Слайд 3Как давно возникла астрономия?
Какое определение вы бы не дали астрономии, человечество
смотрит в небо с тех самых пор как оно существует. Они заметили большой светящийся в небе шар, он освещал всё вокруг пока был виден. А когда он исчезал – наступала темнота.
Слайд 4Другая, более тусклая светящаяся штука пыталась, но у неё всё же
плохо получалось светить ночью. Древние люди вероятно заметили эту закономерность.
Слайд 5Так же люди заметили, что когда в небе появляются определенные звезды
– климат становится теплее, а дни дольше. Когда же им на смену приходили другие звезды – начинало холодать, а дни становились короче. Когда народы осели, занялись сельским хозяйством – эти закономерности стали ещё более важны. ПОЧЕМУ?
Это подсказывало им: когда сеять семена, а когда собирать урожай
Слайд 6В Древнем Египте определяли время посева и уборки урожая по появлению
перед восходом Солнца из-за края горизонта яркой звезды Сотис (древнеегипетское названия Сириуса) - предвестника разлива Нила.
Слайд 7Небесные циклы стали важны. Несомненно, если звёзды подсказывают нам, когда сажать,
а когда собирать урожай, управляют погодой, сезонами и продолжительностью дня, то они так же управляют и нашей жизнью.
И так появилась…
АСТРОЛОГИЯ
Слайд 8АСТРОЛОГИЯ (др.-греч. ἀστρολογία[1] от ἀστήρ, ἄστρον «ЗВЕЗДА» и λόγος «НАУКА УЧЕНИЕ»)
это слово использовалось до того, как наука стала официальным методом изучения природы.
Слайд 9Досадно, что она оторвала себе хорошее название, а нам теперь приходится
использовать слово АСТРОНОМИЯ, что означает ЗАКОН или КУЛЬТУРА ЗВЁЗД
Слайд 10Слова со временем меняют своё значение, и сейчас все прекрасно понимают,
что АСТРОНОМИЯ – это наука о звёздах, а АСТРОЛОГИЯ – нет.
Слайд 11Астрономия – древнейшая наука.
Истоки астрономии относятся к каменному веку
(VI-III тысячелетия до н.э.)
Систематические астрономические наблюдения проводились тысячи лет тому назад.
Древняя обсерватория Стоунхендж
Слайд 12До изобретения телескопа страстные наблюдатели придумывали чудесные инструменты для наблюдения за
небом
Слайд 13Это было до того, как впервые телескоп был повернут в небо,
когда произошла серьезная революция в астрономии
Слайд 14Из наблюдений древних астрономов очевидно, что Земля, на которой вы стоите
зафиксирована, а небо находится над нами. Солнце встает и садится, Луна встаёт и садится, звезды вращаются по небу. Из этого становится ясно, что Земля неподвижна, а небо находится в постоянном движении.
Деление окружности на 360° имеет астрономическое происхождение: оно возникло тогда, когда считалось, что продолжительность года равна 360 суткам, а Солнце в своём движении вокруг Земли каждые сутки делает один шаг – градус.
Согласитесь теория Птолимея о геоцентрической системе координат имела смысл.
Слайд 15Гелиоцентрическая система мира (гелиоцентризм) — представление о том, что Солнце является центральным небесным телом,
вокруг которого обращается Земля и другие планеты по круговым арбитам. Возникла в противовес геоцентрической системе мира в античности, но получила широкое распространение в XVI—XVII веках. Автором которой стал Николай Коперник
Слайд 16Гео-гелиоцентрическая система мира — исторический вариант геоцентрической системы мира, в котором
Земля покоится в центре мира, Солнце и Луна обращаются вокруг Земли, а все пять известных тогда планет — вокруг Солнца[1]. Таким образом, эту конструкцию можно рассматривать как компромиссную между геоцентрической системой Птолемея и гелиоцентрической моделью Коперника, причём с точки зрения наблюдений движения планет гео-гелиоцентрическая система ничем не отличается от коперниканской
Слайд 17Аристотель обосновывал геоцентризм следующим образом: Земля является тяжёлым телом, а естественным
местом для тяжёлых тел является центр Вселенной; как показывает опыт, все тяжёлые тела падают отвесно, а поскольку они движутся к центру мира, Земля находится в центре.
Если у вас нет современного представления о мире, то все эти теории имеют смысл. Согласитесь, если это устраивало Платона, Аристотеля и Птолемея, то и вас тоже устроило бы. А поскольку это устраивало и религию того времени, лучше было просто согласиться.
