第一节 地球的宇宙环境板书设计

第一节 地球的宇宙环境

一、教学目标：

1．知识与技能

（1）知识：本节共分三部分内容。第一部分说明了地球在宇宙中的位置。首先介绍了宇宙中的各种天体，天体之间相互吸引、相互绕转形成天体系统，通过分析天体系统的层次来了解和描述地球在宇宙中的位置。第二部分介绍了太阳系中九大行星的运动特征和物理特征及分类。九大行星绕太阳公转的方向相同（自西向东），即同向性，九大行星是绕日公转的轨道面几乎在同一平面，轨道倾角很小，即共面性，九大行星绕日公转轨道偏心率很小，接近正圆，即近圆性。所以地球处在一个安全的宇宙环境。按照距日远近、质量、体积等特征，通常将九大行星分为类地行星、巨行星和远日行星三类，地球和其他类地行星很相似，所以不管从运动特征还是物理特征看，地球在太阳系中是一颗普通的行星。第三部分教材介绍了地球的特殊性。地球是太阳系中唯一有生命物质存在的星球，原因与地球在太阳系中的位置，体积适中使地球上有大气，在漫长的演化中形成了适合生物呼吸的大气，其次地球上有液态水，地球具备了生物生存所必需的温度、大气、水等条件，生物的出现和进化就不足为奇了。

（2）技能：读图、析图能力的培养是本节的重要技能目标。通过分析“天体系统图”和“太阳模式图”使我们更直观地掌握天体系统的形成和层次，太阳系中九大行星的位置及运动特征。

2．过程与方法

在学习地球是太阳系中一颗普通的行星，又是一颗唯一有生命物质存在的行星时，要运用分析归纳总结的方法，得出结论。

3．情感态度与价值观

本节在学习宇宙环境时，要树立科学的宇宙观，宇宙是无限的空间和时间的总和，宇宙是物质组成的，物质是运动的，随着科学技术的发展，人类对宇宙的认识越来越多，要用科学的发展观去看待宇宙。事实证明，古代人类对宇宙的神化和迷信是错误的。同时，由于在太阳系中只有地球适合人类的生存和发展，并且在目前的科技条件下很难在短时间内在宇宙中找到一颗适合人类居住的星球，因此我们人类必须保护好地球的环境，必须走可持续发展的道路，为我们的子孙后代留下一个能长久生存的地球。人口膨胀、资源枯竭、环境的恶化、生态破坏等问题，是需要全世界各国共同解决的问题。

二、教学重点、难点：

重点：天体、天体系统的概念和天体系统的级别大小；太阳对地球的影响；地球上存在生命的原因。

难点：太阳黑子和耀斑对地球的影响；从地球宇宙环境的独特性认识地球上生命存在的条件。 三、课时建议：3课时。 四：教学过程

第1课时 宇宙

导入新课：从今天开始我们又开始了新的一门课程——地理课的学习。地理新教材第一单元介绍的是有关地球所处的宇宙环境，有关宇宙是否存在“地外文明”，人类至今还没有得到确切的答案。

那么，宇宙里究竟有些什么呢？

进行新课：

探究一：宇宙里有些什么？

①什么叫天体？ ②列举天体的类型 ③什么叫宇宙？

天体是宇宙间的物质的存在形式。

宇宙中的星云、恒星、行星、卫星、彗星、流行体、星际物质等都是天体。

恒星( star )是由炽热气体组成，质量庞大，能自行发光的天体，处在不停的运动之中。太阳是距离地球最近的恒星。

星云( nebula )是外表呈云雾状，由气体和尘埃物质组成的天体，质量和体积都很大，密度小，温度低。

流星体( meteoroid )是指运行于行星际空间的大大小小的尘粒和固体块。当它们临近地球时，受地球引力作用，有些进入地球大气层，与大气摩擦生热而燃烧发光,形成流星现象。多数进入地球犬气层的流星体被燃烧化为灰烬，少数残体落到地面叫做陨星，其中石质陨星叫陨石，铁质陨星叫陨铁。

彗星（comet）是沿着扁长椭圆轨道围绕太阳运行的一种质量较小的天体，具有云雾状的独特外表。彗星的核心是由冰物质组成的彗核，当彗星接近太阳时，彗核中的冰物质升华,形成云雾状的彗发。彗发中的气体和尘埃，在背向太阳的一侧形成扫帚状的彗尾。大部分彗星运行的轨道是扁长椭圆形的，它们绕日运行的周期差别很大。著名的哈雷彗星公转周期约为76年。

恒星和星云是最基本的天体。

宇宙（univers)是时间和空间的统一体。

探究二：宇宙有哪些特点？

①什么叫天体系统？天体系统的分级

①宇宙是运动、变化着的物质世界。②宇宙处在不停的运动和变化之中。③距离相近的天体因相互吸引而相互绕转，构成不同级别的天体系统（celestical boby system）。

月球绕地球公转，构成地月系。地球与其他围绕太阳公转的行星、卫星、彗星、流星体、行星际物质等共同构成太阳系(solar system)。太阳又和其他恒星，以及各种各样的天体组成了银河系（the Galaxy）。

银河系外还有许多同银河系类似的天体系统，称为河外星系，简称星系( galaxy)。银河系和数以亿计的星系合起来叫做总星系，它是人类目前所认识的最高级别的天体系统，也是人类所认识的宇宙范围。探测距离已扩大到150亿光年。

