WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Управление образования муниципального образования «Город Набережные Челны»

Государственное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №6»

Учебно-методическое пособие для подготовки к олимпиадам по астрономии и физике космоса «Обобщающие конспекты»

Разработала учитель физики

и астрономии высшей

квалификационной категории Бельская Лидия Павловна 2006 год.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ 2. НЕБЕСНЫЕ КООРДИНАТЫ:

А. Линии и точки небесной сферы;

Б. Горизонтальная и экваториальная системы координат;

В. Высота полюса мира;

Г. Высота светил в кульминациях.

3. ДВИЖЕНИЕ СОЛНЦА:

А. Эклиптика и зодиак;

Б. Высота Солнца над горизонтом.

4. ЗАКОНЫ КЕПЛЕРА:

А. Конфигурации планет;

Б. Законы Кеплера;

В. Синодический и сидерический периоды обращения планет.

5. ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ:

А. Форма орбит и космические скорости;

Б. Возмущения, приливы и отливы;

В. Определение масс тел Солнечной системы.

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЙ ДО ТЕЛ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ И

РАЗМЕРОВ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ

7. ПЛАНЕТЫ ЗЕМНОЙ ГРУППЫ

8. ЗЕМЛЯ – ЛУНА 9. ПЛАНЕТЫ – ГИГАНТЫ

10. МАЛЫЕ ТЕЛА СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

11. СОЛНЦЕ 12. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗВЁЗД:

А. Расстояние до звзд;

Б. Абсолютная и видимая звздная величина;

В. Светимость, блеск;

Г. Спектральный класс;

Д. Размер;

Е. Масса.

13. ДВОЙНЫЕ ЗВЁЗДЫ 14. ПЕРЕМЕННЫЕ ЗВЁЗДЫ 15. ЭЛЕМЕНТЫ КОСМОГОНИИ 16. НАША ГАЛАКТИКА 17. ВИДЫ ГАЛАКТИК 18. ЭЛЕМЕНТЫ КОСМОЛОГИИ 1. ВВЕДЕНИЕ Данное методическое пособие предназначено как для учителя, так и для учащихся.

Оно содержит материал курса астрономии полной средней школы и представлено в виде структурированных дидактических единиц.

Пособие состоит из 17 конспектов по основным разделам курса астрономии. Каждый конспект разделен на более мелкие структуры по отдельным темам раздела. Для лучшей систематизации изучаемого материала имеется сопровождающий текст. После изучения теоретических основ рекомендовано решить предложенные задачи с целью выработки практических умений и навыков и подготовки к рассмотрению заданий повышенной сложности.



Это методическое пособие способствует развитию памяти, систематизации и обобщению основ астрономии с минимальной затратой сил и времени и формирует у учащихся целостный образ окружающего нас мира.

2. НЕБЕСНЫЕ КООРДИНАТЫ

НЕБЕСНАЯ СФЕРА – это сфера произвольного радиуса с наблюдателем в центре, на которой видны проекции небесных светил. Наивысшая точка над головой наблюдателя – ЗЕНИТ, диаметрально противоположная точка – НАДИР. Она недоступна наблюдению.

Линия, соединяющая точки зенит и надир называется ОТВЕСНОЙ ЛИНИЕЙ. Плоскость, перпендикулярная отвесной линии, называется плоскостью НЕБЕСНОГО ГОРИЗОНТА, а линия пересечения плоскости небесного горизонта с небесной сферой – линия небесного горизонта.

Все звзды описывают на небе окружность с одним и тем же центром. Точка, соответствующая этому центру, называется ПОЛЮС МИРА. В северном полушарии вблизи Полярной звезды расположен северный полюс мира. В южном полушарии – южный полюс мира. Линия, их соединяющая, называется ОСЬ МИРА. Вокруг оси мира происходит суточное движение небесных светил. Плоскость, перпендикулярная оси мира, называется плоскостью НЕБЕСНОГО ЭКВАТОРА, а линия пересечения плоскости небесного экватора с небесной сферой - линия небесного экватора. Линии небесного горизонта и экватора пересекаются в точках ВОСТОКА и ЗАПАДА. Большой круг, проходящий через оба полюса мира, зенит и надир, называется НЕБЕСНЫМ МЕРИДИАНОМ. Он пересекает горизонт в точках СЕВЕРА и ЮГА. При суточном движении светило два раза пересекают меридиан. Момент прохождения светила через меридиан называют КУЛЬМИНАЦИЕЙ СВЕТИЛА. Кульминации бывают верхняя и нижняя: верхняя – к югу от полюса мира, а нижняя – к северу.

Большой круг, проведнный через светило, зенит и наблюдателя, называют ВЕРТИКАЛОМ светила. Он пересекается с горизонтом. Угол между направлениями на светило и точку пересечения вертикала с горизонтом – это ВЫСОТА СВЕТИЛА. Угол между направлениями на зенит и светило – ЗЕНИТНОЕ РАССТОЯНИЕ. Угол между направлениями на юг и точку пересечения вертикала с горизонтом называют АЗИМУТ. Он отсчитывается от точки юга по часовой стрелке. Большой круг, проведнный через полюс мира, светило и наблюдателя, называют КРУГОМ СКЛОНЕНИЯ. Он пересекается с экватором.

Угол между направлениями на светило и точку пересечения круга склонения с экватором – это СКЛОНЕНИЕ СВЕТИЛА. Точка на экваторе, в которой Солнце бывает в день весеннего равноденствия (21 марта), называется ТОЧКОЙ ВЕСЕННЕГО РАВНОДЕНСТВИЯ. Она совпадает с точкой востока. Угол между направлениями на точку весеннего равноденствия и точку пересечения круга склонения с экватором называют ПРЯМЫМ ВОСХОЖДЕНИЕМ СВЕТИЛА. Он отсчитывается от точки весеннего равноденствия против часовой стрелки.

Задачи 1. Изобразите положение точек и линий небесной сферы для следующих широт:

90, 55, 0.

2. Каково склонение звезд, кульминирующих в зените в вашем городе?





3. Каково склонение звезды, наблюдавшейся в Архангельске, широта которого 6435’, в нижней кульминации на высоте 10?

4. Каково расстояние от зенита до полюса мира в местности, географическая широта которой 2327’?

5. Склонение светила 30, прямое восхождение 7ч. По звездной карте определите созвездие, в котором находится это светило.

6. Прямое восхождение звезды 3ч.17мин. 9с. выразите в градусной мере.

7. Прямое восхождение звезды 1757’45” выразите в часовой мере.

Каждый день, поднимаясь из-за горизонта в восточной стороне неба, Солнце проходит по небу и вновь скрывается под горизонт на западе. Для жителей Северного полушария это движение происходит слева направо, для южан – справа налево. В полдень Солнце достигает наибольшей высоты, т.е. кульминирует, это верхняя кульминация Солнца. В средних широтах нижняя кульминация Солнца, которая происходит в полночь, не видна. А вот за Полярным кругом, где Солнце летом иногда не заходит, можно наблюдать и верхнюю, и нижнюю кульминации.

На географическом полюсе суточный путь Солнца практически параллелен горизонту. Появившись в день весеннего равноденствия, Солнце четверть года поднимается вс выше, описывая круги над горизонтом. В день летнего солнцестояния оно достигает максимальной высоты (23,5). Следующие три месяца, до осеннего равноденствия, Солнце опускается. Это полярный день. Затем на полгода наступает полярная ночь.