Слайд 18В 1609 году Иоганн Кеплер опубликовал свои законы движения планет, в
одном из которых говорится, что орбиты планет имеют эллиптическую форму
Слайд 20Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа были обнаружены в записях Леонардо
Да Винчи. Построил телескоп в 1608 Липперсгей. Также создание телескопа приписывается его современнику Захарию Янсену.
Слайд 22Еще в VI в. до нашей эры Пифагор считал, что Земля
имеет круглую форму. Спустя 200 лет Аристотель доказал это, ссылаясь на то, что во время лунных затмений тень Земли всегда круглая.
То, что форма Земли должна отличаться от шара впервые показал Ньютон. Он предложил следующий мысленный эксперимент. Нужно прокопать две шахты: от полюса до центра Земли и от экватора до центра Земли. Эти шахты заливаются водой. Если Земля имеет форму шара, то глубина шахт одинакова. Но на воду в экваториальной шахте действует центробежная сила, в то время как на воду в полярной шахте - нет. Поэтому для равновесия воды в обеих шахтах необходимо, чтобы экваториальная шахта была длиннее.
Слайд 23Закон всемирного тяготения, сформулированный Исааком Ньютоном в конце XVII в., открыл
возможность применения математических методов для изучения движения планет и других тел Солнечной системы
Слайд 2410 августа 1519 года пять кораблей - "Тринидад", "Сан Антонио", "Концепсьон",
"Виктория" и "Сантьяго" отплывают из Севильи, чтобы обогнуть земной шар. Фернандо Магеллан был абсолютно не уверен в счастливом завершении плавания, потому что мысль о шарообразной форме Земли была лишь предположением.
Путешествие окончилось удачно - было доказано, что Земля – круглая. Сам Магеллан не дожил до возвращения на родину - он умер в пути. Но перед смертью знал, что его цель достигнута.
Слайд 25Открытие в XIX в. спектрального анализа и его применение в астрономии
положило начало широкому использованию физики при изучении природы небесных тел и привело к появлению нового раздела науки о Вселенной - АСТРОФИЗИКИ
Излучение звезды, проходя через облако газа,
приобретает темные линии (линии поглощения) в своем спектре
Слайд 26Астрономические наблюдения издавна позволяли людям ориентироваться в незнакомой местности и на
море
Практическая астрономия
Искусство прокладывать путь по наблюдениям за небесными светилами, получившее название навигация, сначала использовалось в мореходном деле, затем в авиации, а теперь и в космонавтике.
Самолет «Илья Муромец»
Слайд 27НЕБЕСНАЯ МЕХАНИКА
Небе́сная меха́ника — раздел астрономии — раздел астрономии, применяющий законы механики — раздел астрономии, применяющий законы механики для изучения
и вычисления движения небесных тел, в первую очередь Солнечной системы — раздел астрономии, применяющий законы механики для изучения и вычисления движения небесных тел, в первую очередь Солнечной системы (Луны — раздел астрономии, применяющий законы механики для изучения и вычисления движения небесных тел, в первую очередь Солнечной системы (Луны, планет — раздел астрономии, применяющий законы механики для изучения и вычисления движения небесных тел, в первую очередь Солнечной системы (Луны, планет и их спутников — раздел астрономии, применяющий законы механики для изучения и вычисления движения небесных тел, в первую очередь Солнечной системы (Луны, планет и их спутников, комет — раздел астрономии, применяющий законы механики для изучения и вычисления движения небесных тел, в первую очередь Солнечной системы (Луны, планет и их спутников, комет, малых тел), и вызванных этим явлений (затмений и проч.).
Слайд 28Достижения астрономии второй половины ХХ в. привели к серьёзным изменениям в
научной картине мира,
к становлению представлений об эволюции Вселенной,
составляющие основу современной космологии.
КОСМОЛОГИЯ - раздел астрономии, изучающий свойства и эволюцию Вселенной в целом. Её основу составляют математика, физика и астрономия.
Слайд 29ВСТАВЬТЕ ПРОПУЩЕННЫЕ СЛОВА
Мы живём на Планете…
Она вращается вокруг…
У неё есть спутник…
Первым догадался, что земля вращается вокруг
Солнца учёный…
Первым направил телескоп на звездное небо…
Первый человек, полетевший в космос…
Это случилось года.