（2）天体系统：宇宙处于不断的运动和发展之中。天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体

系统。目前，人们认识到的天体系统，从小到大排列，有以下几个层次：

地月系：月球绕地球公转，构成地月系。月地平均距离为38.4万千米。

太阳系：地球和水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等行星，以及小行星、彗星、流星体等天体围绕太阳公转，构成太阳系。太阳是太阳系的中心天体，占有太阳系总质量的99.86％。冥王星是距离太阳最远的行星，它的轨道直径约为120亿千米。

银河系：太阳和千千万万颗恒星又组成庞大的恒星集团，称为银河系。在银河系中，像太阳这样的恒星有2000多亿颗。银河系主体部分的直径约为8万光年。

河外星系：银河系以外还有许许多多同银河系规模相当的天体系统，称为河外星系，简称星系。用目前最大的望远镜，可以观测到数以十亿计的星系，其中离我们最远的估计为150亿～200亿光年。

总星系：天文学上把银河系和现阶段所能观测到的河外星系，合起来叫做总星系，这就是目前我们能观测到的宇宙范围。

（3）人类对宇宙认识的发展：

①人们对宇宙的认识经历了一个漫长的历史时期。在人类发展的初期，由于人们的活动范围狭小，往往凭自己的直觉认识世界，看到眼前的地面是平的，就以为整个大地也是平的，并把天空看做是好像倒扣在平坦大地上的一口巨大的锅，于是，便有了“天圆地方”的说法。

②后来，人们经过观察，发现天空中的各个星体都在围绕着地球转，地球好像处于整个宇宙的中心位置，这样，便产生了“地心说”。由于受西方宗教势力的影响，这个学说观点统治人们的思想是相当长的。

③到16世纪，哥白尼的“日心说”使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来，认为“太阳是宇宙的中心”，意味着宇宙实际上就是太阳系。

④18世纪天文学家引进了“星系”一词。在一定意义上也不过是宇宙的同义词。19世纪人类发现了河外星系，认识到银河系在宇宙大家庭中只不过是相当渺小的一员。到了20世纪60年代，随着大型天文望远镜的使用，以及空间探测技术的发展，使天文观测的尺度大大扩展，达到上百亿年和上百亿光年的时空区域。人们对宇宙的认识范围在不断地扩大。

3．能力提升

你知道儿歌“太阳大，地球小，太阳带着地球跑；地球大，月亮小，地球带着月亮跑”吗？为什么？这说明了宇宙空间的天体系统有不同的级别和层次，小的天体系统组成大的天体系统，简单的天体系统组成复杂的天体系统。

各种天体系统的层次和级别可用下面的图表（图1－2）来表示：

图1—2 目前认识到的宇宙总星系

四、随堂练习

一、宇宙

1 距离地球最近的天体是……………………………………………………………（

）

A．太阳

B．金星

C．土星

D．月球

答案：D

点拨：本题主要考查太阳系中各成员的相互关系。九大行星的位置距太阳由近及远为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。而地球的邻星是金星和火星，但是地球有一个卫星——月球，距离地球最近。注意：如果问距离地球最近的恒星应该是太阳。另外人造地球卫星等在太空运行的人造天体距离地球也比月球近。

2 下列属于天体的是…………………………………………………………………（

）

①地球

②河外星系

③天空中飘动的云

④星际空间的气体和尘埃

A．①②

B．①③

C．①④

D．②④

答案：C

点拨：天体是宇宙物质存在的形式。天体之间相互吸引和相互绕转形成天体系统。地球是一个天体。存在于星际空间的气体和尘埃——星际物质也是天体。在银河系外，人们观测到大约10亿个同银河系类似的天体系统，即河外星系，它不能算作天体。天空中飘动的云是地球的一部分，不属于天体。

3 天体系统的层次，由小到大排列顺序正确的是…………………………………（

）

A．太阳系→银河系→地月系→总星系

B．银河系→河外星系→太阳系→总星系

C．地月系→银河系→总星系→河外星系

D．地月系→太阳系→银河系→总星系

答案：D

点拨：天体系统有不同的级别，月球和地球构成地月系，地月系从属于太阳系，太阳系又是银河系的极微小的部分，银河系与河外星系合起来叫做总星系，这是目前所知道的最高一级天体系统。

4 与银河系处于同一级别的天体系统是……………………………………………（

）

A．总星系

B．星系

C．太阳系

D．地月系

答案：B

点拨：从下图表可以很容易地看出，银河系和河外星系（在银河系外，人们观测到大约10亿个同银河系类似的天体系统）属于同一级别，河外星系简称星系。

5 现在认识的最高一级天体系统是…………………………………………………（

）

A．整个宇宙

B．以太阳为中心

C．太阳系和银河系的总称

D．总星系

答案：D

点拨：我们知道“宇”是表示空间，“宙”是表示时间。空间和时间的概念，随着历史的演进而逐渐发展。宇宙的界限，随着天文学的进步而逐渐扩大。20世纪以来，尤其是60年代大型天文望远镜的使用，以及空间探测技术的发展，使天文观测的尺度大大扩展，达到上百亿年和上百亿光年的时空区域。人们对宇宙的认识不断加深。

