ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 63
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Задачи по Астрономии.
1. Перемещение по меридиану Земли на одну морскую милю (1852 м) в точности соответствует изменению географической широты на 1/. Исходя из этого, найдите диаметр Земли.
Пусть
– радиус Земли. Расстояние по меридиану от полюса до полюса равно 
. Оно же в милях равно 180·60 миль 
км.2.Объекты, каких размеров можно разглядеть на Луне невооруженным глазом, если ночное разрешение глаза зоркого человека составляет около 50//.
Используя обозначения рисунка, имеем
, где L = 384000 км, //= 50//.Отсюда
км.Таковы размеры крупных кратеров и наиболее зоркие люди могут их видеть невооруженным глазом.
3. Какие планеты и другие интересные небесные объекты и где на небе Вы сможете наблюдать ночью 27.11.1999, если будет безоблачная погода?
27.11.1999 можно было наблюдать следующие объекты: в южной части неба Юпитер и Сатурн видны всю ночь (противостояние), а утром – Венера на юго-востоке (западная элонгация), Орион, Сириус – на юге, Юпитер, Сатурн – на западе. Полнолуние.
4. Может ли случится прохождение Марса по диску Солнца? Объяснить.
Прохождение Марса по диску Солнца произойти не может, так как Марс – внешняя планета, находится дальше от Солнца, чем Земля.
5. Будет ли на Земле происходить смена дня и ночи и как, если она перестанет вращаться вокруг оси?
Смена дня и ночи на Земле будет происходить, при этом 1 год = 1 суткам.
6. Когда космонавт на Луне видит затмение Солнца Землей? Что в это время видит земной наблюдатель?
На Луне наблюдается солнечное затмение, когда Земля встанет между Солнцем и Луной (по линии центров). В это же время на Земле наблюдается полное лунное затмение.
7. Как можно отличить возрастающую Луну от убывающей?
По внешнему виду: Луна в виде дуги в букве P – растущая, а в виде буквы C – старая.
8. Чем можно объяснить тот факт, что Луна постоянно обращена к Земле одной своей стороной?
Совпадением периодов осевого вращения и обращения вокруг Земли.
9. Какие явления описывает А.С. Пушкин в стихотворении «Месяц»?
«И тени легкие редели
Пред неожиданной зарей?
Зачем ты, месяц, укатился
И в небе светлом утонул?
Зачем луч утренний блеснул?»
В стихах описаны следующие астрономические явления:
А) Восход Солнца
Б) Утренняя заря
В) Перемещение Луны
Г) Фаза Луны – последняя четверть
10. По данным, полученным астрономами с помощью космических аппаратов, на одном из спутников планеты Солнечной системы имеются действующие вулканы, а другой спутник этой же планеты покрыт толстым слоем водяного льда. Как называется эта планета и ее упомянутые спутники?
Планета Юпитер и спутники Юпитера – Ио и Европа.
11. Нарисуйте, как Вы представляете себе Солнечную систему. Из каких объектов она состоит?
Изображения Солнца, планет, комет, двух поясов астероидов. Около планет могут быть изображены спутники планет.
12. Почему периоды хорошей вечерней видимости планет наступают обычно зимой и весной, а утренней – летом и осенью?
Именно в эти периоды планеты имеют склонение выше (в южном полушарии – ниже) солнечного, и могут быть хорошо видны даже при сравнительно небольшом угловом расстоянии от Солнца. Дуга эклиптики на небе в эти периоды поднимается высоко над горизонтом.
13. Почему на небе вблизи Млечного Пути наблюдается больше слабых звезд, а количество слабых галактик, наоборот, меньше, чем вдали от него?
Наблюдая области неба, близкие к Млечному Пути, мы видим звезды нашей Галактики, сконцентрированные в ее диске. Именно их излучение сливается в светлую полосу Млечного Пути. Много вдоль Млечного Пути наблюдается и молодых горячих звезд, которые рождаются из уплотненного в галактической плоскости межзвездного вещества. Однако все это вещество, точнее – его пылевая составляющая, поглощает свет более далеких объектов. Поэтому галактики практически и не видны вблизи полосы Млечного Пути.
14. 9 марта 1997 года в Восточной Сибири можно будет увидеть полное солнечное затмение. Опишите вид неба в момент полной фазы, учитывая, что затмение произойдет в первой половине дня.
