(II)14. Эффект Доплера и его применение в технике и технологиях.

Эффект Доплера — изменение воспринимаемой частоты колебания, обусловленное движением источника или приёмника волн.

Если источник волн движется относительно среды, то расстояние между гребнями волн зависит от скорости и направления движения. Если источник движется по направлению к приёмнику, то есть догоняет испускаемую им волну, то длина волны уменьшается, если удаляется — длина волны увеличивается:

Эффект с точки зрения спектра.

Спектр-распределение излучения по длинам волн или частотам ИК-длинноволновое-УФ-коротковолновое

Применение ЭД : определение расстояния до объекта, скорости объекта, температуры объекта

доплеровский радар: Радар, который измеряет изменение частоты сигнала, отражённого от объекта. По изменению частоты вычисляется радиальная составляющая скорости объекта для определения скорости летательных аппаратов, кораблей, автомобилей, гидрометеоров например, облаков

Астрономия: По смещению линий спектра определяют лучевую скорость движения звёзд, галактик и других небесных тел. По увеличению ширины линий спектра определяют температуру звёзд

Неинвазивное измерение скорости потока: Измеряют скорость потока жидкостей и газов. Скорость определяется по рассеянию ультразвука на неоднородностях .

Автосигнализации: Для обнаружения движущихся объектов вблизи и внутри автомобиля

Определение координат

(I)15.Современные представления об эволюции Вселенной, галактик, звезд и звездных систем.

Что же означает термин Вселенная. Попробуем дать понятие этому термину. Вселенная -- место вселения человека, доступное эмпирическому наблюдению. Этот термин приобрел специфически научное звучание.

Вселенная - это весь физический мир, в котором мы находимся, который описывается определенными постоянными.

Вполне понятно, почему постепенно происходит сужение научного значения термина Вселенная. Это связано с тем, что естествознание, в отличие от философии, имеет дело только с тем, что эмпирически проверяемо современными научными методами.

Еще с давних времен людей мучает вопрос: откуда, и каким образом произошел мир. Во времена, когда в культуре господствовала мифология, происхождение мира объяснялось, как, скажем, в “Ведах” распадом первочеловека Пуруши. Также русскими апокрифами подтверждается то, что это общая мифологическая схема. Христианство уверяло людей, что мир сотворил Бог из ничего.

Вскоре на смену мифологическим и религиозным пониманиям с появлением науки научные представления о происхождении Вселенной меняются.

Разбирая определение Вселенной, следует разделять три близких термина: бытие, универсум и Вселенная.

Бытие является философским понятием. Оно обозначает все существующее, бытующее.

Универсум употребляется как в науке, так и в философии. У этого термина отсутствует специфическая философская нагрузка.

Космология занимается исследованием вселенной. Это наука о космосе.

Если вдуматься в смысл этого слово, то оно тоже не случайно. Ведь раньше в Древней Греции, под космосом понималось не то понятие, как сегодня. Космос тогда принимался как “порядок”, “гармония”, в противоположность “хаосу” -- “беспорядку”. Сейчас же под термином космос понимают все, находящееся за пределами атмосферы Земли.

Сделаем вывод: в основе своей наука космология открывает упорядоченность нашего мира и нацелена на поиск законов его функционирования.

Целью изучения Вселенной как единого упорядоченного целого является открытие данных законов.

Эволюции галактик и их классификация

Тайна появления во Вселенной галактик является самой притягательной в глобальном эволюционизме. Это обусловлено тем, что свойства галактик в огромной мере определяются начальным периодом их жизни. Поэтому концепции, отражающие рождение и эволюцию галактик, должны дать ответы на следующие вопросы: почему они имеют такие массы, почему у них именно такие размеры, которые фиксирует современная астрономия, почему существуют различные типы галактики, наконец, почему они состоят из звезд.

В настоящее время доминирует концепция образования галактик (в том числе нашей Галактики), в которой выделяются следующие активные фазы эволюции.

.Вначале сформировалась сферическая газовая подсистема. Этот процесс прошел довольно быстро (по космическим меркам), всего за несколько сотен миллионов лет за счет свободного сжатия (коллапса) холодного пртогалактического газового облака под действием силы гравитации.

.По мере сжатия из небольшой части начальной массы газа стали образовываться звезды, протогалактика разогревается от вспышек сверхновых звезд, становится «горячей». Внутреннее давление в ней возрастает, повышая гравитационное притяжение. Процесс сжатия сменяется разлетом протагалактического облака.

.Через длительное время внешняя оболочка протогалактики сбрасывается в окружающее космическое пространство, а центральная ее часть начинает сжиматься. В процессе этого нового коллапса (сжатии) газ внутри галактики охлаждается и из отдельных его фрагментов рождаются звезды нового поколения.

.Центральная часть галактики сжимается в диск ив дальнейшем идет формирования звезд ее дисковой подсистемы.

Помимо всех указанных процессов на всех этапах(фазах) своего образования галактика совершает также вращательное движение вокруг собственной оси.

В карликовых галактиках нет горячей фазы, это обусловлено слабостью из гравитационного поля, из-за чего звездообразование и эволюция идут медленно и галактический газ не разогревается до высоких температур.

Структура галактик весьма разнообразна, а их количество в пространстве Вселенной, доступно современным телескопам, огромно и составляет сотни миллиардов. Большинство из этого многообразия оказалось возможно объединить в несколько основных типов, т.е. классифицировать. В первые такую классификацию, действующую и поныне, предложил в 1925 году Э. Хаббл. Согласно ей, галактики разделяются на пять основных типов:

Эллиптические, линзообразные, обычные спиральные, пересеченные спиральные и неправильные (или иррегулярные).

Эллиптические галактики имеют вид эллипсов разной степени сжатия, начиная с шаровидных. Они совершают медленное вращение. Более заметное вращение появляется только у галактик со значительным сжатием. Линзообразные галактики имеют сильносжатое центральное сгущение, похожее на линзу. Спиральные галактики также имеют центральное сгущение, от которого отходят спиральные ветви или рукава. Если у обычных спиральных галактик ветви выходят непосредственно из центрального сгущения, то у пересеченных спиральных галактик они отходят от перемычки, пересекающей это центральное сгущение. Иррегулярные галактики характеризуются колочковатой структурой и не имеют правильной формы.

С данной классификацией непосредственно связан и возраст галактик: эллиптические называют ранними, т.к. они возникли на ранних стадиях формирования структуры Вселенной, а следовательно являются самыми старыми. Спиральные же возникли гораздо позже и поэтому считаются более молодыми. Если в старых, эллиптических галактиках процесс звездообразования практически полностью завершился 5-7 млрд. назад, то в молодых спиральных спиральных этот процесс еще интенсивно идет.

От типа галактик зависит и их расположение в бескрайних космических просторах. В скоплениях обычно преобладают эллиптические галактики, концентрирующиеся в центре, а спиральные располагаются на периферии (на окраинах). Не все галактики входят в скопления, многие из них разбросаны в космическом пространстве и существуют как бы сами по себе, это в основном спиральные галактики.