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类型太阳系与九.ppt

  • 上传人:weiwoduzun
  • 文档编号:5618596
  • 上传时间:2019-03-10
  • 格式:PPT
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    太阳系与九.ppt
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    1、太陽系與九 大行星,太陽,太陽是距離地球最近的恒星,是太陽系的中心天體。太陽系品質的99.87%都集中在太陽,它強大的引力控制著大小行星、彗星等天體的運動。它孕育了地球文明,並且始終影響著地球生物。它是唯一可以詳細研究表面結構的恒星,是一個巨大的天體物理實驗室。但太陽只是銀河系內一千億顆恒星中普通的一員,位於銀河系的對稱平面附近,距離銀河系中心約33000光年,在銀道面以北約26光年,它一方面繞著銀心以每秒250公里的速度旋轉,另一方面又相對于周圍恒星以每秒19.7公里的速度朝著織女星附近方向運動。 日 核 太陽的中心核反應區。約占太陽半徑的20,集中了太陽品質的一半。高溫高壓使這裏的氫原子核

    2、聚變為氦,根據愛因斯坦的質能轉換關係E=mc2,每秒鐘有品質為6億噸的氫熱核聚變為5.96億噸的氦,釋放出相當於400萬噸氫的能量,根據目前對太陽內部氫含量的估計,太陽至少還有50億年的正常壽命。 輻 射 區 日核外面一層稱為輻射區,範圍從0.25個太陽半徑到0.86太陽半徑邊緣溫度約為70萬開。從日核反應區發出的能量開始是以高能伽瑪射線的形式發出,輻射區通過對這些高能粒子的吸收、再發射實現能量傳遞,經過無數次這種再吸收再輻射的漫長過程(一個光子脫離太陽可能需要1000年的時間),高能伽馬射線經過X射線、極紫外線、紫外線逐漸變為可見光和其他形式的輻射。若沒有輻射區的仲介作用,太陽將是一個僅發射

    3、高能射線的不可見天體。 對 流 層 在輻射區外側,太陽氣體呈對流的不穩定狀態,厚度大約14萬公里這裏的溫度、壓力和密度變化梯度很大,物質徑向對對流運動強烈而又非均勻性,可產生低頻聲波,將機械能通過光球傳輸到太陽的外層大氣。,光 球 對流層上面的太陽大氣稱為光球,溫度約5770開,即太陽的平均有效溫度,光球內的溫度隨深度而增加,大氣透明度有限,因此在觀測中有臨邊昏暗現象。幾乎全部可見光都是從這一層發射出的。光球上最顯著的現象是太陽黑子,由於它比周圍區域的溫度相對較低約為4200開,使其看起來是“黑”的,實際上是具有強磁場的低溫漩渦。光球面上存在著不隨時間變化且均勻分佈的米粒狀氣團,它們呈激烈的起

    4、伏運動,是從對流層上升到光球的熱氣團,稱為米粒組織,直徑約1000到2000公里,它們時而出現時而消失,壽命約十分鐘,存在超米粒組織,尺度達三萬公里左右,壽命約20小時。,色 球 光球厚度約2000公里,幾乎是透明的,平常看不到,只有在日全食時或使用專門的慮光鏡觀測。色球溫度從底層的4500開上升到頂部的數萬開。色球上玫瑰紅色的舌狀氣體如烈火升騰,稱為日珥,大的日珥高於日面幾十萬公里。還有無數被稱為針狀體的高溫等離子小日珥,針狀體可高達9000多公里,寬約1000公里,平均壽命約五分鐘。日珥在日面上的投影稱為暗條。在色球與日冕之間有時會突然發生劇烈的爆發現象,稱為耀斑。耀斑常發生在黑子群附近上

    5、空從射電波段到射線的輻射通量會突然增強,同時大量高能粒子和等離子體噴發,對地球空間環境產生很大影響。 日 冕 太陽的最外層大氣。由高溫、低密度的等離子體組成。日冕溫度達一二百萬開。高溫使氣體獲得克服太陽引力的動能,形成不斷發射的較穩定粒子流太陽風,是造成彗星尾背向太陽的主要動力。,水星,距離太陽最近的這顆灰色星球,總是躲藏在絢亮的太陽光芒背後,隱匿起它那坑坑洞洞又布滿皺紋的外表。十九世紀的人們還誤以為這顆星球有一半是永恒的向陽面,另一半則永遠沉淪於黑暗之中,就像月球之於地球的關係一般。一直到一九六五年才測出水星的自轉週期,推翻了這種觀點。水星表面和月表非常相似,能反照入射日光的6%,比月球反照

