16.88M

Category:

astronomy

Основы классической астрономии

ВНИМАНИЕ!
• В задании 24 ЕГЭ по физике может быть 2 или 3 правильных ответа. Ответ
оценивается 2 баллами, если указаны все верные элементы ответа; 1
баллом, если допущена одна ошибка (в том числе указана одна лишняя
цифра наряду со всеми верными элементами или не записан один
элемент ответа); 0 баллов, если допущено две ошибки или ответ
отсутствует.
• Необходимо очень внимательно изучить условие задачи (суть условия и
утверждений, неявные данные, намёки, «ловушки», присутствие ответов
под возможные ошибки, неоднородные единицы измерения).
• Контекстные задания решаются на основе данных таблицы или
диаграммы (иногда значения не соответствуют фактическим).
• На экзамене разрешено применение непрограммируемого калькулятора,
не осуществляющего функций средства связи, хранилища базы данных и
не имеющий доступ к сетям передачи данных.

3.

Справочные данные в КИМ

4.

ЗНАТЬ НАИЗУСТЬ МАССУ СОЛНЦА ИЛИ ПЛОТНОСТЬ!
М⊙ = 2∙1030 кг
ρ⊙ = 1,4 г/см3 =1,4∙103 кг/м3
Одно из значений (лучше плотность) необходимо знать
для решения задач по теме «Звезды»

5.

ПРАВИЛО ВВОДА ЧИСЛА В СТАНДАРТНОМ ВИДЕ НА МК
Пример:
6.67
×
÷
x2
exp
6
6.4
=
11
exp
exp
+/24
6
9,8
Хороший онлайн-калькулятор для тренировки: https://www.calculator.net/scientific-calculator.html

6.

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ В АСТРОНОМИИ
астрономическая единица
парсек
световой год

7.

НАИЗУСТЬ!
Астрономическая единица — принятая в астрономии единица измерения
объектов Солнечной системы и ближайших к ней объектов Вселенной.
Астрономическая единица равна 1 а.е.=149598100 км ≈ 150 млн. км, что
приблизительно равняется среднему расстоянию Земли от Солнца

8.

НАИЗУСТЬ!

9.

НАИЗУСТЬ!
Световой год — единица измерения расстояния в астрономии,
равная расстоянию, которое электромагнитные волны (свет)
проходят в вакууме за один земной год (t ≈ 365 суток)
S=c⋅t
где c = 300 000 км/с — скорость электромагнитной
волны (света) в вакууме

10.

НАИЗУСТЬ!
Угловой размер (иногда также угол зрения) — это угол между прямыми
линиями, соединяющими диаметрально противоположные крайние точки
измеряемого (наблюдаемого) объекта и глаз наблюдателя

11.

НАИЗУСТЬ!
S
В РАДИАНАХ!!!

12.

НАИЗУСТЬ!
Парсек — это расстояние, с
которого отрезок длиной в
одну астрономическую
единицу (равный
среднему радиусу орбиты
Земли),
перпендикулярный лучу
зрения, виден под углом в
одну угловую секунду (1″)
1 пк = 3,1 ∙ 1016 м
1 пк = 3,26 св.года

13.

СВЯЗЬ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ В АСТРОНОМИИ
1 а.е. = 1,5 ∙ 1011 м
1 световой год = 9,5 ∙ 1015 м
1 пк = 3,2 ∙ 1016 м
1 пк = 3,26 св. года =
= 206 265 а.е. = 3∙1013 км

14.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ (СТАТГРАД 2019-2020)
На звезде произошла вспышка, которая стала видна
наблюдателям на Земле спустя 100 лет. Выберите из
приведённых вариантов расстояния до этой звезды все
правильные. Все числа округлены до целого
1) 326 пк
2) 20 626 500 а. е.
3) 31 пк
4) 306 лет
5) 100 световых лет

15.

16.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАНЕТ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
ВИДЕО 1

17.

У внутренних (нижних) планет различают верхнее соединение (Солнце
находится между планетой и Землёй), нижнее соединение (планета –
между Солнцем и Землёй), наибольшие элонгации (наибольшее видимое
угловое расстояние планеты от Солнца)
Изображение Ф. Шарова

18.

У внешних (верхних) планет различают соединения с Солнцем (планета
максимально удалена от Земли), противостояния (расстояние между
планетой и Землёй — наименьшее), восточные и западные квадратуры
Изображение Ф. Шарова

19.

Сидерический (или звёздный) период —
период обращения планеты вокруг Солнца
по отношению к звёздам

20.

Синодический период — промежуток времени между двумя
последовательными одноимёнными конфигурациями планеты
Планета
Синодический период, лет
Меркурий
Венера
0,317
1,599
Марс
Юпитер
Сатурн
2,135
1,092
1,035
Уран
Нептун
1,012
1,006

21.

