1、目录第1章自然地理学的研究对象和任务1.1复习笔记1.2课后习题详解第2章行星地球2.1复习笔记2.2课后习题详解第3章地壳3.1复习笔记3.2课后习题详解第4章气候4.1复习笔记4.2课后习题详解第5章水文5.1复习笔记5.2课后习题详解第6章地貌6.1复习笔记6.2课后习题详解第7章植物7.1复习笔记7.2课后习题详解第8章动物8.1复习笔记8.2课后习题详解第9章土壤9.1复习笔记9.2课后习题详解第10章自然地理环境的基本规律10.1复习笔记10.2课后习题详解第11章人类与自然地理环境11.1复习笔记11.2课后习题详解第1章自然地理学的研究对象和任务1.1复习笔记一、地理学的研究对
2、象1研究对象地理学的研究对象是地理环境。2环境（1）环境的概念环境是指围绕主体、占据一定空间、构成主体存在条件的诸种物质实体或社会因素。主体有大小之分，环境有大小之别。环境随主体而变化。（2）各相关学科中的环境研究 生物科学中的生态学生态学领域的主要矛盾是生物与环境的矛盾，其“环境”是以动物、植物和微生物为主体的生态环境。 地球科学中的地理学地理学领域的主要矛盾是人类社会与环境的矛盾，其“环境”是以人类社会为主体的地理环境。 环境学环境学领域的主要矛盾是人体与环境的矛盾，其“环境”是以人体为主体的污染环境。（2）地理环境地理环境，是由自然环境、经济环境和社会文化环境相互重叠、相互联系所构成的整
3、体。 地理环境的组成a自然环境由地球表层各种自然物质和能量所组成，具有地理结构特征并受自然规律控制的地理环境部分。b经济环境是在自然环境的基础上由人类社会经济活动形成的地理环境部分，主要指自然条件和自然资源经人类利用、改造后形成的生产力的地域综合体，包括工业、农业、交通和城镇居民点等各种生产力实体。c社会文化环境是人类社会本身所构成的地理环境部分，包括人口、社会、国家以及民族、民俗、语言、文化等方面的地域分布和组合结构，还涉及社会上人们对周围事物的心理感应和相应的社会行为。 地理学的学科组成研究自然环境的自然地理学。研究经济环境的经济地理学。研究社会文化环境的社会文化地理学（狭义的人文地理学）
4、。二、自然地理学的研究对象1天然环境和人为环境（1）天然环境是指只受人类间接或轻微影响，而原有自然面貌未发生明显变化的原生自然环境，如极地、高山、大荒漠、大沼泽、热带雨林、某些自然保护区以及人类活动较少的海域。（2）人为环境 概念是指自然条件经受人类直接影响和长期作用之后，自然面貌发生重大变化的次生自然环境，如放牧的草场，经过采伐的森林、农田、鱼塘、水库、运河等。 成因主要取决于人类干预的方式和强度；其自身的演变和作用过程，则受制于自然规律，如水库、运河的水量和流速等水情要素，还有气候、地貌等因素。2自然地理环境的形成（1）地圈的概念地圈是指由一系列具有不同物理和化学性质的物质圈层所构成的地球
5、圈层。（2）地圈的组成 地球圈层结构a大气圈地球的外部笼罩着大气圈，大气圈可再分为散逸层、电离层、中间层、平流层和对流层。b水圈水圈是地球表面和接近地球表面的各种形态的水的总称。它包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川以及土壤和岩石孔隙中的地下水。c岩石圈地球固体部分的外层是岩石圈。岩石圈的上部分布着很薄的一层沉积岩石圈及地表风化壳和土被层；岩石圈以下的地球内部是地幔的大部和地核。d生物圈生物圈是指地球上凡是出现并感受到生命活动影响的地区。是地表有机体包括微生物及其自下而上环境的总称。 地圈的组合形式地圈的组合形式有两种类型：a在高空和地球深部的地圈其层内物理化学性质较为一致，圈层之间的关系较为简单
6、，表现为上下成层的组合形式。b在海陆表面附近的地圈第一，在海陆表面附近的大气圈（下部）、水圈、岩石圈（上部）和生物圈，其为相互交织的组合形式。第二，四个地圈紧密接触，多方面地相互渗透，相互作用，形成一个新的、比地球其他圈层具有独特地理意义的物质体系。3自然地理环境的范围和边界（1）客观物体的边界类型 突变的鲜明边界这类边界在空间呈一个面（没有厚度），界面两侧物质（体系）的性质有明显区别，如海陆交界。 渐变的模糊边界这类边界在空间上呈现一个过渡区间，其内不同属性的相邻两物质（体系）并存，且一方属性逐渐消失而另一方属性逐渐显著。（2）自然地理环境的边界 概念自然地理环境的边界是一种具有一定过渡区间