В средних широтах на протяжении года видимый суточный путь Солнца то сокращается, то увеличивается. Наименьшим он оказывается в день зимнего солнцестояния, наибольшим – в день летнего солнцестояния. В дни равноденствий Солнце находится на небесном экваторе. В эти дни оно восходит в точке востока и заходит в точке запада.

В период от весеннего равноденствия до летнего солнцестояния место восхода Солнца смещается от точки восхода влево, к северу, а место захода удаляется от точки запада вправо, тоже к северу. В день летнего солнцестояния Солнце появляется на северовостоке. В полдень оно кульминирует на максимальной за год высоте. Заходит Солнце на северо-западе.

Затем места восхода и захода смещаются обратно к югу. В день зимнего солнцестояния Солнце восходит на юго-востоке, пересекает небесный меридиан на минимальной высоте и заходит на юго-западе.

Итак, суточный путь Солнца представляет собой малый круг небесной сферы, параллельный небесному экватору. Путь видимого годичного перемещения Солнца на фоне звзд именуется ЭКЛИПТИКОЙ, а период оборота по эклиптике – ЗВЁЗДНЫМ ГОДОМ.

Эклиптика и небесный экватор пересекаются под углом 23 27 в точках весеннего и осеннего равноденствия.

1. Определите географическую широту пункта, в котором в день зимнего солнцестояния кульминация Солнца происходит в точке юга.

2. Определите географическую широту, на которой Солнце в день летнего солнцестояния кульминирует в зените?

3. Чему равно склонение Солнца в день решения этой задачи? Чему равна полуденная высота Солнца в этот день?

4. Как глубоко опускается центр Солнца под горизонт в полночь 22 июня в Архангельске, широта которого 6435’.

5. На какой широте может находиться обсерватория «Медведь», если наблюдаемые в обсерватории высоты некоторого светила в верхней и нижней кульминациях составляют h1 = 8614’ и h2 = 4332’. Оцените, какой там будет сегодня максимальная высота Солнца над горизонтом.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН КЕПЛЕРА. Каждая планета обращается вокруг Солнца по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Степень вытянутости эллипса характеризуется эксцентриситетом (е). Эксцентриситет – величина, равная отношению расстояния от фокуса до центра эллипса к большой полуоси эллипса. Если е 0, то форма орбиты к окружности. Если е 1,то форма орбиты к параболе. Ближайшая к Солнцу точка орбиты планеты называется перигелий, а наиболее удалнная точка орбиты планеты – афелий. Большая полуось орбиты Земли принята за астрономическую единицу (а.е.). 1а.е. 150106 км.

ВТОРОЙ ЗАКОН КЕПЛЕРА. Радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает (заметает) равные площади. Из этого закона вытекает, что скорость планеты должна быть обратно пропорциональна расстоянию от планеты до Солнца. Наибольшую скорость планета имеет в перигелии, наименьшую – в афелии.

ТРЕТИЙ ЗАКОН КЕПЛЕРА. Квадраты звздных периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

КОНФИГУРАЦИИ ПЛАНЕТ

Некоторые взаимные расположения Солнца, Земли и планеты называют конфигурациями. Планеты Солнечной системы делятся на две группы: нижние (внутренние) и верхние (внешние).

Меркурий и Венера – нижние планеты. Конфигурации таких планет называются соединения и элонгации. Элонгация – это угловое удаление планеты от Солнца. Для Меркурия наибольшая элонгация составляет 28, а для Венеры - 48. В соединениях планеты не видны, т.к. либо поврнуты к Земле неосвещнной стороной, либо прячутся в лучах Солнца.

Марс, Юпитер и все остальные планеты являются верхними. Конфигурации таких планет называют противостояния и квадратуры. Лучше всего планеты видны в противостоянии, т.к. ближе всего подходят к Земле. Угол, образованный направлениями Солнце – Земля – планета может принимать любые значения, поэтому верхнюю планету можно видеть и вечером, и ночью, и утром. Если этот угол равен 90, то конфигурация называется квадратура.

Для всех видов планет характерны стояния – такие конфигурации, когда планета как бы замирает, т.е. скорости планеты и Земли в данный момент одинаковы.

1. Можно ли наблюдать Венеру утром на западе, а вечером на востоке? Ответ поясните.

2. Планета видна на расстоянии 120 от Солнца. Какая это планета? Верхняя или нижняя?

3. Противостояние Юпитера произошло 15 июля. Когда оно должно быть в следующий раз?

4. Какова должна быть продолжительность звездного и синодического периода обращения планеты в случае их равенства?

5. Марс дальше от Солнца, чем Земля в 1,5 раза. Какова продолжительность года на Марсе? Орбиты планет считать круговыми.

6. Определите расстояние Венеры от Солнца в а.е., если ее элонгация 48?

7. Вычислить перигелийное и афелийное расстояние планеты Меркурий, если большая полуось ее орбиты равна 0,387 а.е.

8. Большая полуось и эксцентриситет орбиты планеты Нептун соответственно равны 30, а.е. и 0,008, а планеты Плутон 39,5 а.е. и 0,249. Какая из этих планет подходит ближе к Солнцу?

5. ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ

Закон всемирного тяготения был открыт на основе следующих наблюдений:

-падения тел на Землю с постоянным ускорением 9,8м/с2;

-наличия приливов и отливов;

-движения Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца.

НЬЮТОН предположил, что все выше указанные наблюдения (за исключением, естественно, последнего) вызваны силой тяготения Земли. Он рассчитал центростремительное ускорение Луны при движении по орбите по известному периоду и радиусу орбиты.

Раздел астрономии, изучающий движение небесных тел на основе законов КЕПЛЕРА и закона всемирного тяготения, называется НЕБЕСНОЙ МЕХАНИКОЙ.

Ньютон обобщает третий закон Кеплера на любые системы обращающихся тел.

Третий закон Кеплера с поправкой Ньютона позволяет определить неизвестную массу планеты или спутника, либо отношение масс, то есть взвесить небесное тело.

Если взаимодействуют два небесных тела, то траектории их движения подчиняются строгим физическим и астрономическим расчтам. Движение в зависимости от начальных условий может происходить по окружности, эллипсу, параболе, гиперболе. Если же во взаимодействии участвует несколько тяготеющих тел, то приходится учитывать ВОЗМУЩЕНИЯ всех тел, и хотя движение тел подчиняется тем же строгим законам, расчт траектории можно выполнить лишь приближнно. Именно благодаря изучению таких возмущений были открыты Нептун и Плутон.

Действием сил всемирного тяготения объясняется существование приливного трения, приводящего к торможению вращения планет и их спутников. По этой причине Луна и спутники других планет поврнуты к своим планетам одной стороной. Приливное трение со стороны Солнца затормозило Меркурий, поэтому его период вращения приблизительно равен периоду обращения вокруг Солнца.

Закон всемирного тяготения является господствующим во Вселенной.

1. Вычислить массу планеты Нептун в массах Земли, зная, что спутник Нептуна Тритон отстоит от центра планеты на 354 тыс. км, а период его обращения равен 5 сут. 21 час.

2. С каким периодом обращалась бы вокруг Солнца Земля на расстоянии 1 а.е. от него, если бы масса Солнца была вдвое больше?

3. Какова должна быть скорость тела, чтобы оно облетало Солнце близ самой его поверхности?

4. Во сколько раз меньше будет весить человек на Марсе, чем на Земле, если масса Марса составляет 0,107 массы Земли, а его радиус приблизительно равен 3400 км?

