Сегодня на уроке

 

Небесная сфера. Небесные координаты

     

Сегодня на уроке

 Малые тела Солнечной системы

Астероиды

Астероиды — малые планеты, невидимые невооруженным глазом. Полагают, что общее число астероидов, движущихся в кольце между Марсом и Юпитером, от крупнейших (Церера, диаметром около 1000 км) вплоть до тел поперечником 1 км, достигает 1 млн. После открытия в 1801 г. большой четверки астероидов (Церера, Паллада, Веста, Юиона) в течение последующих 40 лет поиски новых астероидов оставались безуспешными. В 1845 г. Карл Людвиг Генке открыл пятый астероид, получивший название Астрея. Еще через полтора года, в 1847 г., Генке открывает шестой астероид, названный Гебой. В том же году американец Дж. Э. Хемд открывает Ирис и Флору. Четырнадцать астероидов за 9 лег (с 1852 по 1861 гг.) открыл немецкий художник Герман Майер Соломон Гольдшмидт.

В 1860 г. было известно уже 62 астероида, к 1870 г. — 109, к 1880 г. — 211. Позднее астероиды были обнаружены и в других частях Солнечной системы. Например, астероид 588 Ахилл и еще 20 астероидов (их называют троянцами) движется почти точно по орбите Юпитера; астероид 2060 Хирон — наиболее удаленный от Солнца, с периодом обращения 50,7 года. Более 80 астероидов обнаружено вблизи Земли. Первый астероид вблизи Земли был открыт только 13 августа 1898 г. Густавом Виттом из обсерватории Урания в Берлине. Это был астероид 433 Эрос.

Метеоры

Метеор — это световое явление, заключающееся во вспыхивании на различных высотах над земной поверхностью вторгнувшихся в атмосферу мельчайших твердых частиц. В темную безоблачную ночь можно наблюдать, как вдруг пролетит по небу «звезда» и мгновенно исчезнет. Это явление объясняется следующим образом. В земную атмосферу влетают с огромной скоростью мельчайшие твердые крупинки, весящие доли грамма. Эти крупинки в бесчисленном количестве движутся в межпланетном пространстве и почти непрерывно налетают на Землю. Их скорость в среднем составляет около 30—40 км/сек Их называют метеорными частицами и метеороидами.

Влетев в земную атмосферу с огромной скоростью, метеорная частица встречает очень большое сопротивление воздуха. Поэтому она мгновенно нагревается до такой высокой температуры, что вскипает и превращается в раскаленный газ, быстро рассеивающийся в воздухе. Вот этот раскаленный, светящийся газ мы и замечаем в виде быстро мчащегося по небу метеора. После ярких метеоров на небе в течение нескольких секунд бывает виден слабый свет в виде тонкой ниточки. Метеоры пролетают в слое атмосферы на высоте от 55 до 120 км над поверхностью Земли. Таким образом, метеорные частицы никогда не достигают земной поверхности.

Метеорные потоки

При наблюдении за одним и тем же участком неба в течение часа или больше, в некоторые дни года можно заметить интересное явление: метеоры, появляясь на небе последовательно один за другим, вылетают как бы из одного места на небе и веером разлетаются во все стороны. То место на небе, откуда как бы вылетают метеоры, называется радиантом. За 1—3 часа наблюдений можно заметить множество метеоров. Все частицы потока летят в пространстве параллельно друг другу и кажутся нам разлетающимися только из-за перспективы.

Ежегодно в известные дни Земля пересекает орбиты обильных метеорных потоков. В это время наблюдается особо частое появление метеоров в определенном участке неба. Метеорный поток называют по имени того созвездия, в котором расположен радиант потока. Потоки метеоров движутся по орбитам, по которым раньше двигались исчезнувшие кометы (доказали это итальянский ученый Скиапарелли и русский ученый Ф. А. Бредихин). Выяснилось, что потоки метеоров — это продукты постепенного распада кометных ядер. Иногда этот распад происходит не постепенно, а очень быстро.

