第一篇:太阳系形成分析的论文
内容提要截止二十世纪末,关于太阳系形成的假说已有一百多个,但这些假说仅能说明太阳系存在的部分事实。因此本文提出:太阳系的诞生,导源于银河系中的一次并行的黑矮星之间的天体碰撞事件;碰撞中伴随着巨大的能量转换和能量释放过程;随能量的转换,物态上也起了巨大的变化,形成了太阳元素和地球元素。随之,有关太阳系物质的起源、物质存在状态、物质存在状态间的联系以及太阳系运动的动力学原理诸方面的问题都得到了顺理成章的解释。
主题词黑矮星天体碰撞能量转换
地质研究表明,我们人类居住的星球——地球,是在50亿年前由一个完全熔融的球体凝成的,球体外面环绕着稠密的大气层,其中有空气和水蒸气,可能还有挥发性很强的气体。
这一大团炽热的宇宙物质是从哪里来的?是什么样的力量决定了它的形成呢?这一有关我们的星球和整个太阳系的起源问题,是多少个世纪以来一直萦绕在天文学家头脑中的一个谜。自十八世纪起,由于天文观测资料的丰富和积累,对宇宙认识的扩大和深化,各式各样的太阳系演化假说蓬勃发展起来,到二十世纪末,太阳系演化假说已达一百多个。这些假说的提出和论争,使人们进一步加深了对太阳系的认识。
但是,在目前已经提出的上百个太阳系起源演化的假说中,都是从太阳系目前结构和运动的某些特征出发,它们都仅只能说明一部分现象。迄今为止,还没有一个假说能够圆满解答太阳系的多种多样的现象,本来,探索太阳系的起源是有许多困难的,这是遥远年代以前的事,没有一个人目睹这个过程,一切都只能依靠今天的事实和分析来论证。目前,太阳系起源于原始太阳星云是多数学者的看法。
但地质研究表明,地球的早期,表面分为泛大陆和泛大洋,现今各大陆是由泛大陆分裂以后的碎片飘移而形成的。各大陆板块的形状、地层、制造、岩相、古生物群落的分布、古气候及地球物理特征等,都说明了这一点。地球早期的这个形态特征表明,它是从一个更大的星球上被撞下来的含有花岗质壳层和基性岩壳层甚或是包括冰水壳层物质的碎片演化而来。假若是由星云凝成的,就不可能有地球早期的这个形态特征。
基于此,考虑到地球元素的起源(地球不具备从星际物质合成地球元素的条件)、天体演化等因素认为:我们的地球、包括整个太阳系的诞生,起源于一次天体碰撞事件。发生碰撞的两天体应为演化到最后阶段的暗天体——黑矮星。两这个黑矮星,一个是作为太阳系诞生的母体矮星——原始的日球,一个是作为太阳系诞生的父体矮星——原始的木星。
设想,原日和原木,本为银河系家族的成员,它们沿各自的园形轨道绕银心运行。从太阳行星系运行轨道平面与银道平面有很大的交角可以推知,它们绕银心运行的轨道是平行的、并行的,它们彼此处于相对静止状态,均以250km/s的速度绕银心运行。由于它们彼此间有万有引力作用,使它们的作相向运动。终以8500km/s的运动速度发生倾斜碰撞,由此诞生了我们今天的太阳系。
碰撞大约是这样发生的:
碰撞首先使原日的冰水圈层破裂为大小不一的碎块,并由原木获得相当大的碰撞运能,以极大的初速度,飞入太阳系外层轨道,成为今天数目众多的慧星。紧随其后,是原日的岩石圈碎裂,形成较大的和较小的碎块,并由原木获得碰撞初速度而具有要当大的动能。这些获得动能的大小不一的碎块,首先在原日面发生摩控滚动运动,使部分动能转化为自转角动能,脱离原日后,这些自转角动能继续保持,成为今天各大行星及其卫星的自转运动能量的由来。考察今天九大行星赤道处的自转运动线速度自远(冥)而近(水)分别为0.3、18.6、19﹒1、10.2、12.6、0.25、0.47、0.02和0.03km/l。一般来说,由远至近有由大变小的明显趋势,这是由于它们所获得的初速度,以及它们在日面作摩控运动时间及自身的质量等几方面综合因素所决定的。如距太阳较远的海王星、天王星和土星,是较早被撞下来的壳层碎块,它们在原木那里接受的碰撞动能大,初速度高,在原日面作摩擦滚动运动的时间长,所以自转速度和脱离碰撞主体星原日的运动初速度高,所以处于外轨道,且自转速度快。而火星、地球、金星及水星等,随后相继脱离碰撞主体星原日,原木所具有的冲击动能已相继递减。从原日面摩控滚动的跑道已越来越短,而且膨胀的气壳物质已大量生成,阻力大增,所以,它们从原木那里获得的动能、初速度,以及自转速度也相继递减。而冥王星是首先被撞下来的,为什么它的赤道处自转运动线速度明显较低呢?这是因为,那时的原日固态冰水壳层尚未来得及气化,故摩擦系数小,因此,其赤道处自转运动线速度也十分明显地较低了。
天王星的姿态有些特别,它实际上是侧卧着的,就象一个旋转的陀螺一样。它的这种运动姿态说明,原日面可能并不平坦,有高大的山体,在她获得绝大部分自转动能,就要脱离原日面之时,在她的一侧撞到山体,使她顺过未脱离原日面,形在了她特别的运动姿态。她也有能量将山体撞离,为后来者开辟道路。
值得指出的是金星,它有与其它行星相反的自转运动方向,它的自转角动能的获得,有别于其它行星的成生方式。它不是从原日面滚动,而是在原木面滚动而获得自转动能的。因为它是趋向于最后形成的行星,当它生成的时候,原木(可能仅余下坚实的核部)已经深入原日壳层深部,仅露脊背,仍有相当大的动能,被原木掘下的(而不是撞下的)原日壳层块——原始金星,在原木坦露的脊背上滚动着获得原木的动能及自转角动能,以这样的方式获得的运动初速度,当然远不及其它行星大,因此处于内轨道,以这样的方式获得的自旋运动方向,当然与其它行星的自旋方向相反,且能量较低,自转周期很长,达243天逆向旋转一周。