7、的渐变界限。如它的两个边缘圈层（大气圈和岩石圈）的厚度很大，两者的物质组成和结构特性随高度或深度的不同而渐变，所以，很难在两个地圈中确定自然地理环境的边界。 探索自然地理环境的范围和边界至今尚在讨论中。但目前大多数自然地理工作者基本接受了Ar伊萨钦科的划法；在具体的研究中，陈传康的观点值得重视。a把自然地理环境的界限划定在一个巨大的空间范围这一观点主要为原苏联地理学者所提出：第一，侧重在自然地理环境的“外部联系显著减弱之处”寻找边界和确定范围。第二，着眼于自然地理环境的“内在联系显著减弱之处”。b把自然地理环境的界限划定在一个较小的空间范围这一观点以牛文元为代表：第一，根据所研究问题的特点以及
8、讨论时的方便，把自然地理环境限于一个较薄的空间内，视为一个开放性的系统，称为“自然地理面”。第二，自然地理面的上限定在地表向上约50 100m的近地面边界层，下限定在太阳能量影响地表的终止线。c我国自然地理学者提出的一类观点第一，陈传康认为自然地理学所研究的范围界限不应作硬性规定，硬性规定一个厚度未必都符合客观实际，而应视研究问题的性质有相应的变化。第二，随研究范围的不同，牵涉的厚度也不同。研究小范围的问题，所涉及的厚度就应薄；研究大范围的问题，厚度就应大；全球性的问题，才可能涉及地壳的厚度。4自然地理环境的组成（1）自然地理环境的物质组成自然地理环境的物质成分包括四大类：固态的岩石、液态的水
9、、气态的空气和活质有机体。它们是自然地理环境最基本的组成成分。这四类物质成分相互联系、相互渗透，并各以自己为主体构成了下列自然地理环境的四个基本地圈。 对流圈a大气圈底部对流运动最显著的大气圈层，主要由气态物质组成。b这里集中了整个大气质量的34和几乎全部的水汽。c下界是海陆表面，上界随纬度、季节及其他条件而不同。d对流层的平均厚度在低纬度为1718km，在中纬度为1012km，在高纬度为89km。一般夏季厚，冬季薄。 水圈地球表层水体的总称，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川和地下水。其中海洋面积最为宽广，占地球表面积的70.8。 沉积岩石圈a地壳（及岩石圈）的上部，主要由沉积岩构成，沉积岩石
10、圈的厚度不均匀。b它的最上面覆盖着一层厚薄不等的风化壳及土壤，后两者是前者的派生自然体。c沉积岩石圈位于大气圈和水圈之下，露出水圈之上的部分即构成陆地。 生物圈a生物圈是地表生命有机体及其生活领域的总称，包括植物、动物和微生物三大类。b地球生物的活动和影响范围包括对流层、水圈和沉积岩石圈，但主要集中在这三个无机圈层很薄的接触带中。c组成生物圈的有机体以植物为主。（2）自然地理环境的要素组成自然地理环境的要素组成，包括气候、水文、地貌、植物、动物和土壤。它们是自然地理环境四种基本组成成分在能量的支配下相互联系、相互作用而产生的各种自然地理动态的物质体系。更多各类考试资料 v：344647 公众号
11、：顺通考试资料 5自然地理环境的基本特征自然地理环境在组成上具有特殊性，明显地区别于其他地球圈层。这种特殊性为：（1）地球的外能和内能作用显著 外能以太阳辐射为代表的地球外能，除部分被高空大气吸收和被云反射回太空外，其余都投射到地球表层，并在这里发生多方面的转化与传输，成为自然地理环境中各种过程的主要能源。 内能以地热和重力为代表的地球内能也进入地球表层，它的作用多以间接的方式和途径反映出来。 关系内外两种能量在自然地理环境中相互叠加、共同作用，支配了整个自然地理环境的功能、结构及动态发展。（2）气体、固体和液体三相物质并存自然地理环境中三相物质并存，而又以同心圈层分离形成一定界面： 陆地表面
12、是固态圈层和气态圈层的界面。 海洋表面是液态圈层与气态圈层的界面。 海洋底部是液态圈层与固态圈层的界面。 海洋和陆地边缘部分是特殊的气、液、固三态圈层的界面。这些界面之间，三相物质相互接触渗透，发生多种形式的物质交换和能量转化的过程。（3）有机界和无机界相互转化无生命物质与生命体相互转化维持了地表自然界的生命现象和生命过程的永恒发展。生命的存在是自然地理环境最典型的特征。（4）人类聚居的场所自然地理环境是人类诞生、生存和发展的环境，也是人类集中活动的空间。现代航天技术没有从本质上扩大人类的生存环境，自然地理环境始终是人类各种活动的基本空间。三、自然地理学的分科1部门自然地理学研究自然地理环境的
