« Б. Некоторые...»

1. Почему восемь больших планет являются после Солнца основными телами Солнечной системы?

А. После Солнца это самые массивные тела в Солнечной системе.

3. Кроме Солнца и больших планет в Солнечную систему входят:

А. звезды; Б. кометы; В. метеорные тела; Г. спутники планет;

Д. астероиды; Е. искусственные спутники Земли, Луны, Марса, Венеры.

4. Дополните фразу одним из предложенных окончаний.

Орбитами планет, астероидов, комет, спутников являются:

А. эллипсы; Б. эллипсы и параболы; В. эллипсы, параболы и гиперболы.

5. В левом столбце таблицы приведены большие полуоси орбит планет в порядке их расположения планет от Солнца (в а.е.). Соотнесите планеты с их полуосями.

Большая полуось, а.е. Планета

1. Марс 0,39

2. Сатурн 0,72

3. Венера 1,00

4. Юпитер 1,52

5. Меркурий 5,20

6. Земля – Луна 9,54

7. Нептун 19,19

8. Уран 30,07

6. Без какого утверждения немыслима гелиоцентрическая теория:

А. планеты вращаются вокруг Земли, Б. планеты вращаются вокруг Солнца, В. Земля имеет форму шара, Г. Земля вращается вокруг своей оси.

1. Почему восемь больших планет являются после Солнца основными телами Солнечной системы?

А. После Солнца это самые массивные тела в Солнечной системе.

Б. Некоторые планеты видны невооруженным глазом.

В. Некоторые планеты имеют свои системы спутников.

2. Как изменяются периоды обращения планет с удалением планеты от Солнца?

Б. период обращения планеты не зависит от ее расстояния до солнца.

–  –  –

7. Чем объясняется отсутствие атмосфер у Луны и большинства спутников планет?

8. Каковы особенности природы планеты Меркурий? Чем они объясняются?

9. Перечислите характерные особенности планет-гигантов, отличающие их от планет земной группы.

Вариант №2.

1. Первой космической скоростью является:

А. скорость движения по окружности для данного расстояния от притягивающего центра;

Б. скорость движения по параболе относительно некоторого притягивающего центра;

В. круговая скорость для поверхности Земли;

Г. параболическая скорость для поверхности Земли.

2. Как изменяется параллакс светила при неизменном расстоянии до него, если базис увеличивается?

А. увеличивается.

Б. уменьшается.

В. не изменяется.

3. Какие утверждения неверны для геоцентрической системы мира.

А. Земля находится в центре Вселенной.

Б. планеты движутся вокруг Солнца.

В. звезды движутся вокруг Земли.

Г. звезды – огромные тела, типа Солнца.

4. К малым телам Солнечной системы относятся:

А. спутники планет, Б. планеты земной группы, В. астероиды, кометы, метеорные тела.

5. Какие планеты могут наблюдаться в противостоянии?

А. внутренние, Б. внешние, В. внутренние и внешние.

На кончике пера.

Планета Уран была открыта Вильямом Гершелем 13 марта 1781г. совершенно случайно. В ту памятную ночь, рассматривая один из участков звездного неба, Гершель заметил странный объект, имевший форму маленького желтоватого диска. Спустя два дня стало заметно, что загадочный диск сместился на фоне звезд. Сначала Гершель принял его за неизвестную комету. Несколько месяцев спустя, когда была вычислена орбита странного объекта, стало ясно, что открыта новая, неизвестная до этого планета. Вскоре ей присвоили имя Уран.

Спустя 40 лет после этих событий, было собрано много измеренных положений Урана среди звезд. Кроме того, выяснилось, что ряд астрономов наблюдали Уран и до Гершеля. Не понимая, что перед ними планета, эти астрономы занесли Уран в звездные каталоги.

Еще в 1789г. заметили, что уран слегка отклоняется от пути, который предписывали ему законы Кеплера. Причины этого были не ясны, и Геттинская Академия наук в 1842г. назначила премию тому ученому, кто объяснит загадочное поведение Урана. В 1845-1846гг. французский астроном Урбан Леверье, директор Парижской обсерватории, опубликовал три статьи, в которых, используя теорию возмущений, пришел к выводу, что странности в движении Урана могут быть вызваны только одной причиной – гравитационным воздействием на Уран еще более далекой неизвестной планеты. Принимая среднее расстояние неизвестной планеты от Солнца равным 38,8 а.е. и полагая, что эта планета движется в плоскости земной орбиты, Леверье решил труднейшую задачу и сумел указать на небе место, где должен находиться неизвестный объект.

18 сентября 1846г. Леверье послал письмо астроному Берлинской обсерватории Иоганну Галле и указал, где надо искать новую планету в виде слабой звездочки, недоступной невооруженным глазом. Галле получил это письмо 23 сентября и в ту же ночь приступил к наблюдениям. Очень скоро он нашел слабенькую звездочку, незанесенную на звездные карты.

При наблюдении в телескоп с достаточным увеличением звездочка показала заметный диск. Сомнений не было – Солнечная семья пополнилась еще одной планетой, получившей наименование Нептун.

Место положения Нептуна Леверье указал с ошибкой всего 55, что почти вдвое больше поперечника лунного диска.

