Вопрос 2. Становление гелиоцентрической системы мира.

Вопрос 2. Структура и масштабы Вселенной.

Астрономические тела обладают тенденцией группироваться в системы. Звёзды могут образовывать пары, входить в состав звёздных скоплений или ассоциаций. Крупнейшими объединениями звёзд являются галактики. Более 90% ярких галактик входят либо в небольшие группы, содержащие лишь несколько крупных членов В окрестностях нашей Галактики, в пределах полутора мегапарсек от неё, расположены ещё около 40 галактик, которые образуют Местную группу. Галактики и их группы распределены в пространстве не равномерно, а образуют скопления, обычно неправильной формы. Есть и скопления правильной, сферической формы, которые состоят из сотен и тысяч отдельных звёздных систем, сильно концентрирующихся к центру. Расстояния между звёздными системами здесь сравнимы с их собственными размерами, и галактики часть сталкиваются. Именно в результате таких столкновений и слияний в центральных областях регулярных скоплений образуются гигантские эллиптические системы. Они «заглатывают» межгалактический газ и медленно проникающие в них мелкие галактики. Пространство между галактиками заполнено газом, который разогрет до температуры более 10 миллионов кельвинов и излучает преимущественно в рентгеновском диапазоне. Концентрация его мала — в среднем один атом водорода на кубический дециметр, но общий объём огромен, поэтому полная масса газа сопоставима с суммарной массой всех галактик скопления. Охлаждаясь, газ может струями падать к центру скопления. Значительная часть межгалактического газа скоплений была выброшена миллиарды лет назад из молодых тогда галактик, в которых шло бурное звёздообразование. Но если она достаточно велика, значит, велика и масса, её создающая, т. е. масса скопления. Оценки массы отдельных галактик показывают, что их суммарное гравитационное поле не может удержать такой горячий газ. Скопления галактик, по-видимому, самые крупные устойчивые системы во Вселенной.

Вопрос 3. Особенности астрономических методов исследования. Астрономические наблюдения издавна позволяли людям ориентироваться в незнакомой местности и на море. Развитие астрономических методов определения координат в XV-XVII вв. в немалой степени было обусловлено развитием мореплавания и поисками новых торговых путей. Составление географических карт, уточнение формы и размеров Земли на долгое время стало одной из главных задач, которые решала практическая астрономия. Искусство прокладывать путь по наблюдениям за небесными светилами, получившее название навигация, используется теперь не только в мореходном деле и авиации, но и в космонавтике. Астрономические наблюдения за движением небесных тел и необходимость заранее вычислять их расположение сыграли важную роль в развитии не только математики, но и очень важного для практической деятельности человека раздела физики - механики. Выросшие из единой когда-то науки о природе - философии - астрономия, математика и физика никогда не теряли тесной связи между собой.

К тому же Ньютон является одним из создателей дифференциального и интегрального исчислений. Сформулированный им же в конце XVII в. закон всемирного тяготения открыл возможность применения этих математических методов для изучения движения планет и других тел Солнечной системы. Постоянное совершенствование способов расчета на протяжении XVIII в. вывело эту часть астрономии - небесную механику - на первый план среди других наук той эпохи. Вопрос о положении Земли во Вселенной, о том, неподвижна она или движется вокруг Солнца, в XVI-XVII вв. приобрел важное значение как для астрономии, так и для миропонимания.

Вопросы для самоконтроля

1. Что изучает астрономия?

2. Как астрономия связана с другими науками?

3. Рассказать о структуре и масштабе Вселенной.

4. Рассказать об основных способах астрономических исследований

Тема 2: Звезды и созвездия. Видимое движение.

План:

1. Звезды и созвездия.

2. Звездные карты, глобусы и атласы. Видимое движение.

3. Видимое годичное движение Солнца.

