《地球概论》教案Word格式文档下载.docx
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赤道（equator）是纬线中唯一的大圆，将地球分为南北半球;
4、经线（meridian）：
通过地轴的平面同地球相割而成的圆：
经线都是大圆（通常指它的半圆），都在两极相交，大小相同；
本初子午线（primemeridian），通过英国格林尼治天文台的经线（1884年确定）。
5、地球上的方向：
南北方向（经线方向），有限方向；
东西方向（纬线方向），无限方向；
理论上亦东亦西；
实际上非东非西。
6、地球上的距离：
因地球是一个球面，两点之间的距离实际上是角距离，通常用海里表示。
1海里等于经线一分的长度（赤道全长=21600海里）
二、经度和纬度
1、经度和纬度是经线和纬线的“编号”，本身代表一种角度。
2、纬度：
一地相对与赤道平面的南北方向和角度；
纬度是一线里两角，即本地法线与赤道平面的交角。
纬度在本地经线上度量，南北纬各分90度。
3、经度：
本地子午面的东西方向和角距离；
经度是两面角，本初子午面为起始面；
本地子午面为终面；
经度通常在赤道上度量，东西经各分180度。
三、经（纬）度与经（纬）线的关系
经度和纬度用来区分不同的经线和纬线；
经线即等经度线，纬线即等纬度线。
四、地理坐标
一地的经度与纬度相结合，叫做该地的地理坐标；
同地理坐标相联系的三个大圆。
书写时：
先纬度，后经度；
数字在先，符号在后。
例如：
北京（39o57’N,116oE）。
第二节 天球与天球坐标
一、天球和天穹
1、天球：
以地心为球心，半径为任意的假想球体，表示天体视运动的辅助工具。
（是整球和圆球；
分地心天球和日心天球。
通常是地心天球。
如图：
2、天穹：
地平以上的半个天球（是半球和扁球）
3、天球上的圆和点
（1）地平圈；
天赤道；
黄道
地平圈：
过地心且垂直于地面法线的天球大圆。
它把天球分成可见部分和不可见部分。
天赤道：
就是地球赤道平面无限扩大，同天球相割而成的天球大圆，把天球分成南北两半球。
黄道：
就是地球绕日公转轨道平面无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。
（2）、大圆的极点：
地平圈两极：
天顶和天底；
天赤道的两极：
天北极和天南极；
黄道的两极：
黄北极和黄南极。
（3）、大圆的交点：
天赤道交地平圈：
东点和西点；
黄道交天赤道：
春分点和秋分点。
（4）、大圆的大距点：
地平圈对于天赤道：
南点和北点；
天赤道对于地平圈：
上点和下点；
黄道对于天赤道：
夏至点和冬至点；
天赤道对于黄道：
无名点
4、天球上的方向和距离
东西方向：
俯视，逆钟向为东。
距离：
只有角距离。
牛郎星与织女星相距16.4光年，但是在天球上用它们相距
35o角度来表示。
二 天球坐标
（一）、球面坐标系的一般模式
1、圈
以基圈，始圈和终圈构成一球面三角形；
纵座标即纬度；
横座标即经度。
任何一点的位置，都可以用一定的经度和纬度的结合来确定。
2、点
原点：
始圈与基圈的交点。
介点：
终圈与基圈的交点。
极点：
始圈与终圈的交点。
对于某颗星的天球坐标可表示为：
*（纬度，经度）
天文学上常用的天球坐标系有：
地平坐标系、第一赤道坐标系、第二赤道坐标系、黄道坐标系。
前两类叫右旋坐标系（向西旋转），后两类叫左旋坐标系（向东旋转）。
（二）地平坐标系
1、用途：
表示天体在天空中的高度和方位；
2、系统：
地平圈，子午圈，卯酉圈；
子午圈：
通过南北两点的地平经圈。
分为：
子圈和午圈。
卯酉圈：
通过东西两点的地平经圈。
以天顶和天底为界分卯圈和酉圈；
3、基本要点：
基圈：
地平圈；
南点；
