Солнечная система

1.

Солнечная
система

2.

Развитие
представлений о
Солнечной системе

3.

Первые представления об устройстве мира

4.

• По Аристотелю мир является
вечным и неизменным. Он отрицал
вращение Земли, считал звезды и
планеты связанными с
вращающимися вокруг общего центра
хрустальными сферами. Вселенная
Аристотеля состоит из 56 реально
существующих хрустальных сфер,
самая внешняя из которых –
звездная. Аристотелевская система
мира сохранилась до эпохи
Коперника.

5.

Рафаэль Санти. Аристотель и Платон

6.

Представления о строении Вселенной

7.

Достижения античной астрономии обобщил
Клавдий Птолемей. Он разработал геоцентрическую
систему мира, создал теорию видимого движения Луны и
пяти известных тогда планет.

8.

Планеты вращаются вокруг неподвижной Земли.

9.

Их неравномерное видимое перемещение относительно
звезд объясняется при помощи дополнительных круговых
движений по эпициклам

10.

Птолемей использовал специальные угломерные
инструменты для наблюдения положений звезд и
планет среди которых была и армиллярная сфера.

11.

Система Птолемея изложена в его главном труде
«Альмагест» - «Великое математическое
построение астрономии в 13 книгах» энциклопедии астрономических знаний древних

12.

Николай Коперник (1473 – 1543), великий польский астроном,
создатель гелиоцентрической системы мира. Коперник объяснил
видимые движения небесных светил вращением Земли вокруг
оси и обращением планет , в том числе Земли вокруг Солнца.

13.

Создание гелиоцентрической системы мира
• Коперник начал с попыток
усовершенствования
геоцентрической системы мира,
изложенной в “Альмагесте”
Птолемея. Он, поняв зависимость
между видимыми движениями планет
и Солнца построил свою
гелиоцентрическую систему мира. Его
работы были обобщены в сочинении
“Об обращениях небесных сфер”
опубликованном в 1543 году.

14.

Гелиоцентрическая система мира Коперника

15.

Значение гелиоцентрической системы мира.
• Она имела большое значение для
мореплавания, тригонометрии плоской и
сферической.
• Философское значение
гелиоцентрической системы
состояло в том, что Земля, считавшаяся
раньше центром мира, низводилась на
положение одной из планет. Возникла
новая идея - о единстве мира, о том, что
“небо” и ”земля” подчиняются одним и
тем же законам.

16.

Галилео Галилей (1564 – 1642), итальянский
физик и астроном, впервые направивший на небо
телескоп и сделавший открытия, подтвердившие
учение Коперника.

17.

Открытия Галилея
Горы на
Луне
Фазы Венеры
4 спутника Юпитера
Пятна на Солнце

18.

Иоганн Кеплер (1571-1630) – развив учение
Коперника открыл законы движения планет

19.

Законы движения планет

20.

Исаак Ньютон (1643-1727)
– открыл закон всемирного тяготения и
продолжил труды Галилея и Кеплера

21.

В России учение Коперника смело поддержал
Михайло Васильевич Ломоносов
(1711-1765). При прохождении Венеры по диску
Солнца в 1761 году открыл у нее атмосферу.

22.

23.

Видимое движение планет

24.

Планеты делятся на две группы:
нижние (внутренние) – Меркурий и Венера
и верхние – Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон
Нижние планеты
Верхние планеты

25.

Поскольку при наблюдениях с Земли на движение планет вокруг Солнца накладывается
еще и движение Земли по своей орбите, планеты перемещаются по небосводу то с
востока на запад (прямое движение),
то с запада на восток (попятное движение).

26.

Характер видимого движения планеты зависит от того,
к какой группе она принадлежит.
Планеты описывают петли, а не
просто движутся туда-сюда по
одной линии исключительно из-за
того, что плоскости их орбит не
совпадают с плоскостью
эклиптики.
Размеры петли тем меньше, чем
больше расстояние между
планетой и Землей.

27.

Конфигурация планет
Соединение
Орбита нижней планеты
(Венера)
Верхнее соединение
Орбита Земли
Восточная элонгация
90о
Западная элонгация
Нижнее соединение
Восточная квадратура
Земля
Противостояние
Орбита верхней планеты
(Марс)
Западная квадратура

28.

Угловое удаление планеты от Солнца
называется элонгацией.
Наибольшая элонгация
Меркурия – 28°, а Венеры – 48°.
При восточной элонгации внутренняя
планета видна на западе, в лучах
вечерней зари, вскоре после захода
Солнца.
Луна, Юпитер и Венера в вечернем Париже.
Угловое расстояние Венеры от Солнца меньше, чем
угловые расстояния Луны и Юпитера.

29.

При западной элонгации
внутренняя планета видна на
востоке, в лучах утренней зари,
незадолго до восхода Солнца.
Венера и Сатурн

30.

