第一节 太阳和太阳系 一、太阳1、太阳的距离、大小和质量太阳系天体距离测量的基本方法（1）地平视差法  Sinα=r/d
E
S
d
r
α
（2）利用小行星测距法
a1
a
a1-a
S
E
P
a13/a3=T12/T2
a1-a=m
（3）雷达测距法　通过向天体发射无线电脉冲，然后接收从它们表面反射的回波，并将电波往返的时间精确地记录下来，便能推算出天体的距离。雷达测距法目前已成为测量太阳系内某些天体的基本方法之一。　　 （4） 激光测距法　它比雷达测距法更精确。但目前只适用于很近的天体，如人造卫星和月球。工作原理与雷达测距法相似。
太阳基本物理参数    半径: 696295 千米.  质量: 1.989×1030 千克  温度: 5800 ℃ (表面) 1560万℃ (核心)   总辐射功率: 3.83×1026 焦耳/秒  平均密度: 1.409 克/立方厘米  日地平均距离: 1亿5千万 千米  年龄: 约50亿年
2、太阳热能、温度、热源（1）太阳常数 在日地平均距离的条件下，在地球大气上界，垂直于太阳光线的1平方厘米的面积上，在1分钟内所接受的太阳辐射能量，就称为太阳常数。 近年来，在宇航事业取得新资料的情况下，经过大量观测和分析，测得新的太阳常数为1.95卡/厘米2.分。
（2）太阳辐射总量
太阳电磁辐射能量的绝大部分集中在可见光波段且变化很小。 其他波段的辐射能量所占比率不大，却随太阳活动而又很大变化，尤其是远紫外、X 射线和γ射线。
（3）太阳热源
3、太阳结构
（1）太阳的内部结构 太阳是个炽热的气体球，没有固体的星体或核心。太阳从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区

太阳分层结构示意图
（2）太阳的大气结构 太阳和地球一样，也有大气层。太阳大气层从内到外可分为光球、色球和日冕三层。
第一层：光 球
光球就是我们实际看到的太阳圆面，它有一个比较清楚的圆周界线。光球的表面是气态的，其平均密度只有水的几亿分之一。光球厚达500千米，极不透明。平均温度5770K。由内向外温度降低。
光球的精细结构
89年3月8日的太阳表面一群黑子,面积约70个地球.10日黑子群爆发大耀斑,放出带电粒子和辐射,使地面多处无线电通讯中断
米粒组织
天气晴好的时刻，通过天文望远镜可以拍下非常清晰的太阳图片。在这些图上密密麻麻布满了一种点状结构，很像一颗又一颗的米粒。因此被天文学家称为“米粒组织”。这种米粒组织的直径从300千米到1000千米不等，每颗米粒出现的寿命很短，平均约为七八分钟，长的可达15分钟。平均温度比光球高300-400K。
米粒组织：
太阳黑子
太阳光球上经常出没的暗黑斑点，是太阳活动的基本标志。黑子经常成对或成群出现，复杂的黑子群有几十个大小不等的黑子组成。小黑子的线度约1000公里，而大黑子的线度可达20万公里。黑子的温度较低并有很强的磁场，温度约4500K。平均活动周期11年
光球上一些比周围更明亮的区域，叫光斑。它与黑子常常相伴而生。光斑的温度比光球高，平均温度比周围高100度左右，亮度大10%左右。光斑和黑子一样具有11年的活动周期。
太阳光斑
第二层：色球
色球层厚约8000千米。具有反常增温现象，从光球顶部到色球顶部再到日冕区，温度不断陡升。色球层有出现在日轮边缘的针状物，它们不断产生与消失，寿命一般只有10分钟。
色球的精细结构

色球上经常出现一些暗的“飘带”，我们称它为暗条 。当它转到日面边缘时，有时象一只耳朵，有时好象腾起的火焰，人们俗称它为日珥。日珥的形态千变万化，可分为宁静日珥、活动日珥和爆发日珥。
日珥
耀斑
太阳色球层有些局部亮区域，我们称它为谱斑。它处于太阳黑子的正上方。有时谱斑亮度会突然增强，这就是我们通常说的耀斑。耀斑释放的能量极其巨大。其巨大的能量来自磁场。
谱斑
谱斑是用单色光拍摄的太阳照片上明亮区域，处在光斑面上方。温度比周围高，常出现在黑子群和大黑子附近。其面积大小是太阳活动强强的一个标志。