Большей точности и нельзя было ожидать, так как большая полуось орбиты Нептуна оказалась равной 30 а.е., а наклонение орбиты Нептуна к плоскости земной орбиты почти 2. Новая планета была открыта, как тогда говорили, на кончике пера вычислителя, т.е. чисто теоретически, что явилось очередным триумфом небесной механики. Заметим, что Леверье не сам занимался поиском Нептуна на небе лишь потому, что только Берлинская обсерватория имела в ту пору достаточно подробные звездные карты. Имя Урбана Леверье прочно вошло в историю астрономии. Справедливость, однако, заставляет вспомнить, что одновременно с Леверье и независимо от него также исследование провел англичанин Джон Адамс (1819-1892) будучи еще студентом. Начал он исследование даже двумя годами раньше Леверье. И уже в сентябре 1845г. представил свои результаты сначала профессору Уэллису в Кембридже, а затем директору Гринвичской обсерватории Эри. Но оба ученых игнорировали указание Адамса о том, где искать неизвестную планету. С одной стороны, они с нередким, увы, для ученых высокомерием не поверили вычислениям никому неизвестного студента, а с другой стороны, у них не было таких подробных звездных карт, которыми располагал Галле. Позже выяснилось, что работа Адамса по своему объему и результатам несколько не уступала работе Леверье, но открытие Нептуна уже совершилось.

Закон всемирного тяготения не даром назван всемирным. Им объясняются очень многие явления в мире звезд и звездных систем. Ближайшая цель небесной механики состоит в усовершенствовании теории возмущений, широком применении ЭВМ при вычислениях орбит, максимальном повышении точности этих вычислений. И в данном случае можно сказать, что повышение точности есть «вечная проблема» небесной механики. Ее успешному решению помогут новейшие методы математики.

Диковины Магеллановых облаков.

Франческо Антонио Пигафетто, 28-летний уроженец города Винченцы, знаток математики и морского дела, в 1519г. решил принять участие в первом кругосветном путешествии. Вместе с Магелланом он отправился в южное полушарие Земли, через узкий пролив на юге американского континента проник в Тихий океан и, переплыв его, участвовал в битве с аборигенами Филлипинских островов. В этой битве, как известно, Магеллан погиб, а тяжелораненый Пигафетто осенью 1522г. вернулся в Севилью и подробно описал все, что видел во время своего длительнго путешествия. Ему особенно запомнились стоящие высоко в небе странные светящиеся облака, напоминающие обрывки Млечного Пути. Они неуклонно сопровождали экспедицию Магеллана и совсем не походили на обычную облачность. В честь великого путешественника Пигафетто назвал их Магеллановыми Облаками.

Так впервые европеец увидел ближайшие к нам галактики, совершенно, впрочем, не отдавая себе отчета, что это такое.

Магеллановы Облака сравнительно близки к нам. Большое отстоит от центра нашей галактики на расстоянии 182000св.лет, Малое чуть ближе (165000св.лет). поперечник Большого Облака около 33000св.лет, Малого Облака – примерно втрое меньше. В сущности, это громадные звездные системы, из которых большая объединяет 6 миллиардов звезд, меньшая – около полумиллиарда. В Магеллановых Облаках видны двойные и переменные звезды, звездные скопления и туманности разных типов. Примечательно, что в Большом Облаке очень много голубых сверхгигантских звезд, каждая их которых по светимости в десятки тысяч раз ярче Солнца.

Оба облака принадлежат к типу неправильных галактик, но в Большом Облаке наблюдатели еще давно заметили четкие следы перемычки или бара. Не исключено, что оба облака когда-то были спиральными галактиками, как и наша звездная система.

Ныне они погружены в разреженную газовую вуаль, которая тянется в сторону галактики, и таким образом оба облака и наша звездная спираль представляют собой тройную галактику.

В Большом Магеллановом Облаке давно известна звезда S из созвездия Золотая Рыба. Это белая горячая гигантская звезда необычной яркости. Она испускает свет, в миллионы раз интенсивнее Солнца. Если бы S Золотой Рыбы поместить на месте Центавра, она светила бы ночью в пятеро ярче полной Луны. Светлячок и мощнейший прожектор – таково примерно соотношение яркости между Солнцем и S Золотой Рыбы. Если бы эту удивительную звезду удалось поместить на месть Солнца, она заняла бы пространство почти до орбиты Марса, и Земля очутилась бы внутри Звезды!

Но этим звездным исполином не ограничиваются чудеса Магеллановых Облаков. В том же созвездии Золотой Рыбы, где видно Большое Магелланово Облако, блестит «странная туманность, представляющаяся в каком-то разбросанном и растерзанном виде», - как писал когда-то Фламмарион. Вероятно, из-за этого облика газовая туманность названа Тарантулом. Она достигает в поперечнике 660св.лет, и из вещества Тарантула можно было бы изготовить 5 миллионов Солнц. Ничего похожего в нашей Галактике нет, и самая большая в ней газопылевая туманность во много раз меньше Тарантула. Если бы тарантул оказался

Похожие работы:

«Тема 9 Базы данных Базы данных Оглавление Краткие теоретические сведения Реляционная база данных Основные понятия Ключи в реляционных базах данных Многотабличные реляционные базы данных Связи между таблица...»

