九年级科学下册 1.2 太阳系的形成和恒星的演化（2）教案 （新版）浙教版

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1、太阳系的形成和恒星的演化教学目标：1、认识恒星的不同发展阶段：红巨星、超新星、白矮星、暗矮星和黑洞2、了解太阳一生的演化过程3、知道大质量恒星的演化过程教学重点：恒星的不同发展阶段与大质量恒星的演化过程教学建议：1、对于宇宙中各种“特别的恒星”如红巨星、白矮星、暗矮星、超新星、中子星与黑洞等“恒星”的不同发展阶段学生非常的漠生，因为平时极少关注。（只有少数天文爱好者才了解）因此这部分内容的教学必须有大量的实物照片和视频支持学生的学习。2、由于解释不同溶化阶段的恒星之间的转化机理会涉及到许多很深奥的天文学、物理学的专

2、业知识。（如氢聚变成氦的热核反应、碳聚变成氖和镁。然后又是硅和硫，最终硅成为铁；恒星内部的辐射压、辐射压将抵挡不了它本身的引力等），学生很难理解。因此，本节教学中利用天文照片、视频、动画时，对此名词只是一带而过不要作任何的说明。3、学生了解了的特别的“恒星”气体星云、主序星——红巨星、白矮星、暗矮星、超新星、中子星与黑洞后，若组织学生从这些天文现象探讨恒星的一生则太难最好是直接阐述恒星的一生。本课时教学我认为最好以讲授法让学生了解恒星的不同发展阶段的特点和它们之间转化关系。讲述时尽可能简单、通俗易懂。气体星云主序星

3、红巨星超红巨星白矮星暗矮星约等于1个太阳白矮星质量大于1个太阳1.44—2太阳质量中子星超过3个太阳质量黑洞介绍后恒星的一生后可由学生复述太阳的演化巩固对太阳演化的掌握。4、学生恒星与太阳的演化之后，有兴趣可以介绍黑洞的初步知识及人类对黑洞的探索。培养学生探究未来的理想与兴趣。教学过程：一、恒星的诞生－星云作为恒星诞生地的星际气体云团十分稀薄而且温度极低，云团中与引力相抗衡的气体压力很弱，引力的作用使得云团缓慢地收缩。超新星爆炸产生的冲击波或云团周围一些亮星向外喷射的高热气流（称为"星风"）都会使云团中出现不均匀的

4、密度分布，造成云团中出现多个密度中心，这些密度中心周围的气体分别向这些中心收缩，形成一个个小云团。收缩过程中，小云团中心温度升高，旋转加快，密度越来越大，演变成中心有核，周围由盘状物质包围的形状，云团的表面温度一般为绝对温度2000－3000度，质量与太阳相仿，只发出红外辐射，不发射可见光，所以还只是恒星的胚胎，或形象地称之为"星卵"。不同大小的云团演化快慢大不一样，象太阳这样典型大小的恒星，其处于星卵的状态的大约要维持100万年，在此期间云团继续复杂的收缩过程，中心温度则持续升高，一直到超过100万度，在这种极高

5、的温度下将出现由氢原子核变成氦原子核的"核聚变"反应，这是恒星的根本特征，星球只有到了能由核聚变反应而释放能量，才算是真正进入了"成年恒星"的阶段，也只有此时才真正变得灿烂夺目。此时的恒星中心密度和温度都很高，巨大的气体压力足以抵抗引力收缩，所以恒星也不再继续收缩了，恒星的性质变得十分稳定，就象我们的太阳一样，恒星一生中90％以上的时间都处于这一阶段。二、恒星的壮年－从主序星到红巨星恒星发光发热的源泉是由氢原子核转变为氦原子核的核聚变反应，维持核反应的阶段就是恒星的壮年期，天文学上称为"主序星"阶段。质量不同的恒星

6、维持核反应的时间大不一样，大质量恒星的核心温度更高，核反应消耗氢的速度比小质量恒星快得多，因此其生命历程相对来说要短得多，比如象10个太阳质量那样大的恒星只能维持一千万年左右的生命，而太阳却能维持100亿年。太阳这样大小的恒星是宇宙中最为典型的，它们生命中80％－90％的时间都处在稳定的主序阶段，当中心的氢逐渐燃烧完后，一颗恒星的生命就接近尾声了。此时星体核心会迅速收缩，相反地，外层的氢却开始燃烧并迅速膨胀，这是恒星生命中一个十分有趣的阶段，星体的体积大大增加，比如太阳这样的恒星会膨胀数百倍，膨胀的结果导致恒星表面

7、温度下降，颜色变红，同时其表面亮度却会大大增强，天文学上习惯于将光度（即恒星的本质亮度）大的天体称为"巨星"，因此这一阶段的恒星的典型特征就是"红巨星"相对而言，"红巨星"阶段是很短暂的，此后由于核心的收缩导致温度进一步升高而引发氦原子核聚变为碳原子核的反应以及此后一系列更为复杂的核聚变反应，恒星快速地走向死亡。三、恒星走向死亡恒星走向死亡的途径因其质量的不同而有很大的不同，象太阳这种中等质量的星体其死亡是比较"温和"的，在红巨星阶段之后，恒星的外壳一直向外膨胀，核心则持续收缩，发出紫外光或X射线，高能射线激发外层

8、气体发出荧光，形成美丽的行星状星云（图5）。外壳气体逐渐消散在星际空间，成为下一代恒星的原料，而中心部分在收缩到一定程度后，停止了一切核反应过程，变成一颗冷却了的、密度却极大的白矮星，其中1个方糖大小的物质，重量可与一辆卡车相当。质量较大的恒星走向死亡的途径往往是十分壮烈的，通常质量大于太阳8倍以上的星球，不会平静地演化为白矮星，而是引发一场震天动地的大爆炸