История астрономии. Структура и масштабы Вселенной

1.

История астрономии.
Структура и масштабы Вселенной.

2.

Цель: Формирование представлений о предмете
«Астрономия»
Задачи:
1. Дать характеристику этапам развития
астрономии.
2. Познакомиться с некоторыми разделами
астрономии
3. Изучить структуру и масштабы
вселенной

3.

Астрономия - наука о строении, происхождении и
развитии небесных тел и их систем.
Все тела во Вселенной образуют системы
различной сложности.

4.

1. Что изучает астрономия. Возникновение астрономии.
Астрономия
[греч. astron-звезда,светило,
nomos -закон]
- наука о строении, движении, происхождении и развитии небесных тел, их
систем и всей Вселенной в целом.
Вселенная- максимально большая область пространства, включающая в себя
все доступные для изучения небесные тела и их системы.

5.

Астрономия – древнейшая наука.
Истоки астрономии относятся к каменному веку (VIIII тысячелетия до н.э.)
Систематические астрономические наблюдения
проводились тысячи лет тому назад.
Мегалиты древности
Древняя обсерватория Стоунхендж

6.

Аллегория Яна Гевелия (1611-1687, Польша), изображает музу Уранию, покровительницу
астрономии, которая в руках держит Солнце и Луну, а на голове у нее сверкает корона в виде
звезды. Урания окружена нимфами, изображающими пять ярких планет, слева Венеру и
Меркурия (внутренние планеты), справа – Марс, Юпитер и Сатурн.

7.

Зачем нужна астрономия?
- она помогает нам подготовиться к любым
опасным явлениям, возникающим в космосе.
- помогает лучше понять нам нашу планету, а
также условия на Земле.
- новые технологии приводят к инновациям,
которые полезны для разных отраслей
человеческой деятельности

8.

Детекторы, способные обнаруживать одиночные
рентгеновские фотоны, используемые в
астрономии, теперь используются в аэропортах. В
частности в рентгеновских камерах.
Газовый хроматограф, предназначенный для
изучения атмосферы Марса, также используется
для анализа багажа на наличие взрывчатых
веществ

9.

ПЗС используется в большинстве камер, веб-камер
и телефонов.
Гамма-спектрометры используются для
исследования структурного ослабления старых
исторических зданий.

10.

Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной
необходимостью:
Потребность счета времени, ведение календаря.
Ориентация на местности, находить дорогу по звездам,
особенно мореплавателям.
Любознательность – разобраться в происходящих явлениях.
Забота о своей судьбе, породившая астрологию.
Падение болида, 2003г
Великолепный хвост кометы МакНота, 2007г

11.

Значимость развития астрономических знаний:
■ cельскохозяйственные потребности (потребность в отсчете времени - сутки,
месяцы, годы. Например, в Древнем Египте определяли время посева и уборки
урожая по появлению перед восходом солнца из-за края горизонта яркой звезды
Сотис - предвестника разлива Нила);
■ потребности в расширении торговли, в том числе морской (мореплавание,
поиск торговых путей, навигация. Так, финикийские мореплаватели
ориентировались по Полярной звезде, которую греки так и называли Финикийская звезда);
■ эстетические и познавательные потребности, потребности в целостном
мировоззрении (человек стремился объяснить периодичность природных
явлений и процессов, возникновение окружающего мира).

12.

Этапы развития астрономии:
1.Античный мир (до н. э). Философия →астрономия →
элементы математики (геометрия). Древний Египет, Древняя
Ассирия, Древние Майя, Древний Китай, Шумеры, Вавилония,
Древняя Греция.
- Доисторический этап от 25 тыс.лет до н.э.- до 4 тыс. до
н.э.(наскальные рисунки, природные обсерватории и т.д.).
- Древний этап условно можно считать от 4.000лет до н.э.-1000
до н.э.:
- около 4.тыс. лет до н.э. астрономические памятники древних
майя, каменная обсерватория Стоунхендж ( Англия);

13.

- около 3000 лет до н.э. ориентировка пирамид, первые
астрономические записи в Египте, Вавилоне, Китае;
- около 2500лет до н.э. установление египетского солнечного
календаря;
- около 2000 лет до н.э. создание 1-ой карты неба (Китай);
- около 1100 лет до н.э. определение наклона эклиптики к
экватору;
Античный этап
- идеи о шарообразности Земли (Пифагор, 535 г. до н.э.);
- предсказание Фалесом Милетским солнечного затмения (585 г.
до н.э.);

14.

