вопросы по астрономии к экзамену 2014-2015

ВОПРОСЫ К БИЛЕТАМ ПО АСТРОНОМИИ

2015. 4 курс

1. Астрономия как наука. Основные особенности астрономии. Основные разделы астрономии, названия разделов в зависимости от изучаемых объектов, от диапазона исследуемого излучения. Основные этапы развития. Единицы длины в астрономии (уметь объяснить метод геометрического параллакса при определении расстояний до звёзд). Масштабы Солнечной системы, Галактики, исследуемой части Вселенной, Связь с другими науками.

2. Небесная сфера. Созвездия. Эклиптика. Пояс зодиака. Изменения положения полюса мира и эклиптики вследствие прецессии и нутации (уметь объяснить причину прецессионного движения оси мира). Системы небесных координат: горизонтальная, 1-я и 2-я экваториальные, эклиптическая, галактическая. Элементы сферической геометрии, параллактический треугольник. Связь горизонтальных и экваториальных координат.

3. Суточное движение звёзд на различных широтах. Условия их видимости. Влияние рефракции атмосферы на условия видимости светил. Изменения в суточном движении Солнца в течение года на различных широтах. Причина смены времён года и наличия тепловых поясов Земли (уметь пояснить особенности астрономических наблюдений на границах тепловых поясов на полюсах и экваторе). Сумерки, белые ночи.

4. Основы измерения времени. Звёздное, истинное солнечное, среднее солнечное время и связь между ними (уметь пояснить различия звёздного и солнечного времени и вывести формулу их взаимосвязи). Всемирное время, местное, поясное, декретное (скоординированное (опережающее зимнее и летнее) время. Линия перемены дат.

5. Основные принципы составления календаря. Лунный, солнечный, солнечно-лунный календари (уметь привести примеры каждого вида календаря). Юлианский и григорианский календари. Варианты единого календаря. Координация летоисчисления на различных меридианах. Линия перемены дат.

6. Общее строение Солнечной системы. Закон Тициуса-Боде как способ приблизительной оценки расстояний между планетами. Системы Птолемея и Коперника. Объяснение попятного движения планет в этих системах.

7. Общее строение Солнечной системы. Взаимное расположение планет и Солнца (соединения, противостояния, элонгации, квадратуры). Эклиптическая гелиоцентрическая долгота, эклиптическая геоцентрическая долгота. Парад планет. Сидерический и синодический периоды и связь между ними, уметь вывести формулу).

8. Определение размеров Земли. Форма Земли. Доказательства вращения Земли вокруг оси (смещение русел рек, циклонов, пассатов, опыт Фуко, отклонение падающих тел, уметь объяснить).

9. Определение расстояний до планет Солнечной системы и их размеров. Метод определения параллакса Солнца (уметь вывести формулу).

10. Элементы орбит планет (перицентр, апоцентр, большая и малая полуоси, эксцентриситет, наклонение орбиты, узлы орбиты, линия узлов, долгота восходящего узла, расстояние перицентра от узла), эфемериды.

11. Законы Кеплера. Обобщённые законы Кеплера (уметь вывести формулу второго обобщённого закона Кеплера для случая круговых орбит). Определение масс космических объектов.

12. Сила тяготения. Закон всемирного тяготения и границы его применимости. Энергия гравитационного притяжения (уметь вывести формулу для расчёта второй космической скорости). Обобщённые законы Кеплера.

13. Движение искусственных спутников Земли и космических аппаратов. Первая, вторая и третья космические скорости космическая скорости. Орбиты Гомона-Цандера (уметь пояснить, почему она выгодна). Геостационарная орбита (уметь вывести формулу высоты геостационарной орбиты). Понятие о точках Лагранжа.

14. Влияние Солнца и Луны на форму и вращение Земли. Приливы (причины и влияние их на вращение Земли, уметь вывести формулу приливного ускорения). Влияние Луны на скорость вращения Земли. Прецессия и нутация земной оси (примерный период прецессионных и нутационных колебаний). Понятие о радиусе Роша.

15. Солнечные и лунные затмения, условия их наступления (уметь объяснить). Сарос. Наклонение лунной орбиты. Периоды высокой и низкой Луны (уметь объяснить). Размеры Луны. Элементы лунной орбиты (эксцентриситет, наклонение, удаление в перигее и апогее, линия узлов, линия апсид, долгота). Неравенства в движении Луны, (регрессия (обратное движение) узлов, прямое движение линии апсид, колебания наклонения орбиты, колебания эксцентриситета).

16. Звёздный и синодический лунные месяцы и связь между ними, драконический, аномалистический и тропический месяцы. Фазы Луны. Терминатор. Либрации Луны (по долготе, по широте, суточная, физическая), их причины (уметь объяснить).

17. Методы астрофизических исследований и приборы. Телескопы (оптические телескопы: зеркальные, линзовые, менисковые, принципы их действия (уметь объяснить), увеличение и их разрешающая способность, радиотелескопы, рентгеновские и гамма-телескопы), интерферометры, спектрографы.

18. Доказательства движения Земли вокруг Солнца: параллактическое и аберрационное смещение звёзд. Астрономические методы измерения скорости света (методы Рёмера и Брадлея (уметь объяснить идею методов и вывести расчётные формулы)).