СВЯЗЬ СИДЕРИЧЕСКОГО И СИНОДИЧЕСКОГО ПЕРИОДОВ
Для внешней планеты
Для внутренней планеты
T⨁= 1 год – сидерический период Земли, T – сидерический период
планеты, S – синодический период планеты
Внутренние планеты
Внешние планеты

22.

Очень подробная презентация «Характеристики Солнечной системы»
См. в материалах к занятию

23.

ВЫБЕРИТЕ ВЕРНЫЕ УТВЕРЖДЕНИЯ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Планетой 2 является Венера
Планета 5 является планетой земной группы
Планета 3 имеет спутник
Планета 5 не имеет спутников
Атмосфера планеты 1 состоит, в основном, из углекислого газа
Период обращения планеты 5 больше, чем у Земли

24.

25.

ВЫБЕРИТЕ ВЕРНЫЕ УТВЕРЖДЕНИЯ
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Уран на рисунке обозначен цифрой 7
Атмосфера планеты 2 состоит из кислорода и азота
Период обращения вокруг Солнца планет 3 и 4 практически одинаковы
Планета 8 не имеет спутников
Планета 6 не имеет твёрдой поверхности
Орбитальная скорость движения планеты 6 меньше, чем у Марса

26.

27.

ВЫБЕРИТЕ ВЕРНЫЕ УТВЕРЖДЕНИЯ
1.
2.
3.
4.
На Венере нет воды.
Наибольшее количество кислорода содержится в атмосфере Марса.
Марс располагается ближе к Солнцу, чем Венера.
Наибольшее атмосферное давление на Венере.
5. Максимальная температура на Марсе составляет -3◦С.
Планета
Состав атмосферы, %
Физические параметры у
поверхности
CO2
N2
O2
Ar
H2 O
Давление,
атм
Температура, К
Земля
0,03
78
21
0,93
0,1–1,0
1
240–310
Венера
95
3–5
2 ∙ 10
0, 01
0,01–0,1
95
740
Марс
95
2−3
0,1–0,4
1−2
10 –10
−4
−3
−1
−3
6 ∙ 10
200–270

28.

29.

ВЫБЕРИТЕ ВЕРНЫЕ УТВЕРЖДЕНИЯ
1.
2.
3.
4.
5.
Планета
Меркурий
Венера
Земля
Марс
Расстояние до Солнца, млн.км
57,9
108,2
149,6
227,9
Наклонение орбиты, °
7,005
3,395
0,0002
1,850
Эксцентриситет
0,206
0,007
0,017
0,093
Период вращения вокруг своей оси,
сутки
58,6
243,0
1,0
1,0
Орбитальная скорость, км/с
47,9
35,0
29,8
24,1
Наклон экватора к орбите, °
0,01
177,46
23,4
25,2
Число спутников
-
-
1
2
На Меркурии можно наблюдать солнечные затмения
За один период обращения вокруг Солнца Меркурий оборачивается вокруг своей
оси менее двух раз
Все планеты земной группы обращаются вокруг Солнца в одну сторону
Все планеты земной группы вращаются вокруг своей оси в одну сторону
Чем дальше от Солнца, тем больше период вращения планеты вокруг оси

30.

31.

ЗАКОНЫ КЕПЛЕРА

32.

В небесной механике орбита — это траектория небесного
тела в гравитационном поле другого тела, обладающего
значительно большей массой

33.

НАИЗУСТЬ!
В Солнечной системе большинство небесных тел имеет эллиптическую
форму орбиты и вращаются вокруг тела большей массы
Перицентр — это
ближайшая к
центральному телу
точка орбиты
Апоцентр — точка
орбиты, наиболее
удалённая от
центрального тела,
вокруг которого
совершается движение

34.

НАИЗУСТЬ!
Первый закон Кеплера
Каждая планета обращается вокруг Солнца по эллипсу, в
одном из фокусов которого находится Солнце
Точка O — центр эллипса,
точки S и F — фокусы эллипса
(S — положение Солнца),
точки P и A — перигелий и афелий
соответственно, M — положение
некоторого светила,
расстояния OA и OB — большая и
малая полуоси соответственно,
OF — фокусное расстояние

35.

НАИЗУСТЬ!
НАИЗУСТЬ!
Эллипс характеризуется
значением эксцентриситета,
который у эллипса изменяется
в пределах 0 ≥ e >1

36.

е = 0 – окружность
0 ≤ e < 1 – эллипс
е = 1 – парабола
ꚙ < e < 1 – гипербола

37.

НАИЗУСТЬ!
Второй закон Кеплера
Радиус-вектор планеты за равные промежутки времени
описывает равные площади
Радиусом-вектором
называют переменный
по величине отрезок,
соединяющий Солнце и
точку орбиты, в которой
находится планета

38.

НАИЗУСТЬ!
Третий закон Кеплера
Квадраты звёздных периодов обращения планет
относятся между собой как кубы больших
полуосей их орбит
T1 и T2 — сидерические периоды первого
и второго тел
a1 и a2 — значения больших полуосей их
орбит соответственно
Параметры Земли: a⊕ ≈ r⊕ = 1 а.е., T⊕ = 1 год

39.