«ЛИНГВИСТИКА УДК 81"373.46 О. Ю. Шмелева Современные подходы к определению термина как специальной единицы языка В статье анализируются различные подходы к изучению термина с целью выявить современное видение определения...»

«1 Постановление (ЕС) № 178/2002 Европейского парламента и Совета от 28 января 2002 года, устанавливающее общие принципы и требования пищевого законодательства, учреждающее Европейское Ведомство по безопасности продуктов питания и устанавливающее процедуры в области безопасности продуктов питания ЕВРО...»

«Ростислав Шкиндер Побеждая мотив фараона КАК ИСПОЛНИТЬ ВОЛЮ БОЖЬЮ В ДЕТОРОЖДЕНИИ Киев, 2 011 Побеждая мотив фараона Миссия книги: Это выпущенная Божья стрела во все концы Украины и других государств, чтобы разбить твердыни дьявола и высвободить Божий народ, который чрез неведенье и...»

« ЮНЕСКО озеро и старый город Охрид, древние монастыри и старинный восточный базар, охридский жемчуг и охридская форель. СЕМИНАР / ТИМБИЛДИНГ / ИНСЕНТИВ-...»

«TRANSAS PILOT PRO Руководство пользователя Версия 2.0.3 Transas Pilot PRO. Руководство пользователя Версия 2.0.3, январь 2015 года www.transaspilot.com Оглавление Общая информация 1.1.1. Требования к операционно...»Иванова Екатерина Петровна, Родионов Юрий Викторович, Капустин Василий Петрович ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ХМЕЛЕВО-ТЫКВЕННОЙ ЗАКВАСКИ В статье приведен пример аппаратурного оформления производства хлебопека...»

2017 www.сайт - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам , мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Планета - это обращающееся вокруг звезды несамосветящееся космическое тело, не достаточно массивное, чтобы быть звездой, но достаточно массивное, чтобы принять форму, близкую к шару. Мы видим планеты на небе потому, что они отражают свет, падающий на них от Солнца. Погасло бы Солнце, погасли бы и планеты на небе.

В Солнечной системе насчитывается 8 больших планет. Они обращаются вокруг Солнца в одну и ту же сторону. Если смотреть из точки над северным полюсом Солнца, то обращение планет будет происходить против часовой стрелки . Траектория движения планеты вокруг Солнца называется орбитой планеты . Скорость, с которой планета движется по орбите, называется орбитальной скоростью планеты . Орбитальные скорости планет различны. Чем ближе планета к Солнцу (т.е. чем меньше радиус её орбиты), тем выше её орбитальная скорость.

В порядке удаления от Солнца планеты расположены так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В пределах Солнечной системы расстояния удобно выражать в астрономических единицах (а.е.). 1 а.е. = 149 597 870,9 км.

Отношения между временем (Т), скоростью (V) и расстоянием (S) следующие: Т = S: V , S = T · V , V = S: T . Применительно к обращению по орбите:

Т - промежуток времени, в течение которого планета совершает 1 полный оборот вокруг Солнца по отношению к звёздам. Этот промежуток времени называют сидерическим периодом обращения вокруг Солнца (период обозначают буквой Р) или сидерическим годом .

V - орбитальная скорость планеты.

S - расстояние, которое проходит планета за 1 год. Это ни что иное, как длина орбиты планеты (длину обозначают буквой L). Период обращения, длина орбиты и орбитальная скорость взаимосвязаны: Р = L: V , L = Р · V , V = L: Р . Зная любые два из этих параметров, можно вычислить третий.

Длину орбиты (длину окружности) вычисляют исходя из её радиуса (среднего расстояния планеты от Солнца): L = 2πR. Если вместо L в вышеприведённые уравнения поставить 2πR, то получим: P = 2πR: V , 2πR = P · V , V = 2πR: Р . Число π ("Архимедово число") ≈ 3,14.

Решим задачу: какую часть длины своей орбиты пролетит Марс за то время, пока Земля пролетит половину длины своей орбиты?

1) Половину длины своей орбиты Земля пролетит за 365,26 суток: 2 = 182,63 суток.

2) Найдём, какую часть года Марса составляют 182,63 суток. 182,63 суток: (1,88 земных лет · 365,26 суток/году) ≈ 0,27 или ≈ 1/4. Соответственно, за 1/4 года Марс пролетит 1/4 своей орбиты.

В понимании учёных птолемеевской эпохи планеты обращались вокруг Солнца по идеальным окружностям. Только в начале XVII века великий немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер пришёл к выводу, что планеты должны обращаться вокруг Солнца не по окружностям, а по эллипсам. Открытый им первый закон движения планет (I закон Кеплера) так и гласит: "Каждая планета обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце". Эллипс выглядит так (точками показаны фокусы эллипса):

Ближайшая к Солнцу точка орбиты называется перигелием, а наиболее удалённая - афелием. Орбиты планет, конечно, не так сильно вытянуты, как эллипс на рисунке. Они близки к окружностям, но у каждой из них имеется свой перигелий и афелий. Орбитальная скорость планеты в перигелии максимальна, а в афелии - минимальна. Например, у Земли в перигелии скорость 30,27 км/с, а в афелии - 29,27 км/с.

Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн были известны с древнейших времён. Их никто не открывал, поскольку они видны невооружённым глазом. Уран и Нептун невооружённым глазом не видны (Уран виден на пределе возможностей человеческого глаза), поэтому их смогли открыть только после изобретения телескопа. Уран был случайно открыт английским астрономом Вильямом Гершелем в 1781 г., а Нептун был найден в 1846 г. немецким астрономом Иоганном Галле по результатам вычислений английского математика Урбена Леверье. Долгое время к планетам относили Плутон - космическое тело диаметром всего 2 400 км, открытое американским астрономом Клайдом Томбо в 1930 г. С 2006 г. Плутон относят к классу карликовых планет.

Планеты вместе с Солнцем и Луной участвуют в суточном вращении звёздного неба, а значит восходят в восточной части горизонта, поднимаются, опускаются и заходят в западной части горизонта. Как известно, причиной суточного вращения является осевое вращение Земли. Но поскольку сами планеты обращаются вокруг Солнца и мы наблюдаем за ними с движущейся Земли, планеты постепенно смещаются относительно звёзд. Такое движение называют видимым годовым движением (или перемещением) планет . Видимое годовое движение планет и орбитальное движение - не одно и то же. По орбите планеты всегда движутся в одну и ту же сторону с почти постоянными скоростями. А на небе они могут замедлять своё движение, останавливаться, пятиться назад, описывая петли и зигзаги ("планетес" в переводе означает "блуждающее светило").

Видимое перемещение планет - кажущееся, мнимое. Вот так выглядела на небе петля Марса в 2009-2010 гг.:

По отношению к земной орбите планеты разделяют на внешние (верхние) и внутренние (нижние). Внутренние планеты находятся внутри земной орбиты (Меркурий и Венера), а внешние - снаружи (Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун). От этого во многом зависят условия видимости планет на звёздном небе. Условия видимости - это время суток, когда планета видна (вечером, ночью, под утро), это продолжительность видимости (от нескольких минут до 12 часов), это высота над горизонтом (чем выше поднимется планета, тем лучше её изображение в телескопе), это её видимый угловой диаметр (чем он больше, тем больше подробностей можно разглядеть на планете в телескоп). Условия видимости планеты постоянно изменяются, улучшаются или ухудшаются.

Важны и конфигурации (расположения), которые образуют планеты с Солнцем и Землёй.

Для внутренних планет (Меркурия и Венеры) характерны верхние и нижние соединения, а также западные и восточные элонгации (наибольшие видимые на небе у даления от Солнца). Для внешних планет (Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна) характерны соединения, противостояния, а также западные и восточные квадратуры.

Нижнее соединение внутренней планеты - планета находится между Солнцем и Землёй и поэтому не видна, кроме случаев, когда диск планеты проецируется на диск Солнца (явление перемещения диска планеты по диску Солнца называется прохождением ; пример - прохождение Венеры по диску Солнца 8 июня 2012 года). При этом планета находится на минимальном расстоянии от Земли.

Верхнее соединение внутренней планеты - планета не видна, так как находится за Солнцем. Расстояние от Земли до планеты максимальное.

Западная элонгация внутренней планеты - планета видна в виде серпа утром перед восходом Солнца. Элонгации - наилучшее время для наблюдений внутренней планеты.

Восточная элонгация внутренней планеты - планета видна в виде серпа вечером после захода Солнца.

Соединение внешней планеты - планета не видна, так как находится за Солнцем. Расстояние до планеты максимальное.

Противостояние внешней планеты - Земля находится между Солнцем и планетой; планета видна всю ночь в виде полностью освещённого диска. Противостояния - наилучшее время для наблюдений внешних планет. Расстояние до планеты минимальное, видимый диаметр диска максимальный.

Западная квадратура внешней планеты - планета видна во второй половине ночи в восточной стороне небосвода.

Восточная квадратура внешней планеты - планета видна в первой половине ночи в западной стороне небосвода.

Из схемы легко понять, что внутренние планеты никогда не бывают в противостоянии и не могут быть видны всю ночь. Внешние планеты никогда не проецируются на диск Солнца. Разберём следующую конфигурацию планет:

С Марса:

Можно увидеть Венеру вечером после захода Солнца (Солнце правее Венеры и, следовательно, раньше зайдёт за горизонт), Венера выглядит в форме серпа, повёрнутого вправо;

Можно увидеть Землю утром перед восходом Солнца (Солнце левее Земли и, следовательно, восходит позже Земли), диск Земли освещён чуть больше половины, выпуклость влево;

Солнце, Венеру и Землю одновременно увидеть нельзя, т.к. все они находятся над горизонтом в дневное время суток, а небо на Марсе днём весьма светлое;

Венера движется быстрее Марса, следовательно, расстояние между ними будет сокращаться, пока не наступит нижнее соединение;

Венера на небе Марса будет приближаться к Солнцу и продолжительность её видимости по вечерам будет уменьшаться.

