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关于太阳与地球的知识

发布日期:2019-09-04 14:22   来源:未知   阅读:

  太阳,太阳系的中心天体,是行星的光和热的源泉。它是银河系中的一颗普通恒星,位于距银心约10千秒差距,银道面以北约8秒差距处,并与其他恒星一起绕银心转动。太阳是一个直径约1.4×106公里的气体球,由于引力的作用,太阳的密度和温度是向内增加的。表面温度约6000K,密度极其稀薄。在这样高的温度下不可能存在固体和液体,在太阳表面温度最低的区域有少量的分子,但绝大多数物质以原子的形式存在。在太阳中心,温度超过1.5×107K,压力约3.4×1012牛顿/厘米2,密度达160克/厘米3,在这种高温、高压、高密度的环境中,发生着氢变为氦的热核反应,释放出大量的能量,这些能量主要以辐射的形式稳定地向空间发射,其中约22亿分之一的能量到达地球,是地球上的生物所需的光和热的主要来源。太阳是除地球以外与人类关系最密切的天体,而且是唯一的可以详细考查其表面结构的恒星,所以对太阳的研究人们历来十分重视。下表列出了有关太阳的一些基本数据。

  彗星,在扁长轨道上绕太阳运行的一种质量较小的天体。外貌随着与太阳距离的变化不断改变,当远离太阳时,呈现为朦胧的点状,当离太阳较近时,体积急剧变大,太阳风和太阳的辐射压力把慧星内的气体和尘埃向后推开形成一条长长的尾巴。由于慧星的这种独特外貌,中国民间又称它为“扫帚星”。

  彗星的命名法有三种。刚发现时,先给一个临时名称,按发现的顺序在年号后面加上一个小写字母,如1990b就是指1990年发现的第二颗彗星。通过近日点以后,就给它以永久命名,即在过近日点的年号后加上一个罗马数字,这个罗马数字表示彗星在当年通过近日点的次序,如1990Ⅲ表示1990年第3颗过近日点的彗星。另外,通常还以发现者来命名,当有多个发现者时最多可取前三个,如池谷—关彗星,多胡—佐藤—小坂彗星。彗星的轨道可分为椭圆(离心率e1) 、抛物线)和双曲线)三类。在椭圆轨道上运行的彗星称周期彗星,它们周期地绕太阳公转。周期彗星又可分为短周期彗星(周期小于200年)和长周期慧星。前者的轨道倾角不大,多为顺行,即绕太阳运动的方向与行星相同。后者的轨道平面在太阳系空间内是随机分布的,顺行的与逆行的各占一半。在双曲线或抛物线轨道上运动的彗星称非周期慧星,它们经过近日点后便一去不复返了。彗星经过行星附近时,会受行星的摄动而改变轨道。如果将观测到的双曲线和抛物线的轨道往前例推,大多数非周期彗星的轨道都曾是离心率较大的椭圆,这说明可能只有很少的彗星是来自太阳系以外的。彗星一般由彗头和彗尾两部分组成。彗头包括彗核和彗发,有的彗星在彗发外还包着厚厚的一层氢原子云,称为“彗云”。彗核的直径很小,只有几百米到上百公里,但集中了彗星的绝大部分的质量,大彗星的质量为103-108亿吨,小彗星的质量只有几十亿吨,彗核的平均密度约为1克/厘米3,和水的密度差不多。彗发的体积随彗星与太阳的距离变化,其直径比彗核大得多,一般为几万公里,有的甚至比太阳还大,但由于彗发内物质很稀薄,故它的质量很小。一般情况下,当彗星走到距太阳两个天文单位附近时,开始产生彗尾。随着与太阳的接近,彗星显著变大变长。彗星的体积很大,可达上亿公里,宽度从几千公里到2000多万公里,但物质极稀薄,密度只有地面附近空气的10亿亿分之一。彗尾的形状多种多样,一般总是向背离太阳的方向延伸,彗尾可分为两类,一类彗尾较直,由离子气体组成,呈蓝色,称“离子彗尾”或“气体彗尾”,它是由太阳风的斥力作用于彗星中的离子形成的。另一类是弯曲的,称“尘埃彗尾”,这类彗尾是太阳光子的辐射压力推斥微尘而形成的。