ЭЛЕМЕНТЫ ОРБИТЫ
НАИЗУСТЬ!
Эксцентриситет
Перигелийное расстояние
Афелийное расстояние

40.

НАИЗУСТЬ!
Максимальное значение высоты над плоскостью эклиптики
Наклонение орбиты
небесного тела —
это угол между
плоскостью его орбиты и
плоскостью отсчёта.
Если 0 ° < α < 90°,
то движение небесного
тела – прямое
Если 90 ° < α < 180°,
движение – обратное

41.

Астероид движется вокруг Солнца по орбите с большой полуосью 2,5 а.е. и
эксцентриситетом 0,7. Выберите верные утверждения.
1. Астероид подлетает к Солнцу ближе, чем Земля.
2. Астероид улетает от Солнца дальше, чем Юпитер.
3. Сидерический период обращения астероида вокруг Солнца больше, чем у
Марса.
4. Сидерический период обращения астероида вокруг Солнца больше, чем у
Юпитера.
5. Средняя скорость орбитального движения астероида больше, чем у
Венеры.
Планета
Большая полуось, а.е.
Эксцентриситет
Венера
0,73
0,0068
Земля
1,0
0,017
Марс
1,5
0,093
Юпитер
5,2
0,049

42.

43.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
Комета движется вокруг Солнца по орбите с большой
полуосью 300 а.е. и эксцентриситетом 0,95. Выберите два
утверждения, которые соответствуют характеру движения
этой кометы.
1) Эта комета может столкнуться с Землёй.
2) Эта комета никогда не бывает ближе к Солнцу, чем Юпитер.
3) В афелии комета удаляется от Солнца больше чем
на 500 а.е. (но большая полуось 300 а. е.)
4) Период обращения кометы вокруг Солнца меньше, чем у
Нептуна.
5) Хвост этой кометы наибольший в афелии орбиты.

44.

45.

ДВИЖЕНИЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

46.

Закон всемирного тяготения
1-я космическая скорость
НАИЗУСТЬ!
Ускорение силы тяжести Период вращения/обращения
Угловая скорость вращения/обращения
Центростремительное ускорение
2-я космическая скорость
Плотность тела/вещества
Частота вращения/обращения
Объём шара

47.

Скорость v1,
которую нужно
придать телу, чтобы
вывести его на
круговую орбиту,
называется
первой космической
скоростью

48.

НАИЗУСТЬ!
ВТОРАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ
Вторая космическая
скорость (параболическая
скорость, скорость
освобождения, скорость
убегания) — наименьшая
скорость, которую необходимо
придать объекту (например,
космическому аппарату) для
преодоления гравитационного
притяжения этого небесного тела
и покидания замкнутой орбиты
вокруг него

49.

Выберите верные утверждения
1) Ускорение свободного падения на Меркурии составляет 3,7 м/с2.
2) Объём Марса примерно в 2 раза меньше объёма Венеры.
3) Орбита Венеры находится на расстоянии примерно 108 млн км от Солнца.
4) Первая космическая скорость для спутника Нептуна составляет примерно 11,86 км/с.
5) Угловая скорость движения Сатурна по орбите вокруг Солнца примерно в 2,5 раза больше,
чем угловая скорость Юпитера.
Название планеты
Среднее расстояние
от Солнца, а. е.
Диаметр в районе
экватора, км
Период обращения
вокруг Солнца
Вторая космическая
скорость, км/с
Меркурий
0,39
4879
87,97 суток
4,25
Венера
0,72
12 104
224,7 суток
10,36
Земля
1,00
12 756
365,3 суток
11,18
Марс
1,52
6794
687 суток
5,02
Юпитер
5,20
142 984
11 лет 315 суток
59,54
Сатурн
9,58
120 536
29 лет 168 суток
35,49
Уран
19,19
51 118
84 года 5 суток
21,29
Нептун
30,02
49 528
164 года 290 суток
23,71

50.

51.

Выберите все верные утверждения
1. Масса Луны составляет 0,0014 массы Солнца.
2. Размер Солнца в 109 раз больше размера Луны.
3. На тело массой 60 кг, находящееся вблизи поверхности Земли, действует сила
тяготения, равная 600 Н.
4. Для того, чтобы тело могло стать спутником Солнца, ему нужно сообщить
скорость не менее, чем 620 км/c.
5. Луна вращается вокруг своей оси медленнее, чем Земля.
Средний
диаметр
км
Масса, кг
Ускорение
свободного
падения,
м/с2
Средняя
орбитальная
скорость, км/с
Период
обращения
вокруг оси,
сутки
Вторая
космическая
скорость,
км/с
Солнце
1,39∙106
2∙1030
274
250
25,4
620
Земля
12 740
6∙1024
9,8
29,8
1
11,2
Луна
3476
7,35∙1022
1,62
1,03
27,3
2,4

52.

