Астрономия в школе. Астрономия 5 класс реферат


Доклад - Астрономия Древней Греции

Экзаменационныйреферат

на тему

«Астрономия

Древней Греции»

/>

Выполнила

Ученица11а класса

ПересторонинаМаргарита

Преподаватель

ЖбанниковаТатьяна Владимировна

Киров,2002

         План I Вступление.

IIАстрономия древних греков.

1.   На пути к истине, через познание.

2.   Аристотель и геоцентрическая система мира.

3.   Тот самый Пифагор.

4.   Первый гелиоцентрист.

5.   Труды Александрийских астрономов

6.   Аристарх: совершенный метод (истинные его труды и успехи;рассуждения выдающегося ученого; великаятеория — неудача, как следствие);

7.   “Phaenomena” Евклида и основныеэлементы небесной сферы.

8.   Самая яркая “звезда”александрийского неба.

9.   Календарь и звезды древней греции.

IIIЗаключение: роль астрономов древней Греции.

                                       Вступление

                 

                                                           …Аристарх Самосский в своих «Предложениях»-

 допускал,что звезды,  Солнце не изменяют

своего положения в пространстве, что Земля

 движется по окружности около Солнца,

находящегося  в центре ее пути, и что

 центр сферы неподвижных звезд

совпадает с центром Солнца.

Архимед. Псамит.

               Оценивая проделанныйчеловечеством путь в поисках истины о Земле, мы вольно или невольно обращаемсяк древним грекам. Многое зародилось у них, но и через них немало дошло до насот других народов. Так распорядилась история: научные представления итерриториальные открытия египтян, шумеров и прочих древневосточных народовнередко сохранились лишь в памяти греков, а от них стали известны последующимпоколениям. Яркий  пример тому — подробные известия о финикийцах, населявшихузкую полосу восточного побережья Средиземного моря и в ІІ-І тысячелетиях до н.э. открывших Европу и приморские районы Северо-западной Африки. Страбон,римский ученый и грек по происхождению, в своей семнадцатитомной «Географии»написал: «До настоящего времени эллины многое заимствуют у египетских жрецов ихалдеев». А ведь Страбон скептически относился к своим предшественникам, в том числеи  к египтянам.

     Расцвет греческойцивилизации приходится на период между VIвеком до н.э. и  серединой IIвека до н. э. Хронологически он почти совпадает со временем существованияклассической Греции и эллинизма. Это время с учетом нескольких столетий, когдаподнялась, процветала и погибла Римская империя, называется античным Егоисходным рубежом принято считать VII-IIвека до н.э., когда быстро развивались полисы-греческие города-государства. Этаформа государственного устройства стала отличительной чертой греческого мира.

      Развитие знанийу греков не имеет аналогов  истории того времени. Масштабы постижения наукможно представить хотя бы по тому факту, что менее чем за три столетия (!)прошла свой путь греческая математика – от Пифагора до Евклида, греческаяастрономия – от Фалеса до Евклида, греческое естествознание – от Анаксимандрадо Аристотеля и Феофраста, греческая география – от Геккатея Милетского доЭратосфена и Гиппарха и т. д..

       Открытие новыхземель, сухопутные или морские странствия, военные походы, перенаселения вблагодатные районы – все это нередко мифологизировалось. В поэмах с присущимгрекам художественным мастерством мифическое соседствовало с реальным. В нихизлагались научные познания, сведения о природе вещей, а также географическиеданные. Впрочем, последние порой бывает трудно идентифицировать с сегодняшнимипредставлениями. И, тем не менее, они – показатель широких воззрений греков наойкумену.

      Греки уделяли большоевнимание конкретно – географическому познанию Земли. Даже во время военныхпоходов их не покидало желание записать все то, что видели в покоренныхстранах. В войсках Александра Македонского выделили даже специальных шагомеров,которые подсчитывали пройденные расстояния, составляли описание маршрутовдвижения и наносили их на карту. На основе полученных ими данных Дикеарх,ученик знаменитого Аристотеля, составил подробную карту тогдашней по егопредставлению ойкумены.

     …Простейшиекартографические рисунки были известны еще в первобытном обществе, задолго допоявления письменности. Об этом позволяют судить наскальные рисунки. Первыекарты появились в Древнем Египте. На глиняных табличках наносились контурыотдельных территорий с обозначением некоторых объектов. Не позднее 1700 года дон. е. египтяне составили карту освоенной двух тысячекилометровой части Нила.

Картографированиемместности занимались также вавилоняне, ассирийцы и другие народы Древнеговостока…

        Какой жевиделась Земля? Какое они отводили себе место на ней? Каковы были их представленияоб ойкумене?

