Question

九大行星自转周期各为多少

Answer 1

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解析:

水星，距离太阳最近的行星。中国古代称为辰星。最亮时目视星等为-1.9等，与太阳角距最大不超过28°，由于它离太阳很近，经常淹没在太阳的光辉里，只有在大距前后才能观测到。至今尚未发现有卫星。水星的轨道倾角为7°，是除冥王星外轨道倾角最大的行星。公转的平均速度为47.89公里/秒，是太阳系中运动速度最快的行星，轨道半长径约5790万公里，离心率较大，为0.206，仅次于冥王星。公转周期为87.969日，会合周期为115.86日，自转周期为58.646日，恰为公转周期2/3。19世纪中叶发现水星的近日点进动每百年为5601〃，用经典力学只能解释5558〃，其余43〃无法解释，即“水星近日点进动问题”。有人提出是由尚未发现的“水内行星”引起的，并计算出“水内行星”的轨道，但多次利用日全食进行观测都未发现。直至1915年，爱因斯坦建立了广义相对论后，才得以解决。水星的赤道半径约2440公里，是地球的38.3%，体积是地球的5.6%，质量为3.33×1026克，也是地球的5.6%，平均密度为5.46克/厘米3，仅次于地球，表面重力加速度为373厘米/秒2。反率为0.06，色指数为+0.91，都比月球的略小。水星的表面很象月球，有很多大小不一的环形山及平原、裂谷、盆地等。水星有极稀薄的大气，气压小于2×10-9百帕，由氦、氢、氧、碳、氩、氖、氙等元素组成。由于大气非常稀薄，所以昼夜温差很大，白天温度高达700K，而夜间可降到100K。水星有偶极磁场，赤道上磁场强度为4×10-7特斯拉，两极为7×10-7特斯拉。

金星，太阳系九大行星之一，按距离太阳由远到近的顺序排列第二。中国古代称“太白星”，为除日、月之外全天最亮的星，最亮时达-4.4等。由于金星位于地球轨道内侧，所以总是出现在太阳附近，它与太阳的角距不大于48°，当位于太阳西方时为晨星，位于太阳东方时为昏星，古代的人为它们分别命名，称晨星为“启明”，称昏星为“长庚”。至今尚未发现金星有卫星。金星的公转轨道是一个很接近正圆的椭圆，其离心率仅0.007，轨道倾角为3.4°。与太阳的平均距离为0.723天文单位，平均轨道速度约35公里/秒，公转周期224.7日。金星与地球间的距离变化相当大，最近时仅4×107公里，此时视直径为61〃；最远时可达2.57×108公里，视直径仅10〃。金星是太阳系内唯一逆向自转的大行星，也就是说，在金星上太阳是西升东落的。金星的自转非常缓慢，周期为243日，比它的公转周期还要长。金星上的一昼夜相当于117个地球日。金星的大小、质量、密度与地球都很接近，其半径约6050公里，是地球赤道半径的95%；质量为4.87×1027克，是地球的81.5%；平均密度约为地球的95%。金星有一层非常浓密的大气，表面气压相当于地球的90倍，主要由二氧化碳组成，占97%以上，此外还有少量的氮、氩、一氧化碳、水蒸气，氯化氢和氟化氢等。金星大气中还存在着频繁的放电现象。由于有浓密的大气保护，金星表面较为平坦，环形山的数目很少，有一些不太高的山或山脉。金星表面不存在任何液态水，由于严酷的自然条件，是不可能有生命存在的。金星没有磁场和辐射带，太阳风、紫外线和X射线可以长趋直入，直达大气深处，在离表面附近的地方形成薄薄的电离层。

由于行星大气中的二氧化碳和水气可以让可见光和紫外线顺利通过，对于红外线却相当于不透明。太阳辐射的可见光和紫外线可以穿过它们加热行星表面，行星向外辐射的热能(主要是红外线)却被吸收和阻挡，最终又返回到行星表面，这样，行星的表面温度会不断升高，要在较高的温度下才能达到热平衡。金星大气非常浓厚，而且97%以上是二氧化碳，因此温室效应非常强烈，表面温度达480℃左右，而且基本上无地区、昼夜季节的差别。