После частичного или полного распада ядра кометы перед ней, а еще больше вслед за ней, вдоль орбиты вытягивается вереница пылинок и мелких камешков — метеоров. Все они постепенно рассеиваются, и когда вереница их становится очень широкой, возможность встречи метеоров с Землей возрастает.

Метеориты — это выпавшие на Землю метеороиды. Им приписываются названия по местности падения: Забродье, Хмелевка, Лаврентьевка и т. д. По химическому составу и структуре метеориты объединяют в три основные группы: каменные (аэролиты), железокаменные (сидеролиты) и железные (сидериты). Сидериты на 91% состоят из железа, на 8% — из никеля, остальное — примеси кобальта, меди, фосфора, серы и других элементов. Сидеролиты содержат около 55% железа, 19% кислорода, 12% магния, 8% кремния, 5% никеля и 1% примесей. Аэролиты содержат 47% кислорода, 21% кремния, 16% железа, 14% магния и 2% примесей, В настоящее время в мире собрано более 3000 метеоритов. Наиболее известные: железный метеорит Гоба, найденный в 1920 г. на территории Намибии (60 т); Тунгусский метеорит (массой 106 т влетел в атмосферу Земли 30 июня 1908 г. со скоростью 25 км/с). После взрыва Тунгусского метеорита было найдено множество остатков в виде оплавленных силикатных и железных шариков массой до 0,2 мг.

Болид — это проникающий из межпланетного пространства в нижние слои атмосферы крупный метеорит.

Кометы

Комета — тело Солнечной системы, движущееся вокруг Солнца по эллиптической орбите на значительном расстоянии от него.

Комета выглядит как туманное светящееся пятнышко. Это пятнышко называют головой кометы. Если кометы очень яркие, то их можно наблюдать невооруженным глазом. Они всегда имеют светящиеся длинные хвосты. Именно поэтому их назвали «кометы», что в переводе с греческого языка означает «хвостатые звезды».

Голова, или, как еще называют, кома — самая яркая часть кометы. Внутри нее предполагается твердое ядро — огромный ком космической пыли, камней, замерзших газов и сложных химических соединений, накрепко спаянных космическим холодом. Его размеры по космическим масштабам просто ничтожны — километры или десятки километров. Массы комет невелики: они не превышают одной миллионной доли массы Земли.

Предполагается, что на больших расстояниях от Солнца кометы представляют собой голые ядра, т. е. глыбы твердого вещества, состоящего из обыкновенного водяного льда н льда из метана и аммиака. В лед вморожены каменные и металлические пылинки и песчинки. При приближении к Солнцу этот очень грязный лед начинает испаряться, создавая вокруг ядра огромную газопылевую оболочку. Под действием давления солнечного света часть газов оболочки отталкивается в сторону, противоположную Солнцу, образуя хвост. У некоторых комет эти процессы протекают настолько интенсивно, что оболочка и хвост достигают огромных размеров. Диаметр оболочки сверхгигантской кометы Хэлмса в 1882 г. был равен 1,5 млн км с длиной хвоста 300 млн км.

Форма и протяженность хвостов различны. У кометы 1843 г. хвост имел длину не менее 300 млн км. У большой кометы 1744 г. было шесть ярких хвостов. Неоднократно наблюдались кометы, у которых хвост даже не развился с приближением их к Солнцу. Например, «бесхвостой» была комета, открытая в 1881 г. английским астрономом Деаннингом. Она приблизилась к Юпитеру на 24 млн км, к Марсу на 9 млн км, и к Земле на 6 млнкм. Комета подошла на 3 млн км к орбите Венеры, а затем повернула назад, уходя к границам Солнечной системы. Классификацию кометных хвостов предложил в XIX в. замечательный русский астроном Ф. А. Бредихин. Хвосты 1 типа — прямые, направленные от Солнца, образованы ионизированными молекулами кометной атмосферы, которые солнечным ветром уносятся прочь от ядра. Хвосты II типа изогнуты и по отношению к орбите кометы отклоняются назад.

Химический состав комет может отличаться в зависимости от расстояния комет от Солнца. Обычно спектр ядра кометы является копией солнечного спектра. По мере приближения кометы к Солнцу в спектре ядра появляются яркие линии паров металлов (натрия, кальция, магния, железа), а в спектре комет — яркие полосы нейтральных газовых молекул (углекислый газ, метан, циан, азот и др.).

