太阳和太阳系

天王星
• • • •
赫歇尔发现，1781年 16。8小时自转，84年公转 躺着转， -200℃
海王星
• 1846年发现（1845年计算出来） • 天王星的姐妹星 • 165年公转
冥王星
• • • • 长长的椭圆轨道， 249年公转 体积是地球的5/1000，不及月球的1/6 1978年发现一个卫星，定出质量，是地球 的24/10000
产热过程：热核反应（氢核聚变为氦核）；
三、太阳的大气 太阳是我们惟一能观 测到表面细节的恒星。 直接观测到的是太阳 的大气层，它从里向 外分为 光球→色球→日冕
图2-8 推测出的太阳结构 与剖面示意图
• 光球：明亮。5770K，密度只有地球大气 的万分之几，光球上层下降到4000K。厚 500KM。 • 色球：亮度仅为光球的1/1000。温度1万 K——10万——几十万K。厚2000KM。 • 日冕：亮度及色球的1/1000。暗淡灰白， 百万K的高温，厚几百万KM。
• 0.4+(0.3×2 n) (n=-∞、0、1…) • 0.4 0.7 1.0 1.6 2.8 5.2 19.6 38.8
10.0
木 星
土 星
天 王 星
海 王 星
冥 王 星
水星
• • • • 个头小，半径2440KM 公转速度非常快，88日 自转速度慢，59日 像水银，到处是铅锡组成的湖泊，有环形 山，温度高： -173 ℃—— 427℃ • 太阳比地球上大两倍半，天空漆黑一片
S
E
太阳温度
太阳辐射热量
太阳辐射光谱
有效温度5770K；
辐射温度5700K；
太阳光球温度：5 770K ； 太阳中心温度：15 0万K； 色球温度：10万K； 日冕温度：1 50万K。
太阳热源
产热方式：质量转化为能量； 产能中心：在太阳核心。 能持续几十亿年之久
金星
• 跟地球很近，4000万KM，与地球象孪生姐 妹。半径6000多KM，与地球大小差不多。 • CO2 占96%，比水星还热，硫酸雨，浓云 密布 • 一天比一年长，公转225日、自转243日 • 自东向西自转 • 启明星和长庚星
火星
• • • •
铁的氧化物组成 公转687天 是地球质量的1/10 平均温度-50℃
磁暴：电离层干扰。产生极光。
黑子：光盘出现的暗色斑点，4500K。周期11年，黑子最多时 太阳活动特别强烈：峰年。黑子少时太阳特别宁静：谷年。 光斑：光球上的明亮斑点，出现在太阳的边缘：说明处于光球 的上层可能是更炽热的气团。 耀斑：色球爆发。黑子上方出现，局部放出多种射线引起异常 的地球物理现象。（破坏电离层、磁暴、极光）
第一牛顿用万有引力定律，修正了第三定律： T12(M+m1)/ T22(M+m2)= a13/a23
T1和T2分别表 示两行星的的公转周 期， a1和a2分别表示 它们与太阳的平均距 离（即各自轨道的半 长轴）
图 2-10 开普勒第二定律：面速度不变
开普勒认为，行星单纯绕太阳中心运动；
牛顿认为，行星和太阳都绕它们的共同质 心；质心的位臵取决于二者的质量比。 开普勒廓清了行星轨道的几何特征，指出 了行星怎样运动；获得了“天空立法者” 的美誉；
• 九大行星的分类
水 金 地 火 木 土 天 海 冥
2、小行星
• 小行星的发现同提丢斯- 波得定则的提出有 密切联系，根据该定则，在距太阳距离为 2.8 天文单位处应有一颗行星，1801年元旦 皮亚奇果真在该处发现了第一颗小行星谷 神星。在随后的几年中同谷神星轨道相近 的智神星，婚神星，灶神星相继被发现。
日饵：从色球喷发出来的火焰状物质，形态多样。
黑子
太阳系
• 一、发现 • 二、太阳系的组成