      

               

Астрономиядревних греков

 

        В греческой науке твердо установилось мнение (с различными, конечно,вариациями), что Земля подобна плоскому или выпуклому диску, окруженномуокеаном. От этой точки зрения многие греческие мыслители не отказались дажетогда, когда в эпоху Платона и Аристотеля, казалось, возобладали представленияо шарообразности Земли. Увы, уже в те далекие времена прогрессивная идеяпробивала себе дорогу с большим трудом, требовала от своих сторонников жертв,но, к счастью, тогда еще «не казался ересью талант», а «в аргументах не ходилсапог».

        Идея диска(барабана или даже цилиндра) была очень удобна для подтверждения широкораспространенного убеждения о срединном положении Эллады. Она же была вполнеприемлема для изображения суши, плавающей в океане.

          В пределахдискообразной (а позднее шарообразной) Земли выделялась ойкумена. Что по –древнегречески означает вся обитаемая земля, вселенная. Обозначение однимсловом двух, казалось бы, разных понятий (для греков тогда они представлялисьодно-порядковыми) глубоко симптоматично.

 

Пифагор

 

          О Пифагоре (VIвек до н.э.) сохранилось малодостоверных сведений. Известно, что родился он на острове самос;вероятно, в молодости посетилМилет, где учился у Анаксимандра;может быть, совершил и более далекие путешествия. Уже в зрелом возрасте философпереселился в город Кротон и основал там нечто вроде религиозного одена –Пифагорейское братство, которое распространило свое влияние на многие греческиегорода Южной Италии. Жизнь братства была окружена тайной. О его основателеПифагоре ходили легенды, которые, по-видимому, имели под собой какую-то основу:великий ученый был не менее великим политиком и провидцем.

          Основойучения Пифагора была вера в переселение душ и гармоничное устройство мира. Онполагал, что душу очищает музыка и умственный труд, поэтому пифагорейцы считалиобезательным совершествование в “четырехискусствах” – арифметике, музыке, геометриии астрономии. Сам Пифагор является основоположником теории чисел, а доказаннаяим теорема известна сегодня каждому школьнику. И если Анаксагор и Демокрит всвоих взглядах на мир развивали идею Анаксимандра о физических причинахприродных явлений, то Пифагор разделял его убежденность в математическойгармонии космоса.

           Пифагорейцы властвовали в греческих городах Италии несколько десятилетий, потомбыли разгромлены и отошли от политики. Однако многое из того, что вдохнул в нихПифагор, осталось жить и оказало огромное влияние на науку. Сейчас очень трудноотделить вклад самого Пифагора от достижений его последователей. В особенностиэто относится к астрономии, в которой было выдвинуто несколько принципиальноновых идей. О них можно судить по дошедшим до нас скудным сведениям опредставлениях поздних пифагорейцев и учениями философов, испытавших влияниеидей Пифагора.

  Аристотельи первая научная картина мира

        Аристотельродился в македонском городе Стагира в семье придворного лекаря.Семнадцатилетниим юношей попадает он в Афины, где становится учеником Академии,основанной философом Платоном.

       Сначала системаПлатона увлекала Аристотеля, но постепенно он пришел к выводу, что взглядыучителя уводят от истины. И тогда Аристотель ушел из Академии, бросивзнаменитую фразу: ”Платонмне друг, но истина дороже”. Император ФилиппМакедонский приглашает Аристотеля стать воспитателем наследника престола.Философ соглашается и три года нетлучно находится возле будущего основателявеликой империи Александра Македонского. В шестнадцать лет его ученик возглавилвойско отца и, разбив фиванцев в своей первой битве при Херонее, отправился впоходы.

      Снова Аристотель переезжает в Афины, и в одном из районов, под названием Ликей,открывает школу. Он много пишет. Его сочинения настолько разнообразны, чтотрудно представить себе Аристотеля одиноким мыслителем. Скорее всего, в этигоды он выступал как глава большой школы, где ученики работали под егоруководством, подобно тому как сегодня аспиранты разрабатывают темы, которыепредлагают им руководители.

      Много внимания уделял  греческий философ вопросам строения мира. Аристотель былубежден, что в центре Вселенной, безусловно, находится Земля.

       Аристотель пытался все объяснить причинами, которые близки здравому смыслунаблюдателя. Так, наблюдая Луну, он заметил, что в различных фазах она вточности соответствует тому виду, который принимал бы шар, с одной стороныосвещаемый Солнцем. Столь же строго и логично было его доказательствошарообразности Земли. Обсудив все возможные причины затмения Луны, аристотельприходит в выводу, что тень на  ее поверхности может принадлежать только Земле.А поскольку тень кругла, то и тело, отбрасывающее её, должно иметь такую жеформу. Но Аристотель им не ограничивается. “Почему,- спрашивает он, — когда мы перемещаемся к северу или к югу, созвездия меняютсвои положения относительно горизонта?”И тут же отвечает: “Потому, что Земля обладаеткривизной ”. Действительно, будь Земляплоской, где бы ни находился наблюдатель, у него над головой сияли бы одни итеже созвездия. Совсем другое дело – на круглой Земле. Здесь у каждогонаблюдателя свой горизонт, свой горизонт, своё небо… Однако, признаваяшарообразность Земли, Аристотель категорически высказывался против возможностиее обращения вокруг Солнца. “Будь так, — рассуждалон, — нам казалось бы что звезды не находятся неподвижно на небесной сфере, аописывают кружки…” Это было серьезноевозражение, пожалуй, самое серьезное, которое удалось устранить лишьмного-много веков спустя, в XIXстолетии.

