科普太阳系的行星
本号专注高中物理知识,未经许可请不要随意转载到各种平台,谢谢各位的支持! 点击查看:使用本号方法说明 一、太阳系 太阳系是以太阳为中心,和所有受到太阳的引力约束并绕太阳运动的天体的总和。包括八大行星(离太阳从近到远的顺序:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)、以及至少颗已知的卫星、5颗已经辨认出来的矮行星和数以亿计的太阳系小天体。广义上,太阳系的领域包括太阳,四颗像地球的内行星,由许多小岩石组成的小行星带,四颗充满气体的巨大外行星和充满冰冻小岩石被称为柯伊伯带的第二颗小天体区。 由开普勒第一定律知道:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。这些椭圆的偏心率大多都不大,通常可以看做一个圆。 这些行星的椭圆轨道有个显著的特点,就是这些椭圆一个套一个,几乎都在一个平面上,不同行星的轨道面偏差最多也不过几角秒。这个偏差小到什么程度呢?打个比方,如果把不同行星的轨道面比作一张直径米的大饼,它们的轨道面的偏差就只有一张纸那么薄! ,八大行星绕太阳运动的角速度不同,根据开普勒第三定律(参见古人对天体运动的看法和开普勒行星运动定律),轨道半径越大,周期越大,加速度就越小;反之,轨道半径越小的,周期越小(转动一周所用的时间越少),角速度越大。 二、大行星 八大行星的公转和自转周期行星公转周期自转周期水星88天58.65天金星.70天日地球.25天23小时56分4秒火星.98天24小时37分22秒木星11.86年9小时50分30秒土星29.5年10小时14分(赤道)天王星84.32年17时14分24秒海王星.8年15小时57分59秒水星 水星(英语:Mercury,拉丁语:Mercurius)是太阳系八大行星最内侧也是最小的一颗行星,也是离太阳最近的行星。中国称为辰星,有着八大行星中最大的轨道偏心率。它每87.个地球日绕行太阳一周,而每公转2.01周同时也自转3圈。 水星有着太阳系行星中最小的轨道倾角。水星轨道的近日点每世纪比牛顿力学的预测多出43弧秒(角秒)的进动,这种现象直到20世纪才从爱因斯坦的广义相对论得到解释。 水星是一颗类地行星,由于其非常靠近太阳,所以只会出现在凌晨称为辰星,或是黄昏出现作为昏星。除非有日食,否则在阳光的照耀下通常是看不见水星的。 金星 金星(Venus)是太阳系中八大行星之一,按离太阳由近及远的次序,是第二颗,距离太阳0.天文单位。它是离地球最近的行星(火星有时候会更近)。古罗马人称作维纳斯,中国古代称之为长庚、启明、太白或太白金星,古希腊神话中称为阿佛洛狄特。 夜空中亮度仅次于月球,排第二,金星要在日出稍前或者日落稍后才能达到亮度最大。它清晨出现在东方天空,被称为“启明”;傍晚处于天空的西侧,被称为“长庚”。 中国古人称金星为“太白”或“太白金星”,也称“启明”或“长庚”(傍晚出现时称“长庚”,清晨出现时称“启明”)古希腊人称为阿佛洛狄忒,是希腊神话中爱与美的女神。而在罗马神话中爱与美的女神是维纳斯,因此金星也称作维纳斯(Venus)。维纳斯是爱与美的女性之神,所以金星的天文符号就是女性的标志:♀,也有人形象地将这个符号比喻为“维纳斯的梳妆镜”。 地球 人类居住的地球,按离太阳由近及远的次序排为第三颗行星。它有一个天然卫星——月球,二者组成一个天体系统——地月系统。地球作为一个行星,远在46亿年以前起源于原始太阳星云。地球会与外层空间的其他天体相互作用,包括太阳和月球。地球是上百万生物的家园,包括人类,地球是宇宙中已知存在生命的唯一天体。地球赤道半径.千米,极半径.千米,平均半径约为千米,赤道周长大约为千米,地球上71%为海洋;29%为陆地。太空之所以上看地球呈蓝色,是因为天空是地球的另一级,被海水所覆盖了。