Etymologia

Struktura astronomii jako dyscypliny naukowej

Astronomia pozagalaktyczna: soczewkowanie grawitacyjne. Widocznych jest kilka niebieskich obiektów w kształcie pętli, które są wielokrotnymi obrazami pojedynczej galaktyki, zwielokrotnionymi w wyniku efektu soczewkowania grawitacyjnego gromady żółtych galaktyk w pobliżu środka zdjęcia. Utworzono obiektyw pole grawitacyjne gromada załamująca promienie świetlne, co prowadzi do zwiększenia i zniekształcenia obrazu bardziej odległego obiektu.

Współczesna astronomia dzieli się na szereg działów, które są ze sobą ściśle powiązane, zatem podział astronomii jest w pewnym stopniu arbitralny. Główne gałęzie astronomii to:

  • Astrometria - bada pozorne pozycje i ruchy opraw. Wcześniej rola astrometrii polegała również na bardzo precyzyjnych określaniach współrzędne geograficzne i czasu, badając ruch ciał niebieskich (obecnie stosuje się do tego inne metody). Współczesna astrometria składa się z:
    • astrometria podstawowa, której zadaniem jest wyznaczanie współrzędnych ciał niebieskich na podstawie obserwacji, sporządzanie katalogów położeń gwiazd oraz wyznaczanie wartości liczbowych parametrów astronomicznych – wielkości pozwalających uwzględnić regularne zmiany współrzędnych opraw;
    • astronomia sferyczna, rozwijająca się metody matematyczne wyznaczanie pozornych położeń i ruchów ciał niebieskich za pomocą różne systemy współrzędne, a także teoria regularnych zmian współrzędnych opraw oświetleniowych w czasie;
  • Astronomia teoretyczna dostarcza metod wyznaczania orbit ciał niebieskich na podstawie ich położeń pozornych oraz metod obliczania efemeryd (położeń pozornych) ciał niebieskich na podstawie znanych elementów ich orbit (zadanie odwrotne).
  • Mechanika nieba bada prawa ruchu ciał niebieskich pod wpływem sił uniwersalna grawitacja, określa masy i kształt ciał niebieskich oraz stabilność ich układów.

Te trzy sekcje rozwiązują głównie pierwszy problem astronomii (badania ruchu ciał niebieskich) i często nazywane są astronomia klasyczna.

  • Astrofizyka bada strukturę, właściwości fizyczne i skład chemiczny ciał niebieskich. Dzieli się na: a) astrofizykę praktyczną (obserwacyjną), w której opracowywane i stosowane są praktyczne metody badań astrofizycznych oraz odpowiadające im instrumenty i instrumenty; b) astrofizyka teoretyczna, w której w oparciu o prawa fizyki udziela się wyjaśnień obserwowanych zjawisk fizycznych.

Szereg dziedzin astrofizyki wyróżnia się specyficznymi metodami badawczymi.

  • Astronomia gwiazd bada wzorce rozmieszczenia przestrzennego i ruchu gwiazd, układów gwiazdowych i materii międzygwiazdowej, biorąc pod uwagę ich cechy fizyczne.

Te dwie części dotyczą głównie drugiego problemu astronomii (budowa ciał niebieskich).

  • Kosmogonia bada kwestie pochodzenia i ewolucji ciał niebieskich, w tym naszej Ziemi.
  • Kosmologia bada ogólne prawa budowy i rozwoju Wszechświata.

Opierając się na całej wiedzy zdobytej o ciałach niebieskich, dwie ostatnie części astronomii rozwiązują trzeci problem (pochodzenie i ewolucja ciał niebieskich).

Dobrze astronomia ogólna zawiera systematyczną prezentację informacji o głównych metodach i najważniejsze wyniki, uzyskiwane przez różne gałęzie astronomii.

Jednym z nowych kierunków, który ukształtował się dopiero w drugiej połowie XX wieku, jest archeoastronomia, która bada wiedzę astronomiczną starożytnych ludzi i pomaga datować starożytne budowle w oparciu o zjawisko precesji Ziemi.

Astronomia gwiazd

Mgławica Planetarna Mrówka - Mz3. Wyrzut gazu z umierającej gwiazdy centralnej wykazuje symetryczny wzór, w przeciwieństwie do chaotycznych wzorców konwencjonalnych eksplozji.

Prawie wszystkie pierwiastki cięższe od wodoru i helu powstają w gwiazdach.

Przedmioty astronomiczne

  • Ewolucja galaktyk

    • Problemy astronomii

    Główne zadania astronomia Czy:

    1. Badanie widzialnego, a następnie rzeczywistego położenia i ruchu ciał niebieskich w przestrzeni, określenie ich rozmiarów i kształtów.
    2. Badanie struktury ciał niebieskich, badanie składu chemicznego i właściwości fizycznych (gęstość, temperatura itp.) znajdujących się w nich substancji.
    3. Rozwiązywanie problemów pochodzenia i rozwoju poszczególnych ciał niebieskich oraz tworzących je układów.
    4. Najwięcej się uczysz właściwości ogólne Wszechświat, budowanie teorii obserwowalnej części Wszechświata – Metagalaktyki.

    Rozwiązanie tych problemów wymaga tworzenia skuteczne metody badania - zarówno teoretyczne, jak i praktyczne. Pierwszy problem rozwiązuje się poprzez wieloletnie obserwacje zapoczątkowane w starożytności, a także w oparciu o prawa mechaniki znane od około 300 lat. Dlatego w tej dziedzinie astronomii mamy najbogatsze informacje, zwłaszcza o ciałach niebieskich stosunkowo blisko Ziemi: Księżycu, Słońcu, planetach, asteroidach itp.

    Rozwiązanie drugiego problemu stało się możliwe w związku z pojawieniem się analizy widmowej i fotografii. Badania właściwości fizycznych ciał niebieskich rozpoczęły się w drugiej połowie XIX wieku, a główne problemy - dopiero w ostatnich latach.

    Trzecie zadanie wymaga gromadzenia obserwowalnego materiału. Obecnie takie dane nie są jeszcze wystarczające dokładny opis proces powstawania i rozwoju ciał niebieskich i ich układów. Dlatego wiedza w tym zakresie ogranicza się jedynie do ogólnych rozważań i szeregu mniej lub bardziej prawdopodobnych hipotez.

    Czwarte zadanie jest największe i najtrudniejsze. Praktyka pokazuje, że istniejące teorie fizyczne nie są już wystarczające do rozwiązania tego problemu. Konieczne jest stworzenie bardziej ogólnej teorii fizycznej, zdolnej opisać stan materii i procesy fizyczne przy granicznych wartościach gęstości, temperatury, ciśnienia. Aby rozwiązać ten problem, potrzebne są dane obserwacyjne w obszarach Wszechświata oddalonych o kilka miliardów lat świetlnych. Współczesne możliwości techniczne nie pozwalają na szczegółową eksplorację tych obszarów. Jednak problem ten jest obecnie najbardziej palący i jest skutecznie rozwiązywany przez astronomów w wielu krajach, w tym w Rosji.

    Historia astronomii

    Już w starożytności ludzie zauważali związek pomiędzy ruchem ciał niebieskich po niebie a ruchem ciał niebieskich okresowe zmiany pogoda. Astronomia została wówczas dokładnie wymieszana z astrologią. Ostateczna identyfikacja astronomii naukowej nastąpiła w okresie renesansu i zajęła dużo czasu.

    Astronomia jest jedną z najstarszych nauk, która powstała z praktycznych potrzeb ludzkości. Według lokalizacji gwiazd i konstelacji prymitywni rolnicy determinowało nadejście pór roku. Plemiona koczownicze kierowały się Słońcem i gwiazdami. Potrzeba chronologii doprowadziła do stworzenia kalendarza. Istnieją dowody na to, że już ludzie prehistoryczni znali podstawowe zjawiska związane ze wschodem i zachodem Słońca, Księżyca i niektórych gwiazd. Okresowe występowanie zaćmień Słońca i Księżyca jest znane od bardzo dawna. Do najstarszych źródeł pisanych należą opisy zjawisk astronomicznych, a także prymitywne schematy obliczeniowe służące do przewidywania czasu wschodu i zachodu słońca jasnych ciał niebieskich oraz metody liczenia czasu i prowadzenia kalendarza. Astronomia rozwijała się pomyślnie w starożytnym Babilonie, Egipcie, Chinach i Indiach. Chińska kronika opisuje zaćmienie Słońca, które miało miejsce w III tysiącleciu p.n.e. e. Teorie, które na podstawie rozwiniętej arytmetyki i geometrii wyjaśniały i przewidywały ruch Słońca, Księżyca i jasnych planet, powstały w krajach śródziemnomorskich w latach ostatnie stulecia epoki przedchrześcijańskiej i wraz z prostymi, ale skutecznymi instrumentami służył celów praktycznych aż do renesansu.

    Zwłaszcza świetny rozwój Astronomia osiągnęła w starożytnej Grecji. Pitagoras jako pierwszy doszedł do wniosku, że Ziemia jest kulista, a Arystarch z Samos zasugerował, że Ziemia kręci się wokół Słońca. Hipparch w II w. pne e. opracował jeden z pierwszych katalogów gwiazd. W dziele Ptolemeusza „Almagest”, napisanym w Art. 2. N. e., określone przez tzw. geocentryczny układ świata, który jest powszechnie akceptowany od prawie półtora tysiąca lat. W średniowieczu astronomia osiągnęła znaczny rozwój w krajach Wschodu. W XV wieku Ulugbek zbudował obserwatorium w pobliżu Samarkandy, wyposażone w dokładne jak na tamte czasy instrumenty. Tutaj powstał pierwszy katalog gwiazd po Hipparchu. Od XVI wieku Rozpoczyna się rozwój astronomii w Europie. W związku z rozwojem handlu i żeglugi oraz pojawieniem się przemysłu wysunięto nowe żądania, które przyczyniły się do wyzwolenia nauki spod wpływu religii i doprowadziły do ​​szeregu ważnych odkryć.

    Narodziny współczesnej astronomii wiążą się z odrzuceniem systemu geocentrycznego świata Ptolemeusza (II w.) i zastąpieniem go systemem heliocentrycznym Mikołaja Kopernika (poł. XVI w.), wraz z rozpoczęciem badań ciał niebieskich z wykorzystaniem teleskop (Galileusz, początek XVII w.) i odkrycie prawa powszechnego ciążenia (Izaak Newton, koniec XVII w.). Wiek XVIII-XIX był dla astronomii okresem gromadzenia informacji i wiedzy o Układzie Słonecznym, naszej Galaktyce i natura fizyczna gwiazdy, Słońce, planety i inne ciała kosmiczne. Pojawienie się dużych teleskopów i systematyczne obserwacje doprowadziły do ​​odkrycia, że ​​Słońce jest częścią ogromnego układu w kształcie dysku, składającego się z wielu miliardów gwiazd – galaktyki. Na początku XX wieku astronomowie odkryli, że układ ten jest jedną z milionów podobnych galaktyk. Odkrycie innych galaktyk stało się impulsem do rozwoju astronomii pozagalaktycznej. Badanie widm galaktyk pozwoliło Edwinowi Hubble'owi w 1929 roku zidentyfikować zjawisko „recesji galaktyk”, które następnie wyjaśniono na podstawie ogólnej ekspansji Wszechświata.

