地球科学概论 第一章
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地球科学概论一,名词解释1.将古论今:根据保留在地层和岩石中的各种痕迹和现象,结合现在正在发生的各种地质现象来分析和推断地质历史时期各种地质事件的存在和特征的方法。
2.克拉克值和丰度:地壳中50余种元素的平均含量称克拉克值。
化学元素在宇宙或地球化学系统中的平均含量称丰度。
3.解理:矿物受力后沿一定的结晶方向裂开成光滑平面的性质。
条痕:矿物在无釉的白色瓷板上磨划时留下的粉状颜色。
断口:矿物受力后在解理面以外的裂开面。
4.地质作用:由自然动力引起地球(主演要地幔和岩石圈)的物质组成、内部结构、构造和地表形态变化和发展的作用。
5.地层层序律:地层层序正常的条件下,下伏岩层老、上覆岩层新,利用地层的上下关系来确定相对年代的方法。
6.变质作用:原岩处在特定地质环境中,由于物理化学条件的改变,其在固态下改变其矿物成分、结构和构造,从而形成新岩石的过程。
经变质作用所形成的岩石称变质岩。
7.地质构造:组成地壳的岩层或岩体受力而发生变位、变形留下的形迹。
8.构造运动:主要由地球内力引起岩石圈的机械运动。
9.结晶分异作用:岩浆冷凝过程中,各种矿物按结晶温度不同而先后分离出来。
10.重结晶作用:岩石在固态下同种矿物经过有限的颗粒溶解、组分迁移,而又重新结晶成粗大颗粒的作用,但并未形成新矿物。
11.地球岩石圈物质的快速震动叫地震,地表以下始发震动的位置叫震源,地表上任一点到震中的水平距离叫震中距,震源到地面任一点的距离叫震源距,地面及房屋建筑物遭受破坏的程度叫地震烈度。
12.风化作用:由于温度的变化,大气、水和水溶液以及生物的生命活动等因素的影响,使地壳表层的岩石、矿物在原地发生物理或化学变化,从而形成松散堆积物的过程。
13.土壤:风化壳的表层,它是由各种风化作用的产物再经过生物风化作用改造而形成的,其主要特点是富含腐殖质。
(分为表层、淋积层、淀积层)14.风化壳:残积物和土壤在地表形成的一个不连续薄层称为风化壳。
15.准平原化:当一个地区在相当长的历史阶段中地壳保持稳定或处于缓慢的沉降状态,由于高地受到剥蚀,低地接受沉积,在此双重作用下,地形可能达到最小限度的波状起伏。
1、选择题:构成恒星的主要气体为氢、其次为氦,其他元素较少。
选项:A:对B:错答案: 【对】2、选择题:陨石分为石陨石、铁陨石和石铁陨石三类,大部分陨石在通过地球大气圈时都会发生燃烧。
选项:A:对B:错答案: 【对】3、选择题:对流层上部存在含臭氧的层,能吸收紫外线,因而是生物的保护伞。
选项:A:对B:错答案: 【错】4、选择题:上地幔上部的固态与地壳组成岩石圈,为刚性,有强度。
选项:A:对B:错答案: 【对】5、选择题:地球最主要的热源是( )。
选项:A:太阳能B:地球内部放射性元素衰变能C:重力分异能D:构造作用能答案: 【地球内部放射性元素衰变能】1、选择题:风化作用包括哪些类型?选项:A:物理风化B:化学风化C:生物风化D:太阳风化答案: 【物理风化化学风化生物风化】2、选择题:成岩作用包括以下哪些作用?选项:A:压实作用B:胶结作用C:重结晶作用D:沉积作用答案: 【压实作用胶结作用重结晶作用】3、选择题:风化作用的影响因素有哪些?选项:A:气候B:地形C:地质D:构造答案: 【气候地形地质构造】4、选择题:下列哪些岩石属于陆源碎屑岩选项:A:砂岩B:砾岩C:硅质岩D:粘土岩答案: 【砂岩硅质岩粘土岩】5、选择题:下列哪些岩石属于化学沉积岩?选项:A:砂岩B:石灰岩C:硅质D: 硫酸盐岩答案: 【石灰岩硅质硫酸盐岩】1、选择题:河流的侧蚀作用,可使河谷的横剖面逐渐发展成“U”形谷。
选项:A:对B:错答案: 【对】2、选择题:河水中所搬运的物质,大部分是机械碎屑物。
选项:A:对B:错答案: 【对】3、选择题:河流不仅有机械碎屑沉积,同时也有丰富的化学沉积。
选项:A:对B:错答案: 【错】4、选择题:当侵蚀基准面下降时,河流的下蚀作用随之而加强。
选项:A:对B:错答案: 【对】5、选择题:平直河段的心滩是形成于( )。