5. Если бы у Земли был спутник с периодом обращения 8 лунных месяцев, каково было бы расстояние до него?

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЙ ДО ТЕЛ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ И РАЗМЕРОВ ЭТИХ ТЕЛ

Размеры Земли были определены методом триангуляции (провешивания воздушных треугольников). Измеряя базисное расстояние и углы треугольников, вычислили значение одного градуса по меридиану в километрах. Оказалось, что это значение неодинаково для полярных и экваториальных участков земной поверхности. Следовательно, Земля сплюснута у полюсов. Полярный радиус Земли короче экваториального на 21 км.

Средний радиус Земли 6378км.

Расстояния до тел Солнечной системы были определены методом параллактического смещения (изменения направления на объект при изменении положения наблюдателя). За базис принимают радиус Земли. Угол, под которым со светила виден радиус Земли, перпендикулярный лучу зрения, называют горизонтальным параллаксом. Параллакс Солнца равен 8,8, среднее расстояние от Земли до Солнца равно 1а.е. Зная эти величины, можно по известному параллаксу планеты вычислить расстояние от Земли до этой планеты или по известному расстоянию от Земли до планеты вычислить горизонтальный параллакс этой планеты.

Расстояние от планеты до Солнца можно вычислить по третьему закону Кеплера, а также с помощью радио- и лазерной локации или путм измерений, проводимых с искусственных спутников и космических аппаратов.

Определение размеров тел Солнечной системы связано, в первую очередь, с измерением угловых размеров Земли и светила. В случае, когда угловой размер очень мал, используют интерферометры.

1. Если астрономы могут определить географическую ширину с точностью до 0,1”, то какой максимальной ошибке в километрах вдоль меридиана это соответствует?

2. На каком расстоянии от Земли находится Юпитер (в а.е.), если его горизонтальный параллакс 1,5”.

3. Определите линейный радиус Марса, если во время великого противостояния его угловой радиус 12,5”, а горизонтальный параллакс 23,4”.

4. Чему равен угловой диаметр Фобоса – спутника Марса при наблюдении его с поверхности планеты. Линейный диаметр Фобоса 20 км, а расстояние до него 6000 км.

5. Нептун находится от Солнца на расстоянии 30 а.е., эксцентриситет его орбиты 0,008.

Чему равен горизонтальный параллакс Нептуна в противостоянии и соединении?

7. ПЛАНЕТЫ ЗЕМНОЙ ГРУППЫ

МЕРКУРИЙ. Самая близкая к Солнцу планета. Она вращается вокруг Солнца быстрее, чем вокруг своей оси. В связи с этим на Меркурии наблюдается интересный эффект – Солнце на небосклоне на некоторое время замирает. Астрономы называют это эффектом ИИСУСА НАВИНА. Поверхность Меркурия покрыта кратерами. Атмосферы как таковой нет, лишь остатки газовой оболочки говорят о том, что молекулы газов имели достаточную скорость и когда-то покинули планету из-за малой массы и высокой температуры. Температура на поверхности Меркурия колеблется от 400С днм до 150С ночью. Угловое удаление Меркурия от Солнца не превышает 28,поэтому его трудно наблюдать.

ВЕНЕРА. Е часто путают на небосклоне со звздами, так как это самое яркое после Солнца светило. Венеру можно видеть либо сразу после захода Солнца, либо перед восходом. Е угловое удаление от Солнца не превышает 48.Планета окутана плотной атмосферой, состоящей в основном из углекислого газа. Из-за непрозрачности атмосферы для теплового излучения наблюдается сильный парниковый эффект. Давление атмосферы примерно в 100 раз больше, чем на Земле. Температура около 500С. Венера вращается вокруг своей оси под углом приблизительно 90 к плоскости своей орбиты, поэтому смены времн года на ней нет. Вращение вокруг оси происходит в обратном направлении, так что Солнце там восходит на западе и заходит на востоке.

МАРС. По геологическим признакам сходен с Землй. Поверхность планеты представляет собой безжизненную пустыню с многочисленными кратерами метеоритного происхождения, вулканами, каньонами. На Марсе находится самая высокая гора среди гор планет Солнечной системы – это гора Олимп, е высота 27 км. Весьма разреженная атмосфера Марса состоит из углекислого газа с небольшим количеством азота и воды. Атмосферное давление примерно в 100 раз меньше земного. Суточные колебания температуры от 10С (летом в экваториальных областях) до 100С. Ни растительной, ни животной жизни на Марсе не обнаружено. Имеет два спутника – Фобос и Деймос (страх и ужас).

1. Рассчитайте скорость, достаточную для того, чтобы космический корабль мог улететь с Марса.

2. Ниже приведена выписка из Астрономического календаря на 10 февраля 1998г. Какие из этих планет можно было наблюдать невооруженным взглядом при ясной погоде:

а). На Северном полюсе; б). На Южном полюсе.

Примечание: - прямое восхождение, - небесное склонение, m - видимая звездная величина, d - видимый угловой диаметр.

3. На каком расстоянии от Венеры находится автоматическая станция, если угловой диаметр планеты 0,5, а линейный диаметр Венеры 12100 км.

4. Какова должна быть разрешающая способность оптического прибора, чтобы различить фазы Венеры на минимальном ее расстоянии от Земли 4107 км? Диаметр Венеры Земля как одна из планет Солнечной системы на первый взгляд ничем не привлекательна. И вс же Земля обладает одной уникальной возможностью – на ней есть жизнь.

По записям колебаний земной поверхности при землетрясениях было установлено, что недра Земли состоят из трх основных частей: коры, мантии и ядра. Толщина коры непостоянна, она изменяется от нескольких километров в океанических областях до нескольких десятков километров в горных районах материков. В самых грубых моделях Земли кору представляют в виде однородного слоя толщиной порядка 35 км. Ниже, до глубины примерно 2900км, расположена мантия, а в центре – жидкое железное внешнее ядро. В 30-е годы сейсмологи установили, что у Земли есть и внутреннее, тврдое ядро.

Средняя плотность Земли 5500 кг/м3. Наружная зона Земли – литосфера – расположена на глубине порядка 70км.

Земля обладает атмосферой, содержащей 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,94% инертных газов, 0,03% углекислого газа и в незначительных количествах другие газы.

Давление и плотность в атмосфере убывают с высотой. На высоте 95 км химический состав атмосферы уже иной: растт доля лгких газов, преобладающими становятся водород и гелий. Часть молекул разлагается на ионы, образуя ионосферу. Выше 1000 км находятся радиационные пояса. Их можно рассматривать как часть атмосферы, заполненную очень энергичными ядрами атомов водорода и электронами, захваченными магнитным полем планеты. Основные слои атмосферы Земли – тропосфера, стратосфера и геокорона.

Земля – единственная планета Солнечной системы, имеющая гидросферу. Вода покрывает более 70% поверхности земного шара, а средняя глубина мирового океана около 4 км.

384000 км отделяют Землю от е естественного спутника Луны. В лунном грунте содержатся кремний, алюминий, железо. Плотность Луны 3300 кг/м3. Это означает, что у Луны или нет плотного железного ядра, или оно очень маленькое. Одной из сенсаций лунных исследований стало открытие мощной коры толщиной 60 – 100 км. Поверхность покрыта кратерами и котловинами большого размера – морями и океанами. Атмосферы и воды на Луне нет. Луна отражает солнечный свет, поэтому мы е видим на небе. В зависимости от положения, которое Луна занимает относительно Земли и Солнца, мы видим Луну в разных фазах: новолунии, первой четверти, полнолунии, последней четверти. Если Луна при свом движении попадает на одну прямую с Солнцем и Землй, могут наблюдаться лунные или солнечные затмения.