ЗЕМЛЯ
СОЛНЦА
ЛУНА
НИКОЛАЙ КОПЕРНИК
ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕЙ
ЮРИЙ ГАГАРИН
12 АПРЕЛЯ 1962
Слайд 33Представлением о небесной сфере удобно пользоваться и теперь, хотя мы знаем,
что этой сферы реально не существует.
Слайд 34Небесная сфера – это воображаемая сфера сколь угодно большого радиуса, в
центре которой находится наблюдатель.
Свойства небесной сферы:
центр небесной сферы выбирается произвольно. Для каждого наблюдателя – свой центр, а наблюдателей может быть много.
угловые измерения на сфере не зависят от ее радиуса.
На небесную сферу проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты.
Слайд 35Расстояния между звездами на небесной сфере можно выражать только в угловой
мере.
Угловые расстояния измеряются величиной центрального угла между лучами, направленными на одну и другую звезду, или соответствующими им дугами на поверхности сферы.
Слайд 36Расстояния между звездами на небесной сфере можно выражать только в угловой
мере.
Приближённая оценка угловых расстояний на небе:
Слайд 37Только Солнце и Луну мы видим как диски. Угловые диаметры этих
дисков почти одинаковы – около 30´, или 0,5°.
Для невооружённого глаза объект не выглядит точкой, если его угловые размеры превышают 2-3´.
Наш глаз различает каждую по отдельности звезду в том случае, если угловое расстояние между ними больше этой величины.
Слайд 38По определению градус (°) - это центральный угол, равный 1/360 части окружности. Градус
делится на 60 угловых минут (1°=60`), каждая из которых равна 60 угловым секундам (1`=60``), то есть градус состоит из 3600 угловых секунд (1°=3600``).
Слайд 39Система горизонтальных (азимутальных) координат – азимут и высота.
Высота светила (h)
– отсчитывается по окружности, проходящей через зенит и светило, и выражается длиной дуги этой окружности от горизонта до светила. Высота светила, которое находится в зените, равна 90о, на горизонте – 0о.
Азимут (A) – отсчитывается от точки юга в направлении движения часовой стрелки, так что азимут точки юга равен 0о, точки запада – 90о.
Зенит (Z) – точка, расположенная прямо над головой наблюдателя.
Истинный, или математический, горизонт – окружность, которую образует плоскость, проходящая через центр сферы перпендикулярно отвесной линии, при пересечении со сферой.
Слайд 41Телескоп – основной прибор, который используется для наблюдения небесных тел, приёма
и анализа происходящего от них излучения.
Слово происходит от греческих слов: tele – далеко и skopéo – смотрю.
Телескоп применяют :
чтобы собрать как можно больше света, идущего от исследуемого объекта;
чтобы обеспечить возможность изучать мелкие объекты, недоступные невооруженному глазу.
Проницающая сила телескопа тем больше, чем более слабые объекты он даёт возможность увидеть.
Разрешающая способность телескопа характеризует возможность различать мелкие детали.
Обе эти характеристики зависят от диаметра объектива.
Слайд 42Количество света, собираемого объективом, возрастает пропорционально его площади (квадрату диаметра).
Объектив телескопа
может превышать по диаметру зрачок глаза, который даже в полной темноте не превышает 8 мм, в десятки и сотни раз.
Чем меньше размер изображения звезды, которое дает объектив телескопа, тем лучше его разрешающая способность.
Вследствие дифракции изображение
звезды будет не точкой, а ярким
пятном, дифракционным диском,
угловой диаметр которого равен
α=206 625*λ/D*2,44,
где λ – длина световой волны,
D – диаметр объектива телескопа,
206 265 – число секунд в радиане.
Реальная разрешающая способность телескопа будет меньше расчетной,
поскольку на качество изображения существенно влияет состояние атмосферы, движение воздуха.
Слайд 43Рефрактор (от латинского слова refracto – преломляю) – телескоп, у которого
в качестве объектива используется линза.
Рефлектор (reflecto – отражаю) – телескоп, у которого в качестве объектива используется вогнутое зеркало.
В настоящее время используются также различные типы зеркально-линзовых (катадиоптрических) телескопов.
Слайд 44Изображения Луны, планет, и тем более звезд будут располагаться в фокальной
плоскости, так как лучи, приходящие от них, можно считать параллельными.
Фокусное расстояние окуляра меньше, чем фокусное расстояние объектива.
Угол φ заметно больше угла φo.
