太阳和太阳系：离我们最近的恒星和恒星系统

第一课时

【教学目标】

1.使学生能够正确认识太阳的基本特征及其外部结构。

2.了解太阳活动对地球的影响及太阳的能量来源。

教学重点

太阳大气结构，黑子和耀斑对地球的影响。

教学难点

太阳活动（黑子和耀斑）对地球的影响。

教学方法

谈话法。

教学媒体

投影片、挂图。

教学过程

【导入新课】

在前面我们学习了地球在宇宙中，初步了解了地球的宇宙环境，认识到地球只不过是千千万万颗普通天体中的一个，然而地球又以其具有生命存在而大大不同于一般天体，这其中，地球和太阳的千丝万缕的关系是至关重要的。今天我们就学习离我们最近的恒星和恒星系统——太阳和太阳系。

【板书】第二节　太阳和太阳系

一、太阳概况

【启发引导】太阳的光和热是人类赖以生存和活动的源泉，有了太阳，地球上才有了万物生机。

你们知道太阳有多大吗？它又是由什么物质组成的？

太阳同所有的恒星一样，也是由炽热的气体构成的，主要成分为氢和氦。这颗距离地球最近的恒星，日地平均距离也有1.5亿千米远。光走过这段距离，也需要8分18秒的时间。跟地球相比，太阳到底有多大？我们来看一组数据：

【板书】日地平均距离1.5亿千米

【出示投影】地球与太阳的几组对比数据

【指导学生看书】

【承转过渡】我们许多同学都听说过太阳黑子，这黑子到底是什么物质？存在于太阳的什么地方？除了黑子之外，太阳上还有些什么？这些要求我们必须去了解太阳的结构了。

事实上，人类对于太阳的了解还是太少了。太阳的内部结构，直到目前我们也知之甚少，大多只能根据理论推算，从太阳中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气。

【边介绍边画太阳内部结构板图】

太阳的中心是核反应区，通过热核聚变释放出巨大的能量，能量通过辐射区、对流区向外传递。

我们现在借助探测仪器可以直接观测到的，实际上是太阳的大气层——外部构造，人们发现太阳大气从里向外分为三层。

太阳大气分为哪三层呢？请同学们快速阅读课文——太阳的外部构造。

学生快速阅读。

【启发提问】（1）太阳大气的最底层是什么层？为什么叫光球层？

（2）太阳黑子是怎么回事？

太阳大气的最底层是光球层，我们用肉眼看到的明亮夺目的太阳光就是从这一层发出的，所以称之为“光”球层。光球层的太阳大气很薄，只有500千米厚，温度也不高，只有6000K，对于巨大炽热的太阳来说，光球层确实太薄了，温度也的确不高。

【边讲边画太阳外部结构板图】

太阳黑子实际上就是光球层表面温度比较低的区域，这里比光球表面低1500℃左右，因而显得比光球暗，由此得名。

指导学生读“太阳”挂图，看太阳黑子。

【启发提问】哪位同学能为我们介绍一些关于黑子的情况？

根据回答情况，补充介绍：

（1）黑子的周期：数目具有周期性，极大年，极小年，11年周期（指导读书中的插图）；

（2）黑子的大小：大小不一，小的直径有2千米，大的直径3000～7000千米；

（3）寿命：很短，几小时——几个月；

（4）一般成群出现，一个点→一对→一群→消失；

（5）黑子有强大的磁场，波峰年会影响地球，出现异常；

（6）我国很早就有了关于黑子的记录。

公元前，《汉书》记载“三月乙末，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”可是，为什么光球层表面会出现黑子？至今，这还是一个未解之谜。

【启发提问】（1）太阳大气的第二层是什么？有什么特点？

（2）色球层上有什么活动方式？

光球层外，是太阳大气的第二层，这是一层玫瑰色的太阳大气，因而称为色球层。

指导学生读挂图《太阳》，观看色球层的色彩和活动方式。

与光球相比，色球厚多了，有几千千米厚，温度也高，从里向外，温度由四五千度升高到几万度，但发出的可见光却很弱，平时无法直接用肉眼观测，只有在日全食时，或用特殊仪器才能看到。为什么温度越来越高，而可见光却很弱，目前，这也是一个未解之谜。