4.Движение и фазы Луны

Вопрос 1. Звезды и созвездия. З везды (по-гречески “ сидус ”) (Фото. 5.1.) — светящиеся небесные тела, светимость которых поддерживается протекающими в них термоядерными реакциями. Джордано Бруно еще в 16 веке учил, что звезды — это далекие тела, подобные Солнцу. В 1596 году немецкий астроном Фабрициус открыл первую переменную звезду, а в 1650 году итальянский ученый Ричолли обнаружил первую двойную звезду.Среди звезд нашей Галактики есть звезды более молодые

Видимые звезды. Не все звезды видны с Земли. Это связано с тем, что из Космоса на Землю в обычных условиях попадают ультрафиолетовые лучи только длиннее 2900 ангстрем. Невооруженным глазом на небе видно около 6000 звезд, так как человеческий глаз может различать звезды всего лишь до +6,5 видимой звездной величины. Всего в Галактике за год образуется около 200 новых звезд. Впервые в астрономических исследованиях фотографировать звезды стали в 80-х годах 19 века.

На полюсах Земли звезды на небе никогда не заходят за горизонт. На всех же остальных широтах звезды заходят. На широте Москвы (56 градусов северной широты) любая звезда, имеющая кульминацию высоты менее 34 градусов над горизонтом, уже принадлежит к южному небу. Под созвездием понимают область неба в пределах некоторых установленных границ. Все небо разделено на 88 созвездий, которые можно находить по характерному для них расположению звезд. Некоторые названия созвездий связаны с греческой мифологией, например Андромеда, Персей, Пегас, некоторые - с предметами, которые напоминают фигуры, образуемые яркими звездами созвездий: Стрела, Треугольник, Весы и др.. Есть созвездия, названные именами животных, например Лев, Рак, Скорпион. Созвездия на небосводе находят, мысленно соединяя их ярчайшие звезды прямыми линиями в некоторую фигуру. В каждом созвездии яркие звезды издавна обозначали греческими буквами, чаще всего самую яркую звезду созвездия - буквой , затем буквами ,,и т.д. в порядке алфавита по мере убывания яркости; например, Полярная звезда есть созвездия Малой Медведицы. Звезды имеют разную яркость и цвет: белый, желтый, красноватый. Чем краснее звезда, тем она холоднее. Наше Солнце относится к желтым звездам. Ярким звездам древние арабы дали собственные имена. Белые звезды: Вега в созвездии Лиры, Альтаир в созвездии Орла, (видны летом и осенью), Сириус - ярчайшая звезда неба (видна зимой); красные звезды: Бетельгейзе в созвездии Ориона и Альдебаран в созвездии Тельца (видны зимой), Антарес в созвездии Скорпиона (виден летом); желтая Капелла в созвездии Возничего (видна зимой). Точные измерения показывают, что звезды имеют как дробные, так и отрицательные звездные величины, например: для Альдебарана звездная величина m =1,06, для Веги m =0,14, для Сириуса m = -1,58, для Солнца m = - 26,80.

Вопрос 2. Звездные карты, глобусы и атласы. Видимое движение.
Явления суточного движения звезд изучают, воспользовавшись математическим построением - небесной сферой, т. е. воображаемой сферой произвольного радиуса, центр которой находится в точке наблюдения. Ось видимого вращения небесной сферы, соединяющую оба полюса мира (Р и Р') и проходящую через наблюдателя, называют осью мира. Ось мира для любого наблюдателя всегда будет параллельна оси вращения Земли. Чтобы сделать звездную карту, изображающую созвездия на плоскости, надо знать координаты звезд. В экваториальной системе одной координатой является расстояние светила от небесного экватора, называемое склонением. Оно меняется в пределах ±90° и считается положительным к северу от экватора и отрицательным к югу. Склонение аналогично географической широте. Вторая координата аналогична географической долготе и называется прямым восхождением . Прямое восхождение светила измеряется углом между плоскостями больших кругов, один проходит через полюсы мира и данное светило, а другой - через полюсы мира и точку весеннего равноденствия, лежащую на экваторе. Так назвали эту точку потому, что в ней Солнце бывает (на небесной сфере) весной 20-21 марта, когда день равен ночи.