地球，太阳系九大行星之一，按离太阳由近及远的次序为第三颗。它有一个天然卫星——月球，二者组成一个天体系统——地月系统。地球大约有46亿年的历史。

一、自转和公转

1543年，哥白尼在《天体运行论》一书中首先完整地提出了地球自转和公转的概念。此后，大量的观测和实验都证明了地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。1851年，法国物理学家傅科在巴黎成功地进行了一次著名的实验（傅科摆试验），证明地球的自转。地球自转周期约为23时56分4秒平太阳时，地球公转的轨道是椭圆的。公转轨道的半长径为***********公里，轨道的偏心率为0.0167，公转周期为一恒星年，公转平均速度为每秒29.79公里，黄道与赤道交角（黄赤交角）为23°27′。地球自转和公转运动的结合产生了地球上的昼夜交替、四季变化和五带（热带、南北温带和南北寒带）的区分。地球白转的速度是不均匀的，有长期变化、季节性变化和不规则变化。同时，由于日、月、行星的引力作用以及大气、海洋和地球内部物质的各种作用，使地球自转轴在空间和地球本体内的方向都要产生变化，即岁差和章动、极移和黄赤交角变化。

二、形状和大小

地球是球形这个概念的出现，可上溯到公元前五、六世纪。当时，希腊的毕达哥拉斯学派的哲学家只是从球形最美的观念出发产生这一概念的。亚里士多德根据月食时月球上地影是一个圆，第一次科学地论证了地球是个球体。中国早在战国时期，哲学家惠施已提出地球是球形的看法。

公元前三世纪，古希腊的地理学家埃拉托斯特尼成功地用三角测量法测量了阿斯旺和亚历山大城之间的子午线长。中国唐朝时期，在一行的指导下，由南宫说率领的测量队在河南省黄河南北的平原地带进行了最早的弧度测量，算出了北极的地平高度差一度，相当于南北地面距离相差约351里80步（唐朝的长度单位5尺=1步，300步=1里），从而可算出地球的半径。这项工作比 *** 人的类似工作约早100年。在现代，除用大地测量方法外；还可用重力测量确定地球的均衡形状。人造地球卫星上天后，地球动力学测地方法得到很大发展。各种方法的联合使用，使得地球形状和大小的测定精度大大提高。1976年国际天文学联合会天文常数系统中，地球赤道半径α为6378140米，地球扁率因子1/f为298.257。地球不是正球体，而是扁球体，或者说，更象个梨状的旋转体。人造地球卫星的观测结果表明、地球的赤道也是个椭圆，据此可认为地球是个三轴椭球体。地球自转产主的惯性离心力使得球形的地球由两极向赤道逐渐膨胀，成为目前的略扁的旋转椭球体形状，极半径比赤道半径约短21公里。地球内部物质分布的不均匀性，进一步造成地球表面形状的不规则性。在大地测量学中，所谓的地球形状是指大地水准面的形状，在这个面上重力位各处相同，是个等位面。日、月对地球的引力作用使地球上的海洋、大气产生潮汐现象，也使固体地球（在某种程度上是个弹性体）发生弹性形变，这就是所谓“固体潮”。

三、质量和重力加速度

地球的质量为5.976×l027克，这是根据万有引力定律测定的。地球质量的确定提供了测定其他天体质量的依据。从地球的质量可得出地球的平均密度为5．52克/厘米3。地球上任何质点都受到地球引力和惯性离心力的作用，二者的合力就是重力。重力随高度递增而减小，也随纬度而变化。赤道上的重力加速度为978.伽（厘米/秒2），两极处为983.2伽。有些地方还会出现重力异常现象，这反映出地球内部物质分布的不均匀性。重力异常同地质构造和矿床有关。地球因受到日、月引潮力的作用，它的重力加速度也有微小的周期变化，最大的可达十分之几毫伽。

