Далёкие глубины Вселенной
Глава1.
Введение в астрономию
Внутри доступной наблюдениям части Вселенной содержится несколько десятков миллиардов крупных галактик различной формы.
Газ и пыль собраны в газопылевые облака, которые наблюдаются в виде диффузных светящихся туманностей и отражательных туманностей возле звёзд.
Наблюдаются рассеянные и шаровые звёздные скопления.
Средняя плотность вещества во Вселенной в виде звёзд, газа, пыли и галактик составляет всего около1,2 × 10 –26 кг/м 3 .
Самыми плотными объектами являются нейтронные звёзды.
Наблюдаются остатки взрывов сверхновых звёзд, в которых вещество разлетается со скоростью в тысячи километров в секунду, в результате чего образуются релятивистские частицы.
В центре Млечного Пути находится сверхмассивная чёрная дыра.
Для изучения самых далёких небесных тел астрономы строят гигантские телескопы, чтобы различить как можно меньшие детали небесных тел.
Чтобы избавиться от влияния атмосферы и изучать излучение небесных тел в рентгеновских, γ- и инфракрасных лучах, запускают космические телескопы.
Структура и масштабы Вселенной
Наука о небесных телах получила название астрономия (от древнегреческих слов «астрон» — звезда и «номос» — закон). Она изучает их видимые и действительные движения и законы, определяющие эти движения; формы, размеры, массы и рельеф поверхности; природу и физическое состояние небесных тел; взаимодействие между ними, их эволюцию — вероятную прошлую историю и будущее развитие. Объект исследований астрономов — вся Вселенная в целом.
Внутри доступной наблюдениям части Вселенной имеются несколько десятков миллиардов галактик. Каждая галактика содержит десятки и сотни миллиардов звёзд. Полное число звёзд в наблюдаемой части Вселенной составляет порядка 1022.
При фотографировании неба в самые мощные телескопы удаётся зафиксировать до 10 миллиардов звёзд. Практически все они принадлежат нашей Галактике, которой ещё в древности дали название Млечный Путь.
Астрономы измерили расстояния до многих звёзд. Расстояние до ближайшей к нам звезды Проксимы Центавра составляет 4,2 св. г. Значение «несколько световых лет» характеризует среднее расстояние между звёздами в Млечном Пути.
Наряду со звёздами и планетами, во Вселенной имеются газ и пыль. Масса газа и пыли в галактиках почти в сто раз меньше, чем масса, заключённая в звёздах
Самые разреженные области Вселенной — это пространство между галактиками, а самые плотные — ядра звёзд. Если средняя плотность Солнца составляет около 1400 кг/м3, почти как плотность воды, то в центре Солнца уже около 150 000 кг/м3.
Астрономам удалось измерить и рассчитать температуры различных небесных тел и областей космоса. Так, самыми холодными оказались плотные облака газа и пыли, удалённые на большие расстояния от звёзд, — в них температура составляет всего несколько Кельвинов. Именно в этих областях образуются новые звёзды.
На поверхности Солнца температура равна примерно 6000 К, а в его центре — около 15 000 000 К. В некоторых звёздах температура в центре достигает миллиардов Кельвинов. Благодаря высоким температурам в них протекают термоядерные реакции и образуются все, в том числе тяжёлые химические элементы.
Последние наблюдения показали, что Вселенная расширяется с ускорением. По наблюдениям ускоренного удаления галактик не так давно была открыта новая сила Всемирного отталкивания. Природа этой силы пока не ясна. Кроме этого, было установлено, что основную часть Вселенной занимают тёмная материя и тёмная энергия, а обычное вещество составляет всего несколько процентов.
Далёкие глубины Вселенной
Современная астрономия нацелена на изучение самых далёких областей Вселенной и детальной структуры небесных тел. В последние десятилетия были построены несколько обсерваторий с гигантскими телескопами.
Следует отметить южную международную астрономическую обсерваторию в Чили на высоте около 5000 метров. Очень Большой Телескоп, состоящий из четырёх телескопов с диаметрами 8,2 м каждый. С помощью компьютерных технологий они могут работать вместе как гигантский интерферометр, с угловым разрешением в несколько миллисекунд дуги.
Хороший астрономический климат в обсерватории и чувствительные инфракрасные приёмники света, позволил проникнуть в центр Млечного Пути через облака газа и пыли, которые непрозрачны для видимого света, изучить движение отдельных звёзд в центре и обнаружить сверхмассивную черную дыру в нём.
Чтобы исключить влияние атмосферы на результаты наблюдений, астрономы запускают телескопы за пределы земной атмосферы.
Используя длительные экспозиции, впервые были получены изображения протогалактик, первых сгустков материи, которые сформировались менее чем через миллиард лет после Большого взрыва.