选项:A:洪水期B:平水期C:枯水期D:涨水期答案: 【洪水期】1、选择题:随着时间的推移,海水盐度将会稳定的增加。
地球科学概论题型:名词解释、判断题、简答题、论述题第⼀一章:绪论地理理学是研究地理理环境的⼀一⻔门⾃自然科学,只研究地球表层的那⼀一部分⼈人类环境研究对象:地球表层的⾃自然地理理环境:物质组成、要素组成⾃自然地理理学是RS、GIS的理理论基础RS、GIS是⾃自然地理理学新的研究⼿手段未来地理理学家的素质:第⼆二章:地球系统宇宙的本质:宇宙是普遍永恒的世界,是时间和空间的统⼀一体,由物质组成,表现形式复杂,处于不不断的运动和变化中(四⽅方上下⽈曰宇,古往今来⽈曰宙)测量量恒星距离的单位:1秒差距(Pc)=3.2616光年年(Ly)=206265天⽂文单位(Au)宇宙中的天体和物质:恒星:恒星是由炽热⽓气体组成的,能够⾃自身发光的球状或类球状天体星系:星系是包括⼤大量量恒星的天体体系彗星:彗星主要由冰块、尘埃组成流星、陨星(流星体到达地⾯面的残余部):分布在星际空间的细⼩小物体和尘粒(流星体),⻜飞⼊入地球⼤大⽓气层,跟⼤大⽓气摩擦发热、发光的现象恒星演化过程:引⼒力力收缩阶段(幼年年期);主序星阶段(壮年年期);红巨星阶段(中年年期);⽩白矮星、中⼦子星、⿊黑洞洞阶段(晚年年期)太阳系的构成及其特点:构成:太阳、⾏行行星、⼩小⾏行行星、彗星、流星体和星际物质特点:太阳系是太阳和以太阳为中⼼心,受它的引⼒力力⽀支配⽽而环绕它运动的天体所构成的系统在太阳系的总质量量中,太阳约占99.8%太阳是太阳系唯⼀一能够⾃自身发光的天体太阳的结构:内部:核反应区、辐射区、对流区外部:光球:太阳⿊黑⼦子、光斑(寿命较⻓长)⾊色球:耀斑(寿命很短)、⽇日珥⽇日冕:太阳⻛风(太阳活动剧烈烈时,⽇日冕接近于圆形,反之形状较扁)太阳活动:太阳局部的剧烈烈运动,最明显的标志是太阳⿊黑⼦子、耀斑(最剧烈烈)以及⽇日冕物质的抛射太阳活动对地球的影响:电离层突然骚扰、“磁暴暴”现象、极光现象、影响地球⼤大⽓气地球的运动及其地理理学意义:⾃自转:昼夜变化(地球⾃自转和公转的联合结果)、科⾥里里奥利利⼒力力的影响(在北北半球向右偏,在南半球向左偏)、⾃自转速度的变化(⻓长期减慢:潮汐摩擦;周期性变化:地球上⽔水和⼤大⽓气的季节性迁移;不不规则变化:地幔与地核之间的⻆角动量量变换,或海海平⾯面和冰川的变化,或由于⻛风的作⽤用)公转:季节的变化、地球上5带的形成(热带、北北温带、北北寒带、南温带、南寒带;划分依据:有⽆无太阳直射、有⽆无极昼极夜现象)随太阳在银河系的运动:地球上冰期的形成正午太阳⾼高度的计算昼⻓长的计算第三章:地球构造岩⽯石圈的组成:元素:地壳中含有化学元素周期表中所列列的绝⼤大部分元素,O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg(占98%以上)矿物:组成岩⽯石主要成份的矿物,称造岩矿物岩⽯石:⽕火成岩(占地壳总体积的65%)沉积岩变质岩花岗岩:侵⼊入岩(⽕火成岩)⽞玄武岩:喷出岩(⽕火成岩)岩⽯石圈的结构:垂直分层⽔水平变异地壳运动(由内⼒力力作⽤用引起地壳结构改变和地壳内部物质变化的运动)的基本形式:⽔水平运动垂直运动地质构造及其地貌学表现:承受地壳运动的岩层或岩浆,在地应⼒力力作⽤用下,发⽣生变形变化的结构称为构造形迹或地质构造受⼒力力性质分类:压性构造、张性构造、扭性构造(层状岩⽯石)地质构造类型:1)⽔水平构造(原始岩层平整,未受到褶皱变动的影响):⼤大规模的隆隆起,⽔水平岩层形成⾼高原;被分割形成⽅方⼭山、桌⼭山;丹丹霞地貌2)倾斜构造(岩层经过构造变动以后,岩层⾯面与⽔水平⾯面之间具有⼀一定的夹⻆角,常是褶皱的⼀一翼,断层的⼀一盘):单斜地貌(单⾯面⼭山和猪背脊)3)褶皱构造(岩层受⽔水平挤压⼒力力的作⽤用⽽而发⽣生的波状塑性变形):背斜、向斜、地貌倒置(背斜成⾕谷、向斜成⼭山)意义:是地壳中发育最为⼴广泛的构造形式之⼀一,⼏几乎控制了了⼤大中型地貌的基本形态;与矿藏的⽣生成有关;⽯石油;地下⽔水4)断裂构造(岩⽯石在应⼒力力作⽤用下发⽣生变性,当应⼒力力超过⼀一定的强度时,岩⽯石发⽣生断裂,甚⾄至沿破裂移动,使岩层的连续性、完整性受到破坏):劈理理:岩⽯石沿最⼤大剪切应⼒力力作⽤用⽅方向