Пособие по астрономии

ТАМБОВСКОЕ ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ТЕХНИКУМ ОТРАСЛЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

Методическое пособие по астрономии для студентов с нарушением слуха.

Выполнила: преподаватель ТОГАПОУ

«Техникум отраслевых технологий»

Порядина Г. А.

Тамбов 2019

СОДЕРЖАНИЕ:

1.Введение ....................................................................................................3

2.Содержание курса .....................................................................................4

3.Материалы к урокам……………………………………………….....5-51

4.Планируемые результаты освоения предмета………………………...52

5.Глоссарий………………………………………………………...............54

6.Итоговые тесты………………………………………………….……...55

7.Приложение. ………………………………….......……………………..57

8.Информационные ресурсы………………………………………… …..69

1.ВВЕДЕНИЕ.

Астрономия занимает особое место в системе естественнонаучных знаний, она затрагивает глубинные вопросы существования человека в окружающем мире и в ней концентрируются основные противоречия между бытием человека и его сознанием. На протяжении тысячелетий астрономия шагала в ногу с философией и религией, информацией, почерпнутой из наблюдений звёздного неба, питала внутренний мир человека, расширяла его представления об окружающем мире. Астрономия мало затрагивала непосредственно условия жизни и деятельности человека, но потребность в ней возникала на более высоком уровне умственного и духовного развития человека, она была доступна пониманию узкого круга образованных людей. Современное естествознание: физика, математика, география и другие науки, развивались благодаря развитию астрономии. Например, математический анализ, предложенный Ньютоном и его последователями для объяснения движения небесных тел. Современные идеи и теории: общая теория относительности, физика элементарных частиц основываются на достижениях современной астрофизики и космологии.

Специалисты считают, что преподавание естествознания надо построить на основе его астрономических корней. Такой подход позволит не только повысить качество естественно-научного образования, но и решить проблему потери интереса учащихся к изучению естественных наук. Педагоги-психологи предупреждают об опасности такой организации обучения, когда учеников побуждают ориентироваться на оценку учителя, а не выполнять задачи с целью найти правильное решение. Подчёркивают, что интерес детей к обучению во многом зависит от тех внутренних наград, которыми они поощряют себя, осваивая новый материал. Ученик приобретает уверенность в своих силах и способностях, справляясь с очередной задачей, открывая для себя новую закономерность, он учится на практике. Наиболее актуально сказанное, для студентов с особенностями развития слуха, им даются задания по выбору, с обязательным выделением важных заключений, поясняются рисунки, поощряется взаимопроверка.

Предлагаемое пособие адресовано учителям астрономии, работающим по программам инклюзивного образования для студентов с нарушением слуха.

В пособии даны рекомендации по изучению тем, составляющих содержание курса астрономии в 11 классе базового уровня. Приводится основная цель изучения темы и требования к подготовке учащихся. Интернет-ресурсы и научная литература - дополнительные источники информации при изучении тем курса.

2. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА.

1.Введение в астрономию. Строение и масштабы Вселенной, и современные наблюдения. Какие тела заполняют Вселенную. Каковы их характерные размеры и расстояния между ними. Какие физические условия встречаются в них. Вселенная расширяется. Где и как работают самые крупные оптические телескопы. Как астрономы исследуют гамма-излучение Вселенной. Гравитационно-волновые и нейтринные телескопы. Астрометрия.

2.Звёздное небо и видимое движение небесных светил. Какие звёзды входят в созвездия Ориона и Лебедя. Солнце движется по эклиптике. Планеты совершают петлеобразное движение. Зодиакальные созвездия.

3.Небесные координаты. Что такое небесный экватор и небесный меридиан. Как строят экваториальную систему небесных координат. Как строят горизонтальную систему небесных координат. Видимое движение планет и Солнца. Петлеобразное движение планет. Неравномерное движение Солнца по эклиптике.

4.Практическая работа по определению звёздных координат.