Внешние планеты могут
находиться на любом
угловом расстоянии от Солнца
Юпитер и Сатурн около рассеянного звездного
скопления Плеяды в созвездии Тельца

31.

Венера
Юпитер

32.

Сидерические и синодические периоды обращений планет
Промежуток времени, в течение которого
планета совершает полный оборот вокруг
Солнца по орбите называется сидерическим
(или звездным) периодом обращения (T).
Промежуток времени между двумя
одинаковыми конфигурациями планеты
называется синодическим периодом (S).
Уравнения синодического движения:
для нижней планеты: 1/S = 1/Т - 1/Tз
для верхней планеты: 1/S = 1/Тз - 1/T
где Tз – сидерический период Земли, равный 1 году
Земля
Задача. Как часто повторяются противостояния Марса, сидерический период которого 1,9 года?
Дано: Tз= 1 г.
Т = 1,9 г.
Найти: S = ?
Решение: 1/S = 1/Тз - 1/T; Ответ: S ≈ 2,1 г.
S = Tз*T / (T – Tз);
S ≈ 2,1 г.

33.

Система ЗемляЛуна

34.

Основные сведения о Земле
Земля́ — третья от Солнца планета и пятая по размеру среди всех планет
Солнечной системы. Она является также крупнейшей по диаметру, массе и
плотности среди планет земной группы.
Единственное известное человеку на данный момент тело Солнечной
системы в частности и Вселенной вообще, населённое живыми
организмами.
Научные данные указывают на то, что Земля образовалась из солнечной
туманности около 4,54 миллиардов лет назад, и вскоре после этого
приобрела свой единственный естественный спутник — Луну. Жизнь
появилась на Земле около 3,5 миллиардов лет назад, то есть в течение 1
миллиарда после её возникновения.
Земля взаимодействует (притягивается гравитационными силами) с
другими объектами в космосе, включая Солнце и Луну. Земля обращается
вокруг Солнца и делает вокруг него полный оборот примерно за 365,26
солнечных суток — сидерический год. Ось вращения Земли наклонена на
23,44° относительно перпендикуляра к её орбитальной плоскости. Луна
начала своё обращение на орбите вокруг Земли примерно 4,53 миллиарда
лет назад.

35.

Земля, как и другие планеты земной группы,
имеет слоистое внутреннее строение. Она
состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры,
крайне вязкой мантии), и металлического ядра.
Слой
Земля представляет собой сферу,
состоящую из трех слоев –
твердого (литосферы), жидкого
(гидросферы) и газообразного
(атмосферы). Плотность пород,
слагающих литосферу,
увеличивается по направлению к
центру.
Толщина
Состав
Кора
Около 35км. В
океанических
областях
меньше
Гранит и
базальт
Мантия
2900км
Твердые
кремниевые
породы
Внешнее ядро
2250км
Жидкое
состояние
вещества
Внутреннее
ядро
1220км
Железо и
никель

36.

Гидросфера
представляет собой совокупность всех природных вод на земной поверхности и вблизи нее. Ее
масса – менее 0,03% массы всей Земли. Почти 98% гидросферы составляют соленые воды океанов
и морей, покрывающих ок. 71% земной поверхности. Около 4% приходится на материковые льды,
озерные, речные и подземные воды, немного воды содержится в минералах и в живой природе.
Четыре океана (Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый) вместе с морями
образуют единую акваторию – Мировой океан. Однако океаны неравномерно распределены на
Земле и сильно различаются по глубине.
Атмосфера
– воздушная оболочка Земли, состоящая из пяти концентрических слоев – тропосферы,
стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы. Атмосфера состоит из смеси газов: азота,
кислорода, аргона, диоксида углерода и редких газов – неона, гелия, криптона и ксенона.
Литосфера
-верхняя твердая оболочка Земли, имеющая большую прочность и переходящая без
определенной резкой границы в нижележащую астеносферу, прочность вещества которой
относительно мала.
Вид земных облаков
из космоса
Вид на Тихий океан
из космоса

37.

По форме Земля близка к эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и растянутому в
экваториальной зоне.
Средний радиус Земли 6371,032 км, полярный — 6356,777 км, экваториальный —
6378,160 км.
Масса Земли 5,976·1024 кг, средняя плотность 5518 кг/м3 .
Земля движется вокруг Солнца со средней скоростью 29,765 км/с
Среднее расстояние от Солнца 149,6 млн. км, Вращение Земли вокруг собственной
оси происходит со средней угловой скоростью 7,292115·10-5 рад/с, что примерно
соответствует периоду в 23 ч 56 мин 4,1 с.
Площадь поверхности Земли 510,2 млн. км2, из которых примерно 70,8% приходится
на Мировой океан. Суша составляет соответственно 29,2% и образует шесть материков
и острова. Она поднимается над уровнем моря в среднем на 875 м
Форма Земли . Отклонение от
формы правильного шара
показаны на рисунке
Космический
снимок Земли,
выполненный в
1972 с корабля
«Аполлон-17».