6 下列有关宇宙的错误叙述是………………………………………………………（

）

A．宇宙是用时间和空间来表达内涵的，是无限的

B．宇宙是物质的，物质处于有规律的运动和发展之中

C．宇宙就是指目前人类所观测到的总星系

D．随着科学技术的发展，人类观测到的宇宙范围将不断扩大

答案：C

点拨：随着科学技术的发展，观测工具日益先进，人们对宇宙的认识逐步加深，从太阳

到太阳系，再扩展到银河系、河外星系、星系团、总星系。

现已能观测到200多亿光年的宇宙深处，这个范围内包含了10亿个以上的星系。但总星系并不是宇宙，仍然是宇宙极其微小的部分。

7 下列各种天体中，太阳系没有的是………………………………………………（

）

A．恒星

B．流星体

C．彗星

D．星云

答案：D

点拨：宇宙空间有众多的天体，它们因引力相互吸引、相互绕转，共同构成了不同级别的天体系统。在众多的天体中，恒星和星云是最基本的天体系统，二者不能相互包容。所以太阳系中不可能有星云。

二、太阳

8 有关太阳辐射的叙述，正确的是…………………………………………………（

）

①太阳辐射是一种电磁波，大约8分钟即可到达地球

②太阳辐射能量的来源是太阳内部的核聚变反应

③太阳辐射是地球上大气、水、生物和地震活动的主要动力

④太阳辐射能量不包括煤、石油、天然气等

A．①②

B．①④

C．①③

D．②④

答案：B

点拨：太阳辐射是一种电磁波，它以光速传播，日地距离约1.5亿千米，叫一个天文单位，太阳光8分钟即可到达地球；太阳的能量是在高温高压的情况下，由四个氢原子聚变成一个氦原子，释放大量的能量；太阳辐射为地球上的大气、水、生物等活动和变化提供了动力，而地震活动的动力来自地球内部的能量；煤、石油、天然气实际上是地质史上生物遗体经过漫长的地质年代演化而来的，也属于来自太阳辐射的能量。

9 下列与太阳辐射有关的是…………………………………………………………（

）

A．高纬度地区出现极光

B．往地球内部温度不断升高

C．煤、石油、天然气可以提供能量

D．“磁暴”使磁针不能正确指示方向

答案：C

点拨：本题着重考查“太阳辐射与太阳活动的概念与对地球的影响不同”。选项A和D都是太阳活动的结果，太阳活动剧烈时，太阳大气抛出的高能带电粒子会扰乱地球上的磁场，产生磁暴现象，也会与两极高空的大气发生碰撞而产生极光。选项B地球内部温度不断升高的原因是地球内部的放射性元素衰变产生的热能，也与太阳辐射无关。

10 下列现象中属于太阳活动对地球产生影响形成的是…………………………（

）

A．地面无线电短波通讯的短暂中断

B．地球两极地区出现极昼极夜现象

C．最近某地区天气异常

D．月亮的阴晴圆缺

答案：A

点拨：太阳活动对地球的影响包括对地球自然环境的影响和对人类活动的影响两大方面，具体来说主要影响有：太阳活动会对地球上的大气产生影响，出现气候异常；太阳活动产生的短波辐射和粒子流对地球的电离层产生扰动，影响地面无线电短波通信；当太阳活动增强时，太阳大气抛出的带电粒子流能使地球磁场受到扰动，产生“磁暴现象”使磁针剧烈颤动，不能正确指示方向；另外，太阳活动还与气象、地震都有一定的相关性。地球两极地区出现极昼极夜现象与地球的公转有关；最近某地区天气异常属于气象变化，与太阳活动没什么关系；月亮的阴晴圆缺是月相变化，与日、地、月三者的位置关系有关，与太阳活动也没关系。

11 有关黑子的叙述正确的是（

）

A．黑子并不黑

B．黑子时多时少，变化周期约为13年

C．是太阳活动最强烈的显示

D．是太阳色球层出现的黑暗斑点

答案：A

点拨：太阳的光球层上有时会出现的暗黑斑点，称为太阳黑子。不是出现在色球层上，出现在色球层上的耀斑是太阳活动最强烈的显示，可以释放出巨大的能量。耀斑和黑子同时出现，并且具有同样的变化周期，都是11年。

12 太阳活动强弱的主要标志是 （

）

A．发光强弱

B．能量大小

C．耀斑大小

D．黑子多少

答案：D

点拨：一般我们以太阳黑子数的增减作为太阳活动强弱的主要标志。因为太阳活动强烈时，伴随着黑子增多，持续时间长。一般活动周期是11年。耀斑和黑子同时出现，并且具有同样的变化周期，都是11年。

三、地球

13 九大行星轨道与地球的公转轨道面夹角不大，说明了九大行星运动具有（

）

A．同向性

B．共面性

C．近圆性

D．安全性

答案：B

点拨：九大行星在绕日公转过程中具有许多共同的运动特征。如九大行星轨道与地球的公转轨道面夹角不大，说明了九大行星运动具有共面性，也就是说，九大行星公转轨道几乎在同一平面内。

14 关于九大行星结构特征的叙述正确的是（

）

A．类地行星的自转周期都很短

B．巨行星的体积、质量、密度都很大

C．远日行星距太阳都很远

D．差别不大，都是一年左右

答案：C

点拨：太阳系中九大行星按结构特征分为类地行星（水星、金星、地球、火星）、巨行星（木星、土星）、远日行星（天王星、海王星、冥王星）三类。类地行星中地球和火星的自转周期较短，大约是一天，水星和金星的自转周期较长；巨行星之所以称“巨”，是因为体积和质量大，不是密度大，它们的密度较小；九大行星公转周期差别很大，短到87.9天（水星），长到247.5年（冥王星）。