13、某一要素的组成、结构、时空动态和分布等特征和规律，如气候学、水文学、植物地理学、动物地理学和土壤地理学等。2综合自然地理学研究自然地理环境的综合特征，即把自然地理环境作为一个整体来研究，着重研究其整体的各组成要素及各组成部分的相互联系和相互作用的规律。3区域自然地理学研究一定区域自然地理环境的某个组成要素和自然地理环境的综合特征，即对区域的部门情况和区域的综合情况进行研究。（1）区域部门自然地理如土地类型和区域气候、区域水文等。（2）区域综合自然地理是对某一具体区域进行土地类型和综合自然区划的研究。以部门自然地理学和综合自然地理学的基本理论为基础，是两者理论联系实际的具体体现，也是自然地理学为
14、社会生产实践服务的衔接环节。4三者间的关系部门自然地理学、综合自然地理学和区域自然地理学之间的关系，可用下图表示。图1-1 自然地理学分支学科关系图四、自然地理学的任务1研究各自然地理要素的性质、形成机制和发展规律。2研究各自然地理要素的相互关系、彼此间的本质联系和作用效应。3研究自然地理环境的动态，从整体上阐明它的变化规律，预测其演替趋势。4研究自然地理环境的空间分异规律，划分不同等级的自然综合体；确定其特征及开发利用方向。5参与自然条件、自然资源的评价以及自然灾害防治和全球变化的研究。6协调环境、资源、人口和发展的关系，探求自然环境和资源的永续利用途径。1.2课后习题详解1自然地理学的任务
15、有哪些？答：自然地理学的任务：（1）研究各自然地理要素的性质、形成机制和发展规律。（2）研究各自然地理要素的相互关系、彼此间的本质联系和作用效应。（3）研究自然地理环境的动态，从整体上阐明它的变化规律，预测其演替趋势。（4）研究自然地理环境的空间分异规律，划分不同等级的自然综合体；确定其特征及开发利用方向。（5）参与自然条件、自然资源的评价以及自然灾害防治和全球变化的研究。（6）协调环境、资源、人口和发展的关系，探求自然环境和资源的永续利用途径。2地理环境包括哪三种环境？它们的含义是什么？答：地理环境的组成以及涵义：地理环境中的自然环境，包括天然环境和人为环境。（1）天然环境天然环境是指只受人
16、类间接或轻微影响，而原有自然面貌未发生明显变化的原生自然环境，如极地、高山、大荒漠、大沼泽、热带雨林、某些自然保护区以及人类活动较少的海域。（2）人为环境人为环境是指自然条件经受人类直接影响和长期作用之后，自然面貌发生重大变化的次生自然环境，如放牧的草场，经过采伐的森林、农田、鱼塘、水库、运河等。3天然环境与人为环境有何异同？答：（1）天然环境与人为环境的相同点天然环境与人为环境一样,同属于自然环境。（2）天然环境与人为环境的不同点 天然环境天然环境是指只受人类间接或轻微影响，而原有自然面貌未发生明显变化的原生自然环境，如极地、高山、大荒漠、大沼泽、热带雨林、某些自然保护区以及人类活动较少的海
17、域。 人为环境人为环境是指自然条件经受人类直接影响和长期作用之后，自然面貌发生重大变化的次生自然环境，如放牧的草场，经过采伐的森林、农田、鱼塘、水库、运河等。4试述自然地理学研究对象的形成。答：（1）自然地理学的研究对象自然地理学的研究对象是自然地理环境，包括天然环境和人为环境。（2）自然地理学的研究对象的形成地球构造的一个显著特点是它的圈层性，地圈是指由由一系列具有不同物理和化学性质的物质圈层所构成的地球圈层。 地球圈层结构a大气圈地球的外部笼罩着大气圈，大气圈可再分为散逸层、电离层、中间层、平流层和对流层。b水圈大气圈的下垫面是海洋和陆地水构成的水圈。c岩石圈地球固体部分的外层是岩石圈。岩
18、石圈的上部分布着很薄的一层沉积岩石圈及地表风化壳和土被层；岩石圈以下的地球内部是地幔的大部和地核。d生物圈在海陆表面还存在生命物质，它们组成生物圈。 地圈的组合形式地圈的组合形式有两种类型：a在高空和地球深部的地圈其层内理化性质较为一致，圈层之间的关系较为简单，表现为上下成层的组合形式。b在海陆表面附近在海陆表面附近的大气圈（下部）、水圈、岩石圈（上部）和生物圈，其为相互交织的组合形式。四个地圈紧密接触，多方面地相互渗透，相互作用，形成一个新的、比地球其他圈层具有独特地理意义的物质体系。5什么是自然地理环境要素组成？它们之间关系怎样？答：（1）自然地理环境要素组成自然地理环境的要素组成，包括气
19、候、水文、地貌、植物、动物和土壤。它们是自然地理环境四种基本组成成分在能量的支配下相互联系、相互作用而产生的各种自然地理动态的物质体系。（2）各组成要素之间的关系各种物质成分在以太阳能和地球内能为主的各种环境能量的作用下，形成了各种自然地理组成要素。每一组成要素都按着自身的规律存在和发展着，各个要素相互联系、相互作用，使自然地理环境组成为一个特殊的物质体系。6自然地理环境的基本特征如何？答：自然地理环境的基本特征：（1）地球的外能和内能作用显著以太阳辐射为代表的地球外能，除部分被高空大气吸收和被云反射回太空外，其余都投射到地球表层，并在此发生多方面的转化与传输，成为自然地理环境中各种过程的主要