         Об Аристотеленаписано очень много. Авторитет этого философа невероятно высок. И это вполнезаслужено. Потому что, несмотря на довольно многочисленные ошибки изаблуждения, в своих сочинениях Аристотель собрас все, чего добился разум запериод античной цивилизации. Его сочинения – настоящая энциклопедия современнойему науки.

           Посвидетельству современников, великий философ отличался неважным характером.Портрет, дошедший до нас, представляет нам малорослого, сухощавого человека свечно язвительной усмешкой на губах.

            Говорил онкортаво.

            Вотношениях с людьми был холоден и надменен.

            Новступать с ним в спор решались немногие. Остроумная, злая и насмешливая речьАристотеля разила наповал. Он разбивал возводимые против него доводы ловко,логично и жестоко, что, конечно, не прибавляло ему сторонников средипобежденных.

            Послесмерти Александра Македонского обиженные почувствовали, наконец, реальнуювозможность расквитаться с философом и обвинили его в безбожии. СудьбаАристотеля была предрешена. Не дожидаясь приговора, Аристотель бежит из Афин. “Чтобы избывить афинян от нового преступления противфилософии”, — говорит он, намекая на сходжную судьбу Сократа, получившего поприговору чашу с ядовитым соком цикуты.

            После отъезда из Афин в Малую Азию Аристотель скоро умирает, отравивщись вовремя трапезы. Так говорит легенда.

            Согласно преданию, Аристотель завещал свои рукописи одному из учеников по имениФеофраст.  

              Посмерти философа за его трудами начинается настоящая охота. В те годы книги самипо себе были драгоценностью. Книги же Аристотеля ценились дороже золота. Онипереходили из рук в руки. Их прятали в погреба. Замуровывали в подвалы, чтобысохранить от жадности пергамских царей. Сырость портила их страницы. Уже приримском владычестве сочинения Аристотеля в качестве военной добычи попадают вРим. Здесь их продают любителям – богачам. Кое-кто старается восстановитьпострадавшие места рукописей, снабдить их своими добавлениями, от чего текст,конечно, не становится лучше.

                Почемужетак ценились труды Аристотеля? Ведь в книгах других греческих философоввстречались мысли более оригинальные. На этот вопрос отвечает английскийфилософ и физик Джон Бернал. Вот что он пишет: ”Их(древнегреческихмыслителей) никто не мог понять, кроме очень хорошо подготовленных и искушенныхчитателей. А труды Аристотеля, при всей их громоздкости, не требовали (иликазалось, что не требовали) для их понимания ничего, кроме здравого смысла…Дляпроверки его наблюдений не было необходимости в опытах или приборах, не нужныбыли и трудные математические вычисления или мистическая интуиция для пониманиякакого бы то ни было внутреннего смысла…Аристотель объяснял, что мир такой,каким все его знают, именно такой, каким они его знают”. 

                 Пройдет время, и авторитет Аристотеля станет безоговорочным. Если на диспутеодин философ, подтверждая свои доводы, сошлется на его труды, это будет значить,что доводы, безусловно, верны. И тогда второй спорщик должен найти в сочиненияхтого же Аристотелядругую цитату, спомощью которой можно опровергнуть первую.…Лишь Аристотель против Аристотеля.Дркгие доводы против цитат были бессильны.Такой метод спора называетсядогматическим, и в нем, конечно, нет ни грамма пользы или истины….Но должнобыло пройти много веков, прежде чем люди поняли это и поднялись на борьбу смертвой схоластикой и догматизмом. Эта борьба возродила науки, возродилаискусство и дала название эпохи – Возрождение.         

     Первыйгелиоцентрист

    

     

         В древности вопрос отом, движется ли Земля вокруг Солнца, был попросту богохульным. Как знаменитыеученые, так и простые люди, у которых картина неба не вызывала особыхразмышлений, были искренне убеждены, что Земля неподвижна и представляет собойцентр Вселенной. Тем не менее, современные историки могут назвать по меньшеймере одного ученого древности, который усомнился в общепринятом и попыталсяразработать теорию, согласно которой Земля движется вокруг Солнца.

       Жизнь Аристарха Самосского(310 – 250 гг. до н.э.) была тесно связана с Александрийской библиотекой.Сведения о нем весьма скудны, а из творческого наследия осталась только книга«О размерах Солнца и Луны и расстояниях до них», написанная в 265 г. до н.э.Лишь упоминания о нем других ученых Александрийской школы, а позднее и римлян,проливают некоторый свет на его «богохульные» научные изыскания.