引导学生读挂图。我们看，在色球层中，有时会突然出现这样红色的火焰，巨大的火焰柱升腾而起，这种现象称为日珥，日珥上升的高度可达几百到几十万千米，最高可达100多万千米，然后在太阳引力的作用下，回落太阳表面，或者挣脱太阳引力，消散于茫茫宇宙之中。

我们再看挂图，这里有一些非常明亮的斑点。色球层上，有时短时间内某个区域会出现这种突然增亮的现象，我们称之为耀斑，又叫色球爆发。

【简介耀斑】（1）寿命：300秒到几分钟，其间面积、亮度增到极大，然后减弱、消失；

（2）周期：与黑子一致，11年，出现的位置也与黑子对应；

（3）能量巨大；书上形容得很好，它在很短的时间内，能放出巨大的能量，有很强的无线电波、射线以及高能带电的粒子流，相当于100亿颗百万吨级的氢弹的能量。

这能量如果能被我们利用该多好呀，可是目前我们还远远做不到。耀斑爆发为什么会释放出如此巨大的能量？我们还不清楚；它为什么会与黑子对应出现？我们也不清楚，这又是一个未解之谜。黑子和耀斑都是太阳活动的主要标志。

【启发提问】（1）太阳大气的最外层又有什么特点？

（2）太阳上真的会“刮风”吗？

色球层之外，是越来越稀薄的太阳大气的最外层——日冕，它的温度极高，可高达100万度，这是一层完全电离的气体层；日冕的厚度极厚，可从色球层边缘向外延伸到几个太阳半径那么远，但亮度却更暗了，也只有在日全食或用日冕仪才能看到。

在100万度高温的作用下，太阳大气在这一层被热电离为高能带电的粒子流，有极大的动能，容易挣脱太阳的引力，以高速冲向行星际空间，这种现象就是太阳风。

【简介太阳风】（1）是热电离的气体粒子以高速向外冲出；

（2）速度约为350km／s以上，5～6天就可到达地球（可对比地球上的风速）；

（3）组成粒子中，He核占95%，H核占5%。

为什么太阳大气越向外温度越高呢？这又是一个未解之谜。

宇宙真是太令人神往了，我多么希望这些谜底是由我们来揭开。

【启发提问】太阳大气由里向外的三层，厚度、温度变化有什么规律？各层主要的活动方式都有什么？

【总结板书，列表】

【承转过渡】黑子具有强大的磁场、耀斑可释放出巨大的能量、太阳风是高能带电的粒子流，当这些活动出现的时候，势必会对地球造成很大的影响。

【启发提问】（1）黑子、耀斑、太阳风都以什么形式影响地球？

（2）对地球会造成什么影响？

学生讨论、回答。

黑子和耀斑增多时，会发出强烈的射电，干扰地球上空的电离层，影响地面的无线电短波通讯。

指导学生阅读《高中地图册》第二章《大气垂直分层图》，简介地球的电离层及其作用。举例说明黑子和耀斑发出的射电对无线电短波通讯的影响（见参考资料）。

耀斑和太阳风放射出的高能带电粒子流，冲击地球磁场，使磁针不能正确指示方向，产生“磁暴”。

出示投影片《太阳活动对地球的影响》，引导学生分析，带电粒子流使地球磁场发生了什么变化？带电粒子流冲进地球大气，被地球磁场捕获，沿磁力线向地球两磁极运动，与稀薄的大气碰撞激发，产生极光。

【小结并板书】【承转过渡】除此以外，太阳活动的影响还有很多，现在专门有人在研究“太阳活动与气候”、“太阳活动与人体健康”等，太阳之所以会有如此大的影响，关键在于它有太多、太大的能量。

【启发提问】（1）太阳如此巨大的能量从哪里来的呢？

（2）再有多长时间太阳的能量就会消耗完了？

指导学生速读课本《太阳能量的来源》。

这节课，我们从太阳开始，认识地球身边的事物，下一节我们将继续了解距离我们更近的、就在太阳系中的一些其他的天体。

【课堂总结，布置作业】

板书设计

第二节　太阳和太阳系

一、太阳概况

主要成分：氢和氦

基本数据：（见书）

二、太阳的外部结构

1.太阳的外部结构板图

2.对比

3.太阳活动对地球的影响

4.太阳能量的来源

太阳中心的热核聚变

第二课时

【教学目标】

1.使学生能够正确认识太阳系的组成。

2.使学生能够了解太阳系中各种天体的性质特征。

教学重点

太阳系的组成。

教学难点

行星和恒星的区别。

教学媒体

“太阳系模式图”挂图，录像机及自行剪辑九大行星概况、彗星录像节目，投影片或月貌图片。

教学过程(www.xing528.com)