53.

Выберите верные утверждения
Название
спутника
Радиус
спутника, км
Радиус
орбиты, тыс. км
Средняя
плотность,
г/см3
Вторая
космическая
скорость, м/с
Планета
Луна
1737
384
3,35
2380
Земля
Фобос
~12∗
9,4
2,2
11
Марс
Ио
1815
423
3,57
2560
Юпитер
Европа
1570
671
2,97
2040
Юпитер
Каллисто
2400
1883
1,86
2420
Юпитер
Титан
2575
1222
1,88
2640
Сатурн
Тритон
1350
355
2,08
1450
Нептун
1) Масса Луны больше массы Ио
2) Ускорение свободного падения на Тритоне примерно равно 0,79 м/с2
3) Сила притяжения Ио к Юпитеру больше, чем сила притяжения Европы к Юпитеру
4) Первая космическая скорость для Фобоса составляет примерно 0,08 км/с
5) Период обращения Каллисто больше периода обращения Европы вокруг Юпитера

54.

55.

Выберите верные утверждения
Вокруг звезды массой 0,512 масс Солнца обращаются по круговым
орбитам 3 экзопланеты, некоторые характеристики которых даны в
таблице.
Все орбиты и луч зрения лежат в одной плоскости
1.
2.
3.
4.
Период обращения планеты c равен 1 год.
Орбитальная скорость планеты c равна средней орбитальной скорости Земли.
Планета c имеет наибольшую плотность.
При наблюдении прохождения планет по диску звезды продолжительность
прохождения планеты d наибольшая.
5. При наблюдении прохождения планет по диску звезды глубина затмения
планетой c (т. е.уменьшение блеска звезды) максимальна.
Планета
Большая полуось, а.е.
Радиус планеты, R⨁
Масса планеты, m⨁
b
c
d
0,5
0,8
1,0
0,5
0,6
3,5
0,1
0,4
15

56.

57.

ЗВЁЗДЫ
Сверхгигант
Солнце
Красный карлик
Голубой гигант

58.

Сириус А
Сириус В
Звезда — это массивный
газовый шар,
излучающий свет и
удерживаемый
в состоянии равновесия
силами собственной
гравитации и внутренним
давлением, в недрах
которого происходят
(или происходили ранее)
реакции термоядерного
синтеза

59.

Все светила, видимые на небе невооружённым глазом, разделены на
шесть величин
Самые яркие (их на небе менее 20) стали считать объектами первой
величины (1m)
Наиболее слабые, едва различимые невооружённым глазом — объекты
шестой величины (6m)

60.

Видимая звёздная величина зависит
от физических характеристик самого
объекта и от расстояния до него
Нормальный глаз различает звёзды с
первой по шестую видимую
звёздную величину
В качестве звезды с нулевой
величиной может быть принята Вега
(α Лиры), её блеск равен +0,03m, что
на глаз неотличимо от нуля
Чем меньше значение звёздной
величины, тем ярче данный объект
Отрицательная звёздная величина у
звёзд является простой
формальностью, чтобы сохранить
исторически установившиеся
традиции
При удалении от источника световой
поток уменьшается обратно
пропорционально квадрату
расстояния
Увеличению освещённости
в 100 раз соответствует уменьшение
видимой звёздной величины
на 5 единиц

61.

НАИЗУСТЬ!
Увеличению освещённости в 100 раз соответствует
уменьшение видимой звёздной величины на 5
единиц
Уменьшению видимой звёздной величины
на 1 единицу соответствует увеличение
освещённости в

62.

СРАВНЕНИЕ БЛЕСКА ЗВЁЗД
Формула Погсона
Упрощённая формула
ИЛИ
В формуле m — видимые звёздные величины объектов (их блеск),
I — освещённости, созданные этими объектами в точке наблюдения

63.

Решение задач
Первая звезда излучает в 100 раз больше энергии, чем вторая. Они
расположены на небе так близко друг от друга, что видны как одна
звезда с видимой звёздной величиной, равной 5.
Исходя из этого условия, выберите все верные утверждения.
1. Если вторая звезда расположена в 10 раз ближе к нам, чем первая, то их
видимые звёздные величины равны
2. Если звёзды расположены на одном расстоянии, то блеск первой равен 5
звёздным величинам, а второй — 0 звёздных величин
3. Если эти звезды расположены в пространстве рядом друг с другом, то
вторая звезда такая тусклая, что не видна невооружённым глазом, даже
если бы этому не препятствовала яркая первая
4. Первая звезда — белый сверхгигант, а вторая — красный сверхгигант
5. Первая звезда обязательно горячее второй

64.

65.

