У Меркурия и Венеры спутников нет. У остальных планет, за исключением Земли и Плутона, спутники неизмеримо меньше своих планет. У Земли имеется лишь один естественный спутник — Луна. Она меньше Земли по диаметру всего лишь в 4 раза. У Плутона обнаружен единственный спутник — Xарон, который по размерам всего лишь вдвое меньше, чем сама планета. Самые крупные спутники: Титан (спутник Сатурна) и Ганимед (третий спутник Юпитера). Они в 1,5 раза больше Луны по диаметру и немного больше Меркурия. Титан — единственный спутник, обладающий мощной атмосферой. По температуре и содержанию различных газов атмосфера Титана значительно отличается от земной, хотя она также в основном состоит из азота.
С помощью автоматических межпланетных станций удалось получить с близкого расстояния четкие фотографии спутников Марса и многих спутников Юпитера и Сатурна. На них хорошо видны многочисленные детали поверхности: кратеры, трещины, отдельные неровности. Спутники Юпитера и более далеких планет покрыты слоем льда с пылью в десятки километров толщиной. На спутнике Юпитера — Ио было сфотографировано несколько действующих вулканов. Кратерами, главным образом ударного (метеоритного) происхождения, оказались покрыты все спутники, даже столь малые, как спутники Марса размером около 20 км (рис. 56).
Рис. 56. Фотография Фобоса — спутника Марса, сделанная с одного из искусственных спутников.
Все спутники, для которых удалось установить вращение вокруг оси, в том числе и Луна, повернуты к своей планете всегда одной и той же стороной. Поэтому их звездные периоды вращения равны периодам их обращения вокруг своих планет, вследствие чего ни с одной планеты нельзя видеть обратную сторону этих спутников.
Четыре наибольших спутника Юпитера иногда можно разглядеть даже в призменный бинокль. В телескоп за несколько часов можно проследить, как спутники заметно перемещаются (рис. 57), иногда проходят между Юпитером и Землей, а иногда уходят за диск Юпитера или в его тень. Наблюдая периодичность этих затмений спутников, Ремер в XVII в. открыл, что скорость распространения света конечна, и установил ее числовое значение.
Рис. 57. Примеры изменения расположения четырех главных спутников Юпитера за три последующих дня.
Многие из спутников планет интересны своим движением; например, Фобос обращается вокруг Марса втрое быстрее, чем сама планета вращается вокруг оси. Поэтому для наблюдателя на Марсе он дважды в сутки восходит на западе и дважды полностью меняет все фазы, проносясь по небосклону навстречу суточному вращению звезд. Спутники Марса близки к его поверхности. Фобос находится от поверхности Марса на расстоянии меньшем чем диаметр планеты.
Далекие спутники Юпитера и Сатурна очень малы, и некоторые из них обращаются в сторону, противоположную вращению самой планеты. У всех спутников Урана плоскости орбит почти перпендикулярные плоскости орбиты Урана и близки к плоскости экватора планеты.
Источник
Астрономия урок 15 луна спутники планет
…Вот снова ночь. Над бледной сталью Понта Юпитер озаряет небеса, И в зеркале воды, до горизонта Столпом стеклянным светит полова. И не забыть мне этой ночи звездной,… И. А. Бунин
Тема: Планеты-гиганты.
Цель: Познакомиться с общей характеристикой планет-гигантов, их внутренние строением, атмосферой, спутниками планет и их кольцами.