碰撞中,原木亦粉身碎骨,脱去外壳层,核部与原日作用,亦使自身的产分动能转化为自转角动能,并以较大的残余速度脱离原日,并超越水星、金星、地球及火星飞入外轨道,成为今天的木星。脱离碰撞现场的木星,伴随大量的气化物并裹携大量的碰撞碎块,在木星以残余速度飞入轨道的途中,部分被抛撒于后,成为今天的小行星带,未能挣脱木星引力场的,则成为木星的部分卫星及木星环。
太阳也在这次碰撞事件中获得自旋角动能,所以,太阳也有自转运动,且与行星自转方向相同,碰撞中(伴随气化),赤道处的遭扭力最大,两极最小,故至今太阳赤道处仍以25日一周的速度旋转,而轴部则以35日一周的速度自转,如是不考虑原日和原木原有的自转角动能,以及大量碰撞碎块后来又被太阳及九大行星吸引而陨落,使自身自转角动能改变这些后期因素的影响,那么,太阳的自转角动能应和九大行星及其卫星的自转角动能相等,或要大些,因还有原木对其碰撞的推动力这一重要的因素。
还应该进一步说明的是:为什么原木对原日的碰撞所产生的九大行星的运行轨道不是长椭园形?这一问题也是可以说明白的。由于原木对原日的碰撞,大部分碰撞动在碰撞中转化为热能,产生了大量气化物质和尘粒,在碰撞中迅速膨胀,形成气壳,这些随碰撞而产生的迅速膨胀的气壳,可能充斥了现今太阳系范围的大片空间。因此,碰撞产生的行星原始胚胎在进入运行轨道的运行过程中,受三项力的作用:第一项力是与原日球呈切线方向的运动惯性力,这是从原木那里获得的,是行星进入椭园形轨道运动的主要动力源。其二是日球对它的引力,此项力起初与惯性力呈90°交角,并随行星以切线方向脱离日球后的逐渐远离而逐渐张大,使切线运动变为抛物线方向运动。但这两项力综合作用下所产生的运动轨迹只能是长椭园形轨道。因此,还有第三项力的作用。这第三项力就是伴随碰撞作用而迅速膨胀起来的浓重的气物质及一其相伴的尘粒物质对新行星的阻力。这第三项力的作用,使原先可能产生的长椭园形轨道变得近园形一些。而作为九大行星之一的冥王星的运动轨道则有所差移,较其它行星轨道要扁些,呈蛋形。这种差异是由于其首先被撞下,气壳物质尚未大量形成,所以,其被气物质的阻力作用的改造的时间和大小要短一些、小一些的原故。而那些较冥王星诞生更早的彗星的轨道,才真正是长椭园形的了。另外,原日在原木的碰撞下,也要产生向环绕中心方和的运动,亦为原因之一。
这些伴随碰撞而膨胀起来的气物质后来又到哪里去了?它们一少部分被九大行星俘获,成为今天九大行星的水壳层、气壳层,一部分落回日球,而大部分则被日球的辐射压吹走,逸散到星际空间去了。你只要仔细观察一下,当彗星靠近太阳的时候,总是拖着一条长长的尾巴,永远背向太阳,那正是太阳辐射压的作用。
九大行星俘获这些气物质的本领是不一样的,质量越大的行星引力越力,俘获的气物质越多,越远离太阳的行星,引力半径作用范围也越大,所以能俘获的气物质也越多。故远离太阳的质量较大的行星均成为气体巨人。我们的地球质量恰好。离太阳不过错也不近,故俘获了恰到好处的水物质、气物质,在地球上便诞生了生命。而较地球稍近太阳一些的金星,虽有与地球相仿的质量,也只能俘获一些密度稍大的CO2,而更接近太阳的水星上就只有稀薄的大气层了。
在天体碰撞事件中,伴随着巨大的能量转换和能量释放过程,其一是动能间的转换,其二是动能向热能的转换,其三是压力势能释放引起的向热能间的转换。
动能:
碰撞动能的产生导源于两天体的万有引力作用,在万有引力的作用下,两天体均产生相向运动和加速a,a值等于GMR-2,通过微积分的运算导出:两天体相向运动的速度V的二次方幂与两天体之间的距离R成反比,而与其质量总和M成正比,即:V2=3GMR-1
这里G为万有引力恒星。要确定两天体的碰撞动能,关键在于取何R值,即两天体半径之和。我们假定原日和原木具有现今太阳系的总质量和木星的质量,分别为2·1030kg、2·1027kg,有天狼伴星般的密度(即3.80·109km/m3),依此计算的结果是V=8529km/s,若视原木以8500km/s的速度撞向原日,则原木所具有的动能为145·1039焦耳。此动能在天体碰撞中,少部分转换为太阳系成员的自转运动角动能及环绕运动的动能,而大部分则在天体碰撞中转换为热能。
压力能:
固态天体内部具有极高的压力能是一个很少涉及的研究领域。以致许多天文现象得不到合理的解释。我们知道,气态物质的压力能可以用压强P和体积V的乘积来表示,固态天体内部的压力能,同样也可以用压强P和体积V的乘积来表示,而单位质量物质所具有的压力内能值,则可以用压强P除以密度D求得。
若原日那般质量(2·1030kg)的天本坍缩为天狼伴星般平均密度的天体,内部压强和单位质量所具有的压力能值随深度变化的情况是:
深度压强值单位质量压力能值
4km8.09·1019pa2.12·1010J/kg
19km3.85·1020pa1.01·1011J/kg
100km2.04·1021pa5.38·1011J/kg
1009km2.68·1022pa7.05·1012J/kg
5000km2.36·1028pa6.2·1018J/kg
5008km(核)1.91·1030pa5.0·1020J/kg