  小行星,主要分布于火星和木星轨道之间,围绕太阳旋转的为数众多的小天体。按提丢斯—波得定则,在火星和木星之间,距太阳2.8天文单位处应该有一颗大行星。1801年,意大利天文学家皮亚齐发现了一个新行星,命名为谷神星,它距太阳2.77天文单位,但因它的体积和质量太小,不能与大行星为伍,故称为“小行星”。以后的几年里,又发现了另外三颗较大的小行星,它们是智神星、婚神星和灶神星。随着19世纪后期照相技术在天文学上的广泛应用,使发现的小行星的数目急速增加。从1925年起,新发现的小行星算出轨道后,要经过两次以上的冲日观测,才能赋与永久编号和专用名称,有的小行星用古代西方神话中的人物命名,有的则由发现者给与其他名称。目前有永久编号的小行星已达3000多颗。照相巡天观测发现亮度大于照相星等21.2等的小行星有50万颗,小行星的总质量约2.1×1024克,相当于地球质量的0.04%。小行星中最大的是谷神星,它的直径为1000公里,质量为(11.7±0.6)×1023克。除了谷神星等几颗较大的小行星外,其他小行星的直径和质量都很小。小行星的亮度有周期性变化,这是由于它们表面各部分的反照率不同及它们的自转引起的。小行星典型的自转周期为8-9个小时,小行星的自转轴取向毫无规律,呈随机分布。少数较大的小行星可能是球状的,但大多数的形状是不规则的。有的小行星还有自己的卫星。按表面照率的不同,小行星可分为C类(碳质,反照率较小)和S类(石质,反照率较大),另外还有少数小行星的金属含量很高,称M类。绝大多数小行星位于火星和木星轨道之间的小行星带内,轨道半长径界于2.2-3.2天文单位之间,平均为2.77天文单位,少数小行星的轨道半长径比火星小或比木星大。它们的偏心率和轨道倾角多界于大行星和慧星之间,平均为0.15和9.4°。小行星靠反射太阳光而发亮,它们的视亮度跟它们同太阳和地球的距离有关,也跟它们的表面反照率有关。最亮的小行星是灶神星,目视星等为6.5等。由中国紫金山天文台发现的小行星,到1992年为止,已获得正式编号的共有55颗 。

  水星,距离太阳最近的行星。中国古代称为辰星。最亮时目视星等为-1.9等,与太阳角距最大不超过28°,由于它离太阳很近,经常淹没在太阳的光辉里,只有在大距前后才能观测到。至今尚未发现有卫星。水星的轨道倾角为7°,是除冥王星外轨道倾角最大的行星。公转的平均速度为47.89公里/秒,是太阳系中运动速度最快的行星,轨道半长径约5790万公里,离心率较大,为0.206,仅次于冥王星。公转周期为87.969日,会合周期为115.86日,自转周期为58.646日,恰为公转周期2/3。19世纪中叶发现水星的近日点进动每百年为5601〃,用经典力学只能解释5558〃,其余43〃无法解释,即“水星近日点进动问题”。有人提出是由尚未发现的“水内行星”引起的,并计算出“水内行星”的轨道,但多次利用日全食进行观测都未发现。直至1915年,爱因斯坦建立了广义相对论后,才得以解决。水星的赤道半径约2440公里,是地球的38.3%,体积是地球的5.6%,质量为3.33×1026克,也是地球的5.6%,平均密度为5.46克/厘米3,仅次于地球,表面重力加速度为373厘米/秒2。反率为0.06,色指数为+0.91,都比月球的略小。水星的表面很象月球,有很多大小不一的环形山及平原、裂谷、盆地等。水星有极稀薄的大气,气压小于2×10-9百帕,由氦、氢、氧、碳、氩、氖、氙等元素组成。由于大气非常稀薄,所以昼夜温差很大,白天温度高达700K,而夜间可降到100K。水星有偶极磁场,赤道上磁场强度为4×10-7特斯拉,两极为7×10-7特斯拉。