Вопрос 3. Видимое годичное движение Солнца. Солнце и Луна меняют высоту, на которой они кульминируют. Отсюда можно сделать вывод, что их положение относительно звезд (склонение) изменяется. Известно, что Земля движется вокруг Солнца, а Луна вокруг Земли.
Определяя высоту Солнца в полдень, заметили, что дважды в году оно бывает на небесном экваторе, в так называемых равноденственных точках. Это происходит в дни весеннего и осеннего равноденствий (около 21 марта и около 23 сентября). Плоскость горизонта делит небесный экватор пополам. Поэтому в дни равноденствий пути Солнца над и под горизонтом равны, следовательно, равны продолжительности дня и ночи. Двигаясь по эклиптике, Солнце 22 июня отходит дальше всего от небесного экватора в сторону северного полюса мира (на 23°27'). В полдень для северного полушария Земли оно выше всего над горизонтом (на эту величину выше небесного экватора). День самый длинный, он называется днем летнего солнцестояния. Путь Солнца пролегает через 12 созвездий, называемых зодиакальными (от греческого слова зоон - животное), а их совокупность называется поясом зодиака. В него входят следующие созвездия: Рыбы, Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей. Каждое зодиакальное созвездие Солнце проходит около месяца. Точка весеннего равноденствия (одно из двух пересечений эклиптики с небесным экватором) находится в созвездии Рыб.

Вопрос 3 Движение и фазы Луны Не будучи самосветящейся, Луна видна только в той части, куда падают солнечные лучи, либо лучи, отраженные Землей. Этим объясняются фазы Луны. Каждый месяц Луна, двигаясь по орбите, проходит между Землей и Солнцем и обращена к нам темной стороной, в это время происходит новолуние. Через 1 - 2 дня после этого на западной части неба появляется узкий яркий серп молодой Луны. Остальная часть лунного диска бывает в это время слабо освещена Землей, повернутой к Луне своим дневным полушарием. Через 7 суток Луна отходит от Солнца на 90°, наступает первая четверть, когда освещена ровно половина диска Луны и "терминатор", то есть линия раздела светлой и темной стороны, становится прямой - диаметром лунного диска. В последующие дни "терминатор" становится выпуклым, вид Луны приближается к светлому кругу и через 14 - 15 суток наступает полнолуние. На 22-е сутки наблюдается последняя четверть. Угловое расстояние Луны от Cолнца уменьшается, она опять становится серпом и через 29,5 суток вновь наступает новолуние. Промежуток между двумя последовательными новолуниями называется синодическим месяцем, имеющим среднюю продолжительность 29,5 суток. Синодический месяц больше сидерического. Если новолуние происходит вблизи одного из узлов лунной орбиты, происходит солнечное затмение, а полнолуние близ узла сопровождается лунным затмением. Затмения Вследствие небольшого изменения расстояний Земли от Луны и Солнца видимый угловой диаметр Луны бывает то немного больше, то немного меньше солнечного, то равен ему. В первом случае полное затмение Солнца длится до 7 мин. 40 с, в третьем - только одно мгновение, а во втором случае Луна вообще не закрывает Солнца целиком, наблюдается кольцеобразное затмение. Тогда вокруг темного диска Луны виден сияющий ободок солнечного диска. На основе точного знания законов движения Земли и Луны вычислены на сотни лет вперед моменты затмений и то, где и как они будут видны. Составлены карты, на которых показаны полоса полного затмения, линии (изофазы), где затмение будет видно в одинаковой фазе, и линии, относительно которых для каждой местности можно отсчитать моменты начала, конца и середины затмения. Солнечных затмений в году для Земли может быть от двух до пяти, в последнем случае непременно частных. В среднем в одном и том же месте полное солнечное затмение бывает видно чрезвычайно редко - лишь однажды в течение 200-300 лет. Если Луна оказывается между Солнцем и Землей в новолуние, тогда случаются солнечные затмения. При полном затмении Луна совсем закрывает солнечный диск. Среди бела дня вдруг на несколько минут наступают сумерки и невооруженному глазу становятся видны слабо светящаяся корона Солнца и ярчайшие звезды.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое звёзды??

2. Что такое созвездия??

3. Рассказать о видимом годичном движении солнца.

4. Рассказать о движении и фазах луны.

 

Тема 3: Развитие представлений о Солнечной системе.