5.Движение Луны. Представления о строении Солнечной системы в античные времена и в средневековье. Гелиоцентрическая система мира. Доказательство вращения Земли вокруг Солнца. Фазы Луны и синодический месяц, условия наступления солнечного и лунного затмений. 6.Затмения.Небесная механика. Почему происходят солнечные затмения. Сарос и предсказания затмений. Время и календарь.

7.Определение расстояний в Солнечной системе. Парсек

8.Горизонтальный параллакс.

9.Законы Кеплера. Открытие И. Кеплером законов движения планет. Открытие закона Всемирного тяготения и обобщённые законы Кеплера. Определение масс небесных тел.

10.Определение размеров тел в Солнечной системе. Размеры тел солнечной системы. Планета Земля. Форма и размеры Земли. Роль парникового эффекта в формировании климата Земли. Планеты земной группы. Исследования Меркурия, Венеры и Марса, их схожесть с Землёй. Как парниковый эффект греет поверхность Земли и перегревает атмосферу Венеры. Есть ли жизнь на Марсе.

11.Планеты Солнечной системы. Планеты земной группы и планеты гиганты, их принципиальные различия. Облако комет Оорта и Пояс Койпера. Физические свойства Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Вулканическая деятельность на спутнике Юпитера Ио. Природа колец вокруг планет-гигантов.

12.Метеоры и метеориты. Малые тела Солнечной системы. Природа и движение астероидов. Природа и движение комет. Природа падающих звёзд, метеорные потоки и их радианты. Связь между метеорными потоками и кометами. Природа каменных и железных метеоритов.

13.Практическая астрофизика и физика Солнца. Методы астрофизических исследований. Основные характеристики Солнца. Определение массы, температуры и химического состава Солнца. Строение солнечной атмосферы.

14. Солнечная активность и её влияние на Землю и биосферу. Внутреннее строение Солнца Теоретический расчёт температуры в центре Солнца. Ядерный источник энергии и термоядерные реакции синтеза гелия из водорода, перенос энергии из центра Солнца наружу, конвективная зона. Нейтринный телескоп и наблюдения потока нейтрино от Солнца.15.Звёзды. Основные характеристики звёзд. Определение основных характеристик звёзд: массы, светимости, температуры и химического состава.

16.Спектральная классификация звёзд и её физические основы. Диаграмма «спектральный класс» — светимость звёзд, связь между массой и светимостью звёзд. Внутреннее строение звёзд. Строение звезды главной последовательности. Строение звёзд красных гигантов и сверхгигантов. Белые карлики, нейтронные звёзды, пульсары и чёрные дыры. Пульсары и нейтронные звёзды. Природа чёрных дыр и их параметры.

17.Двойные, кратные звёзды. Наблюдения двойных и кратных звёзд. Затменно-переменные звёзды. Пульсирующие переменные звёзды, кривые изменения блеска цефеид. Цефеиды маяки во Вселенной, по которым определяют расстояния до далёких скоплений и галактик. Новые и сверхновые звёзды Характеристики вспышек новых звёзд. Связь новых звёзд с тесными двойными системами, содержащими звезду белый карлик.

18.Переменные звёзды. Перетекание вещества и ядерный взрыв на поверхности белого карлика. Характеристики вспышек сверхновых звёзд. Продолжительность жизни звёзд разной массы на главной последовательности. Переход в красные гиганты и сверхгиганты после исчерпания водорода. Эволюция мало-массивных звёзд, и гравитационный коллапс и взрыв с образованием нейтронной звезды или чёрной дыры массивной звезды.

19.Млечный Путь. Газ и пыль в Галактике. Почему светятся диффузные туманности и концентрируются газовые и пылевые в Галактике. Рассеянные и шаровые звёздные скопления. Сверхмассивная чёрная дыра в центре Галактики и космические лучи. Галактики. Классификация. камертонная диаграмма Хаббла. Свойства спиральных, эллиптических и неправильных галактик. Красное смещение в спектрах галактик и определение расстояния до них. Закон Хаббла. Вращение галактик и тёмная материя в них. Активные галактики и квазары. Природа активности галактик, радиогалактики и взаимодействующие галактики. Необычные свойства квазаров, их связь с ядрами галактик и активностью чёрных дыр в них.

