CBRR5725 (Билеты по астрономии за 11 класс), страница 2

поиск полезных ископаемых;

экологический мониторинг.

Билет № 9. Заслуга открытия законов движения планет принадлежит выдающемуся учёному Иоганну Кеплеру.

Первый закон. Каждая планета обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

,

г
де с – расстояние от центра эллипса до его фокуса, а- большая полуось, е – эксцентриситет эллипса.

Чем больше е, тем больше эллипс отличается от окружности. Если с=0 (фокусы совпадают с центром), то е=0 и эллипс превращается в окружность радиусом а.

Ближайшую к Солнцу точку орбиты (П) называют перегелием, а наиболее удаленную афелием.

По эллипсам движутся и спутники. Ближайшая к Земле точка орбиты Луны называется перигеем, а удаленная – апогеем.

Второй закон. (закон площадей). Радиус-вектор планеты за одинаковые промежутки времени описывает равные площади. Из этого закона следует, что скорость планеты при движении её по орбите тем больше, чем ближе она к Солнцу.

Третий закон. Квадраты звёздных (сидерических) периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Этот закон позволил установить относительные расстояния планет от Солнца (в единицах большой полуоси земной орбиты), поскольку звёздные периоды планет уже были вычислены. Большую полуось земной орбиты принята за астрономическую единицу (а. е.) расстояний. Среднее расстояние Земли от Солнца называют астрономической единицей. 1 а.е.= 149600000 км.

Билет № 10. Планеты земной группы: Меркурий, Марс, Венера, Земля, Плутон.

Имеют небольшие размеры и массы, средняя плотность этих планет в несколько раз больше плотности воды. Они медленно вращаются вокруг своих осей. У них мало спутников. Угол наклона оси у Земли и Марса примерно одинаков, но иные, чем у Меркурия и Венеры, а это определяет смену времен года. Венера и Марс имеют атмосферу в основном из углекислого газа, Земля – азотно-кислородную. Планеты земной группы имеют твердые поверхности. Меркурий изобилует кратерами, Венера – наиболее гладкая, хотя и там есть горы и вулканы. Много вулканов и на Марсе, темные области, занимающие значительную поверхность Марса, назвали морями, а возвышенности, представляющие собой поля оранжево-красного цвета – материками. На Марсе вода может быть в виде льда на полюсах в слое вечной мерзлоты, на Венере и Меркурии воды нет. Плутон самая маленькая из планет, но по физическим характеристикам он близок к этой группе.

Планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Они имеют большие размеры и массы. Планеты-гиганты очень быстро вращаются вокруг своих осей. Отличаются большим числом спутников (у Юпитера –16). Особенность планеты-гигантов – кольца, состоящие из частиц и глыб. Эти планеты не имеют твердых поверхностей, плотность у них мала, состоят в основном из водорода и гелия. Газообразный водород атмосферы переходит в жидкую, а затем в твердую фазу. При этом быстрое вращение и то, что водород становится проводником электричества, обуславливает значительные магнитные поля этих планет, которые улавливают летящие от Солнца заряженные частицы и образуют радиционные пояса.

Билет № 11. Физические условия на Луне.

Луна меньше Земли по массе в 81 раз, средняя её плотность 3300 кг/м³, т. е. меньше, чем у Земли. На Луне нет атмосферы, только разреженная пылевая оболочка. Огромные перепады температуры лунной поверхности от дня к ночи объясняются не только отсутствием атмосферы, но и продолжительностью лунного дня и лунной ночи, которая соответствует двум нашим неделям. Температура в подсолнечной точке Луны достигает +120С, а в противоположной точке ночного полушария – 170С. Поверхность Луны покрыта темными ровными участками (морями) и светлыми гористыми (материками). Многие моря окаймлены горными хребтами (Кавказ, Альпы). На Луне много кратеров. Мелкие и средние кратеры образованы в результате падения метеоритов. Крупные кратеры вероятно результат вулканической деятельности в далеком прошлом. Образцы лунных пород похожи на вулканические базальты, содержат осколки магматических пород. Химический состав различных участков неодинаков. Из-за отсутствия воды минералов на Луне меньше, чем на Земле. Микроорганизмов на Луне не обнаружено. Активного вулканизма на Луне нет, но и сейчас происходят слабые лунотрясения.

Спутники планет как правило покрыты кратерами.

Марс (2 небольших спутника: Фобос и Деймос, кратеры на них не вулканического происхождения, а от ударов метеоритов.);

Юпитер (16 спутников, самые известные 4 галилеевых спутника: Европа, Каллисто, Ио - имеет действующие вулканы, Ганимед – по размерам больше Меркурия);

Сатурн (17 спутников, особо известен Титан: имеет атмосферу из азота);

Уран (16 спутников); Нептун (8 спутников); Плутон (1 спутник).

Билет № 12. Кометы состоят из ядра и хвоста. Ядро комет по размерам похоже на астероид, а хвост простирается на сотни миллионов километров. По мере приближения к Солнцу у кометы развивается хвост, направленный от Солнца, а, удаляясь, комета постепенно перестает быть видимой. Ядро кометы и пыль светят отраженным солнечным светом. Орбиты комет – сильно вытянутые эллипсы. Некоторые кометы периодические, наиболее известные кометы:

комета Галлея ( Т = 76 лет; 1910 – 1986 – 2062);

комета Энка (Т=3,3года).

Массу кометы можно оценить по возмущениям в ее движении при приближении к планетам. Вещество кометы сосредоточено в ее ядре, которое состоит из смеси замерзших газов (аммиак, метан, углекислый газ), металлических и каменных частиц разных размеров. Чем ближе комета подходит к Солнцу, тем больше прогревается ее ядро, возрастает выделение газа и пыли, усиливается давление света на него. Поэтому хвост кометы увеличиввается и становится все более заметным.