【导入新课】

在前面我们学习了地球在宇宙中，了解了地球所在的太阳系的中心天体—太阳的情况，今天我们就到太阳系中去看一看，看看在太阳系这个大家庭中，我们地球还有哪些兄弟姐妹。

三、太阳系及其成员

【启发引导】（1）太阳系都由哪些天体类型构成？

（2）太阳系的中心天体是哪一个？为什么它会成为中心天体？

太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流行体、行星际物质构成的天体系统，中心天体是太阳，因为太阳的质量实在是太大了，占太阳系总质量的99.86%。根据万有引力定律，大质量的吸引小质量的。这样，太阳系中的其它天体就在太阳巨大引力的作用下，围绕太阳公转，太阳成为中心天体。

【指导学生画书】

【启发引导】（1）请同学们一起看“太阳系模式图”，从图中可见，除太阳外最重要的一种天体是什么？

（2）什么特征的天体就是行星？

（3）你知道在满天的繁星中，哪些是恒星？哪些是行星？

（4）你对哪一颗行星有所了解？请介绍给同学们。

（5）现在，太阳系中已发现的行星有哪几颗？按照距离太阳由近及远的顺序，快速记忆。

行星和小行星是非常重要的一种天体，行星是在椭圆轨道上绕太阳运行的、近似球形的天体，质量比太阳小得多，本身不发射可见光，以反射太阳光而发亮。

行星，“行”说明它有相对的位置移动；恒星，“恒”说明它的相对位置不发生变化，即在以恒星组成的各个星座的天空背景上，行星有明显的相对移动。恒星中，只有太阳给我们的感觉例外，这是因为与其它遥远的恒星相比，太阳距离我们太近了，而地球围绕着太阳公转，造成了每天太阳东升西落的视运动。一般情况下，目视观测，满天繁星中，眨眼睛的是恒星，不眨眼睛的是行星。

目前已知太阳系有九大行星，按照距离太阳由近及远，依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星；在火星、木星之间夹有小行星带。

九大行星中，水星距离太阳最近，常常湮灭在太阳夺目的光辉中，只有在特殊的日子里，才能看到。我们比较常见的是金星、火星、木星、土星；而天王星、海王星、冥王星距离太远了，必须用较大倍数的望远镜才能看到。

小行星在火星和木星之间，用“成群结队”来形容一点也不过分。目前，天文学家已经发现了成千上万颗小行星。它们的体积很小、质量很轻，最大的是“谷神星”，半径仅及地球半径的1／15，直径大于200千米的不过30颗。

【播放录像】请同学们边看录像，边解决以下几个问题：

【投影下列问题】

（1）九大行星中，具有固体核心的有？没有固体表面，呈现流体行星的是？

（2）九大行星中，体积、质量最大的是？最小的是？

（3）表面温度最高的是？最低的是？

（4）平均密度最大的是？最小的是？

（5）卫星数目最多的是？其次是？

（6）哪些行星有美丽的光环？

（7）自转周期、公转周期、公转平均速度，按照距离太阳由近及远，有什么变化的规律？

（8）自转运动有特殊现象的是？怎么特殊？

看完录像后，学生依次回答上述问题。

【书面落实】请同学们读课文后的“九大行星的比较数据”表，将“之最”标在表中。将自转周期、公转周期、公转平均速度的变化规律标在表中，即自转周期：长—短—中；公转周期：短—长；公转平均速度：快—慢。

金星的自转轴是倒着的，它自东向西自转，站在金星上，太阳是西升东落；天王星的自转轴是躺着的。

根据万有引力定律，利用理论推算，冥王星的实际公转轨道仍然比计算轨道向外偏，人们不禁猜测，有没有第十大行星呢？1994年，智利的天文学家曾宣称他们发现了第十颗行星，但世界绝大多数的天文学家没有认可，到底有没有第十颗行星呢，人们依然在不断地寻找着。