    W XX wieku astronomia dzieliła się na dwie główne gałęzie: obserwacyjną i teoretyczną. Astronomia obserwacyjna skupia się na obserwacjach ciał niebieskich, które następnie analizuje się z wykorzystaniem podstawowych praw fizyki. Astronomia teoretyczna koncentruje się na opracowywaniu modeli (analitycznych lub komputerowych) opisujących obiekty i zjawiska astronomiczne. Te dwie gałęzie uzupełniają się: astronomia teoretyczna szuka wyjaśnień wyników obserwacji, a astronomia obserwacyjna służy potwierdzaniu teoretycznych wniosków i hipotez.

    Rewolucja naukowo-technologiczna XX wieku wywarła niezwykle duży wpływ na rozwój astronomii w ogóle, a zwłaszcza astrofizyki. Stworzenie wysokiej rozdzielczości teleskopów optycznych i radiowych, wykorzystanie rakiet i sztucznych satelitów Ziemi do pozaatmosferycznych obserwacji astronomicznych doprowadziło do odkrycia nowych typów ciał kosmicznych: radiogalaktyk, kwazarów, pulsarów, źródeł promieniowania rentgenowskiego itp. Opracowano podstawy teorii ewolucji gwiazd i kosmogonii Układ Słoneczny. Osiągnięciem astrofizyki XX wieku była kosmologia relatywistyczna - teoria ewolucji Wszechświata jako całości.

    Rok 2009 został ogłoszony przez ONZ Międzynarodowym Rokiem Astronomii (IYA2009). Główny nacisk położony jest na zwiększenie zainteresowania opinii publicznej i zrozumienia astronomii. Jest to jedna z niewielu nauk, w których świeccy mogą nadal odgrywać aktywną rolę. Astronomia amatorska przyczyniła się do wielu ważnych odkryć astronomicznych.

    Obserwacje astronomiczne

    W astronomii informacje uzyskuje się głównie poprzez detekcję i analizę światła widzialnego i innych widm promieniowanie elektromagnetyczne w kosmosie. Obserwacje astronomiczne można podzielić ze względu na obszar widma elektromagnetycznego, w którym dokonywane są pomiary. Niektóre fragmenty widma można obserwować z Ziemi (czyli jej powierzchni), inne obserwacje prowadzimy jedynie na dużych wysokościach lub w przestrzeni kosmicznej (w statku kosmicznym krążącym wokół Ziemi). Szczegóły dotyczące tych grup badawczych podano poniżej.

    Astronomia optyczna

    Historycznie rzecz biorąc, astronomia optyczna (zwana także astronomią światła widzialnego) jest najstarszą formą eksploracji kosmosu – astronomią. Obrazy optyczne były najpierw rysowane ręcznie. W koniec XIX wieku i przez większą część XX wieku badania prowadzono na podstawie obrazów uzyskanych za pomocą fotografii wykonanych sprzętem fotograficznym. Nowoczesne obrazy uzyskuje się za pomocą detektorów cyfrowych, w szczególności detektorów ze sprzężeniem ładunkowym (CCD). Chociaż światło widzialne obejmuje zakres od około 4000 Ǻ do 7000 Ǻ (400–700 nanometrów), sprzęt używany w tym zakresie może być również używany do badania podobnych zakresów ultrafioletu i podczerwieni.

    Astronomia w podczerwieni

    Astronomia w podczerwieni zajmuje się badaniem, wykrywaniem i analizą promieniowania podczerwonego w przestrzeni kosmicznej. Chociaż jego długość fali jest zbliżona do światła widzialnego, promieniowanie podczerwone jest silnie pochłaniane przez atmosferę, a atmosfera ziemska charakteryzuje się znacznym promieniowaniem podczerwonym. Dlatego obserwatoria do badania promieniowania podczerwonego muszą być zlokalizowane w wysokich i suchych miejscach lub w przestrzeni kosmicznej. Widmo podczerwone jest przydatne do badania obiektów, które są zbyt chłodne, aby emitować światło widzialne, takich jak planety i otaczające je dyski gwiazdowe. Promienie podczerwone mogą przechodzić przez obłoki pyłu pochłaniające światło widzialne, umożliwiając obserwacje młodych gwiazd w obłokach molekularnych i jądrach galaktycznych. Niektóre cząsteczki emitują silne promieniowanie podczerwone, które można wykorzystać do badania procesów chemicznych w przestrzeni kosmicznej (na przykład do wykrywania wody w kometach).

    Astronomia ultrafioletowa

    Astronomia ultrafioletowa jest wykorzystywana przede wszystkim do szczegółowych obserwacji w zakresie długości fal ultrafioletowych od około 100 do 3200 Ǻ (10 do 320 nanometrów). Światło o tych długościach fal jest pochłaniane przez atmosferę ziemską, dlatego badania tego zakresu przeprowadza się z górnych warstw atmosfery lub z kosmosu. Astronomia ultrafioletowa lepiej nadaje się do badania gorących gwiazd (gwiazd UV), ponieważ większość promieniowania występuje w tym zakresie. Obejmuje to badania niebieskich gwiazd w innych galaktykach i mgławicach planetarnych, pozostałości supernowych i aktywnych jąder galaktycznych. Promieniowanie ultrafioletowe jest jednak łatwo absorbowane przez pył międzygwiazdowy, dlatego podczas pomiarów należy uwzględnić jego obecność w środowisku kosmicznym.

    Radioastronomia

    Bardzo duża sieć radioteleskopów w Sirocco, Nowy Meksyk, USA

    Radioastronomia zajmuje się badaniem promieniowania o długości fali większej niż jeden milimetr (w przybliżeniu). Radioastronomia różni się od większości innych typów obserwacji astronomicznych tym, że badane fale radiowe można postrzegać jako fale, a nie jako pojedyncze fotony. Można zatem zmierzyć zarówno amplitudę, jak i fazę fali radiowej, co nie jest łatwe w przypadku fal krótkich.

    Chociaż niektóre fale radiowe są emitowane przez obiekty astronomiczne w postaci promieniowania cieplnego, większość emisji radiowych obserwowanych z Ziemi ma swoje źródło w promieniowaniu synchrotronowym, które występuje, gdy elektrony poruszają się w polu magnetycznym. Ponadto gaz międzygwiazdowy wytwarza niektóre linie widmowe, zwłaszcza linię widmową neutralnego wodoru o długości 21 cm.

    W zakresie radiowym obserwuje się szeroką gamę obiektów kosmicznych, w szczególności supernowe, gaz międzygwiazdowy, pulsary i aktywne jądra galaktyczne.

    Astronomia rentgenowska

    Astronomia rentgenowska bada obiekty astronomiczne w zakresie promieniowania rentgenowskiego. Obiekty zazwyczaj emitują promieniowanie rentgenowskie z powodu:

    Ponieważ promieniowanie rentgenowskie jest pochłaniane przez atmosferę ziemską, obserwacje rentgenowskie prowadzone są głównie ze stacji orbitalnych, rakiet lub statki kosmiczne. Znane źródła promieniowania rentgenowskiego w kosmosie obejmują układy podwójne rentgenowskie, pulsary, pozostałości supernowych, galaktyki eliptyczne, gromady galaktyk i aktywne jądra galaktyczne.

    Astronomia promieniowania gamma

    Astronomiczne promienie gamma pojawiają się w badaniach obiektów astronomicznych o krótkich długościach fal w widmie elektromagnetycznym. Promienie gamma można obserwować bezpośrednio przez satelity takie jak Teleskop Comptona lub specjalistyczne teleskopy zwane atmosferycznymi teleskopami Czerenkowa. Teleskopy te w rzeczywistości nie mierzą bezpośrednio promieni gamma, ale rejestrują błyski światła widzialnego powstające, gdy promienie gamma są pochłaniane przez atmosferę ziemską w wyniku różnych procesów fizycznych zachodzących z naładowanymi cząstkami podczas absorpcji, takich jak efekt Comptona lub Promieniowanie Czerenkowa.

    Większość źródeł promieniowania gamma to w rzeczywistości źródła błysków gamma, które emitują jedynie promienie gamma przez krótki okres czasu, od kilku milisekund do tysiąca sekund, zanim rozproszą się w przestrzeni kosmicznej. Tylko 10% źródeł promieniowania gamma nie jest źródłami przejściowymi. Stacjonarne źródła promieniowania gamma obejmują pulsary, gwiazdy neutronowe i kandydatki na czarne dziury w aktywnych jądrach galaktycznych.

    Astronomia pól, które nie opierają się na widmie elektromagnetycznym

    Bazując na bardzo dużych odległościach, do Ziemi dociera nie tylko promieniowanie elektromagnetyczne, ale także inne jego rodzaje cząstki elementarne.

    Nowym kierunkiem w różnorodności metod astronomicznych może być astronomia fal grawitacyjnych, która stara się wykorzystywać detektory fal grawitacyjnych do gromadzenia danych obserwacyjnych o obiektach zwartych. Zbudowano już kilka obserwatoriów, takich jak Laser Interferometer Gravitational Observatory LIGO, ale fale grawitacyjne są bardzo trudne do wykrycia i pozostają nieuchwytne.

    Astronomia planetarna wykorzystuje również badania bezpośrednie przy użyciu statków kosmicznych i misji Sample Return. Należą do nich misje latające z wykorzystaniem czujników; lądowniki, które mogą przeprowadzać eksperymenty na powierzchni obiektów, a także pozwalają na teledetekcję materiałów lub obiektów oraz misje dostarczania na Ziemię próbek do bezpośrednich badań laboratoryjnych.

    Astrometria i mechanika nieba

    Jedna z najstarszych dziedzin astronomii, zajmująca się pomiarami położenia ciał niebieskich. Ta gałąź astronomii nazywa się astrometrią. Historycznie dokładna wiedza o pozycjach Słońca, Księżyca, planet i gwiazd odgrywa niezwykle ważną rolę w nawigacji. Dokładne pomiary pozycji planet pozwoliły na głębokie zrozumienie zaburzeń grawitacyjnych, umożliwiając ich dokładne określenie w przeszłości i przewidywanie przyszłości. Ta gałąź znana jest jako mechanika niebiańska. Teraz śledzenie obiektów bliskich Ziemi pozwala przewidzieć podejście do nich, a także możliwe kolizje różnych obiektów z Ziemią.

    Pomiar paralaks pobliskich gwiazd ma fundamentalne znaczenie dla określania odległości w głębokiej przestrzeni kosmicznej, która służy do pomiaru skali Wszechświata. Pomiary te dały podstawę do określenia właściwości odległych gwiazd; właściwości można porównać z sąsiednimi gwiazdami. Pomiary prędkości radialnych i ruchów właściwych ciał niebieskich umożliwiają badanie kinematyki tych układów w naszej galaktyce. Wyniki astrometrii można wykorzystać do pomiaru rozmieszczenia ciemnej materii w galaktyce.

    W latach 90. XX wieku do wykrywania dużych planet pozasłonecznych (planet krążących wokół pobliskich gwiazd) stosowano astrometryczne metody pomiaru drgań gwiazd.

    Astronomia pozaatmosferyczna

    Badania z wykorzystaniem technologii kosmicznej zajmują szczególne miejsce wśród metod badania ciał niebieskich i środowiska kosmicznego. Początek nastąpił wraz z wystrzeleniem w ZSRR w 1957 roku pierwszego na świecie sztuczny satelita Ziemia. Statki kosmiczne umożliwiły prowadzenie badań we wszystkich zakresach długości fal promieniowania elektromagnetycznego. Dlatego współczesną astronomię często nazywa się astronomią wszechfalową. Obserwacje pozaatmosferyczne umożliwiają odbiór promieniowania w przestrzeni kosmicznej, które jest pochłaniane lub w znacznym stopniu zmieniane przez atmosferę ziemską: emisje radiowe o określonych długościach fal, które nie docierają do Ziemi, a także promieniowanie korpuskularne Słońca i innych ciał. Badanie tych wcześniej niedostępnych rodzajów promieniowania gwiazd i mgławic, ośrodka międzyplanetarnego i międzygwiazdowego znacznie wzbogaciło naszą wiedzę o procesach fizycznych zachodzących we Wszechświecie. W szczególności odkryto nieznane wcześniej źródła promieniowania rentgenowskiego - pulsary rentgenowskie. Wiele informacji o naturze ciał i ich układów odległych od nas uzyskano także dzięki badaniom prowadzonym przy użyciu spektrografów zainstalowanych na różnych statkach kosmicznych.