С Земли:

Венеру не видно, она за Солнцем (расстояние до Венеры максимальное, но будет постепенно сокращаться);

Венера восходит и заходит вместе с Солнцем;

Через несколько недель Венера выйдет из-за Солнца и будет видна по вечерам;

Марс виден по вечерам, его диск освещён больше половины, выпуклость вправо;

Земля движется быстрее Марса, убегает от него, расстояние между ними увеличивается;

Продолжительность видимости Марса уменьшается, вскорости наступит соединение Марса с Солнцем (Марс будет за Солнцем).

С Венеры (считаем, что атмосфера как у Земли):

Землю не видно, она за Солнцем (соединение), расстояние до Земли максимально;

- Земля восходит и заходит одновременно с Солнцем;

Венера движется быстрее Земли и будет постепенно догонять её, расстояние будет сокращаться;

Скоро Землю можно будет увидеть по вечерам после захода Солнца (Венера имеет обратное вращение);

Марс виден по вечерам, расстояние между Венерой и Марсом сокращается, видимый размер Марса будет увеличиваться;

- условия видимости Марса улучшаются, скоро наступит противостояние и Марс будет виден всю ночь.

Расстояния между Землёй и планетами постоянно изменяются. Поэтому изменяются и видимые (угловые) размеры планет на земном небе. Вот в каких пределах они изменяются:

Меркурий 4,5 - 13,0”

Венера 9,7 - 66,0”

Марс 3,5 - 25,1”

Юпитер 29,8 - 50,1”

Сатурн 14,5 - 20,1”

Уран 3,3 - 4,1”

Нептун 2,2 - 2,4”

Планеты также разделяют на планеты земной группы и планеты-гиганты.

Планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) сравнительно близко расположены к Солнцу и поэтому получают от него значительное количество тепла и света. Для поддержания жизни на Земле, например, это является определяющим фактором. Планеты земной группы небольшие, сравнительно медленно вращаются вокруг своих осей, имеют твёрдую поверхность, высокую плотность, имеют мало спутников (Земля - 1, Марс - 2) или не имеют их вообще (Меркурий и Венера).

Планеты-гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) расположены сравнительно далеко от Солнца и, следовательно, слабо освещаются и согреваются его лучами. Планеты-гиганты в несколько раз по диаметру превосходят Землю, довольно быстро вращаются вокруг своих осей, не имеют твёрдой поверхности, имеют низкую плотность, обладают обширными системами спутников (у Юпитера известно 67 спутников на сегодняшний день). Кроме того, у всех планет-гигантов обнаружены кольца (особенно мощными и красивыми кольцами обладает Сатурн). Кольца состоят из отдельных частиц различного размера. Частицы обращаются вокруг планет подобно спутникам.

Движение вокруг оси называется вращением, а движение вокруг Солнца или планеты - обращением.

Все звёзды и планеты вращаются вокруг своих осей. Такое вращение называется осевым. Осевое вращение звёзд и планет приводит к их сжатию с полюсов . Строго говоря, ни одна звезда, ни одна планета не является по форме шаром. Чем быстрее вращается планета, тем сильнее она сжата с полюсов. Сжатие с полюсов называется полярным сжатием . При этом полярный диаметр планеты всегда короче экваториального диаметра. Например, у Земли полярный диаметр на 43 км короче экваториального (43 км от среднего диаметра Земли 12 750 км составляет ≈ 0,003). Поскольку планеты земной группы твёрдые и сравнительно медленно вращаются, их полярное сжатие небольшое. В отличие от них планеты-гиганты являются газо-жидкими телами. Их быстрое осевое вращение придаёт им сплюснутую форму, которая хорошо заметна не только на фотографиях, но и в небольшие телескопы. Например, полярный диаметр Сатурна короче экваториального на 11 800 км (11 800 км от среднего диаметра Сатурна 114 000 км составляет ≈ 0,1). О планетах говорят, что они имеют форму эллипсоида вращения.

Период вращения планеты по отношению к звёздам называется сидерическим периодом вращения или звёздными сутками .

Самые длинные звёздные сутки на Венере. Весьма интересно также, что Венера вращается по отношению к другим планетам в обратную сторону , т.е. с востока на запад. Самые короткие звёздные сутки у Юпитера. Нужно помнить, что планеты-гиганты газо-жидкие и поэтому вращаются неравномерно, как и Солнце. Например, экваториальные зоны Юпитера совершают полный оборот за 9 часов 50,5 минут, а зоны в средних широтах - за 9 часов 55,5 минут, т.е. на 5 минут дольше! Поэтому не имеет смысла говорить о периодах вращения планет-гигантов с точностью до секунд (как у Земли и Марса). У планет-гигантов в таблице приведены периоды вращения на средних широтах.

Через орбиту любой планеты можно провести плоскость - плоскость орбиты . Плоскости орбит планет не совпадают. К плоскости орбиты Земли они наклонены под углами от 0,77º (Уран) до 7º (Меркурий).