1. Что такое «белые ночи» и почему они в г. Санкт Петербурге бывают, а в Одессе нет?

Широта Санкт Петербурга 60, а Одессы 46, 2. Если Луна взошла в 23ч 45мин во вторник, то когда произойдет ее следующий восход?

3. Море Кризисов имеет диаметр около 400 км. Можно ли его видеть с Земли невооруженным глазом, разрешающая способность которого составляет 2”.

4. Можно ли с Северного полюса Земли наблюдать солнечное затмение 15 ноября?

5. Чему равна масса Земли, если угловая скорость Луны 13,2/сутки, а среднее расстояние до нее 384400 км?

Планеты – гиганты имеют очень много общего: основные химические элементы – ВОДОРОД, ГЕЛИЙ; нет тврдой поверхности (РЫХЛЫЕ); все они очень быстро вращаются вокруг своей оси и из-за быстрого вращения сильно СПЛЮСНУТЫ; все имеют кольца и много спутников.

ЮПИТЕР. Это самая крупная планета Солнечной системы (КОРОЛЬ ПЛАНЕТ).

Гигантская холодная планета (140С), окутанная плотной протяжнной водородно– гелиевой атмосферой. В атмосфере наблюдаются устойчивые вихри огромного размера.

Особенно впечатляет Большое Красное Пятно – колоссальный атмосферный вихрь эллиптической формы размером около 1530 тысяч километров. В 1610 году Галилей открыл спутника Юпитера: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Ганимед – самый большой спутник Солнечной системы.

САТУРН. Наименее плотная из планет Солнечной системы. Состоит в основном из водорода и гелия. Окружн кольцами, состоящими из мелких частиц, покрытых льдом.

К 1995 году у Сатурна было известно 22 спутника. Почти все они состоят преимущественно из водяного льда. Самый примечательный из спутников – ТИТАН. Это самый крупный по массе спутник в Солнечной системе и второй по величине после Ганимеда.

Обладает мощной атмосферой, состоящей из азота с примесью метана и, возможно, аргона.

УРАН. 13 марта 1781 года планету Уран открыл учитель музыки из Англии Вильям Гершель. Планета состоит из молекул водорода и гелия, водно–аммиачного и метанового льда. Уран обращается вокруг Солнца как бы лжа на боку. Вращение вокруг оси происходит в направлении, обратном направлению движения других планет. Температура (218)С. Всего у Урана 15 спутников.

НЕПТУН. Открыт «на кончике пера» 23 сентября 1846 года англичанином Джоном Адамсом и французом Урбеном Леверье. По строению и составу Нептун похож на Уран: состоит из водорода и гелия. Основной компонент атмосферы – метан, поэтому планета кажется голубовато-зелной. Имеет 8 спутников, 6 из которых открыты в году. Самый примечательный – Тритон. Он, как и Титан, имеет собственную атмосферу, состоящую из азота с примесью метана.

ПЛУТОН. Открыт «на кончике пера» в феврале 1930 года американским астрономом Клайдом Томбо. Является самой маленькой среди больших планет. Имеет разреженную атмосферу, состоящую из метана. Поверхность Плутона, состоящего из скальных пород, покрыта метановым льдом. Имеет спутник Харон.

1. Однажды видимый угловой диаметр Юпитера составлял 35,5”. В этот день расстояние до Юпитера равнялось 5,431 а.е. Определите линейный диаметр Юпитера в сравнении с земным.

2. Как доказать, что кольца Сатурна не сплошные?

3. Какова ширина колец Юпитера, если с космического корабля, находящегося от него на расстоянии 348500 км оно было видно под углом 126’?

4. С какого расстояния космонавт смог бы увидеть Большое Красное пятно Юпитера невооруженным глазом, если известно, что поперечник пятна имеет размер около км, а разрешающая способность глаза 2’?

10. МАЛЫЕ ТЕЛА СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

Малые тела – это АСТЕРОИДЫ, КОМЕТЫ и МЕТЕОРНЫЕ ТЕЛА, к которым относят МЕТЕОРИТЫ и БОЛИДЫ.

Пояс АСТЕРОИДОВ расположен между орбитами Марса и Юпитера. Но есть и такие, орбиты которых расположены внутри орбиты Меркурия, и такие, орбиты которых – вне орбиты Сатурна. Самый крупный астероид – ЦЕРЕРА, самый яркий – ВЕСТА. Всего астероидов насчитывается сейчас больше 5000. Они представляют собой железокаменные огромные глыбы. Со временем астероиды разваливаются на куски при случайных столкновениях.

КОМЕТЫ движутся вокруг Солнца по эллиптическим и параболическим орбитам.

Вдали от Солнца комета видна как туманное пятно. При приближении к Солнцу у кометы появляется хвост, всегда направленный от светила. Основные части кометы – ГОЛОВА (ядро) и ХВОСТ. Голова представляет собой ледяную глыбу, состоящую из смеси замрзших газов (аммиак, метан, углекислый газ, циан и др.) и пылинок – тврдых частиц разного размера (металлы, камень, уголь). Хвост появляется, когда комета, приближаясь к Солнцу, прогревается солнечным теплом, и лд начинает испаряться. Он состоит из разреженных газов: углекислого и угарного. Периодически или единовременно залетая в нашу Солнечную систему, кометы приносят информацию о процессах, происходящих далеко за е границами.

После неоднократного прохождения околосолнечного пространства вещество кометы испаряется, а мелкие частицы, составлявшие ядро, продолжают движение по прежней орбите. Если такое тело (или тела) проходят вблизи Земли и попадают в е атмосферу, то в зависимости от размера этого тела происходят разные явления:

если тело небольшое, то в верхних слоях атмосферы происходит вспышка; такое явление называют МЕТЕОРОМ;

если тело имеет большую массу, но не сгорает полностью в атмосфере, то на Землю падает МЕТЕОРИТ; метеориты бывают железные, каменные и железокаменные.

Один из самых крупных метеоритов упал в Аризоне (кратер 1200 м). А в отрогах хребта Сихотэ–Алинь на Дальнем Востоке выпал метеоритный дождь;

если метеорное тело крупное, но не очень плотное, то оно успевает сгореть до падения на Землю. При этом наблюдается летящий огненный шар со светящимся хвостом – БОЛИД; иногда вблизи поверхности Земли раздатся взрыв. Существует гипотеза, что Тунгусский метеорит был болидом.

1. Астероид «Веста» обращается вокруг Солнца по орбите, большая полуось которой 2, а.е. Найти период обращения астероида вокруг Солнца?

2. После захода Солнца на западе находится комета. Как относительно горизонта направлен ее хвост?

3. Какова большая полуось орбиты кометы Галлея, если период ее обращения 76 лет?

4. На каком расстоянии от Солнца прошла комета, если ее скорость на этом расстоянии равнялась 65 км/с и комета двигалась по параболической орбите?

5. Вычислить круговую и параболическую скорость малой планеты Гесперии, находящейся на среднем расстоянии от Солнца 2,98 а.е.

Солнце не является какой-либо примечательной звездой. Это звезда, не имеющая никаких достоинств, кроме наличия планетной системы. Е спектральный класс G, поверхностная температура Т=6000К, масса m=2·1030 кг, радиус R=109 радиусам Земли.

