天体的演化
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道恒星一般按照其亮度、颜色和表面温度等物理特征来分类。 2．知道恒星的演变一般过程，知道恒星的质量与其寿命的关系。 3．学会看、及分析图表，如“郝—罗图”、恒星质量与寿命图。 二、过程与方法
通过“郝—罗图”、恒星质量与寿命图学习过程，认识一些宇宙研究的基本表达和分析方法。
三、情感、态度与价值观
1．通过对恒星演化的学习，感悟天体演化的漫长经历，建立正确的宇宙观。 2．培养对天文物理的兴趣，增强积极讨论交流自己观点的胆量。
3．通过中国记录的“超新星爆发”——“天关客星”（“蟹状星云”）对天文的贡献，激发民族认同感和爱国情怀。
【教学重难点】
1．重点：恒星的分类及演化。 2．难点：人类认识恒星的一些方法。
【教学过程】
一、恒星的分类
晴朗的夜空，当你抬头仰望，银河横蟠，星海浩淼，有没有激发你无限的向往和不懈的探索之情呢!
天文学家推断在已知的宇宙当中大概有7×1022颗星星（目前全世界65亿人全来数，每人1秒钟数2颗，也要不间断的数17万年）。这么多的星星一一研究根本不可能，必须进行分类研究。描述恒星的物理、化学参量很多，根据不同的标准可以划分出不同的种类。
问题1：天文界是如何对恒星进行分类的呢？
目前科学界通用的恒星分类是根据恒星的颜色、温度和亮度间的关系进行的。
1．恒星的颜色、温度、亮度 2．“郝—罗图”
20世纪初，美国哈佛大学天文台已经对50万颗恒星进行了光谱研究。并对恒星光谱根据它们中谱线出现情况进行了分类。结果发现它们与颜色也有关系，即蓝色的“O”型、蓝白色的“B”型、白色的“A”型、黄白色的“F”型、黄色的“G”型、橙色的“K”型、红色的“M”型等主要类型。实际上这是一个恒星表面温度序列，从数万度的O型到2-3千度的M型。如图1．
图1
1911年丹麦赫兹布朗（Ejnar Hertzsprung 1873-1967）和1913年美国罗素（Henry Norris Russel 1877-1957）先后发现恒星的光度及表面温度的关系，并以统计图表示出来，二人于1914年同时公布，因此，此种恒星光度与温度的关系图被称为赫—罗（H-R）图。
图2：郝--罗图的两位发明者
图3
图3所示的为一幅赫--罗图，图中横坐标表示恒星的光谱类型（与恒星表面温度相联系），纵坐标为恒星的光度。大部分恒星分布在从图的左上到右下的对角线上，叫主星序，都是矮星。其它还有超巨星、红巨星和白矮星等类型，而这一不同类型表示了它们有不同的光度。
赫--罗图是研究恒星的重要手段之一。它不仅显示了各类恒星的特点，同时也反映恒星的演化过程。
活动1：太阳的表面温度5770K，绝对星等4．8；水委一，波江座α星，绝对星等-1．6等。表面温度14500K，请你在郝--罗图上标出它们的大致位置，并指出它们属于什么类别。 二、恒星的演化
恒星是相对恒定的，但有时候，遥望星空，你可能会惊奇地发现：在某一星区，出现了一颗从来没有见过的明亮星星！然而仅仅过了几个月甚至几天，它又渐渐消失了。这种“奇特”的星星叫做新星或者超新星。我国古代称之为“客星”，意思是这是一颗“前来作客”的星。
中国史料里从公元前134年到公元17世纪末，有90颗新星记载，它们是非常珍贵的科学遗产。历史上最有名要数宋史中的记载了：“至和元年五月，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日。”这是指公元1054年7月4日早晨4点多钟，在金牛座天关星附近看到的超新星，它开始的亮度和太白金星亮度差不多，经过23天，又慢慢暗下去了。
设问1：这些新星是新诞生的恒星吗？金牛座的这颗“客星”现在怎么样了？
19世纪，人们用望远镜发现在金牛座天关客星方向上有一个“蟹状星云”（如图4），20世纪初发现这团星云在膨胀，由膨胀速率推算，1054年刚好是膨胀开始的时刻。天文学家们一致公认：中国记录的“天关客星”正是一次典型的“超新星爆发”。
图4：蟹状星云
沪科版物理高二第二学期-第十三章 C 天体的演化 -教案