    Astronomia teoretyczna

    Główny artykuł: Astronomia teoretyczna

    Astronomowie teoretyczni korzystają z szerokiej gamy narzędzi, które obejmują modele analityczne (na przykład politropy przewidujące przybliżone zachowanie gwiazd) i numeryczne obliczenia symulacyjne. Każda metoda ma swoje zalety. Analityczny model procesu zwykle zapewnia lepsze zrozumienie, dlaczego coś się dzieje. Modele numeryczne mogą wskazywać obecność zjawisk i efektów, które w innym przypadku prawdopodobnie nie byłyby widoczne.

    Teoretycy astronomii starają się tworzyć modele teoretyczne i badać konsekwencje tych symulacji poprzez badania. Pozwala to obserwatorom szukać danych, które mogą obalić model lub pomóc w wyborze pomiędzy kilkoma alternatywnymi lub sprzecznymi modelami. Teoretycy eksperymentują także z tworzeniem lub modyfikowaniem modelu w celu uwzględnienia nowych danych. W przypadku rozbieżności ogólną tendencją jest próba wprowadzenia minimalnych zmian w modelu i skorygowania wyniku. W niektórych przypadkach duża ilość sprzecznych danych z biegiem czasu może doprowadzić do całkowitego niepowodzenia modelu.

    Zagadnienia zajmowane przez astronomów teoretycznych: dynamika gwiazd i ewolucja galaktyk; wielkoskalowa struktura Wszechświata; pochodzenie promieni kosmicznych, ogólna teoria względności i kosmologia fizyczna, w szczególności kosmologia gwiazd i astrofizyka. Teorie względności astrofizycznej służą jako narzędzie do oceny właściwości wielkoskalowych struktur, w których grawitacja odgrywa znaczącą rolę zjawiska fizyczne oraz podstawa badań czarnych dziur, astrofizyki i badania fal grawitacyjnych. Niektóre powszechnie akceptowane i badane teorie i modele astronomiczne są obecnie uwzględnione w modelach Lambda-CDM, Wielkim Wybuchu, ekspansji kosmicznej, ciemnej materii i podstawowych teoriach fizycznych.

    Amatorska astronomia

    Astronomia jest jedną z nauk, w której wkład amatorów może być znaczący. Ogólnie rzecz biorąc, wszyscy astronomowie-amatorzy obserwują różne ciała niebieskie i zjawiska w większym stopniu niż naukowcy, chociaż ich zasoby techniczne są znacznie mniejsze niż ich możliwości instytucje państwowe, czasem sami budują sprzęt (jak to miało miejsce 2 wieki temu). Wreszcie większość naukowców pochodziła z tego środowiska. Głównymi obiektami obserwacji astronomów-amatorów są Księżyc, planety, gwiazdy, komety, roje meteorów oraz różne obiekty głębokiego nieba, czyli gromady gwiazd, galaktyki i mgławice. Jedna z gałęzi astronomii amatorskiej, astrofotografia amatorska, polega na fotograficznej rejestracji obszarów nocnego nieba. Wielu amatorów chciałoby specjalizować się w obserwacji konkretnych obiektów, typów obiektów lub typów zdarzeń, które ich interesują.

    Astronomowie amatorzy nadal wnoszą wkład w astronomię. Rzeczywiście jest to jedna z niewielu dyscyplin, w których wkład amatora może być znaczący. Dość często wykonują pomiary punktowe, które służą do rozjaśnienia orbit małych planet, częściowo wykrywają także komety i prowadzą regularne obserwacje gwiazd zmiennych. A postęp w technologii cyfrowej umożliwił amatorom dokonanie imponującego postępu w dziedzinie astrofotografii.

    Zobacz też

    Portal "Astronomia"
    Astronomia w Wikisłowniku
    Astronomia w Wikibookach
    w Wikiźródłach
    Astronomia na Wikimedia Commons
    Astronomia w Wikinewsach

    Kody w systemach klasyfikacji wiedzy

    • Państwowy rubrykator informacji naukowo-technicznej (GRNTI) (stan na 2001 r.): 41 ASTRONOMIA

    Notatki

    1. , Z. 5
    2. Marochnik L.S. Fizyka przestrzeni. - 1986.
    3. Widmo elektromagnetyczne. NASA. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 5 września 2006 r. Źródło 8 września 2006 r.
    4. Moore, p. Atlas Wszechświata Philipa. Wielka Brytania: George Philis Limited, 1997. - ISBN 0-540-07465-9
    5. Personel. Dlaczego astronomia w podczerwieni jest gorącym tematem, ESA(11 września 2003). Zarchiwizowane od oryginału w dniu 30 lipca 2012 r. Źródło 11 sierpnia 2008 r.
    6. Spektroskopia w podczerwieni – przegląd, NASA/IPAC. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 5 sierpnia 2012 r. Źródło 11 sierpnia 2008 r.
    7. Allen's Astrophysical Quantities / Cox, A. N.. - Nowy Jork: Springer-Verlag, 2000. - s. 124. - ISBN 0-387-98746-0
    8. Penstona, Margaret J. Widmo elektromagnetyczne. Rada ds. Fizyki Cząstek i Badań Astronomicznych (14 sierpnia 2002). Zarchiwizowane od oryginału w dniu 8 września 2012 r. Źródło 17 sierpnia 2006 r.
    9. Gaisser Thomas K. Promienie kosmiczne i fizyka cząstek. - Cambridge University Press, 1990. - s. 1–2. - ISBN 0-521-33931-6
    10. Tammann, GA; Thielemann, F. K.; Trautmann, D. Otwieranie nowych okien w obserwacji Wszechświata. Wiadomości eurofizyczne (2003). Zarchiwizowane od oryginału w dniu 6 września 2012 r. Źródło 3 lutego 2010 r.
    11. Calvert, James B. Niebiańska mechanika. Uniwersytet w Denver (28 marca 2003). Zarchiwizowane od oryginału w dniu 7 września 2006 r. Źródło 21 sierpnia 2006 r.
    12. Sala Astrometrii Precyzyjnej. Wydział Astronomii Uniwersytetu Wirginii. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 26 sierpnia 2006 r. Źródło 10 sierpnia 2006 r.
    13. Wolszczan, A.; Słaby, DA (1992). „Układ planetarny wokół pulsara milisekundowego PSR1257+12”. Natura 355 (6356): 145–147. DOI:10.1038/355145a0. Bibcode: 1992Natur.355..145W.
    14. Roth, H. (1932). „Powoli kurcząca się lub rozszerzająca płynna kula i jej stabilność”. Przegląd fizyczny 39 (3): 525–529. DOI:10.1103/PhysRev.39.525. Kod Bib: 1932PhRv...39..525R.
    15. Eddington AS Wewnętrzna Konstytucja Gwiazd. – Cambridge University Press, 1926. – ISBN 978-0-521-33708-3
    16. Mims III, Forrest M. (1999). „Nauka amatorska – silna tradycja, świetlana przyszłość”. Nauka 284 (5411): 55–56. DOI:10.1126/science.284.5411.55. Kod Biblijny: 1999Sci...284...55M. „Astronomia tradycyjnie należała do najbardziej żyznych dziedzin dla poważnych amatorów [...]”
    17. Amerykańskie Towarzystwo Meteorytowe. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 22 sierpnia 2006 r. Źródło 24 sierpnia 2006 r.
    18. Lodriguss, JerryŁapanie światła: astrofotografia. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 1 września 2006 r. Źródło 24 sierpnia 2006 r.
    19. Ghigo, F. Karl Jansky i odkrycie kosmicznych fal radiowych. Narodowe Obserwatorium Radioastronomiczne (7 lutego 2006). Zarchiwizowane od oryginału w dniu 31 sierpnia 2006 r. Źródło 24 sierpnia 2006 r.
    20. Astronomowie radioamatorzy z Cambridge. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 24 maja 2012 r. Źródło 24 sierpnia 2006 r.
    21. Międzynarodowe Stowarzyszenie Timingu Okultyzmu. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 21 sierpnia 2006 r. Źródło 24 sierpnia 2006 r.
    22. Nagroda Edgara Wilsona. Centralne Biuro IAU ds. Telegramów Astronomicznych. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 24 października 2010 r. Źródło 24 października 2010 r.

    W XX wieku Starożytna nauka astronomii zmieniła się radykalnie. Wynika to zarówno z pojawienia się jej nowych podstaw teoretycznych – mechaniki relatywistycznej i kwantowej, jak i z rozszerzenia możliwości badań eksperymentalnych.

    Ogólna teoria względności stała się jedną z podstawowych teorii kosmologii, a powstanie mechaniki kwantowej umożliwiło badanie nie tylko ruch mechaniczny ciała kosmiczne, ale także ich fizyczne i fizyczne właściwości chemiczne. Rozwinęła się astronomia gwiazdowa i pozagalaktyczna. Astronomia stała się wszechfalowa, tj. Obserwacje astronomiczne prowadzone są we wszystkich zakresach długości fal promieniowania elektromagnetycznego (radiowego, podczerwonego, widzialnego, ultrafioletowego, rentgenowskiego i gamma). Jego możliwości eksperymentalne znacznie wzrosły wraz z pojawieniem się statków kosmicznych, które umożliwiają prowadzenie obserwacji poza atmosferą ziemską, która pochłania promieniowanie. Wszystko to doprowadziło do znacznego poszerzenia obserwowalnego obszaru Wszechświata i odkrycia szeregu niezwykłych (i często niewytłumaczalnych) zjawisk.

    Główne narzędzie badania astronomiczne- teleskop, inne instrumenty, np. przyrządy spektroskopowe, badają promieniowanie zbierane przez teleskop. Obecnie tylko niewielka część prac astronomicznych prowadzona jest wizualnie, badania prowadzone są głównie przy użyciu kamer i innych instrumentów rejestrujących promieniowanie. Pojawiły się radioteleskopy, które umożliwiają badanie emisji radiowej wszelkiego rodzaju obiektów w Układzie Słonecznym, naszej i innych galaktykach. Radioastronomia ogromnie poszerzyła wiedzę o Wszechświecie i doprowadziła do odkrycia pulsarów ( gwiazdy neutronowe), kwazary – obiekty pozagalaktyczne będące najpotężniejszym znanym źródłem promieniowania, umożliwiły uzyskanie informacji o najodleglejszych rejonach Wszechświata oraz wykrycie izotropowego promieniowania „reliktowego”. To wszystko są najważniejsze odkrycia XX wieku. Dodatkowe informacje Możliwe są także badania w zakresie podczerwieni, ultrafioletu, promieniowania rentgenowskiego i -, jednak promieniowanie to jest silnie pochłaniane przez atmosferę, dlatego na satelitach instalowany jest odpowiedni sprzęt. Do wybitnych odkryć XX wieku. Dotyczy to także odkrytego w 1929 roku przez amerykańskiego astronoma Edwina Hubble’a (1889 – 1953) wzrostu długości fali odpowiadającego liniom w widmach odległych galaktyk („przesunięcie ku czerwieni”), co wskazuje na wzajemne oddalanie się obiektów kosmicznych, tj. o ekspansji Wszechświata.



