Инфоурок по астрономии что изучает астрономия
Урок «Что изучает астрономия»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
Что изучает астрономия
Описание слайда:
Человек всегда наблюдал за небом
и пытался объяснить увиденное
Описание слайда:
авры
Астрономия
( astron – звезда, nomos – закон)
наука изучающая строение, движение, происхождение и развитие небесных тел, их систем и всей Вселенной в целом
Описание слайда:
Задачами астрономии:
— объяснение и прогнозирование астрономических явлений;
изучение физических процессов, происходящих в недрах планет, на
поверхности и в их атмосферах;
— исследование движения небесных тел;
открытие новых объектов Солнечной системы и изучение их
движения;
изучение процессов, происходящих на Солнце, и прогнозирование их
дальнейшего развития;
— изучение эволюции других звезд и сравнение их с Солнцем
Цель астрономии – изучить происхождение, строение и эволюцию
Вселенной
Описание слайда:
Вселенная – максимально большая область
пространства, включающая в себя
все доступные для изучения небесные
тела и их системы
Описание слайда:
Урания – муза астрономии и звездного неба.
Урания держит в руках небесную сферу и циркуль. Олицетворяет принцип познания, священной тяги ко всему прекрасному, к небу и звездам
Описание слайда:
Описание слайда:
Космология – раздел астрономии, изучающий происхождение, строение и
эволюцию Вселенной как единого целого
Космогония – раздел астрономии, изучающий происхождение и развитие
небесных тел и систем
Описание слайда:
Структура и масштабы Вселенной
Описание слайда:
Ответьте на вопросы:
— Что изучает астрономия?
— Какие задачи решает астрономия?
— Как возникла наука астрономии? Охарактеризуйте основные периоды ее развития.
— Из каких разделов состоит астрономия? Кратко охарактеризуйте каждый из них.
— Каково значение астрономии для практической деятельности человечества?
Описание слайда:
§ 1 (прочитать, выучить конспект)
Проект «Древо развития астрономии»
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Общая информация
Похожие материалы
Статья по астрономии «Космические рекорды»
«Своя игра» 11 класс
Презентация по теме «Телескопы»
Влияние лунных затмений на организм человека
Презентация по астрономии 11 класс на тему: «МОДЕЛЬ ГОРЯЧЕЙ ВСЕЛЕННОЙ И РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ»
Рабочая программа по астрономии
Презентация по астрономии на тему «Приливы»(10 класс)
Индивидуальный проект по теме «Солнечные затмения»
Не нашли то что искали?
Воспользуйтесь поиском по нашей базе из
5417900 материалов.
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Рособрнадзор не намерен упрощать ЕГЭ в 2022 году из-за пандемии
Время чтения: 1 минута
Московские школьники победили на международной олимпиаде по информатике
Время чтения: 1 минута
Итоговое сочинение успешно написали более 97% выпускников школ
Время чтения: 2 минуты
При детском омбудсмене в России создадут платформу для взаимодействия с родителями
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
КОНСПЕКТ УРОКА ПО АСТРОНОМИИ НА ТЕМУ «ЧТО ИЗУЧАЕТ АСТРОНОМИЯ» (11 КЛАСС)
Урок 1. Тема: «Что изучает астрономия»
Цели урока: формировать понятие «предмет астрономии»; доказать самостоятельность и значимость астрономии как науки; дать общие сведения о структуре и составе Солнечной системы. объяснить причины возникновения и развития астрономии, привести примеры, подтверждающие данные причины; иллюстрировать примерами практическую направленность астрономии; воспроизвести сведения по истории развития астрономии, ее связях с другими науками.
Вводная беседа (2 мин)
Требования: учебник и тетрадь
Астрономия исследует также фундаментальные свойства окружающей нас Вселенной.
Как наука, астрономия основывается прежде всего на наблюдениях. В отличие от физиков астрономы лишены возможности ставить эксперименты. Практически всю информацию о небесных телах приносит нам электромагнитное излучение. Только в последние сорок лет отдельные миры стали изучать непосредственно: зондировать атмосферы планет, изучать лунный и марсианский грунт.
Самостоятельная работа – стр.6-8 – составить ОК «Структура Вселенной»
Астрономия тесно связана с другими науками, прежде всего с физикой и математикой, методы которых широко применяются в ней. Но и астрономия является незаменимым полигоном, на котором проходят испытания многие физические теории. Космос – единственное место, где вещество существует при температурах в сотни миллионов градусов и почти при абсолютном нуле, в пустоте вакуума и в нейтронных звездах. В последнее время достижения астрономии стали использоваться в геологии и биологии, географии и истории.