发育的⼀一组细⽽而密集的剪切裂隙;节理理:岩⽯石⾯面破裂,两侧岩层⽆无明显移动;断层:岩块沿着断裂⾯面有明显位移的断裂构造意义:控制矿床;制约⼯工程建设;地震形成的背景⽕火⼭山和地震⽕火⼭山爆发的好与坏:泥泥⽯石流、酸⾬雨、⽕火灾、⽕火⼭山灰肥沃⼟土地、⽕火⼭山旅游景点、⽓气温变化地震灾害特点:瞬间发⽣生、破坏剧烈烈、次⽣生灾害严重、监测预报困难、社会影响深远第四章:⼤大⽓气圈⼤大⽓气圈的重要性:⼤大⽓气圈具有温室效应,致使地球表⾯面平均温度升⾼高,温度的⽇日变化、年年变化减⼩小,形成适宜于地球上⽣生物⽣生存的温度条件;参与⽣生命的活动过程;物质与能量量交换的环节⼤大⽓气的组成:由多种⽓气体的混合物组成,主要成分是氮和氧(⼤大⽓气体积的99%)。
第一章 绪论1、地球科学的研究对象和基本任务:地球科学研究的对象:地球科学是系统研究地球物质的组成、运动、时空演化、相互作用及其形成机制的科学。
地球科学研究的任务:1、研究地球系统的基本特征、形成机制和发展规律;2、研究地理环境之间的相互关系;3、研究地理环境、人为环境的特点、发展动向和存在问题,寻求合理利用和改造的途径和方法。
2、地球科学的特点:(1)空间的广泛性与微观性(2)整体性与分异性((或差异性)(3)时间的漫长性与瞬间性(4)自然过程的复杂性与有序性(5)理论与实践的密切结合(6)研究方法和研究内容上的多学科性3、地球科学的发展趋势:(1)应用各种高科技向纵深、交叉、系统型发展。
(2)多学科跨部门的综合研究、国际性研究计划(3)由“资源型”转向“社会服务型”、“环境型”(4)从数值模拟向预测发展4、世界地球日: 4月22 日。
第二章 地球的宇宙环境5、太阳系的组成和特征-:太阳系的组成:太阳的质量占太阳系总质量的99.8%。
太阳系共吸引八大行星,2000多颗小行星,600多颗彗星。
太阳系共有50颗卫星。
太阳系的特征:太阳系(携带地球)以220千米/秒的速度绕,银河系中心运动,旋转一周需2.8亿年。
地球以30千米/秒的速度绕太阳公转。
6、太阳系中行星的总体特征:体积密度卫星表面主要元素类地行星:小、大、少、固,Fe,Mg,Si,K,Ca,Al,Ti,Ni类木行星:大、小、多、非固,H,He,CH4,氨冰,水冰7、太阳系八大行星的分类:类地行星:水/金/地/火,岩石组成类木行星:木/土/天/海,气体组成第三章 地球的物理性质及其应用8、陆地表面地形的类型及特征:山地: 是海拔高度在 500m 以上的低山、1000m 以上的中山3500m以上的高山分布地区的总称。
线状延伸的山体称山脉,成因上相联系的若干相邻山脉称山系。
丘陵: 是指海拔小于 500m 、顶部浑圆、坡度较缓、坡脚不明显的低矮山丘群平原: 海拔低于 200m 、宽广平坦或略有起伏的地区,如我国的华北平原。
地球科学概论详细习题与答案地球科学是一门广泛的学科,它涵盖了地球的自然环境、历史、结构和演化等多个方面。
在学习地球科学的过程中,习题与答案的练习是很重要的。
本文将详细介绍地球科学概论的习题与答案,以便初学者更好地掌握地球科学的知识。
第一章:地球的形状和大小1.地球的两个自转周期是多少?它们分别代表什么?答:地球的两个自转周期分别是星周日和恒星日。
星周日是指地球绕太阳一周所需的时间,约为365.24天,恒星日是指地球自转一周所需的时间,约为23小时56分钟。
2.地球的赤道半径和极半径分别为多少?答:地球的赤道半径约为6378.14千米,极半径约为6356.75千米。
3.为什么地球的赤道半径和极半径不同?答:地球自转产生了离心力和阿贝尔效应,使得地球赤道周围的物体离地球中心更远,因此赤道半径比极半径略大。
第二章:地球的磁场1.地球的磁场是由什么形成的?答:地球的磁场是由地核中液态外核的対流运动所形成的大电流所产生的。
2.地球的磁场有什么作用?答:地球的磁场对宇宙射线的影响很大,它可以抵御太阳风及粒子辐射,并将它们引导到地球两极区域形成极光。
此外,地球磁场还对导航、地质方向勘探和航空等有一定的应用价值。
3.地球磁极的位置和方向有变化吗?答:是的,地球磁极的位置和方向是会随时间而变化的,这种变化称为地磁极漂移。
在过去几千年中,地磁极已经移动了很多,有时甚至会翻转其方向。