    Struktura Wszechświata

    Układ Słoneczny. Układ Słoneczny jest kosmicznym domem ludzkości. Słońce jest źródłem ciepła i światła, źródłem życia na Ziemi. Układ Słoneczny- połączony zestaw gwiazd - Słońce i wiele ciał niebieskich, w tym dziewięć planet, dziesiątki ich satelitów, setki komet, tysiące asteroid itp. Wszystkie te różne ciała są zjednoczone w jeden stabilny układ dzięki sile grawitacji przyciąganie ciała centralnego - Słońca.

    Słońce jest kulą plazmy składającą się głównie z wodoru i helu, znajdującą się w stanie zróżnicowanego obrotu wokół własnej osi. Największa prędkość obrotowa w płaszczyźnie równikowej to jeden obrót w ciągu 25,4 dnia. Źródłem energii słonecznej są najprawdopodobniej termojądrowe reakcje przemiany wodoru w hel, zachodzące w wewnętrznych obszarach Słońca, gdzie temperatura sięga 10,7 K. Temperatura części powierzchniowych wynosi 6000 K. Powierzchnia Słońca nie jest gładka, obserwuje się na niej granulki powstałe na skutek konwekcyjnego przepływu gazu, pojawiają się i znikają „plamy” i wiry. Procesy wybuchowe na Słońcu, rozbłyski słoneczne Plamy pojawiające się okresowo na jego powierzchni mogą służyć jako miara aktywności słonecznej. Badania wykazały, że cykl maksymalnej aktywności Słońca jest regularny i trwa około 11 lat. Plamy i rozbłyski na Słońcu są najbardziej zauważalnymi przejawami aktywności magnetycznej Słońca. Związek aktywności Słońca z procesami zachodzącymi na Ziemi zauważono już w XIX wieku, a obecnie istnieje ogromna ilość materiału statystycznego potwierdzającego wpływ aktywności Słońca na procesy ziemskie.

    Powstał w XVII – XVIII wieku. Teoretyczne podstawy astronomii klasycznej – mechanika klasyczna – pozwalają doskonale opisać ruch ciał Układu Słonecznego połączonych oddziaływaniem grawitacyjnym, ale nie odpowiadają na pytanie o jego pochodzenie. Planety Układu Słonecznego: Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton, z wyjątkiem tego ostatniego, poruszają się wokół Słońca w tym samym kierunku w jednej płaszczyźnie po orbitach eliptycznych. Planety, podobnie jak ich satelity, nie są ciałami samoświecącymi i są widoczne tylko dlatego, że są oświetlone przez Słońce. Od 1962 roku planety i ich satelity są badane nie tylko z Ziemi, ale także z stacje kosmiczne. Obecnie zgromadzono obszerny materiał faktograficzny na temat osobliwości właściwości fizycznych i chemicznych powierzchni planet, ich atmosfery, pola magnetycznego, okresów obrotu wokół osi i Słońca. Ze względu na cechy fizyczne planety dzielą się na dwie grupy: planety-olbrzymy (Jowisz, Saturn, Uran, Neptun) i planety ziemskie (Merkury, Ziemia, Wenus, Mars). Orbita planety najbardziej oddalonej od Słońca – Plutona, której rozmiar jest mniejszy niż rozmiar satelity Ziemi – Księżyca, określa wielkość Układu Słonecznego 1,2 10 13 m.

    Układ Słoneczny, będący częścią naszej galaktyki, jako całość porusza się wokół własnej osi z prędkością 250 m/s, dokonując pełnego obrotu w ciągu 225 milionów lat. Według współczesnych idei formacja nowoczesna konstrukcja Układ Słoneczny zaczął się od bezkształtnej mgławicy gazowo-pyłowej (chmury). Układ Słoneczny powstał około 5 miliardów lat temu, a Słońce jest gwiazdą drugiej (lub późniejszej) generacji, ponieważ Oprócz typowego dla gwiazd wodoru i helu zawiera także pierwiastki ciężkie. Skład pierwiastkowy Układu Słonecznego jest charakterystyczny dla ewolucji gwiazd. Pod wpływem sił grawitacyjnych obłok został ściśnięty tak, że jego najgęstsza część znajdowała się w centrum, gdzie skoncentrowana była większość materii mgławicy pierwotnej. Powstało tam Słońce, w głębinach których reakcje termojądrowe rozpoczęły następnie przemianę wodoru w hel, które są głównym źródłem energii słonecznej. Wraz ze wzrostem jasności Słońca chmura gazu stawała się coraz mniej jednorodna i pojawiały się w niej kondensacje - protoplanety. Wraz ze wzrostem rozmiaru i masy protoplanet wzrastało ich przyciąganie grawitacyjne, tworząc w ten sposób planety. Pozostałe ciała niebieskie powstają z pozostałości materiału pierwotnej mgławicy. Tak więc około 4,5–5 miliardów lat temu Układ Słoneczny ostatecznie uformował się w formie, która przetrwała do nas. Za kolejne 5 miliardów lat Słońcu prawdopodobnie zabraknie wodoru i jego struktura zacznie się zmieniać, co doprowadzi do stopniowego niszczenia naszego Układu Słonecznego.

    Chociaż współczesne wyobrażenia o pochodzeniu Układu Słonecznego pozostają na poziomie hipotez, są one spójne z ideami naturalnej strukturalnej samoorganizacji Wszechświata w warunkach stanu wysoce nierównowagowego.

    Gwiazdy. Galaktyki. Słońce jest ziarenkiem piasku w świecie gwiazd. Gwiazda– podstawowa jednostka strukturalna megaświata. Gwiazda nieruchoma to kula plazmy o wysokiej temperaturze, znajdująca się w stanie dynamicznej równowagi hydrostatycznej. Jest to doskonale zrównoważony system samoregulacji. W przeciwieństwie do innych ciał niebieskich, takich jak planety, gwiazdy emitują energię. Energia wytwarzana w nich w wyniku procesów jądrowych prowadzi do pojawienia się atomów w głębinach gwiazd pierwiastki chemiczne cięższy od wodoru i jest źródłem światła. Gwiazdy to naturalne reaktory termojądrowe, w których zachodzi chemiczna ewolucja materii. Różnią się one znacznie w swoim właściwości fizyczne i skład chemiczny. Zauważony różne rodzaje pasujące gwiazdki różne etapy ich ewolucję. Ścieżkę ewolucji gwiazdy wyznacza jej masa, która waha się głównie w przedziale od 0,1 do 10 mas Słońca. Gwiazdy rodzą się, zmieniają i umierają. Przy masie mniejszej niż 1,4 Słońca gwiazda minęła scenę czerwony olbrzym, najpierw zamienia się w biały karzeł, następnie - w czarny karzeł, zimna, martwa gwiazda, której rozmiar jest porównywalny z rozmiarem Ziemi i którego masa jest nie większa niż masa Słońca. Bardziej masywne gwiazdy na końcowym etapie doświadczenia ewolucji zapadnięcie grawitacyjne– nieograniczone kurczenie się materii w kierunku centrum i może wybuchać jako supernowe z uwolnieniem znacznej części substancji do otaczającej przestrzeni w postaci mgławice gazowe i przekształcenie pozostałej części w supergęstą gwiazda neutronowa Lub czarna dziura.

    Tworzą się gwiazdy galaktyki- gigantyczne układy związane grawitacyjnie. Nasza Galaktyka, która obejmuje Słońce, nazywa się Drogą Mleczną i ma 10 11 gwiazd. Galaktyki różnią się rozmiarem i kształtem. Przez wygląd Istnieją trzy rodzaje galaktyk: eliptyczne, spiralne i nieregularne. Najpopularniejsze są spiralne, w tym nasza Galaktyka. Jest to spłaszczony dysk o średnicy ~105 lat świetlnych z wybrzuszeniem w środku, z którego wychodzą ramiona spiralne. Galaktyka obraca się, a prędkość obrotu zależy od odległości do jej centrum. Układ Słoneczny znajduje się około 30 000 lat świetlnych od centrum dysku galaktycznego.

    Z Ziemi gołym okiem można obserwować trzy galaktyki - Mgławicę Andromedy (z półkuli północnej) oraz Wielki i Mały Obłok Magellana (z półkuli południowej). W sumie astronomowie odkryli około stu milionów galaktyk.

    Oprócz miliardów gwiazd galaktyki zawierają materię w postaci gazu międzygwiazdowego (wodór, hel) i pyłu. Gęste obłoki gazu i pyłu zasłaniają przed nami centrum naszej Galaktyki, dlatego jej strukturę można ocenić jedynie wstępnie. Ponadto w przestrzeni międzygwiazdowej występują przepływy neutrin i naładowanych elektrycznie cząstek rozpędzanych do prędkości bliskich prędkościom świetlnym, a także pola (grawitacyjne, elektromagnetyczne). Należy zauważyć, że chociaż liczba cząsteczek związki organiczne w materii międzygwiazdowej jest niewielka, ich obecność jest fundamentalnie ważna. Przykładowo teoria abiogenicznego pochodzenia życia na Ziemi opiera się na udziale w tym procesie cząsteczek substancji organicznych, promieniowania elektromagnetycznego i promieni kosmicznych. Najczęściej cząsteczki organiczne znajdują się w miejscach maksymalnego stężenia substancji gazowych i pyłowych.

    Pod koniec lat 70. naszego wieku astronomowie odkryli, że galaktyki we Wszechświecie nie są równomiernie rozmieszczone, ale skupiają się w pobliżu granic komórek, w obrębie których galaktyk prawie nie ma. Zatem w małych skalach materia jest rozłożona bardzo nierównomiernie, ale w wielkoskalowej strukturze Wszechświata nie ma specjalnych miejsc ani kierunków, więc w dużych skalach Wszechświat można uznać nie tylko za jednorodny, ale także izotropowy.

    Metagalaktyka. Pokrótce zbadaliśmy strukturalne poziomy organizacji materii w megaświecie. Czy istnieje górna granica możliwości obserwacji Wszechświata? Nowoczesna nauka odpowiada na to pytanie twierdząco. Istnieje zasadnicze ograniczenie wielkości obserwowalnej części Wszechświata, które nie jest związane z możliwościami eksperymentalnymi, ale ze skończonością jego wieku i prędkością światła.

    Oparta na kosmologii ogólna teoria Teoria względności Einsteina i prawo Hubble'a (patrz poniżej) określają wiek Wszechświata Słońce 15-20 miliardów lat (10 18 s). Wcześniej nie istniały żadne jednostki strukturalne. Wprowadźmy pojęcie horyzontu kosmologicznego, oddzielającego te obiekty, z których światło pojawia się w czasie T<Т вс nie może do nas dotrzeć. Odległość do tego

    Gdzie Z– prędkość światła w próżni, Słońce– wiek Wszechświata.

    Horyzont kosmologiczny stanowi granicę zasadniczo obserwowalnej części Wszechświata - Metagalaktyki. Jeśli przyjmiemy, że wiek Wszechświata wynosi 10 18 s, to wielkość Metagalaktyki jest rzędu 10 26 m, a horyzont kosmologiczny stale oddala się od nas z prędkością 3,10 8 m/s .

