第二章
太阳内部结构示意图
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固体地球物理学概论
第二章
太阳黑子图片
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固体地球物理学概论
第二章
水星及其表面图片
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第二章
金星图片
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第二章
地球的卫星摄影图片
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第二章
地球与月球
地球与月球
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第二章
太阳系起源的假说（二） (续）
在20世纪中叶出现的各种星云说中，霍伊尔(F．Hoyle)的学说较有代 表性。霍氏认为，太附系开始时是一团凝缩的星云，温度不高，转动角速 度因逐渐收缩而加快。当初始的太阳星云收缩到现今水星轨道之内不远处 ，就出现了自转不稳定，星云外部不再收缩，两极渐扁，物质因此而抛出 ，形成一个环绕“原始太阳”的盘状物，其质量仅为太阳的百分之一。中 心的“原始太阳”与圆盘脱离以后，继续收缩，不再分裂，最后形成太阳 。圆盘与太阳脱离后，质量不再增加，最后形成行星。 由于继续收缩的太阳具有磁场，而圆盘星云内有电离气体，太阳与圆 盘内缘产生一种磁致力矩，使太阳的角动量转移给圆盘，因而由圆盘形成 的行星具有较大的角动量。在原始太阳从50倍太阳半径收缩到1倍太阳半径 的过程中，表面温度保持为3500度左右，在地球轨道附近地区，沸点低的 挥发性物质相继逃逸，而不易挥发的铁，镁、硅等元素则凝聚为尘粒，通 过碰撞粘合而形成块状物质，直径小于1米的固体留在类地行星的区域而形 成类地行星。在木星、土星轨道附近的地区，沸点低的物质可以保留，因 而使得土星、木星的化学成分与原始星云以及太阳相近，H，He最多。在天 王星、海王星的空间附近，由于逃逸速度小，H和He大部分逃逸，剩下的多 为C，N，O与H2O等物质。
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第二章
行星自转示意图
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第二章
日冕
日冕： 太阳大气的最外层稀薄部分,由太阳表面伸展出数百万公里,包含着 铁、镍和其他气体的极高度电离的原子,这表明温度有几百万度,日全食 时肉眼观看它的外貌像是环绕月亮黑色圆盘的珍珠灰色光环,但在其他时 候要用日冕仪才可观测到。
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第一章
如何学好本课程
• • • • • 阅读参考书籍 听、记、问 掌握基本概念 领会分析问题和解决问题的方法 了解数学方法的应用
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第二章
第二章 地球的起源、运动与结构
太阳系及其组成与演化 地球的转动与轨迹 地球内部的结构 地球内部的物质组成
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⑸彗星
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第二章
大行星位置排列示意图
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第二章
小行星、彗星 大行星卫星图片
彗星
小行星
月球
木星的卫星
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第二章
太阳系主要成员的基本特征
2.1.2 太阳系主要成员的基本特征
Distance (AU) Radius (Earth's) 109 0.38 0.95 1.00 0.53 11 9 4 4 0.18 Mass (Earth's) 332,800 0.05 0.89 1.00 0.11 318 95 17 17 0.002 Rotation (Earth's) 25.36* 58.8 244 1.00 1.029 0.411 0.428 0.748 0.802 0.267 # Moons 9 0 0 1 2 16 18 15 8 1 Orbital Inclination --7 3.394 0.000 1.850 1.308 2.488 0.774 1.774 17.15 Orbital Eccentricity --0.2056 0.0068 0.0167 0.0934 0.0483 0.0560 0.0461 0.0097 0.2482 Obliquity --0.1° 177.4° 23.45° 25.19° 3.12° 26.73° 97.86° 29.56° 119.6° Density (g/cm3) 1.410 5.43 5.25 5.52 3.95 1.33 0.69 1.29 1.64 2.03
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地球物理与空间信息学院
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第一章
课程主要内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 序言 地球的起源、运动与结构 地球形状、密度及重力场 地球的磁场 地球的电磁感应和电性结构 地球内部的热状态与地热场特征 地球内部的地震波场 地球内部介质的各向异性与地震层析成像 实验与计算地球物理 若干热点问题
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第一章
第一章 序言 什么是地球物理?
地球物理学研究那些内容?