Сегодня на уроке

 

Итоги теста 
"Практическая астрономия " в группе №65 - АСО

Сегодня на уроке

 Общие характеристики планет.  Происхождение Солнечной системы

Под Солнечной системой понимается  все космическое пространство находящееся в сфере притяжения Солнца. Солнечная система включает в себя: Звезду Солнце, расположенную в центре системы, планеты со спутниками, малые тела(астероиды, кометы, метеорные тела), а также межпланетную пыль, плазму и физические поля в указанных границах.

В Солнечной системе находится 8 больших планет. По мере удаления от Солнца они расположены в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Планетой называют большое небесное тело движущееся вокруг Солнца в его гравитационном поле и светящееся отраженным солнечным светом. Планеты делятся на планеты земной группы(Меркурий, Венера, Земля, Марс) и планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун). Вокруг планет, кроме Меркурия и Венеры, обращаются спутники.

Между Марсом и Юпитером движутся малые планеты или астероиды. Их размеры составляют от десятков метров до тысячи километров. Твердые тела небольшого размера, движущиеся в межпланетном пространстве, называются метеоритными телами. Кроме того, по сильно вытянутым орбитам движутся ледяные тела - кометы, резко меняющие свой облик с приближением к Солнцу.

Происхождение Солнечной системы около 5 млрд. лет, Солнце и планеты сформировались из единого облака газа и пыли.

Впервые идея об образовании Солнца и планет из вещества единой газовой туманности была сформулирована Кантом в 1755.г и доработана Лапласом в 1796г. Согласно этой гипотезе, Солнечная система образовалась из вращающегося газового облака, которое сжималось под воздействием гравитации и распадалось на фрагменты. Однако эта гипотеза оказалась несостоятельной из-за многих противоречий.

В 1944г. разработкой теории образования планет из твердых частиц допланетного облака занялся Шмидт.. Эта теория развивается и в настоящее время. Можно выделить основные этапы происхождения и ранней эволюции Солнечной системы.

1. Около 4,6 млрд. лет назад произошел взрыв сверхновой звезды вблизи места рождения Солнечной системы. Ударная волна от взрыва распространилась в космическом пространстве.  Под ее действие газопылевое облако, состоящее из водорода, гелия, и разных по составу частичек, содержащих как металлы, так и редкие изотопы тяжелых химических элементов  начало сгущаться. В нем образовались уплотнения, обогащенные веществом сверхновой звезды. Медленно вращающееся уплотнение под действием сил гравитации начало сжиматься и превращаться в дискообразное газопылевое облако.

2. Постепенно в диске газопылевого облака пылинки стали объединяться, захватывая газы из окружающего пространства. Из мелких частиц образовывались более крупные комки, именно из них формировались зародыши будущих планет. Планеты земной группы почти достигли своих размеров примерно через 100 млн. лет.

Сегодня на уроке

 

Конфигурации планет

Конфигурациями планет называют характерные взаимные расположения планет Земли и Солнца.

Все планеты относительно Земли делятся на внутренние (орбиты которых располагаются внутри земной орбиты) и внешние. К внутренним планетам относятся Венера й Меркурий, к внешним — все остальные. Для внутренних планет характерна конфигурация соединения.

Соединением называется такое положение планет, когда внутренняя планета находится либо между Землей
и Солнцем, либо за Солнцем. В таких случаях она невидима. Положение планеты между Землей и Солнцем называется нижним соединением; в нем планета находится наиболее близко к Земле. Нахождение планеты за Солнцем называется верхним соединением, причем планета
максимально удалена от Земли.

Внутренние планеты не отходят от Солнца на большие углы (максимальный угол для Меркурия составляет 28°, для Венеры — 48°). Наибольшие отклонения планет от Солнца на запад называются наибольшей западной элонгацией, на восток — наибольшей восточной элонгацией.