В настоящее время в космическом пространстве работает российская космическая обсерватория «Радиоастрон». Телескоп двигается по очень вытянутой орбите с апогеем до 360 000 км. Радиоастрон позволяет получить информацию о структуре галактических и внегалактических радиоисточников на угловых масштабах до 8 микросекунд дуги (8 × 106″).
Сейчас в космическом пространстве вокруг Земли вращается гамма телескоп имени Ферми. Так как гамма излучение образуется при высокоэнергичных процессах, рождения и аннигиляции частиц и античастиц, при ядерных реакциях, то телескоп позволяет исследовать эти процессы в небесных телах. Многие астрономы склонны думать, что в гамма излучении себя проявляют необычные свойства тёмной материи.
Большое развитие получила нейтринная астрономия. Её методами удалось заглянуть внутрь Солнца и в ядра взрывающихся сверхновых звёзд. Совершенно новое направление представляет гравитационно-волновая астрономия. Её первые успехи связывают с прямым наблюдением гравитационного излучения, которое, по-видимому, образовалось при слиянии двух чёрных дыр.
Подведём итоги
ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ:
Объект с каким минимальным линейным размером мы сможем различить в галактике Туманность Андромеды, расстояние до которой 2,5 млн св. лет, с помощью «РадиоАстрона»?
Скорость волокон в Крабовидной туманности составляет 1500 км/с. Расстояние до неё 6500 св. лет. Через сколько лет мы сможем заметить это перемещение в телескоп с диаметром 86 м с пространственным разрешением 0,004′′?
Чем отличаются исследования в области астрономии от исследований в области физики и биологии?
Справочник
Источник
Далекие глубины вселенной 10 класс конспект
Занимайтесь онлайн с русскоговорящими репетиторами
- Помогаем детям из русских школ за границей
- Для детей на домашнем обучении
Войти с помощью:
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Всего 1 материал
Подарочные сертификаты
Если Вы не нашли темы для своего учебника, то можете добавить оглавление учебника и получить благодарность от проекта «Инфоурок».
Петербургская школьница набрала 300 баллов на ЕГЭ
Время чтения: 1 минута
Второе высшее образование в творческих вузах станет бесплатным
Время чтения: 1 минута
Минобрнауки рекомендовало своим организациям вакцинировать сотрудников
Время чтения: 1 минута
В Дагестане стобалльники ЕГЭ получат по сто тысяч рублей
Время чтения: 2 минуты
Модуль по истории по ключевым событиям XX и XXI веков введут в школах РФ для 5-9-х классов
Время чтения: 2 минуты
Российские школьники завоевали пять медалей на Европейской олимпиаде по физике
Время чтения: 1 минута
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Источник
Далекие глубины вселенной 10 класс конспект
Занимайтесь онлайн с русскоговорящими репетиторами
- Помогаем детям из русских школ за границей
- Для детей на домашнем обучении
Войти с помощью:
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Всего 4 материала
Подарочные сертификаты
Если Вы не нашли темы для своего учебника, то можете добавить оглавление учебника и получить благодарность от проекта «Инфоурок».
Второе высшее образование в творческих вузах станет бесплатным
Время чтения: 1 минута
Подведены предварительные итоги ЕГЭ по биологии
Время чтения: 3 минуты
Путин рассказал о разовых выплатах на подготовку детей к школе
Время чтения: 1 минута
Минобрнауки рекомендовало своим организациям вакцинировать сотрудников
Время чтения: 1 минута
Школьники из России завоевали три золота на олимпиаде IOI 2021
Время чтения: 1 минута
Петербургская школьница набрала 300 баллов на ЕГЭ
Время чтения: 1 минута
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Источник
Конспект урока по астрономии 10 класс «Введение в астрономию»
Введение в астрономию.
Цель урока: Дать представление об астрономии – как науки, связи с другими науками; познакомится с историей, развитием астрономии; инструментами для наблюдений, особенности наблюдений. Дать представление о строении и масштабах Вселенной.
1. Обучающая: ввести понятия астрономии, как науке и основных разделах астрономии, объектах познания астрономии: космических объектах, процессах и явлениях; методах астрономических исследований и их особенностях; обсерватории, телескопа и его различных видов. Истории астрономии и связи с другими науками. Роли и особенности наблюдений; практическом применении астрономических знаний и средств космонавтики.
2. Воспитывающая: историческая роль астрономии в формировании представления человека об окружающем мире и развитии других наук, формирование научного мировоззрения учащихся в ходе знакомства с некоторыми философскими и общенаучными идеями и понятиями (материальности, единства и познаваемости мира, пространственно-временными масштабами и свойствами Вселенной, универсальностью действия физических законов во Вселенной). Патриотическое воспитание при ознакомлении с ролью российской науки и техники в развитии астрономии и космонавтики. Политехническое образование и трудовое воспитание при изложении сведений о практическом применении астрономии и космонавтики.