Оси вращения планет наклонены к плоскостям их орбит под различными углами:

Меркурий - 90,0º

Венера - 87,4º

Земля - 66,5º

Марс - 64,8º

Юпитер - 86,9º

Сатурн - 63,3º

Уран - 7,8º

Нептун - 61,7º

Чем больше наклон оси к плоскости орбиты планеты, тем меньше на планете выражена смена времён года. На Меркурии, Венере, Юпитере смены времён года нет. У остальных планет смена времён года присутствует. Особенно она выражена у Урана, который движется по орбите "лёжа на боку":

Массы и размеры планет определяют силу тяжести на их поверхностях , которая прежде всего указывает, может ли данная планета удерживать вокруг себя атмосферу. Меркурий - самая маленькая из планет, атмосфера на нём практически отсутствует. Большинство спутников планет и астероиды также не имеют атмосфер. Марс - чуть больше по размерам, атмосфера на Марсе есть, но довольно разреженная (не путать со словом "разряженная"). Разреженная - значит, малоплотная, имеет малую плотность. Наиболее протяжёнными и плотными атмосферами обладают планеты-гиганты, особенно Юпитер и Сатурн.

Атмосферы планет - это смеси различных газов. В атмосферах Венеры и Марса в основном присутствует углекислый газ (химическая формула СО 2), в атмосфере Земли - азот (N 2) и кислород (О 2), в атмосферах планет-гигантов - водород (Н 2) и гелий (Не). Газы из атмосфер планет медленно и непрерывно улетучиваются в космическое пространство. Это явление называется диссипацией атмосфер или планетным ветром.

Подробнее о физической природе планет читай в энциклопедии "Планеты" В. Сурдина (выпуск 2000 года, поэтому там Плутон всё ещё отнесён к планетам).

Еще с древних времен человечество считало, что Земля движется. Но вот как она движется во Вселенной всегда было спорным вопросом. Предполагалось, что вся Вселенная вращается вокруг нашей планеты. Первым предположил, что все-таки Земля вращается вокруг Солнца Н. Коперник. Затем другие ученые пытались математически найти зависимость и вычислить время движения Земли.

С течением времени сформировались достоверные факты о вращении нашей планеты:

• выделяют два периода в году, когда Земля находится на определенном расстоянии. Первый период - когда Земля находится максимально близко к Солнцу. Называется такое время перигелий. Период, когда Земля на максимальном расстоянии от Солнца - афелий. Афелий приходится на начало июля, перигелий - на начало января;
• форма нашей планетной орбиты не идеальный круг, а эллипс. Первым ученым описавшим это, был немецкий исследователь, астроном и математик Кеплер;
• Земля имеет наклон к своей оси 23,4 градуса по отношению к вертикальной оси, это объясняет существование времен года в двух полушариях. Дни солнцестояния - когда точка на орбите наклонена по максимуму в направлении от Солнца, дни равноденствия - когда эти направления будут перпендикулярны друг другу.

Земля делает один оборот вокруг своей оси за двадцать четыре часа, так называемые сутки. В зоне, где солнечный свет попадает, обращенной к Солнцу, будет наблюдаться день, на противоположной стороне - ночь.

Вращение Земли

Период обращения Земли вокруг Солнца - это календарный год (365 дней). Так как это число не точно совпадает с количеством часов в 365-ти сутках, а немного больше, то за четыре года набегают целые сутки. Поэтому существуют високосные года, с количеством суток 366 и дополнительным днем в месяце феврале.

Дни солнцестояния - 22 декабря (зимний) - самый короткий день, 22 июня (летний)- самый длинный день. Дни равноденствия - 21 марта и 23 сентября - продолжительность дня и ночи равны как на Северном так и на Южном полушариях.

Решение задач

1 уровень: 1 - 2 балла

1. Укажите, какие из перечисленных ниже планет являются внутренними.

A. Венера. B. Меркурий. В. Марс.

2. Укажите, какие из перечисленных ниже планет являются внешними.

А.Земля. Б. Юпитер. В. Уран.

3. По каким орбитам движутся планеты вокруг Солнца? Укажите правильный ответ.

A. По окружностям. Б. По эллипсам. B. По параболам.

4. Как изменяются периоды обращения планет с удалением планеты от Солнца?

Б. Период обращения планеты не зависит от ее расстояния до Солнца.

5. Укажите, какие из перечисленных ниже планет могут находиться в верхнем соединении.

A. Венера. Б. Марс. B. Плутон.

6. Укажите, какие из перечисленных ниже планет могут наблюдаться в противостоянии.

A. Меркурий. Б. Юпитер. B. Сатурн.

2 уровень: 3 - 4 балла

1. Может ли быть Меркурий видим по вечерам на востоке?

2. Планета видна на расстоянии 120° от Солнца. Внешняя ли эта планета или внутренняя?

3. Почему соединения не считают удобными конфигурациями для наблюдения внутренних и внешних планет?

4. Во время каких конфигураций хорошо видны внешние планеты?

5. Во время каких конфигураций хорошо видны внутренние планеты?

6. В какой конфигурации могут быть и внутренние, и внешние планеты?

3 уровень: 5 - 6 баллов

1. а) Какие планеты не могут находиться в верхнем соединении?

6) Чему равен звездный период обращения Юпитера, если его синодический период равен 400 сут?

2. а) Какие планеты могут наблюдаться в противостоянии? Какие не могут?