  金星,太阳系九大行星之一,按距离太阳由远到近的顺序排列第二。中国古代称“太白星”,为除日、月之外全天最亮的星,最亮时达-4.4等。由于金星位于地球轨道内侧,所以总是出现在太阳附近,它与太阳的角距不大于48°,当位于太阳西方时为晨星,位于太阳东方时为昏星,古代的人为它们分别命名,称晨星为“启明”,称昏星为“长庚”。至今尚未发现金星有卫星。金星的公转轨道是一个很接近正圆的椭圆,其离心率仅0.007,轨道倾角为3.4°。与太阳的平均距离为0.723天文单位,平均轨道速度约35公里/秒,公转周期224.7日。金星与地球间的距离变化相当大,最近时仅4×107公里,此时视直径为61〃;最远时可达2.57×108公里,视直径仅10〃。金星是太阳系内唯一逆向自转的大行星,也就是说,在金星上太阳是西升东落的。金星的自转非常缓慢,周期为243日,比它的公转周期还要长。金星上的一昼夜相当于117个地球日。金星的大小、质量、密度与地球都很接近,其半径约6050公里,是地球赤道半径的95%;质量为4.87×1027克,是地球的81.5%;平均密度约为地球的95%。金星有一层非常浓密的大气,表面气压相当于地球的90倍,主要由二氧化碳组成,占97%以上,此外还有少量的氮、氩、一氧化碳、水蒸气,氯化氢和氟化氢等。金星大气中还存在着频繁的放电现象。由于有浓密的大气保护,金星表面较为平坦,环形山的数目很少,有一些不太高的山或山脉。金星表面不存在任何液态水,由于严酷的自然条件,是不可能有生命存在的。金星没有磁场和辐射带,太阳风、紫外线和X射线可以长趋直入,直达大气深处,在离表面附近的地方形成薄薄的电离层。

  由于行星大气中的二氧化碳和水气可以让可见光和紫外线顺利通过,对于红外线却相当于不透明。太阳辐射的可见光和紫外线可以穿过它们加热行星表面,行星向外辐射的热能(主要是红外线)却被吸收和阻挡,最终又返回到行星表面,这样,行星的表面温度会不断升高,要在较高的温度下才能达到热平衡。金星大气非常浓厚,而且97%以上是二氧化碳,因此温室效应非常强烈,表面温度达480℃左右,而且基本上无地区、昼夜季节的差别。

  地球,太阳系九大行星之一,按离太阳由近及远的次序为第三颗。它有一个天然卫星——月球,二者组成一个天体系统——地月系统。地球大约有46亿年的历史。 形状和大小

  地球是球形这个概念的出现,可上溯到公元前五、六世纪。当时,希腊的毕达哥拉斯学派的哲学家只是从球形最美的观念出发产生这一概念的。亚里士多德根据月食时月球上地影是一个圆,第一次科学地论证了地球是个球体。中国早在战国时期,哲学家惠施已提出地球是球形的看法。

  公元前三世纪,古希腊的地理学家埃拉托斯特尼成功地用三角测量法测量了阿斯旺和亚历山大城之间的子午线长。中国唐朝时期,在一行的指导下,由南宫说率领的测量队在河南省黄河南北的平原地带进行了最早的弧度测量,算出了北极的地平高度差一度,相当于南北地面距离相差约351里80步(唐朝的长度单位5尺=1步,300步=1里),从而可算出地球的半径。这项工作比阿拉伯人的类似工作约早100年。在现代,除用大地测量方法外;还可用重力测量确定地球的均衡形状。人造地球卫星上天后,地球动力学测地方法得到很大发展。各种方法的联合使用,使得地球形状和大小的测定精度大大提高。1976年国际天文学联合会天文常数系统中,地球赤道半径α为6378140米,地球扁率因子1/f为298.257。地球不是正球体,而是扁球体,或者说,更象个梨状的旋转体。人造地球卫星的观测结果表明、地球的赤道也是个椭圆,据此可认为地球是个三轴椭球体。地球自转产主的惯性离心力使得球形的地球由两极向赤道逐渐膨胀,成为目前的略扁的旋转椭球体形状,极半径比赤道半径约短21公里。地球内部物质分布的不均匀性,进一步造成地球表面形状的不规则性。在大地测量学中,所谓的地球形状是指大地水准面的形状,在这个面上重力位各处相同,是个等位面。日、月对地球的引力作用使地球上的海洋、大气产生潮汐现象,也使固体地球(在某种程度上是个弹性体)发生弹性形变,这就是所谓“固体潮”。

