行星地球概论复习思考与练习参考答案.doc

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1、《行星地球概论》复习思考与练习参考答案第一章宇宙中的地球复习思考与练习(P28)1.什么叫天体?天体有哪些存在形式?答:天体就是宇宙中各种星体和星际物质的统称。可以分为自然天体和人造天体两大类。人们根据不同的物理性状,把自然天体天体分为恒星、行星、卫星、彗星、流星、星云和星际物质等,通过射电探测手段和空间探测手段所发现的红外源、紫外源、射电源、X射线源和γ射线源,也都是天体,这些都属于自然天体。用运载火箭发射到外层空间运行的人工研制的物体,称为人造天体。如人造地球卫星、宇宙飞船、人造行星、星际探测器等等。2.如果太阳有第十个大行星,其轨道半长轴等于77.2A.

2、U.,试求它的公转周期?答:T=a3/2=77.23/2=678.3恒星年3.太阳的距离、大小和质量是怎样测定的?答:①天文上测定天体距离(太阳系范围内)的基本手段,就是大地测量中常用的三角测量法。在地球半径已知的条件下,通过测定天体的地平视差,来推算它的距离。但是,在测定太阳距离时,由于距离遥远,其地平视差太小,以及技术上的种种困难,不难直接用这个方法。于是,天文上通过对某个小行星距离的测定,来推算太阳的距离。近年来,人们用雷达测定金星与地球的距离,进而推算出日地距离最新值为1.49597892×108km。②已知日地距离,就可以根据太阳的视半径,推算其线半

3、径。太阳的平均视半径为16′(这个角度是容易测定的)。如日地距离为a,太阳半径为R,那么便有R=149600000×stnl6′=700000km,这个数值相当于地球半径的109倍。由太阳的半径可知,其表面积是地球表面积的12000倍;太阳的体积为地球体积的1300000倍。③太阳是太阳系的中心天体。其质量可以通过行星(如地球)的运动来测定,因为绕转运动是由中心天体的引力造成的,而引力大小同它的质量有关。地球轨道的偏心率很小,地球绕太阳公转,可近似地看作圆周运动。换句话说,太阳对地球的引力,正好就是地球绕太阳运动所需的向心力。于是有:等式两边消去m后,得太阳的

4、质量:49式中的R、V和G都是可以测定或已知的:日地平均距离R=1.496×1011m;地球公转平均速度V=2.978×104m/S;万有引力常数G=6.67×10-11N·m2/kg2。将这些数值代入上式,得太阳质量M为:M=1.989×1030kg,或1.989×1027t,这个数字相当于地球质量的33万余倍,或全部行星质量总和的745倍。4.太阳的结构有何特点?太阳活动对地球有何影响?答:1)为了研究方便,将太阳大致分成内三层构造(核反应区、辐射区和对流区)和外三层构造(光球、色球和日冕),其中外部构造特征见下表。太阳外部构造特征一览表构造定义范围平均温

5、度精细结构结构光球包围对流区的一层薄膜,厚约500km。肉眼所见光亮夺目的太阳表面,太阳大气的最低层。5770K,向内部或外部的温度梯度变化很大。米粒组织、黑子和光斑。呈各种纤维结构,可在日面边缘部分观测到。色球日全食时,当耀眼的光球被月球全部遮住时,在日轮边缘上呈现出犬齿状的玫瑰色环状物。位于光球之上,厚度2000km以上的大气中层。平时肉眼不可见,可通过色球仪观测。色球温度变化剧烈,100km:4600K→4200K;400km:5500K;色球中层:8000K;色球高层处:5万K;色球-日冕过渡区:100万K。日珥、耀斑和谱斑等可分为低、中、高三层。日冕

6、日全食时,在日轮周围呈现乳白色光辉的环状物就是日冕。应用近紫外和x光观测。在色球层之外,为极稀薄的太阳最外层大气,由高温低密度的等离子体组成。低日冕区已是百万度以上的高温区。冕流和极羽、冕洞、日冕凝聚区等。一般随时间缓慢变化。日冕可分为内、中、外三层。日冕的形状同太阳活动有关。在太阳活动极大年,日冕接近圆形;而在太阳宁静年则比较扁,赤道区较为延伸。日冕直径大致等于太阳视圆面直径的1.5-3倍以上。2)太阳活动对地球的影响太阳活动是指发生在太阳大气层局部区域的、在有限时间间隔内的各种物理过程的总称。主要表现为太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和太阳射电等变化现象。

7、其中,太阳黑子是太阳活动的明显标志,耀斑是太阳活动最急剧猛烈的形式。太阳以电磁波和高能粒子流的形式,向外放射着巨大的能量和物质。太阳的能量流和物质流对地球发生着深刻的影响,它对自然地理环境的形成、发展及演化具有决定性的作用。491、太阳风与地球磁层。地球周围存在一个偶极磁场,当太阳风等离子体吹向地球时,使地球磁场被太阳风包围,形成地球磁层。一方面(好的方面),由于地球磁层的存在,使得太阳风高能带电粒子不能到达地面,从而保护了地球表面有机体的生存和发展;另一方面(坏的方面),总有一部分高能带电粒子闯入磁层内,被磁层禁锢在地球高层。通过空间探测器,1958年美国范

8、·艾伦发现了包围地球的强辐射带,称为“

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