15 诗句“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”描写的月相是（

）

A．新月

D．满月

C．上弦月

D．下弦月

答案：C

点拨：该题是和语文结合的一道综合题，应先从诗句含义中提炼出月落时间是在夜半。上弦月正午升起，半夜落下，下弦月是半夜升起，正午落下。诗句中含有“夜半”“月落”等字，故描写的月相应是上弦月。

随堂练习：

一、单项选择题：

1．晴朗的夜晚，人们用肉眼看到最多的天体是：

A．

恒星 B．行星 C．梳星 D．人造天体 2．外表云雾状的天体有：

A．恒星、卫星 B．星云、彗星 C．恒星、星云 D．流星、彗星

3．月球不属于：

A．太阳系 B．银河系 C．河外星系 D．总星系

4．下列关于天体的描述，正确的是：

A．闪烁的行星 B.拖着长尾的流星 C．一闪即逝的彗星 D．轮廓模糊的星石

5．比银河系低一级的天体系统是：

A．太阳系 B．地月系 C．总星系 D．星系

二、双项选择题：

6．关于哈雷彗星的叙述，正确的是：

A．哈雷彗星的自转周期为76年 B．哈雷彗星是绕地球环行、轨道扁长的天体 C．哈雷彗星是呈云雾状、质量较小的天体 D.哈雷彗星的彗尾有时很长，有时很短

甚至消失

三、填出天体系统的分级图

五、小结

一、什么叫宇宙？

1．什么叫天体？ 2．列举天体的类型 3．最基本的天体

二、宇宙的特点

1．物质性 2．运动性 3．层次性

六、布置作业

第2课时 太阳

导入新课：复习检查，太阳是距离地球最近的一颗恒星，地球是太阳系的成员，地球上许多现象的发生都与太阳紧密相关。

进行新课：

探究一：太阳概况及太阳系的组成

①读“太阳系模式图”说出太阳系的组成？其中中心天体是什么？为什么它会成为中心天体？

②填出太阳系的各主要成员

③太阳能量的来源

太阳是离地球最近的一颗恒星，也是太阳系的中心天体，它的质量占整个太阳系的99 .86%，在太阳巨大的引力作用下，太阳系所有成员（太阳、八大行星、小行星、流行体、彗星、行星际物质等）绕其运行，形成太阳系。

太阳核心物质，在高温、高压条件下，经核聚变反应产生巨大能量。

探究二：太阳活动及其对地球的影响

①太阳大气层的结构？什么叫太阳活动？

②太阳活动的主要类型？

③太阳活动对地球有哪些影响？

太阳的大气层内向外分为光球层（ptotosphere )、色球层

（chromosphere）和日冕层（coronasphere）

。

太阳大气层时常发生变化，有时甚至较为剧烈，这些变化统称为太阳活动（ solar activity )。

光球层上常出现的暗黑斑点叫太阳黑子（sunspot）

。太阳黑子的面积和数量在时间上地球

呈现周期性的变化，最明显的周期平均约为11年。色球层上有时出现的局部区域突然增亮的现象叫耀斑。耀斑往往与太阳黑子同时出现，并且具有同样的变化周期。因此，一般以太阳黑子数的增减作为太阳活动强弱的主要标志。耀斑是滩羊活动最激烈的显示。

太阳活动对地球的影响：①引起电离层扰动，使地球上无线电短波通讯手到影响,甚至出现短暂的中断。

②扰乱地球磁场,产生“磁暴”现象。

③高能带电粒子流与两极高空的大气相碰撞，产生极光现象。④地球上的许多自然灾害的发生与太阳话动有关，如地震、水旱灾害等。

探究三：太阳辐射对地球的影响

①太阳辐射对地球的影响

②影响太阳辐射（年日照时数）的因素

太阻直接为地表提供光能和热能，维持地表温度,为生物繁衍生长、促进地球上的大气和水体运动等提供能量。

太阳能作为一种新能源，具有取之不尽、稳定、廉价又无污染的特性。

影响太阳辐射的因素：①纬度因素（正午太阳高度） 纬度低，正午太阳高度角大，获得太阳辐射多。②地势高低（海拔） 地势高，大气稀薄，透明度高，固体杂质、水汽少，晴天多，到达地面的太阳辐射多。③天气（气候）状况。晴天多，到达地面的太阳辐射多。山地背风坡太阳辐射强。

太阳

（一）太阳系

1．主干知识

（1）太阳是太阳系的中心天体，它的质量占整个太阳系的99.86％。在太阳的引力下，其他天体绕日运动。

（2）太阳系的九大行星绕日公转具有同向性、共面性、近圆性的特征。

（3）太阳内部物质，经核聚变反应产生巨大能量，成为一个炽热的气体球，源源不断地向外辐射能量。

2．思维提示

（1）太阳是太阳系的中心天体，它的质量占整个太阳系的99.86％。在太阳的引力下，太阳系的水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等九大行星及其卫星、小行星、流星体、彗星、行星际物质不断绕日运动共同构成太阳系。见下面的太阳系模式图。

（图l—3）

（2）太阳是由氢和氦组成的炽热的气体球。太阳的内部有1500万度，2500亿个大气压，在这样的高温高压下，发生核聚变反应，由一个氢原子核聚变成一个氦原子核，损失一部分质量，产生巨大的能量。太阳能量的产生可用下面的公式表示：

3．能力提升

从下面两幅九大行星相关参数比较我们可以得出：

与太阳的行星

距离（地球＝1）

水星

类地行星

地球

火星

巨行星

远日行星

木星

土星

1.00 1.52 5.20 9.5 1.00 0.11 317.94 95.18 14.63 17.22 0.0024 1.00 0.15 1316.00 745.00 65.20 57.10 0.009 23 小时56分

