上海高考物理宇宙的基本结构

1上海高考物理知识备忘录宇宙的基本结构1、地月系（一）、地球：是一颗直径约为12756km、质量约为6.0*1024kg的行星，以约30km/s的平均速率绕太阳高速旋转。⑴地球球形的证明：①船只出海时渐渐没入地平线，最后完全消失在地球的弧线下方。②人们向南旅行和向北旅行时所见的星空是不同的③月食时观察到地球投到月球上的影子，正好符合地球与月球两者都是球状时所预期的形状④1519至1522，葡萄牙航海家麦哲伦率领的船队第一次环球航行成功，实践证明了地球是球形的。⑤现代，外太空拍摄的地球照片证实地球是球形的⑵北极星附近的星星经长时间曝光摄得的照片说明什么？由于地球的自转，星星在天极附近画出美丽的弧线每隔1h或15min观察一次星星。看到星星和月球一样在东方升起，西方落下，不同的星星彼此相对位置不变而成群地穿越天空，而北极星几乎不动，它周围附近的星星环绕着它做圆周运动。（二）月球：月球走径约为3476km，质量约为地球的1/81，平均密度几乎和地球地壳的密度相等。1609年伽俐略第一次用自己发明的望远镜看到了月球表面的环形山、高地和月海。⑴从地球上看，我们总是看到同样的一些月海，因此我们推断月球总是以同一个面来对着地球。⑵月球对地球的影响——潮汐①潮汐现象产生的原因：由于月球对地球同同部分施加不同的万有引力而产生的②潮汐：A点是离地球最近的点。在这一点上，月球对地表水的引力要大于它对地球其他部位的引力，于是水流向A点，形成高潮。B点是离月球最远的点。在这一点上，月球对地表水的引力要小于它对地球其他部位的引力，加上地球本身的运动，水被抛在其后，这些被抛在身后的水形成另一个高潮。C点和D点为两个低潮点。*⑶月球的成因：碰撞论的假说2、恒星和行星（一）太阳系⑴太阳：太阳是一颗自己能发光发热的气体星球。太阳的直径约为1.4*106km，总质量约为2*1030kg。太阳的能源为：内部的热核反应（轻核聚变）⑵太阳系的结构：行星在太阳的引力作用下，几乎在同一平面内绕太阳公转。距离太阳越近的行星，公转速度越大。ＡＢＣＤ月球2行星的分类：常按照行星离太阳的远近及其结构对行星进行分类以地球轨道为界，把水星和金星称为地内行星；把火星、木星、土星、天王星、海王星称做地外行星。根据行星的轨道序列，以火星和木星之间的小行星带为界，把水星、金星、地球和火星，称做带内行星；而把木星、土星、天王星、海王星，称做带外行星。根据有无坚硬个壳，把水星、金星、地球和火星称类地行星，把木星、土星、天王星和海王星称为类木行星。（二）恒星⑴恒星就是象太阳一样本身能发光发热的星球⑵有一些是3颗、4颗或更多颗恒星聚在一起，称为聚星，如果是十颗以上，甚至成千上万颗星聚在一起，形成一团星，这就是星团⑶有时侯天空中会突然出现一颗很亮的星，在两三天内会突然变亮几万倍甚至几百万倍，我们称它们为新星⑷有一种亮度增加得更厉害的恒星，会突然变亮几千万倍甚至几亿倍，这就是超新星⑸除了恒星之外，还有一种云雾似的天体，称为星云。星云由极其稀薄的气体和尘埃组成，形状很不规则，如有名的猎户座星云3、银河系和河外星系星系：星系是由宇宙中一大群运动着的恒星、大量的气体和尘埃组成的物质系统。宇宙中的星系估计可达1000亿个以上，银河系就是其中一个。银河系以外的星系统特称为河外星系。⑴、星系按外形大致分为：旋涡星系、椭圆星系和不规则星系⑵、银河系是一种旋涡状的星系，太阳处于其中的一个旋臂上。⑶恒星距离的测量除太阳外，离我们最近的恒星大约位于4.3l.y.（光年，光在一真空中运行一个所行进的距离。1l.y.=9.46*1015m）处。周年视差法：利用地球绕太阳运动的性质来测量恒星的距离。4、大尺度结构宇宙：天文学家把所有的空间及其中的万物定义为宇宙。⑴、星系团：上千个以上的星系构成的大集团叫星系团，直径达上千万光年。3⑵、超星系团：若干个星系团组成的更大的超星系团⑶、大尺度结构：从更大尺度上看，宇宙中的可见物质分布在一些巨大的空洞周围，呈纤维状态或薄膜状分布，这就是大尺度结构。⑷宇宙在膨胀天体的演化1、恒星的分类（根据恒星的物理特征来分类，用来分类的主要特征是恒星的体积、温度和亮度）我们观测到的恒星有超巨星、巨星、主序星、自矮星（像地球一样大小）和中子星（只有几千米到几十千米）⑴、恒星的颜色和温度恒星的颜色显示了它的温度，温度较低的恒星，在天空中呈现暗红色。表面温度达55000C的太阳发出白光。更热的恒星（表面温度高于100000C）则会呈现比太阳稍蓝的颜色。