地理选修课-星空揽胜(3)

作者：地理人来源：未知时间：2024-07-17 阅读：次字体：大中小在线投稿

第三章　太阳系
太阳系是太阳和以太阳为中心，受它引力支配而环绕它运动的天体所构成的系统。成员包括太阳、水星、金星、地球、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星，2000多颗小行星，34颗卫星，以及很多慧星和流星体。
一、太阳
是太阳系中最大的天体,包含了太阳系将近98%的质量,109个地球才能填满太阳的横截面,内部能容纳130万个地球。
二、水星
水星上有许多环形山,并有很强的磁场,面向太阳一面温度为四百摄氏度,背向太阳一面为零下一百六十摄氏度。
三、金星
表面覆盖着相当厚的大气,最多的是二氧化碳.地表的温度高达四百多摄氏度,自转方向和其他行星相反。
四、地球
海洋约占总表面积的71％,陆地约占29％,地球是太阳系中唯一已知存在生命的行星,周围有大气层,由氮、氧、水汽等气体组成。
五、火星
在太阳系中与地球最相似,纵横交错的河床似乎在告诉我们,很久以前火星上曾经有过生命,它异常寒冷干燥,大气的主要成份是二氧化碳,。
六、木星
太阳系中最大的行星,体积和质量比其他八大行星的总和还大赤道直径为地球的11.18倍，质量为地球的317.89倍.它有十几个卫星。
七、土星
大气层很厚,主要成分是沼气和少量的氨,质量约为地球的95倍密度只有水的70％.因而它也是太阳系中最轻的行星。
八、天王星
在太阳系中,它的体积位居第三由于其大气层中的甲烷,从而呈现蓝绿色.天王星的自转轨道与其公转轨道呈98度角。
九、海王星
处于太阳系的最外缘,是一颗巨行星,通体湛蓝。有类似地球的白色云层.还有有几个非常巨大的黑斑。
十、冥王星
太阳系中最后被发现的行星.是离太阳最远的一颗行星,至今人们对它的了解的还不多.它与太阳的距离非常遥远,在那里太阳看上去只是一颗明亮的星。
十一、慧星
象雪团一样的天体,结构多种多样且十分不稳定.当它们接近太阳时,背向太阳的方向，自头部会伸展出一条慧尾,长逾几百万公里。
十二、小行星
大至直径上千公里,小至与鹅卵石一般.大多集中在火星与木星轨道之间的小行星带里.有些小行星的轨道与地球相交,因而存在与地球相撞的机会。
第四章特殊天体
一、黑洞
引力极强的地方，没有任何东西能从该处逃逸，甚至光线也不例外。黑洞可从大质量恒星的“死亡”中产生，当一颗大质量恒星耗尽其内部的核燃料而抵达其演化末态时，恒星就变成不稳定的并发生引力坍缩，死亡恒星的物质的重量会猛烈地沿四面八方向内挤压，当引力大的无任何其他排斥力相对抗时，把恒星压成一个称为“奇点”的孤立点。有关黑洞结构的细节可用爱因斯坦解释引力使空间弯曲和时钟变慢的广义相对论来计算，奇点是黑洞的中心，在它周围引力极强，通常把黑洞的表面称为视界，或叫事件地平，或者叫做“静止球状黑洞的史瓦西半径”，它是那些能够和遥远事件相通的时空事件和那些因信号被强引力场捕获而不能传出去的时空事件之间的边界。在事件地平之下，逃逸速度大于光速。黑洞在数学模型方面研究的相当完善。
二、白洞
广义相对论所预言的一种与黑洞相反的特殊天体。和黑洞类似，它也有一个封闭的边界，聚集在白洞内部的物质，只可以经边界向外运动，而不能反向运动，就是说白洞只向外部区域输出物质和能量，而不能吸收外部区域的任何物质和辐射。球状白洞的几何边界也是以史瓦西半径为半径的球面。其外部时空由史瓦西度规描述。白洞是一个强引力源，其外部引力性质与黑洞相同。白洞可以把它周围的物质吸积到边界上形成物质层。白洞学说主要用来解释一些高能天体现象，有人认为，类星体的核心就可能是一个白洞。当白洞内中心奇点附近所聚集的超密态物质向外喷射时，就会同它周围的物质发生猛烈碰撞，而释放出巨大能量。因此，有些剧烈的射电射线现象可能与白洞的这种效应有关。白洞目前还是一种理论模型，尚未被观测所证实。
三、中子星