20. Строение и эволюция Вселенной. Закон всемирного тяготения и представления о конечности и бесконечности Вселенной. Модель «горячей Вселенной» и реликтового излучения. Образование химических элементов во Вселенной, обилие гелия. Современные проблемы астрономии. Наблюдения сверхновых звёзд I типа в далёких галактиках и открытие ускоренного расширения Вселенной. Открытие силы всемирного отталкивания. Тёмная энергия увеличивает массу Вселенной по мере её расширения. Обнаружение планет возле других звёзд. Наблюдения за движением звёзд и определения масс невидимых спутников звёзд, возмущающих их прямолинейное движение. Развитие представлений о возникновении и существовании жизни во Вселенной. Попытки обнаружения и посылки сигналов внеземным цивилизациям.

3. МАТЕРИАЛЫ К УРОКАМ.

Тема №1. Введение в астрономию.

1. Возникновение и основные этапы развития астрономии.

Астрономия является одной из древнейших наук. За 3 тысячи лет до н. э. египетские жрецы подметили, что разливы Нила, регулировавшие экономическую жизнь страны, наступали после того, как перед восходом Солнца на востоке появлялась самая яркая из звезд, Сириус, скрывавшаяся до этого в лучах Солнца. Из этих наблюдений, жрецы точно определили продолжительностьтропического года. В Древнем Китае. за 2 тысячи лет до н.э., астрономы предсказывали наступление солнечных и лунных затмений. Астрономия возникла из практических потребностей человека. Кочевым племенам нужно было ориентироваться при своих странствиях, по Солнцу, Луне и звездам. Земледелец должен учитывать наступление различных сезонов года. Узнали, что смена времен года связана с полуденной высотой Солнца, с появлением на ночном небе определенных звезд. Дальнейшее развитие человеческого общества вызвало потребность в измерении времени, в летосчислении, составлении календарей.

Накопленный наблюдательный материал позволил польскому ученому Николаю Копернику (1473-1543), разработать гелиоцентрическую систему мира. Кеплером в 1609-1618 гг. были открыты законы движений планет, а в 1687 г. Ньютон опубликовал закон всемирного тяготения.

С середины 19 века возник спектральный анализ и стала применяться фотография в астрономии. Эти методы дали возможность астрономам изучать физическую природу небесных тел и расширить границы исследуемого пространства. Возникла астрофизика, с 1940г. стала развиваться радиоастрономия, а в 1957 г. новые методы исследований, с применением искусственных небесных тел, рентгеновской астрономии.

Запуск искусственных спутников Земли. (1957 г., СССР), космических станций (1959 г., СССР), первые полеты человека в космос (Ю. А. Гагарин 1961 г., СССР), первая высадка людей на Луну (1969 г., США), эпохальные события для всего человечества. Доставка на Землю лунного грунта, посадка аппаратов на поверхности Венеры и Марса, посылка автоматических межпланетных станций к далеким планетам Солнечной системы.

2. Предмет и задачи 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. Задачи астрономии это: изучение видимых, и действительных положений и движений небесных тел в пространстве, определение их размеров и формы. Изучение физического строения небесных тел, исследование химического состава и физических условий: плотности, температуры, на поверхности и в недрах небесных тел. Решение проблем происхождения и развития, возможной дальнейшей судьбы отдельных небесных тел и их систем.

3.Главнейшими разделами астрономии являются:

1). Астрометрия - наука об измерении пространства и времени.

2). Теоретическая астрономия дает методы для определения орбит небесных тел по их видимым положениям.

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

4). Астрофизика изучает строение, физические свойства и химический состав небесных объектов.