这些储存于天体内部的压力势能,在特殊的条件下,可以直接转换为热能。其理论解释是:构成物质的分子、离子,甚至构成原子核的基本粒子,如质子、中子,屈服于外部的压力势而收缩,这些在外部压力的作用下而收缩的分子、离子,在外部压力骤减时,由于压力能的迅速释放,使这些受压迫而紧缩的分子、离子伸张而弹射出晶格,使物质从固态熔融为液态,在压务能的释放值足够大时,甚至可以使构成原子核的基本粒子,如质子、中子之类,从原子核中弹射出来,使原子核解体。太阳元素的形成,就经过这样的转变过程。原日演化到高密度的黑矮星阶段,在其物质构成中,已有大量的质子和电子结合成为中子,使(核内)中子数大大超过质子数,并在内部引力的作用下,坍缩成为极高密度的天体。当原木对原日的碰撞,使原日面产生深达数百公里的辐射状断裂时,压力能的释放,显然有能量使这些受压迫而呈紧缩态的中子和质子爆发,成为高达数千万甚至上亿摄氏度高温的粒子流,从裂隙中喷射出来。中子单独存在时不稳定,平均约15.25秒钟,即衰变为质子和电子,并释放能量。现今太阳上最丰富的地素是氢,其生成机理,大约就是这样的。氢元素的大量生成,在了现今太阳上进行热核聚变反应的原材料
这里,再以压力能的释放为线索,说明地球、月球的形成过程:
在说明地月形成过程之前,必须首行解放说明,原木和原日为具矮星态壳层结构的天体,其壳层结构为:外壳层为轻元素的原子核和自由电子的紧缩态壳层,内壳层为较重元素的原子核和自由电子的紧缩态壳层,越向内壳层原子核中的中子比例数越高。
原木对原日的碰撞,使含有原日不同壳层物质的碎块被撞下,成为地月的原始坯胎。原始地月坯自原木获得碰撞动能,首先在原日面摩擦滚动,将自身部分动能转化为自转角动能,并将部分动能由摩擦滚动传递给日壳,使日壳亦产生自转运动,与此同时,即在内部压力的释放过程中开始膨胀,随膨胀,各原子核拉回属于自己的电子,成为常态化学元素,这些不同的化元素又进一步按电负性的不同,进一步结合成为分子,从而完成矮星态物质向常态物质的过渡。当地月坯完在这一物态上的转变,并获得相当大的自转角动能就要脱离原日面之时,即成为化学成分不同的熔浆态,原外壳层成为花岗质熔浆态,内壳层成为基性熔浆态,由于原属内壳层的基性熔浆态一侧内能(压力能和热能)更高,压力能转换热值高,所以形成的熔浆温度更高,甚至可以出现部分高温气化态物质,且基性熔浆较酸性熔浆具有更大的流动性。因此,少部分基性熔解浆稍先脱离日面,成为新生的月球,稍后,熔融的新生地球也脱离母体,追随新生的月球而去,双双飞入绕日运行轨道。月球的自转周期与绕地转动周期相等,都是27.32日,一面永远朝着地球,且其绕地转动方向和地球自球方向一致,好象地球的一部分一样,且月球岩石是由玄武岩、辉长岩、苏长岩一类的基性岩石组成,正说明了月球的这种成因。因此,月球和地球,是从一个胚胎中分裂而成的孪生兄弟。无独有偶,冥王星及其卫星,也是一对孪生兄弟。
这种太阳系新生成员的熔融状态,从火卫一和火卫二的外部形态也可以看出,它俩的个头不大,呈三轴椭球体状,它们的这种形态说明,它们是以熔浆态,快速飞离原日的过程中就很快冷凝的。如果在进入轨道后再缓慢冷却,那就只能成为两轴椭球体。甚至是正园球体了。它们的这种形态,同时也说明了在太阳系诞生之初,气物质对它们的阻力作用。
在太阳系的众多卫星当中,也不乏逆行的卫星,那是因为有一部分卫星在诞生之初,亦以行星的姿态出现。在它们以后的统日运动过程中,被附近运行的大行星体捕获,因而成了大行星体的卫星,由于辅获方向的不同,产生了正向和逆向运行的运动形式的区别。
至此,有关太阳系物质的物质起源,物质存在状态、物质存在状态间的联系以及太阳系运动的动力学业原理诸方面的问题都得到了合理的解释。
第二篇:金融危机形成机理分析论文
摘要:我国加入WTO后,金融开放的深度和广度的不断提高,旧有风险进一步暴露,新的风险进一步产生。在对金融危机的种类进行梳理的基础上,对金融危机的形成机理进行研究,相信它对有关金融危机的进一步研究将起到有益的帮助。
关键词:金融危机 货币危机 银行业危机 外债危机
一、引言
金融是现代经济的核心,从16361637年荷兰郁金香泡沫破灭到最近的美国次贷危机,金融危机发生的频率越来越快,从这些金融危机造成的影响来看,有些危机(如1997年韩国金融危机)在爆发之后可以使危机发生国的经济迅速复苏,而有些危机(如19981999年的俄罗斯金融危机)却使危机发生国陷入了长期的经济萧条甚至衰退之中。
1997年7月,亚洲金融危机爆发。因为资本账户的高度管制,亚洲金融危机没有传染到我国的金融市场,对其稳定性没有造成重大影响。这并不意味着中国的金融体系具有良好的稳定性;更为合理的解释是,因为没有参加比赛(国内金融市场与国际市场的人为割裂),所以没有输掉比赛(国内金融稳定性未受重大打击)。然而,时过境迁,这种侥幸或运气恐怕难以为继:第一,我国已经滞后于整体经济改革的金融改革已经提速,长期积累的隐性金融风险开始显性化,并释放其积累已久的破坏能量;第二,由中国加入WTO导入的金融开放,在建立国内金融市场与国际市场的联系的同时,也为国际投机商的攻击和国际金融动荡的传染提供了可能的通道,并由此可能触发国内金融危机。2OO2年中央党校进行过一次调查,这次调查总共涉及104名高级政府官员,当受访者被问到什么是未来1O年内中国最大的威胁时,几乎2/3的受访者提到了金融危机。
二、金融危机种类
《新帕尔格雷夫经济学大辞典》将金融危机定义为“全部或部分金融指标短期利率、资产(证券、房地产、土地)价格、商业破产数和金融机构倒闭数的急剧、短暂的和超周期的恶化”。根据IMF在《世界经济展望1998)中的分类.金融危机大致可以分为以下四大类:(1)货币危机(Currency Crises)。(2)银行业危机(Bank Crises)。银行不能如期偿付债务,或迫使政府出面,提供大规模援助,以避免违约现象的发生.一家银行的危机发展到一定程度.可能波及其他银行.从而引起整个银行系统的危机;金融市场严重动荡,市场不能有效地发挥作用,整个经济活动受到影响。(3)外债危机(Foreign Debt Crises)。一国内的支付系统严重混乱,不能按期偿付所欠外债,不管是主权债还是私人债等。(4)系统性金融危机(Systemic Financial Crises)。可以称为“全面金融危机”,是指主要的金融领域都出现严重混乱,如货币危机、银行业危机、外债危机的同时或相继发生。