太阳活动极大年的日冕
太阳宁静年的日冕
太阳最外层的大气称为日冕。日冕延伸的范围达到太阳直径的几倍到几十倍。日冕中有大片不规则的暗黑区域，叫冕洞。
第三层：日冕
日冕的稀薄物质是以极高的速度运动着，以致一部分粒子能够摆脱太阳重力，奔向广漠的行星际空间，这种现象叫日冕膨胀。
由于日冕高速膨胀，行星际空间不断地得到从太阳喷发出来的高速粒子流，称为太阳风。
太阳风
4、太阳活动对地球的影响太阳是一颗基本稳定的恒星。它的辐射总量变化甚微。然而，它的外层大气受太阳磁场的支配，处于局部的激烈运动中，称为太阳活动。主要表现：为太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和太阳风等变化现象。其中，太阳黑子是太阳活动的明显标志，耀斑是太阳活动最急剧猛烈的形式。太阳活动强弱变化平均约11年的周期。

地球周围存在一个磁场，当太阳风等离子体吹向地球时，使地球磁场被太阳风包围，形成地球磁层。
(1)太阳风与地球磁层
地球磁层
一方面（好的方面），由于地球磁层的存在，使得太阳风高能带电粒子不能到达地面，从而保护了地球表面有机体的生存和发展；