НАИЗУСТЬ!
Годичным параллаксом звезды p называется угол, под которым со
звезды можно было бы видеть большую полуось земной орбиты
(равную 1 а.е.), перпендикулярную направлению на звезду

66.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ (СТАТГРАД 2019-2020)
Гелиоцентрический годичный параллакс некоторой звезды равен
0,00625’’. Выберите из приведённых вариантов расстояния до
этой звезды все правильные.
Примечание: параллакс – это наблюдаемая характеристика звезды:
1.
2.
3.
4.
5.
160 световых лет
160 парсек
160 астрономических единиц
49 парсек
522 световых года

67.

68.

СВЕТИМОСТЬ ЗВЕЗДЫ
Светимостью L называется полная энергия, излучаемая
звездой в единицу времени (мощность). Она выражается в
абсолютных единицах (ваттах)
Постоянная Стефана-Больцмана

69.

Всю информацию о звёздах можно получить только на основе
исследования приходящего от них излучения. Цвет любого нагретого
тела, в частности звезды, зависит от его температуры

70.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ В СПЕКТРЕ
Температуру
наружных слоёв
звезды, от которых
приходит излучение,
определяют по
распределению
энергии в
непрерывном
спектре, а также по
интенсивности разных
спектральных линий

71.

По ряду характерных особенностей спектров звёзды разделены на
спектральные классы, которые обозначены латинскими буквами и
расположены в порядке, соответствующем убыванию температуры:
O, B, A, F, G, K, M

72.

Для запоминания последовательности
астрономами было придумано
мнемоническое правило. В оригинале оно
звучит так: «Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me»
Русские эквиваленты:
«Один Бритый Англичанин
Финики Жевал Как Морковь»
О, Борис Александрович, Физики Ждут
Kонца Mучений
(Борис Александрович ВоронцовВельяминов )

73.

НАИЗУСТЬ!
ОСНОВНАЯ (ГАРВАРДСКАЯ) СПЕКТРАЛЬНАЯ
КЛАССИФИКАЦИЯ ЗВЁЗД

74.

НАИЗУСТЬ!
ДИАГРАММА СПЕКТР-СВЕТИМОСТЬ
Если по
горизонтальной оси
отложены
спектральные классы
(температура) звёзд, а
по вертикальной — их
светимости
(абсолютные
звёздные величины),
то каждой звезде
будет соответствовать
определённая точка
на этой диаграмме

75.

ДИАГРАММА «СПЕКТР — СВЕТИМОСТЬ» В БЛАНКЕ ЕГЭ

76.

НАИЗУСТЬ!
Употребляемые выражения «ранний» и «поздний» спектральные
классы определяет место в ряду спектральных классов (ранний
спектральный класс – О, поздний спектральный класс – M)

77.

ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ ЗВЕЗДЫ НА ГЛАВНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
НАИЗУСТЬ!
Время пребывания
звёзд на главной
последовательности
зависит
от их первоначальной
массы.
Чем больше излучение
и масса звезды,
тем скорее она
израсходует свой
водород

78.

ЗАТМЕННО-ПЕРЕМЕННЫЕ ЗВЕЗДЫ
Для наблюдателя,
который находится в
плоскости орбиты
двойной звезды, её
компоненты будут
поочерёдно
загораживать,
«затмевать» друг
друга.
Такие звёзды
называются
затменно-двойными

79.

Если более тусклая звезда затмевает более яркую, блеск уменьшается, если
более яркая затмевает тусклую, то блеск тоже уменьшается, но на меньшее
значение (см. график). Если обе звезды «видны», то блеск – максимальный

80.

В отличие от затменно-переменных, у физически переменных звёзд
светимость меняется в результате процессов, происходящих внутри звезды
Пульсирующие переменные
Новые и сверхновые звёзды

81.

К числу переменных
звёзд со строгой
периодичностью
принадлежат прежде
всего цефеиды. Они
получили это
название потому, что
первой среди звёзд
этого типа была
открыта δ Цефея
Система двойных
звёзд δ Цефея
(большая) и δ Цефея B

82.

Причиной изменения блеска, радиуса и температуры является пульсация
наружных слоёв звезды. Они периодически то расширяются, то
сжимаются. При сжатии звезда нагревается и становится ярче, при
расширении её светимость уменьшается
Кривая блеска звезды δ Цефея

83.

НАИЗУСТЬ!
ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЁЗД (УПРОЩЁННАЯ СХЕМА)
ВИДЕО 2

84.

ВЫБЕРИТЕ ВЕРНЫЕ УТВЕРЖДЕНИЯ
1. 50 % всех звёзд составляют
звёзды-сверхгиганты
2. Жизненный цикл звезды
спектрального класса М
главной последовательности
более длительный, чем
звёзды спектрального класса
В главной
последовательности.
3. С увеличением размера
звезды её светимость растёт
4. Звёзды-гиганты, в основном,
относятся к спектральному
классу А
5. Температура звёзд
спектрального класса М в 2
раза выше температуры звёзд
спектрального класса В

85.

86.