  火星,太阳系九大行星之一,按距离太阳由近到远的顺序排列第四。中国古代称荧惑。火星外观呈火红色,亮度变化明显,视星等在+1.5等到-2.9等之间。卫星两颗,由霍耳在1877年火星大冲时发现。火星公转轨道椭圆形,轨道面与黄道面的交角为1.9°,轨道半长径约为1.524天文单位,轨道离心率为0.093。由于离心率较大,火星的近日距和远日距相差4200万公里,因此火星冲日时与地球的距离有较大的变化。火星的公转周期为686.980日,平均轨道速度为24.13公里/秒。火星自转周期为24小时37分22.6秒,赤道面与公转轨道面的交角为23°59′(比地球稍大),因此火星上也有明显的四季变化。火星赤道半径为3395公里,是地球的53%,体积为地球的15%,质量为6.42×1026克,为地球的10.8%,平均密度为3.96克/厘米3,表面重力加速度为地球的38%。火星大气比地球大气稀薄得多,主要成分是二氧化碳(95%)、氮(3%)、氩(1-2%),水汽和氧的含量极少。火星表面大气压为7.5毫巴,相当于地球上30-40公里高空的大气压。尘暴是火星大气中独有的现象,小规模的尘暴经常出现。每个火星年还会发生一次席卷全球的大尘暴。火星表面的大部分地区被红色的硅酸盐、赤铁矿等铁的氧化物及其他金属化合物覆盖,因而显出明亮的橙红色。火星表面的温度比地球低30℃以上,昼夜温差常超过100℃。在火星赤道附近,最高温度为20℃左右,两极地区的最低温度可达-139℃。火星表面有众多的环形山、火山和峡谷。北半球主要为巨大的火山溶岩平原和一些死火山;南半球到处崎岖不平,环形山星罗棋布。火星上不存在液态水,但有几千条干涸的河床,最长的约1500公里,宽60公里,这说明以前火星上可能有过大量的液态水。火星两极地区被白色极冠覆盖。极冠是火星表面最显著的标志,它的大小随季节变化,处于夏天的半球极冠的范围不大,而处于冬天的半球极冠可延伸到纬度60 °处。极冠由冰和固态二氧化碳(干冰)组成,温度在-70℃到-139℃之间,由于二氧化碳随温度的变化不断的气化和凝结,使得极冠的大小不断变化。极冠中大约保存有大气中20%的二氧化碳,水的含量比大气中多得多,如果极冠中的冰全部融化成液态水,可以在火星表面形成一个10米厚的水层。极冠于17世纪由荷兰物理学家惠更斯发现。火星在许多方面都与地球相近,有被大气包围着的固体表面,有四季的交和季节的变化,它的极冠夏天缩小,冬天扩大,像是冰雪的消融和冻结,火星表面的颜色也随季节发生变化,像是植物的生长和凋零,19世纪末,观测到火星上面有“运河”。因此火星上是否有生命,甚至是否有象人一样的高级生命成了人们非常感兴趣的问题。20世纪60年代,火星探测器发回的资料证明所谓“火星运河”是人眼的错觉造成的,它们实际并不存在。火星表面颜色随季节的变化是一种纯粹的气象现象,火星表面是一个极为荒凉的世界,没有液态水,大气极为稀薄,而且十分寒冷,是不适于生命存在的。1976年,“海盗”1号、2号探测器在事先选定的火星上最有希望存在生命的地区软着陆,采集了土样,土样在实验过程中发生了某种变化,但无法确定这种变化是由微生物的新陈代谢引起的,还是土壤中某种化学过程的结果。因此,现在还不能完全排除火星上存在低级生物的可能性。