5).Звездная астрономия изучает закономерности пространственного распределения и движения звезд, звездных систем и межзвездной материи с учетом их физических особенностей.

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

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

4.Астрономия и ее методы имеют большое значение в жизни современного общества. Обеспечение человечества знанием точного времени, выполняется службами времени, при астрономических учреждениях.Астрономические методы широко применяются в мореплавании, авиации, космонавтике. Составление географических и топографических карт, расчёт наступлений морских приливов и отливов, определение силы тяжести в различных точках земной поверхности, с целью обнаружения залежей полезных ископаемых - в основе имеют астрономические методы. Исследования процессов на небесных телах, позволяют изучать материю в таких её состояниях, какие не достигнуты в земных лабораторных условиях.

5. Основа и источник астрономических исследований. Основа астрономии - наблюдения (визуальные, радиолокационные, с орбитальных обсерваторий), исследования упавших на Землю метеоритов и доставленных образцов межпланетными станциями.

Контрольные вопросы:

1.Почему астрономия является одной из древнейших наук?

2.Объясните значение астрономии в жизни современного общества.

3.Назовите главнейшие разделы астрономии.

4.Почему человечество не перестаёт удивляться красоте звёздного неба?

5.С помощью звёздной карты определите названия выделенных созвездий на рисунке 1.

6.Какой небесный объект представлен на рисунке 2?

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Тема № 2. Звёздное небо. Созвездия – это участки небесной сферы с проецирующими на него небесными объектами.

Созвездия помогают земному наблюдателю лучше ориентироваться на звездном небе. В древние времена за созвездия воспринимали характерные фигуры, образованные яркими звездами. Звезды могут быть расположены далеко друг от друга, в одном созвездии. В 1922 году Генеральной ассамблеей Международного астрономического союза утвержден список из 88 созвездий, установлены четкие границы на небе созвездиям, на звёздной карте они обозначены штриховыми линиями. Из 88 созвездий только 47 являются древними, основанными на мифологии Древней Греции. Эти созвездия охватывают область неба, которая доступна для наблюдений с юга Европы. Современные созвездия были обнаружены в 17 веке, в эпоху великих географических открытий. Изучалось южное небо, а затем заполнялись «пустые места» на северном небе. Созвездия названы либо в честь мифических персонажей: Андромеда, Кассиопея, Персей, либо в честь животных – Лев, Большая Медведица, Дракон. Некоторые созвездия получали названия в честь примечательных предметов древности или современности: Весы, Жертвенник, Компас, Микроскоп, Телескоп, Треугольник, Стрела, Южный Крест. Самые яркие звезды в созвездии имеют собственные имена. Это Сириус в созвездии Большого Пса, Капелла в созвездии Возничий, Вега в созвездии Лира. 12 созвездий традиционно являются зодиакальными, через которые по небесной сфере, эклиптике, проходит Солнце при годичном обороте.

Контрольные вопросы:

1.Дайте определение созвездия.

2.Назовите количество созвездий на звёздной карте.

3.Какое название имеет линия годового движения Солнца?

4.На звёздной карте найдите указанные в тексте созвездия.

5.С помощью какого созвездия определяют полюс мира? Сделайте рисунок.

6.Найдите на звёздном небе, или звёздной карте, отмеченные созвездия.

7.Запомните названия зодиакальных созвездий.

8.Нарисуйте схемы указанных созвездий.

Тема № 3. Небесные координаты.

