- •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
3. Некоторые особенности планет. Меркурий
Ближайшая к Солнцу и наименьшая из всех планет земной группы.
- обилие мелких и крупных кратеров, глубокие и широкие долины, борозды и разломы в коре. Дно некоторых кратеров залито затвердевшей лавой;
- солнечные сутки равны 176 земным суткам или двум меркурианским годам. От восхода до захода проходит один год. От захода до восхода – еще год;
- ось вращения почти перпендикулярна к плоскости своей орбиты;
- магнитное поле слабое, в 100 раз меньше земного.
Венера:
- плотная атмосфера с облаками, не дает возможности оптическим наблюдениям поверхности. Открыта 6 июня 1761 года М.В Ломоносовым при прохождении Венеры по диску Солнца;
- масса надежно определена по искривлению траектории американской космической станции «Маринер - 5» в октябре 1967 г. и по обращению двух советских искусственных спутников планет «Венера - 9» и «Венера - 10» в октябре 1975г;
- ось вращения незначительно отклонена от перпендикуляра к плоскости эклиптики. Вращается вокруг оси с востока на запад, то есть навстречу вращению Земли. Это обратное вращение. Период вращения считается отрицательным, а наклон оси считают не 3º, а 177º;
- во время нижнего соединения Венера повернута Земле всегда одним и тем же полушарием, так как синодический период обращения Венеры вокруг Солнца равен 584 суткам и заключает в себе 5 солнечных венерианских суток (5*117 = 585 суток);
- явление сумеречной дуги – смыкание рогов в фазе узкого серпа вследствие преломления света, проходящего сквозь атмосферу;
- по исследованиям на космических аппаратах в атмосфере около 97% углекислого газа, который создает сильный парниковый эффект и сильное нагревание поверхности;
- в атмосфере обнаружены воздушные течения, ветры;
- атмосфера отражает до 76% солнечного света;
- рельеф изучен посредством радиолокации с Земли и с ее искусственных спутников. Поверхность глаже, чем у Луны и Земли. Есть горные плато, хребты, кольцевые горы, кратеры, равнины;
- на планете есть вулканы, в том числе и действующие, выбрасывающие в атмосферу углекислый газ, серистые и хлористые соединения;
- обнаружен вблизи экватора гигантский разлом, глубиной до 2 км, шириной 150 км, длиной 1500 км, что свидетельствует о тектонических процессах в недрах планеты;
- водных бассейнов и магнитного поля нет.
Марс
- поверхность хорошо видна в телескоп;
- вращение в прямом направлении;
- наклон оси вращения близок к земному. Поэтому на Марсе такие же тепловые пояса и смена сезонов года. Но контрасты сезонов из – за большого удаления и отсутствия водных бассейнов иные: снежной зимы и жаркого лета не бывает;
- песчаные пустыни светло желтого и оранжевого оттенка, условно называются материками;
- темные области «моря», «оазисы», «озера»;
- полярные шапки, белые пятна полюсах, из затвердевшей углекислоты и водяного льда (инея). Летом наблюдается таяние шапок и изменение морей, оазисов, заливов, озер, приобретают синевато – зеленый оттенок – может быть растительность;
- влага в атмосфере в ничтожном количестве, но может поступать к растениям из почвы;
- наличие тонких темных линий, «каналов». Открыта в 1877 году Дж. Скиапарелли. При наблюдении в сильные телескопы видны, как отдельные пятна и отрезки линий;
- Марс интенсивно исследован с помощью космических аппаратов;
- в марте 1974г советский космический аппарат «Марс - 6» осуществил мягкую посадку на поверхность;
- кратеров мало, поверхность в основном равнинная, есть конусообразные вулканические горы с жерлами на вершинах и застывшими потоками лавы;
- имеются признаки прошлых оледенений;
- в грунте обилие окислов железа, придающих поверхности планеты красноватый оттенок;
-атмосфера сильно разрежена. 95% - углекислый газ. Кислорода – 2,5%, водяных паров - 0,1%;
- из-за резкого изменения температур в атмосфере наблюдается ветра и пыльные бури;
- возможно наличие грунтовых вод;
- признаки жизнедеятельности микроорганизмов не обнаружены;
- магнитное поле в 500 раз слабее земного;
- спутники движутся в прямом направлении почти в плоскости экватора планеты.
Юпитер
- самая большая планета солнечной системы;
- вращение в прямом направлении очень быстрое, вызывает сильное сжатие;
- экваториальная зона вращается быстрее, что подтверждает газовую природу диска планеты;
- исследовался американскими автоматическими станциями, типа «Пионер», «Вояджер»;
- по наиболее вероятной модели по массе 72% - водород, 22%- гелий, 6% - тяжелые элементы в недрах планеты. На глубине 5 тыс. км без редких границ атмосфера переходит в смешанный газожидкий слой. Под ним жидкий водород и гелий. Из – за высокой температуры водород находится в металлическом состоянии., то есть является электропроводным.
Сверхплотное жидкое ядро из водорода и гелия с примесью силикатов, железа, никеля. Диаметр 8-9 тыс. км.
- жидкие недра и быстрое вращение создают магнитное поле в 50 раз сильнее земного;
- Следствие магнитного поля планеты и солнечного ветра – радиационные пояса;
- в Южном полушарии устойчивое красное пятно, которое обтекают атмосферные течения. Это устойчивый ураганный вихрь в атмосфере. С периодом вращения 6 суток;
- наличие колец;
- большое радиоизлучение.