Солнце, как и все звзды, состоит из вещества в полностью или частично ионизированном состоянии (ПЛАЗМА). Солнечная плазма содержит 72 элемента, но 80% составляет водород, 19% - гелий, 1% - вс остальное.

В центре Солнца находится ядро, в котором происходит термоядерная реакция превращения водорода в гелий. Далее идут зона лучистого переноса, конвективная зона и атмосфера.

В атмосфере Солнца выделяют фотосферу – оболочку, от которой идт большая часть света. Но поскольку температура фотосферы меньше, чем у нижележащих слов, то в ней происходит некоторое поглощение света, поэтому в спектре Солнца наблюдаются линии поглощения, открытые Йозефом Фраунгофером. В телескоп с большим увеличением можно наблюдать тонкие детали фотосферы – гранулы. Грануляция является результатом перемешивания всплывающих более тплых потоков газа и опускающихся более холодных. Именно конвекция в результате сложного взаимодействия с солнечными магнитными полями является причиной проявлений солнечной активности. Магнитное поле подавляет конвекцию в некоторых местах, поэтому перемешивание и подъм горячих газов тормозится и возникает тмная область – солнечное пятно. С течением времени величина и форма пятен сильно меняются.

Следующий слой называется хромосфера, виден в моменты полных солнечных затмений. Температура в хромосфере в 2-3 раза выше, чем в фотосфере. Рост температуры объясняется распространением волн и магнитных полей, проникающих в не из конвективной зоны. Иногда нечто похожее на взрывы происходит в очень небольших областях атмосферы Солнца. Это хромосферные вспышки. Самые грандиозные образования солнечной атмосферы – протуберанцы.

Наружная оболочка атмосферы – корона – не имеет чтких границ и строгой формы. Это самая горячая и самая разрежнная часть атмосферы. Она простирается далеко от Солнца в виде постоянно движущегося от него потока плазмы – солнечного ветра.

Распространяясь далеко за пределы орбит Юпитера и Сатурна, солнечный ветер образует гигантскую гелиосферу. Через корону солнечная активность влияет на многие процессы, происходящие на Земле (геофизические явления).

1. Если самое маленькое солнечное пятно, видимое нами в телескоп, имеет угловой диаметр 0,7”, то каков его линейный диаметр?

2. За какое время отвесно падающие лучи Солнца могли бы растопить слой льда толщиной в 1 см, покрывающие Землю, при условии, что солнечное нагревание каждого квадратного метра поверхности Земли составляет 2,1104 Дж в 1 мин?

3. Какой угловой диаметр должно иметь Солнечное пятно, чтобы его линейный диаметр равнялся радиусу Земли 6371 км.

4. Наблюдения показали, что число Вольфа равно 200, а число пятен на Солнце 100. Что можно сказать об активности Солнца и сколько групп пятен на Солнце?

5. Чему равен период вращения Солнца, ели наблюдениями установлено, что пятно, расположенное близ экватора, сместилось за 3 суток на 40?

Описание звезды начинают с определения РАССТОЯНИЯ, на котором она находится. АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА (а.е.), ПАРСЕК (пк), СВЕТОВОЙ ГОД (св. год) – единицы расстояний до звзд и между звздами. Из-за того, что звзды расположены очень далеко, единственный способ определения расстояний до них – метод ПАРАЛЛАКСА (р").

Определить ТЕМПЕРАТУРУ звзд помогает закон Стефана-Больцмана: =·4 и закон смещения Вина: макс= b/.

РАЗМЕР звзд определяют с помощью интерферометров, но такие измерения довольно трудомки. В большинстве случаев радиус звезды определяют теоретически, исходя из оценок е полной СВЕТИМОСТИ во всм диапазоне и ТЕМПЕРАТУРЫ.

МАССУ определяют из закона всемирного тяготения и, как следствие, из третьего, обобщнного закона Кеплера. Все другие способы вычисления массы считаются косвенными, поскольку они строятся не на законе всемирного тяготения, а на анализе тех звздных характеристик, которые так или иначе связаны с массой, чаще всего это светимость (L~m3,9).

Видимый БЛЕСК звзд оценивают в звздных величинах (m). Исторически сложившаяся система звздных величин присваивала 1-ую величину наиболее ярким звздам, а 6-ую – самым слабым, находящимся на пределе видимости невооружнным глазом. Было принято, что разность в 5 звздных величин соответствует отличию в видимой яркости ровно в 100 раз. Следовательно, разница в одну звздную величину означает, что звезда ярче другой в 2,512 раз.

АБСОЛЮТНАЯ ЗВЁЗДНАЯ ВЕЛИЧИНА (М) – та величина, которую имеет звезда на стандартном расстоянии 10 пк. С видимой звздной величиной она связана соотношением:

М=m+5-5·lgD, где D – расстояние до звезды в парсеках.

СВЕТИМОСТЬ звезды с абсолютной величиной связана формулой: lgL=0,4·(Мгде 4,8 – абсолютная звздная величина Солнца.

Основная информация черпается из анализа спектров звзд, так что одной из основных характеристик является СПЕКТРАЛЬНЫЙ КЛАСС. Вначале ХХ в. в Гарвардской обсерватории была разработана спектральная классификация звзд. Основные классы в ней обозначаются латинскими буквами (O,B,A,F,G,K,M). Звзды классов O,B и A называют горячими или ранними, F и G – солнечными, K и M – холодными или поздними. Для более точной характеристики каждый класс разделн ещ на 10 подклассов, обозначаемых цифрами от 0 до 9.

1. Параллакс звезды 61 Лебедя равен 0,37”. Чему равно расстояние до нее в светорых годах?

2. Вычислите, во сколько раз Ригель имеет большую светимость, чем Солнце, зная, что его параллакс равен 0,0069”, а видимая звездная величина 0,34”.

3. Видимая звездная величина Сириуса равна (-1,58”), а его спутника 8,44”. Во сколько раз истинный блеск Сириуса больше истинного блеска его спутника?

4. Какова средняя плотность красного сверхгиганта, если его диаметр в 300 раз больше Солнечного, а масса в 30 раз больше массы Солнца.

5. Во сколько раз красный гигант больше красного карлика, если их светимости отличаются в 108 раз?

Звзды, которые видны на небольшом угловом расстоянии друг от друга, но не связаны друг с другом силами всемирного тяготения, называются ОПТИЧЕСКИ ДВОЙНЫМИ. Звзды, которые действительно находятся на небольшом расстоянии друг от друга, движутся относительно общего центра масс и связаны друг с другом силами всемирного тяготения, называются ФИЗИЧЕСКИ ДВОЙНЫМИ. Движение компонентов двойной системы происходит по ЭЛЛИПСАМ вокруг общего центра масс. Период обращения может быть равен нескольким часам, а может – и нескольким годам. Если двойственность просматривается визуально. То такие системы называются ВИЗУАЛЬНО-ДВОЙНЫЕ.

Третий обобщнный закон Кеплера позволяет определить суммарную массу двойной системы.

Физически двойные звзды подразделяются на три класса: ТЕСНЫЕ ДВОЙНЫЕ системы, СПЕКТРАЛЬНО-ДВОЙНЫЕ звзды, ЗАТМЕННО-ДВОЙНЫЕ звзды.