       Аристарх  задался вопросомо том, какого расстояние от Земли до небесных тел, и каковы их размеры. До негона этот вопрос пытались ответить пифагорейцы, но они исходили из произвольныхпредложений. Так, Филолай считал, что расстояния между планетами и Землейнарастают в геометрической прогрессии и каждая следующая планета в три разадальше от Земли, чем предыдущая.

      Аристарх пошел своим путем,совершенно правильным точки зрения современной науки. Он внимательно следил заЛуной и сменой ее фаз. В момент наступления фазы первой четверти он измерилугол между Луной, Землей и Солнцем (угол ЛЗС на рис.). Если это сделатьдостаточно точно, то в задаче останутся только вычисления. В этот момент Земля,Луна и Солнце образуют прямоугольный треугольник, а, как известно из геометрии,сумма углов в нем составляет 180 градусов. В таком случае второй острый уголЗемля – Солнце – Луна (угол ЗСЛ) получается равным

90˚ -  ÐЛЗС = ÐЗСЛ

/>Определениерасстояния от Земли до Луны и Солнца методом Аристарха.

 

        Аристарх изсвоих измерений и вычислений получил, что этот угол равен 3º (вдействительности его значение 10’)и что Солнце в 19 раз дальше от Земли, чем Луна (в действительности в 400 раз).Здесь надо простить ученому значительную ошибку, ибо метод был совершенноправильным, но неточности при измерении угла оказались велики. Было трудноточно уловить момент первой четвер ти, да и сами измерительные инструментыдревности были далеки от совершенства.

        Но это быллишь первый успех замечательного астронома Аристарха Самосского. Ему выпалонаблюдать полное солнечное затмение, когда диск Луны закрыл диск Солнца, т. е.видимые размеры обоих тел на небе были одинаковы. Аристарх перерыл старыеархивы, где нашел много дополнительных сведений о затмениях. Оказалось, что внекоторых случаях солнечные затмения были кольцевыми, т. е. вокруг диска Луныоставался небольшой светящийся ободок от Солнца (наличие полных и кольцевыхзатмений связано с тем, что орбита Луны вокруг Земли является эллипсом). Ноколи видимые диски Солнца и Луны на небе практически одинаковы, рассуждал Аристарх,а Солнце в 19 раз дальше от Земли, чем Луна, то и диаметр его должен быть в 19раз больше. А как соотносятся диаметры Солнца и Земли? По многим данным олунных затмениях Аристарх установил, что лунный диаметр составляет примерноодну треть земного и, следовательно, последний должен быть в 6,5 раз меньшесолнечного. При этом объем Солнца должен в 300 раз превышать объем Земли. Всеэти рассуждения выделяют Аристарха Самосского как выдающегося ученого своеговремени.

       Он пошел идальше в своих построениях, отталкиваясь от полученных результатов. Тогда былообщеприняты, что вокруг неподвижной Земли (центра мира) вращается Луна,планеты, Солнца и звезды под действием «перводвига –

теля» Аристотеля. Номожет ли огромное Солнце вращаться вокруг маленькой Земли? Или еще болееогромная Все –

ленная? И Аристотельсказал – нет, не может. Солнце есть центр Вселенной, вокруг него вращаютсяЗемля и планеты, а вокруг Земли вращается только Луна.

        А почему наЗемле день сменяется ночью? И на этот вопрос Аристарх дал правильный ответ –Земля не только обращается вокруг Солнца, но и вращается вокруг своей оси.

         И еще на одинвопрос он ответил совершенно правильно. Приведем пример с движущимся поездом,когда близкие для пассажира внешние предметы пробегают мимо окна быстрее, чемдалёкие. Земля движется вокруг Солнца, но почему звездный узор остаетсянеизменным? Аристотель ответил: «Потому что звезды невообразимо далеки отмаленькой Земли». Объем сферы неподвижных звезд во столько раз больше объемасферы с радиусом Земля – Солнце во сколько раз объем последней больше объемаземного шара.

           Эта новаятеория получила название гелиоцентрической, и суть ее состояла в том, чтонеподвижное Солнце помещалось в центр Вселенной  и сфера звезд также  считаласьнеподвижной. Архимед в своей книге «Псамит», отрывок из которой приведен вкачестве эпиграфа к данному реферату, точно передал все, что предложилАристарх, но сам предпочел снова «вернуть» Землю на ее старое место. Другиеученые полностью отвергли теорию Аристарха как неправдоподобную, а философ –идеалист Клеант попросту обвинил его в богохульстве. Идеи великого астронома ненашли в то время почвы для дальнейшего развития, они определили развитие наукипримерно на полторы тысячи лет и возродились затем лишь в трудах польскогоученого Николая Коперника.

