2014年9月29日星期一

太阳系(二)

双子座流星雨(摘自光明网科技频道

流星

运行在星际空间的流星体(包括宇宙尘埃、石块、彗星或小行星抛出的物质等)在接近星球时受到星球引力的吸引而进入星球大气层,并与大气摩擦燃烧而产生流星。

流星包括单一的流星、火流星和流星雨三种。体积比红豆大一点的流星体进入大气层就能形成肉眼可见亮度的流星。

火流星(Bolide)是特别明亮的火球,特别是有爆炸的,有时也被称为爆炸火球。

当一小时内出现的流星数目有数十颗或上百颗时,就被称为「流星雨」(meteor shower / meteor swarm);如果出现数量达几百颗或者几千颗时,则被称为「流星暴」(meteor storm)。


流星体在与空气摩擦却没有完全燃烧殆尽而落在地面上,则成为陨石。陨石接近地面或撞击地面后会爆炸,甚至造成人命的伤亡。

2013年2月15日在俄罗斯(Russia)发生流星袭击事件。一颗直径大约15米,质量7千公吨的流星落入俄罗斯境内,并在进入大气层时在天空中留下大约10公里长的轨迹。这颗流星的主要碎片似乎击中了切巴尔库尔湖。大约有1,490人受伤,而大多数受伤的原因是碎玻璃和建筑震动。以下是相关视频:


每年的一定时期,当地球进入环绕太阳运行的流星体区时,晚上天空将看到少至数颗,多至数百颗流星在一个星座方向迸发出来,例如英仙座流星雨(Perseids)。每天都有上百亿颗流星体进入地球的大气层。

彗星是流星雨的母亲

图片摘自地球科学园地
我们所观测到的流星雨主要跟彗星有关。当彗星接近太阳时,受太阳风影响,或内部气体爆炸,会不断抛出许多灰尘,也就是流星体(左图)。这群流星体会沿着彗星轨道散佈,形成一条环状灰尘流。但流星体并非一直留在轨道上,而是随着时间受到太阳风影响、本身内部互相碰撞,或其他行星重力影响,逐渐消失。当地球穿越彗星轨道附近时,流星体会受地球重力影响坠入大气层,形成流星;若地球重力捕捉到的是一大群彗星流星体,就形成了流星雨。

  

在地球上并不是每个地方都能同时看到流星,只有当流星体坠入地球大气层时,大多数流星体所瞄准的地区刚好是夜晚,才能看到流星雨的景象。若想看到壮观的流星雨,最好的机会就是,造成流星体的母彗星经过地球公转轨道附近,而地球恰好也接近彗星轨道的时候,例如:1966年11月16日的狮子座流星暴期间,美洲观测者每小时可看到约6万颗流星(注1)。

图片摘自维基百科(点击看大图)
上图是英仙座流星雨的流星划过欧洲南方天文台超大型望远镜(ESO's VLT —— The European Southern Observatory's Very Large Telescope)。

图片摘自星友空间站
如上图,英仙座流星雨是以英仙座γ星附近为辐射点出现的流星雨,也称英仙座γ流星雨。流星雨从星空散发出来的某一点被称为「辐射点」,流星雨的辐射点以所在的星座命名,例如上述的英仙座流星雨、狮子座流星雨(Leonids)等。

以下视频是英仙座流星雨。


英仙座流星雨在每年的7月20日至8月20日前后出现,与象限仪座流星雨(Quadrantids)及双子座流星雨(Geminids)并称为年度三大流星雨。

除了彗星造成的流星雨,目前所知还有两个由小行星(asteroid)造成的流星雨 —— 双子座流星雨和象限仪座流星雨。以下视频就是双子座流星雨。



(注1)摘自地球科学园地

您猜一猜为什么很少听到流星砸伤人或物体?