    Ważną właściwością Metagalaktyki w jej obecnym stanie jest jej jednorodność i izotropia, tj. właściwości materii i przestrzeni są takie same we wszystkich częściach metagalaktyki i we wszystkich kierunkach. Jedną z najważniejszych właściwości Metagalaktyki jest jej ciągła ekspansja, „rozpraszanie” galaktyk. Amerykański astronom E. Hubble ustanowił prawo, zgodnie z którym im dalej od nas są galaktyki, tym szybciej się oddalają.

    Rozszerzający się Wszechświat to zmieniający się Wszechświat. Oznacza to, że ma swoją historię i ewolucję. Badana jest ewolucja Wszechświata jako całości kosmologia, który obecnie daje opis zarówno pierwszych momentów jego wystąpienia, jak i możliwych ścieżek rozwoju w przyszłości.

    Sklepienie niebieskie, płonące chwałą,
    Wygląda tajemniczo z głębin,
    I płyniemy, płonąca otchłań
    Otoczony ze wszystkich stron.
    F. Tyutczew

    Lekcja 1/1

    Temat: Przedmiot astronomii.

    Cel: Podaj pojęcie astronomii - jako nauki, powiązania z innymi naukami; zapoznać się z historią i rozwojem astronomii; przyrządy do obserwacji, cechy obserwacji. Daj wyobrażenie o budowie i skali Wszechświata. Rozważ rozwiązanie problemów w celu znalezienia rozdzielczości, powiększenia i apertury teleskopu. Zawód astronoma i jego znaczenie dla gospodarki narodowej. Obserwatoria. Zadania :
    1. Edukacyjny: przedstawić pojęcia astronomii jako nauki oraz główne gałęzie astronomii, przedmioty wiedzy astronomicznej: obiekty, procesy i zjawiska kosmiczne; metody badań astronomicznych i ich cechy; obserwatorium, teleskop i jego różne typy. Historia astronomii i powiązania z innymi naukami. Role i cechy obserwacji. Praktyczne zastosowanie wiedzy astronomicznej i astronautyki.
    2. Edukacja: historyczna rola astronomii w kształtowaniu zrozumienia otaczającego świata przez człowieka i rozwoju innych nauk, kształtowanie światopoglądu naukowego studentów w trakcie zaznajomienia się z niektórymi ideami i koncepcjami filozoficznymi i ogólnonaukowymi (materialność, jedność i poznawalność świata, skale i właściwości przestrzenno-czasowe Wszechświata, powszechność działania praw fizycznych we Wszechświecie). Edukacja patriotyczna poprzez zapoznawanie z rolą rosyjskiej nauki i techniki w rozwoju astronomii i kosmonautyki. Kształcenie politechniczne i kształcenie zawodowe w zakresie przedstawiania informacji o praktycznym zastosowaniu astronomii i astronautyki.
    3. Rozwojowy: rozwój zainteresowań poznawczych w przedmiocie. Pokaż, że myśl ludzka zawsze dąży do poznania nieznanego. Kształtowanie umiejętności analizowania informacji, sporządzania schematów klasyfikacyjnych.     Wiedzieć: Poziom 1 (standardowy)- pojęcie astronomii, jej główne działy i etapy rozwoju, miejsce astronomii wśród innych nauk oraz praktyczne zastosowanie wiedzy astronomicznej; posiadać wstępną wiedzę na temat metod i narzędzi badań astronomicznych; skala Wszechświata, obiekty kosmiczne, zjawiska i procesy, właściwości teleskopu i jego rodzaje, znaczenie astronomii dla gospodarki narodowej i praktycznych potrzeb ludzkości. Drugi poziom- pojęcie astronomii, systemy, rola i cechy obserwacji, właściwości teleskopu i jego rodzaje, powiązania z innymi obiektami, zalety obserwacji fotograficznych, znaczenie astronomii dla gospodarki narodowej i praktycznych potrzeb ludzkości. Być w stanie: Poziom 1 (standardowy)- korzystać z podręcznika i materiałów pomocniczych, budować schematy najprostszych teleskopów różnych typów, nakierowywać teleskop na zadany obiekt, szukać w Internecie informacji na wybrany temat astronomiczny. Drugi poziom- korzystać z podręcznika i materiałów pomocniczych, budować schematy najprostszych teleskopów różnych typów, obliczać rozdzielczość, aperturę i powiększenie teleskopów, prowadzić obserwacje za pomocą teleskopu danego obiektu, szukać w Internecie informacji na wybrany temat astronomiczny.

    Sprzęt: F. Yu Siegel „Astronomia w rozwoju”, Teodolit, Teleskop, plakaty „teleskopy”, „Radioastronomia”, d/f. „Co bada astronomia”, „Największe obserwatoria astronomiczne”, film „Astronomia i światopogląd”, „Astrofizyczne metody obserwacji”. Globus ziemski, przezrocza: fotografie Słońca, Księżyca i planet, galaktyk. Płyta CD- „Red Shift 5.1” lub fotografie i ilustracje obiektów astronomicznych z płyty multimedialnej „Multimedia Library for Astronomy”. Pokaż kalendarz Observera na wrzesień (pobrany ze strony Astronet), przykład czasopisma astronomicznego (elektronicznego, np. Nebosvod). Można pokazać fragment filmu Astronomia (część 1, fr. 2 Najstarsza nauka).

    Komunikacja międzypodmiotowa: Rozchodzenie się prostoliniowe, odbicie, załamanie światła. Konstrukcja obrazów wytwarzanych przez cienką soczewkę. Kamera (fizyka, klasa VII). Fale elektromagnetyczne i prędkość ich propagacji. Fale radiowe. Chemiczne działanie światła (fizyka, klasa X).

    Podczas zajęć:

    Rozmowa wprowadzająca (2 min)

    1. Podręcznik E. P. Levitana; notatnik ogólny – 48 kartek; egzaminy na żądanie.
    2. Astronomia to nowa dyscyplina w programie szkolnym, choć z niektórymi zagadnieniami zapoznajesz się pobieżnie.
    3. Jak pracować z podręcznikiem.
    • przepracuj (nie przeczytaj) akapit
    • zagłębić się w istotę, zrozumieć każde zjawisko i proces
    • przeanalizuj wszystkie pytania i zadania znajdujące się po akapicie, krótko w swoich notatnikach
    • sprawdź swoją wiedzę korzystając z listy pytań na końcu tematu
    • Zobacz dodatkowe materiały w Internecie

    Wykład (nowy materiał) (30 min) Początek to demonstracja klipu wideo z płyty CD (lub mojej prezentacji).

    Astronomia [grecki Astron (astron) - gwiazda, nomos (nomos) - prawo] - nauka o Wszechświecie, uzupełniająca naturalny i matematyczny cykl dyscyplin szkolnych. Astronomia bada ruch ciał niebieskich (sekcja „mechanika nieba”), ich naturę (sekcja „astrofizyka”), pochodzenie i rozwój (sekcja „kosmogonia”) [ Astronomia jest nauką o budowie, pochodzeniu i rozwoju ciał niebieskich oraz ich układów =, czyli nauka o przyrodzie]. Astronomia to jedyna nauka, która otrzymała swoją patronkę – Uranię.
    Systemy (przestrzeń): - wszystkie ciała we Wszechświecie tworzą układy o różnym stopniu złożoności.

    1. - Słońce i obiekty poruszające się po nim (planety, komety, satelity planet, asteroidy), Słońce jest ciałem samoświecącym, inne ciała, takie jak Ziemia, świecą odbitym światłem. Wiek SS wynosi ~ 5 miliardów lat. /We Wszechświecie istnieje ogromna liczba takich układów gwiezdnych z planetami i innymi ciałami/
    2. Gwiazdy widoczne na niebie , w tym Droga Mleczna - jest to niewielki ułamek gwiazd tworzących Galaktykę (lub naszą galaktykę nazywa się Drogą Mleczną) - układ gwiazd, ich gromad i ośrodek międzygwiazdowy. /Takich galaktyk jest wiele, światło z najbliższych potrzebuje milionów lat, aby do nas dotrzeć. Wiek galaktyk wynosi 10-15 miliardów lat/
    3. Galaktyki łączą się w swego rodzaju klastry (systemy)

    Wszystkie ciała znajdują się w ciągłym ruchu, zmianach, rozwoju. Planety, gwiazdy, galaktyki mają swoją historię, często sięgającą miliardów lat.

    Schemat pokazuje systematyczne i odległości:
    1 jednostka astronomiczna = 149,6 miliona km(średnia odległość Ziemi od Słońca).
    1 szt. (parsek) = 206265 AU = 3,26 św. lata
    1 rok świetlny(święty rok) to odległość, jaką promień światła pokonuje z prędkością prawie 300 000 km/s w ciągu 1 roku. 1 rok świetlny to 9,46 miliona milionów kilometrów!

    Historia astronomii (można wykorzystać fragment filmu Astronomia (część 1, fr. 2 Najstarsza nauka))
    Astronomia to jedna z najbardziej fascynujących i starożytnych nauk przyrodniczych - bada nie tylko teraźniejszość, ale także odległą przeszłość otaczającego nas makrokosmosu, a także rysuje naukowy obraz przyszłości Wszechświata.
    Potrzeba wiedzy astronomicznej była podyktowana koniecznością żywotną:

    Etapy rozwoju astronomii
    1 Świat starożytny(PNE). Filozofia →astronomia →elementy matematyki (geometria).
    Starożytny Egipt, Starożytna Asyria, Starożytni Majowie, Starożytne Chiny, Sumerowie, Babilonia, Starożytna Grecja. Naukowcy, którzy wnieśli znaczący wkład w rozwój astronomii: TALES z Miletu(625-547, starożytna Grecja), EVDOKS Knidsky(408-355, starożytna Grecja), ARYSTOTELES(384-322, Macedonia, Starożytna Grecja), Arystarchos z Samos(310-230, Aleksandria, Egipt), ERATOSTENES(276-194, Egipt), HIPPARCHUS z Rodos(190-125, starożytna Grecja).
    II Teleskopowy okres. (AD do 1610). Upadek nauki i astronomii. Upadek Cesarstwa Rzymskiego, najazdy barbarzyńców, narodziny chrześcijaństwa. Szybki rozwój nauki arabskiej. Odrodzenie nauki w Europie. Współczesny heliocentryczny system struktury świata. Naukowcy, którzy w tym okresie wnieśli znaczący wkład w rozwój astronomii: Klaudiusz Ptolemeusz (Klaudiusz Ptolomeusz)(87-165, dr Rzym), BIRUNI, Abu Reyhan Muhammad ibn Ahmed al-Biruni(973-1048, współczesny Uzbekistan), Mirza Muhammad ibn Shahrukh ibn Timur (Taragaya) ULUGBEK(1394 -1449, współczesny Uzbekistan), Mikołaj KOPERNIUSZ(1473-1543, Polska), Cicho (Tighe) BRAWO(1546-1601, Dania).
    III Teleskopowy przed pojawieniem się spektroskopii (1610-1814). Wynalezienie teleskopu i obserwacje z jego pomocą. Prawa ruchu planet. Odkrycie planety Uran. Pierwsze teorie powstania Układu Słonecznego. Naukowcy, którzy w tym okresie wnieśli znaczący wkład w rozwój astronomii: Galileo Galilei(1564-1642, Włochy), Johanna KEPLERA(1571-1630, Niemcy), Jana GAVELIYA (GWELIUSZ) (1611-1687, Polska), Hansa Christiana HUYGENSA(1629-1695, Holandia), Giovanni Dominico (Jean Domenic) CASSINI>(1625-1712, Włochy-Francja), Izaaka Newtona(1643-1727, Anglia), Edmunda Halleya (HALLIE, 1656-1742, Anglia), William (William) Wilhelm Friedrich HERSCHEL(1738-1822, Anglia), Pierre’a Simona LAPLACE’a(1749-1827, Francja).
    IV Spektroskopia. Przed zdjęciem. (1814-1900). Obserwacje spektroskopowe. Pierwsze ustalenia odległości do gwiazd. Odkrycie planety Neptun. Naukowcy, którzy w tym okresie wnieśli znaczący wkład w rozwój astronomii: Józefa von Fraunhofera(1787-1826, Niemcy), Wasilij Jakowlewicz (Friedrich Wilhelm Georg) STRASZYŁ(1793-1864, Niemcy-Rosja), George'a Biddella Erie (PRZEWIEWNY, 1801-1892, Anglia), Fryderyka Wilhelma BESSELA(1784-1846, Niemcy), Johanna Gottfrieda HALLE(1812-1910, Niemcy), Williama HEGGINSA (Hugginsa, 1824-1910, Anglia), Angelo SECCHI(1818-1878, Włochy), Fiodor Aleksandrowicz BREDIKHIN(1831-1904, Rosja), Edwarda Charlesa PICKERINGA(1846-1919, USA).
    V Nowoczesny okres (1900-obecnie). Rozwój zastosowania fotografii i obserwacji spektroskopowych w astronomii. Rozwiązanie problemu źródła energii gwiazd. Odkrycie galaktyk. Powstanie i rozwój radioastronomii. Badanie przestrzeni kosmicznej. Zobacz więcej szczegółów.