         Древние грекисчитали, что поэзии, музыке, живописи и науке покровительствуют девять муз,которые были дочерями Мнемосины и Зевса. Так, муза Урания покровительствовалаастрономии и изображалась с венцом из звезд и свитком в руках. Музой историисчиталась Клио, музой танцев – Терпсихора, музой трагедий – Мельпомена и т. д.Музы были спутницами бога Аполлона, а их храм носил название музейон – дом муз.Такие храмы строились и в метрополии, и в колониях, но Александрийский музейонстал выдающейся академией наук и искусств древнего мира.

          ПтолемейЛаг, будучи человеком настойчивым и желая оставить  о себе память в истории, нетолько укрепил государство, но и превратил столицу в торговый центр всегоСредиземноморья, а Музейон – в научный центр эпохи эллинизма. В огромном зданиинаходились библиотека, высшее училище, астрономическая обсерватория, медицинско– анатомическая школа и еще ряд научных подразделений. Музейон былгосударственным учреждением, и его расходы обеспечи –

вались соответствующейстатьей бюджета. Птолемей, как в свое время Ашшурбанипал в Вавилоне, разослалписарей по всей стране для сбора культурных ценностей. Кроме того, каждыйкорабль, заходящий в порт Александрии, обязан был передавать в библиотекуимеющиеся на борту литературные произведения. Ученые из других стран считалидля  себя честью работать  в научных учреждениях Музейон и оставлять здесь своитруды. На продолжении четырех веков в Александрии трудились астрономы АристархСамосский и Гиппарх, физик и инженер Герон, математики Евклид и Архимед, врачГерофил, астроном  и географ Клавдий Птолемей и Эратосфен, который с одинаковымуспехом разбирался  в математике, географии, астрономии, и философии.

Но последний был ужескорее исключением, поскольку важной особенностью эллинской эпохи стала«дифференциация» научной деятельности. Здесь любопытно заметить, что подобноевыделение отдельных наук, а в астрономии и специализация по отдельнымнаправлениям, произошло в Древнем Китае значительно раньше.

      Другойособенностью эллинской науки было то, что она снова обратилась к природе, т.е.стала сама «добывать» факты. Энциклопедисты Древней Эллады опирались насведения, полученные еще египтянами и вавилонянами, а поэтому занимались лишьпоиском причин, вызывающих те или иные явления. Науке Демокрита, Анаксагора,Платона и Аристотеля в еще большей степени был присущ умозрительный характер,хотя их теории можно рассматривать как первые серьезные попытки человечествапонять устройство природы и всей Вселенной. Александрийские астрономы внимательно  следили за движением Луны, планет, Солнца и звезд. Сложностьпланетных движений и богатство звездного мира заставляли их искать отправныеположения, от которых можно было бы начинать планомерные исследования.

«Phaenomena» Евклида и основныеэлементы небесной сферы

    Как ужеупоминалось выше, александрийские астрономы попытались определить «отправные»точки для дальнейших систематических исследований. В этом отношении особая заслугапринадлежит математику Евклиду (IIIв. до н. э.), который в своей книге «Phaenomena» впервые ввел вастрономию  понятия, до тех пор  в ней не использовавшиеся. Так, он далопределения горизонта – большой окружности, являющейся пересечение  плоскости,перпендикулярной к линии отвеса в точке наблюдений, с небесной  сферой, а такженебесного экватора – окружности, получающейся при пересечении с этой сферойплоскости земного экватора.

Кроме того, он определил зенит –точку небесной сферы над головой наблюдателя («зенит» – арабское слово) – иточку, противоположную точке зенита, — надир.

       И еще про одну окружностьговорил Евклид. Это небес –

ный меридиан — большаяокружность, проходящая через Полюс мира и зенит. Она образуется при пересечениис небесной сферой плоскости, проходящей через ось мира (ось вращения) иотвесную линию (т. е. плоскости, перпендикулярной плоскости земного экватора).Относи –

тельно значения меридиана Евклидговорил, что, когда Солнце пересекает меридиан, в данном месте наступаетполдень и тени предметов оказываются самыми короткими. К востоку от данногоместа полдень на земном шаре уже прошел, а к западу еще не наступил. Как мыпомним, принцип измерения  тени гномона на Земле в течение  многих столетийлежал в основе конструкций солнечных часов.

Самаяяркая “звезда” александрийского неба.

 

         Ранеемы уже познакомились с результатами деятельности многих астрономов, какизвестных, так и тех,

имена которыхканули в лету. Еще за тридцать столетий до новой эры гелиопольские астрономы вЕгипте с поразительной  точностью установили продолжительность года.Кудрявобородые жрецы – астрономы, наблюдавшие небо с вершин вавилонских зиккуратов, смогли начертить путь Солнца среди созвездий – эклиптику, а такженебесные пути Луны и звезд. В далеком и загадочном Китае с высокой точностьюизмерили наклон эклиптики к небесному экватору.

         Древнегреческие филосовы посеяли зерна сомнения относительно божественногопроисхождения мира. При Аристархе, Евклиде и Эратосфене астрономия, которая дотого отдавала большую часть астрологии, начала систематизировать своиисследования, встав на твердую почву истинного познания.