Задачи: 1. Обучающая: Доказать, что Солнечная система – не случайное скопление различных небесных тел, а именно система, открытые закономерности строения которой свидетельствуют о том, что входящие в ее состав небесные тела образовались в результате естественного эволюционного процесса. Доказать на основе анализа природы планет обеих групп, что только на Земле сложились условия, подходящие для возникновения и развития жизни (соответствующий химический состав атмосферы и температурный режим, наличие воды). Ввести понятия: планеты-гиганты, кольца планет-гигантов. Заинтересовать учащихся наблюдениями Юпитера и его спутников (невооруженным глазом и в телескоп). Убедить учащихся в том, что изучение планет и их спутников в конечном счете позволяет лучше изучить Землю. 2. Воспитывающая: Способствовать формированию экологического мышления учащихся. Содействовать формированию таких мировоззренческих идей, как причинно-следственные связи (на примере условий, от которых зависят температурный режим и характер смены времен года на планетах), познаваемость мира и его закономерностей (на примере познаваемости закономерностей в Солнечной системе и исследования природы планет), обусловленность развития науки потребностями производства (на примере сравнительной планетологии). Эстетически воспитывать учащихся, знакомя их с красотой и стройностью Солнечной системы, разнообразием природы входящих в нее планет и спутников. Земля не просто одна из планет Солнечной системы, а уникальная планета – единственная в Солнечной системе, на которой возможны существование и развитие высших форм жизни, человечество обязано тщательно беречь от разрушения и уничтожения комплекс природных условий на нашей планете, образующий «экологическую нишу» разума в пределах Солнечной системы (сохранение земной природы – важная эстетико-экологическая проблема). 3. Развивающая: Формирование умения в большом материале выделить главное (основные особенности группы планет). Формирование умения анализировать материал, содержащийся в справочных таблицах, и на его основе формулировать логические выводы. Создавать эмоциональные ситуации, затрагивая вопросы, связанные с предположением о существовании жизни на других планетах. Для развития познавательных интересов и способностей учащихся акцентировать их внимание на общечеловеческих проблемах (недопустимость уничтожения человечества и природы Земли в результате термоядерной катастрофы, загрязнения атмосферы, воды и т.д.) и рассказать об эксперименте «Фобос». Для развития наиболее подготовленных учащихся предусмотреть рефераты, выступления с сообщениями и докладами о природе планет и достижениях в освоении космического пространства, самостоятельные наблюдения планет. Знать: 1-й уровень (стандарт) – физические условия на планетах гигантах. 2-й уровень — физические условия на планетах гигантах, возможность существования жизни. Уметь 1-й уровень (стандарт) –находить размер объекта на удалении и его видимость. 2-й уровень — находить размер объекта на удалении и его видимость. Находить с помощью «Red Shift 5.1» планеты и выявлять условия их видимости, находить противостояние планет и т.д. Оборудование: Таблицы: Солнечная система, планеты, Земля в космическом пространстве, Спутники планет. Д/ф «Планеты -гиганты», фотографии, диапозитивы. К/ф «Планетная система» (ч.2). В/ф «Астрономия», часть 2, фр.2 «Внешние планеты» ШАК. CD- «Red Shift 5.1» экскурсии = Планеты Солнечной системы (Полет над Солнечной системой, Сатурн и его кольца, Удивительные времена года на Уране, Луны Нептуна, спутники Юпитера, спутники Сатурна, Большой тур, Кассини, Юпитер без спутников, Удивительное затмение на Юпитере); лекции = «Внешние планеты Солнечной системы»; видеогалерея = Солнечная Система- Юпитер, Большое Красное пятно, кольца Сатурна, полёт около Миринды. Фотографии и иллюстрации астрономических объектов из мультимедийного диска «Мультимедиа библиотека по астрономии». Межпредметные связи: природоведение (первоначальные сведения о природе планет), физическая география (природа Земли), физика (агрегатные состояния вещества, магнитное поле Земли), химия (состав атмосферы небесных тел), биология (происхождение жизни на Земле), обществоведение (познаваемость мира и его закономерностей, актуальность решения глобальных экологических проблем).
Группа планет, к которой относиться Земля. [Земная]
Отчего на планете зависят степень поглощения излучения, идущего от Солнца. [от плотности и химического состава атмосферы]
Чем на планете объясняется смена дня и ночи. [вращением вокруг оси]
Когда планеты способны удержать атмосферу? [Если Uнар>Uмол]
Средний радиус земли. [6371км]
Основные газы, входящие в состав атмосферы Земли. [N2, O2]
Самая маленькая планета земной группы. [Меркурий]
Виды рельефа на Луне, Венере, Меркурии. [горы, кратеры и моря]
Могут ли на Луне наблюдаться затмения. [да-солнечные]
Чем объясняется смена времени года на планете.[наклоном оси]
Планета земной группы, имеющая 2 естественных спутника. [Марс]
Какая из планет ближе всего подходит к Земле. [Венера=45млн.км.]
Граница освещенной и не освещенной части Луны. [терминатор]
Период повторения затмений. [сарос=18лет 10,3суток и 54года 34сут.]
Спутники Марса. [Фобос, Деймос]
II. Новый материал.
а) Общая характеристика планет-гигантов.
Большой размер и масса (max – Юпитер, min – Нептун, Уран).
Малая плотность (≈Н 2 О)[max – Нептун, min — Сатурн].