    6、?率7%略小。其表面覆蓋了薄薄的一層矽酸鹽礦物質塵粒,也有寬闊平坦的低地、陡峭的山壁和深深的巨坑。許多科學家們相信,水星上的坑穴係遭隕石撞擊而形成,因為水星沒有足夠的大氣阻擋這些隕石的衝擊。 水星上非常炎熱、乾燥,而且幾乎沒有空氣。水星上太陽照射的威力約相當於地球上的7倍。水星上所見的太陽約為地球上看太陽的兩倍半大。因為水星上沒有足夠的大氣來減弱日光的照射,故其上白晝的溫度約為329?C,夜間則降至27?C以下。由於大氣的缺乏,水星上的天空永遠是黑色的,即使在白天,也可以看到閃爍的星星。水星表面的大氣極稀薄,大氣中含有極微量的氦和其他氣體。 地球上的動植物不可能在水星上生存,因為缺少生命所需的

    7、氧和集中的熱量,因此,科學家不相信水星上有任何生命形式存在,金星,金 星 的 名 字 是 代 表 古 羅 馬 的 一 位 美與 愛 的 神 。也 許 是 因 為 她 是 天 空上 除太 陽 月 亮 以 外 最 亮 的 星 體 。 光 線從 太 陽 到 金 星 只 要 6 分 鐘 。 金 星 是 在 太 陽 系 中 可 以 感 覺 太 陽 從西 邊 升 起 從 東 邊 落 下 的 行 星 (由 於 雲層 厚 所 以 無 法 看 見 太 陽 只 有 百 分之 二 至 三 的 陽 光 可 到 達 地 面) 。 這 是 由於 金 星 的 自 轉 方 向 與 地 球 和 太 陽 系 其他 七 大 行 星

    8、 剛 好 相 反。 她 是 由 東 向 西轉 的 。 金 星 的 公 轉 和 自 轉 時 間 比 率 也 是 很特 別 的。她 的 公 轉 速 度 是 每 小 時 126,108 公里 。 一 “金 星 年 ” 相 約 是 225 地 球 日。 而一 “ 金 星 日 ” 則 比 一 “ 金 星 年 ” 長 大 約 是 243 地 球 日 。 話 雖 如 此 由 於 她的 自 轉 方 向 特 殊 一 金 星 庪 可 感 到 兩次 日 出 。 59 日 後 在 太 陽 東 面 落 下 。 由 於 金 星 的 軌 道 是 在 地 球 以 內 的 所 以 在 在 觀 看 金 星 時 會 好 像 月 亮

    9、 一樣 也 會 有 圓 缺 的 。 最 亮 的 晨 星 是 在日 出 前 三 小 時 而 晚 星 則 是 在 太 陽 下山 後 三 小 時 才 降 下 。 在 夏 秋 兩 季 晨星 在 最 北 方 春 及 冬 季 在 最 南 方 。,地球,圍地表的大氣層厚達公里。固定成分中氮氣占,而氧氣占,剩下來的主要則為氬氣和其他少量氣體。變異成分包含有二氧化碳、臭氣、水蒸及塵埃粒子等因時因地而異的氣體或煙塵。大氣圈中最低的部分叫做對流層。季風或暴風等一切地表的氣候現象,都是發生在對流層內。離地表越遠的大氣層,其空氣也就越稀薄,大約高到公里時,大氣就已稀薄得如何太空中的真空狀態了。占據地球表面積的水,幾乎全

    10、在海洋中,海洋的平均深度約公尺,其中最深的部分在太平洋的馬里亞納海溝,約深公尺。而陸地擁有地球表面3面積,平均高度公尺,最高的山峰約為海拔公尺,是坐落在喜馬拉雅山的埃佛勒斯峰(又名聖母峰)。 地殼成分主要是氧和矽,這兩種元素占地殼重量的。其他常見的元素依次為鋁、鐵、鈣、鈉、鉀和鎂。大陸下的地殼可分為兩個層次,一個在上層,主要成分是矽、氧、鋁、鈣、鈉、鉀,簡稱做矽鋁層,另一層居下,主要成分為矽、氧、鐵及鎂,稱作矽鎂層,這層岩石可延伸到海殼下成為海洋地殼,矽鎂層下則為莫合層(),為某一南斯拉夫科學家所發現的不連續面,因為為於此面上地震波波速會陡增而顯示物相發生改變。此面之下則為地函。 許多科學家相