План:

1. Развитие представлений о строении мира.

2. Становление гелиоцентрической системы мира.

Вопрос 1. Развитие представлений о строении мира. С глубокой древности человек задумывался над этими и многими другими вопросами, стремился понять и осмыслить устройство того большого мира, в котором мы живем. В древней Греции Вселенную называли Космосом, а это слово первоначально означало “порядок” и “красота”. Системы мира – это представления о расположении в пространстве и движении Земли, Солнца, Луны, планет, звезд и других небесных тел.Рассмотрим вопрос о том, как развивались представления о Мироздании. 2. Наблюдения за движением Солнца, Луны, планет и звёзд люди вели с глубокой древности. 1) Древние индусы думали, что Земля держится на четырёх слонах, которые стоят на гигантской черепахе, плавающей в океане. Раньше думали, что существует «твердь небесная», к которой прикреплены звезды, а Землю принимали за неподвижный центр мироздания. Считается, что идею о шарообразности Земли и находится во Вселенной без всякой опоры, впервые высказал в 6 веке до н.э. древнегреческий учёный Пифагор. 3) Аристотель (384 – 322 гг.до н.э) для доказательства шарообразности Земли приводит тот факт, что во время лунных затмений край тени Земли на диске Луны всегда имеет форму дуги окружности. Причина такой формы тени в том, что Земля шарообразная. На вопрос, почему же Земля без опоры не падает вниз, отвечал, а где расположен низ?

Низ там, куда падают все тела. Все тела падают по направлению к центру Земли. Центр мира совпадает с центром Земли Земле некуда падать: её центр находиться в центре мира. Планеты, Солнце, Луна и звёзды размещены на хрустальных сферах, которые вращаются вокруг Земли. Такая система мира получила название геоцентрической (по имени греческой богини Земли – Гея). Геоцентрическая система мира: В центре Вселенной находится шарообразная Земля, а вокруг Земли вращаются на хрустальных сферах звёзды, Солнце, Луна и пять планет – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн.4). Эту систему мира через 5 столетий усовершенствовал александрийский астроном Клавдий Птолемей (ок 90 – ок 160 н.э.). (сл. 11 – 12) Он утверждал, что каждая планета равномерно

движется по эпициклу – малому кругу, центр которого движется вокруг Земли по деференту – большому кругу. Тем самым ему удалось объяснить особый характер движения планет, которым они отличались от Солнца и Луны. Поэтому геоцентрическую систему мира часто называют птолемеевской системой мира.

Вопрос 2. Становление гелиоцентрической системы мира.

Аристарх Самосский, живший в III в. до н. э. первым определил расстояние до Луны и её радиус, вычислил размеры Солнца, которое, по его данным, оказалось в 300 с лишним раз больше Земли по объему. Он усомнился в том, что в центре мира находится маленькая Земля, а вокруг неё с большой скоростью обращается за сутки громадное Солнце. Он сделал вывод: центром мира является Солнце. Он создал первую гелиоцентрическую систему мира. (от греческого «гелиос» - солнце). На протяжении почти двух столетий после открытия Аристарха Самосского учёные продолжали пользоваться неправильной геоцентрической системой. 6). Революцию в научных представлениях об устройстве мира произошла после 1543 года. Астроном Николай Коперник,свою систему мира изложил в книге «О вращениях небесных сфер». Он обосновал гелиоцентрическую систему мира. В центре мира находится Солнце. Вокруг Земли движется лишь Луна. Земля является третьей по удаленности от Солнца планетой. Она обращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. На очень большом расстоянии от Солнца Коперник поместил «сферу неподвижных звезд». Коперник показал, что суточное движение всех светил можно объяснить вращением Земли вокруг оси, а петлеобразное движение планет – тем, что все они, включая Землю, обращаются вокруг Солнца. Последовательным учения Коперника был великий итальянский учёный Галилео Галилей,который впервые использовал подзорную трубу (телескоп) для астрономических наблюдений. Он с её помощью открыл:. существование гор на Луне 2. 4 спутника обращаются вокруг планеты Юпитер (подобно тому, как Луна обращается вокруг Земли) 3. Фазы у Венеры (значит Венера – шарообразное тело, которое светит отражённым солнечным светом и обращается именно вокруг Солнца, а не вокруг Земли). обнаружил, что Млечный Путь – эта светящаяся полоса на звёздном небе – является скопищем множества слабых звёздочек. В Австралии немецкий учёный - Иоганн Кеплер (1511 – 1630) - развил учение Коперника, открыв законы движения планет. (три закона планетных движений, которые он вывел из наблюдений перемещений планет по небесной сфере).