    Połączenie z innymi obiektami.
         PSS t 20 F. Engels – „Po pierwsze astronomia, która ze względu na pory roku jest absolutnie niezbędna do prac pasterskich i rolniczych. Astronomia może się rozwijać tylko przy pomocy matematyki. Dlatego musiałem zająć się matematyką. Dalej, na pewnym etapie rozwoju rolnictwa w niektórych krajach (pozyskiwanie wody do nawadniania w Egipcie), a zwłaszcza wraz z pojawieniem się miast, dużych budynków i rozwojem rzemiosła, rozwinęła się także mechanika. Wkrótce stanie się to konieczne dla żeglugi i spraw wojskowych. Jest także przekazywana, aby pomóc matematyce i w ten sposób przyczynić się do jej rozwoju.”
    Astronomia odegrała w historii nauki tak wiodącą rolę, że wielu naukowców uważa „astronomię za najważniejszy czynnik rozwoju od jej początków – aż do Laplace’a, Lagrange’a i Gaussa” – czerpali z niej zadania i tworzyli metody rozwiązywanie tych problemów. Astronomia, matematyka i fizyka nigdy nie straciły ze sobą związku, co znajduje odzwierciedlenie w działalności wielu naukowców.


    		 Współdziałanie astronomii i fizyki w dalszym ciągu wpływa na rozwój innych nauk, technologii, energetyki i różnych sektorów gospodarki narodowej. Przykładem jest tworzenie i rozwój astronautyki. Rozwijane są metody zamykania plazmy w ograniczonej objętości, koncepcja plazmy „bezkolizyjnej”, generatory MHD, wzmacniacze promieniowania kwantowego (masery) itp.
    1 - heliobiologia
    2 - ksenobiologia
    3 - biologia i medycyna kosmiczna
    4 - geografia matematyczna
    5 - kosmochemia
    A - astronomia sferyczna
    B - astrometria
    B - mechanika niebieska
    G - astrofizyka
    D - kosmologia
    E - kosmogonia
    F - kosmofizyka         		Astronomia i chemiałączą zagadnienia badania pochodzenia i występowania pierwiastków chemicznych i ich izotopów w przestrzeni kosmicznej, ewolucji chemicznej Wszechświata. Nauka kosmochemia, która powstała na styku astronomii, fizyki i chemii, jest ściśle związana z astrofizyką, kosmogonią i kosmologią, bada skład chemiczny i zróżnicowaną budowę wewnętrzną ciał kosmicznych, wpływ zjawiska kosmiczne i procesy, które mają nastąpić reakcje chemiczne, prawa obfitości i rozmieszczenia pierwiastków chemicznych we Wszechświecie, łączenie i migracja atomów podczas powstawania materii w przestrzeni, ewolucja składu izotopowego pierwiastków. Dużym zainteresowaniem chemików cieszą się badania procesów chemicznych, które ze względu na swoją skalę lub złożoność są trudne lub całkowicie niemożliwe do odtworzenia w laboratoriach naziemnych (materia we wnętrzach planet, synteza złożonych związków chemicznych w ciemnych mgławicach itp.). .
    Astronomia, geografia i geofizykałączy badanie Ziemi jako jednej z planet Układu Słonecznego, jej podstawowych cech fizycznych (kształt, obrót, rozmiar, masa itp.) oraz wpływu czynników kosmicznych na geografię Ziemi: strukturę i skład wnętrze i powierzchnia Ziemi, rzeźba terenu i klimat, okresowe, sezonowe i długoterminowe, lokalne i globalne zmiany atmosfery, hydrosfery i litosfery Ziemi - burze magnetyczne, pływy, zmieniające się pory roku, dryft pól magnetycznych, ocieplenie i epoki lodowcowe itp. powstałe w wyniku wpływu zjawisk i procesów kosmicznych ( aktywność słoneczna, obrót Księżyca wokół Ziemi, obrót Ziemi wokół Słońca itp.); a także astronomiczne metody orientacji w przestrzeni i wyznaczania współrzędnych terenu, które nie straciły na znaczeniu. Jedną z nowych nauk była kosmiczna nauka o Ziemi – zespół instrumentalnych badań Ziemi z kosmosu dla celów działalności naukowej i praktycznej.
    Połączenie astronomia i biologia zdeterminowane ich ewolucyjnym charakterem. Astronomia bada ewolucję obiektów kosmicznych i ich układów na wszystkich poziomach organizacji materii nieożywionej w taki sam sposób, w jaki biologia bada ewolucję materii żywej. Astronomię i biologię łączą problemy powstawania i istnienia życia i inteligencji na Ziemi i we Wszechświecie, problemy ekologii ziemskiej i kosmicznej oraz wpływ procesów i zjawisk kosmicznych na biosferę Ziemi.
    Połączenie astronomia Z historii i nauk społecznych którzy badają rozwój świata materialnego w jakościowo bardziej jakościowy sposób wysoki poziom o organizacji materii decyduje wpływ wiedzy astronomicznej na światopogląd ludzi oraz rozwój nauki, technologii, rolnictwa, ekonomii i kultury; kwestia wpływu procesów kosmicznych na rozwój społeczny ludzkość pozostaje otwarta.
    Piękno gwiaździstego nieba wzbudziło myśli o wielkości wszechświata i zainspirowało pisarze i poeci. Obserwacje astronomiczne niosą ze sobą potężny ładunek emocjonalny, ukazują siłę ludzkiego umysłu i jego zdolność rozumienia świata, kultywują poczucie piękna, przyczyniają się do rozwoju myślenia naukowego.
    Związek astronomii z „nauką o naukach” - filozofia- wyznacza fakt, że astronomia jako nauka ma nie tylko wymiar szczególny, ale także uniwersalny, humanitarny i wnosi największy wkład w wyjaśnianie miejsca człowieka i ludzkości we Wszechświecie, w badanie relacji „człowiek - wszechświat". W każdym kosmicznym zjawisku i procesie widoczne są przejawy podstawowych, fundamentalnych praw natury. Na podstawie badań astronomicznych kształtują się zasady poznania materii i Wszechświata oraz najważniejsze uogólnienia filozoficzne. Astronomia wpłynęła na rozwój wszystkich nauk filozoficznych. Nie da się stworzyć fizycznego obrazu świata, który omijałby współczesne wyobrażenia o Wszechświecie – nieuchronnie straci on swoje znaczenie ideologiczne.

    Współczesna astronomia jest podstawową nauką fizyczną i matematyczną, której rozwój jest bezpośrednio powiązany z postępem naukowo-technicznym. Do badania i wyjaśniania procesów wykorzystuje się cały współczesny arsenał różnych, nowo powstających gałęzi matematyki i fizyki. Jest również.

    Główne gałęzie astronomii:

    Astronomia klasyczna

    		łączy w sobie szereg gałęzi astronomii, których podstawy powstały przed początkiem XX wieku:
    Astrometria:

    Astronomia sferyczna

    		 bada pozycję widoczną i własny ruch ciał kosmicznych oraz rozwiązuje problemy związane z wyznaczaniem położenia ciał niebieskich na sferze niebieskiej, sporządzaniem katalogów i map gwiazd oraz teoretycznymi podstawami liczenia czasu.
    Podstawy astrometrii prowadzi prace nad wyznaczeniem podstawowych stałych astronomicznych oraz teoretycznym uzasadnieniem opracowania podstawowych katalogów astronomicznych.
    Astronomia praktyczna zajmuje się wyznaczaniem współrzędnych czasowych i geograficznych, świadczy Usługę Czasu, obliczanie i zestawianie kalendarzy geograficznych i mapy topograficzne; Metody orientacji astronomicznej są szeroko stosowane w nawigacji, lotnictwie i astronautyce.
    Niebiańska mechanika bada ruch ciał kosmicznych pod wpływem sił grawitacyjnych (w przestrzeni i czasie). W oparciu o dane astrometryczne, prawa mechaniki klasycznej i matematyczne metody badawcze mechanika nieba określa trajektorie i charakterystykę ruchu ciał kosmicznych i ich układów oraz służy jako teoretyczna podstawa astronautyki.

    Współczesna astronomia

    		Astrofizyka studia podstawowe Charakterystyka fizyczna i właściwości obiektów kosmicznych (ruch, struktura, skład itp.), procesy kosmiczne i zjawiska kosmiczne, podzielone na liczne działy: astrofizyka teoretyczna; astrofizyka praktyczna; fizyka planet i ich satelitów (planetologia i planetografia); fizyka Słońca; fizyka gwiazd; astrofizyka pozagalaktyczna itp.
    Kosmogonia bada pochodzenie i rozwój obiektów kosmicznych i ich układów (w szczególności Układu Słonecznego).
    Kosmologia bada pochodzenie, podstawowe cechy fizyczne, właściwości i ewolucję Wszechświata. Podstawy teoretyczne jej są nowoczesne teorie fizyczne oraz dane z astrofizyki i astronomii pozagalaktycznej.