1932年发现中子后不久，郎道就提出可能有由中子组成的致密星。1934年巴德和兹威基也分别提出了中子星的概念，并且指出中子星可能产生于超新星爆发。1939年奥本海默和沃尔科夫通过计算建立了第一个中子星的模型。1967年，英国射电天文学家休依什和贝尔等发现了脉冲星。不久，就确认脉冲星是快速自转的、有强磁场的中子星。典型中子星的外层为固体外壳，厚约一公里，密度高达每立方厘米一千亿克以上，由各种原子核组成的点阵结构和简并的自由电子气组成。外壳内是一层主要中子组成的流体,在这层还有少量的质子、电子和m介子。对于中子星内部的密度高达10亿亿克每立方厘米的物质态，目前有很多不同的看法：①超子流体；②固态的中子核心;③中子流体中的p介子凝聚。在极高密度下，当重子核心彼此重迭得相当紧密时，物质的性质如何是一个完全没有解决的问题。中子星的质量下限约为0.1太阳质量，上限在1.5-2太阳质量之间。中子星半径的典型值约为10公里。根据李政道等提出的反常核态理论，可能存在稳定的反常中子星，它们可能是晚期恒星的一个新的类型或新的阶段，致密星可能有第三个质量极限，即反常中子星的极大质量，约为3.2太阳质量。
四、不规则星系
不规则星系是外形不规则,没有明显的核和悬臂,没有盘状对称结构或者看不出有旋转对称性的星系,用字母Irr表示。在全天最亮星系中,不规则星系只占5%.。按星系分类法,不规则星系分为IrrI型和IrrII型两类。I型的是典型的不规则星系,除具有上述的一般特征外,有的还有隐约可见不甚规则的棒状结构。它们是矮星系,质量为太阳的一亿倍到十亿倍,也有可高达100亿倍太阳质量的。它们的体积小,长径的幅度为2~9千秒差距。星族成分和Sc型螺旋星系相似。O-B型星、电离氢区、气体和尘埃等年轻的星族I天体占很大比例。II型的具有无定型的外貌,分辨不出恒星和星团等组成成分,而且往往有明显的尘埃带。一部分II型不规则星系可能是正在爆发或爆发后的星系,另一些则是受伴星系的引力扰动而扭曲了的星系。所以I型和II型不规则星系的起源可能完全不同。
五、脉冲星
能够发出有规律的射电脉冲信号的星球叫做脉冲星。1967年，英国天文学家首次发现了脉冲星。当时甚至于有人认为是一种名叫“小绿人”的外星人给我们地球人的一种信号。原来这种脉冲星是超新星爆炸后形成的中子星，它是半径仅有10千米左右的超高密度星体，是由中子密集在一起，1立方厘米的质量就能有10亿吨！这以一般人的习惯眼光来看真是太不可思议了。脉冲星的自转非常快，例如金牛星座中著名的中国新星1045年爆发后遗留下一片蟹状星云，它的中心就是一颗脉冲星，每秒钟可以自转约30次，所以能以每秒以0.033秒为周期的发出射电波脉冲。中子星的这种自转和辐射，是地球上的观测者，有时看见，有时又看不见，所以才成为脉冲型的恒星。
第六章不明飞行物(UFO)
《中国大百科全书》关于UFO的解释全文如下：
不明飞行物[Unidentified Flying Object]未经查明来历的空中飞行物。国际上通称UFO，俗称飞碟。据目击者报告，其外形多呈圆盘状（碟状)、球状和雪茄状，在空中高速或缓馒移动。20世纪以前较完整的目击报告有300件以上。飞碟热首次出现在1878年1月，美国得克萨斯州的农民j.马丁看到空中有—个圆形物体。美国150家报纸登载这则新闻，把这种物体称作“飞碟”。1947年6月，美国爱达荷州的一个企业家K.阿诺德驾驶私人飞机，途经华盛顿的雷尼尔山附近，发现9个圆盘高速掠过空中，跳跃前进。这一事件在美国所有报纸上得到报道，又一次引起了世界性的飞碟热，以后有关发现飞碟的报告纷至杳来，各国政府和民间机构也纷纷组织调查研究。
关于不明飞行物的争论自40年代末起，不明飞行物目击事件急剧增多，引起了科学界的争论。因为UFO不是一种可以再现的，或者至少不是经常发生的事物，没有检验的标准，迄今在世界上尚未形成一种绝对权威的看法。持否定态度的科学家认为，很多目击报告不可信，不明飞行物并不存在，只不过是人的幻觉或者目击者对自然现象的一种曲解，可以用天文学、气象学、生物学、心理学、物理学和其他科学知识来加以说明。
他们甚至把飞碟学视为伪科学。肯定论者认为，不明飞行物是一种真实观象，正在被越来越多的事实所证实，但许多UFO专家表示，他们并不肯定UFO是外星船。他们认为不应该把相信UFO存在与相信它来自外星的理论混淆起来，因为来自宇宙的假说只是根据其飞行性能、电磁性质以及目击者的印象解释归纳推断出来的，正确与否尚待查证。也有一部分UFO专家支持“外星说”。一些学者还指出，飞碟现象在许多方面与已知的基本科学规律不符，在解释这种现象时理论上所遇到的困难是它至今未能为现代科学家所承认的主要原因，但不能因此就轻易否定这种现象的存在。
