星系的教案

关于星系的教案 课题名称：星系（初中课程） 教学目标：让学生掌握有关星系的知识，同时对天文宇宙学也有一定的了解，并且乐于将所学知识与现实中的现象作对比，最终能够激发学生对天文宇宙学以及科学的探索兴趣。 教学内容： 1、星系的基本知识：定义、类别： 星系的定义：恒星系或称星系，是宇宙中庞大的星星的“岛屿”，它也是宇宙中最大、最美丽的天体系统之一。 星系的类别：椭圆星系：按星系椭圆的扁率从小到大分为七种类型分别用E0-E7示，最大值7是任意确定的。例如仙女座属于E6型  旋涡星系：分为两族，一族是中央有棒状结构的棒旋星系，用SB表示；另一种是无棒状结构的旋涡星系，用S表示。例如狮子座属Sb型 不规则星系：没有一定的形状，而且含有更多的尘埃和气体。例如银河系的卫星系“大麦哲伦云  2、星系的四种类别（分别介绍）： 椭圆星系/椭球星系：椭圆星系是河外星系的一种，呈圆球型或椭球型。中心区最亮，亮度向边缘递减，对距离较近的，用大型望远镜望远镜可以分辨出外围的成员恒星。同一类型的河外星系，质量差别很大，有巨型和矮型之分。 椭圆星系的直径范围是1~150千秒差距 总光谱型为K型，是红巨星的光谱特征。颜色比旋涡星系红，说明年轻的成员星没有旋涡星系里的多，由星族II天体组成，没有或仅有少量星际气体和星际尘埃，椭圆星系中没有典型的星族I天体蓝巨星。椭圆星系根据哈勃分类，按其椭率大小分为E0、E1、E2、E3、…、E7共八个次型，E0型是圆星系，E7是最扁的椭圆星系。同一类型的河外星系，质量差别很大，有巨型和矮型之分，其中以椭圆星系的质量差别最大。（插入图片） 旋涡星系：  具有旋涡结构的河外星系称为旋涡星系，在哈勃的星系分类中用S代表，正常漩涡星系又分为 a、b、c三种次型 。 漩涡星系的质量为十亿到一万亿个太阳质量，对应的光度是绝对星等-15~-21等。直径范围是5~50Kpc。 漩涡星系通常有一个笼罩整体的、结构稀疏的晕，叫做星系晕。其中主要是星族Ⅱ天体，其典型代表是球状星团。 产生总光谱的主要天体既有高光度早型星，又有高光度晚型星。星族Ⅰ天体组成星系盘和旋臂，星族Ⅱ天体主要构成星系核、星系晕和星系冕。 棒旋星系： 棒旋星系是中心呈长棒形状的螺旋形星系，一般的螺旋形星系的中心是有圆核的，而棒旋形星系的中心是棒形状，棒的两边有旋形的臂向外伸展。 不规则星系：  外形不规则,没有明显的核和旋臂,没有盘状对称结构或者看不出有旋转对称性的星系，在全天最亮星系中,不规则星系只占5%。 按星系分类法,不规则星系分为Irr I型和Irr II型两类。 I型的是典型的不规则星系, 除具有上述的一般特征外,有的还有隐约可见不甚规则的棒状结构。 II型的具有无定型的外貌,分辨不出恒星和星团等组成成分,而且往往有明显的尘埃带。 一部分II型不规则星系可能是正在爆发或爆发后的星系，另一些则是受伴星系的引力扰动而扭曲了的星系。所以I型和II型不规则星系的起源可能完全不同。     3、几个熟悉的星系或星座的介绍：       太阳系：太阳系是以太阳为中心，和所有受到太阳        的重力约束天体的集合体：8颗行星、至少165颗已知的行星[1]、5颗已经辨认出来的矮行星（冥王星和他的行星）和数以亿计的太阳系小天体。这些小天体包括小行星、柯伊伯带的天体、彗星和星际尘埃。 太阳系的主要成员：由左至右依序为（未依照比例）海王星、天王星、土星、木星、小行星带、太阳、水星、金星、地球和月球、火星，在左边可以看见一颗彗星。 太阳是太阳系的母星，也是最主要和最重要的成员。