科学太阳系教学课件

科学太阳系教学课件第一章太阳系概览太阳系组成中心天体八大行星小天体太阳是太阳系的核心，占整个太阳系质量的从内到外依次是水星、金星、地球、火星、包括矮行星、小行星、彗星、流星体等数以木星、土星、天王星、海王星百万计的天体

99.8%太阳太阳系的中心之星太阳是一颗中等大小的恒星，占太阳系总质量的，直径约万公里，相当于地

99.8%140球直径的倍109太阳核心温度高达万摄氏度，通过核聚变反应将氢转化为氦，每秒释放相当于数1500十亿颗氢弹爆炸的能量行星轨道与分类内行星包括水星、金星、地球和火星，主要由岩石和金属组成，体积较小，密度大轨道特性行星围绕太阳公转的轨道呈椭圆形，遵循开普勒定律距离太阳越远，公转周期越长外行星包括木星、土星、天王星和海王星，主要由气体组成，体积巨大，密度小太阳系示意图这张图展示了太阳系八大行星围绕太阳的轨道排列从内到外依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星第二章内行星详解水星太阳系最内侧的行星极端温度表面特征奇特的自转水星表面温度变化极大，白天可达℃，表面布满陨石坑，类似月球，没有大气层保护，水星自转周期为地球日，公转周期为

43058.688夜间低至℃，是太阳系温差最大的行星受到太阳风和宇宙射线的直接影响地球日，导致一个水星日相当于两个水星年-173金星地球的孪生兄弟金星在大小和质量上与地球相似，因此被称为地球的孪生兄弟，直径约为地球的95%金星大气主要由二氧化碳组成（约），大气压力是地球的倍极强的温室效应使96%90金星表面温度高达约℃，比水星还热470地球唯一已知支持生命的行星生命之源保护屏障地月系统地球表面被水覆盖，大气由氮气、地球磁场和臭氧层保护生命免受太阳风和有害地球拥有唯一的天然卫星月球，月球对71%78%——氧气组成，形成了适宜生命存在的环境紫外线的伤害，是生命繁衍的重要保障地球的引力影响造成了潮汐现象，稳定了地球21%的自转轴火星红色星球的秘密红色外表水的证据火星表面覆盖了富含铁的氧化物（铁锈），使其呈现标志性的红色外火星表面发现了古代河流、湖泊和洪水的痕迹，表明火星曾经拥有丰观富的液态水资源两极冰盖殖民前景火星两极有由水冰和干冰（固态二氧化碳）组成的冰盖，随季节变化火星是太阳系中最有可能进行人类殖民的行星，各国航天机构和私营而扩张或收缩企业都在积极规划火星探测和载人任务内行星大小对比从左至右依次为水星、金星、地球、火星可以明显看出金星与地球在大小上非常相似，而水星和火星相对较小金星直径约为公里，地球直径约为公里，二者相差不到12,10412,7425%第三章外行星揭秘木星太阳系最大行星木星是太阳系中体积和质量最大的行星，直径约万公里，质量是地球的倍如

14.3318果木星再大约倍，它将成为一颗恒星80木星表面最显著的特征是大红斑，这是一个持续了至少年的巨大风暴，直径足以容400纳个地球木星的大气层呈现出多彩的条纹和漩涡结构2-3木星拥有强大的磁场，是地球的约倍它有颗已知卫星，其中四颗最大的卫20,00079星被称为伽利略卫星木卫一（艾奥）、木卫二（欧罗巴）、木卫三（盖尼米德）和木卫四（卡利斯托）土星光环之王壮观光环密度特性土星的光环系统是太阳系中最壮观的，土星的平均密度约为克立方厘

0.69/由无数冰粒和岩石碎片组成，直径可米，低于水的密度，是太阳系中唯一达约万公里，但厚度只有约米密度小于水的行星如果有足够大的2710水池，土星能够漂浮在水面上卫星系统土星拥有颗已知卫星，超过了木星，成为拥有最多卫星的行星其中最大的卫82星是泰坦，直径约公里，是太阳系中唯一拥有浓厚大气层的卫星5150天王星侧卧的蓝色巨人天王星是太阳系中第三大行星，直径约万公里，质量是地球的倍它的最独特

5.