К ТЕСНЫМ ДВОЙНЫМ системам относятся звзды, находящиеся на расстоянии нескольких астрономических единиц друг от друга. Под действием приливных сил звзды в таких системах деформируются, так что каждый из компонентов приобретает эллипсоидальную форму. Может случиться так, что вещество одной звезды начнт перетекать на другую звезду. При этом в зависимости от массы и скорости перетекающего вещества, возникает электромагнитное излучение разных диапазонов.

К СПЕКТРАЛЬНО-ДВОЙНЫМ относят звзды, двойственность которых можно определить только по смещению спектральных линий (ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА). Если звезда удаляется от наблюдателя, отмечается смещение линий в красную сторону, если приближается к наблюдателю – в фиолетовую. Малой Медведицы – пример спектральнодвойной системы.

ЗАТМЕННО-ДВОЙНЫЕ звзды представляют собой систему, компоненты которой резко различаются по яркости. Более яркую звезду называют главной, менее яркую – спутником. В случае, когда спутник затмевает главную звезду, наблюдается глубокий провал яркости системы. Если главная затмевает спутник – яркость падает ненамного.

Примеры систем такого класса – звзды Алголь, Лиры.

1. Вычислите сумму масс двойной звезды Капеллы, если большая полуось ее орбиты равна 0,85 а.е., а период обращения 0,285 года.

2. Вычислите массу двойной звезды Центавра, у которой параллакс 0,75”, период обращения 79 лет и большая полуось орбиты видна с Земли под углом 17,6”.

3. Двойная звезда Близнецов имеет параллакс 0,076”, видимый угловой размер большой полуоси 6,06” и период обращения 306 лет. Определите сумму масс этой двойной звезды?

4. У двойной звезды параллакс p = 0,05”, большая полуось видимой орбиты = 2” и период обращения компонентов 100 лет. Найдите сумму масс звезд, а также массу каждой звезды в отдельности, если звезды отстоят от центра масс на расстояниях, относящихся как 4:1.

5. Если бы вместо Земли обращалось вокруг Солнца другое такое же Солнце, каков был бы период их обращения?

6. Двойная звезда имеет компоненты 2m и 3m. Найти суммарную звездную величину этой двойной звезды.

ПЕРЕМЕННЫМИ называют звзды, изменяющие свою яркость вследствие процессов, происходящих в их недрах. Их можно подразделить на два класса: ПУЛЬСИРУЮЩИЕ, у которых изменение яркости связано с периодическими изменениями размера, и ЭРУПТИВНЫЕ (взрывные), яркость которых изменяется за счт сбрасывания вещества в результате катастрофы.

К первому классу относятся звзды типа Цефея (ЦЕФЕИДЫ). Обычно это крупные звзды, у которых сложились оптимальные условия для возникновения пульсаций – на определнной глубине находится слой однократно ионизованного гелия. У этого слоя непрозрачность связана с плотностью. В результате сжатия плотность увеличивается, непрозрачность усиливается, и энергия внутри звезды накапливается. Когда газовое давление возрастает, звезда снова увеличивается в размере, е плотность уменьшается, вся накопленная энергия высвечивается. При достижении максимального объма гравитационные силы вновь сжимают звезду, и процесс повторяется.

Зная абсолютную звздную величину и измерив видимую звздную величину, можно узнать расстояние до звезды. Цефеиды поэтому называют МАЯКАМИ ВСЕЛЕННОЙ.

НОВЫЕ ЗВЁЗДЫ. Яркость такой звезды внезапно увеличивается примерно в МИЛЛИОН раз, а затем медленно возвращается к первоначальному значению. Было установлено, что большинство новых звзд входят в состав тесных двойных систем, где вещество перетекает с большей звезды (обычно это красный гигант) на белый карлик. В результате происходит сброс вещества в окружающее пространство, и система возвращается в первоначальное состояние. Новая звезда может вспыхивать несколько раз.

При вспышке СВЕРХНОВОЙ ЗВЕЗДЫ светимость возрастает в МИЛЛИАРД раз, затем медленно спадает, и на месте сверхновой обычно остатся газовая ТУМАННОСТЬ.

Явление сверхновой – конечная стадия эволюции звзд массой много больше массы Солнца. На месте взрыва сверхновой наблюдаются ПУЛЬСАРЫ (источники пульсирующего радиоизлучения). Пульсары отождествлены с быстро вращающимися нейтронными звздами. Источником радиоизлучения являются два пятна (магнитные полюсы), которыми звезда периодически поворачивается к Земле.

Наблюдаются также РЕНТГЕНОВСКИЕ ЗВЁЗДЫ, которые обычно входят в состав тесных двойных систем, где одним из компонентов является нейтронная звезда.

1. Переменная звезда Удивительная Кита (Mira Ceti) в максимуме блеска достигает 2,5 m, а в минимуме 9,2 m. Во сколько раз она ярче в максимуме, чем в минимуме?

2. Во сколько раз изменяется радиус цефеиды, если амплитуда изменения ее блеска равна 1,5 m, а яркость единицы поверхности, допустим, остается постоянной?

3. В спектре новой звезды 1934г. В созвездии Геркулеса темные линии были смещены относительно нормального положения к фиолетовому концу. Линия H ( = 4341 ) была смещена на 10,1. Какова скорость газа, выброшенного из звезды и вызвавшего своим поглощением появление в спектре темных линий?

4. Найти видимую звздную величину переменной звезды в максимуме ее блеска, если блеск в минимуме соответствовал 6,44m, а в максимуме увеличился в 25 раз.

Космогония – наука, изучающая происхождение и эволюцию отдельных объектов Вселенной (галактик, звзд, планет).

Звзды образуются из газопылевых комплексов благодаря гравитационному сжатию неоднородностей. Этот процесс начинается, если размер неоднородности удовлетворяет критерию, установленному Джеймсом Джинсом в 1902 году. Если облако газа массивное и холодное, то тяготение побеждает газовое давление. Тогда облако начинает сжиматься как целое, превращаясь в плотный газовый шар – протозвезду. По мере сжатия протозвезда становится мощным источником инфракрасного излучения, от не отводится тепло. Как только температура внутри звезды повысится настолько, что становятся возможными термоядерные реакции синтеза гелия из водорода, е светимость возрастает, и звезда выходит на главную последовательность.

Пребывание звезды на главной последовательности заканчивается, когда в е недрах исчерпается ядерное горючее – водород. Увеличивается масса гелиевого ядра, что приводит к его сжатию и повышению температуры. В ядре начинается синтез ядер более тяжлых элементов – углерода, кислорода, неона.Дальнейшая эволюция звезды зависит от е массы.

Первые серьзные гипотезы о происхождении Солнечной системы появились в конце 18 века в трудах немецкого философа И.Канта и французского астронома П.Лапласа. Но эти гипотезы не смогли объяснить закономерности, наблюдаемые в Солнечной системе:

1) планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам;

2) масса Солнца составляет 99% всей массы Солнечной системы, но в планетах сосредоточено 98% момента импульса;

3) планеты делятся на две группы, сильно различающиеся по своим свойствам.

Планеты земной группы состоят в основном из соединений тяжлых элементов (железо, кремний, углерод), планеты-гиганты – из лгких (водород, гелий);

4) все планеты, кроме Венеры, имеют магнитное поле;

5) оси вращения всех планет, кроме Урана, наклонены к плоскости своих орбит.

Объяснение этим закономерностям было дано в работах О.Ю.Шмидта. По современным представлениям в результате сжатия газопылевого комплекса образовался диск, который медленно раскручивался. Центральная часть диска дала начало Солнцу, а ОСТАТОК ушл на образование планетной системы.