小行星

小行星厄洛斯(Eros) - 图片摘自NASA
小行星是太阳系内具有不规则形状的小天体,一般上由岩石和金属组成。它们类似行星环绕太阳运转,但体积和质量比行星小得多。

大部分的小行星都在火星木星的轨道之间,这个地区被称为小行星带(Asteroid belt)。在大约120,000颗已经编号的小行星里,有超过98.5%是在这里被发现的。而地球人在太阳系已经发现了超过700,000颗小行星,但大部分的直径都小过100公里,而在小行星带里最大的小行星就是谷神星(Ceres),直径大约有950公里。谷神是罗马神话里负责掌管植物生长、收获和慈爱的神。除了小行星带,在海王星轨道外的柯伊伯带(Kuiper belt)也有很多小行星。

图片摘自太子参信息网

小行星和彗星一样形成于45亿年前,与太阳和行星的寿命差不多,但从那时开始到现在却没有发生过太大的变化。对天文学家来说,它们是很珍贵的,通过研究它们,我们能够更了解形成太阳系的过程;它们也很危险,若它们离地球太近就可能与地球发生碰撞!

图片摘自维基百科
 上图是地球、月球和谷神星的大小比例;下图则是谷神星的地质分层。

图片摘自NASA
由于谷神星的体积较大,它的形状接近圆形,而不是一般小行星的不规则形状。谷神星甚至有稀薄的大气层,而岩石的内核可能也含有铁。

关于谷神星的延伸阅读:谷神星的身世之谜


本站相关文章:
1. 太阳系(一)
2. 太阳系(三)
3. 太阳系(四)——木星

深度阅读:
1. 我们可能被陨石砸中吗? 

想更深入认识太阳系?您可以点击以下图画进入NASA网站。
https://solarsystem.nasa.gov/planets/


2014年9月28日星期日

太阳系(一)


图片摘自维基百科
太阳系(Solar System)是银河系(Milky Way)里其中一个天体系统。由于以太阳为中心,它就被命名为太阳系。

太阳系的成员包括太阳、八大行星(Planet)、天然卫星(Natural Satellite)、流星(Meteor)、彗星(Comet)和小行星(Asteroid)。

太阳

太阳是太阳系里唯一会自己发光发热的恒星(Star)。它的直径大约是1,392,000公里,相当于地球直径的109倍(地球的平均直径是12742公里);而质量则大约是2×1030公斤(就是2后面有30个0,是地球的330,000倍),太阳的质量大约占了太阳系总质量的99.86%。

太阳也会自转,自转周期为27.3天。


科学家利用Stereo卫星观测到了整个太阳的表面。

延伸阅读:美国宇航局公布太阳合成图像 仿佛巨型南瓜灯

八大行星

接下来是八大行星,依照距离太阳最近到最远分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。行星本身不会发光,它会反射太阳的光,并绕着恒星(就是我们的太阳)公转。通常行星公转的方向和自转的方向相同,都是由西向东(您猜猜哪一颗行星由东向西自转?)。

地球由西向东自转,我们在地球上看到太阳就是东边升起,西边落下。如果我们身处在那个由东向西自转的行星上,我们看到太阳升落的方向会有什么不同吗?

每一颗行星的大小不同,各自与太阳的距离也不同。

若把四颗内行星(下图从左到右是水星、金星、地球和火星)放在一起,其比例如下:


地球和金星的体积差不多,而水星与火星则较娇小。

图片摘自维基百科
如果把太阳与八大行星放在一起,其大小比例就如上图(上图行星的距离并非真实比例)。

行星
平均直径 / 公里
和太阳的距离
近日点 / 公里
远日点 / 公里
水星
4,879
46,001,200
69,816,900
金星
12,104
107,477,000
108,939,000
地球
12,746
147,098,074
152,097,701
火星
6,779
206,600,000
249,200,000
木星
142,984
740,573,600
816,520,800
土星
120,536
1,353,572,956
1,513,325,783
天王星
51,118
2,748,938,461
3,004,419,704
海王星
49,528
4,452,940,833
4,553,946,490


由于行星和彗星绕太阳运转的轨道是椭圆形的,这里就用近日点和远日点来说明行星们及彗星们与太阳的距离。近日点和远日点分别是指行星、彗星等天体在轨道上离太阳最近和远的点。

天然卫星

天然卫星是绕着行星运转的天体。和行星一样,它们也不会发光,只能反射太阳的光。月球是地球唯一的天然卫星,它绕着地球运转。

下表是八大行星目前为止被天文学家发现的天然卫星数量:


行星
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
天然卫星数量
0
0
1
2
67
61
27
14