    11、信最切的陸地是完整的一塊,他們稱之為原始古陸或盤古大陸。相對的,地球上那時也只有一個海,叫做原始大洋。這樣水陸分隔的情況一直持續到了兩億年前,原始大陸開始分裂成兩塊大陸,名叫岡底瓦拉大陸及勞亞古陸。岡底瓦拉大陸後來又裂成非洲、南極洲、澳洲、南美洲以及印度次大陸塊等。而勞亞大陸則裂成了歐亞大陸及北美洲。目前我們所見的大陸,其位置是經過了數千萬年來飄移所造成的。,火星,火星和地球雖然只相隔五千萬到八千萬公里,氣候卻迥然不同。它的表面溫度最高和最低可以相差到攝氏一百六十度,晝夜也有攝氏六十度的溫差,這可能是因為大氣過於稀薄的緣故。 火星擁有以二氧化碳為主要成分的稀薄大氣,平均氣壓只有六毫巴(mb,一

    12、毫巴約等於千分之一大氣壓)左右。由於表面溫度低、壓力小,火星大氣中的二氧化碳和水大致都呈飽和的狀態,只要氣溫稍一降低,二氧化碳和水蒸氣就會凝結下來。所以火星極區一到冬季,大氣中的二氧化碳便開始凝結,使得極冠加大;一到夏季,極冠又逐漸退縮,而在北半球顯露出冰退旳痕跡。 不過種種跡象顯示,火星在過去可能曾有過十分濃密的大氣和充的地面水,火星表面處處可見的河床地形似乎就乎就是當時遺留下來的痕跡。這種河床地形大致可分成二類,一類稱為逕流河道(runoff channel),常見於南半球坑洞眾多的地區;一類稱為外流河道(out-flow channel),分布於赤道附近。 火星的地形南北截然不同,北半球

    13、以平坦的火山平原為主,南半球則遍布坑洞。不過整個星球的表面都覆蓋著一層含有褐鐵碳(limonite)的紅土,而且一年中有四分之一的時間都籠罩在漫天飛舞的狂沙之中。 火星的火山一般而言都相當平緩,可能和夏威夷的火山一樣都是由黏性較低的熔岩形成旳。其中號稱太陽系最大的奧林帕斯山(Olympus Mons)高二十五公里,基部寬約六百公里,比地球上最大的馬那基火山(Mauna Kea,高九公里,基部寬二百五十公里)整整大了一號。 由於火星的磁場非常小,無法像地球磁場一樣有效地屏蔽太陽陽風,火星外層的大氣常會和太陽風作用,而使得一部分離子化的大氣流到宇宙空間。,木星,由於組成中氫元素占了絕大部分,木星的

    14、密度只有地球的四分之一左右。這樣一個膨鬆的大球大概再重上七、八十倍,就可以變成如太陽一般的恆星;而且很有趣的是,如果木星只重上十到五十倍,它不但不會變得更太,反而會因為自我收縮變得比現在還小。 事實上,木星似乎正以每年一毫米的速度收縮著,就像一般原始星體中常見的凝聚作用(condensation),木星在早期也是從一個比較大的星體逐漸凝聚下來的,而且直到現在凝聚作用還繼續進行著,不過速度顯然已經慢多了。 木星大氣的組成和構造都非常複雜,各雲層的高度既不一組成也不盡相同。從上往下看,木星表面一共有一層薄霧和三層雲,它們依次是含有甲烷和氨的光化學薄霧、氨冰組成的白色卷雲、硫化氫銨(NH4HS)冰組

    15、成的黃褐色雲和地地上常見的冰雲。在氨冰雲層,還不時有閃電出現。而看似乎靜的雲帶和旋渦也進行著相當活潑的大氣運動。在南北緯二、三十度之間和赤道的三個主要雲帶,都吹著每秒五十到一百公尺的東向噴射流;東、西向噴射流交會之處,則有或大或小的旋渦和波狀雲,其中最著名的大紅斑(Great Red Spot)以每秒一百公尺以上的速度逆時鐘旋轉著,至今可能已有三百年的歷史。至於更深層的流體,似乎也依循著類似的流動模式。 磁層是木星另一個吸引人之處。木星的磁層非常活潑,它在平時會發出波長小於一公尺的無線電波,如果只觀測這個波段的電磁波,木星將是全天最亮的星體(活動旺盛期的太陽除外)。木星偶而也會發出波長大於十公