В Англии Исаак Ньютон (1643 – 1727) опубликовал свой знаменитый закон всемирного тяготения. В России учение Коперника смело поддерживал Михаил Васильевич Ломоносов (1711 – 1765). (сл. 31).

Он открыл атмосферу на Венере, М.В. Ломоносов смог объяснить природу полярных сияний и кометных хвостов Защищал идею о множественности обитаемых миров. Материалистическая наука подтвердила правильность взглядов этих учёных.

Вопросы для самоконтроля

1. Рассказать об этапах становления мира и Солнечной системы.

2. Почему гелиоцентрическая система мира была принята за основу?

 

Тема 4: Законы Кеплера

План:

1. Движение в гравитационном поле.

2. Законы Кеплера

Вопрос 1. Движение в гравитационном поле. Минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли (или небесного тела) для того чтобы, оно преодолело гравитационное притяжение Земли (или небесного тела), называется второй космической скоростью .

можно вывести из закона сохранения механической энергии. Учащиеся работают с учебником. Выводят формулу второй космической скорости. При запуске потенциальная энергия тела E = - mgR , а кинетическая E = При удалении от Земли на бесконечно большое расстояние E p = 0 и E k = 0. Запишем закон сохранения механической энергии - mgR = 0 отсюда =

Сравнить с = = 11,2 км/с При такой скорости тело становится искусственным спутником Солнца. Что представляет собой траектория движения такого тела? (парабола)

Если учитывать и направление движения Земли, то корабль лучше запускать с запада на восток, тогда к скорости корабля добавится линейная скорость точек поверхности Земли. Впервые вторая космическая скорость была достигнута тоже в нашей стране. Это произошло 2 января 1959 года. Если скорость тела будет 16,7 км/с, то траектория движения тела станет гиперболической. Минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли для того, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Солнца, называется третьей космической скоростью. = 16,7 км/с. Автоматические станции, запущенные с такой скоростью покидают пределы Солнечной системы. Величина третьей космической скорости зависит от направления запуска космического корабля. При запуске в направлении орбитального движения Земли вокруг Солнца она равна = 16,7 км/с. Если же запускать корабль в сторону, противоположную движению Земли вокруг Солнца, то третья космическая скорость возрастет до 73 км/с. Изучение движения тела в гравитационном поле имеет большое практическое значение для запуска спутников связи, научно-исследовательских спутников в геодезии, метеоспутников. Для изучения других планет космического пространства на орбите сейчас находятся целые научно-исследовательские лаборатории. Как меняется траектория движения тела находящегося в гравитационном поле с увеличением скорости? При =0 прямая линия; < парабола;

= окружность; > > эллипс; парабола; гипербола.

 

Вопрос 2. Законы Кеплера Первый закон Кеплера. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Второй закон Кеплера (закон равных площадей). Радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равновеликие площади. Другая формулировка этого закона: секториальная скорость планеты постоянна.

Третий закон Кеплера. Квадраты периодов обращений планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их эллиптических орбит. Третий закон Кеплера применим только к эллиптическим орбитам.

Вопросы для самоконтроля

1. Рассказать о движении тел в гравитационном поле.

2. Сформулировать Первый закон Кеплера.

3. Сформулировать Второй закон Кеплера.

4. Сформулировать Третий закон Кеплера.

 

Тема 5: Планеты Солнечной системы.

План:

1. Планеты Солнечной системы.

2. Планеты земной группы.

Вопрос 1. Планеты Солнечной системы. Центральное тело нашей системы, это Солнце – звезда, принадлежащая к классу желтых карликов. Солнце является самым массивным объектом нашей планетной системы.