地球物理与其他学科的关系. 地球物理的发展 地球物理对社会发展的贡献
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第一章
地球物理学的定义
地球物理学是以地球为研究对象,研究地球的各种物理现 象，以及这些现象与地球运动、地球各层圈结构构造、地球物 质的分布及迁移的关系的学科。(Geophysics)
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第二章
航天飞机摄影图片“非洲角”
航天飞机摄影图片“非洲角”
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第二章
火星图片
火 星 图 片
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第二章
木星图片
木星图片
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第二章
土星图片
土星图片
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第二章
天王星图片
天王星图片
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第二章
海王星图片
海王星图片
Sun Mercury Venus Earth Mars Jupiter Saturn Uranus Neptune Pluto
0 0.39 0.72 1.0 1.5 5.2 9.5 19.2 30.1 39.5
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第二章
轨道特征
⑴轨道的规律性
共面性：行星轨道平面几乎平行，且与太阳赤道面平行。
同向性：行星公转方向，除金星、天王星和冥王星以外，都与太 阳自转方向一致，为逆时针方向。 近圆性：行星轨道偏心率小，除水星（0.206）和冥王星（0.248） 以外，均小于0.1。
⑵日距分布特征——Bode定律
rn = 0.4 + 0.3× 2n
其中n为行星秩序数，水星取－∞，金星取0，地球取1，火星取2， 小行星取3，…，冥王星取8。
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第二章
太阳系起源的假说（二）
⑶ 原始星云说 原始星云说属于‘渐变说”范畴。这种学说认为，太阳系乃由同一原 始星云物质形成，行星和卫星是由一度围绕太阳的星云盘物质凝聚而成的 ，并非某种偶然突变性事件的结果。 1755年，康德根据牛顿的万有引力定律，提出了关于太阳系起源的星 云说。他认为形成太阳系的物质基础是星云，即大团的旋转着的气体和尘 埃，形成太阳系的动力是自引力，即星云各部分的相互吸引的引力。康德 认为处在混沌之中的宇宙初始物质由于引力作用集结起来，更大的和更密 集的一些质点开始把周围较小的和比较不密的质点吸引过去，以后较小的 物质凝团继续向业已形成的中心体靠近，由于相撞使中心体获得了更大的 旋转惯量和热量，并产生了巨大的灼热天体——太阳。随着旋转速度加大 ，大量微小尘埃物质在旋转着的原始太阳的赤道上集中起来，形成了扁平 的星云盘。之后，在星云盘的边缘部分形成了物质集中的中心，并从这些 中心产生了行星和环绕行星的卫星。在41年以后，拉普拉斯提出了和康德 相似的“原始星云说”。
• 基于地球物理学理论的探测技术，为人类创造财富， 为人类“排忧解难”，…….
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第一章
地球物理学的研究方法
最初，地球物理学研究就是从对地球的观测开始的，所以 地球物理学研究是建立在对地球充分地观测基础进行的。 地球物理学研究方法可分为以下几个方面：
• • • • 观测方法研究 数据分析与处理方法研究 模拟真实对象的理论模型计算与实验 推测真实对象反演计算
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第二章
冥王星图片
冥王星图片
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第二章
陨石图片
陨石图片
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第二章
星云图片
星云图片
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第二章
太阳系起源的假说（一）
2.1.3 太阳系的起源
自从1775年康德根据牛顿的万有引力定律提出星云说以来，先后出现 了几十种假说。归结起来，主要有“灾变说”、“俘获说”、“原始星云 说”和“次生星云说”。 ⑴ 灾变说 灾变说认为，太阳是先形成的，由于某个事件，如一个恒星与太阳相 撞或距离很近时，从太阳中“拉出”一部分物质，并赋予巨大的转动角动 量，这些物质后来逐渐形成了行星及其卫星。 ⑵ 俘获说（陨石说） 俘获说也是认为太阳是先形成的，但与灾变说不同的是，它认为原始 行星物质是来自其它星际，被太阳的引力俘获而来的，如陨石。
应用地球物理——资源勘察、灾害调查、环境监测、工程检测、军 事战略……
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第一章
地球物理学的发展
地球物理学从19世纪末到20本世纪初已形成体系，但对地球物理现象 的观察和探讨，从远古就开始了。 公元前六世纪，希腊人从亚那萨哥拉时代已把大地看成球体；公元前 三世纪，古希腊的学者亚里士多德曾提出：运动物体的下落时间与其重量 成比例；战国时期，我国发明了指南针，并开始应用于指引方向；公元三 世纪我国东汉的地震学家张衡成功地进行了地震观测；公元八世纪，我国 唐代的天文学家张遂(僧一行)独立得出地球圆周长，其误差约小于20％； …… 公元16世纪以来，作为物理学中热门，地球物理学得到较快的发展。 伽利略从大量的实验中总结出：物体坠落的路径与它经历的时间的平方成 正比，而与物体自身的重量无关；里舍(在利用摆钟从巴黎到南美进行天文 观测时发现重力加速度在各地并非恒值；牛顿的万有引力定律以及他推算 的地球扁率；南斯拉大地震学家莫霍洛维奇在1909年研究阿尔卑斯地区的 区域地震波震相时发现了地壳与地幔的分界面——莫霍(Moho)界断面； ……