На рисунке изображена диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Контурами и буквами
обозначены основные типы звёзд. Отдельными точками показаны звёзды. Их
названия подписаны. Исходя из данных диаграммы, выберите все верные
утверждения, которые соответствуют этой диаграмме
1. Буквой В помечена
главная
последовательность.
2. Цвет 40 Эридана C –
красный.
3. θ 1 Ориона A старше,
чем μ Цефея.
4. Радиус Проциона B
меньше, чем Альтаира.
5. Альдебаран горячее,
чем Мегрец.

87.

88.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
1.
2.
3.
4.
5.
Звезда Бетельгейзе является
красным сверхгигантом
Звезда Альдебаран является
красным сверхгигантом
Звезда Беллатрикс относится
к белым карликам
Звезда Альдебаран
относится к главной
последовательности
Звезда Сириус А относится к
белым звездам
спектрального класса А

89.

90.

ВЫБЕРИТЕ ВЕРНЫЕ УТВЕРЖДЕНИЯ
Название звезды
Температура, К
Масса
(в массах
Солнца)
Радиус
(в радиусах
Солнца)
Расстояние до звезды
(св.год)
Альтаир
8000
1,7
1,7
17
Антарес
3100
19
750
600
Бетельгейзе
3600
20
1000
725
Полярная
7000
6
37
450
Ригель
12000
20
74
900
1. Полярная звезда относится к белым карликам
2. Звёзды Бетельгейзе и Ригель имеют одну и ту же массу, следовательно, относятся
к одному и тому же спектральному классу.
3. Звезда Альтаир расположена ближе, следовательно, её видимый с Земли размер
больше, чем у Бетельгейзе
4. Звезда Антарес является красным сверхгигантом
5. Плотность звезды Альтаир меньше плотности Солнца

91.

92.

ВЫБЕРИТЕ ВЕРНЫЕ УТВЕРЖДЕНИЯ
1.
2.
3.
4.
5.
Светимость Полярной звезды в два раза больше светимости звезды Гакрукс
Средняя плотность звезды Сириус А меньше плотности Альтаира
Самая мощная звезда из представленных в таблице - Ригель
Плотности веществ звезд Антарес и Бетельгейзе примерно равны
Температура поверхности и радиус звезды Гакрукс говорят о том, что эта
звезда относится к красным гигантам

93.

94.

На рисунке представлена зависимость блеска некоторой переменной звезды от
времени, выраженного в долях периода. Период равен 5,375 суток. Выберите все
верные утверждения, которые соответствуют этому графику
1. От минимума до максимума
блеска звезды проходит около
суток.
2. Эту звезду невозможно увидеть
в телескоп.
3. В максимуме блеска звёздная
величина звезды составляет
4,3.
4. За один период звезда светит
ярче звёздной величины 3,8 в
течение около полутора суток.
5. Это затменная переменная
звезда.

95.

96.

Галактика — гравитационно-связанная система из звёзд, звёздных скоплений,
межзвёздного газа и пыли, тёмной материи, планет. Все объекты в составе
галактики участвуют в движении относительно общего центра масс

97.

НАИЗУСТЬ!
Последовательность Хаббла (1936 г.)

98.

Млечный Путь
(также наша Галактика
или просто Галактика с
прописной буквы) —
галактика, в которой
находятся Земля,
Солнечная система и все
отдельные звёзды,
видимые
невооружённым глазом.
Относится к спиральным
галактикам с перемычкой

99.

НАИЗУСТЬ!
СТРОЕНИЕ ГАЛАКТИКИ МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ
Диаметр Галактики составляет около
30 тыс. пк (порядка 100 000 св. лет),
при оценочной средней толщине
диска порядка
1000 св. лет, а балджа – 3000
св.лет. Галактика содержит, по
современной оценке, от 200 до 400
млрд звёзд.
По состоянию на май 2016 года
масса Галактики оценивается в 7∙1011
масс Солнца. Большая часть массы
Галактики содержится не в звёздах и
межзвёздном газе, а в несветящемся
гало из тёмной материи

100.

НАИЗУСТЬ!
СТРУКТУРА ГАЛАКТИКИ

101.

СТРУКТУРА ГАЛАКТИКИ
Ядро — крайне малая область в центре галактики. Когда речь заходит
о ядрах галактик, то чаще всего говорят об активных ядрах галактик,
где процессы нельзя объяснить свойствами сконцентрированных в
них звёзд
Диск — относительно тонкий слой, в котором сконцентрировано
большинство объектов галактики. Подразделяется на газопылевой
диск и звёздный диск
Балдж — наиболее яркая внутренняя часть сфероидального
компонента (сфероподобного распределения звёзд).
Гало — внешний сфероидальный компонент. Граница между
балджем и гало размыта и достаточно условна

102.

СТРУКТУРА ГАЛАКТИКИ
Спиральная ветвь (спиральный рукав) — уплотнение из межзвёздного газа
и преимущественно молодых звёзд в виде спирали. Скорее всего, являются
волнами плотности, вызванными различными причинами, однако вопрос
об их происхождении до сих пор окончательно не решён
Бар (перемычка) — выглядит как плотное вытянутое образование,
состоящее из звёзд и межзвёздного газа. Согласно расчётам, бар является
главным поставщиком межзвёздного газа к центру галактики

103.

