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第九章 太阳和太阳系

Lesson 9/11 | Study Time: 20 Min


9.1 太阳




太阳







太阳的特征











































特征 描述
恒星 - 太阳是离地球最近的一颗恒星。
发光发热 - 太阳是一颗自己能发光发热的星球。
表面温度 - 表面温度约为6000摄氏度,中心温度高达1500万摄氏度。
直径 - 直径约为140万公里,是地球直径的110倍。
体积 - 体积是地球的130万倍。
质量 - 质量是地球的33万倍。
距离 - 太阳距离地球约1.5亿公里。
能量源泉 - 太阳是地球生命的主要能量来源。





太阳的内部结构



















结构分类 描述与特点
整体结构 - 太阳内部结构呈同心圆圈层状,分为 内部结构大气结构 两部分。
太阳内部的3层结构
- 太阳内部由以下3层组成:

(1)核反应区

- 温度极高,约为1500万摄氏度。

- 太阳巨大的能量在此通过核聚变反应产生。

(2)辐射区

- 温度低于核反应区。

- 核反应区产生的能量通过辐射形式向外传输。

(3)对流区

- 温度比辐射区更低。

- 太阳内部的能量在此以对流的形式向太阳表面传输。
















9.2 太阳大气




太阳大气







太阳大气的基本特点



















特点 描述
太阳大气层 - 我们看到的太阳实际上是太阳外部的大气层。
结构层次 - 从里到外依次为:光球、色球 和 日冕层。





太阳大气的三层结构























层次 特点与描述
光球
- 位置:太阳大气的最内层,明亮的太阳圆面。

- 组成:由气态物质组成,厚度约为500公里。

- 温度:约6000摄氏度,是太阳大气温度最低的一层。

- 亮度:亮度远远大于色球和日冕,是地球接受到太阳能量的主要来源。
色球
- 位置:位于光球的外层,厚度比光球大。

- 亮度:亮度仅为光球的几千分之一,通常在日全食或使用专门仪器时才能观测到。

- 温度:温度范围在几千到几万摄氏度之间。
日冕
- 位置:太阳大气的最外层。

- 亮度:亮度最小,仅在日全食或通过日冕仪才能观测到。

- 厚度:厚度可达到光球直径的几倍。

- 温度:温度可高达100万摄氏度,是太阳大气中温度最高的一层。
















9.3 太阳表面活动




太阳表面活动







太阳表面活动的基本特点



















特点 描述
太阳表面的变化 - 太阳表面经常发生各种活动,常见的有:太阳黑子、耀斑 和 日珥。
活动的影响 - 太阳表面活动会对地球环境、气候、通讯和生命产生重要影响。





太阳表面活动的类型























活动类型 特点与描述
太阳黑子
- 位置:光球层上的黑色斑点。

- 原因:因温度较低而显得较暗,实际上是太阳表面具有强磁场的低温漩涡。

- 特点:黑子的数量和大小是太阳活动强弱的标志,活动周期约为11年。
耀斑
- 位置:太阳色球层上突然增亮的斑块。

- 特点:耀斑是太阳黑子形成前产生的灼热氢云层,爆发时释放巨大能量,相当于一千万颗氢弹爆炸的能量。

- 影响:耀斑爆发会引起地球气候异常,对地球生命产生重要影响。
日珥
- 位置:色球层向外抛射的火舌状物质。

- 特点:温度高达几十万摄氏度,形态如火舌。





太阳风



















特点 描述
形成 - 高温使气体克服太阳引力,形成稳定的带电粒子流,即太阳风。
影响 - 太阳风吹到地球后,会在南北极地区的大气层中形成美丽的极光现象。





太阳活动对地球的影响































影响类型 具体描述
通讯干扰 - 耀斑增强时会干扰地球的短波通讯。
磁暴现象 - 干扰地球磁场,使指南针失灵,出现“磁暴”现象。
气候变化 - 太阳活动可导致地球气候发生异常变化。
健康影响 - 太阳光中过强的紫外线会对人类皮肤造成损伤。
航天器干扰 - 太阳黑子和耀斑活动会形成强烈辐射,干扰航天飞行器的运行。





太阳大气各层的温度、亮度和厚度变化规律























性质 变化规律
温度 - 由内到外增加:核反应区 > 辐射区 > 对流区 > 光球 > 色球 > 日冕。
亮度 - 由内到外减少:光球 > 色球 > 日冕。
厚度 - 由内到外增加:光球 < 色球 < 日冕。















9.4 太阳系




太阳系







太阳系的组成



































组成部分 特点与描述
八大行星 - 按一定的轨道围绕太阳公转,按距离太阳从近到远依次为:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
矮行星 - 比行星小,轨道附近没有清空,如冥王星、谷神星等。
卫星 - 围绕行星公转的天体,例如地球的卫星是月球。
小行星 - 主要分布在火星与木星之间的小行星带,体积较小,形状不规则。
彗星 - 由冰、尘埃和气体组成,接近太阳时会形成彗头和彗尾,如哈雷彗星。
流星体 - 存在于太阳系中的小颗粒,当进入地球大气层时与空气摩擦发光,称为流星,未燃尽落地的称为陨石。