20、能源。以地热和重力为代表的地球内能也进入地球表层，它的作用多以间接的方式和途径反映出来。内外两种能量在自然地理环境中相互叠加、共同作用，支配了整个自然地理环境的功能、结构及动态发展。（2）气体、固体和液体三相物质并存自然地理环境中三相物质并存，而又以同心圈层分离形成一定界面：陆地表面是固态圈层和气态圈层的界面，海洋表面是液态圈层与气态圈层的界面，海洋底部是液态圈层与固态圈层的界面，海洋和陆地边缘部分是特殊的气、液、固三态圈层的界面。这些界面之间，三相物质相互接触渗透，发生多种形式的物质交换和能量转化的过程。（3）有机界和无机界相互转化无生命物质与生命体相互转化维持了地表自然界的生命现象和生命过
21、程的永恒发展。生命的存在是自然地理环境最典型的特征。（4）人类聚居的场所自然地理环境是人类诞生、生存和发展的环境，也是人类集中活动的空间。现代航天技术没有从本质上扩大人类的生存环境，自然地理环境始终是人类各种活动的基本空间。7简述伊萨钦科对自然地理环境范围和边界的看法。答：伊萨钦科认为，地理壳的上限在对流层顶，下限在沉积岩石圈的底界。因为对流层和水圈参与着物质循环，沉积岩则是由三个无机圈层和有机体相互作用的产物，而从对流层到沉积岩石圈的范围也是生命有机体可能生存的区间，区间之外，自然地理环境的内部联系显著减弱。8试述自然地理学的分支学科及它们的研究对象和相互关系。答：（1）自然地理学的分支学科
22、自然地理学可分为部门自然地理学、综合自然地理学和区域自然地理学。（2）自然地理学分支学科的研究对象及其关系 部门自然地理学部门自然地理学研究组成自然地理环境的某一要素，即研究这个要素的组成、结构、时空动态和分布等特征和规律，如气候学、水文学、植物地理学、动物地理学和土壤地理学等。 综合自然地理学综合自然地理学研究自然地理环境的综合特征，即把自然地理环境作为一个整体来研究，着重研究其整体的各组成要素及各组成部分的相互联系和相互作用的规律。 区域自然地理学区域自然地理学研究一定区域自然地理环境的某个组成要素和自然地理环境的综合特征，即对区域的部门情况和区域的综合情况进行研究。a区域部门自然地理如土
23、地类型和区域气候、区域水文等。b区域综合自然地理区域综合自然地理是对某一具体区域进行土地类型和综合自然区划的研究。区域自然地理学以部门自然地理学和综合自然地理学的基本理论为基础，它是部门自然地理学和综合自然地理学理论联系实际的具体体现，也是自然地理学为社会生产实践服务的衔接环节。第2章行星地球2.1复习笔记一、地球的宇宙环境1从地球看宇宙（1）恒星 定义恒星是由炽热气体构成的，能自行发光发热的球状或类球状天体。 特点a恒星质量巨大，在高温高压的条件下，内部不断进行热核反应，外部不断抛射物质。b它是宇宙中数量最多和最重要的天体。c恒星为产能基地，通过对流和辐射，向宇宙空间输送着巨大的辐射能。 恒
24、星的距离用来测量天体距离的单位有：a光年1光年是指光在真空中一年时间所经过的距离。b秒差距1秒差是指恒星周年视差为1时的恒星距离。当星日连线和星地连线的最大张角为1时，该星日距离长度定义为1秒差距。c天文单位、光年和秒差距之关系1天文单位即日地平均距离，用于测定太阳系天体的距离。第一，1光年=94605亿km=63240天文单位。第二，1秒差距=3.26光年=206162天文单位。 恒星的亮度和光度a亮度第一，亮度的概念是指在地球上，肉眼所见恒星的明暗程度。亮度的等级用视星等（m）来表示。第二，星等的概念古代，人们将肉眼看到的最明亮的星叫一等星，勉强可见的暗星叫六等星，它们之间亮度相差100倍
25、。第三，星等与亮度的关系星等以等差级数减小（增大），亮度以等比级数增大（减小），用普森公式表示如下：式中，l和m为较亮一颗星的亮度和星等；l0和m0为较暗一颗星的亮度和星等。b光度光度是指恒星的真正发光能力，其等级用绝对星等（M）来表示。恒星的光度是把它们都放在同等距离上进行亮度比较，真正地反映恒星的发光状况。cm，M和r的关系设m，r为恒星的视星等和距离，M是其绝对星等，标准距离为10秒差距，l，L是与之相对应的亮度。因为亮度与距离平方成反比，结合普森公式，则有所以上式两边取对数，整理后得M=m+5-5lgr 特殊的恒星恒星多种多样。大多数恒星大同小异；少数恒星与众不同，如变星、脉冲星和中子
