ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.09.2025
Просмотров: 49
Скачиваний: 0
Билет № 2
1. Звёзды и созвездия. Видимое суточное движение звёзд. Основные точки и линии небесной сферы.
а) Небо над нами на открытом месте простирается в виде купола. На нём в ясную ночь сияют мириады звёзд. Чтобы разобраться в этой звёздной картине ещё в древности люди мысленно их объединяли в различные фигуры. Группам звёзд они присваивали названия животных, птиц, различных предметов или имена мифических героев. Так, древнегреческие астрономы упоминали в своих трудах 48 созвездий. В настоящее время под созвездием понимают участок звёздного неба с характерной наблюдаемой группировкой звёзд, выделенный для удобства ориентировки и обозначения звезд. Все небо разделено на 88 созвездий.
Над горизонтом на ясном звёздном небе невооруженным глазом можно увидеть около 3000 звёзд. Они различаются друг от друга по своему блеску. Поэтому ещё во II в. до н.э. древнегреческий астроном Гиппарх ввёл шкалу звёздных величин. Самые яркие отнесены к 1-й величине, следующие по блеску считаются звёздами 2-й величины, а самые слабые, еле видные невооруженным глазом — 6 величины. Причем звёзды 1-й величины ярче 6-й в 100 раз. Или звёзды 1-й ярче 2-й примерно в 2,5 раза, точнее в 2,512 раза.
б) При наблюдении звёздного неба в течении 1–2 часов мы убеждаемся в том, что оно вращается как единое целое. В течение суток звездное небо совершает один оборот.
Суточное движение светил — наблюдаемое кажущееся явление вращения небесного свода вокруг оси мира, отражающее действительное вращение земного шара вокруг оси.
Видимое суточное вращение звездного неба происходит с востока на запад, если стоять лицом к югу, т.е. по часовой стрелке для наблюдателя северного полушария (в южном — в противоположном направлении).
|
Рис. 2.1. |
Ось мира (PNPS) — прямая, проходящая через центр небесной сферы параллельно оси вращения Земли. Ось видимого вращения небесной сферы.
Северный полюс мира (PN) — точка пересечения оси мира с небесной сферой, вблизи которой находится Полярная звезда.
Южный полюс мира (PS) — точка пересечения оси мира с небесной сферой и противоположная Северному полюсу мира.
Отвесная линия (ZZ´) — линия, параллельная направлению силы тяжести в месте наблюдения.
Зенит (Z) — верхняя точка пересечения отвесной линии с небесной сферой.
Надир (Z´) — нижняя точка пересечения отвесной линии с небесной сферой.
Большой круг — линия пересечения небесной сферы и плоскости, проходящей через центр небесной сферы.
Математический (истинный) горизонт (NESW) — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии.
Небесный экватор (Q´EQW) — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира.
Небесный меридиан (PNZPSZ´) — большой круг небесной сферы, проходящий через точки зенита и полюсы мира.
Точка севера (N) — точка пересечения истинного горизонта и небесного меридиана, ближайшая к северному полюсу мира.
Точка юга (S) — точка пересечения истинного горизонта и небесного меридиана, ближайшая к южному полюсу мира и противоположная точке севера.
Полуденная линия (NS) — линия, соединяющая точки севера и юга.
Точка востока (E) — точка пересечения истинного горизонта и небесного экватора, расположенная справа от наблюдателя, стоящего в центре сферы лицом к точке севера.
Точка запада (w) — точка пересечения истинного горизонта и небесного экватора, расположенная слева от наблюдателя, стоящего в центре сферы лицом к точке севера. Она противоположна точке востока.
Видимая полусфера — все точки этой полусферы в данный момент находятся над горизонтом.
Невидимая полусфера — все точки этой полусферы в данный момент находятся под горизонтом.
Северное полушарие — полушарие небесной сферы, разделенное небесным экватором, с вершиной в северном полюсе мира.
Южное полушарие — полушарие небесной сферы, разделенное небесным экватором, с вершиной в южном полюсе мира.
Суточная параллель — малый круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира.
2. Кометы в Солнечной системе. Метеоры и метеорные потоки.
Комета — малое тело Солнечной системы, движущееся по сильно вытянутой орбите, и резко меняет свой облик с приближением к Солнцу. Вдали от Солнца кометы выглядят как туманные слабо светящиеся объекты. С приближением к Солнцу у кометы образуется хвост.
Почти все кометы движутся по вытянутым орбитам с большим эксцентриситетом, близким к единице. По типам орбит кометы подразделяются на короткопериодические с периодом обращения меньше 200 лет, и долгопериодические. Первую периодическую комету обнаружил английский астроном Эдмонд Галлей. Анализируя свой кометный каталог, он обнаружил сходство элементов орбит комет 1531, 1607 и 1682 годов и предположил, что это последовательное возвращение одной и той же кометы. Двигаясь по сильно вытянутой эллиптической орбите с периодом 76 лет, в полном соответствии с предсказанием Галлея, её обнаружили в 1758 году. Она движется по орбите с большой полуосью а = 17,94 а.е. в направлении, противоположном движению Земли. Плоскость орбиты кометы наклонена к плоскости эклиптики под углом 18º.
В строении кометы выделяются следующие основные элементы: ядро, голову кометы и хвост.
