ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный университет им. А.М. Горького»
Физический факультет
Кафедра астрономии и геодезии
Общая астрономия
Программа специальной дисциплины
(Стандарт ПД.ДС)
Екатеринбург
| Утверждаю Декан физического факультета ______________ А.Н.Бабушкин «___»_______________ 200__ г. |
Программа дисциплины «Общая астрономия» составлена в соответствии с требованиями федерального компонента к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки:
дипломированного специалиста по специальности 010702 «Астрономия»
по циклу ДС дисциплин государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.
Семестр 1,2
Общая трудоемкость дисциплины 140 часов, в том числе:
Лекций 36 часов
Семинаров 36 часов
Лабораторных работ
Контрольные мероприятия:
Рефераты Коллоквиумы ___________
Контрольные работы__3___
Другие _________________
Автор (составитель, разработчик)
Фролова Наталия Борисовна, кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра астрономии и геодезии, Уральский государственный университет им. А.М.Горького
Рекомендовано к печати протоколом заседания
кафедры астрономии и геодезии
от 23.01.2008 г. № 66.
(С) Уральский государственный университет
(С) Н.Б. Фролова, 2008
I. Введение
Астрономия является одним из разделов естествознания. Она изучает положение и перемещение небесных тел в пространстве, их форму и размеры, природу, происхождение и развитие всех небесных объектов.
Используя достижения математики, физики, химии и техники, астрономия изучает окружающую нас Вселенную, состоящую из находящихся в непрестанном движении звезд и их систем, планет и их спутников, комет и метеорных тел, межпланетной, межзвездной и межгалактической сред, включая элементарные частицы, электромагнитное излучение и гравитационное поле.
В курсе общей астрономии основное внимание уделено формированию важнейших понятий астрономии и новейшим достижениям в этой науке. Дается представление о различных разделах и методах современной астрономии, объединенных общей целью всестороннего исследования природы Вселенной.
Студенты получают знания о геометрии небесной сферы, видимых движениях звезд, Солнца, тел Солнечной системы, должны уметь ориентироваться по карте звездного неба, изучают принципы устройства Солнечной системы, нашей Галактики, внегалактического мира и Вселенной в целом.
Эти знания послужат студентам основой для изучения специальных дисциплин: астрометрии, небесной механики, астрофизики, звездной и внегалактической астрономии
II. Содержание курса
Разделы курса, темы, их краткое содержание
1. Введение.
Предмет астрономии. Небесные светила. Общая картина мироздания. Методы
астрономических исследований. Разделы астрономической науки Связь астрономии
с другими науками. Достоверность астрономических открытий. Астрономия и история человечества.
2. Звёздное небо и небесная сфера.
Основные созвездия и светила. Свойства небесной сферы. Вращение небесной сферы. Основные точки и круги небесной сферы. Вращение небесной сферы как следствие вращения Земли. Особенности вращения небесной сферы в различных широтах. Астрономические координаты. Горизонтальные, экваториальные, эклиптические и галактические координаты.
З. Солнце и время.
Видимое движение Солнца. Движение Солнца по эклиптике, времена года и климатические пояса. Зодиак. Движение Солнца как отражение орбитального движения Земли. Время и его измерение. Звездные сутки. Звездное время. Истинные солнечные сутки. Среднее солнечное время. Понятие о современном атомном времени,. понятие о координатном и собственном времени. Юлианский период. Всемирное время UTC,UTO,UTI, эфемеридное время
4. Основные сведения из практической астрономии.
Звездные каталоги Факторы,. влияющие на положения светил на небесной сфере. Рефракция, прецессия, нутация. Годичный и суточный параллаксы. Аберрация.Принципы определения широт, долгот и азимутов направлений.
5. Задачи небесной механики.
Закон всемирного тяготения. Законы Кеплера. Орбиты планет и комет. Понятие о задаче трёх тел. Устойчивость планетной системы. Поверхность и предел Роша.
б. Задачи астрофизики.
Практическая и теоретическая астрофизика. Астрофотометрия. Звёздные
Величины. Излучение абсолютно чёрного тела. Физика излучающего газа.
Спектральные серии. Уравнение фотоэффекта. Задача о переносе излучения.
Спектральная классификация звезд.
7. Инструменты и методы измерений в астрономии.