三、金融危机的形成机理
引发金融危机的一些普遍因素主要有:本币的高估、赢弱的银行和非银行监管、过高的短期资本流入。除此之外还有一些特殊因素也足以引起金融危机。
可以看出,导致金融危机的原因复杂多样,且随着金融不断发展,危机的原因也呈现出多变性,但学术界一般认为,导致金融危机的根源主要是以下三点:
(一)金融交易交割的分离
金融的首要功能是通过转化闲散资金的用途以实现资源的优化配置,在优化资源分配的同时,金融交易与交割的分离(如期货、期权市场)为金融危机的产生提供了可能性。金融的这种过度发展导致虚拟经济与实体经济严重脱钩,金融交易与交割的分离(如期货、期权市场)为金融危机的产生提供了可能性。金融创新尤其是金融衍生工具的增多,更为危机爆发埋下了隐患。金融各个环节在时间空间上的分离增加了市场上的不确定性与风险因素,当风险因素不断累积,偶尔出现的突发事件就很可能导致金融危机的爆发。虽然金融创新有分散风险的作用,但本身并未将风险消除,而当金融创新过度膨胀之后,所带来的潜在风险的集中爆发,将使金融风险呈几何级数的放大,金融创新的负作用已不容忽视。2007年突然爆发的美国次贷危机,现在已经被公认为是美国过度金融创新“惹的祸”。(二)经济周期的波动
金融是现代经济的核心,经济周期性的扩张与收缩,必然伴随着金融周期性扩张与收缩,从历史经验上看,积累金融风险,经济收缩往往带动金融收缩,暴露金融风险。经济周期的存在为金融危机的爆发提供了外部环境。马克思更把金融危机看作是经济危机的表面形式。以1992年英镑危机为例,当时英国正处在经济周期的顶点,通货膨胀高企,英国政府选择紧缩政策力图使经济“软着陆”,然而德国在东德回归后的经济扩张使得英镑难以承受降息带来的副作用,最终导致英镑脱离欧洲货币体系。1997年的亚洲金融危机,虽然是由国际投机资本冲击引发,但现在看来,亚洲各国在楼市和顺差大规模扩张后,经济已面临周期性回调的需要。各国政府没有提前做好应对之策,最终招来国际金融大鳄的袭击自然是不可避免的,也就是说,亚洲金融危机有着本身的必然性,尽管它是我们不愿看到的。
(三)经济环境的不确定性
经济环境的不确定性是金融活动中十分现实的问题,它是造成金融风险的外部条件。金融领域中理性人之间的博弈行为尤为突出,心理预期的多变、契约的不完备性、信息的不对称都使经济环境充满了不确定性,全球化、金融自由化以及国际政治局势的不安,更加增添了这种不确定性。一旦金融危机出现苗头,“羊群效应”将使金融危机进一步恶化。而国际评级机构(如标普、穆迪、惠誉)调降危机国度评级和国际金融大鳄(如英镑危机和亚洲金融危机时的量子基金)的“煽风点火”,将使危机进一步迈向失控境地。
四、结束语
伴随经济发展和金融创新的不断深化,引发金融危机的新因素不断出现,金融危机不断发生新的变化,呈现出新的特点。而理论认识相对实际情况不可避免的存在滞后性,往往只能对已经发生的金融危机做出事后解释而无法对新情况提出有价值的意见。
研究金融危机,目的在于预测、防止或者减小金融危机带来的损失。而事实证明,金融危机理论在这方面的作用似乎微乎其微,其有用性受到怀疑。
当然,这并不意味着金融危机理论毫无意义,它还会伴随金融发展不断发展完善。有必要指出的是,由于金融危机的复杂性,各种金融危机理论都存在着片面性。有些理论甚至存在着彼此矛盾的情况。如何在我国实际情况下应用发展这些理论才是金融理论研究者和工作者的职责所在。
本文为中国人民银行武汉分行重点课题的部分研究成果。项目编号:WB2004B010
参考文献
[1]Kaminsky G,Reinhart C.The Twin Crises: the Causes of Banking and Balance-of-payments problems [J].The American Economic Review,1999(6):473-500
[2]王春峰,金融危机一理论与模型[J].天津大学学报,2002,(3):171177
[3]唐旭,金融理论前沿课题(第二辑)[M].北京:中国金融出版社,2003
第三篇:保护环境 论文形成说明书
论文形成说明书
从2009年年底哥本哈根气候变化大会召开,到“十二五”规划纲要提出“倡导文明、节约、绿色、低碳消费理念,推动形成与我国国情相适应的绿色生活方式和消费模式”,“低碳”这个词汇逐渐走进公众的视野。如今,低碳理念已经不仅仅体现在各个行业的生产、发展中,也体现在普通人的日常生活之中。
举例来说,一个经常坐飞机出行的人会更为直接地消耗能量,因为飞机飞行会消耗大量燃油,排出二氧化碳。即使是消费一瓶普通的瓶装水,人们也会间接地导致它在生产和运输过程中产生的碳排放。
“十二五”规划纲要明确提出,“面对日趋强化的资源环境约束,必须增强危机意识,树立绿色、低碳发展理念,以节能减排为重点,健全激励与约束机制,加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式,增强可持续发展能力,提高生态文明水平。”可见,“低碳”不仅仅是一种时代的呼唤,更是社会发展、人民生活的重要内容。可喜的是,节能减排、低碳发展已经成为了社会各界的共识。