НАИЗУСТЬ!
Вместе с другими звёздами Солнце вращается вокруг центра Галактики со
скоростью 220-240 км/с, делая один оборот примерно за 200 млн лет.
Таким образом, за всё время существования Земля облетела вокруг
центра Галактики не более 30 раз

104.

НАИЗУСТЬ!
Звёздные скопления – гравитационно-связанные группы звёзд, которые
имеют общее происхождение и движутся как одно целое
Молодые бело-голубые горячие звезды
Старые холодные красные звезды

105.

ВСЕЛЕННАЯ
Вселенная не имеет точного
определения, её можно
астрономически описать как
совокупность наблюдаемых и
ненаблюдаемых,
материальных и
нематериальных объектов,
силовых полей и прочего,
содержащегося в окружающем
нас пространстве, включая само
пространство и исключая то, что
находится за его границами,
если таковое существуют

106.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВСЕЛЕННОЙ
Представляя Вселенную как весь окружающий мир, мы сразу делаем её
уникальной и единственной. И вместе с этим лишаем себя возможности описать её
в терминах классической механики: из-за своей уникальности Вселенная ни с чем
не может взаимодействовать, она — система систем, и поэтому в её отношении
теряют свой смысл такие понятия, как масса, форма, размер. Вместо этого
приходится прибегать к терминам термодинамики, употребляя такие понятия как
плотность, давление, температура, химический состав
Химический состав
H−75%
He−23%
O−1%
C−0,55%
Средняя температура
реликтового излучения
Плотность материи во
Вселенной
2,725 К
10−29 г/см3
Из них:
Тёмная энергия — 68,3%
Тёмная материя — 26,8%
Барионное вещество — 4,9%

107.

СТРУКТУРА ВСЕЛЕННОЙ
Во Вселенной как
минимум
200 миллиардов
обнаруженных галактик,
организованных в
ячеистую структуру
(на 2017 год –
2 триллиона галактик).
Стенки ячеек образованы
из сверхскоплений
галактик, внутри стенок —
пустота (войды)

108.

НАИЗУСТЬ!
Согласно современным представлениям, Вселенная родилась
в результате Большого взрыва 13,8 млрд. лет назад

109.

Большой взрыв — космологическая модель, описывающая раннее
развитие Вселенной, а именно начало расширения Вселенной, перед
которым Вселенная находилась в сингулярном состоянии, когда плотность
энергии (материи) и кривизна пространства-времени были очень велики
ВИДЕО 3

110.

Вселенная погружена в реликтовый фон излучения, образовавшийся на ранних
эпохах её существования, когда излучение Большого взрыва практически
перестало взаимодействовать с материей, а составляющие его фотоны из-за
расширения Вселенной перешли из видимого в микроволновый радиодиапазон

111.

Расширение Вселенной —
почти однородное и
изотропное расширение
космического пространства в
масштабах всей Вселенной,
выводимое через
наблюдаемое с Земли
космологическое красное
смещение
Александр Фридман — российский и
советский математик, физик и
геофизик, основоположник современной
физической космологии, автор
исторически первой нестационарной
модели Вселенной (Вселенная Фридмана)

112.

Красное смещение — сдвиг спектральных линий химических
элементов в красную (длинноволновую) сторону
Линии поглощения в оптическом спектре сверхскопления далёких галактик (снизу)
по сравнению с оптическим спектром Солнца (сверху)

113.

Сдвиг спектральных линий в фиолетовую (коротковолновую) сторону,
обусловленное приближением объекта, называется синим смещением
Красное смещение и синее смещение (в первом случае частота уменьшается,
а длина волны увеличивается, во втором — наоборот)

114.

НАИЗУСТЬ!
ПАРАМЕТР СМЕЩЕНИЯ
λ0 — значение длины волны в точке испускания излучения
λ — значение длины волны в точке наблюдения излучения
v — скорость источника света по лучу зрения (лучевая скорость)
c = 3⋅108 м/с — скорость света в вакууме
Если z>0, объект удаляется, если z<0, объект приближается

115.

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА (ЗВЕЗДЫ, ГАЛАКТИКИ)
НАИЗУСТЬ!
Астрономические
наблюдения
доказывают, что
звезды движутся
Скорость, с
которой звезда
движется в
пространстве
относительно
Солнца,
называется
полной
пространственной
скоростью

116.

НАИЗУСТЬ!
ЛУЧЕВАЯ, ТАНГЕНЦИАЛЬНАЯ И ПОЛНАЯ ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СКОРОСТИ
Лучевая (радиальная)
скорость – проекция
скорости объекта на луч
зрения
Собственное
движение объекта
Тангенциальная скорость
– компонента скорости
объекта,
перпендикулярная лучу
зрения

117.