1. Счета времени (календарь).
2. Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям
4. Забота о своей судьбе, народившая астрологию.
Этапы развития астрономии
I-й Античный мир (до н. э)
II-ой Дотелескопический (наша эра до 1610г)
III-ий Телескопический (1610-1814гг)
IV-ый Спектроскопия (1814-1900гг)
Связь c другими предметами.
Основные разделы астрономии:
Связь астрономии с другими науками
сельскохозяйственные потребности (потребность в отсчете времени — сутки, месяцы, годы. Например, в Древнем Египте определяли время посева и уборки урожая по появлению перед восходом солнца из-за края горизонта яркой звезды Сотис — предвестника разлива Нила);
потребности в расширении торговли, в том числе морской (мореплавание, поиск торговых путей, навигация. Так, финикийские мореплаватели ориентировались по Полярной звезде, которую греки так и называли — Финикийская звезда);
эстетические и познавательные потребности, потребности в целостном мировоззрении (человек стремился объяснить периодичность природных явлений и процессов, возникновение окружающего мира. Зарождение астрономии в астрологических идеях свойственно мифологическому мировоззрению древних цивилизаций. Мифологическое мировоззрение — система взглядов на объективный мир и место в нем человека, которая основана не на теоретических доводах и рассуждениях, а на художественно-эмоциональном переживании мира, общественных иллюзиях, рожденных восприятием людьми социальных и природных процессов и своей роли в них).
Выявление последней из указанных потребностей логично переводит к рассмотрению ряда этапов в развитии астрономии — от первых «следов» доисторической астрономии через наблюдательную астрономию Древнего мира и средневекового Востока к телескопической астрономии Галилея, небесной механике Кеплера и Ньютона.
В ходе беседы подводим учащихся к пониманию роли космической астрономии современности и ответственности человека в сохранении уникальности окружающего мира. Итогом обсуждения этапов в развитии астрономии является составление схемы, отображающей современные представления о структуре Вселенной.
При раскрытии связи астрономии с другими науками важно проанализировать взаимопроникновение и взаимовлияние научных областей:
математика (использование приемов приближенных вычислений, замена тригонометрических функций малых углов значениями самих углов, выраженными в радианной мере, логарифмирование и т. д.);
физика (движение в гравитационном и магнитном полях, описание состояния вещества; процессы излучения; индукционные токи в плазме, образующей космические объекты);
химия (открытие новых химических элементов в атмосфере звезд, становление спектральных методов; химические свойства газов, составляющих небесные тела; открытие в межзвездном веществе молекул, содержащих до девяти атомов, существование сложных органических соединений метилаце- тилена и формамида и т. д.);
биология (гипотезы происхождения жизни, приспособляемость и эволюция живых организмов; загрязнение окружающего космического пространства веществом и излучением);
география (природа облаков на Земле и других планетах; приливы в океане, атмосфере и твердой коре Земли; испарение воды с поверхности океанов под действием излучения Солнца; неравномерное нагревание Солнцем различных частей земной поверхности, создающее циркуляцию атмосферных потоков);
литература (древние мифы и легенды как литературные произведения; научно-фантастическая литература).
В настоящее время космические исследования решаются с помощью технических средств, с помощью компьютеров можно управлять телескопами, исследовать процессы эволюции планет, звёзд и галактик.
Развитие ракетной техники позволило человечеству выйти в космическое пространство. Результаты исследования тел Солнечной системы позволяют лучше понять глобальные, эволюционные процессы происходящие на земле.
Вступив в космическую эру своего существования и готовясь к полетам на другие планеты, человечество не вправе забывать о Земле и должно в полной мере осознавать необходимость сохранения ее уникальной природы.
Домашнее задание. § 1. С. 3-7, Представить графически (в виде схемы) взаимосвязь астрономии с другими науками, подчеркивая самостоятельность астрономии как науки и уникальность ее предмета.
Древнейшие культовые обсерватории доисторической астрономии.
Прогресс наблюдательной и измерительной астрономии на основе геометрии и сферической тригонометрии в эпоху эллинизма.
Зарождение наблюдательной астрономии в Египте, Китае, Индии, Древнем Вавилоне, Древней Греции, Риме.
Связь астрономии и химии (физики, биологии).