Быстрое вращение вокруг оси (10-15 часов)(экваториальные зоны вращаются быстрее полярных Ю большое сжатие планет).
Очень удалены от Солнца – поэтому на них низкая температура.
Большое число спутников.
У всех планет имеются кольца (предсказаны С.К. Всехсвятским в 1960г).
Планеты не имеют твердой поверхности.
У планет сильное магнитное поле Ю имеются мощные радиационные пояса.
Плотная Не — Н атмосфера.
б) Заслушиваются сообщения учащихся по отдельным планетам (3-4мин по каждой)
Закрепление материала(8 мин)
Самостоятельная работа №8
«Red Shift 5.1»: Найти одну из планет, дать характеристику и условия её видимости.
«Red Shift 5.1» показать и определить положение планет гигантов на сегодня относительно Солнца (удаленность, созвездие, координаты)
Чем общим характеризуются планеты гиганты?
Причины наличия колец у планет гигантов?
Причины большого числа спутников у планет гигантов?
На поверхности каких планет в Солнечной системе вода может находиться в жидком состоянии?
На каких спутниках и в какой форме наблюдаются следы вулканической деятельности?
Оценки.
Домашнее задание:§15; вопросы и задания стр. 80-91, стр. 102 (п.1-6). ПР №5, Подготовить (по выбору) сообщение (реферат) по одной из планет Солнечной системы, ее освоение КА. Создать презентацию по одной из планет СС или теме «Солнечная система». Вечернее наблюдение №2 «Наблюдение Луны и планет в телескоп»
Урок оформили члены кружка “Интернет технологии” 2003г: Прытков Денис(10кл) и Березуцкая Ана(11кл)
Второй вариант, это данный урок можно организовать как дистанционный (самостоятельного освоения знаний по данной теме), при условии наличия скоростного Интернета.
Источник
Урок 15
Луна образовалась вместе с Землёй из одной планетезимали; Земля могла разделиться на две части; при объединении небольших камешков; при «косом» столкновении с крупным небесным телом.
Является ли Луна ближайшим к Земле небесным телом? (да)
Имеется ли на Луне атмосфера? (нет)
Ступала ли на Луну нога человека? (да)
Смог ли бы космонавт на Луне воспользоваться компасом для ориентирования, как путешественник на Земле? (нет)
Характерны ли для Луны резкие смены температур? (да)
Похоже ли Лунное вещество на вулканические земные породы — базальты? (да)
Имеются ли в Лунных породах следы органических соединений? (нет)
Верно ли утверждение, что возраст лунных пород составляет около 4.5 млрд лет? (да)
Связаны ли с Луной явления приливов и отливов на Земле? (да)
Имеется ли в лунных морях вода? (нет)
Являются ли кратеры самыми многочисленными образованиями на Луне? (да)
Верно ли, что Луна повёрнута к Земле всегда одной стороной? (да)
Можно ли изучать внутреннее строение Луны по записям сотрясений от ударов метеоритов по её поверхности? (да)
Ось вращения Луны почти перпендикулярна плоскости её орбиты. Будет ли на небе Луны α Малой Медведицы играть роль Полярной звезды? (нет)
Через какие промежутки времени в среднем должны наступать приливы и отливы в каждом определённом месте на Земле?
В среднем дважды в сутки, т. к. на ближней к Луне стороне Земли вода притягивается сильнее, чем сама Земля. Поэтому происходит прилив. На дальней стороне Земли всё наоборот: Земля притягивается к Луне сильнее, чем вода. Происходит ещё один прилив.
Море Облаков
Море Кризисов
Море Изобилия
Море Спокойствия
Горный хребет Альпы
Горный хребет Кавказ
Кратер Архимед
Кратер Аристотель
Минимальный размер d объекта, видимого невооружённым глазом, определим по формуле. Так как D > d, Море Москвы можно было бы увидеть невооружённым глазом.
Обозначим буквой S расстояние до Луны.
Если космонавт будет находится в центре видимого для нас полушария Луны, то на «лунном небе» он увидит Землю в зените.
Источник
Луна – естественный спутник Земли
Луна — единственный естественный спутник планеты Земля. Это второй самый яркий объект в небосводе после Солнца. Так как Луна вращается по орбите кругом Земли с временем в один месяц, угол меж Землей, Луной и Солнцем меняется; мы видим этот эффект как цикл лунных фаз.