一方面,我国正在采取措施,积极应对全球气候变化、加强资源节约和管理、大力发展循环经济、加大环境保护力度、促进生态保护和修复。另一方面,科研院所和相关企业也在积极探索和建立低碳发展体系、尝试循环经济。TCL集团就新近成立了专门从事废旧家电的资源回收与环保产业的环保投资有限公司;而对于零碳建筑的研究,我国早在几年前就已开始。
基于这个出发点,我们在湖南大学本校及周边学校进行了广泛深入的调查,希望能够在一定程度上了解大家对于低碳概念的认识,以及如何看待等问题,最终形成了这篇论文。“真正检验我们对环境的贡献不是言辞,而是行动。”虽然我现在做得只不过是一些微小的事,但是我坚信要是我们人人都有保护环境的责任心,从自己做起,从小事做起,携手保护我们的家园,自然会给人类应有的回报。
第四篇:太阳系参考教案
太阳系参考教案
(编者提示:人教版自然第12册第15课 太阳系)
一、课文说明
本课在学生认识了太阳、地球、月球三个天体的关系之后,指导学生认识太阳系的组成;在能力培养方面,属于“想像能力”和“推理能力”的系列。
课文分三部分:
第一部分指导学生认识三类天体的名称:像太阳这样自己能发光发热的天体叫恒星,像地球这样自己不能发光、围绕恒星转动的天体叫行星,像月球这样围绕行星转动的天体叫卫星。这是对前面学习过的知识的总结、提高,也是认识太阳系组成必需的基础知识。
第二部分指导学生认识太阳系的组成。这部分内容是按照分析与综合的思路编写的,分为五层:
1.认识太阳系的九大行星。这九颗行星的名称,要求学生能按顺序记住。这九颗行星的概况,教学时可以做概括的介绍。(详见参考资料)
2.告诉学生,在九大行星中,除了水星、金星外都有卫星,卫星数目不一样。
3.讲解彗星的特点。4.讲解流星体及流星。
5.综合以上内容,讲解太阳系的组成:以太阳为中心,包括环绕太阳运动的行星及其卫星、彗星、流星体组成的天体系统称为太阳系。这个知识点是本课教学的重点,要求学生
掌握。
第三部分是本课的选讲内容,启发学生根据九大行星的一些数据,发现一些关于九大
行星以及太阳系的问题。例如:
有的行星距太阳比较近,有的行星(冥王星)距太阳很遥远;
从各大行星到太阳的距离,可以知道太阳系很大; 大行星公转的周期不同,有的时间比较短,有的时间很长; 行星公转的周期与它们到太阳的距离有关系,距离越远周期越长; 行星的自转周期不同,周期最短的是木星,周期最长的是金星; 由于行星的自转周期不同,各大行星上的昼夜长短也就不同; 由于行星的公转周期不同,各大行星上的年长短也就不同;
……
这部分内容可以锻炼学生根据数据进行推理的能力和想像能力,教学时如能充分调动学生的积极性,让学生广开思路,大胆分析,大胆想像,可以形成很热烈的教学场面。
二、目的要求
1.通过本课教学,要求学生知道太阳系的构成,知道九大行星的名字及排列顺序,明确恒星、行星、卫星的概念及其相互关系。
2.培养学生分析综合的能力──运用分析综合的方法认识太阳系的构成;通过对九大行星的有关数据的分析,了解一些关于九大行星及太阳系的情况。
3.通过对太阳系的认识,使学生体会到宇宙中的天体是相互联系的、运动的,运动是
有规律的。
三、课前准备
教师准备:挂图或投影片──太阳系的构成,火星、木星、土星等行星的照片,流星,彗星。
四、教学过程 导入新课 1.提问:
(1)地球在宇宙中怎样运动?地球的自转和公转分别产生什么现象?
(2)月球在宇宙中怎样运动?在月球围绕地球转动的过程中,我们会看到什么现象?(3)太阳、地球、月球是怎样相互运动的?它们的相互运动会产生什么现象?
(4)在什么情况下发生日食?在什么情况下发生月食?
2.谈话:太阳与地球、月球有什么不同?(主要是太阳能发光,地球、月球不能发光。)
学习新课
1.指导学生认识三类天体的名称
(1)讲解:
像太阳这样自己能发光的星叫做恒星。(板书“恒星”)
像地球这样自己不发光、围绕恒星转动的星叫做行星。(板书“行星”)像月球这样自己不发光、围绕行星转动的星叫做卫星。(板书“卫星”)
(2)提问:
①什么是恒星、行星、卫星? ②这三种天体有什么关系? 2.指导学生认识太阳系的组成
(1)认识九大行星
①谈话:我们已经知道地球是围绕太阳转动的一颗行星,你们知道在太阳周围还有其
他的行星吗?
②出示挂图或投影片──太阳系。
③观察:
(学生观察课本中的插图,教师利用挂图或投影片指导。)这是一张围绕太阳转动的行星图。说一说,你从图中都看到了什么?
在太阳周围、围绕太阳转动的有哪些行星?(九颗大行星和无数小行星)按顺序说出
九颗大行星的名称。
在九颗大行星中,哪颗离太阳最近?哪颗离太阳最远?地球在什么位置?
从图上看,哪几颗行星比较大?哪几颗行星比较小?
它们的形状有什么相同点?(都是球形)它们公转的轨道有什么相同点?(都是椭圆的)
④教师小结:
通过以上观察可以知道,在太阳周围、围着太阳转动的有九大行星──水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星,此外还有很多小行星。这些行星都是
沿着同一方向──自西向东公转着。
在九大行星中,除水星、金星外,其他的行星都有卫星,卫星的数目不同,例如火星有2个卫星,土星有10个卫星,木星有13个卫星。
(2)认识彗星
①出示挂图或投影片──哈雷彗星。
②讲述:围绕太阳转动的还有这样一种形状特殊的星。你知道这是什么星吗?(彗星)
③观察:彗星的形状有什么特点?它公转的轨道有什么特点?