• 太白——金星 venus • 辰星——水星mercury • 荧惑——火星mars • 岁星——木星jupiter • 镇星——土星saturn 五星+日月=七曜 日 一 二 三 四 五 六 日 月 火 水 木 金 土
牛顿解释了行星运动的物理原因，回答了 行星为什么这样运动。至此太阳系理论完 全确立。
二、 太阳系的组成
九大行星 水星，金星，地球，火星，土星，天王 星，海王星，冥王星。 其他成分 小行星，卫星，彗星，流星体等。
1、九大行星
• 轨道运动的基本特点： 共面性：倾角很小，水、冥比较大 近圆性：水、冥比较扁 同向性：自西向东公转 遵距性：提丢斯——波德定则
木星
• 光芒仅次于金星 • 公转12年一圈，岁星：中国古代用来定岁 记年 • 体积是地球的1316倍，八大行星总质量也 不及它一半 • -140℃氢和氦组成
土星
• • • • • • 体积是地球的755倍 质量是地球的95倍 密度是0.7 温度-170℃ 公转29年，自转10小时，最扁的球 赤道部分转得最快
爱神星
3、慧星
• 偶尔或定期行至太阳附近的冰物质
4、流星和流星体
• 偶发流星 • 流星雨 • 火流星
陨铁
陨石
太阳的平均密度是地球的四分之一 外部很低，中心很高达到 钢锭密度的20倍
二、 太阳的热能、温度和热源
太阳热能
太阳常数：8.16J/(cm2· min)；
平均距离，太阳直射，大气界外；
太阳辐射总量：3.826 ×1026J/s；
地球所得：1.74 ×1017J/s（占22亿分之 一）。
中国古代
• 盖天说：天圆如张盖，地方如棋局 • 浑天说：天蛋壳，地蛋黄 • 地动说；天左旋，地右旋
地心说
• 托勒密：公元130年 1、地球是不动的中心 2、日月按简单的圆形绕转地球 3、行星按本轮均轮说转动 地、月、水、金、日、火、木、土、恒星
原始的日心说： 亚得山得里亚学派
• 宇宙的中心是太阳 • 地、日、月与众星所在的天穹高度相比是 微不足道的 • 地球自转
Fra Baidu bibliotek
地平视差：地球半径对天体中心所张开的角
太阳的距离
A
a 地 球
A-a 小 行 星
太 阳
A/a=n（距离之比的立方=周期之比的平方）
A-a=m
太阳的半径
A
16`
R
700000KM
太阳的质量
地球质量的33万倍
全部行星质量的745倍
J=mV (2)/R F=GMm/R(2) M=1.989×10（30）KM
第四节太阳和太阳系
太
阳
一、 太阳的距离、大小和质量
日地平均距离：1.496 × 108km （即天文单位）
大小：半径约700 000km（为地球半径的109倍） 表面积：地球表面积的12 000倍 体积：地球体积的1 300 000倍 质量：1.989×1030kg（约为地球质量的33万倍）
• 日冕膨胀现象：日冕物质以极高的速度运 动着，以致一部分离子能脱离太阳奔入行 星际空间。 • 太阳风：由于日冕膨胀，行星际空间不断 地得到太阳喷发出来的高速粒子流。
日冕
四、 太阳活动：太阳大气各种变化的总称 （太阳“天气变化”）
黑子：扰动太阳的明显标志。 耀斑：扰动太阳的主要标志，对地球的影 响最强烈。
日心说：哥白尼
• • • • • • 宇宙的中心是太阳 众星与其它行星绕日公转 地球自转 月球是地球的卫星 行星的排列顺序和周期 逆行是两种不等速运动的反映
缺陷
• 恒星球层 • 不动的中心天体 • 匀速的圆周运动
开普勒行星运动定律
第一定律（轨道定律）：行星轨道都是椭 圆；太阳位于椭圆的焦点之一； 第二定律（面积定律）：行星向径在轨道 平面上扫过的面积与时间成正比，即面速 度不变 ； 第三定律（周期定律）：两行星周期平方 之比，等于其距离立方之比： T12/T22=a13/a23