Хотя Луна и вертится вокруг собственной оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Дело в том, что она производит один кругооборот вокруг собственной оси за то же время (27,3 дней), что и один оборот вокруг Земли. А так как направленность обоих вращений совпадает, его противоположную сторону с Земли узреть нереально.
При этом вращение Луны вокруг Земли по эллиптической орбите проистекает неравномерно, с Земли имеется возможность видеть 59% лунной поверхности.
Первым космическим аппаратом, достигшим поверхности Луны, является «Луна-2». Он был запущен в СССР 12 сентября 1959 года.
Впервые нога человека ступила на Луну 20 июля 1969 года. Это были американские астронавты «Аполлона-11».
Еще до того, как стали проводиться космические исследования, астрономы уже заявляли о необычности Луны.
Ее плотность меньше плотности любой планеты земной группы (Земли, Марса, Венеры, Меркурия) — всего лишь в 3,3 раза больше плотности воды. Даже этот факт является свидетельством необычных условий образования спутника.
По пробам грунта с ее поверхности был установлен химический состав, а также возраст Луны (самые старые образцы – 4,1 млрд. лет), и это обстоятельство еще больше запутало представление землян о происхождении данного небесного тела.
В настоящее время большинство ученых считают, что Луна сформировалась в результате столкновения крупного небесного тела с Землей.
Луна по сравнению со спутниками других планет
Несмотря на не столь выдающиеся в сравнении с другими спутниками Солнечной системы размеры, Луна является самым крупным по отношению к своей планете –Земле – спутником.
Луна является достаточно большим спутником. По размерам ее превосходят лишь такие спутники других планет, как Ио, Каллисто, Ганимед, Титан. Таким образом, размер Луны позволяет занимать этому небесному телу среди 91 спутника всей Солнечной системы пятое место.
Орбита Луны
Перигей (ближайшая к Земле точка орбиты): 363 104 километра (изменяется в пределах 356 400 – 370 400 километров).
Апогей (самая далекая от Земли точка орбиты): 405 696 километров (изменяется в пределах 404 000 – 406 700 километров).
Средняя скорость движения Луны по орбите составляет около 1,023 километра в секунду.
Лунавращается вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,3 суток, постепенно удаляясь от нее вследствие приливного ускорения на 38 миллиметров в год, то есть ее орбита представляет собой медленно раскручивающуюся спираль.
Физические характеристики Луны
Температура поверхности Луны колеблется от −173 °C ночью до +127 °C в подсолнечной точке. Температура пород на глубине 1 метр постоянна и равна −35 °C.
Средний радиус Луны составляет 1737,1 километра, то есть примерно 0,273 радиуса Земли.
Площадь поверхности Луны составляет 3,793 х 107 квадратных километров.
Средняя плотность Луны составляет 3,3464 грамм на кубический сантиметр.
Ускорение свободного падения на Луне равно 1,62 метра на секунду в квадрате (0,165 g).
Масса Луны равна 7,3477 х 1022 килограмм.
Система Земля – Луна
Разумеется, не совсем верно говорить о движении Луны вокруг Земли. Точнее, оба эти тела обращаются вокруг их общего центра массы, лежащего ниже поверхности Земли. Анализ колебаний Земли показал, что масса Луны в 81 раз меньше массы Земли.
Гравитационное притяжение Луны вызывает приливы и отливы на Земле.
Приливные движения в результате трения замедляют вращение Земли, увеличивая продолжительность земных суток на 0,001 с за столетие.
Поскольку момент импульса системы Земля – Луна сохраняется, замедление вращения Земли приводит к медленному удалению Луны от Земли. Однако в нынешнюю эпоху расстояние между Землей и Луной уменьшается на 2,5 см в год из-за сложного взаимодействия Солнца и планет с Землей.
Луна всегда обращена к Земле одной стороной.
Детальный анализ ее гравитационного поля показал, что Луна деформирована в направлении Земли, но искажение ее формы слишком велико для современного приливного эффекта. Это искажение считают «замороженным приливом», оставшимся с тех пор, когда Луна была ближе к Земле и испытывала с ее стороны более сильное приливное влияние, чем сейчас. Но эта выпуклость может представлять собой и неоднородность внутреннего строения Луны.
Лунная иллюзия
Рядом с горизонтом Луна по размерам кажется гораздо больше, нежели высоко на небосводе. Это оптический обман.
