11人类认识的宇宙

人类是如何认识和探索宇宙奥秘的关键信息项：1、探索宇宙的历史阶段古代观测近代科学革命现代技术发展2、主要探索手段天文观测太空探测器载人航天3、重要理论与发现相对论宇宙大爆炸理论黑洞的研究4、国际合作项目国际空间站大型天文望远镜联合观测5、未来探索方向系外行星研究暗物质与暗能量探索11 人类探索宇宙的历史可以追溯到远古时代。

在古代，人们通过肉眼观测星空，记录天体的位置和运动，形成了早期的天文学知识。

例如，古埃及人通过观测天狼星的位置来预测尼罗河的泛滥，而中国古代的天文学家则编制了详细的星表。

111 随着时间的推移，进入近代科学革命时期，天文学迎来了重大突破。

哥白尼提出的日心说挑战了传统的地心说，改变了人类对宇宙结构的认识。

开普勒发现了行星运动的三大定律，进一步揭示了天体运行的规律。

伽利略则通过自制望远镜观测星空，发现了木星的卫星、月球的表面特征等，为近代天文学的发展奠定了基础。

112 到了现代，随着科技的飞速发展，人类对宇宙的探索手段也日益丰富和先进。

太空探测器成为了人类探索太阳系及更远宇宙的重要工具。

例如，旅行者号探测器已经飞出太阳系，向宇宙深处进发，携带了人类的信息，希望能与可能存在的外星文明取得联系。

21 天文观测是人类认识宇宙的重要手段之一。

地面上的大型天文望远镜能够捕捉到遥远天体发出的微弱光线，通过光谱分析等技术，了解天体的化学成分、温度、速度等信息。

同时，射电望远镜的出现也让人类能够探测到宇宙中的无线电波，发现了脉冲星等神秘天体。

211 太空探测器的使用为人类带来了更加详细和准确的宇宙信息。

例如，火星探测器对火星的地质结构、气候条件等进行了深入研究，为未来人类登陆火星和建立火星基地提供了重要的数据支持。

212 载人航天是人类探索宇宙的重要里程碑。

宇航员能够在太空中进行实地观测和实验，亲自感受宇宙的环境。

国际空间站的建设为长期的太空科学研究提供了平台，多个国家的宇航员在上面共同工作，开展了一系列的科学实验和观测活动。

人类认识的宇宙教学目标一、知识目标1．了解宇宙的概念和宇宙的特点。

2．了解宇宙的主要组成物质、天体及其类型。

3．了解天体系统的结构，以及地球在天体系统中的位置。

4．理解地球上存在生物的原因。

二、能力目标1．通过阅读分析教材，使学生具有归纳整理知识、提取重点和找出知识间内在联系的自学能力。

2．通过阅读图片、画图和思考等活动，提高学生从图中获取知识的能力。

三、德育目标1．通过了解宇宙的物质组成，使学生树立辩证唯物主义思想和正确的宇宙观，并注意识别和抵制伪科学。

2．通过了解天文学家探索宇宙的事例，激发学生爱科学和探索宇宙奥秘的精神。

关于天体系统的教学建议关于天体系统，教师重点要说明天体系统的层次。

尤其是知道地球在这个层次中的位置。

人类目前观测到的宇宙，其最远的天体离地球大约150亿～200亿光年。

我们针对目前观测到的宇宙进行了分类。

因此有了天体系统的层次。

建议教师采用本期提供的动画“天体系统”来进行教学。

该动画能很清晰地展现天体系统的层次。

而且有各类天体的典型图片，能加深学生的印象。

尤其动画中包含了太阳系和地月系的动画，使学生能一目了然地了解各个层次的天体运行状态。

关于地球的普通性的教学建议在“宇宙中的地球”这部分，教材提到了地球是太阳系中的一颗普通行星。

为了让学生理解这点，教师可以通过出示“太阳系九大行星的比较数据”表格，让学生比较太阳系中九大行星五个指标的数值。

则不难发现，地球的邻居们和地球非常相像。

尤其是金星，其质量、体积和地球相差无几。

这些数据说明：地球在太阳系成员中是非常普通的，其运动状态和运动特征没有任何特殊的地方。

如果课时允许，教师可以引导学生总结太阳系九大行星的运行特征：（1）共面性；（2）近圆性；（3）同向性。

之所以要重点提出地球的普通性，是为了让学生树立正确的宇宙观，树立唯物主义的世界观：世界是物质的，各种物质都处在不断的运动变化中，但它们的运动是有规律的。

关于地球的特殊性的教学建议在讲授“宇宙中的地球”时，教师在说明了地球是宇宙中的一颗普通行星后，还需要说明一个问题：即地球是一个非常特殊的行星。