第三章:地球的大气1.地球大气的主要组成是什么?答:地球的大气由78%的氮气、21%的氧气和1%的稀有气体(如氩、氦、氖等)以及水蒸气和二氧化碳等组成。
2.地球大气的结构如何?答:根据大气的温度变化和成分的变化,地球大气被分为五个层次。
从地表起分别是对流层、平流层、臭氧层、中间层和热层。
3.地球大气中的温室效应是什么?答:地球大气中的温室效应是指大气中的水蒸气、二氧化碳、甲烷等温室气体吸收地球表面上向外散发的红外辐射,使其在大气中产生所谓的“温室效应”,增加地球表面和大气的温度。
地球科学概论地球是我们人类的家园,为了保护它,人类做出了种种努力,现在就让我们去看一看吧!人类可以根据自己的意愿和需要改造地球。
但是,这些行为都必须有严格的科学依据,并且要通过一定的立法程序。
一、自然环境资源系统由于人口不断增加,自然资源开发利用不当,致使环境污染和破坏。
环境污染和生态破坏给人类带来的危害日益加重,人类面临着严重的生存问题,因此,保护和改善自然环境已成为世界各国的共同课题。
1、自然环境资源系统包括大气圈、水圈、岩石圈和生物圈,其中生物圈是最活跃的因素。
由于人口不断增加,工业迅速发展,各类污染排放量越来越多,造成大气污染、水质污染、固体废弃物污染等。
加上不合理地开发,随着生产能力的提高,各类矿山及尾矿的贮量也越来越大,并将导致环境污染和生态破坏。
工业废气、废水、废渣进入水体后,造成水体的富营养化,使水中藻类等植物疯狂滋长,水面发臭,鱼虾死亡,水生动物的生命受到威胁;许多城市缺乏必要的生活和卫生垃圾的处理设施,任其随意倾倒,造成水体的二次污染;在农田施用农药,杀死了害虫,破坏了天敌,而杀伤了益虫。
土壤的污染更为普遍,尤其是重金属污染。
重金属超标的农田减产几乎达到50%。
土壤污染造成的危害已引起世界各国政府和科技界的极大关注。
长期以来,人类一直把眼睛紧紧盯着自然资源,忽视对环境的保护。
目前,地球上许多资源已经枯竭,或者数量减少。
如果再不采取有效措施,世界上很多物种就会灭绝。
地球承载着人类,承载着生命,它的资源总有用尽的时候,然而,为了地球上的资源,我们必须要保护好她。
一个健康的环境才能有充足的食物,更能满足我们的生存。
四、社会调控系统。
人类通过调节可控制社会发展和自然环境变化。
一般说来,可分为两种方式: 1、宏观调控。
宏观调控主要是指政府对社会经济发展所实施的干预和调节。
它通过法律、法规来协调社会各部门的利益关系。
在自然环境问题上,还要采取必要的行政手段,进行行政管理。
例如对水、大气、海洋、森林等资源的利用和保护,对野生动物、自然遗迹等资源的开发利用,对耕地、矿产、水流、交通等建设项目的审批和实施等,都要受到宏观调控的制约。
《地球科学概论》复习要点(地质学专业使用)第一章绪论1.地球科学及其相关学科举例。
2.地质学的定义。
地质学大约从何时开始诞生?依据?3.举例说明地质学的两大目的(索宝与防害)。
4.地质学的研究方法与特征:大自然是实验室与博物馆,对基础学科的依赖与促进,现实主义原则(将今论古与以古鉴今)。
5.均变论的要点和代表人物。
6.地质作用及其能:内力地质作用(地点,主要能)、外力地质作用(地点,主要能),辅助能。
第二章宇宙与行星地质学1.宇宙、星系、银河系、太阳系的基本概念。
2.太阳系的七大类成员。
3.行星的定义,“八”大行星的相对位置与大小次序(冥王星的特殊性与地位)。
4.类地行星与类木行星的基本特点与差异。
5.自转方向相反的行星(据表2.2)、自转轴与黄道面交角特大的行星。
解释原因。
6.公转轨道偏心率大的两个行星。
7.内外行星的密度差异,密度最大的星球是哪个?密度是多少?8.为什么地球现在是最适宜生命存在的行星?9.小行星的轨道位置、成因。
为什么形状特殊?补充火星探索最新进展(水)?10 彗星的基本特征(头、尾、核、发等),彗星在天空中的方向及其原因。
11 月亮的地理组成:月海、月陆、月壤、撞击坑等。
补充月球含水的最新成果?12 陨石与流星:陨石的分类及其组成(铁、石、石铁;球粒、非球粒)。
13 为什么月球表面岩石和陨石的年龄可以达到45.5—46亿年,而地球表面的岩石基本上都小于42亿年?14 太阳的表面温度。