3. Развивающая: развития познавательных интересов к предмету. Показать, что мысль человеческая всегда стремится к познанию неизвестного. Формирование умений анализировать информацию, составлять классификационные схемы.
понятие астрономии, основных ее разделах и этапах развития, месте астрономии среди других наук и практическом применении астрономических знаний; иметь первоначальное понятие о методах и инструментах астрономических исследований; масштабах Вселенной, космических объектах, явлениях и процессах, свойства телескопа и его виды, значение астрономии для народного хозяйства и практических нужд человечества.
понятие астрономии, системы, роль и особенности наблюдений, свойства телескопа и его виды, связь с другими предметами, преимущества фотографических наблюдений, значение астрономии для народного хозяйства и практических нужд человечества.
пользоваться учебником и справочным материалом, искать в Интернет информацию по выбранной астрономической теме.
Астрономия. Самая древняя наука
Астрономия занимает особое место в системе естественно-научных знаний, так как она затрагивает глубинные вопросы существования человека в окружающем мире и в ней концентрируются основные противоречия между бытием человека и его сознанием.
На протяжении тысячелетий астрономия шагала в ногу с философией и религией, информацией, почерпнутой из наблюдений звёздного неба, питала внутренний мир человека, его религиозные представления об окружающем мире. Во всех древних философских школах астрономия занимала ведущее место. Так как астрономия не затрагивала непосредственно условия жизни и деятельности человека, то потребность в ней возникала на более высоком уровне умственного и духовного развития человека, и поэтому, она была доступна пониманию узкого круга образованных людей.
Всё современное естествознание: физика, математика, география и другие науки — питалось и развивалось благодаря развитию астрономии. Достаточно вспомнить механику, математический анализ, развитые Ньютоном и его последователями в основном для объяснения движения небесных тел.
Современные идеи и теории: общая теория относительности, физика элементарных частиц – во многом зиждутся на достижениях современной астрономии, таких её разделов, как астрофизика и космология.
Чтобы правильно понять современное естествознание, необходимо изучать астрономию, пронизывающую его и лежащую в его основах.
Курс астрономии включает 34 урока (второе полугодие 10 класса и первое – 11 класса).
Материал учебника включает девять тем, каждая из которых разделена на параграфы. Перед каждой темой в рубрике «Коротко о главном. » приводится интересный научный факт или высказывание одного из великих учёных, которые отражают суть содержания темы.
Параграф начинается с вводных рубрик «Вы узнаете. », «Вспомните. ». Рубрика «Вы узнаете. » знакомит с основными вопросами, которые изучаются в параграфе. Рубрика «Вспомните. » подскажет, что необходимо вспомнить из ранее изученного материала, для того чтобы усвоить новый материал.
Основной текст параграфа сопровождают рубрики, которые помогут глубже понять наиболее важный материал.
В рубрике «Астрономический блокнот» содержатся интересные сведения и дополнительная информация к основному тексту параграфа.
Рубрика «Мои астрономические наблюдения» поможет научиться проводить простые астрономические наблюдения, иллюстрирующие суть астрономического явления или объекта.
Рубрика «Астрономический калейдоскоп» иллюстрирует текст параграфа примерами из жизни и науки.
Физические законы и формулы параграфа выделены в рубрике «Внимание».
Графический элемент в виде лупы акцентирует внимание на внутреннем содержании рисунка, детализирует изображение астрономического явления или объекта.
На последней странице каждой главы содержатся рубрики «Подведём итоги», «Вопросы для обсуждения». В рубрике «Подведём итоги» приводятся основные выводы и идеи, содержащиеся в главе. Вопросы, содержащиеся в рубрике «Вопросы для обсуждения», носят проблемный характер и могут стать интересной темой для дискуссии.
Ссылки на Интернет-ресурсы и литературу позволят привлечь дополнительные источники информации при изучении темы.
Наука о небесных телах получила название астрономия. Она изучает их видимые и действительные движения и законы, определяющие эти законы; форму, размер, массу и рельеф поверхности; природу и физические состояния небесных тел; взаимодействие между ними, их эволюцию – вероятную прошлую историю и будущее развитие. Объектом исследования являются не только небесные тела, но и Вселенная в целом.
История астрономии – одна из самых увлекательных и древнейших наук.
Астрономия. Самая древняя наука. https://www.youtube.com/watch?v=Va6k38ZBXPI
Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:
Счета времени (календарь).
Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям
Любознательность – разобраться в происходящих явлениях и поставить их себе на службу.