Первая планета Солнечной системы – Меркурий – самая маленькая планета земной группы (в нее кроме Земли и Меркурия входят Венера и Марс). После Меркурия идет Венера – сестра Земли, скрытая вечными облаками. Третья планета Солнечной системы – Земля – колыбель человечества. У нашей планеты есть спутник – Луна, который в 81 раз легче Земли, но все равно нашу планету можно считать двойной. Четвертая планета – красный Марс – пустынная планета с двумя спутниками, которая приковывала взоры всех людей в недалеком прошлом и... второе небесное тело, на которое планируется пилотируемый полет (первым была Луна). Следующая большая группа планет – планеты-гиганты. Самым большим и массивным из гигантов является Юпитер, который представляет из себя Солнечную систему в миниатюре. Из его более чем 40 спутников мы остановимся на самых больших – Ио, Европе, Ганимеде и Каллисто. Эти спутники носят название галилеевских – в честь их первооткрывателя – Галилео Галилея. Следующая планета-гигант – Сатурн, известная всем своими великолепными кольцами. Из 22 спутников Сатурна мы посетим всего семь – Титан, Энцелад, Япет, Рею, Диону, Тефию и Мимас. Следующая планета-гигант – Уран – необычна тем, что она как-бы “лежит на боку” – ось наклона Урана с плоскостью эклиптики составляет 98° – благодаря чему на Уране происходит очень резкая смена времен года. Из его 21 спутника мы посетим Миранду, Ариэль, Умбриэль,Титанию и Оберон. Еще одна отличительная особенность Урана – вращение в обратную сторону. Последней планетой-гигантом является Нептун (Самый большой спутник Нептуна – Тритон). Все планеты-гиганты отличает наличие большого числа спутников, системы колец и протяженные газовые атмосферы. Самая последняя планета Солнечной системы – Плутон – является самой маленькой планетой. У Плутона имеется три спутника, самый крупный из которых – Харон, который немногим меньше самой планеты. Благодаря этому система Плутон-Харон является действительно двойной планетой.

Вопрос 2. Планеты земной группы. Ближе к Солнцу расположены планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Земля - самая большая из них.В состав этих небесных тел входят преимущественно тяжелые химические элементы. Поэтому средняя плотность вещества у планет земной группы довольно высока. Если принять за единицу плотность воды, то есть 1 г/см^3, то средняя плотность вещества Меркурия - 5,59 г/см3, Венеры - 5,22 г/см^3, Земли - 5,52 г/см^3, • Марса - 3,97 г/см^3. Меркурий и Венера - одинокие планеты, у них нет спутников. У Земли один спутник - Луна, у Марса два спутника. Луна - спутник Земли Луна. Подобно тому, как сама Земля обращается вокруг Солнца, вокруг Земли движется ее спутник - Луна. Полный оборот вокруг Земли она совершает за 27,3 земных суток. Этот промежуток времени называется сидерическим, или звездным, месяцем. Через каждые 27,3 суток Луна возвращается в прежнее положение относительно звезд..Cила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле. Меркурий - первая планета от Солнца. Ближайшая к Солнцу планета - маленький Меркурий. го поперечник - около 4860 км, а масса равна 0,056 массы Земли. Вторая космическая скорость для Меркурия - 4,3 км/сек. Законы движения планет таковы, что продолжительность их полного оборота вокруг Солнца увеличивается с расстоянием. Поэтому Меркурий - самая «быстрая» планета. Свой полный оборот вокруг Солнца он завершает за 88 земных суток. А продолжительность меркурианских суток (то есть смены дня и ночи) составляет около 176 земных суток. Венера - вторая планета от Солнца