Вводный урок «Что изучает астрономия»
Выбранный для просмотра документ 1. Что изучает астрономия.docx
1__ класс Урок _____ Дата ________
ЧТО ИЗУЧАЕТ АСТРОНОМИЯ
сформировать понятие астрономии как науки о небесных телах,
познакомить учащихся с историей становления науки астрономии, раскрыть ее самостоятельность,
показать место и значение астрономии среди других наук;
развивать научное мировоззрение учащихся,
развивать умение логически мыслить и обобщать,
развивать мотивы учения и интерес к астрономии;
формирование осознания детьми важности науки,
воспитывать умение находить различия между научным и мифологическим мышлением
Оборудование: компьютер, интерактивная доска, видеофильмы
Тип урока: вводный урок
– Закончите предложение: «Астрономия – это …»
– В каких дисциплинах ранее вы встречались с элементами астрономии?
– Как вы считаете, почему важно изучать астрономию?
– Какова тема урока? Что мы узнаем? Чему научимся?
Актуализация жизненного опыта учащихся
Предположите, какие вопросы должны изучаться в курсе астрономии?
Сформулируйте, что изучает астрономия?
Какие свидетельства развития и использования астрономических знаний в древности вам известны?
Как вы считаете, почему астрономические знания для людей с древнейших времен оказывались столь значимыми?
Изобразите в виде схемы те группы потребностей людей, которые определяли значимость астрономических знаний (с/х-потребности, потребности расширения торговли, эстетические потребности, познавательные, потребность в целостном мировоззрении).
Изучение нового материала
Предмет астрономии и история ее развития
Методы астрономии: наблюдение, эксперимент
– Каких вы знаете ученых-астрономов древности? (Н. Коперник, Г, Галилей, И. Ньютон)
– Как представляли себе в древности строение мироздания?
Аристотель – Птолемей – геоцентрическая система мира, земля – шар;
Коперник – Кеплер – Ньютон – гелиоцентрическая система мира;
Джордано Бруно – множественность обитаемых миров.
Кинофрагмент 1 «Астрономия – самая древняя наука»
Основные разделы астрономии:
сферическая астрономия (изучает положение, видимое и собственное движение космических тел, решает задачи, связанные с определением положений светил на небесной сфере, составлением звездных каталогов и карт, теоретическим основам счета времени);
астрометрия (изучает положение и движение небесных тел и их систем);
небесная механика (изучает законы движения небесных тел под действием сил тяготения; определяет траектории и характеристики движения космических тел и их систем, служит теоретической основой космонавтики);
астрофизика (изучает основные природу космических тел (строение, состав, физические свойства);
космогония (изучает происхождение и развитие небесных тел);
космология (изучает строение и эволюцию Вселенной как единого целого).
Структура и масштабы Вселенной
Закрепление изученного материала
Что изучает астрономия?
В чем состоит особенность астрономии как науки?
Назовите имена выдающихся астрономов.
В чем заключается практическое применение астрономии?
Какова структура и масштабы Вселенной?
Что такое астрология? Можно ли считать астрологию наукой?
Дополнительно: подготовить доклады по темам: «История изобретения телескопа», «Устройство и принцип работы телескопа рефрактора», «Устройство и принцип работы телескопа рефлектора», «Современные телескопы»
Итог урока. Рефлексия
– Какие новые понятия вы сегодня услышали впервые?
– Какие новые знания вы приобрели сегодня на уроке?
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Конспект вводного урока по астрономии в соответствии с ФГОС к учебнику Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Стаута.
Цели:
Номер материала: ДБ-1020764
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Петербургский Политех перевел студентов на дистанционку
Время чтения: 1 минута
При засыпании человеческий мозг может решать сложные задачи
Время чтения: 1 минута
Минздрав включил вакцинацию подростков от ковида в календарь прививок
Время чтения: 1 минута
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Итоговое сочинение успешно написали более 97% выпускников школ
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Конспект урока «Что изучает астрономия»
Тема : Что изучает астрономия.
формировать понятие «предмет астрономии»;
доказать самостоятельность и значимость астрономии как науки;
дать общие сведения о структуре и составе Солнечной системы.
объяснить причины возникновения и развития астрономии,
привести примеры, подтверждающие данные причины;
иллюстрировать примерами практическую направленность астрономии;
воспроизвести сведения по истории развития астрономии, ее связях с другими науками.
Вводная беседа (3 мин)
История астрономии – одна из самых увлекательных и древнейших наук. Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:
Счета времени (календарь).
Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям
Любознательность – разобраться в происходящих явлениях и поставить их себе на службу.
Забота о своей судьбе, народившая астрологию.
Вселенная- максимально большая область пространства, включающая в себя все доступные для изучения небесные тела и их системы.
Галактики объединяются в своего рода скопления (системы)
На схеме отражена системность и расстояния:
1 астрономическая единица = 149, 6 млн.км (среднее расстояние от Земли до Солнца).