太阳在太阳系中的地位























特点 描述
体积最大 - 太阳是太阳系中体积最大的天体,占据太阳系质量的99.86%。
质量最大 - 太阳的质量远大于其他天体,通过引力控制着太阳系中所有天体的运动。
能量来源 - 太阳通过核聚变反应释放巨大能量,为太阳系提供光和热,是生命存在的关键。





太阳系的结构特点























特点 描述
中心天体 - 太阳是太阳系的中心天体,所有天体围绕太阳公转。
轨道规律 - 行星、矮行星、小行星、彗星等天体按一定的轨道绕太阳运行,轨道多为椭圆形。
分布范围 - 太阳系从太阳延伸到奥尔特云,直径约2光年。















9.5 行星和卫星




行星和卫星







行星































特点 描述
定义 - 比太阳小得多的球状天体,绕太阳运行。
特性 - 近似球体,不发光,但能反射恒星(太阳)的光,看起来闪闪发光。
围绕目标 - 恒星(太阳)。
例子 - 八大行星:水星 (Mercury)、金星 (Venus)、地球 (Earth)、火星 (Mars)、木星 (Jupiter)、土星 (Saturn)、天王星 (Uranus)、海王星 (Neptune)。
其他 - 冥王星 (Pluto) 曾被归为行星,但现为矮行星。





矮行星























特点 描述
定义 - 直接围绕太阳运行的天体,较小,具有球状外形,但不能清除轨道附近的小天体。
特性 - 太阳系中较小的天体,因自身重力作用具有球状外形。
例子 - 冥王星 (Pluto)、谷神星 (Ceres) 等。





小行星































特点 描述
定义 - 太阳系中体积和质量比行星和矮行星小得多的天体。
分布 - 大部分集中在火星和木星之间,称为小行星带。
数量 - 有数十万颗。
特性 - 小行星带并非电影中拥挤的石块区域,而是几乎完全空旷,宇宙飞船可以安全飞跃。
其他 - 小行星可能因轨道变化被行星俘获,发生剧烈撞击。





彗星























特点 描述
定义 - 以扁长轨道围绕太阳运行,具有云雾状外貌的天体。
组成
- 彗头:由冰块和尘埃聚集而成。

- 彗发:反射太阳光的云雾状物质。

- 彗尾:由太阳放射的粒子流和电磁波压力推开气体和尘埃形成。
周期 - 例如:哈雷彗星绕太阳运行一周约76年。





流星体























特点 描述
定义 - 存在于太阳系中的尘埃和固体小块,质量小,受天体吸引而改变运行轨道。
特性 - 本身不发光,但进入地球大气层时因摩擦发光,称为流星。
陨石 - 未燃尽落到地面上的流星残骸称为陨石。















太阳系行星分类及特点





太阳系行星分类及特点







类地行星与类木行星



























分类 类地行星 类木行星
成员 水星、金星、地球、火星 木星、土星、天王星、海王星
特性
- 小而密的岩石世界

- 具有较稀少的大气

- 平均密度约为 3-5 g/cm³

- 体积大、质量大,但密度小

- 属于气体世界,具有浓密的大气

- 平均密度约 ≤1.75 g/cm³(如土星密度仅约 0.7 g/cm³)
内部结构
- 中心为金属核心,外为石质地壳

- 表面多坑洞

- 中心有岩石核心,外层为液态金属氢、液态分子氢和充满气体的大气层

- 表面有漩涡状云层,常伴行星环和众多卫星环绕





行星的特点



水星



  • 表面特征:没有空气,布满环形山。

  • 温度:昼夜温差极大:白天高达 427°C,夜晚低至 -173°C。

  • 不适宜居住原因:质量太小,无法吸引大气,大气早已被太阳炙烤消失。




金星



  • 外观与亮度:最亮的行星,被称为“启明星”或“长庚星”。

  • 表面特征:有大气,主要成分为二氧化碳,温度超过 462°C,比水星更热。

  • 特殊现象:云层由二氧化硫和硫酸组成,会下硫酸雨,但在穿过大气时完全蒸发。

  • 不适宜居住原因:大气几乎全是二氧化碳,且压强是地球海平面的 92倍。




地球



  • 独特性:唯一已知有生命的行星,具有适宜的温度、大气和水资源。

  • 卫星:地球的卫星是月球。




火星



  • 外观:因表面布满氧化铁,呈红色,得名“红色星球”。

  • 特性:有昼夜和四季变化,表面有河流和湖泊的痕迹,平均温度为 -55°C。

  • 不适宜居住原因:大气稀薄,主要成分为二氧化碳,且温度寒冷。




木星



  • 特性:太阳系中体积最大、质量最大的行星,质量约为地球的 318倍。

  • 表面特征:表面是激烈运行的大气层,拥有显著的“大红斑”。




土星



  • 特性:拥有最完美的光环,由碎块和微粒组成。

  • 密度:密度仅为 0.7 g/cm³,可以“漂浮在水上”。




天王星



  • 特性:拥有光环,表面呈蓝绿色,因其大气中含有甲烷。




海王星



  • 特性:拥有光环,表面呈深蓝色,风速极高,是太阳系中风速最快的行星。







卫星



  • 定义:围绕行星运动的天体,像行星的“卫兵”。

  • 存在情况:除水星和金星外,其他所有行星都有卫星。

  • 例子:地球的卫星是月球。