Вторая планета от Солнца - Венера, наша космическая соседка. Венерианский год короче земного. Он длится 225 земных суток. В связи с этим взаимное расположение Земли и Венеры постоянно изменяется - планеты оказываются то по одну сторону от Солнца, то по разные стороны от него! В моменты наибольшего сближения расстояние между Землей и Венерой сокращается до 39 млн. км. Именно в этом смысле Венера - ближайшая к нам планета Солнечной системы. Венера - единственная среди планет Солнечной системы, которая обладает обратным направлением собственного осевого вращения. Марс - красная планета Находясь значительно дальше, чем Земля, от Солнца, Марс затрачивает на один оборот вокруг него около двух земных лет, точнее - 687 земных суток. При этом ось вращения планеты наклонена к плоскости ее орбиты под углом 65° (у Земли - 66°,5). Поэтому на Марсе, как и на Земле, происходит смена времен года - бывает весна, лето, осень и зима. Но каждое время года вдвое продолжительнее земного. Есть у Марса две маленькие луны, два спутника - Фобос и Деймос...

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислить планеты солнечной системы и рассказать об особенностях их расположения.

2. Какие планеты входят в состав земной группы?

 

 

Тема 6: Астероиды и метеориты

План:

1. Астероиды

2. Метеориты

Вопрос 1. Астероиды. Астероидами называются небесные тела, имеющие в основном неправильную камнеподобную форму, размером от нескольких метров до тысячи километров. Астероиды, как и метеориты, состоят из металлов (в основном железа и никеля) и каменистых пород. В переводе латинского слово астероид означает «подобный звезде». Это наименование астероиды получили за сходство со звёздами при наблюдении их при помощи не слишком мощных телескопов.

Подавляющее большинство известных астрономам астероидов располагается в Главном поясе астероидов, который находится между орбитами Марса и Юпитера. Некоторые из них могут покидать это пространство, двигаясь по эллиптической орбите вокруг Солнца. Менее значительный пояс астероидов в Солнечной системе расположен вблизи орбит Нептуна и Плутона. Он также носит название пояса Койера.

Астероиды могут сталкиваться друг с другом, со спутниками и с большими планетами. В результате столкновения астероидов образуются более мелкие небесные тела – метеориты. При столкновении с планетой или спутником астероиды оставляют следы в виде огромных многокилометровых кратеров.

Поверхность всех без исключения астероидов очень холодна, так как сами они представляют собой подобие больших камней и тепла не образуют, а от солнца находятся на значительном расстоянии. Даже если астероид и нагревается от Солнца, то он достаточно быстро отдаёт тепло. У астрономов существует две наиболее популярных гипотезы относительно происхождения астероидов. По одной из них они являются осколками некогда существовавших планет, разрушившихся в результате столкновения или взрыва. Согласно другой версии астероиды образовались из остатков вещества, из которого сформировались планеты Солнечной системы. Как дают названия астероидам? Сначала астероидам давали исключительно женские имена, заимствуя их в мифологии. Потом это были просто любые женские имена, за некоторым исключением. Сейчас названия астероидов — это производные от названий стран и городов или имён и фамилий знаменитых людей, например, малая планета Владвысоцкий. Правом дать название новой планете обладает её первооткрыватель.