26、星等。a变星是指在较短的时间内（几年或更短）亮度发生明显变化的恒星。主要有：第一，几何变星几何变星是指两颗星的几何位置发生变化，即二者相互遮掩而引起亮度变化的星，又称为食变星。第二，脉动变星脉动变是由于恒星的体积做周期性的膨胀和收缩而引起亮度变化的变星，约23的变星属此类。第三，爆发变星爆发变星是因为恒星本身的爆发现象而引起亮度突然变化的变星，如新星和超新星。b脉冲星与中子星第一，脉冲星脉冲星是以很短（几秒至百分之几秒）的周期发射出强烈的无线电脉冲的恒星。目前认为，脉冲星是具有强磁场的快速自转的中子星。第二，中子星是指由中子组成的恒星。它是由于恒星演化到后期，发生超新星爆发现象，爆发后核心部分
27、急剧收缩，内部物质在高温高压情况下，把电子挤入原子核内，电子与质子结合成中子而形成的。 恒星的演化a恒星的光谱第一，光谱型恒星光谱由连续光谱和吸收线组成。恒星的温度、密度、压力、磁场和化学成分差异，其光谱型也不同。通过对遥远恒星的光谱分析，能了解到恒星有关的理化性质。表2-1 恒星的光谱型光谱型颜色表面温度K典型星400002500025000OBAFGKM蓝蓝、白白黄、白黄橙红1100011000750075006000600050005000350035002500参宿一、参宿三参宿二、参宿七天狼、织女老人、南河三太阳、南门二大角、北河三参宿四、心宿二第二，赫罗图赫兹普伦和罗素，各自根据恒
28、星的光谱型和绝对星等的关系，绘制了著名的“赫罗图”，又称“恒星光谱-光度图”。 图中以恒星的光度为纵坐标，以恒星的光谱型或温度为横坐标。赫罗图直观生动地反映了恒星光谱与光度之间的关系。图 2-2 赫罗图b恒星的演化过程第一，引力收缩阶段一幼年期宇宙空间弥漫着密度极小的星际物质，在密度较大处可成为引力中心，形成星际云。星际云在自身引力作用下进一步演化成恒星胚胎，逐渐成为向外辐射红外线的红外星。红外星是幼年期的恒星。在这过程中，引力收缩起支配作用，引力动能为其主要热源。第二，主序星阶段壮年期红外星因引力收缩使其内部温度不断增高，当中心温度达到80万K以上时，恒星内部开始出现热核反应，当中心温度升高
29、到700万K，热核反应所产生的热能和向外辐射消耗的热量，达到相对平衡，星体不再收缩，引力与斥力处于平衡，此时恒星进入壮年期。第三，红巨星阶段中年期恒星的温度和密度愈向中心愈增加，由于收缩释放出来的能量，使恒星外壳急剧膨胀，变成体积大、密度小、表面温度低、光度仍然很强的红巨星。恒星内部继续收缩，温度不断升高，产生新的热核反应，斥力与引力再度相对平衡，恒星又稳定下来，渡过到它的中年期。第四，白矮星、中子星、黑洞阶段晚年期新星或超新星红巨星内部在进行着剧烈的氦碳核反应，温度愈来愈高。当内部温度达到60亿K时，产生极强的辐射，向外放射着极强的能量。此时，斥力大于引力，平衡再次遭到破坏。质量大的恒星，大
30、多数外壳发生爆炸，使其本身光度突然增高几万倍，形成新星或超新星。白矮星新星和超新星外层的物质大量抛向宇宙空间，成为孕育新恒星的星际物质。内部高密度的核心部分，成为爆炸后的残骸。质量小于太阳质量1.44倍的恒星，可演化成白矮星。中子星质量在太阳质量1.442倍的恒星，内部物质急剧坍缩成超高密的中子星。黑洞质量大于太阳质量2倍的恒星，内部物质更加急剧坍缩，成为密度更大的坍缩星或称黑洞。黑洞是巨大质量高度集中在很小的体积内，密度极大，引力大到任何物质无法逃脱，辐射也被禁锢出不来的天体。（2）银河系 银河和银河系a银河“银河”是指我们在地球上看到的一条光带，是银河系在天空上的投影，是肉眼所见到的部分银
31、河系。b银河系“银河系”是指太阳所在的整个星系，是比太阳系更高层次的庞大天体系统，是由构成银河系的气体、尘埃、恒星、星团以及星云所组成的密集区。 银河系的结构、大小和形状a结构银河系是一个包括约1500亿颗恒星和大量星际物质组成的庞大星系级的天体系统。b大小银河系的直径约10万光年，其恒星的分布是不均匀的。中心区域恒星较密集，距中心愈远，恒星愈稀疏。银河系分银盘、核球和银晕三部分。第一，银盘银盘直径约10万光年，中心厚约1万光年，太阳位于距中心约3万光年处。第二，核球核球是银盘中隆起部分，近似球形，直径约1万多光年。核球中心恒星更加密集的区域叫银心。第三，银晕银晕是在银盘以外，由稀疏地分布在一