1пк (парсек) = 206265 а.е. = 3, 26 св. лет
Все тела находятся в непрерывном движении, изменении, развитии. Планеты, звезды, галактики имеют свою историю, исчисляемую млрд. лет.
длительные промежутки времени и одновременное наблюдение родственных объектов (пример-эволюция звезд)
необходимость указания положения небесных тел в пространстве (координаты)
Телескоп – прибор, увеличивающий угол зрения ( разрешающая способность ), и собирающий много света ( проникающая сила ).
Галилео Галилей (1564 – 1642) – философ, астроном, физик, изобретатель, конструктор.
Труд «Механика» Галилея вышел в 1593 году. В нем физик Галилео Галилей описал свои исследования падающих тел, маятника, выдвинул новые принципы движения, в противовес динамике Аристотеля. Благодаря своему увлечению астрономией, Галилей доказал истинность гелиоцентрической модели строения мира. Затем сам сконструировал телескоп. Страсть Галилео Галилея к астрономии позволила ему открыть многие небесные объекты. Галилей изобрел циркуль, гидростатические весы, термометр, микроскоп, а также многое другое.
фотоэлектрические – датчик, колебание энергии, излучений
спектральные – дают сведения о температуре, химическом составе, магнитных полях, движений небесных тел.
Увеличение =Фокусное расстояние объектива/Фокусное расстояние окуляра. W=F/f=β/α.
При сильном увеличении >500 х видно колебания воздуха, поэтому телескоп необходимо располагать как можно выше в горах и где небо часто безоблачно, а еще лучше за пределами атмосферы ( в космосе).
В астрономии расстояние между небесными телами измеряют углом → угловое расстояние: градусы – 5 о ,2, минуты – 13′,4, секунды – 21″,3
Обычным глазом мы видим рядом 2 звезды (разрешающая способность), если угловое расстояние не менее 1-2′. Угол, под которым мы видим диаметр Солнца и Луны
Связь астрономии c другими предметами.
Основные разделы астрономии:
изучает происхождение и развитие космических объектов и их систем (в частности Солнечной системы).
исследует происхождение, основные физические характеристики, свойства и эволюцию Вселенной. Теоретической основой ее являются современные физические теории и данные астрофизики и внегалактической астрономии
Задачи самостоятельно-(4 мин)
Астероид Гидальго обращается вокруг Солнца за 14,04 года, находясь в среднем на расстоянии 5,82 а.е. от него. Определить среднюю скорость движения астероида. (Ответ: 12,38 км/с ) .
На какую высоту на Венере поднимется столбик ртути в барометре, если давление её атмосферы у поверхности составляет в 90 раз больше нормального атмосферного давления Земли? (Ответ: 68,4 м ) .
Закрепление материала (6мин).
Вопросы:
Какие сведения астрономические вы изучали в курсах других предметов? (природоведение, физики, истории и т.д.)
В чем специфика астрономии по сравнению с другими науками о природе?
Какие типы небесных тел вам известны?
Планеты. Сколько, как называются, порядок расположения, самая большая и т.д.
Какое значение в народном хозяйстве имеет сегодня астрономия?
Лекция. Что изучает астрономия
Специальность 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
курс III группа: 1с1, 2с1, 3с1, 4с1
Преподаватель: Жданова Наталия Владимировна
ЛЕКЦИЯ 1. Что изучает астрономия . Наблюдения- основа астрономии. (2 часа)
Что изучает астрономия.
Ее связь с другими науками.
Предмет астрономии
Название астрономия заимствовано из греческого языка (astron — звезда, nomos — закон), то есть это наука, изучающая законы звезд. Сейчас известно, что во Вселенной кроме звезд (рис. 1.1) существует много других космических тел и их комплексов — планет, астероидов, комет, галактик, туманностей. Поэтому астрономы изучают все объекты, находящиеся за пределами Земли, и их взаимодействие между собой. Слово космос в переводе с греческого означает порядок, в отличие от хаоса, где царит беспорядок. То есть древнегреческие ученые понимали, что во Вселенной действуют законы, поэтому на небе существует определенный порядок. В наше время под словом космос мы представляем себе Вселенную. В современной астрономии используются различные методы исследования Вселенной. Астрономы не только собирают информацию о далеких мирах, изучая излучение, поступающее из космоса на поверхность Земли, но и проводят эксперименты в ближнем и дальнем космическом пространстве.
Краткая история астрономии
Издавна небо поражало воображение людей своей загадочностью, но много веков оставалось для них недоступным и потому священным. Фантазия людей населила небо богами, управляющими миром и решающими судьбу каждого человека. Ночью призрачное сияние звезд завораживало людей, поэтому древние астрономы объединили отдельные звезды в фигуры людей и животных — так появились названия созвездий. Затем были замечены светила, движущиеся среди звезд, — их назвали планетами (с греч. — блуждающая).
