Астрономия

Урок 1: Введение в астрономию

Введение в астрономию

Будучи одой из самых древних и увлекательных наук, астрономия позволяет человечеству познать космическое пространство. Ученые-астрономы изучают небесные тела Вселенной, причем не только их настоящее, но и далекое прошлое. А полученные знания дают возможность создать научное представление о будущем окружающего макромира.

Обложка урока взята с источника.

План урока:

Что такое астрономия

Вселенная и ее масштабы

Телескопы: наземные и космические

Всеволновая астрономия

Как развивалась отечественная космонавтика

Современная космонавтика и ее достижения

 

Что такое астрономия

Астрономия – это наука, которая занимается изучением Вселенной, а точнее всеми процессами, происходящими в ней. Ее название состоит из двух греческих слов – «астрон» - светило (звезда) и «номос» - закон. Астрономия является одной из древнейших наук во всем мире. Она возникла несколько тысячелетий назад в результате практических потребностей человечества. Уже в древнем Вавилоне, Китае и Египте использовали первые знания науки для ориентирования по сторонам света и для измерения времени.

Сам термин «астрономия» появился благодаря таким ученым, как Пифагор и Гиппарх еще в III-II в. до н.э. В современном мире выделят несколько разделов науки астрономии.

1 vvedenie v astronomiyu

Астрономия изучает как Вселенную в целом, так и ее объекты по отдельности. Это звезды, кометы, планеты, созвездия, галактики и т.д. Кроме этого ученые-астрономы посвящают свое время изучению черных дыр, туманности, системе небесных координат. 

 

Связь астрономии с другими науками

Прослеживается тесная связь астрономи с другими науками. Математика, физика, химия, география, биология, механика, радиоэлектроника – это только часть наук, без которых не обходятся современные ученые-астрономы. Знания, полученные в процессе изучения этих предметов, обязательно облегчат и овладение астрономией как предметом.

Для осуществления астрономических исследований, расчета координат, траекторий небесных тел, необходимо владеть математическими, географическими знаниями. Знания химии нужны для определения химического состава небесных светил, объяснения химических процессов, происходящих в космическом пространстве. Не обойтись без физики, которая поможет разобраться в физических процессах, которые осуществляются на звездах, а также изучить форму небесных светил. Исследовать значение и происхождение названий созвездий, звезд, планет поможет лингвистика. Научиться пользоваться телескопом, изучить его строение и производить исследования в космосе поможет радиоэлектроника, механика. Как влияет солнечный свет на все живое на планете, объясняет биология.  История перенесет нас в далекое прошлое и поможет разобраться в происхождении небесных тел, познакомит с древними астрономами.

 

Вселенная и ее масштабы

Современная наука доказала, что Вселенная имеет свои границы. Ученые измеряют ее размер световыми годами и насчитывают их около 45.7 миллиардов. Если представить, что один световой год равен 10 триллионам километров, то попробуйте представить себе масштабы Вселенной.

 

Какие тела заполняют Вселенную

Вселенную наполняют различные небесные тела. Их еще называют космическими телами Вселенной. Среди них выделяют:

  • астероиды.
  • кометы;
  • метеороиды;
  • звезды;
  • планеты;

Размеры небесных тел вселенского пространства могут быть как микроскопическими, так и гигантскими. Метеориты, астероиды и кометы относятся к малым телам Вселенной. Ученые продолжают  изучать небесные тела и открыли самое большое тело во Вселенной. Им стала звезда UY Scuti. Ее радиус в 1700 раз превышает радиус Солнца. 

2 vvedenie v astronomiyu
Источник

Познакомимся поближе с небесными телами и определим их характеристики.

Астероиды – это глыбы из камня, которые образуют астероидный пояс. Он находится между орбитами Юпитера и Марса. Форма у астероидов неправильная, диаметр тел начинается от 30 метров и может достигать десятки километров. На данный момент ученые открыли более 97 853 768 этих малых космических тел Вселенной. Движение астероидов происходит по орбите вокруг Солнца.