另一方面（坏的方面），总有一部分高能带电粒子闯入磁层内，被磁层禁锢在地球高层。
(2)对地球电离层的影响。
当太阳活动增强时，会激发电离层大气分子进一步电离，造成离子浓度增高和吸收电波增强。尤其是太阳耀斑爆发后，会引起地球向阳半球面短波信号衰减或中断。短波无线电信号的中断，一般是几秒钟至几分钟，特别情况下长达半小时至1小时以上。
地球电离层
“磁扰” “磁暴”
太阳活动 引起地球磁场的不规则变化，叫做“磁扰”。十分强烈的磁扰现象称为“磁暴”。
(3)对地磁的影响。
(4)在地球高纬度地区，经常出现一种变幻莫测、美丽壮观的极光现象，这也是太阳活动引起的。它主要发生在100-200km的高空，有的高达l000km
极光
(5)太阳活动与其他方面的关系。太阳辐射是地球气候形成的重要因素。由于太阳活动引起太阳辐射的改变，必然导致气候相应的变化。
二、太阳系概况1、地心学说与日心学说2、行星运动三定律（开普勒三定律）3、太阳系概况
三、太阳系家族（图示）（一）九大行星及其卫星（图示）1、基本特征☆ 水星 ☆ 土星☆ 金星 ☆ 天王星☆ 地球 ☆ 海王星☆ 火星 ☆ 冥王星☆ 木星
2、八大行星分类3、类地行星与类木行星的区别　 类地行星主要由石、铁等物质组成，体积小，密度大，自转慢、卫星少。（结构图）　　类木行星主要由氢、氦、冰、氨、甲烷等物质组成，体积大、密度低，自转相当快、卫星较多，还有由碎石、冰块或气尘组成的环系。 （结构图）
第一，类地行星的质量较小，而类木行星的质量较大。木星和土星的质量分别为地球质量的约318倍和95倍，而类地行星中的水星、金星和火星的质量均小于地球。由于质量太小，水星没有大气，酷似月球世界；火星只有极微弱大气，是一个极其荒凉的世界。水星和火星表面都有环形山分布。
各行星物理性质和化学组成的不同
第二，类地行星的平均密度较高，而类木行星的密度较低。以水的密度为1，那么，类地行星的密度（除火星为3.96外）均超过5；而类木行星中密度最大的海王星，也不足1.7。其中土星的密度仅为0.7，如果把它放在水中，它将浮出水面。
第三，从化学组成看，类地行星主要由重物质组成，有固体表面；类木行星则以轻物质为主，因而没有固体表面。木星和土星是流体球。由于流体收缩产生能量，以致它们放出的能量远超过其所吸收太阳辐射的能量。从这个意义上说，有点类似于恒星。天王星和海王星由于温度太低，一些气体物质冻结成冰物质，因而不同于木星和土星。
第四，类地行星接近太阳，因而它们有较高的温度；反反之，类木行星的温度很低。就这个条件而论，太阳系的生命圈限于类地行星（水星除外）。从理论上说，金星和火星可能有生命
第五，类地行星卫星数无或少；类木行星卫星数量多。
4、八大行星排列规律提丢斯--波得定则 ：αn=0.4+0.3×2n-25、八大行星运行规律：开普勒三定律6、八大行星运动特征：同向性、共面性、近圆性。
（二）小行星
(1) 小行星带主要分布在火星和木星轨道之间，绝大多数小行星距太阳2.2-3.6a处。
(2) 小行星质量总和约为地球质量的万分之四，且质量愈小的数量愈多。
发现小行星是非常费神的事，照相巡天观测发现大于照相星等21.2等的小行星达50万颗。目前编号的有近5000颗。其中约30颗直径大于200km，最大的4颗为谷神星（直径770Km）、智神星、灶神星和婚神星。1801年元旦元夜，意大利天文学家皮亚齐发现了第一颗小行星，被命名为谷神星。现有42颗正式命名的中国小行星，最初的5颗是以我国古代科学家命名的，它们是1802号张衡、1888号祖冲之、1972号一行、2012号郭守敬、2027号沈括；以后30多颗是以人名和地名来命名的，如2045号北京、2077号江苏（钟山一号）、2078号南京（钟山二号）、2051号张（张钰哲）等。
（三）彗星 1、彗星的分类  2、彗星的结构
3、彗星的来源 来自奥尔特云  来自太阳系边缘彗星带。  来自木星喷发物。　  碰撞说。 复仇星发出彗星。
4、著名彗星  哈雷彗星 比拉彗星   苏梅克-列维9号彗星 海尔—波普彗星   池谷—张彗星（四）流星体和流星1.流星体与流星2.流星与流星雨(狮子座流星雨)3.流星与陨星
海尔—波普彗星
海尔---波普彗星
彗星结构特点
四、太阳系起源1、太阳系起源基本学说 ☼ 星云说 ☼ 灾变说 ☼ 现代星云说2、太阳系的起源及其各个演化阶段  ☼ 星云演化阶段  ☼星子演化阶段 ☼太阳—地球形成阶段  ☼火星—小行星形成阶段  ☼木星—土星形成阶段（太阳核聚变爆发阶段）  ☼天王星—海王星形成阶段  ☼太阳系各星体的地质演化和后期演化
一.50亿年前原始太阳星云因万有引力作用而收缩凝聚
太阳系的形成
二.凝聚的星云,绕着中轴旋转,形成中间增厚的大圆盘
太阳系的形成
三.继续旋转,盘面形成几个同心圆的圆环
太阳系的形成
四.中心部分质量较大形成恒星----太阳
圆环部分形成一颗颗行星及卫星
太阳系的形成
我国己故天文学家戴文赛先生提出了太阳系起源新学说，是新星云说的代表之一。这个新学说，将太阳系起源理论提高到一个新水平。这个学说认为：
A、收缩-旋涡-破碎阶段。47亿年前，一个质量比太阳大几千倍的银河星云，因自引力而收缩，在收缩中产生旋涡，旋涡使星云破碎成一二千块，每一块相当于一个恒星质量。其中形成太阳系的碎块，叫太阳星云。
B、惯性离心力与自引力平衡阶段。在自引力的作用下，太阳星云进一步收缩，使本来已在旋转的太阳星云旋转加快，产生更大的惯性离心力，使太阳星云逐渐变扁。同时，由于体积愈来愈大，所产生的惯性离心力也愈来愈大，当惯性离心力足以全部抵消自引力时，赤道附近物质便停留在那里，不再收缩，而太阳星云其他部分仍继续收缩，于是形成扁扁的、内薄外厚、连续的星云盘。星云盘物质有“土物质”、“冰物质”和“气物质”三类。
3、新星云说
C、增温-热核反应-太阳形成阶段。在进一步收缩过程中，原始太阳因不断收缩而持续增温，当内部温度达到几百万度(K)时，开始热核反应，形成自行发光的太阳。
D、碰撞增大-碰撞吸积-行星-卫星形成阶段。星云盘中的尘粒，因碰撞而增大，形成大尘粒，大尘粒因吸附小尘粒而增大，当大到不致因碰撞而破碎时，形成“星子”。星子与其他尘粒进行碰撞吸积而增大，产生特大星子，出现在目前行星的轨道上，成长成“行星胎”。行星胎形成后，碰撞吸积为引力吸积取代，把其“势力范围内”的星子“吃”掉，不断增大而成行星。行星附近的残余物质，在较小范围内重演行星形成过程，产生卫星。
“新星云说” 对各类行星特性的解释
新星云说对各类行星的特性，进行了较合理的解释。
A、类地行星靠近太阳，温度高，冰物质和气物质都挥发，只有土物质凝聚，因而密度大，而且它们的行星区宽度比较小，行星的体积和质量就比较小。
B、巨行星区的温度比较低，只有一部分气体挥发，土物质、冰物质都凝聚，部分气物质也成为木星和土星的原料，而且行星区宽度较大，因而密度就小，而体积和质量就大。
C、远日行星远离太阳，温度低，太阳的引力又弱，气物质很容易逃逸，形成远日行星的物质是土物质和冰物质，所以密度、质量、体积都属中等。D、冥王星较特殊，它的体积和质量都较小而密度却比较大，它可能原是海王星轨道内的一个残余大星子或卫星，因碰撞改变轨道，从而脱离海王星引力成为一颗绕日行星。 E、新星云说除能较好地解释行星、卫星的形成外，还能较满意地解释行星运动的同向性、共面性和近圆性。

当然，作为假说还有待完善，理论必须符合观测事实。