Учебно-методический комплекс по дисциплине дс. 05 Астрофизика индекс по гос/наименование дисциплины

Вид материала

4.5 Список литературы
5 Программа практических (семинарских), лабораторных занятий
Темы практических занятий
5.2 Номер и наименование темы в соответствии с тематическим планом практических (семинарских) занятий.
Предмет и задачи астрономии
5.4 Основные понятия и категории
5.5 Список научных центров, публикующих современные астрофизические данные и их электронные ссылки
Институты, университеты и научные общества

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7

18 18.1 Звездные острова 18.2. Многообразие галактик 18.3. Эллиптические галактики 18.4. Спиральные галактики 18.5. Неправильные галактики 18.6. Галактический каннибализм 18.7 Активные галактики 18.8. Квазары

19 19.1. Скопления галактик 19.2. Закон Хаббла 19.3. Красное смещение

20 20.1. Метагалактика 20.2. Общая теория относительности 20.3. Начало начал 20.4. Будущее Вселенной

4.4 Основные понятия и категории

Классические и современные методы астрономических исследований.

Основные линии и точки небесной сферы. Восход и заход светил. Кульминация.

Горизонтальная система координат.

Изменение координат светил при суточном движении.

Экваториальная система координат.

Эклиптическая система координат.

Определение географической широты с использованием системы координат.

Основы измерения времени. Звездное время. Истинное солнечное время.

Среднее солнечное время.

Уравнение времени. Связь среднего солнечного времени со звездным.

Системы счета времени.

Календарь.

Видимые движения планет. Конфигурации. Синодическое уравнение.

Обобщенные законы Кеплера.

Действительные движения планет. Задача двух тел. Движения Земли.

Понятие о возмущенном движении. Приливы.

Движение Луны, ее фазы. Периоды обращения Луны.

Затмения. Условия их наступления.

Звезды. Их характеристики. Звездные величины. Параллакс.

Солнце. Его строение. Источники энергии.

Солнечная система. Космогонические гипотезы.

Планеты земной группы.

Планеты-гиганты.

Нормальные звезды. Их классификация.

Диаграмма Герцшпрунга-Рессела.

Затменно-переменные звезды. Физические-переменные звезды. Двойные звезды.

Эволюция звезд малых масс. Белые карлики.

Эволюция массивных звезд. Сверхновые, нейтронные звезды и черные дыры.

Галактика. Системы и подсистемы. Население галактик.

Классификация по Хабблу.

Распределение Галактик в пространстве. Местная Группа, Скопления, Сверхскопления, Метагалактика. Проблемы космологии. Модели Вселенной.

4.5 Список литературы

1. Бакулин П.И., Кононович Э.В., Мороз В.И. Курс общей астрономии. 5-е изд.- М.: Наука, 1983.

2. Дагаев М.М. Сборник задач по астрономии .2-е изд.-М.: Просвещение, 1980.

3. Каплан С.А. Физика звезд.3-е изд. – М.: Наука, 1977.

5 ПРОГРАММА ПРАКТИЧЕСКИХ (СЕМИНАРСКИХ),
ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ

5.1 Тематический план практических (семинарских) занятий

№№ п/п		Темы практических занятий	Кол-во часов
1	2		3
1	Сферическая астрономия		2
2	Видимое движение небесных тел		2
3	Телескопы		2
4	Искусственные спутники ЗемлиСтроение солнечной системы. Планеты		2
5	Солнце –наша звезда и эволюция солнечной системы		2
6	Классификация звезд		2
7	Эволюция массивных звезд		2
8	Эволюция Вселенной		2

	ИТОГО:		16

5.2 Номер и наименование темы в соответствии с тематическим планом практических (семинарских) занятий.

Номер и наименование темы соответствует тематическому плану практических (семинарских) занятий

5.3 План темы № 1 (вопросы для подготовки)

ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ АСТРОНОМИИ

Нет на Земле человека, который, вглядываясь в звездное небо, не чувствовал бы всей его красоты и величия, который не испытывал бы желания познать его тайны. Астрономия распахнула перед человеком дверь в огромный, удивительный и прекрасный мир.

Предмет астрономии

Астрономия – наука о Вселенной, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем.

Астрономия изучает Солнце и звезды, планеты и их спутники, кометы и метеорные тела, туманности, звездные системы и материю, заполняющую пространство между звездами и планетами, в каком бы состоянии она ни была.

Астрономия дает нам представление о строении и развитии Вселенной в целом. Слово “астрономия” происходит от двух греческих слов: “астро” - звезда, светило и “номос” - закон.

Задачи астрономии

При изучении небесных тел астрономия ставит перед собой три основные задачи:

1. Изучение видимых, а затем и действительных положений и движений небесных тел в пространстве, определение их размеров и формы.