对宇宙的认识过程一、古代对宇宙的认识在人类历史的早期阶段，人们对宇宙的认识非常有限。

他们认为地球是宇宙的中心，天空中的星星和行星是神秘而神圣的存在。

古代文明如古埃及、古希腊和古中国等都有关于宇宙的神话和神话传说。

这些神话中描述了宇宙的起源和组成，但缺乏科学的证据和观测数据。

二、天文学的发展随着时间的推移，人类开始使用天文仪器和观测技术来研究宇宙。

古代的天文学家通过观察星体的运动和位置，建立了一些关于宇宙结构和运行规律的基本理论。

三、日心说和地心说的争议在古代，关于宇宙的认识出现了两种主要观点，即日心说和地心说。

日心说认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星围绕太阳运行；地心说则认为地球是宇宙的中心，太阳和其他行星围绕地球运行。

这两种观点在古代引发了争议和辩论，直到哥白尼提出了日心说并得到了科学界的认可。

四、望远镜的发明望远镜的发明极大地推动了对宇宙的认识。

伽利略·伽利莱是第一个使用望远镜观测天体的科学家，他观察到了月球表面的山脉和陨石坑，发现了木星的四颗卫星，并证实了日心说的正确性。

望远镜的使用使得天文学家能够更加清晰地观测太阳系中的行星和星星，进一步拓展了对宇宙的认识。

五、宇宙的扩张和宇宙背景辐射的发现20世纪初，爱因斯坦的广义相对论提出了宇宙的膨胀理论，即宇宙正在不断地扩张。

后来，天文学家发现了宇宙背景辐射，这是宇宙诞生后所遗留下来的辐射，为宇宙大爆炸理论提供了有力的证据。

宇宙大爆炸理论认为，宇宙在约138亿年前由一个极其高温高密度的初始状态诞生，随后不断地膨胀和冷却。

六、宇宙的组成和结构通过观测和研究，科学家们逐渐揭示了宇宙的组成和结构。

宇宙主要由普通物质、暗物质和暗能量组成。

普通物质包括星系、恒星、行星等，而暗物质和暗能量是目前尚未直接观测到的，但通过宇宙背景辐射和其他观测数据得到了间接证据。

宇宙的结构包括星系团、星系和恒星等层级，形成了宇宙的大尺度结构。

七、现代天文学的发展随着科学技术的不断进步，现代天文学在对宇宙的认识方面取得了巨大的进展。

课时作业(二)人类认识的宇宙太阳、月球与地球的关系人类对宇宙的新探索一、选择题(4分×15＝60分)美国航空航天局2011年11月28日宣布，在太空“宜居带”中发现一颗迄今为止最像地球的小行星—Gliese 581g。

结合下图，回答1～2题。

1．小行星带位于图中哪两颗行星之间()A．3和4B．4和5C．5和6 D．6和72．距离位置3行星的最近的一个恒星是()A．太阳B．哈雷彗星C．织女星D．火星解析：图中1表示水星，2表示金星，3表示地球，4表示火星，5表示木星，6表示土星，7表示天王星，8表示海王星，9表示彗星。

小行星带位于火星和木星之间，距离地球最近的恒星是太阳。

答案：1.B 2.A中新网2011年8月16日报道据日本新闻网16日报道，日本国立宇宙航空研究开发机构和东京药科大学等合作，已经开始一项火星生命探测计划，并准备在2020年前后发射一颗火星探测卫星，寻找外星生物。

读下表，完成3～4题。

行星质量(地球为1)体积(地球为1)平均密度(g/cm3)公转周期自转周期四季更替地球 1.00 1.000 5.52 1.0年23时56分有火星0.11 0.150 3.96 1.9年24时37分有3.在下述条件中，火星与地球最接近的是()A．重力加速度大小B．公转周期长短C．表面温度高低D．昼夜交替周期长短解析：从表中数据可看出火星与地球最接近的是自转周期，而自转周期的长短决定着昼夜交替周期的长短。

答案：D4．人类深空探测对火星情有独钟的原因是()A．有生命存在B．是距地球最近的行星C．有昼夜交替D．是八大行星中与地球自然环境最相近的行星解析：因为在太阳系八大行星中，火星与地球的环境最为类似，是太阳系中最有可能存在生命的天体，故人们对它的探索极有兴趣。

答案：D据英国《每日邮报》最新报道天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星，距地球仅40光年。

