Астрономия (стр. 1 из 3)
Билеты по астрономии с ответами.
Вопросы.
1) Видимое движение светил как следствие их собственного движения в пространстве, вращения Земли и её обращения вокруг Солнца.
2) Принципы определения географических координат по астрономическим наблюдениям (П. 4 стр. 16).
3) Причины смены фаз Луны, условия наступления и периодичность Солнечных и Лунных затмений (П. 6 пп 1,2).
4) Особенности суточного движения Солнца на различных широтах в различное время года (П.4 пп 2, П. 5).
5) Принцип работы и назначение телескопа (П. 2).
6) Способы определения расстояний до тел Солнечной системы и их размеров (П. 12).
7) Возможности спектрального анализа и внеатмосферных наблюдений для изучения природы небесных тел (П. 14, «Физика» П. 62).
8) Важнейшие направления и задачи исследования и освоения космического пространства.
9) Закон Кеплера, его открытие, значение, границы применимости (П. 11).
10) Основные характеристики планет Земной группы, планет-гигантов (П. 18, 19).
11) Отличительные особенности Луны и спутников планет (П. 17-19).
12) Кометы и астероиды. Основные представления о происхождении Солнечной системы (П. 20, 21).
13) Солнце как типичная звезда. Основные характеристики (П. 22).
14) Важнейшие проявления Солнечной активности. Их связь с географическими явлениями (П. 22 пп 4).
15) Способы определения расстояний до звёзд. Единицы расстояний и связь между ними (П. 23).
16) Основные физические характеристики звёзд и их взаимосвязь (П. 23 пп 3).
17) Физический смысл закона Стефана-Больцмана и его применение для определения физических характеристик звёзд (П. 24 пп 2).
18) Переменные и нестационарные звёзды. Их значение для изучения природы звёзд (П. 25).
19) Двойные звёзды и их роль в определении физических характеристик звёзд.
20) Эволюция звёзд, её этапы и конечные стадии (П. 26).
21) Состав, структура и размер нашей Галактики (П. 27 пп 1).
22) Звёздные скопления, физическое состояние межзвёздной среды (П. 27 пп 2, П. 28).
23) Основные типы галактик и их отличительные особенности (П. 29).
24) Основы современных представлений о строении и эволюции Вселенной (П. 30).
Практические задания.
1) Задание по звёздной карте.
2) Определение географической широты.
3) Определение склонения светила по широте и высоте.
4) Вычисление размеров светила по параллаксу.
5) Условия видимости Луны (Венеры, Марса) по данным школьного астрономического календаря.
6) Вычисление период обращения планет на основании 3-го закона Кеплера.
Ответы.
Билет № 1. Земля совершает сложные движения: вращается вокруг своей оси (Т=24 ч.), движется вокруг Солнца (Т=1 год), вращается вместе с Галактикой (Т= 200 тыс. лет). Отсюда видно, что все наблюдения, совершаемые с Земли, отличаются кажущимися траекториями. Планеты делятся на внутренние и внешние (внутренние: Меркурий, Венера; внешние: Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон). Все эти планеты обращаются так же, как и Земля вокруг Солнца, но, благодаря движению Земли, можно наблюдать петлеобразное движение планет (календарь стр. 36). Благодаря сложному движению Земли и планет возникают различные конфигурации планет (рисунок).
для внутренних планет 
для внешних планетS - сидерический период (относительно звёзд), Т - синодический период (между фазами), ТÅ= 1 год.
Кометы и метеоритные тела движутся по эллиптическим, параболическим и гиперболическим траекториям.
Билет № 2. Существует 2 географические координаты: географическая широта и географическая долгота. Астрономия как практическая наука позволяет находить эти координаты (рисунок «высота светила в верхней кульминации»). Высота полюса мира над горизонтом равна широте места наблюдения. Можно определить широту места наблюдения по высоте светила в верхней кульминации (Кульминация - момент прохождения светила через меридиан) по формуле:
h = 90°- j + d,
где h - высота светила, d - склонение, j - широта.
Географическая долгота - это вторая координата, отсчитывается от нулевого Гринвичского меридиана к востоку. Земля разделена на 24 часовых пояса, разница во времени - 1 час. Разница местных времён равна разнице долгот:
lм - lГр = tм - tГр
Местное время - это солнечное время в данном месте Земли. В каждой точке местное время различно, поэтому люди живут по поясному времени, т. е. по времени среднего меридиана данного пояса. Линия изменения даты проходит на востоке (Берингов пролив).
Билет № 3. Луна движется вокруг Земли в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. Отображением этого движения, как мы знаем, является видимое перемещение Луны на фоне звёзд навстречу вращению неба. Каждые сутки Луна смещается к востоку относительно звёзд примерно на 13°, а через 27,3 сут возвращается к тем же звёздам, описав на небесной сфере полный круг.
Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением её вида - сменой фаз. Происходит это оттого, что Луна занимает различные положения относительно освещающего её Солнца и Земли.
Когда Луна видна нам как узкий серп, остальная часть её диска тоже слегка светится. Это явление называется пепельным светом и объясняется тем, что Земля освещает ночную сторону Луны отражённым солнечным светом.
Земля и Луна, освещённые Солнцем, отбрасывают конусы тени и конусы полутени. Когда Луна попадает в тень Земли полностью или частично происходит полное или частное затмение Луны. С Земли оно видно одновременно повсюду, где Луна над горизонтом. Фаза полного затмения Луны продолжается, пока Луна не начнёт выходить из земной тени, и может длиться до 1 ч 40 мин. Солнечные лучи, преломляясь в атмосфере Земли, попадают в конус земной тени. При этом атмосфера сильно поглощает голубые и соседние с ними лучи, а пропускает внутрь конуса преимущественно красные. Вот почему Луна при большой фазе затмения окрашивается в красноватый свет, а не пропадает совсем. Лунные затмения бывают до трёх раз в году и, конечно, только в полнолуние.
Солнечное затмение как полное видно только там, где на Землю падает пятно лунной тени, диаметр пятна не превышает 250 км. Когда Луна перемещается по своей орбите, её тень движется по Земле с запада на восток, вычерчивая последовательно узкую полосу полного затмения. Там, где на Землю падает полутень Луны, наблюдается частное затмение Солнца.
Вследствие небольшого изменения расстояний Земли от Луны и Солнца видимый угловой диаметр бывает то немного больше, то немного меньше солнечного, то равен ему. В первом случае полное затмение Солнца длится до 7 мин 40 с, во втором - Луна вообще не закрывает Солнца целиком, а в третьем - только одно мгновение.
Солнечных затмений в году может быть от 2 до 5, в последнем случае непременно частных.
Билет № 4. В течение года Солнце движется по эклиптике. Эклиптика проходит через 12 зодиакальных созвездий. В течение суток Солнце, как обычная звезда, движется параллельно небесному экватору
(-23°27¢£d£ +23°27¢). Такое изменение склонения вызвано наклоном земной оси к плоскости орбиты.
21 марта (g) - день весеннего равноденствия (d = 0).
22 июня - день летнего солнцестояния (d = 23°27¢).
21 сентября (W) - день осеннего равноденствия.
22 декабря - день зимнего солнцестояния.
На широте тропиков Рака (Южный) и Козерога (Северный) Солнце бывает в зените в дни летнего и зимнего солнцестояния.
На Северном полюсе Солнце и звёзды не заходят в период с 21 марта по 22 сентября. 22 сентября начинается полярная ночь.
Билет № 5. Телескопы бывают двух видов: телескоп-рефлектор и телескоп-рефрактор (рисунки).
Помимо оптических телескопов существуют радиотелескопы, которые представляют собой устройства, регистрирующие излучение космоса. Радиотелескоп представляет собой параболическую антенну, диаметром около 100 м. В качестве ложа для антенны употребляют естественные образования, такие как кратеры или склоны гор. Радиоизлучение позволяет исследовать планеты и звёздные системы.
Билет № 6.Горизонтальным параллаксом называют угол, под которым с планеты виден радиус Земли, перпендикулярный лучу зрения.
p² - параллакс, r² - угловой радиус, R - радиус Земли, r - радиус светила.
Сейчас для определения расстояния до светил используют методы радиолокации: посылают радиосигнал на планету, сигнал отражается и фиксируется приёмной антенной. Зная время прохождения сигнала определяют расстояние
.Билет № 7. Спектральный анализ является важнейшим средством для исследования вселенной. Спектральный анализ является методом, с помощью которого определяется химический состав небесных тел, их температура, размеры, строение, расстояние до них и скорость их движения. Спектральный анализ проводится с использованием приборов спектрографа и спектроскопа. С помощью спектрального анализа определили химический состав звёзд, комет, галактик и тел солнечной системы, т. к. в спектре каждая линия или их совокупность характерна для какого-нибудь элемента. По интенсивности спектра можно определить температуру звёзд и других тел.
lmaxT = bb - постоянная Вина
По спектру звёзды относят к тому или иному спектральному классу. По спектральной диаграмме можно определить видимую звёздную величину звезды, а далее пользуясь формулами:
M = m + 5 + 5lgp
lgL = 0,4(5 - M)
найти абсолютную звёздную величину, светимость, а значит и размер звезды.
Используя формулу Доплера
Создание современных космических станций, кораблей многоразового использования, а также запуск космических кораблей к планетам («Вега», «Марс», «Луна», «Вояджер», «Гермес») позволили установить на них телескопы, черех которые можно наблюдать эти светила вблизи без атмосферных помех.