114.5特征是自转轴的极端倾斜，约为度，几乎与其轨道平面平行98这种侧卧自转导致天王星有极端的季节变化，其极区会轮流经历年的持续白昼和4242年的持续黑夜天王星大气中含有甲烷，吸收红光并反射蓝绿光，使其呈现出独特的青蓝色天王星拥有颗已知卫星，都以莎士比亚和亚历山大蒲柏作品中的角色命名27·海王星风暴频发的蓝色行星极端风暴遥远距离海王星拥有太阳系中最强烈的风暴，风速可达每小时公里，超2400海王星是目前太阳系中最远的行星，平均距离太阳约亿公里，阳光过了音速的两倍曾观测到的大黑斑是类似木星大红斑的风暴系统45需要约小时才能到达海王星4卫星系统蓝色外观海王星拥有颗已知卫星，最大的是特里同，直径约公里特142700海王星大气中含有甲烷，吸收红光并反射蓝光，使其呈现出深蓝色里同是太阳系中唯一一颗逆行公转的大型卫星，可能是被海王星引力海王星的大气成分主要为氢（）、氦（）和少量甲烷捕获的矮行星80%19%外行星与内行星大小对比这张对比图清晰展示了太阳系八大行星的真实大小差异木星、土星、天王星和海王星（外行星）明显比水星、金星、地球和火星（内行星）大得多其中木星直径约为地球的倍，土星约为地球的倍

119.5第四章小天体与未来探索小行星带与彗星小行星带彗星位于火星和木星轨道之间，包含数百万主要由冰、尘埃和岩石组成的小天体，颗岩石天体，大部分直径小于公里当接近太阳时，冰升华形成明亮的彗发1和彗尾小行星带总质量约为地球质量的，其4%中最大的天体是谷神星，直径约公大多数彗星来自太阳系外围的柯伊伯带940里和奥尔特云，轨道周期从几年到数万年不等小行星是太阳系形成早期的残留物，未能聚集成行星的岩石碎片，研究它们有助于了解太阳系早期历史流星体与陨石流星体陨石撞击事件进入地球大气层的小天体碎片，由于与大气未在大气层中完全燃烧而落到地球表面的流大型陨石撞击地球可能导致灾难性后果，如摩擦而燃烧，形成我们看到的流星或流星星体碎片，是研究太阳系历史的重要物质万年前恐龙灭绝可能与陨石撞击有关6500雨陨石可分为石质陨石、铁质陨石和石铁陨石，每天约有数十吨流星体物质进入地球大气层，有些甚至含有早期生命的有机分子科学家们正在监测近地小行星，以预防潜在大部分在高空燃烧殆尽的撞击威胁太阳系探测历史年代旅行者计划11970旅行者号和旅行者号探测器相继发射，飞越木星、土星、天王星和海12王星，传回大量珍贵数据和图像旅行者号现已进入星际空间，是人类1制造的最远人造物体2年代木星和土星探测1990-2000伽利略号探测器对木星及其卫星进行了详细研究，而卡西尼号则在土星系统工作了年，发回大量关于土星环和泰坦的数据13年代至今火星探测32000好奇号、毅力号等火星车在火星表面进行了广泛探测，发现了古代水流痕迹和可能的生命迹象中国的天问一号也成功着陆火星，开展科学探测4近期任务太阳系的未来太阳将在约亿年后开始膨胀成为红巨星，体积可能扩大至地球轨道，温度降低但亮度50增加，将吞噬水星和金星地球的命运尚不确定，可能被太阳吞没，也可能因太阳质量减少而轨道外移，但即使幸存，地球表面也将因高温而不再适合生命存在在红巨星阶段结束后，太阳将抛射外层物质形成行星状星云，核心收缩成为白矮星，最终慢慢冷却变暗在太阳进入红巨星阶段前的数十亿年间，太阳的亮度将逐渐增加约，可能导致地球上的海洋蒸发，使地球成为类似金星的高温行星在此之前，人10%类需要寻找新的家园，或发展技术保护地球环境太阳系趣味知识金星的奇特一天木星的强大磁场土星的惊人光环金星自转一周需要个地球日，而公转一木星的磁场强度是地球的倍，范围土星的主要光环直径达万公里，超过地24320,00027周只需个地球日，这意味着在金星上一如此之大，如果在夜空中可见，其视直径将球直径的倍，但厚度惊人地薄，只有约22521天比一年还长此外，金星是唯一一个逆行比满月还大木星的磁场捕获带电粒子形成米如果按比例缩小，土星光环的厚度10自转的行星，太阳从西边升起，从东边落下辐射带，对宇宙飞船构成严重威胁相当于一张纸的厚度太阳系中还有许多有趣的极端记录最热的行星是金星而非水星；天王星几乎侧卧公转；海王星的风速可达每小时公里；水星的一天相当于2400地球的天；土星的密度小于水，理论上能漂浮在足够大的水池中176太阳系的规模与距离感知分钟亿公里亿公里光年