б) Как часто повторяются противостояния Марса, синодический период которого 1,9 года?

3. а) В какой конфигурации и почему удобнее всего наблюдать Марс?

б) Определите звездный период обращения Марса, зная, что его синодический период равен 780 сут.

4. а) Какие планеты не могут находиться в нижнем соединении?

б) Через какой промежуток времени повторяются моменты максимальной удаленности Венеры от Земли, если ее звездный период равен 225 сут?

5. а) Какие планеты могут быть видны рядом с Луной во время полнолуния?

б) Чему равен звездный период обращения Венеры вокруг Солнца, если ее верхние соединения с Солнцем повторяются через 1,6 года?

6. а) Можно ли наблюдать Венеру утром на западе, а вечером на востоке? Ответ поясните.

б) Какой будет звездный период обращения внешней планеты вокруг Солнца, если ее противостояния будут повторяться через 1,5 года?

4 уровень. 7 - 8 баллов

1. а) Как меняется значение скорости движения планеты при ее перемещении от афелия к перигелию?

б) Большая полуось орбиты Марса 1,5 а. е. Чему равен звездный период его обращения вокруг Солнца?

2. а) В какой точке эллиптической орбиты потенциальная энергия искусственного спутника Земли минимальна и в какой - максимальна?

6) На каком среднем расстоянии от Солнца движется планета Меркурий, если ее период обращения вокруг Солнца равен 0,241 земного года?

3. а) В какой точке эллиптической орбиты кинетическая энергия искусственного спутника Земли минимальна и в какой - максимальна?

б) Звездный период обращения Юпитера вокруг Солнца составляет 12 лет. Каково среднее расстояние Юпитера до Солнца?

4. а) Что такое орбита планеты? Какую форму имеют орбиты планет? Могут ли столкнуться планеты при своем движении вокруг Солнца?

б) Определить продолжительность марсианского года, если Марс удален от Солнца в среднем на 228 млн. км.

5. а) В какое время года линейная скорость движения Земли вокруг Солнца наибольшая (наименьшая) и почему?

б) Чему равна большая полуось орбиты Урана, если звездный период обращения этой планеты вокруг Солнца составляет

6. а) Как изменяются кинетическая, потенциальная и полная механическая энергия планеты при ее движении вокруг Солнца?

б) Период обращения Венеры вокруг Солнца равен 0,615 земного года. Определите расстояние от Венеры до Солнца.

Земля — космический объект, вовлеченный в непрерывное движение Вселенной. Она вращается вокруг своей оси, преодолевает миллионы километров по орбите вокруг Солнца, вместе со всей планетарной системой медленно огибает центр галактики Млечный путь. Первые два движения Земли отчетливо заметны для ее обитателей по смене суточной и сезонной освещенности, изменению температурного режима, особенностям времен года. Сегодня в центре нашего внимания характеристики и период обращения Земли вокруг Солнца, его влияние на жизнь планеты.

Общие сведения

Наша планета движется по третьей по удаленности от светила орбите. От Солнца Землю в среднем отделяет 149,5 миллиона километров. Протяженность орбиты составляет примерно 940 млн км. Это расстояние планета преодолевает за 365 дней и 6 часов (один звездный, или сидерический, год — период обращения Земли вокруг Солнца относительно удаленных светил). Скорость ее во время движения по орбите достигает в среднем 30 км/с.

Для земного наблюдателя обращение планеты вокруг светила выражается в изменении положения Солнца на небосводе. Оно перемещается на один градус в день в восточном направлении по отношению к звездам.

Орбита планеты Земля

Траектория движения нашей планеты не является идеальным кругом. Она представляет собой эллипс с Солнцем в одном из его фокусов. Такая форма орбиты «вынуждает» Землю то приближаться к светилу, то удаляться от него. Точка, в которой расстояние от планеты до Солнца минимальное, называется перигелий. Афелий — участок орбиты, где Земля максимально удалена от светила. В наше время первая точка достигается планетой примерно 3 января, а вторая — 4 июля. При этом Земля движется вокруг Солнца не с постоянной скоростью: после прохождения афелия она ускоряется и замедляется, преодолев перигелий.

Минимальное расстояние, разделяющее два космических тела в январе, составляет 147 млн км, максимальное — 152 млн км.

Спутник

Вместе с Землей вокруг Солнца движется и Луна. При наблюдении с северного полюса спутник движется против часовой стрелки. Орбита Земли и орбита Луны лежат в разных плоскостях. Угол между ними примерно 5º. Это несовпадение значительно уменьшает количество лунных и солнечных затмений. Если бы плоскости орбит были идентичными, то одно из этих явлений случалось раз в две недели.

Орбита Земли и устроены таким образом, что оба объекта вращаются вокруг общего центра масс с периодом примерно 27,3 суток. При этом приливные силы спутника постепенно замедляют движение нашей планеты вокруг оси, тем самым незначительно увеличивая продолжительность дня.

