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初中三年级 (14-15岁)

初中科学 恒星与宇宙

恒星的颜色取决于表面温度：表面温度很高的恒星看起来偏蓝，温度较低的看起来偏红。 以表面温度为横轴、亮度为纵轴把恒星标出来，就得到赫罗图；包括太阳在内的大多数恒星都集中在从左上到右下的一条带上，叫作主序带。 恒星在星云中诞生，作为主序星长时间发光，最后根据质量不同，变成白矮星或经过超新星爆发结束一生。 在下面的赫罗图中选择一类恒星，这类恒星聚集的区域就会亮起来；第二幅图按顺序排出了与太阳质量相近的恒星的一生。

恒星怎样分类

⭐ 看颜色就知道温度
①恒星的颜色随表面温度不同而不同
②表面温度约30000 K的恒星偏蓝，约6000 K的太阳偏黄，约3000 K的恒星偏红
③按表面温度和亮度画出赫罗图，会发现恒星不是随意分布的，而是聚成几群
④大多数恒星所在的带是主序带，右上方是红巨星，左下方是白矮星

恒星的一生

💫 恒星也有生老
①由气体和尘埃组成的星云在引力作用下收缩成原恒星，核心开始氢核聚变后就成为主序星
②恒星一生中的大部分时间都处在主序星阶段，太阳已经在这个阶段度过了约46亿年
③与太阳相近的恒星在氢减少后膨胀为红巨星，把外层抛出形成行星状星云，核心留下来成为白矮星
④比太阳重得多的恒星会变成红超巨星，然后发生超新星爆发，留下中子星或黑洞
⑤恒星质量越大，燃料消耗越快，寿命越短

宇宙有多大

🌌 用光来量距离
①光在一年里传播的距离叫作1光年，约9.5万亿千米
②除太阳外离我们最近的恒星比邻星，距离约4.2光年
③银河系的直径约10万光年
④可观测宇宙的直径估计约930亿光年
⑤所以今晚看到的遥远星光，是那颗星很久以前发出的光

小结

恒星在赫罗图上的位置
主序星：左上到右下的带 / 红巨星：右上 / 白矮星：左下
横轴为表面温度（越往左越高），纵轴为亮度（越往上越亮）
恒星发光的原因
氢核聚变：4个氢原子核 → 1个氦原子核 + 能量
主序星在核心把氢变成氦，从而放出能量
距离单位
1光年 ≈ 9.46 × 1012 km
光在一年里传播的距离
🎯 常考要点
①在赫罗图上，大多数恒星位于主序带，太阳也是主序星
②表面温度越高越偏蓝，越低越偏红
③与太阳相近的恒星一生：星云 → 原恒星 → 主序星 → 红巨星 → 白矮星
④恒星质量越大，寿命越短
⑤光年是距离单位，不是时间单位

例题与单元测试

例题 1
夜空中的恒星颜色略有不同。蓝色的恒星和红色的恒星，哪一颗表面温度更高？为什么这样判断？
1
恒星的颜色随表面温度变化。
2
表面温度越高看起来越蓝（约30000 K），越低看起来越红（约3000 K），所以蓝色的恒星更热。
▸ 蓝色的恒星更热（蓝星约30000 K，红星约3000 K）
炭火刚烧起来时发红，温度更高时就发黄、发白。把恒星也这样想，颜色和温度的关系就容易记住。
例题 2
恒星离我们非常远，所以用光年作单位。1光年是什么意思？除太阳外离我们最近的恒星大约有多少光年？
1
1光年是光在一年里传播的距离，约9.46 × 10¹² km。
2
除太阳外离我们最近的恒星是比邻星，距离约4.2光年。
▸ 1光年是光在一年里传播的距离（约9.46 × 10¹² km），最近的恒星约4.2光年远
今晚从比邻星传来的光，是大约4.2年前离开那颗星的。
单元测验
关于恒星和宇宙的说法，正确的是？
①红色恒星比蓝色恒星表面温度更高
②1光年是光在1年内走过的距离
③光年是表示时间的单位
④所有恒星的大小和亮度都相同
⑤太阳被归类为红巨星
▸ ② 1光年是光在1年内走过的距离
1
表面温度越高越偏蓝，所以蓝色恒星更热（①错），光年是距离单位（③错）。
2
恒星的大小和亮度各不相同（④错），太阳被归类为主序星（⑤错）。1光年是光在1年内走过的距离（②对）。
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