四、构造

地球可以看作由一系列的同心层组成。地球内部，有核、幔、壳结构。地球外部，有水圈、大气圈，还有磁层，形成了围绕固态地球的外套。磁层和大气圈阻挡着来自空间的紫外线、X射线、高能粒子和众多的流星对地面的直接轰击。

地球表面十分之七以上为蓝色的海洋所覆盖，湖泊、江河只占地球表面水域很少的部分。地球表面的液态水层，叫做水圈，从形成至今至少已有30亿年。地球的表层由各种岩石和土壤组成，地面崎岖不平，低洼部分被水淹没成为海洋、湖泊；高出水面的陆地则有平原、高山。地球固体表面总垂直起伏约为20公里，它是珠穆朗玛峰顶（据中国登山队1975年测定，珠穆朗玛峰海拔高度为8848.13米）和最深的海洋深度（马里亚纳海沟深度约11公里）之间的高差，它超过大陆地壳平均厚度的一半。洋底象陆地一样不平坦，也不平静。洋底岩石年龄要比陆地年轻得多。陆地上大多数岩石的年龄小于二十几亿年。陆地上到处可以找到沉积岩，说明在远古时期这些地方可能是海洋。地表虽有少量的环形山，但难以找到类似月球、火星和水星那样多的环形山，这是因为地球表面受到外力（水和大气）和内力（地震和火山）的作用，不断风化、侵蚀和瓦解的结果。

长期以来，人们认为地壳构造运动主要表现为地面的隆起和沉降，以垂直运动为主，水平运动是次要的。近十多年来，愈来愈多的科学家认为，地球上部不仅有垂直运动，而且还有更大的水平运动，海洋和大陆的相对位置在地质时期也是变化着的。1912年伟格纳提出大陆漂移假说。此后，有的地质学家认为，地球早先存在两块古大陆——南半球的冈瓦纳古陆和北半球的劳亚古陆。但在很长时期里许多科学家拒绝承认大陆漂移假说，因为当时人们很难相信有这么大的力量把原先的大陆块撕开，使各碎块分别逐渐漂移到今天的位置。六十年代初，黑斯和迪茨提出了洋底扩张假说，认为全球大地构造是洋底不断扩张的直接结果。正是由于洋底扩张假说和板块运动理论的发展，又使大陆漂移学说重新受到重视。

地球最上层约几十公里厚的一圈是强度很大的岩石圈，其下几百公里厚的一层是软流层，强度较小，在长期的应力作用下这一层的物质具有可塑性。岩石圈漂浮在软流圈上。在地球内部能量（原始热量和发射性热）释放时，地内温度和密度的不均匀分布，引起地幔物质的对流运动。地幔对流物质沿着洋底的洋中脊的裂隙向两侧方向运动，不断形成新的洋底。此外，老的洋底不断向外扩张，当它们接近大陆边缘时，在地幔对流向下拖曳力的作用下，插入大陆地壳下面，致使岩石圈发生一系列的构造运动。这种对流作用可使整个洋底在三亿年左右更新一次。岩石圈被一些活动构造带所割裂，分成几个不连续的单元，称为大陆板块。勒比雄把全球岩石圈分成六大板块：欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块。海底的扩张导致大陆板块发生运动。板块的相互挤压造成了巨大的山系，自阿尔卑斯山经过土耳其和高加索，最后到喜马拉雅山的山系正是属于这种情况；也有的地方，两个板块的岩石同时下沉，造成洋底的深渊，此外，板块的运动还造成了火山和地震。关于板块运动的理论，目前还在不断发展之中，同时也存在许多有争论的问题。

