- •Кузьмичева а.Е., Карман а.Г. Физика солнечной системы учебно-методическое пособие
- •Введение
- •Солнечная система и некоторые фундаментальныевопросы физики. Проблема интеграции
- •1.1 Интеграция физики и астрономии при подготовке бакалавра специальности «Физика»
- •1.3 Фундаментальные взаимодействия
- •Сильное взаимодействие.
- •Электромагнитное взаимодействие.
- •Слабое взаимодействие.
- •Гравитационное взаимодействие.
- •1.4. Динамический хаос, самоорганизация в космосе
- •1.4.1.Переход беспорядок – порядок. Интегрируемые и неинтегрируемые системы
- •Коллективные эффекты (синергетика во Вселенной)
- •Проблема времени
- •1.5.1. Космический хаос и направление времени
- •1.5.2. Понятие времени в науке и обучении
- •2. Лекционный комплекс
- •2.1.Тема 1. Лекция 1,2. Введение
- •Лекция 1. Предмет астрономии
- •Возникновение и развитие астрономии
- •2.1.2. Лекция 2.Структура астрономии
- •2.2. Тема 2. Лекции 3,4. Основы сферической и практической астрономии.
- •Лекция 3. Небесная сфера.
- •6. Явления, связанные с суточным вращением небесной сферы (рис 8)
- •2.3.Тема 3. Лекция 5. Движение Земли вокруг Солнца. Видимое годичное движение Солнца.
- •2.3.1.Лекция 5. Движение Земли вокруг Солнца. Видимое годичное движение Солнца
- •Созвездия зодиака
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 4. Лекция 6. Проблема измерения времени. Календарь
- •2.4.1. Лекция 6. Проблема измерения времени. Календарь.
- •Звездное время
- •Уравнение времени
- •Системы счета времени
- •Секунда.
- •Система счисления времени в астрономии. Календарь
- •Начало отсчета годов
- •Контрольные вопросы:
- •Рекомендуемые задания на сро по теме 4:
- •Тема 5. Лекции №7, 8. Развитие взглядов
- •Лекция 7. Солнечная система
- •Конфигурации планет
- •Периоды обращения планет
- •Законы Кеплера
- •2.5.2. Лекция №8. Определение характеристик планет Солнечной системы.
- •Астрономическая единица
- •Размеры и формы светил
- •Радиус Земли
- •Контрольные вопросы:
- •2.6.2. Лекция 10. Движение Луны. Солнечные и лунные затмения
- •Примечание:
- •Затмения
- •Контрольные вопросы:
- •Часть 2. Законы и.Кеплера
- •Контрольные вопросы:
- •Обобщенные законы Кеплера.
- •Контрольные вопросы:
- •Рекомендуемые задания на срс:
- •2.7.3. Лекция 13. Элементы эллиптических орбит. Элементы теории возмущений
- •Часть 1. Характеристики эллиптических орбит.
- •Часть 2. Возмущение эллиптических орбит.
- •Задача многих тел. Возмущенное движение планет
- •Задача трех тел. Понятие о возмущающей силе
- •Контрольные вопросы:
- •Рекомендуемые задания на срс:
- •Лекция 14. Определение масс тел Солнечной системы. Проявление сил тяготения на Земле
- •Часть 1. Определение масс тел Солнечной системы.
- •Часть 2. Приливы и отливы.
- •2.8.Лекция №15 Тема 8. Инструменты и методы астрофизики. Телескопы.
- •Лекция №15. Инструменты и методы астрофизики. Телескопы.
- •Часть 1. Астрономические приборы. Глаз как приемник излучения
- •Телескопы.
- •Оптические телескопы.
- •Основные назначения телескопа:
- •Основные характеристики телескопа:
- •Фотографии телескопов
- •Менисковый телескоп
- •Ход лучей в оптических телескопах.
- •Радиотелескопы.
- •Телескопы инфракрасного излучения.