地球是一个大磁铁,通过南北两极,磁场可以一直延伸到地球及地球以外十万千米以上的高空。地球由地壳地幔以及地核组成,地核的温度随深度的变化而变化,在千米深处的地球中心,温度高达~摄氏度。地球并不是一个完整的球体,其实它是一个椭圆体。地球赤道周长要比本初子午线周长要长。 火星 火星(Mars)是太阳系八大行星之一,是太阳系由内往外数的第四颗行星,属于类地行星,直径约为地球的53%,质量为地球的11%。自转轴倾角、自转周期均与地球相近,公转一周约为地球公转时间的两倍。橘红色外表是地表的赤铁矿(氧化铁)。我国古书上将火星称为“荧惑星”,西方古代(古罗马)称为“战神玛尔斯星”。 火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布且没有稳定的液态水体(年9月28日,美国宇航局公布火星上有少量的水)。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,沙尘悬浮其中,每年常有尘暴发生。火星两极皆有水冰与干冰组成的极冠会随着季节消长。 与地球相比,火星地质活动较不活跃,地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成,有密布的陨石坑、火山与峡谷,包括太阳系最高的山:奥林帕斯山和最大的峡谷:水手号峡谷。另一个独特的地形特征是南北半球的明显差别:南方是古老、充满陨石坑的高地,北方则是较年轻的平原。 年7月25日,法新社消息称,科学家发现在火星上的第一个液态水湖。 大约40亿年以前,火星与地球气候相似,也有河流、湖泊甚至可能还有海洋,未知的原因使得火星变成今天这个模样。探索使火星的气候变化的原因,对保护地球的气候条件具有重大意义。 前苏联、美国、欧洲、日本、印度、中国共已发射数十艘太空船研究火星表面、地质和气候,包括轨道卫星、登陆器和漫游车总计大约有三分之二的任务在完成前或是才要开始时就因种种原因而失败,将物体由地球地表送往火星约要花费每公斤30,美元。 中国萤火一号火星探测器,首枚火星探测器年11月9日凌晨搭乘俄罗斯的天顶号运载火箭与福布斯-土壤号火星探测器一起发射升空,将飞行3.5亿公里,大约要经过10个月的飞行,卫星于次年8月至9月才能进入火星轨道。年11月9日,俄方宣布福布斯-土壤号火星探测器变轨失败。俄罗斯联邦航天署署长波波夫金11月9号在哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射场向外界宣布了这一消息。他说:“我们度过了一个非常沉重的深夜,我们很长一段时间都无法找到这个太空飞行器。现在终于确定了它的位置并且查明,其发动装置没有工作,两次点火都没有成功。”这意味着,中国的第一颗火星探测器发射以失败告终,但是失败是成功之母,不久的将来,我们的探测器 火星在西方被称为战神,这或许是由于它鲜红的颜色而得来的,所以火星有时被称为“红色行星”。(在希腊人之前,古埃及人曾把火星作为农耕之神来供奉。后来的古希腊人把火星作为战神阿瑞斯,而古罗马人继承了希腊人的神话,将其称为“战神玛尔斯”。北欧神话里,火星是战神提尔。而月份三月的名字也是得自于火星。) 火星在中国古称“荧惑星”,这是由于火星呈红色,荧光像火,在五行中象征着火它的亮度常有变化;而且在天空中运动,有时从西向东,有时又从东向西,情况复杂,令人迷惑,所以中国古代叫它“荧惑”,有“荧荧火光、离离乱惑”之意。 木星 木星(Jupiter)是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星,从内向外的第五颗行星。它的质量为太阳的千分之一,是太阳系中其它七大行星质量总和的2.5倍。