Наша Галактика представляет собой звздную систему, в сечении напоминающую летающую тарелку диаметром около 30кпк с центральной областью толщиной 2кпк. В Галактике насчитывается 200 миллиардов звзд. В них сосредоточено 98% всей массы Галактики. 2% массы относятся к различным видам туманностей.

Звзды редко встречаются как одиночные объекты, чаще всего они входят в состав двойных и кратных систем, а также звздных скоплений. Выделяют РАССЕЯННЫЕ звздные скопления, куда входят звзды молодые и горячие, и ШАРОВЫЕ скопления, большинство звзд в которых холодные, а значит, находящиеся на последних стадиях эволюции. Также в Галактике выделяют О-В-ассоциации, в которых наблюдаются процессы звездообразования, т.е. звзды в них находятся на самом раннем этапе эволюции (младенцы).

Туманности делятся на ЭМИССИОННЫЕ, в основном состоящие из нагретого газа; ОТРАЖАТЕЛЬНЫЕ – пылевые и обязательно с яркой звездой поблизости; ПЛАНЕТАРНЫЕ, образовавшиеся при сбрасывании оболочки КРАСНЫМ ГИГАНТОМ; ВОЛОКНИСТЫЕ, представляющие собой остатки взрыва СВЕРХНОВОЙ звезды в присутствии МАГНИТНОГО ПОЛЯ.

Наблюдаются также пылевые облака, не излучающие и не переизлучающие свет.

Из-за наличия этих пылевых комплексов цвет звезды кажется краснее, чем есть на самом деле (КРАСНАЯ ПЫЛЬ).

Основным химическим элементом в Галактике является водород. Приблизительно на 1/4 Галактика состоит из гелия.

ЯДРО – одно из самых интересных областей Галактики. Расположено оно в направлении созвездия Стрельца. Для центра Галактики характерна сильная концентрация звзд. В центральной области Галактики наблюдается околоядерный газовый диск, состоящий преимущественно из молекулярного водорода. Ближе к центру отмечаются области ионизованного водорода и многочисленные источники инфракрасного излучения, свидетельствующие о происходящем там звездообразовании. В самом центре Галактики предполагается существование массивного компактного объекта – чрной дыры массой около миллиона масс Солнца.


Солнечная система удалена от центра Галактики на расстояние 7-9кпк. Вместе со всеми близкими звздами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 200км/с, совершая один оборот примерно за 200 миллионов лет.

1. Каково расстояние до шарового звездного скопления, если в нем видно несколько короткопериодических цефеид? Их видимая звездная величина 15,5, а абсолютная 0,5.

Каков линейный диаметр скопления, если его угловой диаметр 1’? Какую видимую звездную величину имело бы Солнце, если бы оно находилось от нас на том же расстоянии, что и указанное скопление?

2. Собственное движение Веги составляет 0,1” в год. Расстояние до нее 10 парсек. Какова ее тангенциальная скорость?

3. У звезды (см. предыдущую задачу) лучевая скорость 10 км/с. Какова ее пространственная скорость?

4. Определите тангенциальную составляющую скорости звезды, если ее годичный параллакс равен 0,05”, а собственное движение 0,15”.

5. Какое расстояние пролетит за год Солнечная система по направлению к апексу ее движения при скорости 20 км/с?

Галактики – это большие звздные системы, в которых звзды связаны друг с другом силами гравитации. Внешний вид и структура звздных систем различны, и в соответствии с этим галактики делятся на морфологические типы.

По внешнему виду галактики делятся на 4 класса: эллиптические, спиральные, спиральные с баром (перемычкой) и иррегулярные (неправильные).

Эллиптические галактики составляют 25% от общего числа галактик высокой светимости. Их принято обозначать буквой Е, к которой добавляется цифра от 0 до 6, соответствующая степени уплощения системы (Е0 – «шаровые» галактики, Е6 – наиболее «сплюснутые»). Цвет у эллиптических галактик красноватый, так как состоят они преимущественно из старых звзд.

Спиральные галактики по внешнему виду напоминают чечевицу или двояковыпуклую линзу. На галактическом диске заметен спиральный узор из двух или более (до 10) закрученных в одну сторону ветвей, или рукавов, выходящих из центра галактики.

Диск погружен в разреженное слабосветящееся сфероидальное облако звзд – гало. К этому классу принадлежит половина всех наблюдаемых галактик. Обозначаются спиральные галактики буквой S. Системы с гладкими, туго закрученными спиральными ветвями относят к типу Sa. В них центральная шарообразная часть (балдж) является яркой и протяжнной, а рукава - нечткие, размытые. Если же спирали более мощные и чткие, а центральная часть менее выделяется, то такие галактики принадлежат к типу Sb. Галактики с развитой клочковатой спиральной структурой, балдж которых слабо просматривается на общем фоне, относятся к типу Sc.

У некоторых спиральных систем в центральной части имеется почти прямая звздная перемычка – бар. В этом случае к их обозначению после буквы S добавляется В (например, SBc).

Линзовидные галактики – это промежуточный тип между спиральными и эллиптическими. У них есть балдж, гало и диск, но нет спиральных рукавов. Такие галактики обозначаются SO. Среди всех звздных систем их примерно 20%.

Для неправильных галактик характерна неправильная, клочковатая форма. В таких галактиках содержится много газа – до 50% их общей массы. Их обозначают Ir (irregular - неправильный). К данному классу относятся около 5% всех известных звздных систем.

1. Линии спектра далекой галактики оказались сдвинуты на величину, соответствующую скорости удаления от нас в 15000 км/с. Каково расстояние до нее? Каков ее размер, если она видна как пятнышко 20” в диаметре?

2. В галактике, у которой красное смещение линий в спектре 3000 км/с вспыхнула новая звезда. Ее блеск соответствует 20 видимой звездной величине. Какова ее светимость и абсолютная звездная величина.

3. Каково расстояние до галактики, если в ней обнаружена новая звезда, видимая звездная величина которой +18, а абсолютная звездная величина равна (-7).

4. Сколько времени придется ждать ответа на радиотелеграмму, отправленную к галактике до которой 620 кпк.

Наблюдаемая часть Вселенной называется МЕТАГАЛАКТИКОЙ. Для объяснения процессов, связанных с эволюцией Вселенной, используют законы общей теории относительности, закономерности, вытекающие из эффекта Доплера, законы термодинамики и термоядерного синтеза.

Вселенная расширяется. Советский математик Фридман разработал теорию, позволяющую рассчитать плотность материи во Вселенной, при которой расширение сменяется сжатием. В настоящее время средняя плотность материи во Вселенной меньше критического значения. Это означает, что наша Вселенная будет продолжать расширяться.

В первые мгновения Вселенная была «горячей» (1014К), затем вещество находилось только в виде нуклонов и фотонов (адронная эра). Следующий этап привл к образованию электронов, позитронов, нейтрино и других лептонов (лептонная эра). Затем появились ядра водорода и гелия. На этом этапе началась эра излучения, т.к. образование ядер из нуклонов сопровождается выделением энергии. Далее – эра вещества, которая продолжается по настоящее время. Справедливость этой гипотезы доказывается наличием РЕЛИКТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ - остаточного излучения, дошедшего до нас из далкой эпохи, когда дозвздную Вселенную заполнял горячий газ. Такое излучение открыли американские радиоастрономы в 1965 году.