Согласно психологическим опытам, в подсознании наблюдателя формируется собственное представление о размерах объекта под воздействием восприятия величины соседствующих объектов. Чем выше в небе, тем Луна воспринимается меньше, поскольку находится в большом пустом пространстве. Но ближе к горизонту ее размеры легко сравнимы с расстоянием от Луны до горизонта, ввиду чего неосознанно усиливается впечатление о лунном размере.
Поскольку Луна — сферическое тело, при её освещении сбоку возникает «серп». Освещённая сторона луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом.
Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты. Средний синодический месяц составляет 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды.
В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны — видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.
Луна проходит следующие фазы освещения:
новолуние — состояние, когда Луна не видна.
молодая луна — первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
первая четверть — состояние, когда освещена половина Луны.
прибывающая луна
полнолуние — состояние, когда освещена вся Луна целиком.
убывающая луна
последняя четверть — состояние, когда снова освещена половина Луны.
старая луна
Обычно на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.
Мнемоническое правило определения фаз Луны
Чтобы отличить первую четверть от последней, наблюдатель, находящийся в северном полушарии, может использовать следующие мнемонические правила. Если лунный серп в небе похож на букву «С», то это — луна «Стареющая» или «Сходящая», то есть это последняя четверть. Если же он повёрнут в обратную сторону, то, мысленно приставив к нему палочку, можно получить букву «Р» — луна «Растущая», то есть это первая четверть.
Растущий месяц обычно наблюдается вечером, а стареющий — утром.
Следует заметить, что вблизи экватора месяц всегда виден «лёжа на боку», и данный способ не подходит для определения фазы.
В южном полушарии ориентация серпа в соответствующих фазах противоположная: растущий месяц (от новолуния до полнолуния) похож на букву «С», а убывающий (от полнолуния до новолуния) похож на букву «D» без палочки.
Если по направлению движения луны передний край освещённый — луна растущая, затенённый — убывающая.
Разница между Луной и Землей
Хотя между Землей и Луной около 400 тысяч километров, они тесно связаны и способны влиять друг на друга. Луна взаимодействует со всей земной природой, активизируя, к примеру, морские приливы и отливы. Тем не менее, у двух этих небесных тел довольно много отличий друг от друга.
Сравнение
Земля в 81 раз больше Луны по массе. Радиус Луны примерно в три с половиной раза меньше радиуса Земли.
Сравнение размеров Луны, Земли и Марса
Землю окружает геосфера – газовая оболочка с различными примесями. На Луне атмосфера практически отсутствует, нет кислорода, нет ветра. Поэтому днем поверхность Луны от палящего Солнца нагревается до 120°C, а ночью может остыть до –160°C.
Днем на Земле светло, ночью – темно. На Луне даже днем небо всегда черное и безоблачное: при ярком Солнце небо усыпано звездами. С Земли небо кажется голубым: такой цвет ему придает воздух. Солнечные лучи рассеиваются, и звезды днем не видны.
Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.
Большая часть Земли занята морями и океанами, меньшая – материками и островами. Поверхность Луны состоит из гористой местности и лунных морей (огромных кратеров с застывшей лавой).
Лунные горы, вероятнее всего, сформировались после столкновения с поверхностью огромных метеоритов, в то время как горы на Земле – результат тектонических процессов.
Луну покрывает смесь скалистых обломков и мелкой пыли, так называемый реголит, толщиной до нескольких десятков метров.
На Луне, в отличие от Земли, нет вулканической активности и практически нет воды (кроме небольших запасов льда). Земная поверхность постоянно подвергается воздействию воды и ветра, поверхность Луны не размывается и не выветривается.
Магнитное поле Луны очень слабое, а сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.
Химический состав и Земли, и Луны различен. К примеру, Земля содержит достаточно большое количество железа, в то время как на Луне его практически нет.
Выводы
Земля в 81 раз тяжелее Луны.
Радиус Луны в среднем в 3,5 раза меньше радиуса Земли.
На Земле есть атмосфера, кислород, вода, а значит, и органическая жизнь. На Луне всего этого нет.
Днем на Земле светло, можно видеть голубое небо, ночью же – темно. На Луне небо всегда черное, безоблачное.
Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.
Поверхность Земли занята материками, океанами, морями и островами. На поверхности Луны сформированы горы и лунные моря (гигантские кратеры).
На Луне сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.
У Земли есть магнитное (геомагнитное) поле, в то время как у Луны оно почти отсутствует
Химический состав двух астрономических объектов различен.