38.

Основные сведения о Луне
Луна́ — единственный естественный спутник Земли. Второй по яркости
объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине
естественный спутник планеты Солнечной системы. Среднее расстояние
между центрами Земли и Луны — 384 400 км
Космический корабль может добраться до Луны менее чем за 3 сут.
Первый достигший Луны аппарат «Луна-2» был запущен 12 сентября
1959 в СССР. Первые люди ступили на Луну 20 июля 1969; это были
астронавты «Аполлона-11», запущенного в США.
Диаметр Луны равен 3474 км, немногим больше, чем четверть диаметра
Земли. Соответственно, размер Луны по объему составляет только 2%
от объема Земли. Из-за меньшей массы сила гравитации на Луне в 6 раз
меньше чем, на Земле. Период обращения Луны вокруг Земли
составляет 27 сут 7 час 43 мин.
Масса Луны равна 7,3477·1022 кг
Радиус Луны 1737 км, что составляет 0,27 радиуса земли.
Площадь поверхности Луны – 38 млн.кв.км.
Луна движется вокруг Земли со скоростью 1,02 км/с

39.

Строение Луны
Изучение лунных пород, доставленных на Землю,
позволило оценить возраст Луны методом
радиоактивного распада. Камни на Луне стали
твердыми около 4,4 млрд. лет назад. Согласно теории
российского астронома Евгении Рускол, Луна
сформировалась из остатков протопланетного
вещества, окружавшего молодую Землю. Иную
теорию разработал американский астроном Алистер
Камерон: он считает, что Земля на стадии
формирования столкнулась с крупным небесным
телом. Выброшенные в результате столкновения
обломки объединились в наш спутник.
Луна состоит из коры, мантии и ядра. Оболочка внутреннего ядра богата железом,
она имеет радиус 240 км, жидкое внешнее ядро состоит в основном из жидкого
железа с радиусом примерно 300—330 километров. Вокруг ядра находится
частично расплавленный пограничный слой с радиусом около 480—500
километров. Эта структура, как полагают, появилась в результате фракционной
кристаллизации из глобального океана магмы вскоре после образования Луны.

40.

Луна движется вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/сек по
приблизительно эллиптической орбите в том же направлении, в котором
движется подавляющее большинство других тел Солнечной системы, то есть
против часовой стрелки, если смотреть на орбиту Л. со стороны Северного
полюса мира.
Объяснение движения Луны становится одной из сложнейших проблем небесной
механики. Первая приемлемая теория была предложена Исааком Ньютоном.
Реальное движение Луны довольно сложно, при его расчёте необходимо
учитывать множество факторов, например, сплюснутость Земли и сильное
влияние Солнца, которое притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля.
Более точно движение Луны вокруг Земли можно представить как сочетание нескольких
движений:
•вращение вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,32 сут;
•прецессия (поворот плоскости) лунной орбиты с периодом 18,6 лет .
•поворот большой оси лунной орбиты (линии апсид) с периодом 8,8 лет;
•периодическое изменение наклона лунной орбиты по отношению к эклиптике от 4°59′ до 5°19′;
•периодическое изменение размеров лунной орбиты.
•постепенное удаление Луны от Земли (примерно на 4 см в год) так, что её орбита представляет
собой медленно раскручивающуюся спираль. Это подтверждают измерения, проводившиеся на
протяжении 25 лет.

41.

Лунный ландшафт своеобразен и уникален.
Луна вся покрыта кратерами разного
размера — от микроскопических до сотен
километров. Долгое время учёные не могли
заглянуть на обратную сторону Луны, это
стало возможно с появлением космических
аппаратов.
На поверхности Луны различают темные
протяженные пятна, которые были приняты за
моря. Хотя название и сохранилось, но ничего
общего эти моря не имеют с земными. Моря на
Луне – это равнины более темного оттенка, чем
другие области, на территории которых
находятся горы. Всем им присвоили
фантастические названия: Океан бурь, Море
Кризисов, Залив Радуги…

42.

Одна из характерных особенностей Луны. Десятки
тысяч кратеров можно увидеть в телескоп среднего
размера. Крупнейшие из них похожи на ровные
площадки, окруженные стеной. Такие кратеры, как
Гримальди, Шиккард и Циолковский (на обратной
стороне Луны), имеют диаметр около 250 км и гладкое
лавовое дно.
Некоторые кратеры могут быть результатом
вулканической деятельности. Это удивительно
правильные воронкообразные ямы с ослепительно
белыми стенками при полной Луне.
Большинство кратеров образовалось
вследствие ударов по поверхности Луны
метеоритов и ядер комет на раннем этапе ее
истории. Более крупные первичные кратеры
возникли от прямого попадания
космических тел

43.