32、个圆球状的空间范围内的恒星和星云组成。c形状第一，俯视银河系的形状，是一个旋涡状结构的星系，由恒星围绕中心旋转而形成。第二，侧视银河系，似铁饼状，又像两顶草帽合在一起，中间厚两边薄。 银河系的运动整个银河系绕中心轴线不停地旋转，称为银河系的自转。由于银河系物质分布与引力有关，因此各部分恒星的运动速度也有所差异。（3）总星系 河外星系a星云星云是模糊不清的云雾状天体。b河内星云和河外星云第一，河内星云河内星云是由银河系内的气体和尘埃物质组成的星云，简称星云，如猎户座大星云等。第二，河外星云在银河系以外，类似银河系的庞大的恒星集团，由于它们距离太遥远，看上去也是云雾状天体，称为河外星云或河外星系，
33、如仙女座大星系等。 总星系a天体系统层次目前认识到的天体系统层次为：地月系-太阳系-银河系-星系群-星系团-超星系团-总星系。b总星系的范围目前人类能观测到的最远距离（类星体），根据哈勃常数推算为120亿光年，以此为半径空间范围内所有的星系，叫做总星系。总星系是观测所及的宇宙范围，是目前人类认识到最高层次的天体系统，是现代宇宙学研究的重要对象。（4）无限的宇宙宇宙的有限和无限是不能截然分开的。从有限的，我们认识到的宇宙中得到的知识，可以在一定条件下，外推到无限的，尚未认识的宇宙中去。坚持宇宙的有限和无限的统一，才能恰当地评价现代宇宙学的科学成果。（5）宇宙的起源-大爆炸宇宙学简介 大爆炸宇宙学
34、的基本观点宇宙早期是一个超高密度、超高温的“宇宙蛋”。宇宙蛋在某种物理条件下，发生迅猛的大爆炸开始不断膨胀起来，物质也随着时空膨胀而从密到稀、从热到冷地演化着，在演化过程中逐渐形成各种恒星体系。 大爆炸过程a温度在100亿K以上宇宙早期，密度近于无穷大的状态，温度极高，在100亿K以上，宇宙只存在质子、中子、电子、光子及中微子等基本粒子。b温度降至10亿K随着宇宙的绝热膨胀，温度下降很快。当温度降至10亿K时，中子失去自由存在的条件，质子与中子结合成氢、氦，各种化学元素开始形成。c温度下降到100万K当温度下降到100万K时，早期形成的各种化学元素告一段落，宇宙继续膨胀和冷却。d温度下到300
35、0K时电子和核才组成稳定的原子。辐射减退，宇宙间主要是气态物质，并逐渐凝聚成星云，再进一步形成各种星系和恒星，成为今天观测到的具有各种类型天体的宇宙。 主要观测事实a多数河外星系的谱线红移，星系距离愈远，红移现象愈大，符合哈勃定律哈勃红移是宇宙膨胀的反映。b所有天体都是在温度下降后的产物理论上，任何天体年龄都应比大爆炸温度下降至今的200亿年时间为短。观测事实是，现今天体的年龄都不超过200亿年。c宇宙中的各种天体氦丰度约占30。d宇宙间存在各向同性的微波段的背景辐射，相当于3K的热辐射。 存在的问题虽然，大爆炸宇宙学能解释一些观测事实，但仍存在不少问题，如宇宙蛋中无限密度以及爆炸机制等问题。
36、2地球所属的太阳系（1）太阳系的组成太阳系是由太阳、行星、矮行星以及太阳系小天体组成的行星系统。太阳的质量占太阳系质量的99.87，处于主宰地位。（2）太阳太阳是一颗既普通又特殊的恒星。太阳的质量、体积在恒星中属中等大小、处于壮年期的一颗恒星；太阳是太阳系的中心天体，吸引周围天体，构成太阳系。 太阳的距离和大小a日地距离日地平均距离为一个“天文单位”，可用“a”表示。日地距离的测定原理，是运用三角视差法或雷达测距法，先测出近地行星或小行星距日的距离，再测出行星和地球的绕日公转周期，依据开普勒行星运动第三定律，便可求得日地的距离。b太阳的大小和质量第一，相关概念太阳视圆面太阳视圆面是在地球上看到
37、光亮的太阳圆面。太阳视直径太阳视直径是指太阳视圆面对地球所张的角度。第二，万有引力定律公式太阳的巨大质量产生的巨大引力，从而制约着行星、彗星等较小天体的公转运动。太阳对地球的引力，可用万有引力定律公式算出：式中，F为太阳对地球的引力，其大小相当于把2万亿根直径5m的钢柱一下子拉断的拉力；G为万有引力常数；M为太阳质量；m为地球质量；a为天文单位。第三，太阳质量的测定太阳质量的测定，是依据地球公转所需的向心力 F1，即太阳对于地球的引力F2联等后求得的：化简上式后得已知a约为14960万km，v=29.78ms，G=6.6710$-8dyncm2g2，将这些数值代入上式得第四，太阳质量的计算已知
38、太阳质量M和体积V，便可求得太阳平均密度D：太阳平均密度约为地球平均密度（5.52gcm3）的14。但太阳各部分密度的差别很大，其表面的密度极小，而中心的密度极高。 太阳的外部构造太阳可分成内三层（核反应区、辐射区和对流区）和外三层（光球、色球和日冕）。太阳内层无法直接观测，只是一种理论模式。主要讨论太阳外部结构：a光球第一，概念光球为肉眼所见光亮夺目的太阳表面，太阳大气的最底层。第二，特点光球是包围对流区的一层薄膜。光球向内部或外部的温度梯度变化很大，故观测到的日面中心区最亮，愈靠边缘愈暗。b色球第一，色球色球是指日全食时，当耀眼的光球被月球全部遮住时，在日轮边缘上呈现出犬齿状的玫瑰色环状物