Сила и мощность телескопа. Оптика современных телескопов. Рефлекторы и рефракторы. Типы монтировок телескопов. Астрографы. Фотоэлектронные приемники.
Современная астрофотометрия. Радиотелескопы. Радиоинтерферометры со сверхдлинной базой. Лазерная локация Луны. Понятие о методах внеатмосферной астрометрии. Миссия Хаббла.
8. Элементы физики Солнца.
Внутреннее строение Солнца. Фотосфера, хромосфера, солнечная корона. Хромосферные факелы, флоккулы, протуберанцы.
Солнце как газовый шар. Гидростатическое равновесие Солнца. Солнечные пятна.
Динамика внешних слоев Солнца. Солнечная активность и солнечные вспышки.
Источники энергии Солнца.
9. Планеты солнечной системы.
Большие планеты и их спутники. Астероиды. Кометы, метеоры и метеориты.
10. Элементы физики звёзд.
Многообразие в мире звёзд. Диаграмма спектр-светимость (Герцшпрунга-Рессела). Спектральные классы звезд. Гиганты, сверхгиганты, субкарлики, белые карлики. Внутреннее строение звёзд. Политропные и другие модели звезд. ГIеременные звезды. Пульсирующие переменные звезды. Сверхновые звезды. Пульсары. Нейтронные звёзды.Черные дыры. Гравитационный радиус тела. Эффект замедления времени. Сфера Шварцшильда.
11. Наша Галактика.
Млечный путь. Звёздные скопления и ассоциации. Собственные движения звезд. Вращение Галактики. Подсистемы Галактики. Корона и ядро Галактики. Пыль и газ в межзвездном пространстве. Физические поля Галактики. Планетарные туманности. Остатки сверхновых. Крабовидная туманность. Космические мазеры.
12. Другие Галактики.
Туманности и галактики. Распределение галактик в пространстве. Типы галактик. Расстояния до галактик. Вращение галактик. Красное смещение в спектрах галактик. «Разбегание» галактик. Активные галактики и квазары.
13. Элементы космологии.
Задачи космологии. Космологические модели. Масштабный фактор.Критическая плотность. Проблема расстояний в космологии. Зависимость «красное смещение - угловой диаметр галактики». Пульсирующая Вселенная и её возраст.Модель горячей Вселенной. Реликтовое излучение. Теория большого взрыва.
Домашняя контрольная работа №1
1.Сделав рисунок, найдите зависимость склонения от широты места наблюдения для неза-
ходящих (невосходящих) звезд.
2. Найдите связь между склонением звезды и высотой над горизонтом для верхней куль-
минации к северу от зенита и для нижней кульминации.
3. Две звезды имеют одинаковое прямое восхождение. На какой географической широте
эти звезды восходят и заходят одновременно? Ответ пояснить.
4. Две звезды с координатами α 1=18 h, δ1 = 40˚ и α =6 h, δ2 = 10˚ наблюдались одновре-
менно на альмукантарате (круг равных высот), одна – в верхней кульминации, другая –
в нижней. На какой широте, в какой момент звездного времени и в какое время года это
было?
5. Самолет, летящий из Сан-Франциско в Токио, приближается к линии перемены дат. На
его борту точное поясное время 16 h22 m и дата 31 декабря. Через пять минут он пере-
сек линию перемены дат. Какими стали поясное время и дата сразу после этого?
6. Если космонавт стартовал 10 мая в 10 часов утра и совершил один оборот вокруг Земли
за 1,5 часа, то какого числа и в какое время он вернулся на землю?
7. Каков может быть максимальный угол между Полярной звездой и Северным Полюсом
Мира в результате прецессии земной оси? Когда это было в последний раз? Заходила ли
при этом Полярная за горизонт на широте Екатеринбурга?
8. На какую высоту поднимается Земля над горизонтом на Полюсе Марса? Угол наклона
оси вращения Марса к плоскости эклиптики считать равным 65˚.
9. Каково склонение звезд, которые во всех местах Земли могут быть на горизонте?
10. Как движется Солнце на небе Урана (на экваторе, полюсе и широте 50˚.
11. В Х1в. в Персии был введен календарь, в основу которого был положен цикл 33 года.
В этом цикле считалось 25 простых и 8 високосных годов. Определить продолжитель-
ность года и ошибку этого календаря. Кто автор этого календаря?