太阳系是以太阳为中心，由太阳及受其引力约束环绕它运动的天体构成的体系。

太阳系由太阳、八大行星、5 个矮行星、卫星、小行星、彗星、流星体、行星际物质等构成。

一、太阳系成员

（一）行星（Planet）

1. 行星分类

   • 地球为界分：地内行星 / 地外行星
   • 小行星为界分：（带）内行星 /（带）外行星
   • 按物理化学性质：类地行星 / 类木行星

2. 行星简介

仅列出部分行星部分特征

• 金星（太白）：逆向自转
• 土星（镇星）：土星环
• 天王星：赤道与轨道夹角 98°；逆向自转
• 海王星：笔尖上的行星

地球生命物质存在的条件

graph LR
A[存在生命的条件]-->B[地球位于太阳系]
A-->C["日地距离适中，公转、自转的周期适当"]
A-->D[体积质量适中]
A-->E[地球上有液态水]
B-->F["光照稳定；大小行星各行其道互不干扰"]
C-->G[具有适宜的温度]
D-->H[有适合生物生存的大气]

（二）矮行星

矮行星：围绕太阳运转，与行星同样具有足够的质量，呈圆球状，但不能清除其轨道附近其他物体的天体。

冥王星、谷神星、阋神星、鸟神星、妊神星。

（三）小行星

小行星：沿椭圆轨道绕日公转但体积和质量都比行星小得多的天体。

已发现约 127 万颗，估计有数百万，直径从鹅卵石大小到 1000 km

大多数小行星集中在火星与木星轨道之间的小行星带里。

（四）彗星

彗星：沿着非常扁的椭圆轨道绕日运动的一种特殊天体。

1. 彗星的形态结构

太阳风和光压导致彗尾背向太阳方向。

2. 彗星的运动轨道

graph LR
A[双曲线]-->B[非周期彗星]
C[抛物线]-->B
D[椭圆]-->E[周期彗星]
E-->F[长周期彗星]
E-->G["短周期彗星（<200 年）"]

（五）流星

偶发流星、火流星、流星雨。

流星体和流星：行星际空间的尘埃、彗星碎片、冰块、颗粒等沿着非常扁的椭圆轨道绕日运动即为流星体。
流星体与地球大气剧烈摩擦而燃烧发光，形成一条光迹，称为流星。
流星落到地面，形成陨星（陨石）。

• 石陨星（硅酸盐）
• 铁陨星（铁镍金属）
• 石铁陨星（介于以上两者之间）

（六）卫星

卫星是沿闭合轨道绕行星周期性运转的天体。

木卫三是太阳系中最大的卫星。
木卫一有 400 座活火山。
木卫二的冰质地壳下很可能存在液态水。
土卫六拥有明显的大气层。

• 规则卫星：一般把轨道具有共面性、同向性和近圆性的卫星叫做规则卫星，反之称为不规则卫星。
• 逆行卫星：卫星绕行星运动的方向和行星绕太阳运动的方向相反，称逆行卫星。
• 同步自转：卫星的自转周期与公转周期相同，方向一致。

二、地球唯一的卫星——月球

（一）月球的物理特征

1. 月地距离

三角视差法：一种利用不同视点对同一物体的视差来测定距离的方法。对同一个物体，分别在两个点上进行观测，两条视线与两个点之间的连线可以形成一个等腰三角形，根据这个三角形顶角的大小，就可以知道这个三角形的高，也就是物体距观察者的距离。

周日视差 p：地球半径为基线。
周年视差 π：地球轨道半径为基线。

计算：月球的地平视差为 57′：

$\sin57'=\frac rd$，推出：

$$\begin{align*}d&=\frac r{\sin57'}\\&=60r\end{align*}$$

由此，月地距离：384400 km（约 $\frac1{390}$ 个 AU）。
PS：近地点 363300 km，远地点 405500 km，以上为月地平均距离

2. 月球的大小

• 线半径 1738 km
• 角半径 15′33″

3. 月球的质量

质心公式：$\frac{m_月}{m_地}=\frac{r_地}{r_月}$

• $m_地=5.98\times10^{24} kg$
• $r_月=379729 km$
• $r_地=4671 km$

$$\begin{align*}m_月&=\frac{m_地}{81.3}\\&=7.36\times10^{22} kg\end{align*}$$

密度：$3.34g/cm^3$，是地球的 60.5%。

（二）月球环境

1. 月球表面

（1）月海

是月面上的暗区，它是广阔的平原。月海有 22 个，大部分在月球正面。最大的月海是风暴洋。

（2）月陆

月面上高出月海的地区均称为“月陆”或“高地”。月陆一般高出月海 2~3 公里，比月海的反照率高。

（3）山脉

（4）月坑及环形山

（5）月面辐射纹

（6）月谷和月溪

月面上较宽的峡谷称为“月谷”，细长的小月谷称为“月溪”。

2. 月球大气

• 月球大气稀薄，主要源于流星体撞击及太阳风
• 无散射，热量交换效率低
• 昼夜温差：-153~107℃；直射对比极地：123~-233℃

（三）月球内部结构

• 月壳：60 km（正面 50 km，背面 74 km）
• 月幔：60 - 1000 km
• 月核：1000 km 以下

（四）月球的运动

1. 月球自转

月球自转与其公转同步，方向相同，周期相等——同步自转

2. 月球公转

• 公转方向：自西向东
• 公转周期：恒星月 27.322 日

公转速度：近地点快，远地点慢

3. 月球位相

月球视面周期性地盈亏变化形成的各种形状称为月球的位相，简称月相。

（1）月相变化的决定因素

• 太阳照射方向：半个月球表面

• 地球观测方向

  • 方向相反：新月（日月相合）
  • 方向相同：满月（日月相冲）
  • 方向垂直：上下弦月

（2）月相变化规律

三、太阳系天体的运动及其规律

1. 行星轨道运动特征

同向性（自西向东）、共面性、近圆性。

2. 行星轨道的遵距性：提丢斯——波德定则

$$a_{\mathrm{n}}=0.4+0.3 \times 2^{\mathrm{n}}$$

• n：为行星序号
• $a_n$：轨道半径（天文单位）

3. 开普勒三大定律

• 第一定律（轨道定律）：行星绕日公转的轨道均为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
• 第二定律（面积定律）：同一行星的向径在相等的时间内扫过的面积相等，即行星公转面积速度不变。
  意义：行星近日时角、线速度大；行星远日时角、线速度小。
• 第三定律（周期定律）：任何 2 个行星绕日公转的周期平方比等于它们与太阳距离的立方比。
  $$\frac{T^{2}}{a^{3}}=k$$