НАИЗУСТЬ!
ТАНГЕНЦИАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ
Собственным движением объекта µ в астрономии называют
величину, характеризующую её угловое перемещение
на небесной сфере в заданной системе координат за единицу
времени. [D] = 1 пк, [Vt] — км/с, [µ] — угловая секунда в год
ЛУЧЕВАЯ СКОРОСТЬ

118.

Согласно теории Большого
взрыва, Вселенная
расширяется из начального
сверхплотного и
сверхгорячего состояния.
Экспериментально
расширение Вселенной
подтверждается
выполнением закона Хаббла
Эдвин Пауэлл Хаббл — один из наиболее
влиятельных астрономов и космологов в
XX веке, внесший решающий вклад в
понимание структуры космоса

119.

ЗАКОН ХАББЛА
НАИЗУСТЬ!
Скорость удаления
галактик
Расстояние,
выраженное в Мпк
В современную эпоху постоянная Хаббла равна:
Закон Хаббла плохо выполняется или совсем не выполняется для
объектов, находящихся на расстоянии ближе 10 −15 млн св. лет

120.

КАК РАСШИРЯЕТСЯ ВСЕЛЕННАЯ?
НАИЗУСТЬ!
В космологическом расширении не участвуют гравитационно связанные
системы (Солнечная система, другие планетные и звездные системы,
галактика, скопления галактик)
ВИДЕО 4

121.

ВЫБЕРИТЕ ВСЕ ВЕРНЫЕ УТВЕРЖДЕНИЯ
1) Расстояние до всех пяти галактик можно определить с помощью закона
Хаббла.
2) Свет от галактики М32, принимаемый сейчас на Земле, был испущен
примерно 2,5 млн лет назад.
3) Линейный размер галактики M33 больше, чем галактики Печь.
4) Галактика WLM самая яркая в этом списке.
5) Среди этих галактик M31 на небе занимает самую большую площадь.

122.

123.

ВЫБЕРИТЕ ВСЕ ВЕРНЫЕ УТВЕРЖДЕНИЯ
1) Расстояние до Большого Магелланова Облака нельзя определять с
помощью закона Хаббла.
2) Свет от галактики NGC 138 приходит к нам со скоростью, на 11650 км/с
меньшей скорости света.
3) Диаметр галактики NGC 50 свет проходит примерно за 140 тыс. лет.
4) Видимый поперечный размер NGC 65 на земном небе составляет 1,5°.
5) От M104 до нас доходит в 100 раз меньше света, чем от LMC.
*Лучевой (или
радиальной)
скоростью
называют
проекцию вектора
скорости
звезды/галактики
на луч зрения

124.

125.

Выберите верные утверждения
1) Цифра 2 — гало.
2) Цифра 4 — спиральные рукава.
3) Цифра 3 — туманность Андромеды.
4) Цифра 5 — балдж.
5) Цифра 1 — скопление молодых и ярких звезд.

126.

127.

Выберите верные утверждения (из нескольких заданий)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Все галактики имеют одинаковое строение
Любая галактика вращается вокруг своей оси
Галактики удаляются друг от друга с ускорением
Галактики удаляются друг от друга с постоянной скоростью
Галактика Млечный Путь – самая большая в Местной группе галактик
Галактика Млечный Путь является эллиптической галактикой
Ближайшая к Млечному пути большая галактика называется
галактикой Андромеды
8. Млечный Путь – это и есть вся Вселенная
9. Млечным Путем называется видимое нами на небе светлое кольцо
10. Диаметр нашей Галактики составляет 10.000 световых лет
11. Радиус нашей Галактики примерно равен 15 кпк
12. Галактика Андромеды удаляется от нашей Галактики

128.

Выберите верные утверждения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Все галактики имеют одинаковое строение
Любая галактика вращается вокруг своей оси
Галактики удаляются друг от друга с ускорением
Галактики удаляются друг от друга с постоянной скоростью
Галактика Млечный Путь – самая большая в Местной группе галактик
Галактика Млечный Путь является эллиптической галактикой
Ближайшая к Млечному пути большая галактика называется
галактикой Андромеды
8. Млечный Путь – это и есть вся Вселенная
9. Млечным Путем называется видимое нами на небе светлое кольцо
10. Диаметр нашей Галактики составляет 10.000 световых лет
11. Радиус нашей Галактики примерно равен 15 кпк
12. Галактика Андромеды удаляется от нашей Галактики

129.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
Как известно, звёздные скопления содержат тысячи и даже
миллионы звёзд. Выберите два утверждения, которые правильно
описывают звёзды одного скопления. Под словом «одинаковый»
понимается близость соответствующих значений для звёзд
данного скопления
1) Все звёзды скопления имеют одинаковую температуру.
2) Все звёзды скопления имеют одинаковый параллакс.
3) Все звёзды скопления имеют одинаковую массу.
4) Все звёзды скопления имеют одинаковую светимость.
5) Все звёзды скопления имеют одинаковый возраст.