Конфигурации планет

Для внешних планет также возможна конфигурация соединения (положение «за Солнцем»). При этом они невидимы для наблюдателя с Земли, поскольку теряются в лучах Солнца. Положение внешних планет на прямой Земля-Солнце называется противостоянием. Это наиболее удобная конфигурация для наблюдений планеты.

Периоды обращения планет

Промежуток времени, в течение которого планета совершает полный оборот вокруг Солнца по орбите относительно звезд, называется СИДЕРИЧЕСКИМ ПЕРИОДОМ ОБРАЩЕНИЯ ПЛАНЕТЫ.

Скорость движения планет тем больше, чем они ближе к Солнцу. Поэтому после противостояния Земля станет обгонять те планеты, которые находятся дальше от Солнца. Со временем снова произойдет противостояние, поскольку Земля обгоняет планету на полный оборот.

Промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми конфигурациями планет называется СИНОДИЧЕСКИМ ПЕРИОДОМ ОБРАЩЕНИЯ ПЛАНЕТЫ.

Между синодическим (S, в сутках) и сидерическим (T, в сутках) месяцами существует соотношение. Для планет, находящихся между Солнцем и Землей:

1/S = 1/T - 1/T0 

Уравнение синодического движения для внутренних планет.

1/S =1/T0 - 1/T

Уравнение синодического движения для внешних планет планет.

Сегодня на уроке

 Основы практической астрономии

Группа №81 сдает тест "Основы практической астрономии"

Итоги теста

Сегодня на уроке

 

1. Кульминация светил. При суточном вращении вокруг оси мира светила два раза за сутки пересекают небесный меридиан. Явление прохождения светилом небесного меридиана называется кульминацией.

Рисунок 17 — Кульминация светил

Различают верхнюю и нижнюю кульминации. В верхней кульминации светило при суточном движении находится в наивысшей точке над горизонтом, ближайшей к зениту. Нижняя кульминация происходит через половину суток после верхней кульминации.

Точка пересечения суточной параллели светила с восточной частью истинного горизонта называется точкой восхода светила, а точка пересечения с западной частью истинного горизонта — точкой захода светила.

Для Солнца и Луны, имеющих заметные видимые размеры, восходом (или заходом) считается момент появления (или исчезновения) на горизонте верхней точки края диска.

Незаходящие звёзды (рис. 17) видны в верхней (М2, М3) и нижней (М2‘, М3‘) кульминациях. У восходящих и заходящих звёзд нижняя кульминация (М1‘) проходит под горизонтом. У невосходящих звёзд обе кульминации М4 и М4‘ невидимы, т. е. происходят под горизонтом.

Найдём высоты звёзд в верхней и нижней кульминациях.

Так как кульминация светил происходит при пересечении небесного меридиана, то плоскость рисунка 17 совпадает с плоскостью небесного меридиана. Суточные пути звёзд изображаются отрезками, параллельными небесному экватору QQ’. Пусть звезда находится в верхней кульминации М1. Высота полюса мира равна географической широте φ. Как видно из рисунка, ∠ SOQ равен 90° – φ представляет собой наклон небесного экватора к плоскости горизонта. Дуга SM1 (или ∠ SOM1) — это высота светила над горизонтом. Эта дуга состоит из сумм двух дуг: SM1 = SQ + QM1. Как видно из рисунка, дуга SQ равна 90° – φ, а дуга QM1 определяется величиной склонения звезды δ. Получим формулу для определения высоты звезды в её верхней кульминации:

Формула (1)

Для незаходящей звезды нижняя кульминация М2‘ измеряется дугой NM2‘ или соответствующим центральным углом (∠ NOM2‘). Указанный угол, как видно из рисунка, равен разности δ — склонения светила и величины (90° – φ) — наклона небесного экватора к плоскости горизонта. Значит, высота звезды в нижней кульминации равна:

Формула (2)

Если обе кульминации незаходящей звезды находятся по одну сторону от зенита (например, М3 и М3‘), то её верхняя кульминация определяется из соотношения: hв — 180° – [(90° – j) + δ], или после упрощения:

Формула (3)

Соотношения (1—3) связывают географическую широту с высотой и склонением звёзд во время их кульминации. Отметим, что на рисунке 17 азимуты звёзд в верхней кульминации М1 и М2 равны 0°, а азимуты звёзд в нижней кульминации М1‘ и М2‘ равны 180°. Азимуты звезды М3 в верхней и нижней кульминациях равны 180°.