为什么月壤中保存了氢离子,而地球表面土壤中却不能?15 太阳系的几个有趣的规律:Titius—Bode Rule与行星轨道分布;万有引力;Kepler’s 三个定律:第一定律、第二定律、第三定律。
用行星的某些规律解释上述定律。
16 太阳系起源最著名的假说—星云说。
17 地球的形状特点。
用两极与赤道半径的差异说明之。
给出自己的解释。
第三章元素与矿物1.元素的基本概念:原子、质子、中子、同位素、放射性同位素、稳定同位素、半衰期。
第一章绪论第一节地球科学的学科体系一、自然科学六大基础学科:数学物理化学天文地学生物二、地球科学的主要学科体系地质科学:主要是研究固体地球的物质成分、内部结构、外部特征、各圈层间相互作用和演变历史的知识体系。
地球物理学:应用物理学的原理和方法对各种地球物理场进行观测,研究与其相关的各种自然现象及变化规律的科学。
地理科学:研究固体地球表面的自然现象、人文现象以及它们之间的相互关系和区域分异的学科。
海洋科学:研究地球上海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及开发和利用海洋有关的知识体系。
大气科学:研究大气圈的组成、结构和气候过程,尤其是大气的各种物理现象和变化规律的科学。
空间物理学:利用物理学的原理和方法研究宇宙空间环境中物质组成、运动规律和各种物理现象的科学。
主要是利用空间飞行器直接探测和研究宇宙空间中的物理过程的学科。
第二节地球科学的特点全球性与区域性:地球科学全球性的特点使得各国地球科学家的研究工作受到局限,往往需要大范围的合作才能够全面地了解地球;另一方面是地球内部实际观测的难度,目前只能通过地球物理手段进行间接的了解。
时空尺度的差异性:地球形成自今大约经历46亿年的演化,而这些历史很难通过实验加以证实,通常采用的是将今论古的方法。
研究方法内容的多学科性:地球科学涉及学科门类繁多,因此需要建立有特定目标,多学科专家共同合作的综合研究,特别是地质学、地球化学及地球物理学的合作。
不应该仅仅局限于某单学科的片面性研究。
第一节地球在宇宙中的位置一、宇宙的概念宇宙是物质世界宇宙空间无边无际宇宙时间无始无终总星系半径150亿光年,约有10亿个星系,太阳所在的星系叫银河系。
二、太阳系太阳系是以太阳为中心、受它引力支配而环绕其运动的天体所构成的系统。
在太阳系中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8%。
太阳系吸引着八大行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)、 2000多颗小行星、600多慧星绕日运行。
地球科学概论总学时:80(自学64、面授16)教材版本:地球科学概论,缪启龙等编著.气象出版社(2001)第一章地球在宇宙中的位置1.1 地球与宇宙:1.1.1 地球在宇宙中的位置;1.1.2 地球与太阳;1.1.3 地球的卫星;1.1.4 地球运动1.2 天球与天球坐标系:1.2.1 天球;1.2.2 天球坐标系;1.2.3 太阳在天球坐标系中的视运动1.3 时间的计量:1.3.1 时间的概念;1.3.2 恒星时与太阳时;1.3.3 地方时与标准时1.4 季节与昼夜:1.4.1 太阳高度与季节;1.4.2 昼夜长短的变化1.5 太阳能量在地球上的带状分布说明:本章为重点章节,主要介绍日—地关系、地球在天球坐标系中的视运动及其计量方法、季节变化等,能使读者初步了解地球上能量收支的空间分布和时间变化的规律,从而更好地理解地球上自然资源、地貌特征分布规律。
难点是天球坐标。
第二章地球大气2.1 地球大气的组成 2.2 地球大气的垂直分层 2.3 大气的运动 2.4 主要的天气系统 2.5 地球上的气候带说明:本章介绍大气的结构及运动,使读者对大气运动、天气、气候的一般知识有初步了解。
重点是大气运动、天气活动及气候带。
难点是天气系统。
第三章地球构造3.1 地球的圈层结构:3.1.1 地球的内部构造;3.1.2 地壳运动;3.1.3 地壳的演变。