始圈：
午圈；
纬度：
高度；
经度：
方位（方位0到360
度，自南点向西沿地平圈度量）
（三）第一赤道坐标系（也称时角坐标系）
用于时间度量；
2、圆圈系统：
天赤道，子午圈和六时圈；
时圈：
天球上一切通过天北极和天南极且垂直于天赤道的大圆。
也叫赤经圈。
六时圈：
就是通过东点和西点的时圈。
以两极为界分东六时圈和西六时圈。
3、基本要点：
上点；
赤纬；
时角（经圈改称时圈
）
自上点沿天赤道向西度量。
卯酉圈；
（为使天体的时角“与时俱增”）
（四）、第二赤道坐标系
表示天体在天球上的位置；
天赤道，二分圈和二至圈；
春分点；
赤经，自天赤道向东度量（为使春分点沿天赤道向东度量，即当时的“恒星时”）
（五）、黄道坐标系：
表示日月行星的位置及其运动；
黄道，无名圈（通过春分点的黄经圈）和二至圈；
基圈；
黄道；
无名圈；
黄纬；
黄经，自春分点沿黄道向东度量（为使太阳的黄经“与时具俱增”）
三、各种天球座标的区别：
1、地平坐标系和第一赤道坐标系：
始圈相同（午圈）但基圈不同，因而高度不同于赤纬，方位不同于时角。
二者的具体差异与当地的纬度有关。
仰极高度体现地平系统与第一赤道向系统的关系：
仰极高度＝天顶赤纬＝当地纬度。
2、第一赤道坐标 系和第二赤道坐标
7
系：
基圈相同（天赤道）因而有相关的纬度（赤纬）但始圈不同，因而时角不同于赤经。
二者的具体差异于当时的恒星时有关；
恒星时即春分点的时角，或上点的赤经：
天体赤经
＋天体当时时角＝当时恒星时
3、第二赤道坐标系和黄道坐标系
赤经和黄经都向东度量：
有共同的原点（春分点）。
但第一赤道坐标系以天赤道为基圈，春分圈为始圈；
黄道坐标系以黄道为基圈，以无名圈为始圈。
所以，赤纬不同于黄纬，赤
经不同于黄经。
各种天球坐标系的比较
【课后练习】
复习思考题
15
第二章地球的宇宙环境
了解地球的宇宙环境，掌握不同层次的宇宙结构（特别是太阳系和地月系）及其对地
球环境的影响，树立正确的宇宙观和世界观。
了解恒星的组成，太阳系的起源，总星系，宇宙，恒星的演化，多普勒效应，大爆炸
宇宙学，天文新发现。
理解星际物质和星云，月面的自然条件，彗星、流星、恒星的组成，恒星的自行，太阳系的发现，太阳系的星云假说。
掌握：
（1）恒星和星系：
恒星的定义、恒星的运动、恒星的发光和光谱、恒星的光度、亮度、视星等、绝对星等以及它们之间的相互关系；
恒星的划分，银河和银河系的概念，银河系的结构，太阳在银河系中的位置。
（2）太阳系：
太阳的大小、日地距离、太阳的热能和温度、太阳大气、太阳活动、行星分类、行星的分布规律、行星的运动规律、行星运动轨道的特征。
有关行星运动的计算。
（3）地月系：
地月系的组成，月球的自转和公转方向、周期、速度，月球的同步自转，月相变化规律及周期。
恒星的光度、亮度、视星等、绝对星等的计算。
太阳的结构和太阳活动；
行星及其运动规律；
彗星的结构，恒星及其恒星的光度、亮
度和星等的关系；
银河系的组成与结构；
月球的自转和公转，月相变化规律及其周期；
一些基本概念和基本数据。
恒星及其恒星的光度、亮度和星等的关系；
月相变化规律及其周期。
日、地、月三者
在空中的位置关系。
以录像、VCD/DVD、多媒体课件等直观生动的教学媒体展示地球的宇宙环境、各组成部分的结构以及它们的发展和演化，再从理论上分析、论证相关原理，通过课堂讨论和课后查阅资料来加深对宇宙等天文学知识的了解。
录像、VCD/DVD、多媒体课件。
本章教材首先讲恒星和银河系，使学生了解地球在宇宙中处于一个什么位置；
然后再
逐渐缩小范围讲解太阳和太阳系；
视野逐渐缩小，最后讲解地月系。
这种由远及近、由浅入深的讲解使学生逐步建立空间概念，理解日、地、月三者在空中的位置关系，掌握它们的运动规律。