Окуляр увеличивает угловые размеры объекта.
Слайд 46Если изображение, даваемое объективом, находится вблизи фокальной плоскости окуляра, увеличение, которое
обеспечивает телескоп, равно отношению фокусного расстояния объектива (F) к фокусному расстоянию окуляра (f):
W = F / f.
Имея сменные окуляры, можно с одним и тем же объективом получать различное увеличение. Поэтому возможности телескопа в астрономии принято характеризовать не увеличением, а диаметром его объектива.
Слайд 47БТА (Большой Телескоп Альт-Азимутальный) - телескоп-рефлектор с главным параболическим зеркалом диаметром
6 м.
Установлен в Специальной астрофизической обсерватории на Кавказе.
Слайд 48Большой Канарский Телескоп расположен на пике вулкана Мучачос на высоте около
2400 метров выше уровня моря в обсерватории Ла-Пальма.
В настоящее время он является одним из самых крупных и совершенных телескопов в мире. Его первичное зеркало, диаметром 10,4 метра, составлено из 36 шестиугольных сегментов, которые объединены в общую структуру.
Слайд 49Астрономы уже давно не ведут визуальных наблюдений.
На смену им в XIX
в. пришла фотография, а в настоящее время её заменяют электронные приёмники света.
Запись полученных изображений ведется с помощью компьютера.
Некоторые телескопы используются для того, чтобы полученное изображение через компьютер передавать непосредственно пользователям Интернета.
Комната управления телескопом PS1.
Слайд 50Телескоп «Хаббл»
Космический телескоп «Хаббл» обращается вокруг Земли на высоте около 600
км. Имея зеркало диаметром 2,4 м, обеспечивает разрешающую способность 0,1´, позволяющую изучать объекты, которые в 10-15 раз слабее объектов, доступных такому же наземному телескопу.
Слайд 51Всеволновая астрономия
В настоящее время наблюдения за объектами ведутся не только в
оптическом диапазоне, поэтому астрономию называют всеволновой.
Слайд 52Радиотелескопы
Только радиоизлучение из космоса достигает поверхности Земли без значительного поглощения. Для
его приема применяют радиотелескопы.
В современных радиотелескопах для регистрации сигналов используется компьютер, который сначала запоминает их в цифровой форме, а затем представляет полученные результаты в наглядной форме.
Слайд 53Радиотелескопы
Возможности радиотелескопов существенно возрастают, если их антенны объединить в систему и
использовать для изучения одного и того же объекта.
Система, которая состоит из 27 антенн диаметром 25 м каждая, расположенных в определенном порядке, позволяет достичь углового разрешения 0,04".
Это соответствует возможностям радиотелескопа с антенной диаметром 35 км.
Слайд 54Радиоастрономический телескоп Академии наук РАТАН-600 - крупнейший в мире радиотелескоп с
рефлекторным зеркалом диаметром около 600 м.
Российский радиотелескоп РАТАН-600
Радиотелескоп расположен в Карачаево-Черкесии
на высоте 970 м над уровнем моря.
Слайд 55В 2011 г. российские ученые приступили к реализации масштабного международного проекта
«Радиоастрон».
Слайд 56Вопросы (с.18)
3. Опишите, как координаты Солнца будут меняться в процессе его
движения над горизонтом в течение суток.
4. По своему линейному размеру диаметр Солнца больше диаметра Луны примерно в 400 раз. Почему угловые диаметры почти равны?
7. Почему при наблюдениях в телескоп светила уходят из поля зрения?
Слайд 57Домашнее задание
1) § 2.
2) Упражнение 1 (с. 19):
1.
Каково увеличение телескопа, если в качестве объектива используется линза, оптическая сила которой 0,4 дптр, а в качестве окуляра линза с оптической силой 10 дптр?
2. Во сколько раз больше света, чем телескоп-рефрактор (диаметр объектива 60 мм), собирает крупнейший российский телескоп-рефлектор (диаметр зеркала 6 м)?
3) Выполнить проект (дополнительное задание).
Темы проектов
1. Первые звездные каталоги Древнего мира.
2. Крупнейшие обсерватории Востока.
3. Дотелескопическая наблюдательная астрономия Тихо Браге.
4. Создание первых государственных обсерваторий в Европе.
5. Устройство, принцип действия и применение теодолитов.
6. Угломерные инструменты древних вавилонян — секстанты и октанты.
7. Современные космические обсерватории.
8. Современные наземные обсерватории.