3.2 大地构造学说:3.2.1 板块学说;3.2.2 大陆漂移说;3.2.3 地槽—地台说;3.2.4 地质力学学说 3.3 火山与地震:3.3.1 火山;3.3.2 地震说明:本章主要是阐述地球圈层结构,重点阐述大地构造学说、火山、地震,有利于学生理解大地构造、火山、地震与天气气候、地表环境之间的联系。
难点是大地构造学说。
第四章地球表面概况4.1 地球表面形态及其演变:4.1.1 现代地球表面的基本形态;4.1.2 地球形态的演化;4.1.3 地质年代 4.2 地形形成的基本规律及地貌表现:4.2.1 地形形成的动力;4.2.2 流水地貌;4.2.3 岩溶;4.2.4 干燥区地貌;4.2.5 黄土与黄土地貌;4.2.6 海岸地貌4.3 世界地形:4.3.1 世界地形总论;4.3.2 亚洲地形概述;4.3.3 欧洲地形概述;4.3.4 南、北美洲地形概述说明:本章为重点章节,地球表面的地貌特征有其自身形成规律,其中气候是重要的因子,而地形又对气候、大气运动、地表环境有重要影响,所以本章还特地对世界地形作一扼要的介绍。
第一 节 宇 宙中的天体和物质niverse)是天地万物,是物质世界。
“宇”是空间的概念,是无边无际的;“宙”是时是无始无终的。
无限的空间和无限的时间的统一。
空间弥漫着形形色色的物质,如恒星、行星、气体、尘埃、电磁波等,它们都在不停地运。
大的光学望远镜已可观测到150亿l.y .(光年)的遥远目标(1 l.y.≈9.46×1012 km ),人类所能观测到的宇宙部分。
放视中最重要的天体。
恒星是由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。
构成恒星的气体其它元素很少。
太阳就是一颗既典型又很普通的恒星。
大的质量是恒星能发光的基本原因。
量大,内部受到高温高压的作用,导致进行由氢聚变为氦的热核反应,释放出巨大的能量,以维持发向外辐射能量的电磁波波长愈短,因而颜色发蓝;相反,颜色发红。
相差不大,多在0.1-10倍太阳质量之间;体积却相差非常悬殊,大的恒星直径为太阳的2000倍左右,小的恒星直径小于1000 km , ;因此,恒星的平均密度相差也很悬殊。
上用肉眼观察到的恒星的明亮程度被称为亮度。
古代人们将恒星的亮度分为6个等级,称为视星等。
星称一等星,而把正常视力所能辨认的最暗的星称六等星。
和亮度的数量关系:即一等星比六等星亮100倍,视星等每差一等,亮度就差2.512倍。
恒星的亮度不同的影响,因而并不完全代表恒星本身的真正发光能力。
恒星本身的发光能力被称为光度,光度的与恒星之间存在着极其广大的空间,称为星际空间。
弥漫于星际空间的极其稀薄的物质称为星际物质类,即星际气体和星际尘埃。
体包括气态的原子、分子、电子和离子,其中以氢为最多,氦次之,其它元素都很少。
埃就是微小的固态质点,它们分散在星际气体之中,它们的主要成分是水、氨和甲烷的冰状物以及二化二铁等矿物。
质是很稀薄的,一般不过每立方厘米0.1个质点。
星际空间区域,其密度可以超过每立方厘米10个甚至1 000个,这些区域称为星际云。
云相比较,星云是星际物质的更加庞大和更加密集的形式。
麒麟座玫瑰星云(约50万岁的“婴儿”恒星)天琴座环状星云(中心为白矮星)形成中的臭蛋星云宇宙中的物质是运动的,运动的主要方式是天体按照一定的系统和规律相互吸引和相互绕转,形成不同层次的天体系统。
如月球和地球构成地月系;地球和其他行星围绕太阳公转,它们和太阳构成高一级的天体系统,即太阳系;太阳系又是更高一级天体系统——银河系极微小的一部分,银河系中像太阳这样的恒星就有1000-2000多亿颗。
银河系以外,还有许许多多同银河系规模相当的庞大的天体系统,称为河外星系(简称星系)。
在人类现今所能观测到的宇宙范围内,大约存在着10亿个以上的这样的星系。
通常,把我们现在观测所及的宇宙部分称为总星系,它是现在所知的最高一级天体系统。
体的相对位置了研究天体在天空中的位置和运动引进的一个假的球心就是观测者所在的地球的中心,它的半径是样,地球以外的天体在天球上都有各自的投影位置。
转轴无限延长,同天球球面相交于两点,这叫做天南、北极方向相同的两个极分别称为南天极和北天平面无限扩大,同天球相交的大圆,叫做天赤道。
赤道,天球就可以定出自己的经线和纬线,分别称。