24小时37分

9小时50分

10小时14分

1.0年

1.9年

11.8年

29.5年

金星

0.723 0.82 0.856 243天

224.7天

0.387 质量（地球＝1）

体节（地球＝1）

字转周期

公转周期

表面平均温度（℃）

白天350夜晚0.05 0.056 58.6天

87.9天

—170（固体表面）

—33（云）480（固体表面）

22（固体表面）

—23（固体表面）

—180（云）

—220（云）

—220（云）

天王星

19.20 海王星

30.10 冥王星

39.40 逆32小时54分

84.0年

17小时48分

6天9小时

164.8年

—150（云）

247.5年

230 九大行星公转轨道的相关参数比较

行星

轨道面与地球公水星

7.0 金星

3.4 地球

0 火星

1.9 木星

1.3 土星

2.5 天王星

海王星

冥王星

0.8 1.8 17.1

转轨道面夹角（°）

公转轨道偏心率* 0.206 0.007 0.017 0.093 0.048 0.005 0.051 椭圆越趋近于圆。

（1）结构特征的共性

依据质量、体积和距日距离把九大行星分为三类：

类地行星，即类似于地球的行星；

巨行星，质量、体积都很大的行星；

远日行星，即距离太阳较远的三颗行星。

(1)最受宠爱的小个子——水星

水星是九大行星中的小个子，除了冥王星外，算它最小了。我国古人称它辰星，国际名“墨丘民”，是罗马神话中商神的名字。

水星是一个固体行星，自转一周(一天)58.6天，公转一周(一年)约88天，体积、质量均为地球的１／20。

水星也是一个不发光的天体，依靠反射太阳光而发亮。用望远镜看水星，像一个小月亮。

水星是名不符实的，在水星表面和上空一滴水也没有。

(2)美丽的女神、地球的姐妹——金星

金星因有白皙的光辉，我国古代称它为太白，或太白金星，它的国际名为“维纳斯”。在我国古典名著《西游记》里描写有一位白胡子老头，到花果山请孙悟空上天当弼马瘟，他就是太白金星。金星是九大行星中离地球最近的行星，每天都可看到，它黄昏后出现在西方天空，称为长庚星；黎明前出现在东方天空，称为启明星。西方国家把金星比喻成太阳神阿波罗的先驱和使者，又说它是爱与美的女神维纳斯。

从20世纪60年代以来，美、俄共向金星发射了近20个探测器。飞向金星的第一个探测器是美国1962年8月27日发射的“水手—2号”。根据观测资料，科学家们认为，金星表面温度很高(可达380℃)，那里没有河流、湖泊和海洋，也没有磁场，至今没有发现有生命的痕迹。

金星是太阳系的九大行星中惟一逆向自转的行星，所以在金星上看太阳是“西升东落”的。金星上“一天”是243天，“一年”是225天。

(3)战神玛尔斯——火星

火星，似火一般，发出火红的光芒

，在地球上看是一颗红色星球。火星在午夜可看到，我国古人称它为荧惑，国际名叫玛尔斯。

科学家认为，火星是最像地球的一颗星。它被大气包围着固体表面，有四季交替的气候变化，但证实大气很稀薄，无氧气，也无液态水。

近些年对火星的探测较多，有人说火星上有运河，有人说有生命，但至今无定论。

(4)“巨人”朱庇特——木星

木星是九大行星中体积和质量均最大的一颗星。朱庇特是古罗马主神的名字，现为国际名。我国古人叫它岁星，民间传说中的太岁也是指木星。在九大行星中，木星自转最快，它0.006 0.256 *偏心率是指焦点到椭圆中心的距离与椭圆半长轴之比，它决定椭圆的形状，偏心率越小，

9时50分自转一周，但公转慢，需１１.８年。

人类访问木星的第一位使者是“先驱者——10号”，是1972年3月2日由美国发射的。据探测表明：木星上空有大气，周围有光环，是一个流体星球。

(5)戴草帽的星——土星

土星是太阳系中一颗美丽的行星，淡黄的球体，浅蓝的极区。用望远镜看土星，它周围有一圈明亮的光环，像是戴了一顶漂亮的草帽，所以有人送它一个雅号：戴草帽的星。在西方，罗马神话中称它为农神，国际名叫萨图恩。中国古代叫它填星或镇星。

在九大行星中，土星的大小和质量都名列第二，仅次于木星。它的体积是地球的745倍，质量是地球的95倍。它公转一周需29.5年，相当于地球上2万天，但自转很快，仅需10小时14分。

(6)躺着走路的星——天王星

天王星的国际名叫“乌刺诺斯”，是希腊神话中的天神。天王星是在1781年由威廉·赫歇尔发现的。他出生在德国，起初是一个音乐家，17岁去了英国，当宫庭歌会的双簧管吹奏者，天文是他的业余爱好。1774年，他亲手制成了一架望远镜，用来观测星空。天王星是他偶然发现的。

天王星在九大行星中排第三，其他星是侧着身子转的，而天王星的自转轴和轨道面只有8度的夹角，好像躺着运动。它公转慢，自转快。

(7)笔尖上的行星——海王星

天王星发现后，一些天文学家发现它运动有点“古怪”，于是有人就提出其外侧可能还有一颗星。1843年，英国剑桥大学23岁的青年学生亚当斯，运用万有引力定律，于1845年算出这颗新星的位置，于10月21日送到了格林尼治天文台。当时天文台并没理睬这位“小人物”。