    Obserwacje w astronomii.
    Głównym źródłem informacji są obserwacje o ciałach niebieskich, procesach, zjawiskach zachodzących we Wszechświecie, ponieważ nie da się ich dotknąć i przeprowadzić eksperymentów z ciałami niebieskimi (możliwość prowadzenia eksperymentów poza Ziemią powstała dopiero dzięki astronautyce). Mają także tę osobliwość, że do badania dowolnego zjawiska konieczne jest:

    • długie okresy czasu i jednoczesna obserwacja powiązanych ze sobą obiektów (przykład: ewolucja gwiazd)
    • potrzeba wskazania położenia ciał niebieskich w przestrzeni (współrzędnych), ponieważ wszystkie źródła światła wydają się być daleko od nas (w czasach starożytnych pojawiła się koncepcja sfera niebieska, który jako całość kręci się wokół Ziemi)

    Przykład: Starożytny Egipt, obserwując gwiazdę Sothis (Syriusz), określił początek wylewu Nilu i ustalił długość roku na rok 4240 p.n.e. w 365 dni. Do dokładnych obserwacji potrzebowaliśmy urządzenia.
    1). Wiadomo, że Tales z Miletu (624-547, starożytna Grecja) w 595 rpne. po raz pierwszy użył gnomona (pionowego pręta, uważa się, że stworzył go jego uczeń Anaksymander) - pozwoliło to nie tylko pełnić funkcję zegara słonecznego, ale także wyznaczać momenty równonocy, przesilenia, długości roku, szerokości geograficznej obserwacji itp.
    2). Już Hipparch (180-125, starożytna Grecja) używał astrolabium, które pozwoliło mu zmierzyć paralaksę Księżyca w 129 rpne, ustalić długość roku na 365,25 dni, określić procesję i skompilować ją w 130 rpne. katalog gwiazd dla 1008 gwiazd itp.
    Była laska astronomiczna, astrolabon (pierwszy rodzaj teodolitu), kwadrant itp. Obserwacje prowadzone są w wyspecjalizowanych instytucjach - , powstały na pierwszym etapie rozwoju astronomii przed NE. Ale prawdziwe badania astronomiczne rozpoczęły się wraz z wynalazkiem teleskop w 1609

    Teleskop - zwiększa kąt widzenia, z którego widoczne są ciała niebieskie ( rezolucja ) i zbiera wielokrotnie więcej światła niż oko obserwatora ( siła penetrująca ). Dlatego za pomocą teleskopu można badać powierzchnie ciał niebieskich najbliższych Ziemi, niewidocznych gołym okiem, i zobaczyć wiele słabych gwiazd. Wszystko zależy od średnicy obiektywu.Rodzaje teleskopów: I radio(Pokaz teleskopu, plakat „Teleskopy”, schematy). Teleskopy: z historii
    = optyczny

    1. Teleskopy optyczne ()


    		Refraktor(refrakto-refrakcja) - wykorzystuje się załamanie światła w soczewce (refrakcyjne). „Luneta” produkcji holenderskiej [H. Lippersheya]. Według przybliżonego opisu wykonał go w 1609 r. Galileo Galilei i po raz pierwszy wysłał go w niebo w listopadzie 1609 r., a w styczniu 1610 r. odkrył 4 satelity Jowisza.
    Największy na świecie refraktor został wykonany przez Alvana Clarka (optyka z USA) o średnicy 102 cm (40 cali) i zainstalowany w 1897 roku w Obserwatorium Hyères (niedaleko Chicago). Wykonał także 30-calowy i zainstalował go w 1885 roku w Obserwatorium w Pułkowie (zniszczonym podczas II wojny światowej).
    Reflektor(reflecto-reflect) - do skupiania promieni służy zwierciadło wklęsłe. W 1667 r. I. Newton (1643-1727, Anglia) wynalazł pierwszy teleskop zwierciadlany, średnica zwierciadła wynosiła 2,5 cm przy 41 X zwiększyć. W tamtych czasach lustra robiono ze stopów metali i szybko matowieły.
    Największy teleskop na świecie. W. Keck zainstalował zwierciadło o średnicy 10 m w 1996 roku (pierwsze z dwóch, ale zwierciadło nie jest monolityczne, ale składa się z 36 zwierciadeł sześciokątnych) w Obserwatorium Mount Kea (Kalifornia, USA).
    W 1995 roku wprowadzono na rynek pierwszy z czterech teleskopów (średnica lustra 8 m) (Obserwatorium ESO, Chile). Wcześniej największy znajdował się w ZSRR, średnica lustra wynosiła 6 m, zainstalowano w Obwód Stawropolski(Góra Pastuchow, h=2070m) w Specjalnym Obserwatorium Astrofizycznym Akademii Nauk ZSRR (teleskop monolityczny zwierciadło 42t, 600t, gwiazdy można zobaczyć na 24m).

    		Lustro-obiektyw. B.V. SCHMIDT(1879-1935, Estonia) zbudowany w 1930 r. (aparat Schmidta) o średnicy obiektywu 44 cm, dużej aperturze, bez komy i dużym polu widzenia, umieszczając szklaną płytkę korekcyjną przed zwierciadłem sferycznym.
    W 1941 r D.D. Maksutow(ZSRR) wykonał menisk, korzystny z krótką rurą. Używany przez astronomów-amatorów.
    W 1995 roku oddano do użytku pierwszy teleskop z 8-metrowym zwierciadłem (z 4) o podstawie 100 m dla interferometru optycznego (pustynia ATACAMA, Chile; ESO).
    W 1996 roku pierwszy teleskop o średnicy 10 m (z dwóch o podstawie 85 m) otrzymał imię. W. Keck wprowadzony do Obserwatorium Mount Kea (Kalifornia, Hawaje, USA)
    amator teleskopy

    • bezpośrednie obserwacje
    • fotografia (astrograf)
    • fotoelektryczny - czujnik, fluktuacja energii, promieniowanie
    • widmowe - dostarczają informacji o temperaturze, składzie chemicznym, polach magnetycznych, ruchach ciał niebieskich.
    Obserwacje fotograficzne (w porównaniu z wizualnymi) mają zalety:
    1. Dokumentacja to zdolność do rejestrowania zachodzących zjawisk i procesów oraz zatrzymywania otrzymanych informacji przez długi czas.
    2. Natychmiastowość to zdolność do rejestrowania zdarzeń krótkotrwałych.
    3. Panoramiczny - możliwość uchwycenia kilku obiektów jednocześnie.
    4. Integralność to zdolność do akumulacji światła ze słabych źródeł.
    5. Szczegół - możliwość zobaczenia szczegółów obiektu na obrazie.
    W astronomii odległość między ciałami niebieskimi mierzy się za pomocą kąta → odległości kątowej: stopnie - 5 o,2, minuty - 13", 4, sekundy - 21",2 zwykłym okiem widzimy w pobliżu 2 gwiazdy ( rezolucja), jeśli odległość kątowa wynosi 1-2”. Kąt, pod którym widzimy średnicę Słońca i Księżyca, wynosi ~ 0,5 o = 30”.
    • Przez teleskop widzimy jak najwięcej: ( rezolucja) α= 14"/D Lub α= 206265·λ/D[Gdzie λ jest długością fali światła, oraz D- średnica obiektywu teleskopu] .
    • Nazywa się ilość światła zbieranego przez soczewkę współczynnik przysłony. Otwór mi=~S (lub D 2) soczewki. E=(D/d xp ) 2 , Gdzie D xp – średnica źrenicy człowieka w normalnych warunkach wynosi 5mm (maksymalnie w ciemności 8mm).
    • Zwiększyć teleskop = Ogniskowa soczewki/Ogniskowa okularu. W=F/f=β/α.
    Przy dużym powiększeniu >500x widoczne są drgania powietrza, dlatego teleskop należy umieścić jak najwyżej w górach i tam, gdzie niebo często jest bezchmurne, a jeszcze lepiej poza atmosferą (w kosmosie).
    Zadanie (samodzielnie - 3 min): Dla teleskopu zwierciadlanego o średnicy 6m znajdującego się w Specjalnym Obserwatorium Astrofizycznym (na północnym Kaukazie) wyznaczyć rozdzielczość, aperturę i powiększenie w przypadku użycia okularu o ogniskowej 5cm (F=24m). [ Ocena pod względem szybkości i poprawności rozwiązania] Rozwiązanie: α= 14 "/600 ≈ 0,023"[przy α= 1" pudełko zapałek jest widoczne z odległości 10 km]. E=(D/d xp) 2 =(6000/5) 2 = 120 2 =14400[zbiera tyle razy więcej światła niż oko obserwatora] W=F/f=2400/5=480     2. Teleskopy radiowe - zalety: o każdej pogodzie i porze dnia można obserwować obiekty niedostępne dla obiektów optycznych. Są to miski (podobne do lokalizatora. Plakat „Radioteleskopy”). Radioastronomia rozwinęła się po wojnie. Największymi obecnie radioteleskopami są stały RATAN-600 w Rosji (uruchomiony w 1967 r., 40 km od teleskopu optycznego, składa się z 895 pojedynczych zwierciadeł o wymiarach 2,1x7,4 m i ma zamknięty pierścień o średnicy 588 m) , Arecibo (Puerto Rico, 305 m - betonowa misa wygasłego wulkanu, wprowadzona w 1963 r.). Z mobilnych mają dwa radioteleskopy z czaszą 100m.


    Ciała niebieskie wytwarzają promieniowanie: światło, podczerwień, ultrafiolet, fale radiowe, promieniowanie rentgenowskie, promieniowanie gamma. Ponieważ atmosfera zakłóca przenikanie promieni do ziemi z λ< λ света (ультрафиолетовые, рентгеновские, γ - излучения), то последнее время на орбиту Земли выводятся телескопы и целые орбитальные обсерватории : (т.е развиваются внеатмосферные наблюдения).

    l. Mocowanie materiału .
    Pytania:

    1. Jakie informacje astronomiczne zdobywałeś na kursach z innych przedmiotów? (historia naturalna, fizyka, historia itp.)
    2. Jaka jest specyfika astronomii na tle innych nauk przyrodniczych?
    3. Jakie znasz rodzaje ciał niebieskich?
    4. Planety. Ile, jak mówią, kolejność ułożenia, największa itp.
    5. Jaka jest wartość w gospodarka narodowa ma dzisiaj astronomię?

    Wartości w gospodarce narodowej:
    - Orientacja według gwiazd w celu określenia boków horyzontu
    - Nawigacja (nawigacja, lotnictwo, astronautyka) - sztuka odnajdywania drogi przez gwiazdy
    - Eksploracja Wszechświata w celu zrozumienia przeszłości i przewidywania przyszłości
    - Kosmonautyka:
    - Eksploracja Ziemi w celu zachowania jej wyjątkowej przyrody
    - Pozyskiwanie materiałów niemożliwych do uzyskania w warunkach lądowych
    - Prognoza pogody i przewidywanie katastrof
    - Ratowanie statków znajdujących się w niebezpieczeństwie
    - Badania innych planet w celu przewidywania rozwoju Ziemi
    Wynik:

    1. Czego nowego się nauczyłeś? Czym jest astronomia, przeznaczenie teleskopu i jego rodzaje. Cechy astronomii itp.
    2. Konieczne jest pokazanie użycia płyty CD „Red Shift 5.1”, Kalendarza Observera, przykładowego czasopisma astronomicznego (elektronicznego, np. Nebosvod). Pokaż w Internecie, Astrotop, portal: Astronomia V Wikipedia, - za pomocą którego możesz uzyskać informacje na interesujący Cię temat lub je znaleźć.
    3. Oceny.

    Praca domowa: Wprowadzenie, §1; pytania i zadania do samokontroli (str. 11), nr 6 i 7 sporządź diagramy, najlepiej na zajęciach; s. 29-30 (s. 1-6) - myśli główne.
    Studiując szczegółowo materiał na temat instrumentów astronomicznych, możesz zadawać uczniom pytania i zadania:
    1. Określ główne cechy teleskopu G. Galileusza.
    2. Jakie są zalety i wady konstrukcji optycznej refraktora Galileusza w porównaniu z konstrukcją optyczną refraktora Keplera?
    3. Określ główne cechy BTA. Ile razy mocniejsze jest BTA niż MSR?
    4. Jakie zalety mają teleskopy instalowane na pokładzie statku kosmicznego?
    5. Jakie warunki musi spełniać teren pod budowę obserwatorium astronomicznego?