2. Изучение физического строения небесных тел, т.е. исследования химического состава и физических условий (плотности, температуры и т.п.) на поверхности и в недрах небесных тел.

3. Решение проблем происхождения, развития и возможной дальнейшей судьбы отдельных небесных тел и их систем.

Разделы астрономии

От того какие методы исследований применяются, к каким типам небесных объектов они приложены, астрономия стала делиться на разделы.

1. Астрометрия – один из наиболее древних разделов астрономии, предметом которого служит главным образом изучение метрических особенностей Вселенной. Это наука об измерении пространства и времени.

2. Теоретическая астрономия – дает методы для определения орбит небесных тел по их видимым положениям и методы вычисления эфемерид (видимых положений) небесных тел по известным элементам их орбит (обратная задача).

В Ленинграде есть институт Теоретической астрономии – это единственное в нашей стране специализированное учреждение, которое проводит разнообразные исследования по теоретическим и прикладным вопросам небесной механики.

Эфемериды – таблицы, содержащие сведения о положении небесных тел. скорости их движения, звездных величинах и др. данных, необходимых для астр. наблюдений.

3. Небесная механика – изучает законы движений небесных тел под действием сил всемирного тяготения, определяет массы и форму небесных тел и устойчивость их систем.

Эти три раздела в основном решают первую задачу астрономии, и их часто называют классической астрономией.

4. Астрофизика – изучает строение, физические свойства и химический состав небесных тел.

Разделы астрофизики:

5. Звездная астрономия – изучает закономерности в распределении и движении звезд, звездных систем и межзвездной материи с учетом их физических особенностей.

В этих двух разделах в основном решаются вопросы второй задачи астрономии.

6. Космогония – рассматривает вопросы происхождения и эволюции небесных тел Сс, в том числе и нашей Земли.

7. Космология – изучает общие закономерности строения и развития Вселенной.

Последние два раздела решают третью задачу астрономии.

Применение различных методов для изучения разных небесных объектов привело к возникновению таких разделов астрономии как: физика Солнца, физика планет, физика звезд и туманностей, внегалактическая астрономия, кометная астрономия, метеорная астрономия, метеоритика.

Практическое значение астрономии и место астрономии в системе естественных наук

1. Астрономия и ее методы имеют большое значение в жизни современного общества. Вопросы, связанные с измерением времени и обеспечением человечества знанием точного времени, решаются теперь специальными лабораториями – службами времени, организованными при астрономических учреждениях. В нашей стране первая служба времени была создана при Пулковской обсерватории в 1920 г. Сейчас в стране действует целая сеть служб в Санкт-Петербурге, Москве, Иркутске, Новосибирске и т.д. Так же организованы службы движения полюсов с целью непрерывного определения положения географических полюсов на поверхности Земли.

2. Астрономические методы ориентировки (определение географических координат и азимутов направлений), несмотря на развитие других методов и наличие приборов, используемых для этой цели, до сих пор являются наиболее надежными при далеких плаваниях морских кораблей и дальних перелетах на самолетах. Т.е. астрономия тесно смыкается с геодезией, навигацией.

Особое значение астрономические способы ориентировки имеют и при космических полетах.

3. Вычисления и составления календаря, который широко применяется в народном хозяйстве, также основаны на астрономических знаниях.

4. Составление географических и топографических карт, вычисление наступления морских приливов и отливов, определение силы тяжести в различных точках земной поверхности с целью обнаружения залежей полезных ископаемых – все это также имеет в своей основе астрономические методы.

5. Астрономия на протяжении всей своей истории тесно связана с другими науками – физикой , химией, биологией, математикой, геологией, археологией и т.д., с техникой. Именно развитию техники астрономия обязана сооружению новых, все более мощных и совершенных инструментов для наблюдений – телескопов. С одной стороны, появление в смежных с астрономией науках и, прежде всего в физике, новых методов исследований (применение не только оптического, но и других диапазонов электромагнитного излучения небесных тел) приводило к созданию новых разделов астрономии, в которых эти методы используются для изучения небесных светил.

Большие успехи достигнуты в последние годы в науке о происхождении жизни. В космическом пространстве в изобилии обнаружены сложные органические соединения, из которых, как из строительных белков, строится живая система, живая клетка. Многие этапы этого сложного удивительного процесса воспроизведены в лаборатории. Однако пока далеко еще не все в нем ясно. Но то, что познано, указывает на закономерный характер происхождения жизни. Во Вселенной все взаимосвязано. И существование жизни обусловлено определенными свойствами Вселенной в целом.