39、。色球位于光球之上，厚度2000km以上的大气中层。平时肉眼不可见，可通过色球仪观测。第二，日珥日珥是色球上部的许多火舌状物。第三，耀斑色球最引人注目的是耀斑活动。耀斑是色球突然爆发，表现为特别明亮的斑块。从耀斑中发出的有可见光、紫外线、X射线、红外线、射电辐射、高能粒子流和宇宙线等。c日冕日冕在色球层之外，为极稀薄的太阳最外层大气，由高温低密度的等离子体组成。日全食时，在日轮周围呈现乳白色光辉的环状物就是日冕。应用近紫外和X射线观测。 太阳的能源a太阳热能第一，太阳是太阳系光热的主要源泉，是地球能量的主要供给者。太阳以电磁波形式不断地向外辐射能量，称为太阳辐射。第二，地球获得的太阳能很少，仅
40、仅相当太阳向宇宙空间辐射总能的122亿。这极小部分的太阳能，足以维持着地表上各种自然现象过程的进行。b太阳能源太阳不断地释放出巨大的能量。巨大能量来源于太阳内部的热核聚变。 太阳活动对地球的影响a概念太阳活动是指发生在太阳大气层局部区域的、在有限时间间隔内的各种物理过程的总称。表现为太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和太阳射电等现象。b太阳风与地球磁层第一，太阳风地球周围存在一个偶极磁场，当太阳风等离子体吹向地球时，使地球磁场被太阳风包围，形成地球磁层。第二，地区磁层由于地球磁层的存在，使得太阳风高能带电粒子不能到达地面，保护了地球表面有机体的生存和发展；总有一部分高能带电粒子闯入磁层内，被磁层
41、禁锢在地球高层。c对地球电离层的影响第一，概念电离层是指距地面约80800km，在太阳紫外线、X射线、粒子辐射的作用下发生电离的大气层。第二，影响太阳活动增强时，会激发电离层大气分子进一步电离，造成离子浓度增高和吸收电波增强。尤其是太阳耀斑爆发后，会引起地球向阳半球面短波信号衰减或中断。d对地磁的影响第一，磁暴太阳活动引起地球磁场的不规则变化，叫做“磁扰”。十分强烈的磁扰现象称为“磁暴”。使磁针失灵，不能正确指示方向，对军事战斗，以及飞机和船舶的定向、定位也都带来影响。第二，极光在地球高纬度地区，经常出现一种变幻莫测、美丽壮观的极光现象，这也是由太阳活动引起的。极光主要发生在100200km的
42、高空，有的高达1000km。e太阳活动与其他方面的关系太阳辐射是地球气候形成的重要因素。由于太阳活动引起太阳辐射的改变，必然导致气候相应的变化。（3）行星太阳系有八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。 行星的分类和特征a分类第一，以地球为界可将行星分为地内行星（水、金）和地外行星（火、木、土、天王、海王）；第二，按八大行星距太阳近远的排列以小行星为界，按八大行星距太阳近远的排列，可将行星分为内行星（水、金、地、火）和外行星（木、土、天王、海王）；第三，根据八大行星理化性质的主要差异划分可将理化性质相似地球的行星叫类地行星（水、金、地、火），将理化性质相似木星的行星叫类木
43、行星（木、土、天王、海王）。b特征第一，类地行星的质量较小，而类木行星的质量较大。第二，类地行星的平均密度较高，而类木行星的密度较低。第三，从化学组成看，类地行星主要由重物质组成，有固体表面；类木行星则以轻物质为主，因而没有固体表面。第四，类地行星接近太阳，因而它们有较高的温度；类木行星的温度很低。第五，类地行星卫星数无或少；类木行星卫星数量多。第六，八大行星都绕太阳公转，它们的运动情况各有异同。第七，除最接近太阳的水星外，行星轨道的偏心率和轨道的倾角都很小。第八，地内行星有特别长的自转周期。第九，金星的自转是逆转（即自东向西转，与公转方向相反）。 行星的分布规律和运动特征a分布规律基本遵循提
44、丢斯一波得定则。八大行星的分布内密外稀，是构成太阳系的骨干天体。计算行星距离的一个经验公式，即著名的提丢斯一波得定则表达式为：an=0.4+0.32n式中，an代表行星的序号。n的取值，水星为，金星为0，地球为1，火星为2，小行星带为3，木星为4，海王星为7。b运动特征第一，近圆性行星轨道形状是近圆的椭圆形。第二，共面性八大行星公转轨道接近于一个平面。第三，同向性八大行星都按逆时针方向绕日公转。（4）矮行星是指位于围绕太阳的轨道上，有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状（近于球形），还没有清空其轨道附近区域以及不是一颗卫星的天体。 冥王星冥王星是海王星外矮行星这类天体的标志。 谷