它是一个热气腾腾的“水世界”，体积是地球的6倍。

(1)地球是太阳系中一颗普通的行星①从运动特征来看，地球与其他七大行星十分相似。

②从结构特征来看，地球与水星、金星和火星有许多共同之处。

③从突出特征看，地球并无特别之处。

距太阳最近的是水星，最远的是海王星；距离地球最近的是金星，最远的是海王星；体积和质量最大的是木星，最小的是水星；平均密度最大的是地球，最小的是土星；八大行星中唯一逆向自转的是金星；自转周期最长的是金星，最短的是木星；八大行星中，距离太阳越近，公转速度越快，公转周期越短。

卫星数目最多的是土星，没有卫星的是水星和金星。

(2)地球是太阳系中一颗特殊的行星在太阳系甚至整个宇宙中，目前人们只知道地球上有生命的存在和发展。

所以说地球是一颗特殊的行星。

地球上生命物质的存在与地球所处的宇宙环境和适宜的自身条件有关。

如下图所示：特别提醒(1)天体只有相互吸引，并且相互绕转才能形成天体系统。

(2)“冥王星”在2006年8月24日国际天文学联合大会上被降级成为“矮行星”。

(3)八大行星中，质量和体积最大的是木星，能够用肉眼看到的是水、金、地、火、木、土这六颗行星。

(4)哈雷彗星的绕日公转方向呈顺时针，和八大行星公转方向相反。

(5)地球在太阳系中是一颗普通行星，它与八大行星相似的方面有：①均绕轴自转。

②均绕太阳公转，公转的方向均为逆时针，公转轨道为近似正圆的椭圆轨道，公转轨道几乎在同一平面上(八大行星的运动特征：同向性、共面性、近圆性)。

③均有一定质量、体积和密度。

④本身不发可见光，依靠反射太阳光而发亮。

太阳辐射能是地球上最重要的能源，太阳辐射到达地球表面及其分布的规律，可结合“中国太阳年辐射总量的分布图”，理解原理并学会具体分析。

(1)地表获得太阳辐射能量多少直接取决于太阳辐射强度和日照时间。

太阳辐射强度是指到达地面的太阳辐射状况，其强弱既与太阳高度有关，也与当时的天气特征、海拔等因素有关。

一般来说，太阳高度角大的地方太阳辐射强；天气状况好的地方太阳辐射强；海拔高的地方太阳辐射强；反之，太阳辐射弱。

第一单元第一节 地球的宇宙环境 1、 人类对宇宙的认识：可见宇宙的半径约140亿光年。

光年是天文学中的距离单位。

2、 多层次的天体系统天体:宇宙间物质存在的形态。

天体系统：天体在万有引力和天体的永恒运动下相互吸引、相互绕转组成天体系统。

1）银河系主要由恒星和星云构成。

2）太阳系由太阳、围绕太阳运行的行星，矮行星以及小行星.卫星、彗星、流星体和行星际物质等组成。

3）地月系由地球和月球构成。

其中月球自转的方向和周期与其公转的方向和周期完全一致。

3、普通而特殊的行星——地球。

1）普通性——外观、物理性质、太阳系当中的位置普通。

2）特殊性——是目前所知的唯一的高级智慧生命——人类分布。

适合的温度 自身条件： 适度厚度的大气3）生命存在的原因： 供生物生存所需的液态水 外部条件： 稳定的光照 安全的宇宙环境 第二节 太阳对地球的影响 1、 太阳辐射与地球太阳辐射：太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。

太阳辐射的波长范围在：0.15—4微米，可分为可见光、红外光、紫外光 太阳辐射能量主要集中在波长较短的可见光波段。

太阳辐射的影响：是地球大气运动、水循环的主要能源，为人类提供了源源不断的能量。

影响太阳辐射的主要因素：气候（天气状况）地形（ 地势）纬度位置（太阳高度） 太阳辐射对农业生产的影响：有利：光影响光合作用，温度影响呼吸作用弱。

不利：温度影响作物生长期。

太 阳 系其他行星系 地月系天体系统的级别低地球 月球其他恒星系太阳活动对地球的影响：1）对气候的影响2）扰乱地球上空电离层，影响无线电波通讯 3）扰动地球的磁场，产生“磁暴”现象 4）作用于两极高空大气，产生极光5）干扰电子设备，威胁太空中的宇航器的安全 6）影响地球的自然环境，产生自然灾害。

（如地震）第三节 地球的运动一、 昼夜更替 1、 晨昏线：昼半球和夜半球的界限。

侧视图中过地心。

晨昏线的判定：顺地球自转方向由黑夜——白天的为晨线。

顺地球自转方向由白天——黑夜的为昏线。