19. Строение Солнечной системы. Земля и планеты земной группы, их спутники. Особенности магнитосферы Земли. Внутренний и внешний радиационные пояса. Понятие о Южно-Атлантической геомагнитной аномалии. Природа парникового эффекта на Венере и изменений климата Марса.

20. Строение Солнечной системы. Планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, их размеры и основные характеристики. Модели внутреннего строения, свойства основных оболочек и атмосфер. Планетарная динамика, природа характерных образований. Спутники и кольца планет-гигантов. Галилеевы спутники Юпитера, причина активного вулканизма на Ио и океана на Европе. Кольца Сатурна, "спутники-пастухи". Особенности природы Титана, Тритона.

21. Малые тела Солнечной системы: астероиды, кометы, космическая пыль, их основные характеристики. Классификация астероидов и основных областей их нахождения. Астероиды, сближающиеся с Землёй (NEO), астероидная опасность, возможные методы и средства её предотвращения. Кометы, их классификация и основные свойства. Метеорные потоки, связанные с кометами. Модель кометного ядра, понятие о формировании газово-пылевой оболочки и хвоста при сближении с Солнцем. Пояс Эджеворта-Койпера и облако Оорта.

22. Астрофизические методы получения сведений о Солнце (размеры, масса, температуры, светимость (уметь вывести расчётные формулы)).

23. Солнце как звезда нашей Галактики. Внутреннее строение, структура и особенности основных зон. Фотосфера, хромосфера, корона, их физические свойства.

24. Понятие о солнечно-земных связях. Гелио-сейсмология как методе зондирования солнечных недр. Циклы солнечной активности, числа Вольфа и дециметровый индекс. Солнечный ветер, основные параметры и происхождение. Наиболее мощные проявления солнечной активности, выбросы протонов и электронов (СПС и СМЕ события). Методы наблюдения за Солнцем.

25. Методы определения расстояний до звёзд и галактик. Понятие о годичном, фотометрическом, цефеидном и групповом параллаксе (уметь вывести формулу фотометрического и группового параллакса).

26. Определение скоростей звёзд (пространственная, тангенциальная и лучевая скорости звёзд) и галактик (уметь вывести формулы для связи тангенциальной скорости с собственным смещением и формулу Доплера).

27. Блеск звёзд. Закон Вебера-Фехнера. Видимые и абсолютные звёздные величины. Формулы Погсона. Светимость звёзд. Закон Стефана-Больцмана. Методы определение эффективной температуры звёзд. Связь между блеском звезды, светимостью и расстоянием до неё (уметь вывести).

28. Спектральный анализ. Спектрографы. Интерферометры. Болометры. Оценка температуры звезды по закону смещения Вина. Спектральные классы звёзд и температура их поверхности. Визуальная и болометрическая видимые звёздные величины, показатель цвета, цветовая температура звёзд.

29. Звёзды, их рождение, жизнь и смерть. Классификация звёзд и основные классы. Диаграмма Герцшпрунга-Рессела, Главная последовательность. Соотношения между светимостью, массой, температурой и радиусом для звёзд главной последовательности.

30. Понятие о звёздной эволюции. Критическая масса для начала термоядерных реакций. Понятие о протон-протонном и углеродном циклах (уметь записать формулы). Коричневые карлики и массивные планеты. Последовательные циклы горения водорода, гелия, углерода и т.д. Звёзды большой и малой массы, различия их времени жизни. Заключительная стадия звёздной эволюции в зависимости от массы звезды. Формирование красного гиганта и белого карлика или пульсара и чёрной дыры. Взрыв сверхновой. Понятие о нуклеосинтезе. Остатки сверхновых и планетарные туманности.

31. Основные представления о происхождении Солнечной системы. Исторический экскурс: гипотезы И. Канта и Ж-С. Лапласа, теория О.Ю. Шмидта. Области звёздообразования, последовательный процесс формирования дисков и планетных систем. Теория конденсации. Образование планетезималей. Открытие внесолнечных планет (экзопланет), их отличия от планет Солнечной системы (рассказать о методах обнаружения).

32. Наша Галактика - Млечный Путь, строение и размеры. Вращение Галактики, движение Солнца. Проблема скрытой массы Галактики. Магнитное поле Галактики. Межзвёздный газ и космическая пыль, космические лучи. Эмиссионные туманности. Звёздные скопления и ассоциации. Остатки сверхновых звёзд. Радиоизлучение водорода Галактики.

33. Типы и количество галактик. Масштабы во Вселенной и наше место в ней. Галактики, галактические кластеры, суперкластеры. Крупномасштабная структура Вселенной. Красное смещение и закон Хаббла. Космологическая постоянная H (постоянная Хаббла), размеры наблюдаемой Вселенной. Гипотеза Большого взрыва и аргументы для её подкрепления. Плотность и современные модели Вселенной.

34. Проблемы поиска разумной жизни во Вселенной. Программа SETI. Число потенциальных технологически-развитых цивилизаций, оценки и ограничения. Философские проблемы поиска внеземного разума. Представления о химической и биологической эволюции. Устойчивость земной жизни к экстремальным условиям. Проблемы поиска жизни в Солнечной системе, основные предпосылки. Возможности обнаружения биогенных форм на Марсе и Европе.