在亚当斯的同时，法国青年勒威列也独立计算出这颗星，1846年9月18日，他把结果寄给了德国柏林天文台的台长伽勒。当伽勒接到信的当晚，即9月23日，果然在天空中找到了这颗星。

古罗马神话中有一位统治水晶宫的海王，名叫“尼普顿”，现为国际名。天文学家根据这个神话，把这颗新星叫海王星。

(8)冥王普鲁托

冥王星是在1930年1月下旬由英国洛威尔天文台的22岁青年天文工作者汤博发现的，是九大行星中发现最晚的一颗星。

因冥王星距太阳非常遥远，相当于日地距离的40倍，所接受太阳的光、热仅相当于地球的一千五百分之一，因此，那里到处是黑暗和寒冷。天文学家给这颗行星命名时，想起了希腊神话中的冥府之神——冥王普鲁托(现为国际名)，所以就叫它冥王星。

冥王星是太阳系中最小的一个行星，体积为地球的1%，质量为地球的1／400，比月亮还轻。它绕太阳一周需248年。

引导学生分析表1.1，依据其质量、体积和距日距离把九大行星分为三类：类地行星，即类似于地球的行星；巨行星，质量、体积都很大的行星；远日行星，即距离太阳较远的三颗行星。从表中提供的五项资料数据来看，地球与其他八大行星相比，并没有什么特殊的地方。

（2）运动特征

同向性：九大行星的公转方向相同，都是自西向东，从北极星方向看呈逆时针方向。

共面性：九大行星的公转轨道面与地球的公转轨道面几乎在同一个平面内。即轨道倾角很小，最大的水星、冥王星也只有7.0°和17.1°。

近圆性：九大行星的公转轨道同圆相近，其偏心率较小。

（二）太阳活动及太阳对地球的影响

1．主干知识

（1）太阳大气层时常发生变化，有时甚至较为剧烈，这些变化统称为太阳活动。

（2）太阳活动包括光球层上的黑子和色球层上的耀斑。

（3）太阳活动的标志：黑子，其活动周期是11年。

（4）日地距离：一个天文单位，约1.5亿千米。

（5）太阳是地球上能量最主要来源。

（6）太阳活动对地球的自然环境和人类活动具有一定的影响。

2．思维提示

（1）太阳活动的类型

类型

概

念

太阳光球上的暗黑的斑点

太阳色球有时出耀斑

太阳风

现的突然增大、增亮的斑块

（略）

成

因

黑子实际上并不黑，只是因为它的温度比太阳表面其他地方低，所以才显得暗一些

太阳一段时间内释放出巨大能量造成的

特

点

太阳活动的主要标志；

周期性变化，其常见周期为11年

耀斑爆发是太阳活动的最激烈的显示

色球

日冕

光球

位置

黑子

（2）太阳是地球上能量的最主要的源泉

太阳是距离地球最近的一颗恒星平均距离是1.5亿千米（天文学上称之为一个天文单位），太阳光到达地球需要大约8分钟。太阳是一个巨大炽热的气体球，表面温度很高，源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量，其中有22亿分之一到达地球，对地球产生巨大的影响。

对地理环境形成和变化的影响太阳直接为地表提供光能和热能；维持地表温度，为生物繁衍生长、大气和水体运动等提供能量。

太阳辐射→

太阳辐射对人们生产和生活的影响

一是人们可直接利用太阳能，如植物的生长需要光和热，晾晒衣服需要阳光。世界各国正在探索和研究对太阳能的利用，尤其是大规模的太阳能发电。目前利用较多的如太阳灶、太阳能干燥器、小型太阳能发电站等。

二是可利用地质历史时期固定积累下来的太阳能，即由太阳能转化形成的煤、石油等化石燃料，它们被称为“储存起来的太阳能”。

（3）太阳活动对地球的影响

对地球气候的影响。太阳活动与地球上气候变化之间的因果关系，目前虽未查明，但从统计材料分析，二者肯定是有联系的。例如，下图世界许多地区降水量的年际变化，与黑子的11年周期有一定的相关性（图1—4）。

图1—4 对地球电离层的影响。耀斑爆发时发射的电磁波进入地球电离层，会引起电离层的扰动。此时在电离层传播的短波无线电信号会被部分或全部吸收，从而导致通讯衰减或中断。例如，1989年3月发生的几十个强烈耀斑活动，引起短波通讯15次突然中断，24次全部中断。

对地球磁场的影响。地球上存在着磁场。当太阳活动增强时，太阳大气抛出的带电粒子流，能使地球磁场受到扰动，产生“磁暴”现象，使磁针剧烈颤动，不能正确指示方向。

另外，太阳活动还与气象、地震都有一定的相关性。

由于太阳活动对地球的影响很大，世界各国都十分重视对太阳活动的观测和预报，以便有关部门及早做好准备，把太阳活动可能造成的不利影响减小到最低程度。

3．能力提升

俗语说：“上看天，下看地，天地之间有联系。”我们地球上的降水与太阳活动有一定的

相关性。上图太阳黑子与年降水量相关性分析（课本第7页“太阳黑子与年降水量的相关性”图）：

分析：该组图上中下三部分表示北半球三个不同纬度的降水量和太阳黑子的相关性。每部分图中的两条曲线，红色表示三个不同纬度地区实测的年降水量的分布，蓝色表示的是三个不同纬度地区实测的太阳黑子相对数的变化。