Первые попытки объяснить таинственные небесные явления были предприняты в Древнем Египте более 4000 лет назад и в Древней Греции еще до начала нашей эры. Египетские жрецы составили первые карты звездного неба, дали названия планетам.
Великий древнегреческий философ и математик Пифагор в VI в. до н. э. выдвинул идею, что Земля имеет форму шара и «висит» в пространстве, ни на что, не опираясь. Астроном Гиппарх во II в. до н. э. определил расстояние от Земли до Луны и открыл явление прецессии оси обращения Земли.
Древнегреческий философ Клавдий Птолемей во II в. н. э. создал геоцентрическую систему мира, в которой Земля находится в центре. Землю в пространстве окружают 8 сфер, на которых расположены Луна, Солнце и пять известных в то время планет: Меркурий, Венеpa, Марс, Юпитер и Сатурн.
На 8-й сфере находятся звезды, которые соединены между собой и обращаются вокруг Земли как единое целое. В XVI в. польский астроном Николай Коперник предложил гелиоцентрическую систему мира, в которой в центре находится Солнце, а планета Земля и другие планеты обращаются вокруг него по круговым орбитам.
Гениальность открытия Коперником гелиоцентрической системы мира состояла в том, что он, разрушив границу между небом и Землей, выдвинул гипотезу, что во Вселенной действуют одни и те же законы, справедливые как на Земле, так и в космосе.
В 1609 г. итальянский физик Галилео Галилей впервые применил телескоп для наблюдения за небесными светилами, открыл спутники Юпитера и увидел звезды Млечного Пути.
XVIII в. в истории астрономии связан с именем английского ученого Исаака Ньютона, который открыл закон всемирного тяготения. Заслуга Ньютона заключается в том, что он доказал универсальность силы гравитации, то есть та же сила, которая действует на яблоко во время его падения на Землю, притягивает также Луну, обращающуюся вокруг Земли. Сила притяжения управляет движением звезд и галактик, а также влияет на эволюцию всей Вселенной.
В XIX в. начался новый этап в изучении космоса, когда немецкий физик Йозеф Фраунгофер в 1814 г. открыл линии поглощения в спектре Солнца — фраунгоферовы линии, затем линии поглощения были обнаружены в спектрах других звезд. С помощью спектров астрономы определяют химический состав, температуру и даже скорость движения космических тел.
В XX в. создание выдающимся немецким физиком Альбертом Эйнштейном общей теории относительности помогло астрономам понять странное красное смещение линий поглощения в спектрах далеких галактик, которое было открыто американским астрономом Эдвином Хабблом в 1929 г. Хаббл доказал, что галактики разлетаются, и позже ученые создали теорию эволюции Вселенной от ее зарождения до современности. Это послужило толчком к созданию новой науки — космологии.
4 октября 1957 г. началась эра космонавтики. В этот день в Советском Союзе был запущен в космос первый в мире искусственный спутник Земли, в создании которого принимали участие и украинские ученые. Сегодня в космосе летают сотни автоматических станций, которые исследуют не только околоземное пространство, но и другие планеты Солнечной системы.
Наш космический адрес
Мы живем на Земле — одной из планет Солнечной системы. Эти планеты движутся по своим орбитам вокруг Солнца. Большинство планет (кроме Венеры и Меркурия) имеют спутники, которые обращаются вокруг своей планеты. В Солнечную систему кроме Солнца и планет со спутниками входят также сотни тысяч астероидов, или малых планет, миллионы кометных ядер и метеорное вещество. Относительно Солнца планеты располагаются в следующем порядке: ближайшая — Меркурий, за ним — Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Относительные размеры Солнца и планет Солнечной системы. Средний радиус Земли 6370 км.
Количественный состав Солнечной системы:
Кометы свыше – 1000000
За Нептуном вокруг Солнца обращаются еще тысячи малых планет, которые почти не освещаются его лучами.
Расстояния в космическом пространстве настолько велики, что измерять их в обычных для нас километрах неудобно, поэтому астрономы выбрали единицами измерения астрономическую единицу и световой год.
Вне Солнечной системы, на расстоянии более чем 100000 а. е., начинается зона притяжения других звезд. Невооруженным глазом на небе можно увидеть около 6000 звезд, которые образуют 88 созвездий. На самом деле звезд намного больше, но от далеких светил поступает так мало света, что их можно наблюдать только в телескоп. Большие скопления звезд, удерживающиеся силой тяжести, называют галактиками. Во Вселенной находятся миллиарды галактик, среди них есть и наша Галактика (пишется с большой буквы), которую называют Чумацкий Шлях или Млечный Путь. На ночном небе мы видим ее как серебристую полосу. Наша Галактика (с греч. — Млечный Путь) — это огромная система, в которой обращаются вокруг центра 400 млрд звезд. Горячие звезды расположены в виде диска со спиральными рукавами.