它有足够的质量让内部的压力与密度足以抑制和承受核融合产生的巨大能量，并以辐射的形式，例如可见光，让能量稳定的进入太空。 •     依照与太阳的距离的远近，行星的顺序是水星、金星、地  球、        火星、木星、土星、天王星、和海王星，8颗中有6颗有天然的行星环绕着。 银河系：在没有灯光干扰的晴朗夜晚，如果天空足够黑，你可以看到在天空中有一条弥漫的光带。这条光带就是我们置身其内而侧视银河系时所看到的它布满恒星的圆面——银盘。银河系内有约两千多亿颗恒星，只是由于距离太远而无法用肉眼辩认出来。由于星光与星际尘埃气体混合在一起，因此看起来就像一条烟雾笼罩着的光带。银河系的中心位于人马座附近。 银河系是一个中型恒星系，它的银盘直径约为十二万光年。它的银盘内含有大量的星际尘埃和气体云，聚集成了颜色偏红的恒星形成区域，从而不断地给星系的旋臂补充炽热的年轻蓝星，组成了许多疏散星团或称银河星团。已知的这类疏散星团约有一千两百多个。银盘四周包围着很大的银晕，银晕中散布着恒星和主要由老年恒星组成的球状星团。 •     银河系是一个巨型旋涡星系，整体作较差自转，太阳处自    转速度约220千米／秒，太阳绕银心运转一周约2.5亿年。 银河系是地球和太阳所属的星系[1]。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系是一个由2000多亿颗恒星、数千个星团和星云组成的盘状恒星系统。银河系侧看像一个中心略鼓的大圆盘，整个圆盘的直径约为10万光年，太阳位于距银河中心2.3万光年处。鼓起处为银心是恒心密集区，故望去白茫茫的一片。银河系俯视像一个巨大的漩涡，这个漩涡有四个旋臂组成。太阳系位于其中一个旋臂（猎户座 臂），逆时针旋转（太阳绕银心旋转一周需要2.5亿年）。 关于银河系的年龄，目前占主流的观点认为，银河系在宇宙诞生的大爆炸之后不久就诞生了，用这种方法计算出，我们银河系的年龄大概 在145亿岁左右，上下误差各有20多亿年。而科学界认为宇宙诞生的“大爆炸”大约发生137亿年前 银河系的邻居：银河、仙女座星系和三角座星系是本星系群主要的星系，这个群总共约有50个星系，而本地群又是室女座超星系团的一份子。 •   银河被一些本星系群中的矮星系环绕着，其中最大的是直径达21,000光年的大麦哲伦云，最小的是船底座矮星系、天龙座矮星系和狮子II矮星系，直径都只有500光年。其他环绕着银河系的还有小麦哲伦云，最靠近的是大犬座矮星系，然后是人马座矮椭圆星系、小熊座矮星系、玉夫座矮星系、六分仪座矮星系、天炉座矮星系和狮子I矮星系。 大熊星座：大熊星座位于北半球的中高纬度地区，是终年可见的一个星座。大致面积：1280平方度，适合春季观察，是著名的北斗七星所在的星座。 •       靠着仔细的量测和耐心的等候，到目前为止，天文学家已经找到超过七十个外行星系统。这些外行星不是具有非常扁长的轨道，不然就是很靠近母星，或者是位在很恶劣的恒星系统里。 不过最近找到的新行星系统略有不同，大熊座47星 (47 UMa) 是一颗和太阳很像的恒星，它至少有两颗轨道接近圆形的行星，质量也和木星与土星很接近。换句话说，大熊座47星很像是我们熟悉的太阳系。 小常识：（扩展知识）         在宇宙中，还存在处于银河系之外的，与银河系类似的天体系统, 由于他们的距离超出了银河系，因此称它们为“河外星系”。仙女座星系就是位于仙女座的一个河外星系。河外星系与银河系一样,也是由大量的恒星、星团、星云和星际物质组成。目前我们观测到的河外星系有100亿个之多。 课堂类型和方法：通过理论教学和PPT演示进行课堂，使学生掌握所讲的基础知识并了解有关知识。