Необходимо отметить: затмившееся Солнце невысоко на юго-востоке, справа, рядом с ним – Меркурий и Венера, чуть подальше – Юпитер, слева – Сатурн. Высоко над Солнцем – комета Хейла-Боппа. Видимые яркие звезды: Вега, Денеб, Альтаир, Арктур, Капелла.
15. Объясните, почему Титан – спутник Сатурна, смог сохранить свою атмосферу, а Меркурий – нет?
Титан и Меркурий имеют сходную массу и размеры, но Меркурий находится значительно ближе к Солнцу и получает от него намного больше тепла. В разогретой атмосфере частицы имеют большие скорости и легче уходят от планеты. Поэтому Меркурий не удержал атмосферу. Холодная атмосфера Титана значительно более устойчива.
16. Может ли Венера наблюдаться в созвездии Близнецов? В созвездии Большого Пса? В созвездии Ориона?
Венера может наблюдаться в зодиакальном созвездии Близнецов. Также она может наблюдаться в северной части созвездия Ориона, так как это всего на несколько градусов южнее эклиптики, а отклонение Венеры от эклиптики может достигать 8о. Венера была видна в созвездии Ориона в августе 1996 года. В созвездии Большого Пса, далеком от эклиптики, Венера находиться не может.
17. Почему полные солнечные затмения очень интересны для наблюдателей комет?
Существует целый класс комет, имеющих очень малое перигелийное расстояние. Вдали от Солнца они могут быть очень слабыми, однако вблизи перигелия их блеск сильно увеличивается, нередко достигая отрицательных звездных величин. В это время они находятся вблизи Солнца, и во время полного солнечного затмения появляется единственная возможность найти эти кометы с помощью обычной оптики.
18. На какой максимальной высоте над горизонтом можно найти Меркурий невооруженным глазом? В какой сезон и на каких широтах это может произойти? Считать, что Меркурий становится видимым на сумеречном небе при погружении Солнца под горизонт, равном 6о.
Максимальное угловое расстояние Меркурия от Солнца составляет 28о. Поэтому если Солнце находится на глубине не менее 6 градусов под горизонтом, то Меркурий не может находиться на небе выше 28о – 6о = 22о (если линия Солнце-Меркурий перпендикулярна горизонту). Причем на такой высоте Меркурий можно найти только в южных тропических широтах, потому что именно там эклиптика располагается перпендикулярно горизонту, и именно в этом случае (когда Меркурий находится к югу от Солнца по эклиптике) он находится вблизи афелия своей орбиты и его угловое расстояние от Солнца может достичь 28о. Это может произойти вечером в июле – сентябре или утром в феврале – апреле.
Однако Меркурий можно найти значительно выше (в пределе – в зените) во время полного солнечного затмения.
19. Планета движется по круговой орбите вокруг звезды. Каким станет эксцентриситет орбиты, если масса звезды мгновенно изменится в n раз?
Если n<1/2, то орбита станет гиперболической (расчет e для школьников труден), если n=1/2, то орбита станет параболической с e=1, если ½ <n<1, то орбита станет эллиптической, точка, где находилась планета – точкой периастра, а e=(1–n)/n. Если n>1, то орбита станет эллиптической, точка, где находилась планета – точкой апоастра, и
e=(n–1)/n. Для решения достаточно заметить, что скорость перпендикулярна радиус-вектору только в точках периастра и апоастра, и использовать законы сохранения момента импульса и энергии (для круговой орбиты Ek = –1/2 Ep).
20. Поезд движется со скоростью 60 км/ч на запад вдоль параллели 60o с.ш. Какую продолжительность светлого времени суток зафиксирует пассажир этого поезда 21 марта? Рефракцией пренебречь.
Скорость движения Земли вокруг своей оси равна 2Rcos / T = 834 км/ч. Движение поезда на запад фактически замедляет эту скорость до 834 км/час – 60 км/час = 774 км/ч. Долгота дня для неподвижного наблюдателя 21 марта равна 12 часам (если пренебречь рефракцией), а для пассажира она возрастет обратно пропорционально падению скорости вращения Земли и станет равной 12,93ч = 12ч 56м.