45、神星谷神星位于火星和木星轨道之间小行星带中最大的小行星，它可能有一个包含冰水的表层，内部有不同层次，比较轻的物质靠近表层，稠密的物质在核心，几乎为球形，表明其形状受到自身引力的控制。 齐娜星齐娜星是迄今为止在柯伊伯带发现的最大的小天体。它几乎不存在被反射的太阳光，其体现出的明亮度，完全取决于自身的体积和温度，可能有一颗卫星。（5）太阳系小天体 小行星小行星带主要分布在火星和木星轨道之间，质量总和约为地球质量的万分之四，且质量越小的数量越多。 彗星俗称“扫帚星”。彗星是在扁长轨道上绕太阳运行的一种体积庞大、质量较小、呈云雾状的天体。其外貌和亮度，随着距离太阳的远近而发生显著变化：当远离太阳时，呈
46、现为朦胧的星状小暗斑；当它靠近太阳时，质量较大的彗星会产生各种形状的彗尾，且亮度增大。a彗头彗头包括彗核、彗发和彗云三部分。第一，彗核彗星较亮的中心部分叫做“彗核”。第二，彗发彗核外围的云雾包层称为“彗发”。第三，彗云包围在彗发周围的一个巨大的发射紫外线的氢原子云叫做“彗云”。b彗尾彗尾是彗星最壮观的部分。当具有一定质量的彗星运行到距日很近时，太阳风和太阳辐射压将彗发的气体、微尘推开，便生成彗尾。并非所有彗星都带有彗尾。 流星和陨石a流星在行星际空间，游荡着无数的尘粒和固体块称为流星体。流星体来源于原始星云的残存颗粒、小行星互相撞碰的产物、彗星瓦解碎片等。b陨石大块流星体穿过地球大气层后尚未燃
47、尽，其剩余部分落到地面上成为陨石。陨石按其化学组成可分为石陨石、铁陨石和石铁陨石三大类。（6）太阳系天体的运动规律开普勒三定律与牛顿万有引力定律 开普勒三大定律开普勒三大定律定量地阐明了行星运动真实轨道的几何形状和运动规律。a开普勒第一定律行星绕日公转轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。a为椭圆半长径，椭圆偏心率e为：当e=0时，轨道为正圆；当0e1时，轨道为双曲线。八大行星的e值是近圆的椭圆形状。b开普勒第二定律第一，行星向径在单位时间内，扫过的面积相等。第二，行星的轨道速度是随其距日远近而变化的。第三，行星离日近时，公转速度大，在近日点附近运行速度最快；行星离日远时，公转速度小，在远日
48、点附近运行速度最慢。其原因是由面积定律所决定。c开普勒第三定律第一，行星绕日公转周期的平方同它们与日平均距离的立方成正比。第二，距日愈近的行星，公转周期愈短；距日愈远的行星，公转周期愈长。第三定律的普遍式，是测定天体质量的重要依据：式中，（M1+m1）和（M2+m2）分别表示两个天体系统的质量（其中，M1，M2为中心天体质量；m1，m2为环绕天体质量）；T1，T2为环绕天体运转周期；a1，a2为环绕天体到中心天体的距离。 万有引力定律万有引力定律，解决了太阳系天体运动的力学原理。宇宙间一切物体之间都是互相吸引的，引力的大小同这两个物质质量的乘积成正比，同它们之间的距离平方成反比。则有式中，F为
49、万有引力；m1和m2分别为两物体的质量；r为它们之间的距离；G为万有引力常数（6.6710-8dyncm2g2）。根据万有引力定律，行星是受惯性力和引力的共同作用下，而沿着其合力方向作椭圆轨道运行的。（7）太阳系的起源新星云说简介 概念a认为宇宙中散布着微粒状的弥漫物质在万有引力作用下，较大的微粒吸引较小的微粒，并逐渐聚集加速，在弥漫物质团的中心形成巨大的球体，即原始太阳。b周围的微粒在向太阳这一引力中心垂直下落时，一部分因受到其他微粒的排斥而改变了方向，便斜着下落，从而绕太阳转动。c最初转动有不同的方向，后来有一个主导方向占了上风，便形成一扁平的旋转状星云，云状物质后又逐渐聚集成不同大小的团
50、块，便形成行星。行星在引力和斥力共同作用下绕太阳旋转。 意义新星云说对各类行星的特性，进行了较合理的解释；还能较好地解释行星运动的同向性、共面性和近圆性。3地球的天然卫星月球是地球的唯一天然卫星。地球和月球相互吸引和共同绕转，构成了地月系。由于月球绕地球、地球绕太阳的运动，产生了月相变化和日食、月食等天文现象。（1）月球概况 月球的距离、质量和大小a月地距离月球是距离地球最近的天体。可由下式求取月地距离：国际上采用的月地平均距离为384401km。b月球质量月球质量的测定比较困难。目前是采用测定地月系统的质心c的位置，以此来推算出月地的质量比。月球的质量为7.361035g。c月球大小月球的体