④讲解:彗星是围绕太阳转动的形状如扫帚一样的星,它们公转的轨道又扁又长,绕太阳一周要很长时间。例如有一颗名叫哈雷的彗星,绕太阳一周要76年,上次看到它是1986年,下次再看到它要到2062年。在太阳周围除了哈雷彗星外还有其他彗星。
(3)认识流星体及流星 ①出示挂图或投影片──流星。
②谈话:有时,在夜空中看到一颗星一掠而过,很快就消失了。这是什么星?(流星)③讲解:在太阳周围广阔的空间中,除了大行星、小行星、彗星、卫星外,还有很多比较小的天体,叫做流星体。流星体不断运动着,当它们接近地球的时候,受到地球强大的吸引力,就会掉向地球;这些流星体闯入地球的大气层时,由于它们的速度很快,与大气摩擦得很厉害,温度升得很高,以至发出光芒,从天空中一划而过,因此人们把它们叫做流星。绝大部分流星在穿过大气层时燃烧完了,瞬息便消失了,只有少数流星能落在地上。落在地上的流星,冷却后,看上去就是一块大石头,所以人们又把它们叫做陨石──从天上落下来的石头。(有的陨石主要成分是铁镍金属,称为铁陨石。)
(4)综合太阳系的组成
①提问:
现在你知道在太阳周围有哪些天体?
这些天体以什么为中心?哪些天体围绕太阳转动?哪些天体围绕行星转动? ②讲解:以太阳为中心,包括围绕它转动的行星及其卫星、彗星、流星体等组成了一个相互联系的天体系统。由于这个天体系统是以太阳为中心的,人们便把它叫做太阳系。
③指导学生填写课文中这个问题的空白。
④提问: 什么是太阳系? 太阳系以什么为中心?
在太阳系中有几类星?(恒星、行星、彗星、卫星)从它们的相互运动关系看,哪类星在中心?哪类星在第二层?哪类星在第三层?
3.指导学生了解有关九大行星的一些情况
(1)讲述:以前,人们对太阳系的情况了解得不多。随着科学的发展,人们对太阳系的情况、特别是太阳系中九大行星的情况了解得越来越多,拍摄了很多关于九大行星的照片(出示挂图或投影片──部分行星的照片),观测了很多关于九大行星的情况。(2)阅读:课本第52页中关于九大行星的数据表。(为了帮助学生看懂,教师需对“表头”做简要说明,并说明表中的时间都是以地球上的时间为标准的。)(3)讨论:从这些观测数据中,你有什么发现?根据这些观测数据,你能推想出什么
事情?
(鼓励学生深入思考,大胆想像,广泛联想,积极发言。根据学生发言情况,教师再参考课文说明的内容提出一些启发性的问题,使学生对太阳系及九大行星有更多的了解,并使他们初步体会到怎样使用数据分析问题。)
(4)教师小结:通过以上分析,我们知道了关于太阳系和九大行星的很多事情。如果我们有更多的数学知识,我们还能发现更多的秘密。
巩固应用
1.讲述:这节课我们认识了太阳系。
2.提问:
(1)太阳系是由哪些天体组成的?(2)按顺序说出九大行星的名字。
布置作业
阅读:有关太阳系和宇宙的一些书籍
五、参考资料
1.恒星
能自己发光的天体叫做恒星。恒星一般由炽热的气体组成。太阳是离我们最近的恒星。在整个天空中,人眼能看到的恒星约6500颗,用天文望远镜看,恒星多得难以数计。恒星实际上都在不停地运动,但因离我们太远,在短期内感觉不到它们相互位置的改变,所以古代人称它们为恒星,沿用至今。恒星有自转运动,并围绕银河系的中心运动。
2.行星
行星是围绕恒星转动的天体,自己不能发光,我们所看到的行星上的光,是它反射的太阳光。太阳系中的九大行星都是自西向东环绕太阳公转的,它们的公转轨道都是接近正圆的椭圆形,公转轨道面几乎都在一个平面上。按照九大行星和太阳之间的距离可把行星分为两类:水星、金星的公转轨道在地球的公转轨道以内,距离太阳较近,叫内行星;火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星的公转轨道,在地球的公转轨道以外,叫外行星。根据九大行星的物理性质和化学组成也可把行星分为两类:一类以地球为代表,包括水星、金星和火星,叫做类地行星;一类以木星为代表,包括土星、天王星和海王星叫做类木行星。类地行星体积小,密度大,中心有铁核,含金属元素比例高;类木行星体积大,密度小,主要
由气体组成。
水星离太阳很近,因此从地球上看它总是忽隐忽现。有时跑到太阳的后面,看不见它;有时又跑到太阳的前面,“淹没”在太阳的光辉里。只有当它运行到太阳两边时才能看到它。(春分前后出现在日落以后的西方,秋分前后出现在日出以前的东方。)金星是全天最亮的一个星星,发出金黄色的光芒,有时甚至在白天也能看到,它就是
我们十分熟悉的昏星或晨星。
火星具有火一样的红色光辉,比较容易被我们识别。火星比地球小得多,半径只有3395千米,约相当于地球半径的1/2,质量也只有地球的1/10。火星上有和地球上相像的四季变化。由于火星公转轨道比地球长,转得也比地球慢(公转一周需要687天),火星上一年约等于地球上的两年。火星上比地球冷得多,白天温度只有10℃,晚上下降到-50℃。火星上也有大气,但二氧化碳就占去了95%。火星上没有液态水。经过多年的探索观察,现在人
们没发现火星上有任何形式的生命存在。
木星也很明亮,仅次于金星。它是九大行星中最大的,有1300个地球那么大。它的卫星很多,目前确认的有13颗,其中有4颗比较大,用双筒望远镜就可以看见。土星离我们较远,发光暗淡,难于被我们发现。它有一个美丽的光环,是由许许多多围绕它转动的小固体块和小冰块,在太阳光的照射下,反射太阳光形成的。天王星和海王星大小差不多,前者稍大一些。冥王星是九大行星中最小的一颗行星。在火星和木星公转轨道之间,分布着许许多多小行星,其中体积最大的谷神星直径约760千米,最小的直径只有1~2千米。小行星的总数有几万颗,现已确定轨道的小行星有
二千多颗。
3.彗星
彗星环绕太阳运行,轨道大多数是扁长的椭圆,少数是抛物线或双曲线。彗星在远离太阳时,是一个发光的云雾状小斑点;接近太阳时,背向太阳的一边出现一条彗尾,越近太阳彗尾越长;离开太阳时,彗尾逐渐收缩。彗星由彗核、彗发和彗尾三部分组成。彗核由冻结的氨、甲烷和一氧化碳等组成,也有一定数量的固体物质。彗核周围的云雾状光辉是彗发。彗核和彗发总称为“彗头”。彗尾由极稀薄的气体和尘埃组成。彗尾可长达数千万甚至数亿千米,但质量很小。著名的哈雷彗星公转周期是76年。
4.卫星
卫星是围绕行星运行的天体,质量都不大。月球就是地球的卫星。太阳系九大行星,除了水星和金星外,都有卫星。下表是各大行星已确知的卫星数。
(以上卫星数摘自《中国大百科全书·天文学》第430页)
5.行星的公转
1.万有引力定律告诉我们,任何两个物体之间的引力和它们的质量乘积成正比,和它们之间的距离平方成反比。地球的质量是6乘10的21次方吨,太阳的质量是地球的33万倍,它们之间有很大的引力。那么地球为什么没有被太阳吸引过去,“坠落”到太阳上呢?这是因为地球不是静止的,而是以每秒钟30千米的速度绕着太阳运动着。这种环绕运动产生出一个和太阳引力相反的斥力──离心力。正是由于引力和离心力的平衡,地球才能既不会向太阳“坠落”,也不会离开太阳飞去。太阳系其他行星有规律地围绕太阳公转,也是由于这个原因。
六、课后小记
摘自中教育星多媒体教学资源库
第五篇:太阳系教学设计
太阳系教学设计
【导入】提到太阳系,同学们会想到什么?(太阳)(八大行星)
【师】可能同学们马上会想到太阳和八大行星,那太阳系的成员只有八大行星和太阳吗?(不是)
【师】那你还知道哪些其他成员?