三个地区降水量的年际变化与太阳黑子相对数的年变化有一定的相关性，但每个地区两者的相关性并不完全一致，如70°～80°N，157°W～81°E测站两者全部为正相关（两条线基本重合、一致），60°～70°N，166°W～41°E测站两者全部为负相关（两条线呈分离状态），50°～60°N，177°W～150°E测站的若干时段内是负相关，若干时段内是正相关。仔细分析可看出，两者的变化周期大体为11年，即与太阳黑子、耀斑出现的周期是基本上一致的。

随堂练习：

一、单项选择题：

1．太阳大气结构由里到外的正确顺序是： A．光球层、色球层、日冕层 B．光球层、日冕层、色球层 C．日冕层、色球层、光球层 D．色球层、光球层、日冕层 2．在太阳光球层和色球层分别出现的太阳活动主要标志是：

A．黑子和耀斑 B．耀斑和日珥 C．黑子和日珥 D．耀斑和黑子 3．下列能源与太阳辐射无关的是：

A．风能 B．煤炭. C．地热 D．水能

4．我国年太阳辐射最低值出现在：

A．漠河附近 B．海南岛 C．四川盆地东部 D．内蒙古高原

二、双项选择题 5．在太阳系中，靠近小行星带的两大行星是：

A．火星 B．木星 C．土星 D．天王星

6．能够把太阳活动造成的不利影响减小到最低程度的正确做法是：

A．太阳黑子数目与各地年降水量之间有着同增同减的规律性，太阳活动极大年要做好防涝工作

B．在太阳活动极大年，紫外线辐射增强，户外活动采取必要的防晒措施 C．耀斑爆发会干扰地球电离层中的无线电中波信号，此时宜改用短波进行通信

D．为使远洋轮船的航向不受“磁暴”影响，可采用GPS技术

三、综合题

小结

一、太阳概况及太阳系的组成

二、太阳大气层的结构及太阳活动对地球的影响

三、太阳辐射对地球的影响及影响太阳辐射的因素

布置作业：

第3课时 宇宙中的地球

导入新课：复习检查

1．主干知识

（1）地球是太阳系中一颗普通的行星。

（2）地球是一颗特殊的行星，是目前所能探测到的宇宙环境中唯一存在生命的天体。

2．思维提示

（1）地球所处的宇宙环境有利于生命的出现。

从恒星际空间来看，太阳周围的恒星际空间比较有利于太阳的稳定，太阳的稳定一光照的稳定，有利于地球上生命的产生和演化。

从行星际空间来看，地球附近的行星际空间，大、小行星绕日公转方向一致，而且绕日公转轨道面几乎在一个平面上。大、小行星各行其道，互不干扰，使地球处于一个比较稳定的安全的宇宙环境之中，有利于地球上生命的产生和演化。

但是在太阳系中的其他行星也处于同样一个宇宙安全环境之中，为什么生命只出现在地球上呢？这就要从地球本身来找原因了。

（2）地球本身在太阳系中所处的位置、体积、质量和其内部物质运动等方面的特征满足了生命所需要的温度、液态水、大气等条件。

地球与太阳之间的距离适中，使地球上有适于生命物质存在的温度条件。

地球的体积和质量适中，其引力可使大量气体聚集在地球周围，形成包围地球的大气层。当然，这里要注意的是地球原始大气又经过漫长的大气演化过程，才形成了现在以氮和氧为主的适合生物呼吸的大气。

地球上早期海洋环境的形成：地球内部放射性元素衰变致热和原始地球重力收缩，使地球内部温度升高，结晶水汽化。地球内部的物质运动，加速了水汽从地球内部逸出的过程。随着地表温度的下降，水汽经过凝结、降雨，落到地面低洼处，形成原始的大洋。海洋是生命的“摇篮”，地球上最初的单细胞生命，就出现在海洋中。

3．能力提升

总结：地球上存在生命物质的条件。

三、讨论提高

1．材料：宇宙就是天地万物的总称。宇宙一词最早出现于战国时代尸校的《尸子》一书中。尸校认为：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”这样，我们可以知道“宇”是表示空间，“宙”是表示时间。空间和时间的概念，随着历史的演进而逐渐发展。宇宙的界限，随着天文学的进步而逐渐扩大。我们的祖先由于受条件的限制，只能用眼睛观测大地万物，因而错误地认为宇宙是有边界的，所以人们常说“近在眼前，远在天边”。虽然先祖关于宇宙边界的认识有失偏颇，但他们在2300多年前就巧妙地把时间和空间结合在一起，这一点是值得肯定的。而欧洲在中古以前，还是把空间与时间割裂开来的。关于宇宙的思想，我们的祖先要比当时的西方人丰富得多。随着科学技术的发展，观测工具日益先进，人们对宇宙的认识逐步加深，从太阳到太阳系，再扩展到银河系、河外星系、星系团、总星系。现已能观测到200多亿光年的宇宙深处，这个范围内包含了10亿个以上的星系。

问题：你所认识的宇宙是怎样的？你能说出人类认识宇宙经历了一个怎样的过程？

我的思路：尽管每个人对宇宙的认识水平不同，认识能力也有差别，但对宇宙认识总有一些共同点，如宇宙是物质的，物质走运动的，宇宙处于不断的运动和发展之中。天体之间相互吸引和相互绕转，形成天体系统。目前，人们认识到的天体系统，从小到大排列，有以下几个层次：地月系—太阳系—银河系—总星系。