Впервые ядро кометы Галлея удалось увидеть на снимках, полученных космическими аппаратами «Вега-1», «Вега-2» (СССР) и «Джотто» (Европейское космическое агентство) в 1986 году. Ядро кометы Галлея представляет собой монолитное тело, неправильной формы 16×8×8 км с периодом вращения около 53 час. На поверхности замечены кратеры.
Ядра комет представляют собой довольно рыхлые тела с плотностью меньше 1000 кг/м3. Масса ядер комет заключена в пределах 1010–1017 кг. До 80 % ядро кометы состоит из водяного льда, а также из замерзшего углекислого газа (СО2), угарного газа, метана, аммиака (СО, СН4, NH3) и вкрапленных в них металлических частиц. Есть в кометных льдах и более сложные вещества, вплоть до аминокислот.
При приближении к Солнцу, на расстояние несколько астрономических единиц у кометы образуются голова и хвост.
Голова и хвост — атмосфера ядра кометы, обновляющаяся и сдуваемая электромагнитным излучением и частичками, испускаемыми Солнцем. Газ и пыль с ядра уходят сравнительно узкими потоками, разгоняясь до нескольких сот метров в секунду.
Голова кометы — сферическая область разряженного газа и пыли. Видимые поперечники голов комет составляют 104–106 км, изменяясь с расстоянием от Солнца. Хвосты ярких комет тянутся на сотни миллионов километров. Плотность частиц в хвостах комет очень низка, сравнима с межпланетной средой.
Каждое возвращение кометы к Солнцу не проходит бесследно. Ядро кометы теряет около 1/1000 своей массы в каждое возвращение.
Кометные ядра рождались в газопылевой туманности, окружавшей молодое Солнце 4,7 млрд. лет назад, когда формировались планеты. Ядра возникали на расстояниях 10–1000 а.е. от Солнца, где температура довольно низкая. Поэтому вещество кометных ядер сохранило информацию о физико-механических процессах, которое протекали во время образования планет Солнечной системы.
При движении мелкие тела Солнечной системы пересекают земную орбиту. Частичка, входя с космической скоростью в атмосферу Земли, вызывает явление «падающей звезды» или метеора. Сама частичка в этом случае называется метеорным телом или метеороидом.
Метеор («падающая звезда») — световое явление в атмосфере планеты в виде кратковременной полоски света на фоне звездного неба, возникающее при вторжении с космической скоростью метеорного тела в атмосферу планету.
Размеры метеорных тел находятся в пределах от нескольких микрон для пылинок, которые вызывают явление метеора и наблюдаемое только в телескоп, до нескольких сантиметров, дающих очень яркое свечение. По некоторым оценкам приток метеорного вещества на Землю составляет около 50 тыс. тонн в год.
Около 1 % метеорных тел, встречающихся с Землей, прилетают из межзвездного пространства. Космические тела вторгаются в земную атмосферу со скоростью от 11 до 72 км/с, встречая на своем пути сильное и быстро нарастающее сопротивление воздуха. Поверхность метеорного тела разогревается до нескольких тысяч градусов и превращается в раскаленный газ, который ионизирует окружающие молекулы воздуха. В результате чего наблюдатель на Земле видит светящийся огненный след. Свечение метеора начинается на высоте 120 км и исчезает на высоте 60–80 км, когда тело полностью испарится и распылится в атмосфере Земли. Весь полет метеорного тела длится от десятых долей секунды до нескольких секунд.
Исследования показали, что весь комплекс метеорного вещества подразделяется на случайные (спорадические) метеорные тела и метеорные частицы, принадлежащие к метеорным роям. Метеоры, появляющиеся в определенное время года и падающие десятками в час принадлежат метеорным потокам, или «звездным дождям». Метеорные потоки наблюдаются, когда Земля пересекает орбиту метеорного роя. Видимые пути метеоров одного потока, спроектированные на небесную сферу и продолженные в обратном направлении, пересекаются в одной области на небе, называемой радиантом.
Метеорный поток носит имя того созвездия или звезды, вблизи которых находится радиант. Среди метеорных потоков есть такие, интенсивность которых из года в год не меняется. Это значит, что метеорные частички распределены почти равномерно вдоль орбиты роя. Подобным метеорным потоком является поток Персеид, наблюдающийся ежегодно в августе. Орбита этого роя совпадает с орбитой кометы 1862 III. Один раз в 33 года наблюдаются метеорные дожди с радиантом в созвездии Льва, когда Земля встречается с самой плотной частью роя. Этот рой вызывает метеорный поток Леонид, наблюдающийся в середине ноября. Орбита данного метеорного роя практически совпадает с орбитой кометы 1866 I. Таким образом, надежно установлено родство метеорных роев с кометами. Комета, разрушаясь, порождает метеорный рой.
3. Практическая работа со школьным телескопом: назвать и опреде- лить параметры телескопа, навести телескоп на заданный объект
Основными параметрами телескопа являются: видимое (угловое) увеличение, разрешающая способность, проницающая способность. Определение этих параметров дается в билете № 4 (вопрос 2).
Примечание. При подготовке ответа да данный вопрос ученику дается паспорт телескопа, с которым он работал во время практических занятий. Требовать определения проницающей способности телескопа от ученика не обязательно.