3 vvedenie v astronomiyu
Источник

Кометы – состоят из твердого ядра. Приближаясь к Солнцу, ядро начинает нагреваться и происходит испарение веществ, из которых оно состоит. В результате этого происходит образование газовой оболочки, а потом возникает хвост. По мере удаления от Солнца хвост и оболочка исчезают. Изредка кометы можно наблюдать невооруженным взглядом. Последней кометой, которая за последние 7 лет четко просматривалась на ночном небе, была C/2020 F3 NEOWISE. Это произошло в июле 2020 года. В основном же эти небесные тела ученые изучают с помощью телескопа.

4 vvedenie v astronomiyu
Источник

Метеороиды – твердые небесные тела, размер которых больше атома, но меньше астероида. Они могут быть как первичными объектами, так и представлять собой фрагменты космических объектов, причем не только астероидов. Небесные тела, попавшие в атмосферу, называют метеорами. К ним относят осколки комет или астероидов.

5 vvedenie v astronomiyu
Источник

Часть метеороида, достигшая земной поверхности, принято называть метеоритом. Другими словами, метеорит – это любое тело космического происхождения, упавшее на поверхность другого небесного объекта.

6 vvedenie v astronomiyu
Источник

После падения метеориты оставляют след – кратер. На сегодняшний день крупнейший кратер Уилкса имеет диаметр 500 км.

7 vvedenie v astronomiyu
Кратер от метеорита Источник

Звезды – свет и тепло исходит от этих небесных тел. Они представляют собой массивные шары, состоящие из газа. Ближайшая звезда к Земле – Солнце. На ночном небе при отсутствии облаков можно наблюдать самые разные звезды. Их значение оценили еще наши предки. Эти «мерцающие точки» помогали ориентироваться в пространстве, о них часто писали в мифах и религиозных историях. Еще в древности, люди, не имеющие никакой техники, видели в звездах образы самых различных существ. Так начали выделять созвездия. На сегодняшний день их насчитывается 88, 12 из которых являются зодиакальными. 

8 vvedenie v astronomiyu
Источник

Планеты – достаточно большие шарообразные объекты, вращающиеся вокруг Солнца по определенной оси и не являющиеся спутником другого космического тела. В Солнечной системе 8 планет:

  • Меркурий;
  • Венера;
  • Земля;
  • Марс;
  • Юпитер;
  • Сатурн;
  • Уран;
  • Нептун.

9 vvedenie v astronomiyu
Источник

 

Телескопы: наземные и космические

Специальный прибор, который используют для наблюдения за космическими объектами, называется телескоп. Главная его задача – собрать как можно больше света от небесного тела и увеличить угол зрения, под которым это небесное тело можно изучать. Улавливаемый прибором свет пропорционален его объективу. Следовательно, чем больше объектив у телескопа, тем мельче объекты он может уловить.

Первый телескоп появился благодаря ученому Галилео Галилею в 1609 году. Принцип его работы практически ничем не отличался от уже имеющихся на то время подзорных труб. Для своего прибора ученый использовал более мощные линзы, которые позволили увеличить изображение в 20 раз. Телескоп помог сделать первые важные открытия в космосе. Сейчас он хранится в одном из музеев Флоренции.

10 vvedenie v astronomiyu
Источник

С помощью наземных телескопов можно наблюдать за Солнцем, планетами, спутниками. Но вот изучить детально звезды не получится. Даже в самый мощный прибор они видны как маленькие мерцающие точки.

11 vvedenie v astronomiyu
Наземный телескоп Источник

Более детально познакомиться с космосом и Вселенной позволяют космические телескопы, расположившиеся на орбите. Это настоящие гиганты, они помогают даже в изучении истории Вселенной. Первый космический телескоп подняли в воздух в августе 1957 года. На высоте 25 км он сделал съемку Солнца в высоком расширении.

12 vvedenie v astronomiyu
Космический телескоп Источник

Современные космические и наземные телескопы оснащены компьютерными программами. Они передают картинку на монитор, что позволяет увидеть изображение в таком виде, в каком оно представлено в действительности, без каких-либо искажений.