           И всеже то, что сделал о области астрономии Гиппарх, значительно превосходитдостижения как его предшественников, так и ученых более позднего времени. Сполным основанием Гиппарха называют отцом научной астрономии. Он былчрезвычайно пунктуален в своих исследованиях, многократно проверяя выводыновыми наблюдениями и стремясь к открытию сути явлений, происходящих воВселенной.

       Историянауки не знает, где и когда родился Гиппарх;звестно лишь,что наиболее плодотворный период его жизни приходится на время между 160 и 125гг. до н. э.

Большую часть своих исследованийон провел на Александрийской обсерватории, а также на его собственнойобсерватории, построенной на острове Самос.

         Еще доГиппархатеории небесных сфер Евдокса и Аристотеля подверглись переосмыслению, вчастности, великим александрийским математиком Аполлонием Пергским (IIIв. до н. э.),но Земля по-прежнему оставалась в центре орбит всех небесных тел.

          Гиппарх продолжилначатую Апполонием разработку теории круговых орбит, но внес в нее своисущественные дополнения, основанные на многолетних наблюдениях. Ранее Калипп,ученик Евдокса, обнаружил, что времена года имеют неодинаковуюпродолжительность. Гиппарх проверил это утверждение и уточнил, чтоастрономическая весна длится 94 и ½ сут, лето — 94 и ½ сут, осень– 88 суток и, наконец, зима продолжается 90 суток. Таким образом, интервалвремени между весенним и осенним равноденствиями (включающий лето) равен 187суток, а интервал от осеннего равноденствия до весеннего (включающий зиму)равен 88 + 90 =178 суток. Следовательно, Солнце движется по эклиптикенеравномерно – летом медленнее, а зимой быстрее. Возможно и другое обьяснениепричины различия, если предположить, что орбита не круг, а “вытянутая”замкнутая кривая (Апполоний Пергский назвал ее элипсом). Однако принятьнеравномерность движения Солнца и отличие орбиты от круговой – это означалоперевернуть вверх ногами все представления, устоявшиеся еще с времен Платона.Поэтому Гиппарх ввел систему эксцентрических окружностей, предположив, чтоСолнце обращается вокруг Земли по круговой орбите, но сама Земля не находится вее центре. Неравномерность в таком случае лишь кажущачся, ибо если Солнценаходится ближе, то возникает впечатление более быстрого его движения, инаоборот.

       Однако,для Гиппарха остались загадкой прямые и попятные двидения планет, т.е.происхождение петель, которые планеты описывали на небе. Изменения видимогоблеска планет (особенно для Марса и Венеры) свидетельствовали, что и онидвижутся по эксцентртрическим орбитам, то приближаясь к Земле, то удаляясь отнее и соответственно этому меняя блеск. Но в чем причина прямы и попятныхдвижений? Гиппарх пришел к выводу, что размещение Земли в стороне от центраорбит планет недостаточно для обьяснения этой загадки. Спустя три столетяпоследний из великих александрийцев Клавдий Птоломей отметил, что Гиппархотказался от поисков этом направлении и ограничился лишь систематизациейсобственных наблюдений и наблюдений своих предшественников. Любопытно, что вовремена Гиппарха в астрономии уже существовало понятие эпицикла, введениекоторого приписывают Аполлонию Пергскому. Но так или иначе, Гиппарх не сталзаниматься теорией движения планет.

      Зато онуспешно модифицировал метод Аристарха, позволяющий определить расстояние доЛуны и Солнца. Пространственное расположение Солнца, Земли и Луны во времялунного затмения, когда проводились наблюдения.

       Гиппархпрославился также своими работами в области исследования звезд. Он, как и егопредшественники, считал, что сфера неподвижных звезд реально существует, т.е.расположенные на ней объекты находятся на одинаковом расстоянии от Земли. Нопочему тогда одни из них ярче других? Потому, считал Гиппарх, что их истинныеразмеры неодинаковы – чем больше звезда, тем она ярче. Он разделил диапозонблеска на шесть величин, от первой – для самых ярких звезд до шестой – длясамых слабых, еще видимых невооруженным глазом (есстественно, телескопов тогдане было). В современной шкале звездных величин различие в одну величинусоответствует различию в интенсивности излучения в 2,5 раза.

        В 134году до н.э.в созвездии Скорпиона засияла новая звезда (теперь установлено, чтоновые звезды представляют собой двойные системы, в которых происходит взрыввещества на поверхности одного из компонентов, сопровождаемый быстрымувеличением блеака объекта, с последующим затуханием).Ранее на этом местеничего не было, и поэтому Гиппарх пришел к выводу о необхлдимости созданияточного звезного каталога. С необычайной тщательностью великий астроном измерилэклиптические координаты около 1000 звезд, а также оценил их величины по своейшкале.