Последствия

Ось нашей планеты не перпендикулярна плоскости ее орбиты. Этот наклон, а также движение вокруг светила приводят к определенным изменениям климата в течение года. Солнце поднимается выше над территорией нашей страны в то время, когда к нему наклонен северный полюс планеты. День становится длиннее, температура растет. Когда отклоняется от светила, на смену теплу приходит похолодание. Аналогичные изменения климата свойственны и южному полушарию.

Смена времен года происходит в точках равноденствия и солнцестояния, характеризующих определенное положение земной оси относительно орбиты. Остановимся на этом подробнее.

Самый длинный и самый короткий день

Солнцестояние — это момент времени, когда планетарная ось максимально наклонена к светилу или в противоположную сторону. Орбита движения Земли вокруг Солнца имеет два таких участка. В средних широтах точка, в которой оказывается светило в полдень, с каждым днем поднимается все выше. Так продолжается вплоть до летнего солнцестояния, которое приходится на 21 июня в северном полушарии Затем место полуденного пребывания светила начинает снижаться до 21-22 декабря. На эти дни в северном полушарии приходится зимнее солнцестояние. В средних широтах наступает самый короткий день, а затем он начинает прибывать. В южном полушарии наклон оси противоположный, поэтому приходится здесь на июнь, а летнее — на декабрь.

День равен ночи

Равноденствие — момент, когда ось планеты становится перпендикулярна к плоскости орбиты. В это время терминатор, граница между освещенной и темной половиной, проходит строго по полюсам, то есть день равен ночи. Таких точек на орбите тоже две. Весеннее равноденствие приходится на 20 марта, осеннее — на 23 сентября. Эти даты справедливы для северного полушария. В южном аналогично солнцестояниям равноденствия меняются местами: на март приходится осеннее, а на сентябрь — весеннее.

Где теплее?

Круговая орбита Земли — ее особенности в сочетании с наклоном оси — имеет еще одно следствие. В тот момент, когда планета проходит ближе всего к Солнцу, в его сторону смотрит южный полюс. В соответствующем полушарии в это время лето. Планета в момент прохождения перигелия получает на 6,9 % больше энергии, чем тогда, когда преодолевает афелий. Эта разница приходится именно на южное полушарие. В течение года оно получает чуть больше солнечного тепла, чем северное. Однако различие это несущественно, поскольку весомая часть «дополнительной» энергии приходится на водные просторы южного полушария и поглощается ими.

Тропический и сидерический год

Период обращения Земли вокруг Солнца относительно звезд, как уже говорилось, составляет примерно 365 дней 6 часов 9 минут. Это сидерический год. Логично предположить, что и смена сезонов укладывается в этот отрезок. Однако это не совсем так: время обращения Земли вокруг Солнца не совпадает с полным периодом смены сезонов. Она составляет так называемый тропический год, длящийся 365 дней 5 часов и 51 минуту. Измеряют его чаще всего от одного весеннего равноденствия до другого. Причина двадцатиминутной разницы между продолжительностью двух периодов — прецессия земной оси.

Год календарный

Для удобства принято считать, что в году 365 дней. Оставшиеся шесть с небольшим часов складываются в сутки за четыре оборота Земли вокруг Солнца. Для компенсации этого и с целью не допустить увеличение разницы между календарным и сидерическим годом вводится «дополнительный» день, 29 февраля.

Некоторое влияние на этот процесс оказывает единственный спутник Земли - Луна. Выражается оно, как отмечалось ранее, в замедлении вращения планеты. Каждые сто лет длительность суток увеличивается примерно на одну тысячную.

Григорианский календарь

Привычный нам счет дням был введен в 1582 году. в отличие от юлианского на протяжении длительного времени позволяет «гражданскому» году соответствовать полному циклу смены сезонов. Согласно ему каждые четыреста лет точно повторяются месяцы, дни недели и даты. По длительности год в григорианском календаре очень близок к тропическому.

Целью реформы было возвращение дня весеннего равноденствия на привычное место — на 21 марта. Дело в том, что с первого века нашей эры до шестнадцатого реальная дата, когда день равен ночи, передвинулась на 10 марта. Главной мотивацией пересмотра календаря стала необходимость правильного расчета дня Пасхи. Для этого было важно сохранить 21 марта днем, приближенным к реальному равноденствию. С этой задачей григорианский календарь справляется очень неплохо. Смещение даты весеннего равноденствия на один день произойдет не раньше, чем через 10 000 лет.

Если сравнивать календарный и то тут возможны более существенные изменения. В результате особенностей движения Земли и влияющих на него факторов примерно за 3200 лет накопится несоответствие со сменой сезонов длиною в один день. Если в это время будет важным сохранить примерное равенство тропического и календарного года, то вновь потребуется реформа, аналогичная той, что было осуществлена в XVI веке.

Период обращения Земли вокруг Солнца, таким образом, соотносится с понятиями календарного, сидерического и тропического года. Способы определения их продолжительности совершенствуются со времен античности. Новые данные о взаимодействии объектов в космическом пространстве позволяют делать предположения об актуальности современного понимания термина «год» через две, три и даже десять тысяч лет. Время обращения Земли вокруг Солнца и его связь со сменой сезонов и календарем — хороший пример влияния глобальных астрономических процессов на общественную жизнь человека, а также зависимостей отдельных элементов внутри глобальной системы Вселенной.