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人類探索宇宙的歷程
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新知導入
“舉頭望明月，低頭思故鄉。”自古以來人類就對宇宙充滿了好奇。人類從來沒有停止過探索宇宙奧秘的腳步。
科學實踐
一、古人用肉眼觀測天體
古代觀測天象是古代天文學的重要組成部分，其歷史可以追溯到遠古時期，當時人們通過觀察日月星辰的位置及其變化來預測季節和農事。隨著時間的推移，古代觀測天象的方法和機構逐漸發展和完善，形成了獨特的體系和豐富的觀測記錄。
科學實踐
我國古人的“天圓地方”說
我國古人認為圓蓋式的天像一把大傘覆蓋在正方形的大地上。這是“天圓地方”說，是我國最古老的宇宙說之一。
科學實踐
托勒密（約90—168）建立的宇宙地心體系，即“地心說”。
地球是球形的；
地球處于宇宙中心，而且靜止不動；
日月星辰等所有天體隨著地球運動，并且每天做一次圓周運動。
科學實踐
哥白尼（1473—1543）提出的宇宙日心體系，即“日心說”。
宇宙是球形的，地球是球形的；
天體的運動是圓周運動；
地球是運動的，繞軸自轉，24 小時自轉一周；
太陽是不動的，而且處于宇宙的中心，地球以及其他的行星都圍繞著太陽做圓周運動，只有月球繞地球運行。
科學實踐
結合我們學過的知識，你認為兩位天文學家的觀點有哪些不同？誰的觀點更接近真實的宇宙？
地心體系
地球是宇宙的中心，靜止不動,其它的星球都環繞地球運行。
日心體系
太陽是宇宙中心，地球以及其他行星圍繞太陽做圓周運動
更接近真實宇宙
科學實踐
17世紀前，各國天文學家主要依靠肉眼觀察星空，對于宇宙的形成建立了不同的觀點。在那時，由于觀察方式的局限性，除地球之外，人們只能觀察到水星、金星、火星、木星、土星這五大行星，使得我們對于宇宙的認識并不全面，但這些學說的提出卻是人類探索宇宙的第一步。
科學實踐
二、借助望遠鏡等工具觀測
17世紀以后，人們開始借助望遠鏡觀測星空，發現宇宙比想象的要豐富得多。
科學實踐
1609年，伽利略利用自制的天文望遠鏡巡視夜空，看到了許多肉眼無法看到的恒星，證實銀河是由無數恒星組成的……
科學實踐
伽利略
伽利略是利用望遠鏡觀測天體取得大量成果的第一位科學家。伽利略第一個用望遠鏡觀察到土星光環、太陽黑子、月球山嶺、金星和水星的盈虧現象、木星的衛星和金星的周相等現象，并從實驗中總結出自由落體定律、慣性定律和伽利略相對性原理等。從而推翻了亞里士多德物理學的許多臆斷，奠定了經典力學的基礎，反駁了托勒密的地心體系，有力地支持了哥白尼的日心學說。
科學實踐
1671年，牛頓發明了反射式望遠鏡，后來發現了萬有引力定律。
科學實踐
反射式望遠鏡，主鏡使用拋物面鏡，第二反射鏡是平面的對角反射鏡。它原理是使用一個彎曲的鏡面將光線反射到一個焦點上。這種設計方法比使用透鏡將物體放大的倍數高出數倍。
牛頓普適的萬有引力定律表述如下：任何兩個質點都存在通過其連心線方向上的相互吸引的力。該引力大小與它們質量的乘積成正比與它們距離的平方成反比，與兩物體的化學組成和其間介質種類無關。
牛頓
科學實踐
1781年，赫歇爾利用自制的反射式望遠鏡，發現了天王星。他還繪制了銀河系圖。
科學實踐
赫歇爾
弗里德里希·威廉·赫歇爾（Friedrich Wilhelm Herschel，1738年11月15日—1822年8月25日），英國天文學家、古典作曲家、音樂家。恒星天文學的創始人，被譽為“恒星天文學之父”。英國皇家天文學會第一任會長。法蘭西科學院院士。用自己設計的大型反射望遠鏡發現天王星及其兩顆衛星、土星的兩顆衛星、太陽的空間運動、太陽光中的紅外輻射；編制成第一個雙星和聚星表，出版星團和星云表；還研究了銀河系結構。
科學實踐
1846年，人們基于萬有引力定律，在計算的基礎上發現了海王星……
海王星
海王星（英語：Neptune，天文符號： ）是太陽系八大行星之一，也是已知太陽系中離太陽最遠的大行星。海王星的軌道半長軸為30.07天文單位，公轉周期為164.8年，質量為17.147地球質量（第3位，比它的近鄰天王星稍大），半徑為3.86地球半徑（第4位）。海王星是僅有的利用數學預測而非觀測意外發現的行星。
科學實踐
自從1609年意大利科學家伽利略創制伽利略望遠鏡以來，人類借助望遠鏡觀察太空，對宇宙的探索有了飛躍性的發展，所觀測的宇宙空間不斷擴大。
科學實踐
三、航天時代
現在，科學家不僅可以利用先進的望遠鏡在地球上觀測宇宙中遙遠的天體，而且可以利用火箭將人造衛星、宇宙飛船、空間探測器以及航天員等送到太空，直接開展科學探測。
科學實踐
1969年，“阿波羅”11號宇宙飛船搭載3名宇航員登上月球，這也是人類的第一次探月任務。
阿姆斯特朗是第一個登上月球的宇航員，他說：“這是個人邁出的一小步，但卻是人類邁出的一大步。”
科學實踐
1976年，“海盜”1號探測器登陸火星。