81.5301光速传播时间地日距离海王星轨道半径奥尔特云距离太阳光到达地球需要约分钟，到地球到太阳的平均距离约为亿最远行星海王星距离太阳约亿公太阳系边缘的奥尔特云可能延伸至

81.530达冥王星则需要小时公里，称为一个天文单位里，是地球距离的倍距太阳约光年处

5.5AU201如果将太阳缩小至篮球大小（直径约厘米），地球将只有一粒小豌豆大小（直径约毫米），距离太阳约米而在这个比例下，最近的恒星将在24225约公里外，相当于北京到纽约的距离6,500这种庞大的尺度和距离使得行星际旅行极具挑战性即使使用当前最快的宇宙飞船，前往最近的行星仍需数月至数年时间太阳系比例模型这张图按比例展示了太阳系中行星的大小与距离关系如果以正确的比例绘制，太阳与行星之间的距离将非常巨大，以至于很难在同一张图上同时显示所有行星比如如果太阳的直径为厘米，地球将只有1小点大小，并位于太阳米远的地方1太阳系的广袤尺度远超我们的日常感知，理解这一点有助于我们认识到地球在宇宙中的渺小和珍贵课堂互动太阳系知识问答123哪颗行星自转最慢？哪颗行星拥有最多卫星？为什么金星被称为地球的孪生兄弟？金星是自转最慢的行星，完成一次自转需要土星目前已知拥有颗卫星，超过了木星82个地球日这比金星绕太阳公转一周的颗，成为太阳系中拥有最多卫星的行金星在大小、质量和密度上与地球非常相似，24379的时间（个地球日）还要长，意味着星不过随着观测技术的进步，这个数字可直径约为地球的，质量约为地球的22595%在金星上，一个天比一个年还要长能会继续增加此外，两颗行星的内部结构也可能82%相似，都有岩石地壳和金属核心这些问题旨在激发学生对太阳系的兴趣和思考鼓励学生提出自己的问题，并通过查阅资料或小组讨论寻找答案理解这些知识点有助于学生建立对太阳系的整体认识，培养科学思维课堂实验建议制作太阳系模型月相观察记录行星观测学生可以使用各种材料（如彩色纸、泡沫球、粘让学生连续一个月每晚观察并记录月球形状变化，使用天文望远镜或双筒望远镜观察行星，特别是土等）制作太阳系八大行星模型，按比例展示行绘制月相变化图这个活动帮助学生理解地球、容易观测的木星和土星记录行星位置、亮度和星大小和距离通过这个活动，学生能直观理解月球和太阳的相对位置关系，以及月相变化的原外观特征的变化对于木星，甚至可以观察到其行星轨道和太阳系的巨大尺度理最大的四颗卫星这些实验活动旨在通过亲身体验增强学生对太阳系的理解和兴趣实验过程中鼓励学生提出问题、记录观察结果并与同学分享教师可根据学生年龄和可用资源调整活动难度和形式结语探索太阳系，认识宇宙家园太阳系是我们了解宇宙的起点，通过研在探索浩瀚宇宙的同时，我们也应当珍究太阳系，我们不仅能够认识地球在宇视地球这个目前已知唯一适合人类生存宙中的位置，也能够反思人类在宇宙中的家园地球的环境系统极其复杂而脆的地位和责任弱，保护地球不仅是为了我们自己，也是为了未来的探索者能够拥有一个稳定科学探索永无止境，太阳系中仍有许多的起点未解之谜等待解答地球生命是否是太阳系中独一无二的存在？其他行星是否希望通过本课程的学习，同学们不仅能曾经或将来可能孕育生命？人类能否在够增长科学知识，培养科学思维，还能未来实现星际移民？够建立起对宇宙的敬畏之心和对地球的保护意识这些问题的答案也许就隐藏在我们这个宇宙家园的某个角落，等待着勇敢的探宇宙探索的道路漫长而充满挑战，但正索者去发现如中国古语所言不积跬步，无以至千里期待同学们中的有志之士能够成为未来的科学家，为人类探索太阳系乃至更广阔宇宙贡献力量谢谢聆听！欢迎提问与讨论希望这次课程能够激发你对太阳系和宇宙探索的兴趣如果你有任何问题，无论是关于课程内容还是宇宙探索的更广泛话题，都欢迎随时提出科学探索需要好奇心和想象力，期待与你一起探索宇宙的奥秘！联系方式邮箱science@example.com网站www.solarsystemexploration.edu.cn。