【启发引导】九大行星中除了距离太阳最近的水星、金星外，其它的都有自己的卫星，什么样的天体叫卫星，我们最熟悉的卫星是哪一个？

卫星是围绕行星运动的天体，它本身不发射可见光，而靠反射太阳光而发亮，卫星的质量比行星又小得多了。我们了解的最多的卫星就是月球。利用宇宙飞船，宇航员已经成功地在月球上着陆，并带回了月球的土样和岩石标本，在月球的照片上我们可以清楚地看到月球的容貌。

出示几幅月球的图片或者投影片，简介。

【承转过渡】请同学们再看“太阳系模式图”，这种在扁长的轨道上绕太阳运行的天体是彗星，为什么有的人把彗星叫做“扫帚星”？我们听说过哪些彗星的名字？彗星的外貌有什么特点？它的结构如何？请同学们带着问题看录像。

看录像《彗星》。

彗星简介：（1）云雾状的独特外貌，质量很小；

（2）主要由冰物质构成（含尘埃、水、甲烷、二氧化碳等），有人称它为“脏雪球”；

（3）结构分彗核、彗发、彗尾（分离子尾、尘埃尾），彗星在远离太阳时，只有一个冰冻的彗核，当行进太阳时，组成物质升华而形成彗发，在太阳风的吹拂下，背向太阳的一侧出现彗尾，远离太阳时，彗尾消失，尾永远背向太阳；

（4）目前已经发现了1600多颗彗星，最著名的就是哈雷彗星，1985～1986年，曾回归；

（5）彗星的公转周期各不相同，相差极大，有的几十年，有的几百年，哈雷彗星的公转周期为76年。

【承转过渡】有时我们会看到夜空中，一道星光划过，这就是我们说的流星，流星现象是怎样发生的呢？流行落到地面是什么样子？

学生讨论回答，然后速读课文“流星体”。

【启发引导】行星际空间是否是“真空”状态？

行星际空间分布着极其稀薄的气体和尘埃，称为行星际物质，行星际物质的来源——太阳风、星际冲撞……

【课堂总结】

板书设计

三、太阳系及其成员

1.太阳系：中心、成员、吸引、绕转

2.太阳系的成员：

①行星和小行星：水、金、地、火、小行星带、木、土、天、海、冥

②卫星

③彗星：云雾状外貌，结构（彗核、彗发、彗尾）

④流星体

⑤行星际物质

第三课时

【教学目标】

1.使学生能够正确叙述太阳系中九大行星的运动特征和结构特征。

2.使学生能够正确理解地球上有生命物质存在的条件及原因，正确认识太阳也是普通天体之一，从而形成唯物主义的宇宙观。

教学重点

九大行星的运动特征和结构特征。

教学难点

九大行星的结构特征。

教学媒体

投影片、太阳系的模式挂图等。

教学过程

【导入新课】在太阳系中，九大行星就好像一个家庭中的九个兄弟，有许多共性，今天，我们就一起来了解九大行星在运动特征和结构特征上的共同之处。

【板书】3.九大行星的运动特征和结构特征

【启发引导】请同学们一起阅读地图册上的“太阳系模式图”，读图分析：

（1）九大行星在公转的方向、轨道等方面有什么共性？

（2）图中符号“i”、“e”代表什么意思？这两组数字能说明什么问题？

九大行星公转的方向相同，均为自西向东转，我们称为同向性。

符号“i”表示轨道倾角。（简介黄道、黄道面、轨道倾角）各大行星的轨道倾角都很小，只有水星和冥王星的大一些，最大也不过17°，说明九大行星的公转轨道近似在同一个平面上，我们称之为共面性。

符号“e”代表公转轨道椭圆的偏心率，即焦点到椭圆中心的距离与椭圆半长轴之比，它决定椭圆的形状。偏心率越小，越趋向于圆，当偏心率为0时，轨道就是圆。九大行星的公转轨道的偏心率都很小，说明它们的公转轨道都是接近于圆的椭圆，我们称之为近圆性。

【小结并板书运动特征】

【启发引导】还记得我们上节课看过的录像吗，九大行星的质量、大小、化学组成等结构特征既有共性，又有差异。由此，可以将九大行星划分为三类——与地球类似的称之为类地行星，包括水星、金星、地球和火星；体积和质量都大的称之为巨行星，包括木星和土星；第三类是距离太阳远的天王星、海王星、冥王星，称之为远日行星。现在，我在黑板上列一个表，看看你能否根据所学的知识填出：