         Занимаясьэтой работой, он решил проверить и мнение о том, что звезды неподвижны. Точнееговоря, это должны были сделать потомки.Гиппарх составил список звезд,расположенных на одной прямой линии, в надежде, что следующие поколенияастрономов проверят, останется ли эта линия прямой.

          Занимаясь составление каталога, Гиппарх сделал замечательное открытие. Онсравнил свои результаты с координатами ряда звезд, измеренными до негоАристилом и Тимохарисом (современники Аристарха Самосского), и обнаружил, чтоэклиптические долготы объектов за 150 лет увеличились примерно на 2º. Приэтом эклиптические широты не изменились. Стало ясно, что причина не всобственных движениях звезд, иначе изменились бы обе координаты, а вперемещении точки весеннего равноденствия, от которой отсчитываетсяэклиптическа долгота, причем в направлении, противоположном движению Солнца поэклиптике. Как известно, точка весеннего равноденствия – это место пересеченияэклиптики с небесным экватором. Поскольку эклиптическая широта не меняется современем, Гиппарх сделал вывод, что причина смещения этой точки состоит вдвижении экватора.

Таким образом, мывправе удивиться необычайной логичности и строгости в научных исследованияхГиппарха, а также их высокой точности. Французкий ученый Деламбр, известныйисследователь древней астрономии, так охарактеризовал его деятельность:”Когда окинешьвзглядом все открытия и усовершенствования Гиппарха, поразмышлишь над числомего трудов и множеством приведенных там вычислений, волей-неволей отнесешь егок самым выдающимся людям древности и, более того, назовешь самым великим срединих. Все достигнутое им относится к области науки, где требуется геометрическиепознания в сочетании с пониманием сущности явлений, которые поддаютсянаблюдениям лишь при условии тщательного изготовления инструментов…”

Календарьи звезды

 

      В древнейГреции, как и в странах Востока, в качестве религиозного и гражданскогоиспользовался лунно – солнечный календарь. В нем начало каждого календарногомесяца должно было располагаться как можно ближе к новолунию, а средняяпродолжительность календарного года – по возможности соответствовать промежуткувремени между весенними равноденствиями (“тропический год”,как его сейчас называют). При этом месяцы по 30 и 29 дней чередовались. Но 12лунных месяцев примерно на треть месяца короче года. Поэтому, чтобы выполнитьвторое требование, время от времени приходилось прибегать к интеркаляциям –добавлять в отдельные годы дополнительный, тринадцатый, месяц.

      Вставкиделались нерегулярно правительством каждого полиса – города-государства. Дляэтого назначались специальные лица, которые следилиза величиной отставаниякалендарного года от солнечного. В разделенной на мелкие государства Грециикалендари имели местное значение – одних названий месяцев в греческом миресуществовало около 400. Математик и музыковед Аристоксен (354-300 до н.э.)писал о календарном беспорядке:”Десятый день месяца у коринфян – этопятый день у афиняни восьмой у кого-нибудь еще”

       Простой иточный, 19-летний цикл, использовавшийся еще в Вавилоне, предложил в 433 г. дон.э. афинский астроном Метон. Этот цикл предусматривал вставку семидополнительных месяцев за 19 лет;его ошибка не превышала двух часов заодин цикл.

        Земледельцы, связанные ссезонными работами, издревле пользовались еще и звездным календарем, который независел от сложных движений Солнца и Луны. Гесиод в поеме “Труды и дни”,указывая своему брату Персу время  проведения сельскохозяйственных работ,отмечает их не по лунно-солнечному календарю, а по звездам:

Лишьна востоке начнут восходить

АтлантидыПлеяды,

Жатьпоспешай, а начнут

Заходить-засев принимайся…

Вотвысоко средь неба уж Сириус

Всталс Орионом,

Ужначинает Заря розоперстая

ВидетьАртура,

Режь,о Перс, и домой уноси

Виноградныегроздья…

 

Таким образом,хорошее знание звездного неба, которым в современном мире мало кто можетпохвастаться, древним грекам было необходимо и, очевидно, широкораспространено. По-видимому, этой науке детей учили в семьях с раннеговозраста. Лунно-солнечный календарь использовался и в Риме. Но здесь царил ещебольший “календарный произвол”. Длина и начало года зависели от понтификов (отлат. Pontifices),римских жрецов, которые нередко пользовались своим правом в корыстных целях.Такое положение не могло удовлетворить огромную империю, в которую стремительнопревращалось Римское государство. В 46 г. до н.э. Юлий Цезарь (100-44 до н.э.),исполнявший обязанности не только главы государства, но и верховного жреца,провел  календарную реформу. Новый календарь по его поручению разработалалександрийский математик и астроном Созиген, по происхождению грек. За основуон взял египедский, чисто солнечный, календарь. Отказ от учета лунных фазпозволил сделать календарь достаточно простым и точным. Этот календарь, названныйюлианнским, использовался в христианском мире до введения в католическихстранах в XVIвеке уточненного григорианскогокалендаря.