在教学过程中要多使用多媒体手段，逐步培养学生的空间思维能力、理解能力、读图用图能力、观察思考问题的能力。
9课时
第三节恒星和星系
一、恒星
1、定义：
就是由炽热气体组成的，能够自身发光的球形的或类似球形的天体。
其成分主要是氢其次是氦。
恒星的本意就是固定不变的星。
2、恒星自行：
对于观测者而言，恒星每年在天球上都要移动一定的角度，这种移动就叫恒星自行。
二、恒星的发光和光谱
1、恒星的发光：
恒星演化史上某个阶段的现象。
要有巨大的质量；
必须达到一定的温度。
2、恒星的光谱：
恒星的光谱反应恒星温度的高低；
光谱中的吸收线和发射线反映恒星化学成分；
三、恒星光度和亮度
1、恒星光度和亮度的概念：
亮度：
指地球上的受光程度，亮度与距离的平方成反比。
光度：
指恒星自身的风光程度，它与本身的温度有关，与距离大小无关。
恒星光度和亮度用“星等”来表示。
2、星等：
视星等（m）和绝对星等（M）：
视星等是亮度等级；
绝对星等是光度等级。
星等越小；
亮度越大。
星等以等级递减，亮度以等比（R）级数增大：
R=（100）1/5；
lgR=1/5lg100=0.4；
R=2.512。
标准距离（10秒差距）下的视星等为绝对星等：
（光源的视亮度与其距离平方成反比）
3、天文学的距离单位：
天文单位，光年，秒差距；
天文单位：
就是日地平均距离。
为
149，600，000千米；
光年：
就是光在真空中一年所走的距离。
秒差距：
若日地距离对某颗星的张角为1角秒，则星距太阳的距离为一个秒差距。
1秒差距＝206265天文单位；
大多数恒星的M（绝对星等）大于太阳。
四、恒星的多样性
1、按组合形式来分：
单星，双星，星团；
2、按恒星光度变化来分：
稳定恒星；
变星，新星，超新星；
3、按恒星光度和温度的关系来分（赫罗图）：
主序星，白矮星，巨星，超巨星；
4、脉冲星，中子星。
五、银河系和银河
1、同一事物的两个不同现象。
银河系：
是以银河命名的；
星系（形似圆盘）；
银河：
是银河系在天球上的投影（环天光带）；
银河系总质量：
大约1400亿太阳质量；
星数：
1～2千亿颗。
恒星约占90%，星云和星际物质约占10%。
2、银河系结构：
是一个又圆又扁的圆盘体，它的中部较厚，四周较薄，就象运动场上的铁饼。
其组成为：
由圆盘体（直径8万光年）和银晕组成；
圆盘体分核球和银盘两部分；
核球的中心部分叫银核，银核中心部分叫银心。
3、太阳在银河系内的位置和运动太阳的位置：
位于银道面附近；
距银心约2.4万光年；
银盘在运动中形成一些旋臂，太阳位于其中的一条旋臂上，太阳绕银心作转动，同时太阳还相对于邻近恒星的运动，向着武仙座方向前进。
太阳绕转银心：
速度为250公里每秒；
周期是2.5亿年。
六、总星系
河外星系：
除银河系以外的所有星系。
星系群：
相互邻近的星系组合而成的天体体系。
星系团：
比本星系群更加庞大的天体体系。
总星系：
比星系团更高一级的天空世界。
七、宇宙
哲学宇宙：
宇宙无限；
空间无限：
无边无际；
（无边界，形状和中心）；
时间无尽：
无始无终；
（无起源，年龄和寿命）
科学宇宙：
指总星系；
时间上有起源，空间上有边界；
大爆炸宇宙学。
第四节太阳和太阳系
一、太阳的距离和大小
1、日地距离：
149600000公里；
（即天文单位）
2、太阳的大小：
半径约70万公里（地球半径109倍）
3、地平视差和半径：
根据距离和视半径推算线半径。
4、质量：
1.989×
10E33克（约为地球质量的33万倍）二、太阳的热能，温度和热源
1、太阳热能：
（1）太阳常数：
1.97卡/平方厘米.分，或8.16焦尔/平方厘米.分。
太阳常数是在日地处于平均距离，太阳光垂直照射并排除大气影响的条件下，地面上单位面积每分钟所接受的太阳热量。