Вопрос 2. Метеориты. Метеориты по вещественному составу подразделяются на три класса: каменные, железо-каменные и железные. Каменные состоят в основном из силикатов (оливина и пироксена). В железных метеоритах преобладающая фаза – никелистое железо. Железо-каменные метеориты состоят из силикатов и никелистого железа примерно в одинаковых пропорциях. Каменные метеориты делятся на два подкласса: хондриты и ахондриты. Хондриты получили свое имя благодаря тому, что они все (за редкими исключениями) содержат хондры - сфероидальные образования преимущественно силикатного состава. Большинство хондр имеет размер менее 1 мм в диаметре, но некоторые могут достигать и нескольких миллиметров. Хондры находятся в обломочной или мелкокристаллической матрице. Хондриты являются наиболее примитивными из всех известных метеоритов. Особенности их вещественного состава и структуры определяются процессами конденсации, испарения и аккреции минерального вещества в солнечной небуле. Возраст хондритов оценивается в 4,5 млрд. лет. Около 10% всех каменных метеоритов образуют подкласс ахондритов. Ахондриты лишены хондр и состоят из вещества, образовавшегося в результате процессов плавления и дифференциации протопланетных и планетных тел. В этом смысле ахондриты аналогичны земным магматическим породам. Хондриты, ахондриты, железо-каменные и железные метеориты в свою очередь подразделяются на группы и подгруппы. Подавляющее большинство метеоритов поступили на Землю из астероидного пояса. В то же время среди метеоритов были идентифицированы фрагменты пород Луны и планеты Марс. По характеру обнаружения все метеориты делятся на падения и находки.
Падениями считаются метеориты, собранные сразу же после наблюдавшегося торможения метеоритного тела в земной атмосфере. В случае метеоритных дождей дополнительные экземпляры нередко находят в течение долгого времени после падения. Статистика падений дает количественную оценку потока, поступающего на Землю космического вещества. Каменные метеориты составляют большинство (92,8%) падений, причем в основном это хондриты (85,7%). Ахондриты, железные и железокаменные метеориты составляют 7,1%, 5,7% и 1.5%, соответственно. Таким образом, подавляющее большинство падающих на Землю метеоритов – хондриты. Находками считаются те метеориты, падение которых не наблюдалось. Их принадлежность к метеоритам устанавливается на основании особенностей вещественного состава. Большинство метеоритов в музеях и частных коллекциях представлено именно находками. Так как каменные метеориты можно спутать с земными породами, они часто остаются незамеченными. Процент каменных метеоритов среди находок заметно ниже, чем среди падений. Железные метеориты легче опознаются из-за специфичного внешнего вида. Эти метеориты дольше сохраняются в земных условиях и могут быть найдены не только на поверхности, но и в почве на значительной глубине при помощи металлоискателей. Метеоритам, как падениям, так и находкам, обычно дают имена по названию ближайшего населенного пункта или местности, где они были обнаружены. В случае, когда на небольшом участке находят несколько разных метеоритов, в названии метеорита присутствует номер находки.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется астероидами?

2. Рассказать о метеоритах (происхождение, состав).

 

 

Тема 7: Малые тела Солнечной системы

План:

1.Кометы и метеоры

2. Планеты-карлики

Вопрос 1. Кометы и метеоры. В отличие от звезд и планет, которые невооруженный глаз воспринимает как светящиеся точки, комета наблюдается в виде удлиненного пятнышка, в котором при внимательном изучении можно разглядеть относительно яркое сгущение - “голову” и конусообразный “хвост”. Как и планеты, кометы движутся вокруг Солнца. Но в отличие от планетных орбит траектории движения комет обычно сильно вытянутые. Периоды обращений вокруг Солнца заполняют интервал от нескольких лет до нескольких тысяч лет.Ядро кометы, из которого выходят струи газа, плазмы и пыли тем более интенсивные, чем ближе к Солнцу подходит комета, представляет собой огромный (от километра до десятков километров в диаметре) снежный ком. Он состоит из молекул, содержащих водород, кислород (например, H₂O), углерод и азот, а также из пыли, которая улетучивается по мере сублимации льда (то есть при переходе в газообразное состояние под действием излучения Солнца). В ядре имеются и более крупные твердые частицы. Под действием солнечного светового давления плазма, газ и пыль, истекающие из ядра, образуют хвост длиною в миллионы и десятки миллионов километров, направленный прочь от Солнца. Достаточно крупные пылинки и камешки постепенно распределяются вдоль кометной орбиты. Если она пересекает орбиту Земли, то в определенное время года, когда Земля близка к соответствующей точке пересечения, можно наблюдать множество метеоров (“падающих звезд”). Метеор - это не что иное, как световое явление (на высотах 80 - 120 км), возникающее при вторжении в земную атмосферу метеорного тела - частички бывшей кометы. Частицы настолько малы, что они полностью разрушаются, не успевая достичь поверхности Земли. Они дают знать о себе внезапно появляющейся и быстро исчезающей полоской света. Если такие полоски изобразить на звёздной карте, то окажется, что их линии пересекутся приблизительно в одной и той же точке. Ее называют радиантом метеорного потока. В среднем, после полуночи метеоры наблюдаются в два раза чаще, чем в первой половине ночи. Одно из объяснений состоит в том, что во втором случае явление метеора вызывают метеороиды, догоняющие Землю (при е