海盜1號（英文：Viking 1）是美國國家航空航天局維京號計劃中兩艘飛往火星中的第一艘。海盜1號以泰坦三E-半人馬座運載火箭載具于1975年8月20日升空，花費10個月航向火星，軌道太空船在進入火星軌道前五天開始傳回火星全球照片。最后著陸器在7月20日 08:51 UT 從軌道衛星分離，在11:56:06 UT登陸成功，成為全球首個能成功登陸火星的衛星。
科學實踐
1990年發射升空的哈勃空間望遠鏡能觀測到超過130億光年的宇宙空間。并且哈勃空間望遠鏡拍攝了蝴蝶星云和觀測到了草帽星系。
科學實踐
迄今為止，人類已經開展了200多次深空探測任務，其中月球是人類唯一登陸過的地球以外的天體。迄今為止，有500多位航天員遨游過太空，在太空中進行科學研究，但同時也有十多位航天員在發射時以身殉職，為人類的航天事業獻出了生命。
科學實踐
科學實踐
太陽系位于銀河系中，銀河系只是宇宙眾多星系中的一個。在銀河系之外，還有很多由無數恒星組成的天體系統，稱為河外星系。銀河系和現階段所能觀測到的河外星系，就是目前我們觀測的宇宙。用層級關系表示：
科學實踐
從銀河系的正面和側面圖示可看出：銀河系像一個漩渦，有多條旋臂；銀河系的天體圍繞著銀河系的中心高速公轉。
科學實踐
仙女星系
20世紀20年代確認的第一個河外星系——仙女星系，擁有巨大盤狀結構的旋渦星系，是距銀河系最近的大星系。
科學實踐
四、宇宙是無限的
宇宙是無限的，充滿活力的。人類對宇宙的探索是艱難的，也是無限的。
宇宙中每時每刻都有許多恒星在誕生，同時也有許多恒星在消亡。恒星都在不停地高速運動，有些恒星自身還有節奏地膨脹和收縮，有些恒星還不斷地向外拋射物質……字宙的過程充滿了活力。
宇宙是巨大的，人類目前到過的天體除了地球，只有月球，人類探測宇宙的過程是艱難的。但是人們從肉眼觀測到航天時代，進步飛快，因此人類探測宇宙的步伐是無限的。
科學實踐
拓展與應用
我國航天事業的發展
自1970年4月24日“東方紅一號”人造地球衛星發射以來，我國航天事業不斷取得舉世矚目的成就。
“東方紅一號”
拓展與應用
“神舟”系列載人飛船
1999年11月20日，發射“神舟一號”無人飛船成功。
2003年10月15日，我國第一艘載人飛船“神舟五號”飛上太空，圓了中國的飛天夢；航天員楊利偉成為我國進入太空的第一人。
2008年9月25日，“神舟七號”成功發射，宇航員在太空首次出艙活動。
2011年11月1日，“神舟八號”順利升空，隨后在太空與“天宮一號”完成自動交會對接。
2021年6月17日，“神舟十二號”載人飛船入軌后采用自主快速交會對接模式，成功對接于天和核心艙前向端口，與此前已對接的天舟二號貨運飛船一起構成三艙（船）組合，并于7月4日,神舟十二號航天員進行中國空間站首次出艙活動。
2023年10月26日,“神舟十七號”載人飛船發射升空。
拓展與應用
楊利偉是中國培養的第一代航天員，是中國進入太空的第一人。其成功完成太空之旅后，中國成為世界上第3個能夠獨立開展載人航天活動的國家。 2003年11月，楊利偉被中共中央、國務院、中央軍委授予“航天英雄”榮譽稱號，并頒發“航天功勛獎章”。 2014年9月，被太空探索者協會授予“列昂諾夫獎”。2017年10月，獲得聯合國教科文組織“空間科學獎章”。
拓展與應用
“嫦娥”系列探月衛星
2004年，我國正式開啟月球探測項目——嫦娥工程。
2007年10月24日，“嫦娥一號”發射成功，中國成為世界上第五個發射月球探測器的國家。
2010年10月1日，“嫦娥二號”衛星成功發射，進行深空探測等試驗，嫦娥二號完成了一系列工程與科學目標，獲得了分辨率優于10米月球表面三維影像、月球物質成分分布圖等資料。
拓展與應用
2013年12月2日，“嫦娥三號”探測器（又稱玉兔號月球車）被送入太空，成功軟著陸于月球雨海西北部，并陸續開展了“觀天、看地、測月”的科學探測和其他預定任務。
2018年12月8日，“嫦娥四號”探測器發射升空，實現人類首次月球背面軟著陸和巡視勘察。
2020年11月24日，“嫦娥五號”探測器，順利將探測器送入預定軌道。2020年12月17日，“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品安全返回著陸。
拓展與應用
火星探測
2021年5月15日7時18分，“天問一號”探測器成功著陸于火星烏托邦平原南部預選著陸區，我國首次火星探測任務著陸火星取得成功。
課堂鞏固
1.中國歷史上首位飛上太空的人是（ ）。
A.楊利偉 B.聶海勝 C.嫦娥 D.李白
2.提出宇宙日心體系的科學家是（ ）。
A.托勒密 B.哥白尼 C.伽利略 D.牛頓
3.人類探索宇宙的歷史，時間順序正確的是（ ）。
A.肉眼觀測→人類首次登月→望遠鏡的發明→天問計劃
B.肉眼觀測→天問計劃→人類首次登月→望遠鏡的發明
C.肉眼觀測→望遠鏡的發明→人類首次登月→天問計劃
D.肉眼觀測→天問計劃→望遠鏡的發明→人類首次登月
B
C
A
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