(卫星,矮行星,小行星,彗星,流星体)
【师】很好,太阳系的成员不只有太阳和八大行星,还有一些其他的小的天体,弄清太阳系的成员,是正确认识太阳系的基础。那这么多的天体是杂乱无章的分布在太阳系中吗?(不是的,太阳系中的天体是排列有序的,其运动是有规律的)【师】那应该是如何分布的呢?
(太阳系中除太阳以外的天体或近或远都在绕太阳公转)【师】为什么各个天体都会绕太阳公转呢?(因为太阳的质量最大,引力最强)【师】太阳的质量有多大呢?
(太阳占太阳系总质量的99.86%,是太阳系中体积和质量最大的天体)
【师】接下来请同学们读图4-38:太阳系的示意图,认识太阳系中主要天体是如何分布的?(按与太阳由近及远的顺序,依次是水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星,其中小行星集中分布在火星跟木星之间)
【师】太阳,我们在第一节已经详细的介绍过了,今天我们着重来介绍太阳系的其他天体。首先我们来介绍八大行星,介绍行星的同时,不可避免的要介绍一下绕着它运转的卫星。那什么是行星,什么是卫星呢?
(行星是一种比太阳小得多的球状天体,绕太阳公转;卫星是围绕行星运行的球状天体)【师】行星和卫星是除太阳以外,人类最早关注到的天体,通过肉眼观察就可以看到水星,金星,木星,火星,土星等行星,神话故事中的太白金星,爱神维纳斯等形象的原型都是太阳系中的这些行星。随着天文望远镜的问世以及航天器的运用,对太阳系统这些天体的认识也变得更加丰富。
【师】首先请同学们阅读表4-2,认识八大行星在质量和体积。从表中同学们看到哪两颗行星体积和质量最大?(木星和土星)
【师】质量体积和地球最相近的行星是哪颗?(金星)
【师】那八大行星除了质量和体积上有差异之外,还有哪些不同呢?
(颜色也不同,水星是银灰色的,金星是金黄色的,地球是蓝色的,火星是红色的,木星有一圈圈的环带,有大红斑,土星有光环,天王星是淡蓝色的,海王星是深蓝色的)[展示八大行星对比图]
【师】在这个图上,我们可以很清楚的看出,离太阳较远的木土天海四个大家伙,块头比较大,可以算是行星中的四大天王,我们称之为类木行星;而离太阳较近的水金地火这四个小家伙,个头要小得多,我们称之为类地行星。【师】接下来我们就分别来介绍这些行星。【水星】这是水手一号探测器拍摄的水星,同学们看一下他和我们学过的什么天体比较像?(月球)
【师】如果不加说明的话,很有可能会把它当作月球,可以看到上面有大量的环形山。那同学们结合表4-2思考一下,为什么水星上的地貌和月球都是相似的?
(水星的质量和体积都比地球要小得多,因此引力就小,吸引不住大气,没有大气层就会做到小天体撞击)【金星】接下来我们来看金星,它有一个美丽的名字,我们中国管它叫金星,还叫它启明星,还有常庚星,太白金星,都很吉祥。西方管它叫维纳斯,是古希腊神话中的爱神,可见人们对金星的情有独钟,另外从质量和体积上看,金星是和地球最像的一个行星,那你想不想去金星上走一走呢?(想)
【师】看样子同学们还是不了解金星,只是被神话的美妙给迷惑了。[展示金星图片]
【师】我们看这是一张探测器拍摄的金星图片,他表面浓云密布,这说明了什么?(金星有浓密的大气层)
【师】金星的大气层非常的浓密,气压非常的高,人要是上去会被压成馅饼。【师】你还知道其中都是些什么气体吗?(主要成分是二氧化碳)【师】二氧化碳是一种很强的温室气体,会导致气温上升,近年来通过一些先进的观测技术,我们发现金星表面确实是一个温度非常高的世界。表面温度超过400度,就跟我们吃烧烤时烤炉里红红的木炭一样的烫。
【师】所以同学们想象一下如果你到了金星,会有怎样的经历呢?(在金星的大气层中窒息而死,然后被金星的大气压压扁,最后在金星的表面上被烙成馅饼)【师】据说前苏联曾经发射探测器去探测金星,但是一到金星表面就瘫痪了,这就是金星她美丽的名字下的真实写照,其实是一番炼狱般的世界。
【地球】地球我们很熟悉,就不说了,[展示地球图片]看一下这是地球,他可以算得上是我们宇宙中最美丽的天体了。
【火星】再看火星,它跟金星完全相反,火星表面是一个冰冻的世界,平均温度是-55℃,比我们地球上的南北极还要寒冷。但在极端的宇宙环境中,已经算得上是和地球最相近的了,那火星的温度为什么这么低呢?(火星没有浓密的大气层)【师】那大气有没有呢?