    16、尺的十米級(decameter)無線電線,當木星、伊奧衛星和地球的夾角正好呈直角時,就可以觀測到這種形式的電波爆。,天王星,天王星在距離太陽大約二十九億公里的軌道上,每八十四年環繞太陽一圈。由於它的自轉軸傾斜九十八度左右,所以如果北極或南極的觀點來看,每一晝、每一夜都要延續很多年。現在天王星的北極差不多直指太陽,使得北半球一直都是白天。半年(地球的四十二年)之後,才輪到南半球為白天。 在天王星的北極區觀測到極光,這意味著天王星擁有磁場。觀測結果顯示,王天星磁場的強度比地球微弱。天王星的磁場軸相對於自轉軸傾斜了大約五十五度,並且沒有通過天王星本身中心,而是偏離了七千八百公里左右。這個事實使科學家

    17、重新思考有關行星磁場形成的理論。以往,科學家們認為行星的磁場是藉由在內部物質間流動的電流而產生的,因此自轉軸和磁場軸應該重疊。 天王星有十一個環。每個環都很細,最寬的環也不過二十至一百公里左右,其他環都只有十公里不到。環的反射率很低,這個性質和海天星的環相似,和土星的環卻大相逕庭。構成環的粒子分布在天王星半徑的1.5至二倍的範圍內。 有些科學家認為,天王星的自轉軸之所以橫躺著,乃因本體形成不久就被地球大的行星撞倒的緣故。這個撞擊也產生了缺乏揮發成分的氣體雲,並由其中形成了環和衛星。因此,天王星系的固體物質中,主要成分冰的含量比較少,岩石和碳質物質則相對增加,使得衛星和環遠比土星系暗淡。,海王星

    18、,海王星是個非常類似天王星的氣體行星,它的體積比天王星小一點,質量卻比天王星稍微大一點;兩個行星都因為大氣中含有甲烷而呈現藍色,不過,大氣的主要成分仍然和其他木星型行星一樣,是氫和氦。 跟天王星不一樣的是,海王星的大氣層是個十分活躍的世界,在赤道附近風速達每秒三百二十五公尺。航海家二號倒是發現海王星有和木星的大紅斑(Great Red Spot)相似的大黑斑(Great Dark Spot)。這個橢圓形的暗褐色圖案位於南緯二十度附近,長徑達三萬公里。大黑斑和大紅斑一樣,都是逆時針旋轉的旋渦,由於地球南半球的颱風都是順時針旋轉,因此大黑斑可能是個高氣壓旋渦。 海王星的平均溫度約為絕對溫度59.3

    19、度。這個溫度的物理意義,是海王星發放出來的能量為它從太陽吸收能量的2.7倍,這表示了在它的中心可能有熱源,而這些熱量大概就是使得海王星大氣比天王星大氣更為活潑多姿的主畏原因。 令人驚訝的是,跟天王星一樣,海王星的磁場軸也和它的轉軸形成四十七度的夾角,而且也偏離中心(達0.55半徑之遠)。 根據地面上的觀測,海王星就算有環,八成也是支離破碎的,大概不會像其他木星型行星的環那麼完整美麗。不料航海家二號卻發現了至少五個完整的細環。只是在這些環之中,物質的分布不一定平均,因此長久以來矇騙了地球的觀測者。,冥王星,冥王星擁有一個十分細長的軌道,它和太陽最近和最遠的距離可以相差到三十億公里,氣溫最多也可能有攝氏十三度的差距。這麼大的差距應該會影響到大氣的組成,使大氣中的氣體含量產生劇烈的變化,不過首先要確定的是冥王星究竟由那些物質組成的。 根據紅外線觀測的結果,冥王星表面似乎有甲烷冰和一層薄薄的大氣,氣溫則在攝氏零下二百一十度和二百二十六度之間。但是若從密度來看,冥王星的平均密度(每立方公分2.03公克)比甲烷冰(每立方公分小於一公克)高出甚多,表示冥王星的組成中有很大的部分是比甲烷冰還重的岩石物質,其岩石的含量或許比一些內行星還要高。,

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