
最黑暗的地狱就设在地球的中心 水晶球是永恒的、完美的、透明的，他由至高无上的上帝
来推动（不彻底的物理学改造）
新柏拉图主义＝柏拉图主义＋基督教
教父哲学—>中世纪的衰落—>文艺复兴时期的复兴 万物皆数 太阳是至高无上的
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亚里士多德的运动理论
• 物质的本质是：冷、热、湿、
燥，两两结合形成四种元素：
土、水、气、火；
• 月下的物体有生有灭，由上
述四种元素构成；月上的天 体则完美而永恒，由第五种 元素构成。
亚里士多德（前384-前பைடு நூலகம்22）
• 每个物体都有各自的天然位置，只要不受阻 挡，它们就会试图到达自己的天然位置。 • 构成月下物体的元素的自然运动是直线运动，
哥白尼（1473-1543）
• 在他生命中余下的31年中，他花了大量时间在教 堂的小塔上用肉眼仔细观察行星，并用粗糙的自 造仪器作了数不清的测量。他将剩下的空闲时间 都用于改进他关于天体运动的新理论。
• 哥白尼的日心模型仍采用均论和本轮的图式描述
行星的运动，但是现在太阳是均论的中心，地球
则是一颗绕太阳旋转并绕自身轴转动的普通行星。
• 开普勒用一个简单的椭圆取代了每一个组合。
“和谐性需要一种比托勒密理论的复杂蔓延更宜
人的理论。”
——克莱因
“我在内心深处肯定它为真实的，我带着惊人的 狂喜来鉴赏它的美。” ——开普勒
◆科学家往往基于什么目的去寻找新的理论？
◆古希腊的地心模型是建立在亚里士多德的运
动理论的基础上的；如果要为日心说辩护，就 必须建立全新的运动理论。
重元素的自然运动是下落，轻元素的自然运
动则是上升； • 构成天体的第五种元素的自然运动是在天球 上作匀速圆周运动。 ——罗素《西方哲学史》
亚里士多德的运动理论的推论
• 地球静止在宇宙的中心。 • 太阳、月亮和行星在各自以地球为中
心的圆周上匀速运动。
——古希腊天文学公理
希腊天文学远不及巴比伦源远流长，其初 也谈不上精确，但却具有完全不相同的理 念。它是自然哲学家与科学家驰骋其想象 力和推理能力的产物，因此朝着建构宇宙 图像的方向发展。
开普勒行星运动三定律
丹麦天文学家第谷在 1576到1597年的20年 间，观测并记录了太
阳、月亮和行星运动
的大量精度非常高的 数据，发现托勒密的
地心模型和哥白尼的
日心模型都与观测结
果不符。
第谷（1564-1601）
曾作为第谷助手的开普勒 花了四年的时间，发现最 接近第谷的火星数据的哥 白尼轨道仍然差了 8′，
——陈方正《继承与叛逆》
“拯救现象”——柏拉 图
行星在逆行期间比其他时间更亮
地心模型
日心模型
等分点——托勒密
古希腊的地心模型
哥白尼的日心说
• 阿里斯塔库斯利用当时的数 据计算了太阳、月球和地球 的大小，直觉上认为让较小
的地球绕着较大的太阳旋转
在物理上更为合理。 • 毕达哥拉斯学派认为，自然 现象可以用简单、和谐的数 学关系加以描述。
就是因为这个可归为观察
误差的差别，开普勒放弃
了匀速圆周运动组合的方
案，十六年后找到了答案。
开普勒（1571-1630）
小结：
• 古希腊地心模型在以地球为中心的基础上，为 了与越来越精确的观测相一致，不得不越来越 繁琐和臃肿（77个本轮）； • 哥白尼日心模型将太阳作为均轮的中心，只用
了34个圆来描述行星的运动；