（2）太阳辐射热能总量：
3.826×
10E26焦尔每秒
（3）地球所得：
1.74×
10E17焦尔每秒（占22亿分之一）
2、太阳温度：
（1）、根据太阳辐射热量数量推算称有效温度；
（2）、根据太阳辐射光谱测定称辐射温度；
太阳光球温度：
5770K；
太阳中心温度：
15000000K；
日冕温度：
1500000K。
3、太阳热源：
（1）、产热过程：
热核反应（氢核聚变为氦核）
（2）、产热方式：
质量转化为能量；
（3）、产能中心：
在太阳核心
4、太阳大气：
太阳可以直接观测的外部层次
（1）、光球：
是太阳大气的底层，最明亮，厚度500千米。
（2）、色球：
是太阳大气的中层，亮度仅及光球的千分之一，厚度2000千米。
（3）、日冕：
是太阳大气的外层，亮度仅及色球的千分之一，无明显的上界。
三、太阳活动：
太阳大气各种变化的总称（太阳“天气变化”）
1、黑子：
扰动太阳的明显标志，各种变化皆与星子同步起
2、耀斑：
扰动太阳的主要标志，对地球的影响最强烈；
3、磁暴，电离层干扰，极光。
四、九大行星：
水星，金星，地球，火星，土星，天王星，海王星，冥王星。
以地球为界分为地内行星和地外行星；
以小行星带为界分为内行星和外行星。
五、行星绕太阳公转
开普勒行星运动定律：
第一定律（轨道定律）：
行星轨道都是椭圆；
太阳位于椭圆的焦点之一。
第二定律（面积定律）：
行星向径在轨道平面上扫过的面积与时间成正比，即面速度不变。
1 2 1 2
第三定律（周期定律）：
两行星周期平方之比，等于其距离立方之比：
T2/T2=a3/a3
1 1 2 2 1 2
牛顿用万有引力定律，修正了第三定律，T2（M+m）/T2（M+m）=a3/a3
开普勒认为，行星单纯绕太阳中心运动；
牛顿认为，行星和太阳都绕它们的共同质心；
质心的位置取决于二者的质量比。
开普勒廓清了行星轨道的特征，指出了行星怎样运动；
获得了天空立法者的美誉。
牛顿解释了行星运动的物理原因，回答了行星为什么这样运动。
至此太阳系理论完全确立。
六、类地行星和类木行星（按行星物理性质分类）
1、类地行星：
水星，金星，地球，火星，距太阳较近，质量较小，平均密度高，以重物质为主，温度高；
2、类木行星：
木星，土星，天王星，海王星，离太阳较远，质量大，平均密度低，以轻物质为主，温度低。
七、彗星和流星体
彗星本质上是在偏心率很大的轨道上绕日运行的冰物质。
彗星奇特外貌是它通过近日点前后的暂时现象；
哈雷彗星；
流星体。
八、太阳系的起源问题
行星轨道的共同特征：
同向性；
共面性；
近圆性星云假说的基本论点：
形成太阳系的物质基础是弥散星云；
形成太阳系的动力来源是自引力。
意义：
“在僵化的自然观上打开第一个缺口”（恩格斯语）
第五节月球和地月系
一、月球的距离和大小
1、月地平均距离：
384000公里；
2、半径：
1738公里；
3、质量：
地球质量的
1/81.3。
二、月球的运动
1、月球绕转地球：
（1）、轨道形状椭圆，偏心率00549；
（2）、周期：
27.32日（恒星月）；
（3）、速度：
角速度；
线速度1公里每秒。
2、月球自转：
（1）、与其公转同步（方向相同，周期相等），称同步自转；
（2）、大体上只看到相同的半个月面。
三、月相
月相：
就是月球的明暗两部分不断变化的状况。
1、月相变化的因素：
太阳照射方向；
地球观测方向。
方向相反，新月；
方向相同，满月；
方向垂直，上弦月或下弦月。
2、月相变化周期：
29.5306日（朔望日）
3、月相、方位和时刻
月相
距角
太阳出没比较
月出
中天
月落
见月时间
新月
0º
偕日升落
清晨
正午
黄昏
彻夜无月
满月
180º
此起彼落
半夜
通宵见月
上弦月
90º
迟升后落
上半夜西天
下弦月