2. Определение географической широты по астрономическим наблюдениям. При составлении географических и топографических карт, прокладке дорог и магистралей, разведке залежей полезных ископаемых и в ряде других случаев необходимо знать географические координаты местности. Эту задачу можно решить с помощью астрономических наблюдений. Рассмотрим простейшие способы.

Первый способ. Определить географическую широту можно из наблюдения Полярной звезды. Если считать, что Полярная звезда указывает Северный полюс мира, то приближенно высота Полярной звезды над горизонтом даёт нам географическую широту места наблюдения. Если измерить высоту Полярной звезды в верхней и нижней кульминациях, то получим более точное значение широты места наблюдения:

Формула (4)

Это равенство получаем из равенств (2) и (3). Формула (4) пригодна для всех незаходящих звёзд, у которых верхняя и нижняя кульминации находятся по одну сторону от зенита.

Второй способ. Определить географическую широту можно из наблюдения верхней кульминации звёзд. Из равенств (1) и (3) получим, что

Формула (5)

Знак «+» ставится, если звезда кульминирует к югу от зенита, а знак «-» — при кульминации звезды к северу от зенита.

Главные выводы

1. Кульминация — это явление прохождения светила через небесный меридиан.

2. Географическую широту можно определить по наблюдениям как Полярной звезды, так и верхней кульминации звёзд.

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое кульминация светила?
2. Какие точки называются точками восхода и захода светила?
3. Как изменяются при суточном движении светила его высота, прямое восхождение, склонение?
4. Как приближенно определить географическую широту места, наблюдая за Полярной звездой?
5. Найдите интервал склонений звезд, которые на данной широте:
а) никогда не восходят;
б) никогда не заходят;
в) могут восходить и заходить.
6. Определите географическую широту места наблюдения, если звезда Вега проходит через точку зенита.
7. Высота Солнца в моменты верхней и нижней кульминаций соответственно равна 37° и 10°. Определите географическую широту места наблюдения, склонение Солнца и дату наблюдения.

 Небесная сфера. Небесные координаты

     

Учащиеся группы 81 изучают небесную сферу.

 Предмет астрономии. Связь астрономии с другими науками. Значение астрономии

Астрономия - это одна из древнейших наук о Вселенной. Она изучает природу, происхождение, развитие, движение небесных тел и явлений. Понятие "Вселенная" включает в себя Землю, Солнце, планеты, звезды, галактики и разряженную среду в которой они находятся. 

Основным методом изучения астрономии является метод наблюдений, который осуществляется с помощью приборов. Наблюдения ведутся в различных диапазонах: видимом, инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском, радиодиапазоне, гамма - лучах. Открыты новые объекты (черные дыры, нейтронные звезды. 

Современная астрономия изучает активность Солнца и его влияние на земные процессы. Не снята проблема астероидной опасности. Возможность зарождения жизни на других планетах. Как космос влияет на развитие всего живого и т.д. Важнейшей задачей астрономии является объяснение и прогнозирование астрономических явлений (Солнечное и Лунное затмение, появление комет, астероидов, 

Астрономия возникла в глубокой древности. Еще первобытные люди наблюдали звездное небо и затем на стенах своих пещер рисовали увиденное.Наблюдения за звездным небом формировало человека как мыслящее существо.

Астрономия включает в себя следующие разделы:

Практическая астрономия, небесная механика, сравнительная планетология, астрофизика,звездная астрономия, космология, космогония.

Для проведения астрономических наблюдений строятся специальные научные исследовательские учреждения - астрономические обсерватории. 

Домашнее задание: с. 4 - 12.

Сегодня на уроке

 Планеты - гиганты. Плутон

Системы Мира

 Система Мира Птолемея

Система Мира Коперника

Практическая астрономия

Определение кульминации

Верхняя кульминация

\Нижняя кульминация

Сегодня на уроке

 Небесные координаты

Горизонтальная система координат
Экваториальная система координат