- открытие прецессии, первые таблицы движения Солнца и
Луны, звездный каталог 850 звезд (Гиппарах, (2 Век до н.э);
- идея о движении Земли вокруг Солнца и определение
размеров Земли (Аристарх Самосский, Эратосфен 3-2 в. до
н.э.);
- введение в римской империи Юлианского календаря (46 г. до
н.э);
- Клавдий Птолемей – «Синтаксис»(Альмогест)-энциклопедия
античной астрономии, теория движения, планетные таблицы
(140 г. н.э).

15.

Астрономия в Древнем Египте
Символы созвездий северного неба,
изображенные на крышке
древнеегипетского саркофага
Астрономическая картина в
гробнице Сенмута
Календарь

16.

Астрономия в Древней Греции
Давно утерянный
звездный каталог
Гиппарха, присутствует
на римской статуе,
именующейся Атлантом
Фарнезе.
Муза астрономии - Урания

17.

Астрономия в Древнем Китае
Очертания созвездия
Западного Тигра на
звездной карте древних
китайских астрономов.

18.

2.Дотелескопический период. (наша эра до 1610г). Развал
Римской империи, набеги варваров, зарождение христианства.
Бурное развитие арабской науки. Возрождение науки в Европе.
Современная гелиоцентрическая система строения мира.
- Арабский период. После падения античных государств в
Европе античные научные традиции (в том числе и астрономии)
продолжили развитие в арабском халифате, а также в Индии и
Китае.
-- Европейское возрождение. В конце 15 века начинается
возрождение астрономических знания в Европе, которое
привело к первой революции в астрономии. Эта революция в
астрономии была вызвана требованиями практики –
начиналась эпоха великих географических открытий

19.

- работы Н.Коперника, которые произвели первую революцию в
Астрономии (1515-1540 гг.),
- наблюдения датского астронома Тихо Браге в обсерватории
Ураниборг на острове Вэн (самые точные в
дотелескопическую эпоху)
3.Телескопический до появления спектроскопии (1610-1814гг).
Изобретение телескопа и наблюдения с его помощью. Законы
движения планет. Открытие планеты Уран. Первые теории
образования Солнечной системы.

20.

Вопрос о положении Земли во Вселенной приобрел
важное значение для миропонимания
Николай Коперник
(1473-1543 гг.) –
«Гелиоцентрическая
система мира»

21.

- в 1609- 1618 гг. Кеплер на основе этих наблюдений планеты
Марс открыл три закона движения планет,
- в 1687г. Ньютон опубликовал закон всемирного тяготения,
объясняющий причины движения планет.
- создаётся небесная механика;
- определяются массы планет;
4.Спектроскопия и фотография. (1814-1900гг).
Спектроскопические наблюдения. Первые определения
расстояния до звезд. Открытие планеты Нептун.

22.

Галилей первым использовал телескоп для наблюдения небесных тел
и сделал ряд выдающихся астрономических открытий.
Галилео Галилей
(1564–1642),
итальянский ученый,
в 1609 году построил
первый телескоп
Галилей показывает телескоп венецианскому дожу
(фреска Дж. Бертини)

23.

Галилео Галилей (1564-1642 гг.)
Первый термометр
Закон падения тел
Первым стал
использовать телескоп
для наблюдения
небесных тел
Телескоп с увеличением
в 30 раз

24.

Исаак Ньютон (1642-1727 гг.)
Создатель
дифференциального
и интегрального
исчислений
● Закон всемирного
тяготения
● Основа классической
механики (3 закона)

25.

Закон всемирного тяготения, сформулированный Исааком Ньютоном в
конце XVII в., открыл возможность применения математических методов
для изучения движения планет и других тел Солнечной системы
Исаак Ньютон
(1642–1727),
Почитаемый потомок «Яблони Ньютона».
Кембридж, Ботанический сад

26.

5.Современный период (1900-наст.время). Развитие применения в
астрономии фотографии и спектроскопических наблюдений.
Решение вопроса об источнике энергии звезд. Открытие галактик.
Появление и развитие радиоастрономии. Космические
исследования.