Москва имеет следующие координаты: 37°30' восточной долготы и 55°45' северной широты. Система э кваториальных координат, указывает положение светил на небесной сфере относительно друг друга. Проведем через центр небесной сферы линию, параллельную оси вращения Земли, - ось мира. Она пересечет небесную сферу в двух диаметрально противоположных точках, их называют полюсами мира Р и Р'. Северным полюсом мира называют тот, вблизи которого находится Полярная звезда. Плоскость, проходящая через центр сферы параллельно плоскости экватора Земли, в сечении со сферой образует окружность, называемуюнебесным экватором. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: Северное и Южное. Угловое расстояние светила от небесного экватора называется склонением, которое обозначается греческой буквой δ- «дельта». Склонение отсчитывается по кругу, проведенному через светило и полюса мира, оно аналогично географической широте. Склонение считается положительным у светил, расположенных к северу от небесного экватора, отрицательным к югу. Вторая координата, указывает положение светила на небе, аналогично географической долготе. Она называется прямым восхождением и обозначается греческой буквой α- «альфа». Прямое восхождение отсчитывается по небесному экватору от точки весеннего равноденствия, в которой Солнце ежегодно бывает 21 марта. Отсчет прямого восхождения ведется в направлении, противоположном видимому вращению небесной сферы. В астрономии принято выражать прямое восхождение не в градусной мере, а в часовой. Вследствие вращения Земли 15° соответствуют 1ч, а 1° - 4 мин. Спроектируем все звезды на глобус: там, где луч, направленный на звезду, пересечет поверхность глобуса, будет находиться изображение этой звезды.

Контрольные вопросы:

1.Какую точку называют Северным полюсом мира?

2.Назовите небесные координаты.

3.Назовите дни весеннего и осеннего равноденствия.

4.Каковы географические координаты нашего города?

Тема №4. Практическая работа по определению звёздных координат.

1.Заполните таблицу №1, с помощью справочника, найдите предложенные определения.2. Заполните таблицу №2, с помощью карты звёздного неба, определите небесные координаты: склонение светила и прямое восхождение.

Контрольные вопросы:

1.Какая звезда в созвездии обозначается буквой β?

2.С какой целью определяют небесные координаты?

3.Определите название созвездия на рисунке.

Тема № 5. Движение Луны.

Луна является естественным спутником Земли и ближайшим к нам небесным телом. Среднее расстояние до Луны составляет 384­467 км. Луна это пятый по величине спутник планеты в Солнечной системе и второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца. Движение Луны вокруг Земли происходит со скоростью 1,02 км/с. Период обращения Луны вокруг Земли составляет приблизительно 27,5 суток. Наблюдая за Луной, люди смогли составить календарь. По форме Луна напоминает шар с радиусом в 1737 км. Масса Луны в 81 раз меньше массы Земли, а ускорение силы тяжести в 6 раз. Луна не может удерживать вокруг себя газовую оболочку или воду в свободном состоянии из-за малого притяжения, Луна не освещается самостоятельно. Свет, который виден нам в ночное время является следствием солнечных лучей, отражаемых от поверхности. Смена фаз Луны объясняется движением по орбите, она проходит между Землей и Солнцем и поворачивается к нам темной стороной. Тогда происходит новолуние. Через пару дней на небе появляется молодой месяц, напоминающий яркий узкий серп. В это время остальная часть Луны слабо освещена Землей. С каждым днем Луна становится все ближе к свету и примерно через 14 дней наступает полнолуние.Поверхность Луны темная, на ней виднеются темноватые протяженные пятна. Раньше предполагалось, что это моря. Программа по полету человека на Луну осуществлена американскими учеными в июле 1969 года на космическом корабле «Аполлон-11», командиром экипажа был Нил Армстронг, провел на Луне около 22 часов.

Контрольные вопросы:

1.Чем объясняется смена фаз Луны?

2.Во сколько раз масса Луны, меньше массы Земли?

3.Почему Луна всегда обращена к Земле одной стороной?

4.Как фазы Луны подсказывают садоводам о благоприятном начале работ?

5.Морские приливы и отливы на Земле, вызваны движением Луны по орбите, влияет ли изменение её положения на самочувствие людей?

Тема № 6. Солнечное и лунное затмение.