五、起源和演化

对地球起源和演化问题进行系统的科学研究始于十八世纪中叶，至今已经提出多种学说。现在流行的看法是：地球作为一个行星，远在46亿年以前起源于原始太阳星云。它同其他行星一样，经历了吸积、碰撞这样一些共同的物理演化过程。地球胎形成伊始，温度较低，并无分层结构，只是由于陨石物质的轰击，放射性衰变致热和原始地球的重力收缩，才使地球温度逐渐增加。随着温度的升高，地球内部物质也就具有越来越大的可塑性，且有局部熔融现象。这时，在重力作用下物质分异开始，地球外部较重的物质逐渐下沉，地球内部较轻的物质逐渐上升，一些重的元素（如液态铁）沉到地球中心，形成一个密度较大的地核（地震波的观测表明，地球外核是液态的）。物质的对流伴随着大规模的化学分离，最后地球就逐渐形成现今的地壳、地幔和地核等层次。

在地球演化早期，原始大气逃逸殆尽。伴随着物质的重新组合和分化，原先在地球内部的各种气体上升到地表成为第二代大气，后来，因绿色植物的光合作用，进一步发展成为现代大气。另一方面，地球内部温度升高，使内部结晶水汽化。随着地表温度逐渐下降，气态水经过凝结、降雨落到地面形成水圈。约在三、四十亿年前，地球上开始出现单细胞生命，然后逐步进化为各种各样的生物，直到人类这样的高级生物，构成了一个生物圈。

火星，太阳系九大行星之一，按距离太阳由近到远的顺序排列第四。中国古代称荧惑。火星外观呈火红色，亮度变化明显，视星等在+1.5等到-2.9等之间。卫星两颗，由霍耳在1877年火星大冲时发现。火星公转轨道椭圆形，轨道面与黄道面的交角为1.9°，轨道半长径约为1.524天文单位，轨道离心率为0.093。由于离心率较大，火星的近日距和远日距相差4200万公里，因此火星冲日时与地球的距离有较大的变化。火星的公转周期为686.980日，平均轨道速度为24.13公里/秒。火星自转周期为24小时37分22.6秒，赤道面与公转轨道面的交角为23°59′(比地球稍大)，因此火星上也有明显的四季变化。火星赤道半径为3395公里，是地球的53%，体积为地球的15%，质量为6.42×1026克，为地球的10.8%,平均密度为3.96克/厘米3,表面重力加速度为地球的38%。火星大气比地球大气稀薄得多，主要成分是二氧化碳(95%)、氮(3%)、氩(1-2%)，水汽和氧的含量极少。火星表面大气压为7.5毫巴，相当于地球上30-40公里高空的大气压。尘暴是火星大气中独有的现象，小规模的尘暴经常出现。每个火星年还会发生一次席卷全球的大尘暴。火星表面的大部分地区被红色的硅酸盐、赤铁矿等铁的氧化物及其他金属化合物覆盖，因而显出明亮的橙红色。火星表面的温度比地球低30℃以上，昼夜温差常超过100℃。在火星赤道附近，最高温度为20℃左右，两极地区的最低温度可达-139℃。火星表面有众多的环形山、火山和峡谷。北半球主要为巨大的火山溶岩平原和一些死火山；南半球到处崎岖不平，环形山星罗棋布。火星上不存在液态水，但有几千条干涸的河床，最长的约1500公里，宽60公里，这说明以前火星上可能有过大量的液态水。火星两极地区被白色极冠覆盖。极冠是火星表面最显著的标志，它的大小随季节变化，处于夏天的半球极冠的范围不大，而处于冬天的半球极冠可延伸到纬度60 °处。极冠由冰和固态二氧化碳(干冰)组成，温度在-70℃到-139℃之间，由于二氧化碳随温度的变化不断的气化和凝结，使得极冠的大小不断变化。极冠中大约保存有大气中20%的二氧化碳，水的含量比大气中多得多，如果极冠中的冰全部融化成液态水，可以在火星表面形成一个10米厚的水层。极冠于17世纪由荷兰物理学家惠更斯发现。火星在许多方面都与地球相近，有被大气包围着的固体表面，有四季的交和季节的变化，它的极冠夏天缩小，冬天扩大，像是冰雪的消融和冻结，火星表面的颜色也随季节发生变化，像是植物的生长和凋零，19世纪末，观测到火星上面有“运河”。因此火星上是否有生命，甚至是否有象人一样的高级生命成了人们非常感兴趣的问题。20世纪60年代，火星探测器发回的资料证明所谓“火星运河”是人眼的错觉造成的，它们实际并不存在。火星表面颜色随季节的变化是一种纯粹的气象现象，火星表面是一个极为荒凉的世界，没有液态水，大气极为稀薄，而且十分寒冷，是不适于生命存在的。1976年，“海盗”1号、2号探测器在事先选定的火星上最有希望存在生命的地区软着陆，采集了土样，土样在实验过程中发生了某种变化，但无法确定这种变化是由微生物的新陈代谢引起的，还是土壤中某种化学过程的结果。因此，现在还不能完全排除火星上存在低级生物的可能性。