 

Где находятся самые крупные оптические телескопы

Как правило, телескопы устанавливают в отдаленных местах от городской суеты. Для этого подходят горные местности, либо бескрайние пустыни. К числу крупнейших телескопов мира относят:

  1. FAST – наибольший наземный телескоп на всем земном шаре. Его диаметр достигает 500 метров. Расположен на территории Китая. Прибор предназначен для изучения всего космоса и поиска инопланетного разума.

13 vvedenie v astronomiyu
Источник

  1. Аресибо – одна из крупнейших обсерваторий, на территории которой расположен телескоп диаметром 305 м. Находится в Пуэрто-Рико. С помощью телескопа изучают планеты и Солнце.

14 vvedenie v astronomiyu
Источник

  1. GreenBank – один из крупнейших телескопов на территории США. Его строительство длилось 11 лет. В диаметре достигает 100 м. Прибор можно направить в любую точку космического пространства.

15 vvedenie v astronomiyu
Источник

  1. Эффельсбергский радиотелескоп – еще один прибор диаметром около 100 м. Находится в западной части Германии.

16 vvedenie v astronomiyu
Источник

  1. Радиотелескоп имени Б. Ловелла – прибор был создан в середине ушедшего столетия. Название получил в честь своего создателя. Диаметр телескопа – 76 м.

17 vvedenie v astronomiyu
Источник

Самый крупный телескоп России БТА (Большой Телескоп Альт-Азимутальный) расположен в горах на высоте 2070 м в Карачаево-Черкесии. Диаметр его зеркала составляет 6 метров.

18 vvedenie v astronomiyu
Источник

 

Всеволновая астрономия

Первые ученые-астрономы для изучения космического пространства использовали исключительно оптические телескопы. Следовательно, изучить и описать они могли лишь то, что непосредственно улавливал их взор. Сегодня же астрономия достигла значительных высот, ведь ученые могут вести свои наблюдения на различных длинах волн. Новые знания и технологии способствовали выделению совершенно новых дисциплин, таких как гамма-астрономия, радиоастрономия и рентгеновская астрономия.

Каждый космический объект излучает ряд волн, невидимых для человеческого глаза. Но их можно измерить специальными приборами. Необходимость таких измерений неоценимо важна. Например, гамма- или рентгеновское излучение, которое приходит из космоса на Землю, рассказывает о грандиозных процессах, происходящих в самых глубинках Вселенной. Из-за гигантских расстояний человек не может наглядно изучить все космические объекты. Все знания человечества о космосе базируются на излучении, которое исходит от небесных тел. Так удалось определить расстояние между объектами во Вселенной, их состав, возраст, размер и т.д.

Понятие «всеволновая астрономия» означает, что современные наблюдения за космическими телами ведутся во всех известных диапазонах электромагнитного излучения.

 

Как развивалась отечественная космонавтика

История развития отечественной космонавтики берет свое начало с середины ХХ столетия. В 1946 году основали Опытно-конструкторское бюро №1, его задачей стала разработка спутников, ракет-носителей и баллистических ракет. Спустя 10 лет силами бюро была спроектирована первая ракета-носитель, с помощью которой в космос был запущен первый искусственный спутник планеты Земля.

19 vvedenie v astronomiyu
Источник

После запуска искусственного спутника развитие космонавтики приобрело совершенно другие темпы. Спустя некоторое время в космическое пространство был запущен еще один спутник, но на его борту уже находилось живое существо – собака по имени Лайка.

Запуски межпланетных станций позволили заняться исследованием Луны, а уже в 1959 году космический аппарат достиг поверхности спутника Земли. В это время Советский Союз получил снимки обратной стороны Луны, что позволило ученым присвоить названия практически всем основным формам рельефа на спутнике.

20 vvedenie v astronomiyu
Первая фотография обратной стороны Луны

Важным событием в развитии отечественной космонавтики стал полет первого человека в космос. Состоялось это 12 апреля 1961 года на корабле «Восток» пилотируемым Юрием Гагариным. В 1965 году человек впервые вышел в открытый космос.