- •Рентгеновские (ри) – телескопы
- •Гамма – телескопы.
- •Фотографии телескопов
- •Контрольные вопросы:
- •Рекомендуемые задания на сро по теме 8:
- •2.9.Тема 9. Лекция 16. Основы астрофотометрии.
- •Физические основы:
- •2.9.1. Лекция 16. Основы астрофотометрии.
- •Часть 1. Электромагнитное излучение небесных тел Шкала электромагнитных волн.
- •Блеск и яркость. Видимые и абсолютные звездные величины.
- •Абсолютная звездная величина
- •Фотометрические системы. Показатель цвета.
- •Часть 2. Спектральный анализ. Методы определения температуры.
- •Спектральные приборы
- •– Наиболее вероятная скорость. (22)
- •Контрольные вопросы:
- •Рекомендуемые задания на сро по теме 9:
- •2.10.Лекция№17 - 20 . Тема 10. Элементы Солнечной системы.
- •Лекция 17. Физика Солнца.
- •1. Общие сведения о Солнце
- •2. Магнитное поле Солнца.
- •Модель внутреннего строения Солнца. Источники солнечной энергии.
- •4. Солнечная атмосфера
- •2.10.2. Лекция №18 Большие планеты Солнечной системы
- •2. Земля.
- •3. Некоторые особенности планет. Меркурий
- •Венера:
- •Сатурн:
- •2. Кометы.
- •Метеоры и метеорные потоки. Метеориты.
- •10 Октября 1933 г.
- •Метеориты.
- •Контрольные вопросы
- •Рекомендуемые темы на сро:
- •Лекция 20.Современные исследования Солнечной системы с помощью космических аппаратов.
- •21 Июля 1969 г."Аполлон-11"образцы лунного грунта.
- •Количество полетов
6. Явления, связанные с суточным вращением небесной сферы (рис 8)
а) Восход и заход светил . Условие видимости.
В зависимости от места наблюдения, светило может быть
незаходящим;
невосходящим;
восходящим и заходящим.
Точки пресечения светилом истинного горизонта называются точкой восхода и точкой захода.
Условие восхода и заката светил |δ| < 90 - |φ|.
Если |δ| >( 90 - |φ| ) – светило или незаходящее или невосходящее.
Рис 8. Суточные дуги светил относительно горизонта для наблюдателя, находящегося: а) на полюсе; б) на географических широтах; в) на экваторе.
Если δ = 0 светило находится на небесном экваторе, то оно восходит точно в точке Е востока и заходит в точке W запада.
Б) Кульминация светил – явление пересечения светилом небесного меридиана.
Различают нижнюю и верхнюю кульминацию.
У светил незаходящих обе кульминации доступны наблюдению; у восходящих и заходящих – только верхняя; у невосходящих – обе кульминации недоступны для наблюдения, так как происходят под горизонтом.
Контрольные вопросы:
Какие элементы небесной сферы связаны с осью вращения Земли?
Какие элементы небесной сферы связаны с положением человека на Земной поверхности?
Какая система небесных координат связана с математическим горизонтом?
Какие системы небесных координат имеет основной круг – небесный экватор?
Назовите явления, связанные с суточным вращением небесной сферы.
Рекомендуемые задания на СРО по теме 2:
Созвездия в древней и современной астрономии
Глоссарий созвездий (на русском, казахском и греческом языках).
Легенды и мифы о звездах и созвездиях.
2.3.Тема 3. Лекция 5. Движение Земли вокруг Солнца. Видимое годичное движение Солнца.
Цель: рассмотреть видимое и действительное движение Земли и Солнца. Объяснить причину смены времен года и различия климатических поясов.
Ключевые слова: эклиптика, солнцестояние, созвездия зодиака, смена времен года.
Структура:
Понятие эклиптики.
Эклиптическая система небесных координат.
Созвездия зодиака.
Смена времен года. Климатические пояса.
Физические основы:
Движение. Виды движения (по форме траектории, по модулю скорости).