Космологические модели приводят к выводу, что судьба расширяющейся Вселенной зависит только от средней плотности заполняющего е вещества и от значения постоянной Хаббла. Пока средняя плотность меньше или равна некоторой критической плотности, расширение Вселенной будет продолжаться вечно. Чему же равна эта таинственная критическая плотность мира? Оказалось, что е значение определяется только современным значением постоянной Хаббла и составляет ничтожную величину – около 10г/см3. При такой плотности один грамм вещества содержится в кубе со стороной около 40 тысяч километров! По современным оценкам наиболее вероятное значение постоянной Хаббла лежит в интервале 60-80км/сМпк.

В последние десятилетия развитие космологии и физики элементарных частиц позволило теоретически рассмотреть и самый начальный, «сверхплотный» период расширения Вселенной.



 


Похожие работы:

«В.В.ПРИСЕДСКИЙ КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ АТОМОВ ДОНЕЦК 2009 МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В.В.Приседский КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ АТОМОВ (учебное пособие к изучению блока Строение вещества в курсах физики и химии) Донецк 2009 УДК 543.063 П Приседский В.В. Краткая история происхождения атомов (Учебное пособие к изучению блока Строение вещества в курсах физики и химии для студентов всех специальностей) //...»

«-Проф. М. Е. H~rKOB тсуДАРСТВЕнНОЕ J/ЧЕБНО-ПЕД4mГИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕТТЬСТВО. МИНИСТЕРСТВА просвВЩЕНИЯ FСФСР лtlOСКВА 1947 Утверждено Министро.м ппосвещения РСФСР к изданию апреля г., протокол М 8 1947 168. Мои.'! ученикам и школам, где я уча - учился, посвящаю эту работу. Автор ОТ АВТОРА. Назначение этой книги помочь преподавателям в прове· дении курса аСТРОНОМИll в средней школе. Некоторые части её МОГУТ быть применимы в преподавании астрономии и в высших учебных заведениях, особенно в...»

«Казанский (Поволжский) Федеральный Университет Физический факультет Жуков Г.В., Жучков Р.Я. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЙ В АСТРОНОМИИ (Учебно-методическое пособие) Казань, 2010 Публикуется по решению Редакционно-издательского с овета физического факультета. УДК Жуков Г.В., Жучков Р.Я. Определение расстояний в астрономии. Учебно-методическое пособие. Казань, 2010, - 17с. Приложения – 500с. В учебно-методическом пособии рассматриваются два метода определения расстояний в астрономии, по существу...»

«Камчатский государственный педагогический университет В.К. Хмелевской, Ю.И. Горбачев, А.В. Калинин, М.Г. Попов, Н.И. Селиверстов, В.А. Шевнин. Под редакцией доктора геол.-мин. наук Н.И. Селиверстова. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ВУЗОВ Петропавловск-Камчатский, 2004 ВВЕДЕНИЕ Геофизические методы исследований — это научно-прикладной раздел геофизики, предназначенный для изучения верхних слоев Земли, поисков и разведки полезных ископаемых,...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное автономное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Центр классического образования Институт естественных наук Кафедра астрономии и геодезии УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА ПО ГЕОДЕЗИИ Методические указания к лабораторному практикуму для студентов-бакалавров 1-го курса направления 120100 Геодезия и дистанционное зондирование,...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное автономное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Центр классического образования Институт естественных наук Кафедра астрономии и геодезии ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ИНСТРУМЕНТОВЕДЕНИЕ Методические указания к лабораторному практикуму для студентов-бакалавров 1-го курса направления 120100 Геодезия и дистанционное...»

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ Г.М. Тептин, О.Г. Хуторова, Ю.М. Стенин, А.А. Журавлев, В.Р. Ильдиряков, В.Е. Хуторов, К.В. Скобельцын Численные методы в физике и радиофизике (решение некоторых задач с помощью компьютера) Учебно-методическое пособие КАЗАНЬ – 2013 УДК 681.924 Печатается по решению Редакционно-издательского совета ФГАОУВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Учебно-методического совета Института физики КФУ Протокол №. от. 2012 г....»

«Серия Творчество в детском саду Тятюшкина Нина Николаевна Ермак Оксана Анатольевна (соавторы) Тропинками Вселенной Методические рекомендации по формированию элементарных астрономических знаний у старших дошкольников Из опыта работы дошкольного учреждения № 464 г. Минска Под редакцией А.В. Корзун Мозырь ООО ИД Белый Ветер 2006 Оглавление Введение Рекомендации по построению содержания занятий по формированию элементарных астрономических знаний Примерная тематика занятий с детьми. Организация...»

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ А.А. Журавлв, Л.Э. Мамедова, Ю.М. Стенин, Р.Х. Фахртдинов, О.Г. Хуторова Практикум по программированию на языке Си для физиков и радиофизиков Часть 2 Учебно-методическое пособие КАЗАНЬ – 2013 УДК 681.924 Печатается по решению Редакционно-издательского совета ФГАОУВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет Учебно-методического совета Института физики КФУ Протокол №. от. заседания кафедры радиоастрономии Протокол №. от....»

«Николаевская астрономическая обсерватория Г.И.ПИНИГИН ТЕЛЕСКОПЫ НАЗЕМНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ АСТРОМЕТРИИ Учебное пособие Николаев 2000 УДК 520.25 ББК 65.49 312 Печатается по решению Ученого Совета Николаевской астрономической обсерватории (Протокол № 9, от 21 декабря 2000 г.) Рецензент: доктор физ-мат. наук Г.М.Петров Пособие подготовлено и отпечатано на средства Николаевской астрономической обсерватории, а также при частичной финансовой поддержке Федеральной программы Астрономия Пинигин Г.И. Телескопы...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина Институт естественных наук Е. В. Титаренко, Г. П. Хремли, Я. В. Луканина ЦИФРОВАЯ ФОТОГРАММЕТРИЯ ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ НА ЦФС PHOTOMOD Lite 5.21 Учебно-методическое пособие для бакалавров Направление подготовки 120100 Геодезия и дистанционное зондирование Профиль подготовки Космическая геодезия и навигация Направление подготовки 230400 Информационные системы и...»

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. И. Лобачевского ФАКУЛЬТЕТ СОЦИАЛЬНЫХ НАУК ОТДЕЛЕНИЕ ПСИХОЛОГИИ КАФЕДРА ОБЩЕЙ И СОЦИАЛЬНОЙ ПСИХОЛОГИИ В.Н. Милов, Г.С. Шляхтин ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ СЕНСОМОТОРНЫХ РЕАКЦИЙ ЧЕЛОВЕКА Методические указания к лабораторным работам по курсу “Общий психологический практикум” (Тема I. Психомоторика) Нижний Новгород 2001 СОДЕРЖАНИЕ стр. Введение... Лабораторная работа 1: Измерение времени характеристик различных видов...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет УТВЕРЖДАЮ Декан физико-технического факультета Б.Б. Педько 2012 г. Учебно-методический комплекс по дисциплине АСТРОФИЗИКА для студентов 4 курса очной формы обучения направления 010700.62 Физика, специальности 010704.65 Физика конденсированного состояния вещества Обсуждено на заседании Составитель: кафедры общей физики...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Марсаков В.А., Невский М.Ю. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению специального лабораторного практикума Наблюдение астрономических объектов на телескопе Часть I Ростов-на-Дону 2008 Методические указания разработаны доктором физико-математических наук, профессором кафедры физики космоса Марсаковым В.А. и заведующим учебно-методической...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.