木星，太阳系九大行星中最大的一颗，按离太阳由近及远的次序为第五颗。中国古代就认识到木星约12年运行一周天，而把周天分成十二份，称十二次，木星每年行经一次，用木星所在的星次可以纪年，因此木星被称为岁星。是天空中的第三亮星，最亮时达-2.4等，只有金星和冲日时的火星比它亮。木星有众多的卫星，截止到1990年，已发现16颗。1979年，行星际探测器“旅行者”1号还发现木星有一个很暗的光环。木星在椭圆轨道上绕太阳运行，轨道半长径为5.205天文单位，离心率为0.048，它在近日点同太阳的距离比远日点近约0.5天文单位。木星的轨道面与黄道面的交角很小，只有1.3°。木星绕太阳公转的周期为4332.589天，约合11.86年，平均轨道速度为13.06公里/秒。木星是太阳系内自转最快的行星，赤道上自转周期仅9小时50分30秒，两极地区的自转稍慢。由于高速自转，使得它的扁率相当大，达0.0648。木星的自转轴几乎是垂直于公转轨道道的，二者的交角达86°55′。木星的赤道半径为71400公里，是地球的11.2倍，体积是地球的1316倍；质量为1.9×1030克，比地球的质量大300多倍，是其他八大行星总质量的2.5倍,平均密度只有1.33克/厘米3，赤道上的重力加速度为27.07米/秒2，两极为23.22米/秒2。木星有着浓密的大气，主要成份是氢和氦，还含有少量的氨、甲烷和水。用望远镜观测木星，可以看到大气中有一系列与赤道平行的明暗交替的云带，云带的形状随时间不断变化。这表明木星大气中存在着激烈的运动。木星表面的温度很低，根据理论计算，它表面的有效温度应为105K，但地面观测和行星际探测器测得的结果均高于理论值，对木星的红外观测也表明，木星辐射的热能为它接收到的太阳热能的两倍，这说明木星内部存在着热源。木星还有着比地球更大更强的磁层和辐射带。木星磁层比地球磁层大100倍。它可分为三个区域。内区(离木星表面20个木星半径的范围内)具有与地球辐射带相近的强辐射带；中介区(从20个木星半径到100个木星半径)的磁力线被离心力歪曲。内区和中介区都按约10小时的自转周期转动。外区(60-90个木星半径范围内)的磁场很弱，到磁层边界处已趋于零。除很靠近木星表面的部分外，木星的磁场是偶极场，但场的方向与地磁场相反，即地球上指北的罗盘到木星上变为指南。木星的磁轴与自转轴间的交角为10.8°。离木星3个木星半径以内的磁场是4极或8极的，场强为3-11×10-4特斯拉。木星表面大红斑，位于赤道南侧，长达2万多公里，宽约1.1万公里，略呈蛋形。发现于1660年，300多年来尽管它的颜色和亮度不断变化，但形状和大小几乎没有变，大红斑沿逆时针方向绕中心转动，而且在经度方向上有漂移运动，因而肯定不是固体的表面特征。现在认为它很可能是一个大旋涡，或者说它是一团激烈上升的气流。旋涡或气流中含有红磷化合物，大红斑的颜色可能是因此产生的。至于大红斑能长期存在的原因，目前尚不清楚。