Понятия: точка, линия, прямая линия, круг, окружность, сфера.
Система координат и системы отсчета. Координаты как характеристики положения объекта; радиальные (линейные) и угловые координаты
Поток световой энергии. Сила света. Интенсивность света. Освещенность. Зависимость освещенности от интенсивности и угла падения.
2.3.1.Лекция 5. Движение Земли вокруг Солнца. Видимое годичное движение Солнца
Наблюдения: В течение года зенитное расстояние Z Солнца (или высота h) в момент верхней кульминации изменяется от +23026' до -23026' два раза в год проходя через ноль. Прямое восхождение Солнца в течение года изменяется от 00 до 3600. (от 0h до 24h). Это определяется по верхней кульминации звезд в полночь, прямое восхождение которых отличается от солнечного на 1800 или 12h. С каждым днем прямое восхождение α звезд, которые кульминируют в полночь, увеличивается. Следовательно, увеличивается α Солнца.
Солнце непрерывно перемещается среди звезд с запада к востоку по большому кругу небесной сферы.
Рис 9. Эклиптическая система координат
Эклиптика – большой круг небесной сферы, по которому совершается годичный круг Солнца.
Угол наклона плоскости эклиптики к плоскости небесного меридиана ε = 23026'.
Ось эклиптики ПП – диаметр перпендикулярный к плоскости эклиптики.
Полюсы эклиптики П и П' – точки пересечения оси эклиптики и небесного меридиана.
Точка весеннего равноденствия 𝛶 и точка осеннего равноденствия точки эклиптики с небесным экватором.
В точке 𝛶 Солнце пересекает небесный экватор, переходя из южного полушария небесной сферы в северное. В точке Ω – из северного в южное.
На 900отстоят от точек равноденствия отстоит точка летнего солнцестояния (в северном полушарии) и точка зимнего солнцестояния (в южном полушарии).
Круг широты светила М – большой полукруг небесной сферы ПМП', проходящий через полюсы эклиптики светила.
Эклиптическая система небесных координат
β – эклиптическая широта светила – дуга mМ круга широты от эклиптики до светила, или центральный угол mОМ.
Возможные значения: от 00 до +900 к северному полюсу эклиптики; от 00 до -900 к южному.
λ- эклиптическая долгота светила – дуга от 𝛶m эклиптики от точки весеннего равноденствия до круга широта или центральный угол 𝛶Оm. λ = 0 3600
Отсчитывается в сторону видимого годичного движения Солнца по эклиптике, т.е. с запада к востоку.
Применение ЭСНК – в теоретической астрономии при определении орбит небесных тел.
Склонение изменяется быстрее всего при движении Солнца вблизи точек равноденствия, медленнее всего вблизи точек солнцестояния. Прямое восхождение – наоборот.
21 марта и 23 сентября у Солнца = 0, на всех географических широтах оно восходит в точке востока Е и заходит в точке запада W. Половина суточного круга Солнца находится над горизонтом. День равен ночи. Высота Солнца над горизонтом = 90 – φ.
22 июня = +23026', восход на северо-востоке, заход на северо-западе. Большая часть солнечного круга над горизонтом = 90 – φ +23026' – max.
22 сентября = -23026' = 90 – φ - 23026' – min.
Восход на юго-востоке, заход на юго-западе. На северных географических широтах большая часть солнечного круга находится под горизонтом.
Тропический год – промежуток времени между двумя определенными прохождениями Солнцем точки весеннего равноденствия. Он называется также солнечным годом.
На географических полюсах, где небесный экватор совпадает с истинным горизонтом Солнце в дни равноденствия не заходит за горизонт.
Границы тепловых (климатических) поясов на Земле проведены по астрономическим признакам.
Холодные пояса ограниченные кругами, положение которых определяется условиями незаходящего и невосходящего Солнца при условии, что его склонение
δ = ε .
φ = ± (90 - ε) = ± (90 – 23026,´5) = ± 66033,´5