第1章 动感天地

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1、10第一章动感天地TheDynamicUniverse10【本章要点】1宇宙、地球与生命都在不断变化发展中；2地球上适合生命存在和发展的环境是生命活动的结果，环境演变与生命进化互为因果。尊重环境就是尊重生命。【本章内容】第一节动感宇宙第二节动感地球第三节动感地壳第四节动感生命10第一节动感宇宙TheDynamicCosmos什么是宇宙？l《淮南子∙原道训》“四方上下曰宇，古往今来曰宙，以喻天地”。宇宙就是天地万物和时间的总称。l《Longman》:Universe—Allspaceandthematter

2、whichexistsinit.Cosmos—Thewholeuniverseconsideredasanorderedsystem.l观测到的宇宙—即总星系，是肉眼和仪器所观测到的整个宇宙空间及存在的各种天体、弥漫物质的总称。其边界就是探测工具的极限，即200亿光年，包含10亿个以上的星系。l物理宇宙—物理现象上进行解释的宇宙，空间上无边无缘，时间上无始无终，大部分为人们观测所不及。（一）宇宙起源研究新进展1.新发现与新学说l手段的改进—天文望远镜、光谱分析技术l新现象的发现—红移现象与多普勒效应。哈勃

3、定律—河外星系视向退行速度与距离成正比，即距离愈远，退行速度愈大。（1929年哈勃发现）l新假说/新理论的产生—从“大爆炸”(BigBang)到“超级弹簧”(SuperSpring)l新假说解释了目前所观测到的天文现象－任何天体年龄都小于200亿年，因为所有恒星都是大爆炸温度下降以后形成的－河外天体系统性的谱线红移－宇宙中He的丰度很高—它是大爆炸极高温的产物－大爆炸理论推算出，宇宙温度只有几个K，1965年在微波波段测得宇宙温度为3K，完全证实了该理论l大爆炸的结局：两种可能性—闭合的宇宙和开放的宇宙（

4、二）观测到的宇宙和银河系1.观测到的宇宙l1000亿个天河系（银河系）l每个天河系有1500～2000亿颗恒星（太阳）l恒星数目：1000亿x2000亿＝2x1022颗l每个恒星又有若干个行星（地球）l宇宙中的地球——沧海一粟；人类历史——千古一瞬10（前不见古人，后不见来者。念天地之悠悠，独怆然而涕下。）2.银河系l形状：俯视、侧视l大小—半径50000光年，厚度3000～20000光年l太阳系的位置—距银核30000光年3.太阳系l诞生：50亿年，寿命：约100亿年l9大行星：水金地火（小）木土天海冥

5、（唯独金星逆向自转）l共有49颗卫星l众多的小行星（火木之间）l彗星l边界：87a.u.（冥王星轨道）～6-8万a.u.（彗星轨道）※－a.u.=astronomicalunit,天文单位4.对地球的影响l能量:地表面来自宇宙的辐射——相当于来自太阳的1/1亿来自地球内部的热量——相当于来自太阳的1/2万可见，太阳是主要的能源l引力：主要来自太阳和月球，对固体地球—引起固体潮对海洋—引起潮汐对大气—引起气体潮l物质：陨石l其他粒子：荷电粒子、粒子流、射线第一节动感地球TheDynamicEarth（一）地

6、球形成与演化l原始地球——炽热的火球－50～70亿年（aBP）l固体地壳形成－46亿年l最古老的岩石－30～40亿年l最早的生命－30～33亿年（二）日地关系日地距离1.5×108km，定义为一个天文单位。是离地球最近的恒星，所有天体中太阳对地球影响最大：l根本的能源－表面温度5497℃，总输出能量3.86×1026J/s,相当于5×1023马力－光线到达地球的时间8.3分钟－直射大气层顶的能量为8.24J（1.97cal）·cm－2·min－1,称为太阳常数，进入大气层后，1/3被大气吸收或反射，其余5

7、.86J(1.4cal)·cm－2.min－1，维持着地球的生命系统l强大的磁场：平均磁场强度为地球磁场的100倍（最强部分为20万倍），稍有起伏就会干扰地磁场。与太阳黑子活动有关，有时会产生磁暴，干扰通讯和输电。l强大的射线：黑子（比周围低1000℃）－耀斑－UV、X射线突然增强－高层大气分子电离增加－短波通讯干扰（案例：1982.4.14.14:20中断近110小时）。太阳黑子活动周期约为11年，与许多地理现象有关（严冬、地震、疾病流行等）（三）地球的地理特征1.几何参数（形状和大小）l旋转的椭球体(

8、伍光和P.12)l长半轴a=6378.160km,短半轴b=6356.755km,平均半径6371km。扁率[(a-b)/a]约为1/298.25，近于正球体。l意义：纬向热量带——气候、土壤、植被等的地带性l平均密度5.5g/cm3l质量5.976x1021t[(约6000Et)，E-Exa艾=1018]2.运动：自转和公转l公转—绕日运行l方向：从北极俯视—逆时针，即从西向东转l轨道形状：椭圆形，但偏心率很小，近圆形。该轨