27.

Открытие 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

28.

Философия
Физика

29.

Достижения 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.

30.

В астрономии всё больше используются компьютеры для решения
задач самого разного уровня – от управления телескопами до
исследования процессов эволюции планет, звёзд и галактик.

31.

Результаты исследований тел Солнечной системы позволяют
лучше понять глобальные, в том числе эволюционные, процессы,
происходящие на Земле.

32.

Структура и масштабы Вселенной

33.

34.

Солнечная система
Земля со своим спутником Луной, другие планеты и их спутники, кометы и
малые планеты, обращающиеся вокруг Солнца, образуют Солнечную
систему.

35.

Галактика
Солнце и все другие звёзды, видимые на небе, входят в огромную звёздную
систему – нашу Галактику, которая называется Млечный Путь.
В нашей Галактике насчитывается несколько сотен миллиардов звёзд.
Свет со скоростью 300 000 км/с идёт от самой близкой к Солнечной системе
звезды до Земли более четырёх лет.
Свет может пересечь Млечный Путь только за 100 тысяч лет.
Южная часть Млечного Пути

36.

37.

Галакика Андромеды (М31)

38.

Вселенная
Во Вселенной множество галактик.
В Северном полушарии невооруженным глазом можно увидеть Туманность
Андромеды, в Южном - Большое и Малое Магеллановы Облака
Туманность Андромеды
Малое Магелланово Облако
Большое Магелланово Облако

39.

Вселенная
От наиболее удалённых галактик свет
идёт до Земли около 13 млрд. лет.

40.

Размеры небесных тел и расстояния между ними
Школьный глобус Земли в 50 млн раз меньше нашей планеты.
Глобус
Земли
Модель Луны – шарик диаметром 7 см на расстоянии 7,5 м
Модель Солнца – шарик диаметром 28 м на расстоянии 3 км
Модель Нептуна – шарик на расстоянии 90 км
Модель ближайшей звезды – шарик на расстоянии 800 000 км

41.

Расстояния между звездами внутри галактик значительно
больше размеров самих звезд.
Расстояния между галактиками сравнимы с размерами
самих галактик.
Масштабы Вселенной велики (например, размеры нашей
Галактики таковы, что луч света, распространяясь со
скоростью 300000 км/с проходит расстояние от одного ее
края до другого за сто тысяч лет)

42.

Единицы расстояний в астрономии:
Астрономическая единица (1 а.е.) –
средний радиус орбиты Земли при её
обращении вокруг Солнца.
1 а.е. = 149,6 млн км (расстояние от
Солнца до Земли)

43.

Световой год – расстояние,
которое свет проходит за один
земной год.
1 с.г. = 63241 а.е.= 9,5 *10 12 км

44.

Главное свойство видимой Вселенной - пустота.

45.

Вещество, составляет только 5% массы Вселенной. Остальная масса приходится на тёмную
материю.

46.

47.

Самая близкая
к нам звезда Проксима
Центавра

48.

Газопылевая
туманность
Северная
Америка

49.

Туманность
Пеликан

50.

Рассеянное
скопление звезд
Плеяды

51.

ВСТАВЬТЕ ПРОПУЩЕННЫЕ СЛОВА
1 вариант
Мы живём на Планете ____________. Она вращается вокруг __________. У неё есть спутник
____________. Первым догадался, что земля вращается вокруг Солнца учёный_____________.
Создал телескоп учёный______________. Первый человек, полетевший в космос
_________________. Это случилось … апреля 19… года.
Слова для справок: 61, Солнце, Галилео Галилей, Юрий Гагарин, 12 , Луна, Николай Коперник,
Земля.
2 вариант
Мы живём на Планете ____________. Она вращается вокруг __________. У неё есть спутник
____________. Первый человек, полетевший в космос _________________. Это случилось …
апреля 19… года.
Слова для справок: 61, Солнце, Юрий Гагарин, 12 , Луна, Земля,

52.

Домашнее задание
1) § 1.
2) Представить графически (в виде схемы) взаимосвязь
астрономии с другими науками, подчеркивая
самостоятельность астрономии как науки и уникальность
ее предмета.