目击事件分类到80年代初为止，全世界共有目击报告约10万件，每年平均还要增加3千余件。不明飞行物目击事件与目击报告可分为4类：①白天目击事件（其中一些被拍摄成照片）；②夜晚目击事件(—小部分也被拍摄下来)；③雷达显像；④近距离接触和有关物证。另外，按目击者与不明飞行物接触的程度分为远距离接触（即O类接触）与近距离接触（分１－－４类接触），人们对UFO现象曾作出种种解释。
①自然现象：某种未知的天文或大气现象，地震光，大气碟状湍流（一些科学家认为UFO观象是由环境污染诱发的)，地球放电效应。
②对已知现象或物体的误认：被误认为UFO现象的因素或物体有天体（行星、恒星、流星、慧星、殒星等)；大气现象（球状闪电、极光、幻日、幻月、爱尔摩火、海市蜃楼、流云)；生物（飞鸟蝴蝶群等);生物学因素（人眼中的残留影像，眼睛的缺陷、对海洋湖泊中飞机倒影的错觉等);光学因素(由照相机的内反射、显影的缺陷所造成的照片假像，窗户和眼镜的反光所引起的重迭影像等)；雷达假目标(雷达副波、反常折射、散射、多次拆射，如来自电密层或云层的反射或来自高温、高湿度区域的反射等)，人造器械(飞机灯光或反射阳光、重返大气层的人造卫星、点火后正在工作的火箭、气球、军事试验飞行器、云层中反射的探照灯光、照明弹、信号弹、信标灯、降落伞、秘密武器等)。
③心理现象：有人认为UFO可能纯属心理现象，它产生于个人或—群人的大脑。UFO现象常常同人们的精神心理经历交错在一起，在人类大脑未被探知的领域与UFO现象间也许存在某种联系。
④地外高度文明的产物：有人认为有的UFO是外星球的高度文明生命制造的航行工具。
研究现状　全世界约有三分之一的国家在开展对不明飞行物的研究、已出版的关于不明飞行物的专著约350余种、各种期刊近百种。对不明飞行物已有不少官方和民间研究机构在进行研究。世界上较大的研究机构都拥有—批专家参知这项工作，包括天文学家、植物学家、生物学家、医生和精神病学专家、化学家和物理学家、还有航空、土木、电气、机械和冶金等方面的工程师，以及语言学家，历史学家等。在美国，一些理工大学甚至巳把不明飞行物问题正式列入博士论文的选题，一些大学和空军院校还开设了不明飞行物课程。中国也建立了以科技工作者为主体的民间学术研究团体一中国UFO研究会。在台湾和港、澳地区均建有类似的飞碟研究组织。中国关于不明飞行物的科普刊物《飞蝶探索》于1981年创刊。
第七章登天的工具
一、航天中心
所有这些航天器在地球上都有一个他们共同的家，这就是遍布各国的航天中心。这里设施先进，地处隐蔽的深谷和沙漠中。
二、无人探测器
虽然现在人类只登上了月球，但众多的无人探测器已经飞向了更远的星际空间，其中有些已经离开了太阳系。它们是探测宇宙的先锋。
三、空间站
空间站的出现将人类的文明从地表带到了空中。科学家们在那里进行各种在地球表面无法进行的科技实验。我们甚至可以在那里居住生活，观赏瑰丽的宇宙风光。
四、航天飞机
它们是宇宙空间的 TAXI。有了它们，宇航员们才得以比以往便捷得多的方式穿行于地面与太空之间，才得以方便地在太空进行各种科学实验。
五、太空望远镜
大气层使人类得以生存，但它同时也阻碍了我们了解地球以外的奥秘。将望远镜送到大气层外后，人们才得以一睹许多以前无法见到的宇宙景观。
六、运载火箭
仰仗了运载火箭之助，我们才得以摆脱地球引力的束缚，将各种航天器送入太空。没有火箭，人类也许现在还没有登上月球。
七、人造地球卫星
它们就在头顶，我们的一举一动都可能被它们摄入镜头。它们使我们的广播电视在全球传播，使我们的信息网络畅通无阻。
第八章感受星空

看录相片：《苍穹寻奇》。
欣赏电影：《宇宙与人》。

第九章野外识星空
一、准备工作一：制作星盘。教师先将星座及亮星描好后，复印给每个学生，并指导学生制作。
二、带学生参观天象馆。
三、利用晚上带学生在校园内认识部分星座及部分亮星。
第十章学生成果及展览
要求每个学生任选以下方案进行设计：
1．写一篇天文方面的小论文。
2．2~3位同学合作完成一张以天文为主题的手抄报。
3．谈谈你最感兴趣的天文现象，并附相关资料。
4．2~3位同学合作完成：为巴蜀中学设计一个学生天文馆（理论上的，应含图）。
5．设计一次野外星空观测。