Из других галактик, видимых невооруженным глазом, выделяется Туманность Андромеды. Эта звездная система по размерам и форме подобна нашей Галактике, и свет от нее долетает до Земли за 2,3 млн лет, то есть расстояние до нее — 2,3 млн св. лет. Галактики расположены в скоплениях и формируют ячеистую структуру Вселенной. Наиболее удаленные космические объекты, которые еще можно увидеть в современные телескопы, — квазары. Они находятся на расстоянии 10 млрд св. лет от Земли.
Астрономическая единица (а. е.) — среднее расстояние от Земли до Солнца.
Световой год — расстояние, которое преодолевает свет за 1 год, двигаясь со скоростью 300000 км/с.
1 св. год ≈ 10 13 км
Другие галактики — звездные системы, состоящие из миллиардов звезд, обращающихся вокруг общего центра
Если в будущем земляне захотят обмениваться информацией с другими мирами, то наш космический адрес можно записать так: планета Земля, Солнечная система, Галактика, Вселенная.
Во Вселенной зарегистрировано около 10 млрд галактик. Если в каждой галактике насчитывается в среднем 1011 звезд, то общее количество звезд во Вселенной достигает фантастической цифры 1021. Это астрономическое число с 21 нулем представить себе трудно, поэтому можно посоветовать следующее сравнение. Если разделить все звезды во Вселенной на количество людей на Земле, то каждый из нас был бы обладателем одной галактики, то есть примерно 200 млрд звезд.
Основные разделы астрономии
Современная астрономия — чрезвычайно разветвленная наука, развитие которой напрямую связано с научно-техническим прогрессом человечества. Астрономия делится на отдельные направления, в которых используются присущие только им методы и средства исследования.
Космология — раздел астрономии, изучающий строение и эволюцию Вселенной как единого целого. Возможно, в будущем космология объединит все естественные науки: физику, математику, химию, биологию, философию — для того чтобы дать ответ на основные проблемы нашего бытия:
Как возник мир, в котором мы живем, и почему он является таким, каким мы его сейчас наблюдаем?
Как возникла жизнь на Земле и существует ли жизнь во Вселенной?
Что ожидает нашу Вселенную в будущем?
Астрометрия — раздел астрономии, изучающий положение и движение небесных тел и их систем
Небесная механика — раздел астрономии, изучающий законы движения небесных тел
Астрофизика — раздел астрономии, изучающий природу космических тел: их строение, химический состав, физические свойства
Космология изучает строение и эволюцию Вселенной как единого целого
Иногда астрономию отождествляют с астрологией, так как их названия похожи. На самом деле между астрономией и астрологией есть существенное отличие: астрономия — это наука, которая изучает происхождение и эволюцию космических тел, а астрология не имеет ничего общего с наукой, поскольку предполагает, что с помощью звезд можно предсказать будущее. Астрологи рисуют различные схемы расположения звезд и планет, составляют гороскопы (с греч. — заглянуть в будущее), при помощи которых предсказывают судьбу человека.
Выводы
Астрономия — это наука, изучающая различные космические тела и их системы, а также процессы, происходящие при взаимодействии этих тел между собой. В течение последнего тысячелетия представления людей о Вселенной существенно изменились — от геоцентрической системы мира Птолемея с хрустальными сферами вокруг Земли к современной величественной картине безграничного космоса. Астрономия тесно связана с другими естественными науками — физикой, химией, математикой, биологией, философией, потому что на Земле и в космосе действуют одни и те же законы природы. В нашей Вселенной нет ничего вечного — образуются и взрываются звезды и планеты, рождаются и гибнут цивилизации. Вечным остается только один вопрос: «Почему существует Вселенная и почему в этом странном мире живем мы?»
Тесты
Какое тело находится в центре геоцентрической системы мира?
А. Солнце.
Б. Юпитер.
В. Сатурн.
Г. Земля.
Д. Венера.
Какую планету открыл Коперник?
А. Марс.
Б. Сатурн.
В. Уран.
Г. Землю.
Д. Юпитер.
Что измеряется световыми годами?
А. Время.
Б. Расстояние до планет.
В. Период обращения.
Г. Расстояние до звезд.
Д. Расстояние до Земли.
Как переводится с греческого языка слово планета?
А. Волосатая звезда.