21. Блеск Юпитера в противостоянии составляет –2,8m, а блеск Урана в противостоянии +5,7m. Сравнить альбедо Юпитера и Урана. Расстояние Юпитера от Солнца 5,2 а. е., Урана – 19,2 а.е., радиусы планет соответственно 71,4 и 25,4 тыс. км.
Яркость планеты в противостоянии пропорциональна
,где h – альбедо, R – радиус планеты, а a – радиус орбиты в астрономических единицах. После вычислений получается, что альбедо Юпитера лишь на 20% превосходит альбедо Урана.
22. Вега кульминировала в 4 часа по местному времени. Какой сейчас сезон года (с точностью до месяца)?
Если это верхняя кульминация, то начало мая, если нижняя - конец октября (ответ «начало ноября» тоже можно считать правильным).
23. Почему при наблюдении с Земли астрономы не смогли точно определить массу Венеры таким же способом, как они определяли массы большинства других планет?
Массу планеты можно определить очень точно, если у нее есть спутник. У Меркурия и Венеры спутников нет. Оценка массы планеты по ее влиянию на другие планеты и пролетающие рядом астероиды не дает высокой точности. Точно определить массу Венеры удалось лишь с помощью космических аппаратов.
24. Где сегодня день равен ночи?
Сегодня и всегда день равен ночи на экваторе. Но если сегодня день весеннего или осеннего равноденствия, то день равен ночи и во всех прочих местах Земли (кроме полюсов, конечно).
25. Какую часть суток проводит над горизонтом звезда, расположенная точно на небесном экваторе?
Если не учитывать атмосферную рефракцию, то половину суток независимо от широты наблюдателя (кроме полюсов, разумеется)
26. Какие астрономические инструменты можно встретить на карте звездного неба в виде созвездий? А названия каких еще приборов и механизмов можно встретить на этой карте?
Телескоп, Секстант – астрономические инструменты. Насос, Резец, Циркуль, Весы, Микроскоп, Компас.
27. «После захода Солнца стало быстро темнеть. Еще не зажглись на темно-синем небе первые звезды, а на востоке уже ослепительно сияла Венера». Все ли верно в этом описании?
Венера на нашем небе никогда не удаляется от Солнца более чем на 46o, следовательно, она не может быть на востоке, когда Солнце на западе.
28. Кеплер в книге «Лунная астрономия» писал: «Левания (Луна) состоит из двух полушарий: одно обращено к Земле, другое – в противоположную сторону. С первого всегда видна Земля, со второго Землю увидеть невозможно … В Левании, как и у нас, происходит смена дней и ночей … Кажется, что Земля неподвижна». Верны ли сведения о Луне, приведенные Кеплером? Чему равны сутки на Луне?
Сведения, приведенные Кеплером, практически верны. На лунном небе Земля почти неподвижна. Для космонавта на большей части лунной поверхности она не восходит и не заходит. Солнечные сутки на Луне равны 29,5 земных суток, а звездные – 27,3 суток.
29. В каких точках горизонта восходит Солнце в дни весеннего равноденствия, летнего солнцестояния, осеннего равноденствия, зимнего солнцестояния?
а) в дни весеннего и осеннего равноденствий Солнце восходит в точке востока.
б) на широте Москвы (56o) в день летнего солнцестояния Солнце восходит на северо-востоке, а в день зимнего солнцестояния – на юго-востоке.
30. Какие явления характерны для Земли и Солнца в период высокой солнечной активности?
Для Солнца: большое количество солнечных пятен (в фотосфере), вспышек (в хромосфере) и протуберанцев (в короне). Усиленный солнечный ветер. Для Земли: повышенное количество и интенсивность полярных сияний и возмущений геомагнитного поля («магнитных бурь»).
31. Чему равны сутки на Луне, как видна Земля для космонавта на Луне и существуют ли области на Луне, где Земля восходит и заходит?
Солнечные сутки на Луне равны 29,5 земных суток. Земля на Луне практически неподвижно висит на небе и не совершает таких движений, как Луна на небе Земли. Это следствие того, что Луна всегда обращена к Земле одной своей стороной. Но благодаря физическим либрациям (покачиваниям) Луны, из областей около края лунного диска можно наблюдать регулярные восходы и заходы Земли. Земля восходит и заходит (приподнимается над горизонтом и опускается за горизонт) с периодом около 27,3 земных суток.