    Lekcję przygotowali członkowie koła „Technologie internetowe” w 2002 roku: Prytkov Denis (10. klasa) I Disenova Anna (9. klasa). Zmieniono 01.09.2007

    „Planetarium” 410,05 MB Zasób pozwala na zainstalowanie go na komputerze nauczyciela lub ucznia pełna wersja innowacyjny kompleks edukacyjno-metodyczny „Planetarium”. „Planetarium” – wybór artykułów tematycznych – przeznaczone jest do wykorzystania przez nauczycieli i uczniów na lekcjach fizyki, astronomii czy nauk przyrodniczych w klasach 10-11. Podczas instalowania kompleksu zaleca się używanie tylko angielskie litery w nazwach folderów.
    Materiały demonstracyjne 13,08 MB Zasób reprezentuje materiały demonstracyjne innowacyjnego kompleksu edukacyjno-metodologicznego „Planetarium”.
    Planetarium 2,67 mb Zasób ten to interaktywny model planetarium, który umożliwia badanie gwiaździstego nieba poprzez pracę z tym modelem. Aby w pełni wykorzystać zasób, należy zainstalować wtyczkę Java
    Lekcja Temat lekcji Opracowanie lekcji w zbiorze TsOR Grafika statystyczna z TsOR
    Lekcja 1 Przedmiot astronomii Temat 1. Przedmiot astronomii. Konstelacje. Orientacja na gwiaździste niebo 784,5 kb 127,8 kb 450,7 kb
    Skala fal elektromagnetycznych z odbiornikami promieniowania 149,2 kb
    1. Konieczność śledzenia czasu (kalendarz). (Starożytny Egipt - zauważono związek ze zjawiskami astronomicznymi)
    2. Odnalezienie drogi przez gwiazdy, zwłaszcza dla żeglarzy (pierwsze żaglowce pojawiły się 3 tysiące lat p.n.e.)
    3. Ciekawostką jest zrozumienie bieżących zjawisk i oddanie ich na swoje usługi.
    4. Dbanie o swój los, który dał początek astrologii.

    Metody badań astronomicznych

    Komponenty Megaświata

    Przestrzeń(megaświat) - cały świat otaczający planetę Ziemię.

    Nie możemy obserwować całego kosmosu z wielu powodów (technicznych: cofanie się galaktyk → światło nie ma czasu dotrzeć).

    Wszechświat- część przestrzeni dostępna do obserwacji.

    Kosmologia– bada strukturę, pochodzenie, ewolucję i przyszłe losy Wszechświata jako całości.

    Podstawą tej dyscypliny jest astronomia, fizyka i matematyka.

    Astronomia(dosłownie - nauka o zachowaniu gwiazd) - węższa gałąź kosmologii (najważniejsza!) - nauka o budowie i rozwoju wszystkich ciał kosmicznych.

    Metody badawcze w astronomii

    Bezpośrednio w astronomii Można obserwować jedynie obiekty emitujące promieniowanie elektromagnetyczne , w tym światło.

    Podstawowe informacje uzyskuje się za pomocą przyrządów optycznych.

    1. Astronomia optyczna – bada obiekty widzialne (tj. świecące).

    Materia obserwowalna lub świetlista albo sam emituje światło widzialne w wyniku procesów zachodzących w jego wnętrzu (gwiazdy), albo odbija padające promienie (planety Układu Słonecznego, mgławice).

    W 1608 r. G. Galileo skierował swój prosty ku niebu teleskop, rewolucjonizując w ten sposób dziedzinę obserwacji astronomicznych. Obecnie obserwacje astronomiczne prowadzone są przy użyciu teleskopy.

    Teleskopy optyczne są dwojakiego rodzaju: oporny (światło się zbiera obiektyw→ wymagane są duże soczewki, które mogą ugiąć się pod własnym ciężarem → zniekształcenie obrazu) i odruch (światło się zbiera lustro, nie ma takich problemów → większość profesjonalnych teleskopów to reflektory).

    We współczesnych teleskopach ludzkie oko zostało zastąpione płyty fotograficzne lub aparaty cyfrowe, które potrafią akumulować strumień światła przez długi czas, co pozwala wykryć nawet mniejsze obiekty.

    Teleskopy instalowane są na wysokich szczytach górskich, gdzie wpływ atmosfery i światła dużych miast na obraz jest najmniejszy. Dlatego dziś większość profesjonalnych teleskopów koncentruje się w obserwatoriach, których jest niewiele: w Andach, na Wyspach Kanaryjskich, na hawajskich wulkanach(4205 m n.p.m., na wygasłym wulkanie – najwyższe obserwatorium na świecie) i w niektórych szczególnie odizolowane miejsca w Stanach Zjednoczonych i Australii.

    Dzięki porozumieniom międzynarodowym kraje, które nie posiadają odpowiednich lokalizacji do montażu teleskopów, mogą instalować swój sprzęt w miejscach o takich warunkach.

    Największy teleskop– budowany jest w Chile przez Obserwatorium Południowoeuropejskie (obejmuje system 4 teleskopów o średnicy 8,2 m każdy).


    Wystrzelony na orbitę w 1990 r Teleskop optyczny Hubble'a (USA) (h = 560 km).

    Jego długość wynosi 13,3 m, szerokość – 12 m, lustro o średnicy 2,4 m, masa całkowita – 11 ton,

    koszt ~ 250 milionów dolarów

    Dzięki niemu uzyskano głęboki, nigdy wcześniej nieosiągalny obraz gwiaździstego nieba, zaobserwowano układy planetarne na etapie ich powstawania oraz uzyskano dane na temat istnienia ogromnych czarnych dziur w centrach różnych galaktyk. Teleskop powinien zostać ukończony do 2005 roku; Teraz na rynek trafił kolejny, nowocześniejszy.

    2. Astronomia nieoptyczna – bada obiekty emitujące promieniowanie elektromagnetyczne wykraczające poza zakres światła widzialnego.

    Promieniowanie elektromagnetyczne- forma energii elektrycznej i magnetycznej, która przemieszcza się w przestrzeni z prędkością światła. Jednostką miary jest długość fali (m).

    Widmo EM jest tradycyjnie podzielone na pasma charakteryzujące się określonym przedziałem długości fal. Nie da się ustalić wyraźnych granic pomiędzy zakresami, gdyż często nakładają się na siebie.

    1. Czym zajmuje się astronomia. Związek astronomii z innymi naukami, jego znaczenie

    Astronomia * to nauka badająca ruch, strukturę, pochodzenie i rozwój ciał niebieskich i ich układów. Wiedza, którą gromadzi, jest stosowana do praktycznych potrzeb ludzkości.

    * (To słowo pochodzi od dwóch Greckie słowa: astron jest luminarzem, gwiazda inomos jest prawem.)

    Astronomia jest jedną z najstarszych nauk, powstała na bazie praktycznych potrzeb człowieka i rozwijała się wraz z nimi. Podstawowe informacje astronomiczne były znane tysiące lat temu w Babilonie, Egipcie i Chinach i były wykorzystywane przez ludy tych krajów do pomiaru czasu i orientowania się po krańcach horyzontu.

    A w naszych czasach astronomia służy do określania dokładnego czasu i współrzędnych geograficznych (w nawigacji, lotnictwie, astronautyce, geodezji, kartografii). Astronomia pomaga w eksploracji i eksploracji przestrzeń kosmiczna, rozwój astronautyki i badanie naszej planety z kosmosu. Ale to nie wyczerpuje zadań, które rozwiązuje.

    Nasza Ziemia jest częścią Wszechświata. Księżyc i Słońce powodują na nim przypływy i odpływy. Promieniowanie słoneczne i jego zmiany wpływają na procesy zachodzące w atmosferze ziemskiej i aktywność życiową organizmów. Astronomia bada także mechanizmy oddziaływania różnych ciał kosmicznych na Ziemię.

    Kurs astronomii uzupełnia wiedzę z zakresu fizyki, matematyki i przedmiotów ścisłych, którą otrzymujesz w szkole.

    Współczesna astronomia jest ściśle związana z matematyką i fizyką, biologią i chemią, geografią, geologią i astronautyką. Korzystając z dorobku innych nauk, z kolei je wzbogaca, stymuluje ich rozwój, stawiając przed nimi nowe zadania.

    Studiując astronomię należy zwrócić uwagę na to, jakie informacje są wiarygodnymi faktami, a jakie założeniami naukowymi, które mogą zmieniać się w czasie.

    Astronomia bada materię w przestrzeni w stanach i skalach niemożliwych do wykonania w laboratoriach, a tym samym poszerza fizyczny obraz świata, nasze wyobrażenia o materii. Wszystko to jest ważne dla rozwoju dialektyczno-materialistycznej idei natury.

    Przewidując początek zaćmień Słońca i Księżyca, pojawienie się komet, pokazując możliwość naturalnego naukowego wyjaśnienia pochodzenia i ewolucji Ziemi i innych ciał niebieskich, astronomia potwierdza, że ​​ludzka wiedza nie ma granic.

    W ubiegłym stuleciu jeden z filozofów-idealistów, udowadniając ograniczenia ludzkiej wiedzy, argumentował, że chociaż ludzie byli w stanie zmierzyć odległości do niektórych źródeł światła, to nigdy nie byliby w stanie określić składu chemicznego gwiazd. Jednak wkrótce odkryto analizę widmową i astronomowie nie tylko ustalili skład chemiczny atmosfer gwiazd, ale także określili ich temperaturę. Wiele innych prób wskazania granic ludzkiej wiedzy również zakończyło się niepowodzeniem. Zatem naukowcy najpierw teoretycznie oszacowali temperaturę powierzchni Księżyca, następnie zmierzyli ją z Ziemi metodami termoelementowymi i radiowymi, następnie dane te potwierdziły instrumenty ze stacji automatycznych stworzone i wysłane przez ludzi na Księżyc.

    2. Skala Wszechświata

    Już to wiesz naturalny satelita Ziemia - Księżyc jest najbliższym nam ciałem niebieskim, że nasza planeta wraz z innymi dużymi i małymi planetami stanowi część Układu Słonecznego, że wszystkie planety krążą wokół Słońca. Z kolei Słońce, podobnie jak wszystkie gwiazdy widoczne na niebie, jest częścią naszego układu gwiezdnego – Galaktyki. Wymiary Galaktyki są tak duże, że nawet światło poruszające się z prędkością 300 000 km/s pokonuje odległość od jednej krawędzi do drugiej w ciągu stu tysięcy lat. We Wszechświecie istnieje wiele podobnych galaktyk, jednak są one bardzo daleko i gołym okiem widzimy tylko jedną z nich - mgławicę Andromedy.

    Odległości pomiędzy poszczególnymi galaktykami są zwykle dziesiątki razy większe niż ich rozmiary. Aby uzyskać wyraźniejszy obraz skali Wszechświata, dokładnie przestudiuj rysunek 1.

    Gwiazdy są najpowszechniejszym rodzajem ciał niebieskich we Wszechświecie, a galaktyki i ich gromady są jego podstawowymi jednostkami strukturalnymi. Przestrzeń pomiędzy gwiazdami w galaktykach oraz pomiędzy galaktykami wypełniona jest bardzo rozrzedzoną materią w postaci gazu, pyłu, cząstek elementarnych, promieniowania elektromagnetycznego, pól grawitacyjnych i magnetycznych.

    Badając prawa ruchu, strukturę, pochodzenie i rozwój ciał niebieskich i ich układów, astronomia daje nam wyobrażenie o strukturze i rozwoju Wszechświata jako całości.

    Możesz penetrować głębiny Wszechświata i badać fizyczną naturę ciał niebieskich za pomocą teleskopów i innych instrumentów, którymi dysponujesz. współczesna astronomia dzięki sukcesom osiąganym w różnych dziedzinach nauki i techniki.