⑵、恒星的亮度恒星的亮度取决于它的体积、温度以及离地球的距离。“视星等”：在地球上所见的星体亮度“绝对星等”：该星体在离地球个标准距离情况下所具有的亮度“标准距离”：假想把星体放到10秒差距（即32.6光年，秒差距也是天文学上常用的单位，1秒差距等于3.26光年）远的地方，所观察到的视星等就是绝对星等⑶、恒星的温度和亮度（绝对星等）的关系天文学家把已经发现的恒星的温度和亮度建立了相互关系，称为赫罗图。在赫罗图中，大部分恒星构成了一个天文学上称为主序对角线，在这个主序对角线中，恒星的亮度越大，说明恒星表面的温度越高。4在赫罗图中处于主序对角线中的恒星称为主序星。现在观测到的恒星中，90%都是主序星（包括太阳），恒星一生中在这个阶段停留时间最长。2、恒星的演化恒星演化为分诞生期、存在期、和死亡期⑴、恒星的寿命①一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量越大，寿命更短。②太阳的寿命大约为100亿年，太阳正值“壮年”。③当恒星变为红色的巨星或超巨星时，就意味着这颗恒星将要度过它光辉的一生了。⑵、恒星的演化小质量的恒星：星云→原恒星→主星序→红巨星→行星状星云→白矮星大质量的恒星：星云→原恒星→主星序→超红巨星→超新星→中子星或黑洞随着燃料的耗尽，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀，于是这个恒星就会成为一颗红色的巨星或超星。小型或中型的恒星，在其膨胀成红巨星之后，其外层部分最终会进太空中，那个被留下来的内核变成一颗白矮星。当白矮星不再发出光芒时，就成为一颗完全死寂的黑矮星。如果行将就木的巨星或超巨星突然发生爆炸，这种爆炸就会形成超新星，超新星形成后，外层物质会继续扩散到太空中，成为星去的组成部分，这些星支而后会坍缩成为一个新的恒星。由于爆炸的反作用为，超新星中心的物质被进一步压缩，电子也会陷入到原子核内部，与质子结合形成中心，最终成为一颗中子星。物质的结构*一、晶体和非晶体（知道）1、晶体与非晶体的区别⑴、外形：晶体（大多数固体）具有规则的外形、非晶体（玻璃）没有规则的外形⑵、晶体具有一定的熔点，而非晶全没有一定的熔点⑶、晶体在不同方向上的物理性质（力学、热学、电学、光学性质等——是不尽相同的，这种现象称为晶体的各向异性。而非晶体是各向同性的。1234恒星的质量（与太阳相比）5恒星的寿命（×10亿年）15100太阳52、单晶体和多晶体整个物体就是一个晶体的叫做单晶体。整个物体是同大量不规则排列的小晶体组成的，就叫做多晶体。多晶体的物理性质表现为稳中有各向同性。但多晶体仍有一定的熔点。二、固体的微观结构1、分子间的相互作用力物质是由大量不停地做无规则运动的分子所组成，分子间还存在着相互作用力。分子间的相互作用力很复杂，为了处理方便，采用简化的模型进行研究：假设分子间同时存在引力和斥力的作用，且斥力的有效作用距离比引力小。2、空间点阵⑴、组成晶体的物质微粒（分子、原子或离子）依照一定的规律在空间整齐地排列，构成“空间点阵”。（固体中分子或原子间距离在零点几纳米左右，相互作用比较明显）微粒在一定的平衡位置附近不停地做微小的振动。⑵、晶体的各向异性的解释：在不同的方向上，物质微粒的数目均不同，使晶体在不同方向上的力学性质、导热性、对光的折射率等物理性质都会不同。三、液体的微观结构1、液体与固体和气体的区别（1）、液体和气体没有一定的形状，是流动的。（2）、液体和固体具有一定的体积；而气体的体积可以变化千万倍；（3）、液体和固体都很难被压缩；而气体可以很容易的被压缩；液体的性质介于气体和固体之间，它与固体一样具有一定的体积，不易压缩，同时又像气体一样，没有固定的形状，具有流动性。2、液体的微观结构跟固体一样，液体分子间的排列也很紧密，分子间的作用力也比较强，在这种分子力的作用下，液体分子只在很小的区域内做有规则的排列，因此具有一定的体积，且不昴被压缩。但这种区域是不稳定的，具有明显的不确定性：边界、大小随时改变，液体就是由这种不稳定的小区域构成，只在很小区域内表现出一定的规则性而且这种区域还是暂时形成的，大小、边界随时瓦解，再重新组合，宏观液体是由大量暂时形成的小区域组成，而这些小区域又杂乱无章的排布着，使得液体表现出各向同性。非晶体的微观结构跟液体非常类似，非晶体随着温度的升高而逐渐软化，流动性也逐渐增加，因此，有时把非晶体看作是过冷液体，而固体往往只专指晶体。