  土星,太阳系九大行星之一,按离太阳由近及远的次序为第六颗。中国古代称填星或镇星。1871年发现天王星之前,土星一直被认为是离太阳最远的行星。土星有较多的卫星,截止1990年已发现了23颗,它还有易见的光环。土星绕太阳公转的轨道是离心率为0.055的椭圆,轨道半长径为9.576天文单位,即约为14亿公里,它同太阳的距离在近日点时和在远日点时相差约1天文单位。公转轨道面与黄道面的交角为2.5°。公转周期为10759.2天,即约29.5年。平均轨道速度为每秒9.64公里,自转很快,自转角速度随纬度变化,赤道上自转周期是10小时14分,纬度60°处为10小时40分,高速的自转使土星呈明显的扁球形,极半径只有赤道半径的91.2%,土星的赤道面与轨道面的交角为26°44′。土星的赤道半径为60000公里,是地球的9.41倍,体积是地球的745倍。质量为5.688×1029克,是地球的95.18倍。在九大行星中,土星的大小和质量仅次于木星,居第二位。平均密度只有0.70克/厘米3,比水还低。由于土星的大半径和低密度,它表面的重力加速度与地球表面相近。土星的大气以氢、氦为主,并含有甲烷和其他气体。大气中飘浮着由稠密的氨晶体组成的云,有彩色的亮带和暗纹,但比木星大气中的云带规则。土星表面温度约为-140℃,云顶温度为-170℃。行星探测器“先驱者”11号发现土星上有一个由电离氢构成的电离层,电离层温度约为977℃。

  天王星是太阳系的九大行星之一,排列在土星外侧、海王星内侧而名列第七,颜色为灰蓝色,是一颗巨型气体行星(Gas Giant)。以直径计算,天王星是太阳系第三大行星;但若以质量计算,则比海王星轻而排行第四。天王星的命名,是取自希腊神话的天神乌拉诺斯。

  海王星为太阳系九大行星中的第八个,是一个巨行星。海王星是第一个通过天体力学计算后被发现的行星。因为天王星的轨道与计算的不同,1845年约翰·可夫·亚当斯和埃班·勤维叶推算了在天王星外的一个未知行星可能的位置。1846年9月23日柏林天文台台长约翰·格弗里恩·盖尔真的在这个位置发现了一颗新的行星:海王星。

  目前海王星是太阳系内离太阳第二远的行星。海王星的名字是罗马神话中的海神涅普顿(Neptune)。

  展开全部太阳,太阳系的中心天体,是行星的光和热的源泉。它是银河系中的一颗普通恒星,位于距银心约10千秒差距,银道面以北约8秒差距处,并与其他恒星一起绕银心转动。太阳是一个直径约1.4×106公里的气体球,由于引力的作用,太阳的密度和温度是向内增加的。表面温度约6000K,密度极其稀薄。在这样高的温度下不可能存在固体和液体,在太阳表面温度最低的区域有少量的分子,但绝大多数物质以原子的形式存在。在太阳中心,温度超过1.5×107K,压力约3.4×1012牛顿/厘米2,密度达160克/厘米3,在这种高温、高压、高密度的环境中,发生着氢变为氦的热核反应,释放出大量的能量,这些能量主要以辐射的形式稳定地向空间发射,其中约22亿分之一的能量到达地球,是地球上的生物所需的光和热的主要来源。太阳是除地球以外与人类关系最密切的天体,而且是唯一的可以详细考查其表面结构的恒星,所以对太阳的研究人们历来十分重视。下表列出了有关太阳的一些基本数据。

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