木星与土星、天王星、海王星皆属气体行星,因此四者又合称类木行星(木星和土星合称气态巨行星)。木星是一个气态巨行星,主要由氢组成,其次为氦,占总质量的25%,占所有太阳系行星的70%,岩核则含有其他较重的元素。人类所看到的通常是大气中云层的顶端,压强比1个大气压略高。 木星由于自转快速而呈现扁球体(赤道附近有略微但明显可见的凸起)。外大气层明确依纬度分为多个带域,各带域相接的边际容易出现乱流和风暴。最显著的例子是大红斑,最早在17世纪时人们便以望远镜首度发现它的存在。环绕着行星的是松弱的行星环系统和强大的磁层。木星至少有79个卫星。 木星,因为在夜晚以肉眼很容易就看见它,当太阳的位置很低时,偶尔也能在白天看见,因此自古以来就为人所知。在巴比伦,这个天体代表他们的神马尔杜克(Marduk)。他们用木星轨道大约12年绕行黄道一周来定义它们生肖的星宫。 罗马人依据神话将它命名为木星(拉丁语:Iuppiter,Iūpiter,也称为Jova),是罗马神话中主要的神,它的名字来自原始印欧语系的呼格合成*Dyēu-p?ter(主格:*Dyēus-p?tēr,意思是,"O天神之父"或"O日神之父")。相对而言,木星对应于希腊神话是宙斯(Ζε??),也被称为Dias(Δ?α?),其中的行星名称仍然保留在现代的希腊语中。 在中、日、韩语系中,基于中国的五行,这颗行星被称为木星。中国的道教它拟人化成为福星,希腊人称之为Φα?θων,;法厄同(Phaethon)、"创新(blazing)"。在吠陀占星,木星被称为祭主仙人(Brihaspati),是启发灵性的宗教导师,通常称为上师(Guru),字面的意思是"重人"。 在英语,周四(Thursday)是源自"雷神日"(Thorsday),是出在日耳曼神话。相较于罗马神话就是朱庇特。罗马星期的Jovis也重新命名为Thursday。 在突厥神话,木星称为"Erendiz/Erentüz",这意味着"eren(?)+yultuz(star)",而关于"eren"有许多有意义的理论。同样的,它们也算出木星的轨道周期是11年又天。他们认为一些社会和自然的事件连结到在天上运行的。 土星 土星(英文Saturn,拉丁文Saturnus),为太阳系八大行星之一,至太阳距离(由近到远)位于第六,体积则仅次于木星。并与木星、天王星及海王星同属类木行星。欧洲古代(古希腊)称土星为克洛诺斯(Cronian),古代中国亦称之镇星或填星。 土星主要由氢组成,还有少量的氦与微量元素,内部的核心包括岩石和冰,外围由数层金属氢和气体包裹着。最外层的大气层在外观上通常情况下都是平淡的,虽然有时会有长时间存在的特征出现。土星的风速高达公里/时,明显的比木星上的风速快。土星的行星磁场强度介于地球和更强的木星之间。 土星有一个显著的行星环(可以通过望远镜直接观测),主要的成分是冰的微粒和较少数的岩石残骸以及尘土。已经确认的土星的卫星总共有62颗。其中,土卫六是土星系统中最大和太阳系中第二大的卫星(半径km)(太阳系最大的卫星是木星的木卫三,半径km)。 在史前时代就已经知道土星的存在,在古代,它是除了地球之外已知的五颗行星中最远的一颗,并且有与其特性相符的各式各样的神话。在古罗马神话中它是农神,从这颗行星所采用的名字,它是农业和收获的神祇。罗马人认为他与希腊神克洛诺斯,希腊人认为最外层的行星是神圣的克洛诺斯,而罗马人也承袭这个传统。 在印度占星学,有9个占星用的天体,像是著名的纳瓦格拉哈历(Navagraha,梵文:??????),土星是其中之一称为“Sani”或“Shani”,法官在众行星之中,由大家共同评判各自的行为是好或是坏。古代的中国和日本文化依据中国的五行之说选定这颗行星是土星,是在传统上用于自然分类的元素之一。