(有,但很稀薄,密度只有地球的1%)
【师】正因为火星大气稀薄,保温能力差,温度低,那我们干嘛叫他火星呢?(火星的颜色一片橙红,仿佛上面是一片火海)
【师】很好,火星得名于它的外观,表面布满了棕黄色的岩石。是一个固体星球。同学们有没有注意到火星上有这么一个白白的部分,你们猜这是什么呢?(冰)【师】很好,在火星的南北两极地区,有干冰和冰水层覆盖,说明火星上曾经是有固体水的。为此美国前专门发射的凤凰号火星探测器专门探测火星上的水,结果确实发现了存在冰冻水。科学家还根据火星上的一些地貌推测,很久以前火星上是有液态水存在的,这意味着火星上曾经有过适应生命生存的环境。为什么这么说呢?
(地球上就是因为有了适宜的温度,充足的水和一定厚度合适一会的大气层,才出现生命,而根据探测,火星上确实满足过这样的条件)
【师】正因为如此,火星成为地球上人类可以探测的最近的行星。
【师】刚才我们已经介绍完了四个类地行星,那做什么觉得类地行星有什么特点呢?(①体积小,质量小 ②距离太阳近③卫星较少 ④温度相对较高 ⑤都是固体星球)
【师】接下来我们介绍类木行星,类木行星的表面温度很低,你们知道是为什么吗?(离太阳较远)
【师】既然它们的温度都很低,那为什么书上说他们是气体星球呢?
【师】类木行星的表面温度确实很低,但是他们有非常厚的大气层,主要成分是不易液化的小分子的氢,氦构成的大气。
【师】总的来说类木行星有哪些特点呢:首先是个头比较大,第二距离太阳较远,表面温度低,第三都是以气态和液态为主体。
【木星和土星】接下来我们来看一下木星和土星,它们的体积非常大,质量也非常棒,卫星表面的一个特点就是有大红斑,这实际上是木星的大气运动,土星的特点是它的光环,俨然像一个草帽漂浮在宇宙空间,非常的壮观美丽,实际上,这个光环就是一些围绕着土星运转的碎块和微粒。我喜欢土星体积大,质量大,所以卫星也很多,木星有66颗卫星,土星有62颗卫星。所以木星和土星俨然是一个袖珍的太阳系。在众多的卫星中,我们比较感兴趣的是土星的土卫六。我们来看一段视频了解一下。
[播放央视纪录片《旅行到宇宙边缘》中有关土卫六的视频片段:强调土卫六上存在液态的物质,发现的和地球形成初期类似的变化,是科学家认为的宇宙中可能孕育产生生命的地方] 【师】介绍完了太阳系中几个重要的行星及卫星,我们在认识太阳系中的小天体,首先是小行星,它们主要分布在火星轨道和木星轨道之间的小行星带,将近有几十万颗,规模相当的庞大。
[展示小行星的图片]
【师】小行星的形状大小和一般的星星有什么不同?(形状不规则,体积小,质量小)
【师】正因为小行星的质量小,惯性也小,运动状态很容易改变。稍有扰动就会脱离小行星带,一旦被其他行星俘获,就会发生剧烈的撞击。据说地球上的恐龙就是因为小行星撞击而灭绝的。
【彗星】另外一种和小行星类似的小天体就是彗星,质量也很小,形状也不规则。但是他有着自己的特点,谁找到了?
(彗星在运行时会拖着一条尾巴)
【师】根据彗星将一个特点,我们将彗星的结构分为彗核,彗发和彗尾。【师】你知道为什么会形成这样一条尾巴吗?
[展示彗星在太阳系轨道上各个位置的彗尾的朝向](太阳风的吹拂而引起)
【师】这说明,彗星在受到太阳光吹照射下会释放出气态的物质,这些物质在太阳风的吹拂下,形成了彗尾。【师】那小行星在太阳风的吹拂下,为什么不形成尾巴呢?说明彗星的成分结构跟小行星一样吗?(不一样)
【师】彗星中有怎样的成分呢?(彗星的成分主要集中在彗核上,由岩石的碎片固体微粒和水结冰而形成的大冰球)[展示哈雷彗星]
【师】彗星和日食月食一样,也是难得一见的天文奇观。这是著名的哈雷彗星,它的轨道非常扁长,绕日周期是76年,他最近一次出现的时间是在1986年,很遗憾同学们那个时候还没生出来,如果你想再次看到它,等到什么时候呢?(2062年)
【师】卫星在运行过程中也有可能被行星俘获,发生剧烈撞击的现象。[介绍苏梅克列维9号彗星撞击木星的事件] 【师】同学们思考一下为什么撞的是木星呢?(木星质量大,体积大,引力大)
【师】你觉得太阳系中的四大天王,对四个小家伙产生了怎样的作用?
(保护作用,当外来的天体进入太阳系时,容易被类木行星俘获,阻止了他们进入类地行星轨道)
【师】正因为有了内木行星的保护,现今的类地行星空间才能够比较稳定,那是不是就意味着没有小天体光顾我们地球了吗?(不是的)
【师】虽然一些大的小天体不再光顾地球了,但是一些小的小天体一直在进入地球的空间。比如流星,就是太阳系中的一些固体小块,闯入地球大气层时与大气摩擦燃烧发光而划亮夜空的现象。那些没有烧尽的流星体落到,地球表面就叫做陨星,有成分主要是岩石的,就叫做陨石。
【师】所以这里有很多的名称,当固体小块没有进入地球大气层时叫什么?(流行体)
【师】进入大气层时呢?(流星)
【师】落到地面上呢?(陨星或陨石)
【师】到此为止,太阳系中的成员基本上介绍的差不多了。在认识太阳系的历史过程中,很多科学家做出了巨大的贡献甚至牺牲了生命。课后同学们可以阅读一下课本153页上的阅读资料,了解一下人类对太阳系的认识过程。