人类对宇宙的认识经历了漫长的时间。古代自然哲学所讨论的天文学的宇宙，不外平大地和天空。16世纪哥白尼倡导的“日心说”，认为“太阳是宇宙的中心”，意味着宇宙实际上就是太阳系。18世纪天文学家引进“星系”一词，在一定意义上也不过是宇宙的同义语。20世纪以来，尤其是60年代大型天文望远镜的使用，以及空间探测技术的发展，使天文观测的尺度大大扩展，达到上百亿年和上百亿光年的时空区域。人们对宇宙的认识不断加深。

2．材料：1972年8月7日太阳出现耀斑大爆发。爆发后，强烈的太阳X射线、紫外线和射电伴随着大量带电粒子流连续猛烈轰击地球达一个星期之久。其中在爆发开始后5小时之内有一股粗约16千米、长达7000多万米的带电粒子流，以每秒6500千米的速度闯进地球大气层，顿时引起地球电离层和地磁场变化。当时几乎所有的飞机和轮船上的磁罗盘指针都颤动起来，全世界的短波无线电通讯彻底中断，极区出现明亮的极光。在一些地区甚至影响到电力线路，致使电灯忽明忽暗，仿佛发生了强烈的雷暴。至于弱电仪器和电子设备更是变化无常，不能正常工作。

太阳活动对地球除爆发性影响之外，还有人从历史记载的统计中得出太阳活动起伏，可能与气候、气象、江河水位，甚至地震等很多方面有关系。例如，有人经研究认为，太阳黑子数的变化与自然灾害活跃期有一定关系，与我国地震活跃期和严重洪涝和其他自然灾害有一定关联。1909、1931、1954、1975年是太阳黑子的双周期，这些双周期刚好就在奉世纪4个地震活跃期中，而双周期及其前后又是我国长江、黄淮流域出现特大洪涝或其他自然灾害的时期。当然，太阳活动对地球的这种影响十分复杂，至今还没有整理出比较确切可靠并可资利用的统计规律，其物理机制是怎样的也还没有搞清楚。

问题：阅读上述材料回答：太阳活动主要类型有哪几种？对地球有哪些影响？

我的思路：这是一个与现实密切结合的问题。太阳大气层时常发生变化，有时甚至较为剧烈，这些变化统称为太阳活动。它包括光球层上的黑子和色球层上的耀斑，太阳的黑子数的增减常作为太阳活动强弱的标志，耀斑是太阳活动最激烈的显示，二者往往相伴出现，活动周期都是11年。

通过上面的材料，我们很容易找出太阳活动的主要类型有黑子和耀斑两种。至于对地球的影响具体有好多方面，需要我们分析、归纳总结。一般思路是：先找出材料中给出了哪些影响，然后再将这些影响分类整理，结合教材进行分析。太阳活动对地球的影响包括对地球自然环境的影响和对人类活动的影响两大方面，具体来说主要影响有：太阳活动会对地球上的大气产生影响，出现气候异常；太阳活动产生的短波辐射和粒子流对地球的电离层产生扰动，影响地面无线电短波通信；当太阳活动增强时，太阳大气抛出的带电粒子流能使地球磁场受到扰动，产生“磁暴现象”使磁针剧烈颤动，不能正确指示方向；另外，太阳活动还与气象、地震都有一定的相关性。

3．材料：今年（2004年）年初，美国宇航局发射火星车“勇气”号及其孪生兄弟“机遇”号相继在火星上着陆，它们的主要使命是研究火星上是否有过水。“机遇”号在对着陆的火星“梅里迪亚尼平面”进行探测的过程中，发现了这一区域历史上部分被液态咸水覆盖的证据。“勇气”号此前也在“古谢夫环形山”其他地方找到水曾存在过的蛛丝马迹。

尽管火星车还没有找到火星存在有机生物的直接证据，但是美宇航局科学家称，“机遇”号火星车找到了火星上曾经存在液态水的证据。根据对火星车探测到的岩层以及其他矿石状况的数据分析，科学家发现火星车所在区域的一些岩层表面有被水浸泡的迹象，这些发现支持这样一个结论，当这些岩层形成时，当时火星的环境可能适合有机生物体的存在和繁衍，当然，这个结论并不表明火星上存在过生命，因为还没有直接证据。

问题：你认为火星上可能有生命吗？同样是太阳系的成员，为什么地球上有生命？

我的思路：探索地外文明，寻找地球以外的生命是宇宙探索的一个重要课题，也是人类长期的梦想之一。据科学家研究，生命是起源于水中，因此寻找水，特别是液态水就成了寻找生命的前提。火星上曾经有水的痕迹，也激起了人们对火星生命的企望。不过，到现在为止人们还没有在火星上发现有任何生命活动的证据。尽管火星和地球同属于太阳系的九大行星之一，也属于类地行星，和地球相比有许多共性，但却没有地球上存在生命物质的条件。

地球上存在生命物质的条件有：地球附近的行星际空间，大、小行星绕日公转方向一致，而且绕日公转轨道面几乎在一个平面上。大、小行星各行其道，互不干扰，使地球处于一个比较稳定的安全的宇宙环境之中；太阳比较稳定，使地球所处的光照条件比较稳定，生命从低级向高级的演化没有中断；地球在太阳系中的位置适中，使之具有人类适宜的温度条件；地球的体积和质量适中，使其能吸引住大气，并经过漫长的演化形成了适宜生物呼吸的大气；地球的内部结构和物质运动使其具有人类不可或缺的生命之源——水的形成和存在。