21 vvedenie v astronomiyu
Источник

До 1991 года отечественная космонавтика радовала множеством открытий и достижений:

  1. 1971 г – запустили первую во всем мире орбитальную станцию «Салют-1» с экипажем на борту.
  2. 1977 г – космический аппарат доставил с Луны образцы грунта.
  3. Были запущены межпланетные станции, часть из которых совершили посадку на поверхность Венеры, проанализировали ее грунт и сделали фотосъемку.
  4. Также станции были запущены к Марсу, что позволило сфотографировать поверхность планеты и измерить химический состав атмосферы.

 

Запуск первого искусственного спутника Земли

4 октября 1957 года стал знаменательным для всей мировой космонавтики. В этот день был осуществлен запуск первого в мире искусственного спутника Земли. Это событие стало началом изучения космического пространства и открыло новые возможности в развитии не только отечественной, но и мировой космонавтики.

Космодром Байконур, находящийся в Казахстане, стал площадкой для первого запуска первого искусственного спутника Земли. Для этого использовалась ракета-носитель Р-7. Спутник пребывал в космическом пространстве 92 дня, 1440 раз облетел вокруг Земли, что позволило ученым впервые произвести изучение верхних слоев ионосферы. Также была получена достаточно важная информация о работе аппаратуры в космических условиях и произведена проверка расчетов.

22 vvedenie v astronomiyu
Первый искусственный спутник Земли Источник

 

Современная космонавтика и ее достижения

Огромный прорыв сделала современная космонавтика в своем развитии. Сегодня о космосе говорится как о реальном, а не как о чем-то сказочно далеком. Запуск современного космического корабля, полеты в космическое пространство стали хоть и дорогостоящими, но обычными явлениями в жизни российского государства.

Не вызывает ни у кого удивления космический туризм, когда за определенную плату можно полетать на космическом корабле. На высоком уровне проходят космические исследования. Современные ученые работают над созданием солнечных электростанций, разрабатывают технологи влияния на климат Земли.

С 2016 года начал свою работу космодром «Восточный» в Амурской области. Это позволило России совершать запуски космических кораблей со своей территории и не зависеть от других стран.

23 vvedenie v astronomiyu
Источник

В недалеком будущем в планах запуск пилотируемых кораблей на поверхность Луны, беспилотных космических аппаратов для исследований космического пространства, реализация программы «Морской старт».

Приоритетной задачей для России стало дальнейшее развитие отечественной космонавтики, изучение возможностей современной космической отрасли и выведение ее на передовые мировые рубежи.

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Вопрос: 1
Какие объекты относят к малым космическим телам Вселенной:
1Кометы
2Планеты
3Галактики
4Солнечные системы
Ответить
1
Вопрос: 2
Сколько планет входит в состав Солнечной системы:
15
210
39
48
Ответить
4
Вопрос: 3
Назовите дату первого полета человека в космос:
112 сентября 1961 г
212 мая 1961 г
312 апреля 1961 г
412 октября 1961 г
Ответить
3
Вопрос: 4
В каком году был запущен первый искусственный спутник Земли:
11956
21957
31958
41959
Ответить
2
Вопрос: 5
В какой стране находится самый большой наземный телескоп:
1США
2Россия
3Китай
4Германия
Ответить
3
Допущено ошибок:
Оценка:
Подробнее
Ваши ответы:
1 вопрос:

Какие объекты относят к малым космическим телам Вселенной:
1) Кометы 2) Планеты 3) Галактики 4) Солнечные системы
2 вопрос:

Сколько планет входит в состав Солнечной системы:
1) 5 2) 10 3) 9 4) 8
3 вопрос:

Назовите дату первого полета человека в космос:
1) 12 сентября 1961 г 2) 12 мая 1961 г 3) 12 апреля 1961 г 4) 12 октября 1961 г
4 вопрос:

В каком году был запущен первый искусственный спутник Земли:
1) 1956 2) 1957 3) 1958 4) 1959
5 вопрос:

В какой стране находится самый большой наземный телескоп:
1) США 2) Россия 3) Китай 4) Германия
Посмотреть ответы
Правильные ответы:
1 вопрос: Кометы
2 вопрос: 8
3 вопрос: 12 апреля 1961 г
4 вопрос: 1957
5 вопрос: Китай