開講啦!
讓孩子愛上科學……
“太陽為什么能發(fā)光發(fā)熱?”
“冥王星從第九大行星降級成矮行星了,好可憐呀!”
“傳說中會吃太陽的天狗、劃過夜空的‘掃帚星’,到底是怎么回事呀?”
[太陽系專題·第1課]
(開講啦系列·第16課)
課程音頻
從地球上的日常,看太陽系 來自科學畫報 00:00 07:16
本期作者:左文文
(中國科學院上海天文臺副研究員)
本期課程上海科學技術出版社《科學畫報》出品
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課程圖文
宇宙那么大,我想飛出去看看。小朋友們,總是待在地球上,想不想去太陽系遨游一番?別急,今天先不忙著出發(fā),先從日常生活中認識一下太陽系。
太陽實在是太重要了!它為我們提供溫暖和能量,是地球上絕大多數生命的能量之源。植物借助光合作用,利用太陽能成長;而植食性動物通過吃植物,肉食性動物通過吃植食性動物,也能獲取能量成長,它們利用的歸根結底還是太陽能。
除此之外,我們使用的很多材料——汽油、塑料等,都是從石油加工而來,而石油的能量源頭仍然是太陽的輻射??梢哉f,我們的衣食住行幾乎都源于太陽。
太陽為什么擁有這么大的能量呢
那是因為太陽中心持續(xù)不斷地進行著核聚變反應。核聚變反應的結果,就是四個小家伙——氫原子聚合成為另一個小家伙——氦原子。咦,4個氫原子的質量明明大于1個氦原子啊,損失掉的質量去哪兒了?
愛因斯坦爺爺通過質能方程告訴我們,損失的質量會轉化為能量。太陽每秒都會發(fā)生很多次核聚變反應,所以釋放出巨大的能量,也就是光和熱。
如何成為大行星
仰望夜空時,我們看到的很多習以為常的現象,其實都與太陽系有關。比如,星星東升西落,原因就是地球在自西向東自轉。還有,我們看到有些星星在動,而有些星星好像不動,也是因為星星的“種類”不同。
天空就像一個球面,有些星星仿佛排好了隊形似的,相對位置幾乎不改變。這些星星是恒星。太陽就是一顆恒星,它能自己發(fā)光。但是太陽系中,我們能看到,有五顆星星時刻改變著它們與其他星星的相對位置,古人給這樣的星星取名行星,意思是行進的星。
要成為大行星,需要達到三個標準:1. 它是圍繞太陽運行的天體,而不是另一個行星的衛(wèi)星;2. 它的質量足夠大,形成近似球形的結構;3. 它已經“清理”掉軌道上的其他天體,也就是說,在它的運行軌道上,沒有其他顯著天體。
可憐的冥王星之所以從第九大行星被降級為矮行星,就是因為第三點不達標。天文學家在冥王星附近,發(fā)現了不少與它差不多大小的天體。太陽系里,同為矮行星的還有谷神星和齊娜。
我們在地球上肉眼看到的這五顆行星,正是八大行星中比較靠近地球的五顆——水星、金星、火星、木星和土星,天王星和海王星由于距離過于遙遠,肉眼難以看見。
極光與太陽
夜空中有些奇景也與太陽有關,比如極光。
極光的產生,是因為有一群帶電粒子從太陽的最外層大氣跑了出來,這些粒子叫太陽風,它們跑得非???。由于地球有磁場,所以大部分粒子都未能進入地球大氣層,而是繞過地球磁場,繼續(xù)向前運動。但也有一些粒子會溜到南北極附近,使得地球大氣中的分子變得不安分,也就是被激發(fā),于是產生漂亮的極光。
在古代,人們對太陽系的認識十分有限。你可能聽說過天狗吃月亮、天狗吃太陽吧?古人不明白其中的道理,以為天上有一條狗吃掉了太陽或月亮,嚇壞了。現在我們都知道,天狗吃月亮、吃太陽其實是月食和日食現象,是因為地球繞著太陽轉,月球繞著地球轉,當轉到太陽、月球、地球剛好排成一條直線的時候,月球或太陽就被擋住了。
古代也有人還把彗星稱作 “掃帚星”,覺得彗星看起來像掃帚,是不祥之兆。但其實,彗星就好像混著塵埃的大雪球,彗核由冰物質構成,彗尾是彗星的部分物質蒸發(fā)之后,在太陽風、光壓的作用下向外延伸而成的。正是因為有了長長的彗尾,所以彗星才看上去像一把掃帚。
隨著科學的不斷發(fā)展,人們對太陽系的認識越來越深入?,F在,我們早已不必利用神話故事猜測太陽系的模樣,而可以真正去看看太陽系了。