В последние годы было установлено, что самые глубокие фундаментальные свойства материального мира, отражающиеся в значениях фундаментальных физических констант, также связаны с существованием жизни во Вселенной. Если бы значения этих констант отличались от существующих, жизнь во Вселенной не могла бы возникнуть. Эта взаимосвязь между фундаментальными свойствами материи и Вселенной в целом, с одной стороны, и существованием жизни в ней – с другой, получила название: антропный принцип. Антропный принцип дает новые аргументы в пользу множественности обитаемых миров.

6. Исследование процессов, происходящих на различных небесных телах, позволяют изучать материю в таких ее состояниях, какие еще не достигнуты в земных лабораторных условиях. Поэтому, чисто астрономические открытия часто стимулируют развитие тех или иных разделов математики, физики, химии, геологии, геодезии. Достаточно сказать, что вопрос о внутриатомной энергии впервые начал теоретически разрабатываться астрофизиками при изучении внутреннего строения Солнца.

7. Без астрономических знаний вообще было бы немыслимо величайшее достижение современной техники – создание искусственных небесных тел (искусственных спутников, космических кораблей, станций).

8. Астрономия имеет большое мировоззренческое значение. До XVI в., до рев., произведенной Коперником в астрономии Земля считалась неподвижным телом в центре Вселенной. Считалось что все небесные тела созданы для человека, и только во имя его. После Коперника антропоморфный принцип начал преодолеваться. После Коперника развитие науки пошло гигантскими темпами. Сейчас идет процесс космизации науки.

В связи с этим надо отметить, что с середины 50-х годов идет процесс космизации науки, и чем дальше, тем больше процесс преодоления некоторых остатков от средневековых представлений геоцентризма в научных теориях. Этот геоцентризм состоит в том , что до сих пор живуче представление о том, что все выводы земной науки, имеют всеобще-принудительное значение для Вселенной в целом. Конечно, многие выводы земных наук содержат в себе всеобщее, космическое; но далеко не все содержание земной науки имеет такой космический характер; это содержание отражает специфику, уникальное своеобразное развитие материи в условиях Земли. Следовательно, встает проблема различения в земных знаниях чисто земного, с одной стороны и, с другой стороны – космического содержания.

Неправильный подход к проблеме земного и космического в наших знаниях, например, в том, что из единства химического строения Солнца и планет нашей Солнечной системы, нашей галактики и некоторых других галактик делается вывод, что в нашей Вселенной существует единообразие законов и свойств природы. А раз так, то все законы и свойства природы, открытые на Земле имеют всеобщее космическое значение и применимость. Этот вывод требует своего критического рассмотрения. На Земле и в нашей галактике, видимо, действительно существует относительная неизменность и единообразие законов и свойств природы. Но во всех ли местах нашей необъятной Вселенной действуют одни и те же законы и свойства? То же самое относится и к антропному принципу. То, что на Земле жизнь имеет углеродную основу, вовсе не говорит о том, что она имеет такую же основу в других уголках Вселенной.

Единство мира не следует понимать как единообразие его строения, необходимо всегда быть готовым к возможности открытия совершенно новых свойств и законов материи, непохожих на все известные раньше. С точки зрения земной науки пока необъяснимы некоторые свойства вселенских объектов, например, источник энергии квазаров.

5.4 Основные понятия и категории

Классические и современные методы астрономических исследований.

Основные линии и точки небесной сферы. Восход и заход светил. Кульминация.

Горизонтальная система координат.

Изменение координат светил при суточном движении.

Экваториальная система координат.

Эклиптическая система координат.

Определение географической широты с использованием системы координат.

Основы измерения времени. Звездное время. Истинное солнечное время.

Среднее солнечное время.

Уравнение времени. Связь среднего солнечного времени со звездным.

Системы счета времени.

Календарь.

Видимые движения планет. Конфигурации. Синодическое уравнение.

Обобщенные законы Кеплера.

Действительные движения планет. Задача двух тел. Движения Земли.

Понятие о возмущенном движении. Приливы.

Движение Луны, ее фазы. Периоды обращения Луны.

Затмения. Условия их наступления.

Звезды. Их характеристики. Звездные величины. Параллакс.

Солнце. Его строение. Источники энергии.

Солнечная система. Космогонические гипотезы.

Планеты земной группы.

Планеты-гиганты.

Нормальные звезды. Их классификация.

Диаграмма Герцшпрунга-Рессела.

Затменно-переменные звезды.

Физические-переменные звезды.

Двойные звезды.

Эволюция звезд малых масс. Белые карлики.

Эволюция массивных звезд. Сверхновые, нейтронные звезды и черные дыры.

Галактика. Системы и подсистемы. Население галактик.

Классификация по Хабблу.

Распределение Галактик в пространстве. Местная Группа, Скопления, Сверхскопления, Метагалактика.

Проблемы космологии. Модели Вселенной.

5.5 Список научных центров, публикующих современные астрофизические данные и их электронные ссылки