在古希伯来语,土星称为“Shabbathai”,它的天使是卡西尔(Cassiel),意思是智慧之神或有益于身心的;是Agiel(精灵),它更为黑暗的一面就是恶魔(lzaz)。在奥图曼土耳其使用的乌尔都语和马来语,它的名称是“Zuhal”,是从阿拉伯文???转化过来的。 天王星(Uranus)是太阳系由内向外的第七颗行星(18.37~20.08天文单位),其体积在太阳系中排名第三(比海王星大),质量排名第四(小于海王星),几乎横躺着围绕太阳公转。 天王星大气的主要成分是氢和氦,还包含较高比例的由水、氨、甲烷等结成的“冰”,但是氨和甲烷在天王星上只能以液体来存在。与可以探测到的碳氢化合物。天王星是太阳系内大气层最冷的行星,最低温度只有49K(-℃)。其外部的大气层具有复杂的云层结构,水在最低的云层内,而甲烷组成最高处的云层。相比较而言,天王星的内部则是由冰和岩石所构成。 天王星的英文名称Uranus来自古希腊神话中的天空之神乌拉诺斯(Ο?ραν??),是克洛诺斯的父亲,宙斯的祖父。与在古代就为人们所知的五颗行星(水星、金星、火星、木星、土星)相比,天王星的亮度也是肉眼可见的,但由于亮度较暗、绕行速度缓慢并且由于当时望远镜观测能力不足,未被古代的观测者认定为是一颗行星。直到年3月13日,威廉·赫歇耳爵士宣布他发现了天王星,首度扩展了太阳系已知的界限,这也是第一颗使用望远镜发现的行星。 天王星和海王星的内部和大气构成和更巨大的气态巨行星木星土星不同。同样的,天文学家设立了冰巨星分类来安置它们。 海王星(Neptune)是八大行星中的远日行星,按照行星与太阳的距离排列海王星是第八颗行星,直径上第四大行星,质量上第三大行星。它的亮度仅为7.85等,只有在天文望远镜里才能看到它。由于它那荧荧的淡蓝色光,所以西方人用罗马神话中的海神——尼普顿(Neptune)”的名字来称呼它。在中文里,把它译为海王星。 海王星在直径和体积上小于天王星,但质量却大于天王星,大约是地球的17倍,而它的姊妹行星天王星因密度较低,质量大约是地球的14倍。 海王星的大气层以氢和氦为主,还有微量的甲烷,大气层中的甲烷,是使行星呈现蓝色的原因之一。海王星有着太阳系最强烈的风暴,测量到的风速高达km/h。海王星云顶的温度是-℃(55K),因为距离太阳最远,是太阳系最冷的地区之一。尽管如此,海王星却有着一个炽热的内部,海王星核心的温度约℃,和大多数已知的行星相似。 年7月,欧洲航天局的甚大望远镜采用新的自适应光学技术拍摄出了一幅清晰锐利的海王星图像。 三、小行星 小行星(asteroid)是太阳系内类似行星环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多的天体。太阳系中大部分小行星的运行轨道在火星和木星之间,称为小行星带。根据估计,小行星的数目应该有数百万。另外在海王星以外也分布有小行星,这片地带称为柯伊伯带(KuiperBelt)。 有同学发问:“大小行星这么多行星会不会相撞?” 答:八大行星目前没有相撞,不过小行星有时候会相撞,在太阳系中,有八大行星,要有冥王星,还有很多小行星。有些小行星有时候会撞击其他行星。如果小行星撞击地球,就会与地球的大气层发生激烈摩擦而燃烧。太小的行星到地面前可能会燃烧殆尽,大一点的小行星到地面还没烧完的话,可能撞击地面,会造成一个大窟窿(大坑)。那颗小行星就成了陨石,撞击产生的那个大坑就是陨石坑,地球生成以后,有多次陨石进入大气层。地球表面也有一些陨石坑,有些经过漫长的演变,变成了小小的盆地。 彗星喷发出来的一些“小流星”也会进入、撞击行星(地球),也成了陨石。 这里一个视频介绍小行星撞击大行星的情况。 有什么问题,后面评论! 部分文章:娱乐和其他教育问题集合
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