九大行星的结构特征

边启发，边指导学生填表。

指导学生将三类行星的主要结构特征画书。

【承转过渡】通过我们对九大行星的了解，我们知道目前只有地球上具有生命存在，地球为我们提供了什么条件呢？

启发学生讨论，得出结论。

地球为生命物质的存在提供了两个最优越的条件，这也是其它行星不具备的条件——（1）地球在太阳系中的位置适中，使之具有介乎0～100℃之间的温度范围，这样地球上就有三种状态的水存在，尤其是液态水的存在。（2）地球具有适当的体积和质量，它的引力可以吸附住地球大气；地球大气经过了漫长的演化过程，产生了氧气，创造出了适于生物呼吸的大气。

指导学生画书。

【启发提问】宇宙中是否只有地球上存在有生命物质？

根据我们刚才的分析，具有上述两项条件就可以存在的生命物质，而在宇宙中，在其他的恒星系统中，是否也会存在像地球这样的天体？这是非常有可能的！因此，人们通过各种途径，正在不断地探索。

【总结全课，布置作业】

小资料

强在磁暴笼罩地球

据《生活时报》报道，一种名为“日凌”、由太阳耀斑爆发而造成的磁暴，目前正在继续之中，专家告诫，它将给地球上的通信、导航和输电等造成不利影响。

何为“日凌”？也许是译音的不同，记者向中科院北京天文台及空间科学与应用研究中心咨询时，专家们对此名词都颇感生疏，他们认为，所谓“日凌”，实际上就是美国科学家用天文望远镜探测到的9月24日晚地球附近发生的一次强大磁暴，在美国的威斯康星州能看到这次磁暴所伴随的明亮的极光。

太阳耀斑是太阳大气层局部区域活动突然剧烈、亮度突然增强的一种现象，太阳耀斑可释放出大量高能粒子，当这些粒子到达地球后，会与地球磁场发生作用，干扰地球磁场，形成磁暴。磁暴发生时，地球上的无线电通信会受到干扰甚至中断，一些依靠地磁场工作的导航仪等电子设备也会出现异常。

为避免造成重大损失，日前上海证券交易所发出通知，通知说，10月上旬，上证所的卫星通信网络将不同程度地受到“日凌”的干扰，干扰的起止日期与各地球站的地理位置有关，受干扰的持续时间与天线的口径有关，天线大，持续时间短（约数分钟）；天线小，持续时间长（约十几分钟）。我国范围内受影响的时间在12∶30～13∶00左右，因上证所的下午交易时间为13∶00～15∶00，因而日凌的干扰可能对卫星信息传输产生一些影响，望各会员单位的卫星用户注意，在受干扰期间，不要开关任何设备，干扰过后，通信会自动恢复。

10月8日晚7时许，某省电视台卫星节目正常播放时，信号突然中断，屏幕上的字幕显示是受日凌干扰。

（陈君）

宇宙射线强力爆发

美国宇航局总部的官员们最近宣布，8月27日晚太阳系外发生了一次极其强大的宇宙射线爆发，致使两颗在地球轨道上运行的卫星被迫关闭了自己的科学仪器。

据《华盛顿邮报》报道，这是一次伽玛宇宙射线和X宇宙射线的大爆发，它是由一颗名叫SGR1900＋14的中子星的表面发生震动而释放出巨大能量所引起的。

这颗极其致密的中子星位于天鹰星座，距地球大约两万光年。虽然它的直径只有大约19千米，但是它的质量却是太阳的1.5倍。科学家比喻说，这种中子星上一勺物质的重量就相当于地球上一艘航空母舰的重量。它的磁场极其强大，比地球上任何磁场都要强大数万亿倍，甚至比宇宙中任何先前已探测到的磁场也要强大100倍。

美国宇航局说，这次有7颗卫星探测到了这次巨大的宇宙射线爆发。如果人类能够对这样巨大的能量加以控制和利用，它可以满足地球上全部能源需求达数万亿年。这次爆发只持续了5分钟，但它所释放出的能量却相当于太阳在未来300年里所释放的能量总和。

这样强大的磁场放置如果在地球和月球之间距离的一半时，人们口袋里所有信用卡上记录的信息将会消失。

值得庆幸的是，这次爆发的巨大能量都被大气层上层所吸收了，到达地球表面的只是极少一点，因此对地球上的生命没有造成危害。