图1-2 天体在天球上的投影天球上的天为了便于认识恒星,人们把天球上的恒星分成若干群落,每个群落的恒星都有自己独特的形状并占据一定的空间,这样的恒星群落称为星座。
全天球可分成88个星座四瓣简明星座图把天球的的不同分成四星区跨赤经6四个星区可根性星座分别称御夫星区、大星区,简称“琴”。
太阳是恒星,它属于哪个星座?黄道十二星宫二千多年前希腊的天文学家希巴克斯(Hipparchus,公元前190-120年)为标示太阳在黄道上运行的位置,就将黄道带分成十二个区段,以春分点为0°,自春分点(即黄道0°)算起,每隔30°为一宫,并以当时各宫内所包含的主要星座来命名,称为黄道十二星宫,总计为十二个星群。
黄道十二星宫排序:白羊座(Aries)----3月21日—4月20日金牛座(Taurus)----4月21日-5月21日双子座(Gemini)----5月22日—6月21日巨蟹座(Cancer)----6月22日-7月23日狮子座(Leo)----7月24日—8月23日处女座(Virgo)----8月24日—9月23日天平座(Libra)----9月24日—10月22日天蝎座(Scorpius)----10月23日—11月22日人马座(Sagittarius)----11月23日-12月22日摩羯座(Capricornus)----12月23日-1月20日水瓶座(Aquarius)----1月21日-2月19日双鱼座(Pisces)----2月20日—3月20日2000年以前的春分点就在白羊座,现在的春分点已移到双鱼座。
每年约4月18日到5月14日太阳在白羊座中运行,黄道上的谷雨和立夏两个节气就在这个星座。
Top第二节地球形状及其认识过程天圆地方?空间探测技术-地球的全貌(一个以蓝色为主的、色彩丰富的星球)敕勒川,阴山下。
天似穹庐,笼盖四野。
天苍苍,野茫茫。
风吹草低见牛羊。
-世界各地人们最初都有类似的错觉天道圜(圆),地道方,圣王法之,所以立上下(上君下臣)。
公元前3世纪吕不韦主持编成的《吕氏春秋》解释天圆地方日月交替,东升西降,变换有序。
如果大地是一个平面,那日月星辰又落到何处呢?板状的大地靠什么依托?大地的另一面又是什么样子?善于运用逻辑方法思维的古希腊人,率先提出了大地是一个圆球的想法。
先有毕达哥拉斯(Pythagoras,前571~前497),后来亚里士多德(Aristotle,前384 ~前322) 更把地球摆在他设想的宇宙体系中心² 埃拉托色尼(Eratosthenes,前276 ? ~前196),在亚历山大及其南边约920km锡恩的观察-地面弯曲² 张衡(78 ~139年)观测中发现月蚀的阴影边缘总是弧形的,证明大地是圆的。
毕达哥拉斯(Pythagoras,前571~前497),著名的数学家、哲学家,萨摩斯岛人,后移居意大利南部的克劳东。
毕达哥拉斯学派:“数”(数量和形状)是万物本源,实在的东西是自然界存在“数学的和谐”。
“天体和谐”宇宙体系:宇宙结构是和谐的,按贵贱与完美程度分为:乌兰诺司(Uranos)-地球与月球以下的部分;考司摩斯(Cosmos)-以恒星为界的中间部分;奥林波司(Olympos)-恒星以上部分,诸神居住的场所。
亚里士多德(Aristotle,前384 ~前322):古希腊自然史学、哲学家,雅典“吕克昂(Lyceum)” “逍遥学派”创始人。
四元素四性说:构成世界万物是四种元素(火、气、土、水)与四性(热、冷、干、湿),它们按不同比例两两结合,构成世间万物,而一物可以转换成它物。
亚里士多德宇宙体系:恒星天体组成的宇宙是有限的,宇宙的中心是不动的地球。
天穹有很多天球层,以月球所在的天层为分界,向上是天界,天球层上附着行星,随天层而旋转。
天界是高贵的、不灭的。
上层天球对下层天球发生影响,星星的光和热由天层间摩擦而产生。
月下界由火、气、水、土四元素组成,并由于热、冷、干、湿四性的作用而形成各种物体。
大地是生物的母体,大地也有生成与变化,湿地与干地、海洋与大陆,都有周期性交替变化,这种变化是通过围绕地球的三个带(火带、气带、水带)的循环运动而实现。