Забота о своей судьбе, народившая астрологию.
— Что вы знаете о Вселенной?
— Что вы знаете о Солнечной системе?
— Что вы знаете о Солнце?
— Что вы знаете о звездах?
— Что такое планета?»
Вселенная — совокупность всех объектов, которые мы наблюдаем. Вселенная никогда не возникала и никогда не исчезнет, она всегда существовала и будет существовать. Вселенная не имеет границ; она бесконечна в пространстве и вечна во времени. Вселенная непрерывно изменяется: отдельные ее объекты — галактики, звезды, планеты — появляются, проходят свой путь развития и исчезают, а на смену им возникают новые, более сложные и разнообразные миры.
1 св. год – это расстояние, которое проходит свет за один год
1 св.г = 3000 000км/с × 3600с × 24 ч × 365, 25 сут = 9 467 280 000 000 км = 10 13 км = 10 16 м
Т.к. наша Вселенная родилась 13 млрд. лет тому назад, поэтому свет от более удаленных объектов еще не дошел до нас.
Часть Вселенной, в которой мы живем, называется Метагалактикой. Метагалактика – это сверхгигантская система огромного, может быть даже бесчисленного, числа разных галактик.
Галактики – это системы космических тел, состоящие из десятков и сотен миллиардов звезд, туманностей, планет и других космических объектов. Наша Галактика имеет размеры около 100000 св. лет, обладает спиральной формой и состоит из 200 миллиардов звезд. Солнечная система находится на окраине Галактики в 27000 св. годах от ее центра.
Звезда — это огромный раскаленный газовый шар. Солнце — самая близкая из звезд, другие звезды находятся так далеко от Земли — в миллионы и миллиарды раз дальше Солнца — что кажутся нам яркими разноцветными точками на ночном небе. Солнце больше Земли по размерам в 109 раз и в 333000 раз больше Земли по массе. От Солнца до ближайшей из звезд — Проксимы Центавра — свет «летит» 4 года. Чем горячее и больше звезда, тем ярче она светит. Звезды различаются по размерам и по массе. Есть звезды больше Солнца и есть звезды меньше Солнца, но все они в десятки, сотни и тысячи раз больше Земли. Высокая температура поверхности звезд обусловлена атомными реакциями, протекающими в центре звезд при температуре свыше 10 миллионов градусов. Чем больше масса звезды, тем сильнее идут атомные реакции. В зависимости от массы и размеров звезды подразделяют на «нормальные» звезды — такие, как Солнце, звезды-гиганты и звезды-карлики.
Планетные системы состоят из одинокой звезды, вокруг которой вращаются разные планеты. Солнце и все вращающиеся вокруг него космические тела: 9 больших планет и их спутники, астероиды, кометы и метеорные частицы образуют Солнечную систему.
Планета — это шарообразное тело, которое светит отраженным светом. Одни планеты больше Земли по размерам и по массе, другие — меньше. Большие планеты называют планетами-гигантами, а похожие по размерам и массе на Землю — землеподобными. Вокруг Солнца вращается 9 планет. Они называются: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Масса планет в тысячи раз меньше массы Солнца. Самая большая планета — Юпитер — в 11 раз больше Земли по размерам и в 318 раз больше Земли по массе. Самая маленькая, далекая и холодная планета — Плутон Солнце освещает и согревает Землю и другие планеты и их спутники. Мы можем видеть Луну и планеты лишь потому, что они освещаются Солнцем. Все планеты вращаются вокруг своей оси, одни — быстрее, другие — медленнее. Чем ближе к Солнцу планета, тем быстрее она вращается вокруг него.
Спутники планет вращаются вокруг них, как Луна вращается вокруг Земли. Спутники похожи на планеты, но значительно меньше их по массе и по размерам.
Астероиды или «малые планеты» — сотни тысяч каменных скал размерами от нескольких метров до сотен километров, вращающихся вокруг Солнца между Марсом и Юпитером.
Кометы — вращающиеся вокруг Солнца на окраинах Солнечной системы громадные глыбы грязного льда, в который вмерзли пылинки и камушки. У подлетающих к Солнцу комет ледяные ядра тают, испаряются и у комет образуются очень длинные красивые хвосты из газа и пыли.
Метеорные тела — множество вращающихся вокруг Солнца мелких камушков и льдинок — осколков астероидов и комет и космических пылинок.
Расстояния внутри Солнечной системы измеряются в миллионах километров или в астрономических единицах.
1 астрономическая единица (а.е.) равна среднему расстоянию от Солнца до Земли — 150 миллионам километров. От Солнца до Меркурия — 1/3 а.е.; до Юпитера – 5а.е.; до Плутона – 40 а.е
Для изучения астрономических объектов используют телескопы.
Источник