270º
早升先落
下半夜东天
4、月亮愈圆见月时间越长四、月面的自然条件：
（一）、月海，月陆，环形山；
没有大气，没有生命
1、月海：
月球上比较阴暗的部分。
其实那里没有任何形式的水，而是广阔的平原。
较大的月海有10个。
分布在月球的东、西部地区。
2、月陆：
月球上比较明亮的部分，是月球的高地；
3、环形山：
中部低凹，四周凸起的环形地带。
现在叫月坑。
4、月球上的山脉：
月面上也有连绵的山脉，高度达7000～9000km。
5、月球上的亮线和暗线：
亮线：
叫辐射纹，是从大环形山向四周辐射的明亮线条。
暗线：
是深陷的裂缝，有如地面上的沟谷，被叫做月谷。
（二）、月面的物理状况
1、月球上有失重现象
2、月球上没有大气、水分，温度日变化剧烈，无生命
3、月球的内部结构及变化：
月球并不是一存不变的，月球上的月震和火山爆发时刻改变其形状。
其内部结构与地球相似。
（三）、在月球上看天象
到月球上旅行，不仅会为月面上那迷宫般的环形山脉，飘飘欲仙的失重现象，绝无鸟语花香的寂静感到新奇，而且在它上面观察天象，日、地、星辰的出出没没，更是别具一格妙不可言。
第三章地球的运动
地球的运动与地理环境有着密切的关系。
通过本章的学习，深入理解地球运动的基本形式、运动的规律性和运动产生的后果，为学习下一章地球运动的地理意义打下良好的基础。
了解傅科摆偏转速度公式的推导，视太阳日的长度及变化，不同天体的周日运动的演示实验，黄道十二宫及来历。
理解：
恒星日、太阳日、太阴日、恒星年、回归年、近点年、食年、岁差、黄赤交角、黄白交角、恒显星、恒隐星、出没星、恒星周年视差、太阳周年运动、傅科摆偏转速度公式。
关于地球的自转，应掌握：
1）地球自转的证明（主要掌握傅科摆证明）；
2）地球自转的规律：
主要掌握自转的周期（三种周期的关系）及自转的速度（方向、速度）；
3）地球自转的后果：
主要掌握不同天体的周日运动和地球上水平运动的偏向，恒显星、恒隐星、出没星及三种星区的计算。
1）地球公转的证明：
恒星的周年视差、恒星的光行差；
16
2）地球公转的规律：
公转轨道、公转周期、公转速度；
3）公转的后果：
恒星的周年视差、太阳周年运动、行星同太阳的会合运动、月球同太阳的会合运动，行星会合周期的计算。
地球自转的周期、速度、方向、天体的周日运动、地球水平运动的偏向；
地球公转的轨道、周期、速度。
用傅科摆证明地球自转，地球自转的三种周期及其他们的区别、地球自转的速度、不
同纬度天体的周日运动，地球水平运动的偏向。
恒星的三种星区范围的计算，行星会合周期的计算。
从寻找地球运动的证据入手，说明地球运动的规律性及其后果。
地球的运动缺乏直观性，需要借助教具、录像、动画和多媒体课件来演示。
地球的自转和地球的公转的内容在形式上相同（都是从寻找地球运动的证据到地球运动的规律和后果），可采取类比的方法讲授。
关于运动的周期，采用定性和定量计算相结合。
充分利用图解法和动画演示法，是教学本部分内容的有效方法。
在会合运动部分还要结合第一章天球坐标的内容。
地球仪、三球球仪、多媒体课件投影演示。
【教学时间】
本章教材的核心是地球的自转和公转，本章内容比较抽象难懂，关键是建立地球自转
和公转的空间概念，主要掌握地球自转和公转的规律，及其产生的后果。
因此本章内容关键在于如何帮助学生正确地理解有关概念；
逐步培养学生的观察能力、想象能力和空间思维能力，为使学生逐步形成有关物质运动的辩证唯物主义观点奠定基础；
为了达到教学目的，在教学过程中要加强学生的实践活动，多利用多媒体和教具，演示地球的自转和公转运动，使学生从观察入手，步步深入地理解有关地球运动的知识极其知识间的联系，同时
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