1519年9月麦哲伦(F.D.Magalhhaes,1480 ? ~ 1521)环球航行1687年7月,牛顿(Sir Issac Newton,1642 ~ 1727)的传世名著《自然哲学的数学原理》地球转动产生惯性离心力人类经过漫长的探索终于证实大地是一个球体。
Top第三节从地球中心说到太阳中心说天地之体,形如鸟卵——张衡亚里士多德的地球中心说太阳、月球、水星、金星、火星、木星、土星分别在七个天层里围绕地球转动,其外为恒星天层;最外边的原动力天层。
希腊天文学家托勒密(Claudius Ptolemy, 90?~168)² 补充了行星在被称为均轮轨道上围绕地球转动时,同时也在自己的、被称本轮的较小的圆形轨道上转动等内容。
² 亚里士多德- 托勒密的地球中心说,被人们奉为真理,长达十几个世纪。
在一般人的感觉中,太阳真是好像在围着地球转(据美国1997年调查,在该国,仍有27%的人不知道地球是在围着太阳转)。
哥白尼(Nicholas Copernicus,1473~1543)² 天体运行的轨道,已记录到70多个(行星-游荡者)。
² 按照托勒密的方法计算编制的历书,屡屡出现差错。
² 随着他对这个体系了解的增多,他对这个体系愈来愈怀疑。
² 不是太阳围着地球转,而是地球围着太阳转。
哥白尼(NicholasCopernicus,1473~1543)《天体运行论》中宣布:太阳在万物的中心统驭着;在这座最美好的神庙里,另外还有什么更好的地点安置这个发光体,使它能一下子照亮这个宇宙呢?(拉丁文,流传不广)布鲁诺(Giordano Bruno,1548~1600)1583年在牛津大学作一系列讲演1584年他又提出宇宙无限的观念,太阳中心说显示出的思想解放意义愈来愈明显,以致成为异端1591年布鲁诺被骗回意大利,9年后,1600年2月17日,在罗马的闹市繁花广场上,他被绑在火刑柱上活活烧死。
未来的世纪会了解我,知道我的价值1889年,还是在繁花广场,竖起布鲁诺的铜像伽利略(Galilei Galileo,1564~1642)《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》付印前已通过审查,但出版后所产生的轰动效应,使它随即成为禁书伽利略也在1633年2月被软禁,经过刑讯逼供,他被迫表示“ 相信并将始终相信教会所承认的和教导的东西都是正确的”被判决在3年内每星期背诵7篇规定的忏悔诗。
四年后伽利略双目完全失明,九年后,与世长辞。
Top第四节认识太阳系² 哥白尼的时代只认识太阳,地球等6个行星(土星最远),和1个卫星即月球² 1609年,伽利略-原始的望远镜(清晰十倍)² 看到恒星,木星的4颗卫星,太阳黑子开普勒(Johannes Kepler, 1571~1630)² 行星都是沿“ 椭圆形”轨道围绕太阳旋转的² 行星轨道都位于同一个好像圆盘的“平面”(黄道面)上,太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积² 行星轨道平均半径(以地球与太阳的距离为1)的三次方与公转周期(以地球年为单位)的平方相等提丢斯 - 波德定则² 以天文单位来计算,每个行星与太阳的距离等于 (4+n) / 10² n为几何级数, 分别为0,3,6,12,24,48……² 发现:天王星,第一颗小行星² 海王星,冥王星(未守定则)² 哈雷慧星3. Titius-Bode定则an+1/an=c~ 1.7;an =0.4+0.3 ³ 2 n-2 UA1UA=147.5 ³ 106km表3.1 波得定律与观测值比较行星n观测值计算值水星10.3870.4金星20.7230.7地球3 1.000 1.0火星4 1.523 1.6(小行星)5 2.7 2.8木星6 5.203 5.2土星79.5210.0(天王星)819.219.6(海王星)930.238.8(冥王星)1039.577.2**(上表中括号内为定律提出后发现) 1781年. 德国天文学家赫歇尔(Herschel)发现天王星牛顿² 在前人成果的基础上,总结出万有引力定律² 将力学推广应用到天体上² 使哥白尼的太阳中心说在理论上得到了圆满的解释太阳系² 9个大行星² 66颗卫星² 1万多颗小行星² 数以亿计的彗星和流星² 以及弥漫在看起来一无所有的空间中的星际物质。