Астероиды (малые планеты). Наиболее известные - Церера, Веста, Паллада, Юнона, Икар, Гермес, Аполлон (всего более 1500). Между орбитами Марса и Юпитера много малых планет, образующих пояс астероидов. Большинство их – бесформенные глыбы. Массы астероидов слишком малы, чтобы удерживать атмосферу.

Исследование комет, астероидов, метеорных потоков показало, что все они имеют одинаковую физическую природу и одинаковый химический состав. Определение возраста Солнечной системы говорит о том, что Солнце и планеты имеют примерно один возраст (около 5,5 млрд. лет). По теории возникновения Солнечной системы академика О. Ю. Шмидта Земля и планеты возникли из газо-пылевого облака, которое вследствие закона всемирного тяготения было схвачено Солнцем и вращалось в том же направлении, что и Солнце. Постепенно в этом облаке формировались сгущения, которые дали начало планетам. Свидетельством того, что планеты образовались из таких сгущений, является выпадение метеоритов на Землю и на другие планеты. Так в 1975 г. было отмечено падение кометы Вахмана-Штрассмана на Юпитер.

Билет № 13. Солнце – ближайшая к нам звезда, у которой в отличие от всех других звёзд мы можем наблюдать диск и при помощи телескопа изучать на нём мелкие детали. Солнце – типичная звезда, а потому его изучение помогает понять природу звёзд вообще.

Масса Солнца в 333 тыс. раз больше массы Земли, мощность полного излучения Солнца составляет 4 * 10²³ кВт, эффективная температура – 6000 К.

Как и все звёзды Солнце – раскалённый газовый шар. В основном оно состоит из водорода (70%) и гелия (28%), 1-2% массы Солнца приходится на другие более тяжёлые элементы.

На Солнце вещество сильно ионизировано, т. е. атомы потеряли свои внешние электроны и вместе с ними стали свободными частицами ионизированного газа – плазмы.

Средняя плотность солнечного вещества 1400 кг/м³. Однако, это среднее число, и плотность в наружних слоях несоизмеримо меньше, а в центре в 100 раз больше.

Под действием сил гравитационного притяжения, направленных к центру Солнца, в его недрах создаётся огромное давление, которое в центре достигает 2 * 10⁸ Па, при температуре около 15 млн К. При таких условиях ядра атомов водорода имеют очень высокие скорости и могут сталкиваться друг с другом, несмотря на действие электростатической силы отталкивания. Некоторые столкновения заканчиваются термоядерными реакциями, при которых из водорода образуется гелий и выделяется большое количество теплоты.

Атмосферу Солнца делят на 3 слоя: фотосферу (нижний слой), хромосферу и корону. Поверхность солнца (фотосфера) имеет гранулярную структуру, т. е. состоит из «зёрнышек» размером в среднем около 1000 км. Грануляция является следствием движения газов, в зоне, расположенной под фотосферой. Временами в отдельных областях фотосферы тёмные промежутки между пятнами увеличиваются, и образуются большие тёмные пятна. Наблюдая солнечные пятна в телескоп, Галилей заметил, что они перемещаются по видимому диску Солнца. На этом основании он сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси, с периодом 25 сут. на экваторе и 30 сут. вблизи полюсов.

Пятна – непостоянные образования, чаще всего появляются группами. Вокруг пятен иногда видны почти незаметные светлые образования, которые называют факелами. Главной особенностью пятен и факелов является присутствие магнитных полей с индукцией, достигающей 0,4-0,5 Тл. По краю солнечного диска можно наблюдать протуберанцы – яркие выступы, опирающиеся на хромосферу и врывающиеся в солнечную корону.

Билет № 14. Проявление солнечной активности на Земле:

Солнечные пятна являются активным источником электромагнитного излучения, вызывающего так называемые «магнитные бури». Эти «магнитные бури» влияют на теле- и радиосвязь, вызывают мощные полярные сияния.

Солнце излучает следующие виды излучения: ультрафиолетовое, рентгеновское, инфракрасное и космические лучи (электроны, протоны, нейтроны и тяжёлые частицы адроны). Ультрафиолетовое и рентгеновское излучения в основном исходят от верхних слоев хромосферы и короны. Эти излучения почти целиком задерживаются атмосферой Земли, образуя ионосферу. Вот почему следует сохранять атмосферу Земли в нормальном состоянии. Периодически появляющиеся озоновые дыры пропускают излучение Солнца, которое достигает земной поверхности и пагубно влияет на органическую жизнь на Земле.

Солнечная активность проявляется через каждые 11 лет. Последний максимум солнечной активности был в 1991 году. Ожидаемый максимум – 2002 год. Максимум солнечной активности означает наибольшее количество пятен, излучения и протуберанцев.

Давно установлено, что изменение солнечной активности Солнце влияет на следующие факторы:

эпидемиологическую обстановку на Земле;

количество разного рода стихийных бедствий (тайфуны, землетрясения, наводнения и т. д.);

на количество автомобильных и железнодорожных аварий.

Максимум всего этого приходится на годы активного Солнца. Как установил учёный Чижевский, активное Солнце влияет на самочувствие человека. С тех пор составляются периодические прогнозы самочувствия человека.

Билет № 15. Для измерения расстояния до тел Солнечной системы применяется метод парллакса. Радиус земли оказывается слишком малым, чтобы служить базисом для измерения параллактического смещения звёзд и расстояния до них. Поэтому пользуются годичным параллаксом вместо горизонтального.

Годичным параллаксом звезды называют угол (p), под которым со звезды можно было бы видеть большую полуось земной орбиты, если она перпендикулярна лучу зрения.

a – большая полуось земной орбиты (средний радиус),