月球(图片摘自web.mit.edu)
月球是地球的卫星 ,是第一个被发现的卫星。月球也是除了地球以外人类踏上的第一个天体。月球没有大气层,其凹凸不平的表面是其他天体撞击的结果。

图片摘自NASA
上图是阿波罗11号太空人在月球上与美国国旗的合影,地上可以看见太空人的脚印。

图片摘自维基百科

上图是木星的四颗卫星,被称为伽利略卫星(Galilean Moons),是由伽利略于1610年1月7日发现的。从上至下分别是木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。其中木卫三是太阳系内最大的卫星,它的体积甚至比水星还大!而木卫四的体积和水星差不多。

彗星

彗星是由松散的冰、尘埃、和小岩石构成的,它会沿着固定的轨道绕太阳运转。

在彗星的周围围绕着的尘埃和气体形成一个巨大且稀薄的大气层,称为彗发,彗发受到太阳风和太阳的辐射压导致背向太阳的巨大尾巴,称为彗尾

当它接近太阳时,会被加热并且开始释放出气体,看起来像一条长长而明亮的尾巴(彗尾),所以彗星又被称为扫帚星或扫把星。彗星不一定只有一条尾巴,有些彗星看起来有两条甚至更多的尾巴。

图片摘自维基百科

彗尾总是与太阳的方向相反,越接近太阳,彗尾越明亮也越长,因为部分冰和尘埃被太阳风(由带电粒子组成)和太阳辐射「吹袭」。

当一颗彗星穿越内太阳系时,彗发和彗尾都会被太阳照亮而能够看得见,因为尘埃会直接反射阳光,而气体会因为离子化而发光。大多数的彗星则太暗淡,没有望远镜的协助是看不见的,但每几十年总会有亮到肉眼足以直接看见的彗星。

一般上我们把彗星分为短周期彗星(周期短于200年)和长周期彗星(周期长于200年)两大类。

哈雷彗星(1P/Halley)是著名的短周期彗星,每隔75-76年就能从地球上看见,是唯一能用裸眼直接从地球看见的短周期彗星,人一生中可能经历两次他的来访。上一次哈雷彗星回归是在1986年(您算一算哈雷彗星在下一次回归是什么时候?),而其它能以裸眼观察的彗星可能会更壮观和更美丽,但可能要数千年才会出现一次。
图片摘自维基百科

除了哈雷彗星,海尔-博普彗星(Comet Hale-Bopp)也是一颗著名的彗星,不过它是长周期彗星。这颗彗星上一次在1997年4月1日经过近日点,科学家估计它下一次经过近日点是2388年后的事了。
图片摘自维基百科
上图是1997年3月29日在克罗地亚的帕辛看见的海尔-博普彗星,这颗彗星直径大约40公里,属于大型彗星。科学家估计这颗彗星的亮度比哈雷彗星亮超过一千倍!

以下是网上摘录的海尔博普彗星拍摄视频:



本站相关文章:
1. 太阳系(二)
2. 太阳系(三)
3. 太阳系(四)——木星

想更深入认识太阳系?您可以点击以下图画进入NASA网站。
https://solarsystem.nasa.gov/planets/

2014年9月23日星期二

小学科学地图

四年级科学(KSSR)

主题一(认识科学)
第一课:科学技能
      ★
第二课:科学室规则
      ★

主题二(生命科学)
第三课:人类的生命过程
      ★ 人类的呼吸过程
      ★ 人类会排泄和排遗
      ★ 人类对外来刺激的反应
      ★ 人类的遗传
                ♥ 美双胞胎女婴遗传父母不同肤色
      ★ 影响人类生命过程的习惯
                ♥ 饮食不均衡
                              —— 肥胖与超重
                              —— 碳酸饮料,儿童不宜? 
                ♥ 酗酒   —— 全球3300000人死于酗酒
                ♥ 滥用毒品 / 滥用药物
                              —— 毒品的害处
                ♥ 吸烟   —— 卫生部在21无烟区禁止电子烟
                ♥ 吸强力胶
                              ——
      ★ 健康生活每一天——3个月3万宗蚊症,高温助长毒蚊繁殖
第四课:动物的生命过程
      ★
第五课:植物的生命过程
      ★