Б. Хвостатая звезда.
В. Блуждающая звезда.
Г. Туманность.
Д. Холодное тело.
Какую структуру имеет наша Галактика?
А. Эллиптическую.
Б. Спиральную.
В. Неправильную.
Г. Шаровидную.
Д. Цилиндрическую.
Какая разница между геоцентрической и гелиоцентрической системами мира?
В какой последовательности относительно Солнца расположены планеты Солнечной системы?
Могут ли существовать тела за пределами орбиты Нептуна?
Что измеряется астрономическими единицами?
Рассчитайте величину (до третьего знака) 1 св. года в километрах.
Вычислите, за какое время свет долетает от Солнца до Земли; Нептуна; границ Солнечной системы. Скорость света считайте равной 300000 км/с.
Диспуты на предложенные темы
Что такое астрология? По вашему мнению, можно ли считать астрологию наукой?
Задания для наблюдений
Самостоятельно найдите на небе яркие звезды, которые обозначены на карте звездного неба. Зарисуйте яркие звезды, расположенные у вас над головой. Сравните ваши рисунки с картой звездного неба. К каким созвездиям относятся эти звезды?
Найдите среди ярких звезд такую, которая не обозначена на звездной карте. Это может быть какая-то планета или, возможно, вы открыли новую звезду!
Ключевые понятия и термины:
Астрономическая единица, астрофизика, Галактика, гелиоцентрическая система мира, геоцентрическая система мира, звезда, небесная механика, планета, световой год.
Наблюдение – основа астрономии
Современные обсерватории оснащены крупными оптическими телескопами, представляющими собой очень большие, сложные и в значительной степени автоматизированные инструменты.
Телескоп увеличивает угол зрения, под которым видны небесные тела, и собирает во много раз больше света, приходящего от небесного светила, чем глаз наблюдателя. Благодаря этому в телескоп можно рассматривать невидимые невооруженным глазом детали поверхности ближайших к Земле небесных тел и увидеть множество слабых звезд.
В астрономии расстояние между объектами на небе измеряют углом, образованным лучами, идущими из точки наблюдения к объектам. Такое расстояние называется угловым, и выражается оно в градусах и долях градуса. Невооруженным глазом две звезды видны раздельно, если они отстоят на небе друг от друга на угловом расстоянии не менее 1–2′. В крупные телескопы удается наблюдать раздельно звезды, угловое расстояние между которыми составляет сотые или даже тысячные доли секунды (под углом 1» «видна» спичечная коробка примерно с расстояния 10 км).
Существует несколько типов оптических телескопов. В телескопах-рефракторах, где используется преломление света, лучи от небесных светил собирает линза (или система линз). В телескопах-рефлекторах – вогнутое зеркало, способное фокусировать отраженные лучи. В зеркально-линзовых телескопах (кадиоптриках) – комбинация зеркал и линз (см. рис.).
Нa веpшине чилийскoй горы Серро Армазонес (3060 м.), планирyют разместить в 2024 году мощнейший телескоп в мире, диаметр зеркала которого будет равен 39,3 метра (см. рис.). Зеркало, которое будет собрано из 798 отдельныx сегментов, позволит прибору собирать в 15 раз больше света, чем все на сегодня действующие аппараты мира подобного типа. Современные технологии, применяемые при реализации проекта, позволят также детализировать снимки и увидеть ранее недосягаемые участки Космоса. В 2015 году произошла торжественная закладка камня, где будет работать обсерватория. Для этого специально взорвали вершину скалы, чтобы выровнять площадку под строительство.
С помощью телескопов производятся не только визуальные и фотографические наблюдения, но преимущественно высокоточные фотоэлектрические и спектральные наблюдения. Телескопы, приспособленные для фотографирования небесных объектов, называются астрографами. Фотографические наблюдения имеют ряд преимуществ перед визуальными. К основным преимуществам относятся: документальность – способность фиксировать происходящие явления и процессы и долгое время сохранять полученную информацию; моментальность – способность регистрировать кратковременные явления, происходящие в данный момент; панорамность – способность запечатлевать на фотопластинке одновременно несколько объектов и их взаимное расположение; интегральность – способность накапливать свет от слабых источников; детальность получаемого изображения.
Сведения о температуре, химическом составе, магнитных полях небесных тел, а также об их движении получают из спектральных наблюдений. Спектральный анализ, основы которого вы будете изучать в курсе физики, имеет исключительно важное значение для астрономии.
Кроме света, небесные тела излучают электромагнитные волны большей длины волны, чем свет (инфракрасное излучение, радиоволны), или меньшей (ультрафиолетовое, рентгеновское излучения и гамма-лучи).