Солнечное затмение наблюдается, если новолуние происходит вблизи одного из узлов лунной орбиты.Лунное затмение наблюдается, если полнолуние происходит рядом с узлом лунной орбиты. Время, за которое Луна делает полный оборот вокруг Земли, называется сидерическим  месяцем. Он равен примерно  27 суток. Промежуток времени между одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем. Он равен 29,5 суток.

Солнечное затмение. Когда Луна при своём движении вокруг Земли полностью или частично заслоняет Солнце, происходит Солнечное затмение. Во время полного затмения луна закрывает весь диск Солнца, благодаря тому, что видимые диаметры луны и солнца почти одинаковы. Солнце имеет вид чёрного диска, окружённого нежным сиянием. Дневной свет настолько ослабевает, что можно увидеть на небе планеты и яркие звёзды. В древнерусском произведении «Слово о полку Игореве» есть описание этого явления. Затмение привело в ужас воинов князя, они увидели в этом явлении дурное предзнаменование. С древних времен солнечное затмение вселяло ужас в сердца людей. Тень Луны на Земле. Полные солнечные затмения можно наблюдать только в тех областях Земли, по которым проходит полоса тени Луны. Диаметр тени не превышает 270 км, поэтому полное затмение Солнца видно лишь на малом участке земной поверхности. Кольцеобразное затмение Солнца. Если видимый диаметр Луны оказывается немного меньше Солнечного, то затмение приобретает кольцеобразную форму. Древние астрономы заметили, что затмения повторяются, через определённый промежуток времени назвали его Сарос, составляет примерно 18 лет 11 дней. В течение каждого сароса происходи 70 затмений:  42 солнечных и 28 лунных. Однако лунные затмения наблюдаются чаще, чем солнечные, так как лунные видны со всего ночного полушария Земли. Полное солнечное затмение в данной точке земной поверхности видно раз в 200 лет. Промежуток между солнечным и лунным затмением составляет примерно 2 недели (от новолуния до полнолуния). В году бывает 2 солнечных и 2 лунных затмения. В 1982 году было 7 затмений (максимальное количество).Лунное затмение. Когда при движении вокруг Земли Луна попадает в конус земной тени, которую отбрасывает освещённый Солнцем земной шар, происходитполное лунное затмение. Его можно наблюдать со всего ночного полушария Земли, где Луна находится над горизонтом. Лунное затмение происходит, когда Луна в момент полнолуния пересекает плоскость эклиптики. Оно может длиться от 1,5 до 2 часов. Лунное затмение бывает до 3 раз в году. Из-за багровой окраски диска луны, затмения  боялись как страшного предзнаменования, считали, что «месяц кровью обливается». Проходя через земную атмосферу, солнечные лучи рассеиваются соответствующие голубому и синему участку спектра (поэтому небо голубое), а преломляются лучи, соответствующие красному участку спектра. Они и окрашивают Луну в красный оттенок.

Схема солнечного затмения.

Контрольные вопросы:

1.При каких условиях происходит Солнечное затмение?

2. При каких условиях происходит Лунное затмение?

3.Как называется промежуток времени между одинаковыми фазами Луны?

4.Как сарос помог определить точную дату повествования древнерусского произведения «Слово о полку Игореве»?

5.Почему в древности страшились солнечных и лунных затмений?

Тема № 7. Определение расстояний в Солнечной системе.

Представление о Земле как о шаре, который свободно находится в космическом пространстве, одно из величайших достижений науки древнего мира. Первое определение размеров Земли провел греческий ученый Эратосфен (276— 194 до н. э.), живший в Египте. Он предложил измерить длину дуги земного меридиана в линейных единицах и определить, какую часть полной окружности эта дуга составляет. Получив эти данные, можно вычислить длину дуги в 1°, а затем длину окружности и величину ее радиуса, то есть радиуса земного шара. Длина дуги меридиана в градусной мере равна разности географических широт двух пунктов: φ_B – φ_A.