主题三(物理科学)
第六课:测量
      ★ 长度
      ★ 面积
      ★ 固体的体积
      ★ 液体的体积
      ★ 时间
      ★ 质量
      ★ 标准单位的重要性
课外:
1. 难以捉摸的准确一公斤单位,终於找出来了

主题四(材料科学)

第七课:材料的性质
      ★
第八课:生锈
      ★

主题五(地球与宇宙)
第九课:太阳系
      ★ 太阳、行星、天然卫星与彗星
      ★ 流星与小行星
      ★ 八大行星(一)
      ★ 八大行星(二)
课外:
1. NASA也来贺中秋
2. 太空探索目标更新:下一站,木星!
3. 月亮上的男人
4. 不只是灾难扫把星,你不知道的彗星事(1)
5. 不只是灾难扫把星,你不知道的彗星事(2)

主题六(工艺与优质生活)
第十课:工艺
      ★ 海底电缆:互联网背后的无名英雄
      ★ 磁共振成像技术(MRI)


五年级科学(KSSR)

主题一(认识科学)
第一课:科学技能
      ★
第二课:科学室规则
      ★

主题二(生命科学)
第三课:动物的生存过程
      ★ 来自北方的小白鹤(迁徙)
      ★ 昆虫伪装大师
      ★ 河豚
      ★ 圣诞岛的红蟹大迁徙
      ★ 有袋类动物

课外:
1. 竹节虫六腿机器人可轻松越过障碍探索外星球

第四课:植物的生存过程
      ★

主题三(物理科学)
第五课:能
      ★

第六课:光的特征
      ★
第七课:电能
      ★
第八课:热能
      ★

主题四(材料科学)
第九课:物质
      ★
第十课:酸与碱
      ★

主题五(地球与外太空)
第十一课:地球、月球和太阳
      ★
课外:
1. 超级月亮又来啦

主题六(工艺与绿色生活)
第十二课:工艺
      ★


六年级科学(KSSR)

主题一(认识科学)

第一课:科学技能
      ★
第二课:科学室规则
      ★

主题二(生命科学)

第三课:微生物

走进微生物王国
     ★ 惊艳,真菌。
     ★ 我们 = 10%人 + 90%细菌
     ★ 你身上的动物园

不可小看的微生物
      ★ 肠道菌群:你所不知的那部分「自己」

积极预防传染病,健康之门为你开
      ★ 室内尘埃含约9000种微生物:绝大多数对健康无害
     

第四课:生物之间的相互关系

独居与群居的动物
      ★ 生物之间的相互关系(一)
      ★ 动物的生活方式(群居)
      ★ 动物的生活方式(独居)
课外:
1. 「蚁」不可貌相

动物之间的相互关系
植物之间的相互关系
      ★ 生物之间的相互关系(一)
      ★ 槲寄生为什么会变成大家最喜欢的寄生植物?

第五课:保护与复育

濒临绝种的动物和植物
      ★ 保护濒临绝种的物种
      ★ 莱佛士花开花了
      ★ 美国政府与保育人士以行动对象牙交易宣战 
      ★ 救救濒危马来貘马来虎,它们快绝种了…
      ★ 已经绝种的物种——大海雀
      ★ 已经绝种的物种——大角鹿

维护自然界平衡的重要性
      ★ 人类活动造成的污染日愈严重
      ★ 人类的活动对环境的影响(金马仑)
      ★ 人类的活动对环境的影响(吉兰丹)
      ★ 森林渐少,发展犹多
      ★ 从哈伯法(Haber-Bosch Process)说起
      ★ 关于粮食的两篇文章

主题三(物理科学)

第六课:力
力和力的效应
      ★
摩擦力
      ★

第七课:速度
谁快谁慢
      ★

主题四(材料科学)

第八课:食物的保存
食物的变质
      ★
食物的保存
      ★

第九课:废物
废物
      ★

主题五(地球与宇宙)

第十课:月食与日食

月食
      ★ 超级月亮月全食

日食奇观
      ★ 日食来啦,在马来西亚也可以看见!
      ★ 终于看到日食啦!

第十一课:星座
美妙的星空
      ★

主题六(工艺与优质生活)
 
第十二课:机械

简单机械
      ★
复杂机械
      ★
创造模型
      ★