Многие открытия при изучении Солнечной системы, нашей и других галактик связаны с радиотелескопами, предназначенными для исследования небесных тел в радиодиапазоне. Один из крупнейших радиотелескопов – «РАТАН-600» – установлен в Специальной астрофизической обсерватории. Его антенна состоит из подвижных элементов (щитов), расположенных по окружности диаметром 600 м. Там же находится и 6-метровый телескоп-рефлектор.
В провинции Гyйчжоу нa юге Китая в 2016 году пустили в эксплуатацию самый большой радиотелескоп заполненной апертуры, диаметр которого 500 метров (см. рис.). Подобный аппарат поможет разрешить многие научные задачи, наблюдать за черными дырами, исследовать ранние периоды эволюции Вселенной. Ряд конструктивных особенностей позволит расширить обзор, а информацию получают и передают 9 радиоприемников.
В Пyэpтo-Рико на относительно небольшой высоте в 497 метров работает рефлектор и радиотелескоп с диаметром зеркала в 304,8 метра (см. рис.). Официально он начал свою работу в 1963 году, а с начала 90-x, его используют в поиске внеземных цивилизаций.
Радиотелескопы легко объединить в сеть. Это могут быть телескопы, расположенные в разных частях Земли или в непосредственной близости. Совместная их работа позволяет получить интерферометры с базой в несколько тысяч километров или эквивалент зеркала диаметром в многие сотни метров. С помощью таких телескопов можно получить разрешение, сравнимое с тем, которое дают оптические телескопы, или даже лучше.
К 2020 году планируется ввести в строй радиоинтерферометр SKA, который станет в 50 раз более мощным астрономическим инструментом, чем крупнейшие радиотелескопы Земли. Своими антеннами SKA должен покрыть площадь примерно в 1 квадратный километр, что обеспечит ему беспрецедентную чувствительность.
Значительная часть невидимого излучения небесных тел поглощается земной атмосферой и не доходит до поверхности Земли. Поэтому наземные наблюдения приходится дополнять внеатмосферными, которые стали возможны благодаря успешным запускам искусственных спутников Земли, автоматических межпланетных станций и орбитальных научных станций. Бортовые астрономические приборы способны исследовать небесные тела во всех диапазонах длин волн. Важные научные результаты получены с помощью отечественных и зарубежных орбитальных обсерваторий – «Радиоастрон», «Гранат», «Космический телескоп им. Хаббла» и др. Таким образом, астрономия из оптической превратилась во всеволновую.
Астрономические наблюдения и сейчас используются для решения важных проблем народного хозяйства. К их числу относятся: измерение времени, составление точных географических карт, выполнение разнообразных геодезических работ, ориентировка по небесным светилам на море, в воздухе и в космическом пространстве.
Однако этим далеко не исчерпывается в настоящее время значение астрономии. Изучение Луны и планет Солнечной системы позволяет лучше узнать нашу Землю. В сферу деятельности людей уже включаются околоземное космическое пространство и ближайшие к Земле небесные тела. В будущем освоение космоса позволит расширить среду обитания людей, что, в частности, может облегчить решение экологических проблем.
Новые требования к астрономии предъявляет космонавтика. Нужно уметь с большой точностью определять расстояния до небесных тел Солнечной системы, выбирать подходящее для межпланетных перелетов время, знать расположение наиболее опасных участков орбит космических ракет, уметь выбирать оптимальные траектории искусственных небесных тел. Таким образом, астрономия является наукой, необходимой людям. Более подробно и глубоко многие вопросы астрономии придется изучать тем из вас, кто станет специализироваться в области астрономии, геодезии и картографии, посвятит себя мореплаванию, авиации, охране природы, космическим исследованиям. А общее представление о строении и эволюции Вселенной сейчас должен иметь каждый человек.
Астрономия. Базовый уровень. 11 класс: учебник / Б. А. Воронцов-Вельяминов, Е. К. Страут. – 5-е изд., пересмотр. – М.: Дрофа, 2018.
Астрономия. 11 класс. Методическое пособие к учебнику Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута «Астрономия. Базовый уровень. 11 класс»/ М. А. Кунаш. — М.: Дрофа, 2018.
Н.Н. Гомулина. Открытая астрономия/ Под ред. В.Г. Сурдина. – Электронный образовательный ресурс. http://www.college.ru/astronomy/course/content/index.htm
В.Г. Сурдин. Астрономические задачи с решениями/ Издательство ЛКИ, 2017 г.
Вселенная в вопросах и ответах. Задачи и тесты по астрономии и космонавтике. В.Г. Сурдин. 2017