Измерив полуденную высоту Солнца h_B(рис. 3.8) в полдень 22 июня в Александрии, где он жил, Эратосфен установил, что Солнце отстоит от зенита на 7,2°. В этот день в полдень в городе Сиена (ныне Асуан) Солнце освещает дно самых глубоких колодцев, то есть находится в зените h_A.Следовательно, длина дуги составляет 7,2°. Расстояние между Сиеной (А) и Александрией (В) около 5000 греческих стадий  l. Стадией в Древней Греции считалось расстояние, которое проходит легко вооруженный греческий воин за тот промежуток времени, в течение которого Солнце, коснувшееся горизонта своим нижним краем, целиком скроется за горизонт. Обозначив длину окружности земного шара через L, получим такое выражение: 

откуда следует, что длина окружности земного шара равняется 250 000 стадий. Точная величина стадии в современных единицах неизвестна, но, зная, что расстояние между Александрией и Асуаном составляет 800 км, 1стадия=160м. Результат, полученный Эратосфеном, практически не отличается от современных данных, согласно которым длина окружности Земли составляет 40 000 км. Эратосфен ввел в практику использование терминов «широта» и «долгота». Определить географическую широту двух пунктов оказывается проще, чем измерить расстояние между ними. Поэтому применяется способ, основанный на явлении параллактического смещения и предусматривающий вычисление расстояния на основе измерений длины одной из сторон (базиса ВС) и двух углов В и С в треугольнике ABC(рис. 3.9).Параллактическим смещением называется изменение направления на предмет при перемещении наблюдателя.Чем дальше расположен предмет, тем меньше его параллактическое смещение, и чем больше перемещение наблюдателя (базис измерения), тем больше параллактическое смещение. Для определения длины дуги используется система треугольников,способ триангуляции, который впервые был применен в 1615 г. Пункты в вершинах этих треугольников выбираются по обе стороны дуги на расстоянии 30км друг от друга так, чтобы из каждого пункта были

видны два других.

Основой для вычисления длин сторон во всех этих треугольниках является размер базиса АС (рис. 3.10). Точность измерения базиса длиной в 10 км составляет около 1 мм. Во всех пунктах устанавливают геодезические сигналы, вышки высотой в несколько десятков метров. С вершины сигнала с помощью угломерного инструмента (теодолита) измеряют углы между направлениями на два-три соседних пункта. Измерив, углы в треугольнике, одной из сторон которого является базис, геодезисты получают возможность вычислить длину двух других его сторон. Зная длину сторон этих треугольников, можно определить длину дуги АВ. В конце XVIII века для уточнения формы Земли Французская академия наук снарядила две экспедиции. Одна из них работала в экваториальных широтах Южной Америки в Перу, другая вблизи Северного полярного круга на территории Финляндии и Швеции. Измерения показали, что длина одного градуса дуги меридиана на севере больше, чем вблизи экватора. Исследования подтвердили, что длина дуги одного градуса меридиана увеличивается с возрастанием географической широты. Это означало, что форма Земли не идеальный шар: она сплюснута у полюсов. Ее полярный радиус на 21 км короче экваториального.

Отношение разности величин экваториального и полярного радиусов Земли к величине экваториального называется сжатием. По современным данным оно составляет 1/298 или 0,0034. Это означает, что сечение Земли по меридиану будет не окружностью, а эллипсом, у которого большая ось проходит в плоскости экватора, а малая совпадает с осью вращения. Более точно форму нашей планеты передает фигура, называемая эллипсоидом, у которого любое сечение плоскостью, проходящей через центр Земли, не является окружностью. В настоящее время форму Земли принято характеризовать следующими величинами:экваториальный радиус 6378,160 км; полярный радиус 6356,777 км; сжатие эллипсоида1 : 298,25; средний радиус 6371,032 км; длина окружности экватора 40075,696 км.

Контрольные вопросы:

1.Что называется параллактическим смещением?

2.Какая фигура передаёт форму нашей планеты?

3.Кто впервые определил впервые длину окружности земного шара?

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/357927-posobie-po-astronomii