Физические и химические характеристики
Земли и Луны
1. Давление атмосферы на Земле
таково, что при разных температурах
вода может находится на нашей планете
в жидком, твердом и газообразном
состоянии.
2. Температуры на Земле сильно
варьируют
Мин. : −89,2 °C ; сред.:14 °C ;
макс.:56,7 °C
3. Погода на Земле очень переменчива .
Она зависит от того, на какой широте
находится данное место, от времени года
и времени суток, от перемещения
воздушных масс, формирования
циклонов, антициклонов и атмосферных
фронтов
Химический состав Земли схож с
составом других планет земной
группы. Преобладают на нашей
планете такие элементы как железо,
кислород, кремний. Содержание
легких элементов невелико,
молекулы водорода и гелия, обладая
большими скоростями, довольно
легко преодолевают притяжение
скромной по сравнению с
планетами-гигантами Земли.
Атмосфера Земли более чем на три
четверти - азот.

44.

1. Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем
на Земле. Это обстоятельство послужило
причиной того, что Луна не могла удержать
частицы газов и водяного пара, составлявших
когда-то ее атмосферу. Поэтому Луна
практически лишена атмосферы и в ее «морях»
нет ни капли воды.
2. На Луне нет ни зари, ни сумерек и никаких
явлений погоды; небо там кажется совершенно
черным, и на нем можно одновременно видеть
Солнце, Землю и звезды. На Луне никогда не
бывает дождя, и мы никогда не видим над ее
поверхностью облаков или тумана.
3. Отсутствие атмосферы, смягчающей колебания
температуры, и большая продолжительность
дня и ночи вызывает на Луне резкие смены
жары и холода. В течение 354-часового лунного
дня поверхность Луны накаляется до +120°,
затем в течение 354-часовой ночи охлаждается
до - 160°.
Состав лунного грунта
существенно отличается в морских
и материковых районах Луны.
Лунные породы обеднены железом,
водой и летучими компонентами.
Химический состав лунного
реголита в процентах.
Элементы
Доставле Доставле
н «Луной- н «Луной20»
16»
Si
20,0
20,0
Ti
0,28
1,9
Al
12,5
8,7
Cr
0,11
0,20
Fe
5,1
13,7
Mg
5,7
5,3
Ca
10,3
9,2
Na
0,26
0,32
K
0,05
0,12

45.

Система Луна - Земля
Разумеется, не совсем верно говорить о движении Луны вокруг Земли.
Точнее, оба эти тела обращаются вокруг их общего центра массы,
лежащего ниже поверхности Земли. Анализ колебаний Земли показал,
что масса Луны в 81 раз меньше массы Земли.
Гравитационное притяжение Луны вызывает приливы и отливы на Земле.
Приливные движения в результате трения замедляют вращение Земли,
увеличивая продолжительность земных суток на 0,001 с за столетие.
Поскольку момент импульса системы Земля – Луна сохраняется,
замедление вращения Земли приводит к медленному удалению Луны от
Земли
Земля и Луна связаны взаимным протяжением. Общий центр тяжести,
называемый центром масс, расположен на линии, соединяющей центры
Земли и Луны. Поскольку масса Земли почти в 82 раза больше массы
Луны, центр масс этой системы расположен на глубине 1600 км от
поверхности Земли. И Земля и Луна совершают оборот вокруг этой
точки за 27,3 суток.

46.

Угловой диаметр Луны очень близок к солнечному и составляет около
половины градуса. Луна отражает только 7 % падающего на неё
солнечного света. Так как Луна не светится сама, а лишь отражает
солнечный свет, с Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной
поверхности.
Луна обращается по орбите вокруг Земли, и тем самым угол между
Землёй, Луной и Солнцем изменяется; мы наблюдаем это явление как цикл
лунных фаз. Период времени между последовательными новолуниями в
среднем составляет 29,5 дней (709 часов) и называется синодический
месяц.

47.

С началом космической эры количество наших знаний о Луне значительно
увеличилось. Стал известен состав лунного грунта, учёные получили его образцы,
составлена карта обратной стороны.
Впервые Луны достиг советский космический корабль «Луна-2» 13 сентября 1959
года.
В начале 1960-х годов было очевидно, что в освоении космоса США отстают от СССР.
Дж. Кеннеди заявил — высадка человека на Луну состоится до 1970 года.
Американская программа пилотируемого полёта на Луну называлась «Аполлон».
Первая посадка произошла 20 июля 1969 года; последняя — в декабре 1972 года,
первым человеком, ступившим на поверхность Луны, стал американец Нил
Армстронг (21 июля 1969 года), вторым — Эдвин Олдрин .