      Летоисчисление поюлианскому календарю началосьв 45 году до н.э. На 1 январяперенесли начало года (раньше первым месяцем был март). В благодарность завведение календаря сенат постановил переименовать месяц квинтилис (пятый), вкотором родился Цезарь, в юлиус – наш июль. В 8 году до н.э. честь следующегоимператора, Октивиана Августа, месяц секстилис(шестой), был переименован вавгуст.Когда Тиберию, третьему принцепсу (императору), сенаторы предложилиназватьего именем месяц септембр (седьмой), он будто бы отказался, ответив:”Ачто будет делать тринадцатый принцепс?”

       Новыйкалендарь оказался чисто гражданским, религиозные праздники в силу традициипо-прежнему справлялисьв соответствии с фазами Луны. И в настоящее времяпраздник Пасхи согласовывается с лунным календарем, причем для расчета егодаты  используется цикл, предложенный еще Метоном.

Заключение

    В далекомсредневековье Бернард Шартрский говорил ученикам золотые слова:”Мы подобнокарликам, усевшимся на плечах великанов;мы видим больше и дальше, чемони, не потому, что обладаем лучшим зрением, и не потому, что мы выше их, нопотому, что они нас подняли и увеличили наш рост своим величием. Астрономылюбых эпох всегда опирались на плечи предшествующих великанов.

    Античная астрономия занимаетв истории науки особое место. Именно в древней Греции были заложены основысовременного научного мышления. За семь с половиной столетий от Фалеса иАнаксимандра, сделавших первые шаги в осмыслении Вселенной, до КлавдияПтолемея, создавшего математическую теорию движения светил, античные ученыепрошли огромный путь, на котором у них не было предшественников. Астрономыантичности использовали данные, полученные задолго до них в Вавилоне. Однакодля их обработки они создали совершенно новые математические методы, которыебыли взяты на вооружение средневековыми арабскими, а позднее и европейскимиастрономами.

    В 1922 МеждународныйАстрономический Съезд утвердил 88 международных названий созвездий, тем самымувековечил память о древнегреческих мифах, в честь которых были названысозвездия: Персей, Андромеда, Геркулес и т.д. (около 50-ти созвездий).Значениедревнегреческой науки подчеркивают слова: планета, комета, галактика и самослово Астрономия.

Списокиспользованной литературы

1.    “Энциклопедия длядетей”.Астрономия. (М. Аксенова, В. Цветков, А. Засов, 1997)

2.    “Звездочетыдревности”. (Н. Николов, В. Харалампиев, 1991)

3.    “ОткрытиеВселенной-прошлое, настоящее, будущее”. (А. Потупа,1991)

4.    “ГоризонтыОйкумены”. (Ю. Гладкий, Ал. Григорьев, В. Ягья, 1990)

5.     Астрономия,11 класс. (Е. Левитан, 1994)

План защитыреферата

www.ronl.ru

Астрономия в школе

Астрономия в школе

Многие удивились, когда узнали, что астрономия возвращается в число обязательных для изучения предметов в школе. Мы решили рассмотреть детали и дать ответы на наиболее актуальные вопросы.

Когда астрономию вернут в программу?

Согласно последнему заявлению, «Астрономия» появится в этом учебном году (2017-2018). Со слов министра образования и науки Ольги Васильевой: «Напомню вам, что с этого года в школьной программе вводится курс астрономии. В этом нет ничего удивительного — астрономия читалась в курсе физики, учителя физики готовы к тому, что они будут читать этот курс отдельно. Никаких часовых изменений не происходит».

Для начала предмет вернется в среднюю школу и в неделю будет охватывать час. В июне этого года вышел также приказ от Минобрнауки, где он числится среди обязательных для изучения предметов.

Какой литературой пользоваться?

Если говорить о Федеральном списке, то там указан всего лишь один учебник от «ДРОФА-ВЕНТАНА». Это «Астрономия», предназначенная для учеников 11-го класса. Ее написали Воронцов-Вельяминов Б.А. и Страут Е.К. Материал излагается по классической структуре, но значительная часть также отведена современным научным исследованиям.

«Это базовый уровень. Автор очень известный — это Воронцов-Вельяминов. Давайте посмотрим, с чего он начинается — «древнейшая наука, истоки которой относятся…», – говорит Ольга Васильева.

Где его можно приобрести?

Если вы задействованы в образовательной системе и нуждаетесь в учебнике, то можно связаться с издательством «ДРОФА-ВЕНТАНА», предлагающим выгодные условия сотрудничества.

Где найти описание курса?

В полном объеме он расписан в рабочей программе, которую можно скачать здесь. В ней отмечены предполагаемые результаты, содержание, темы, а также дополнительные вопросы, которые помогут разнообразить и расширить рассматриваемый раздел.

Курс длится 35 часов. Если уделять предмету 2 часа в неделю, то 11-классники могут окончить его за первое полугодие. Если же используется вариант с часом, то рекомендовано разбить предмет на две части и пройти первую во втором полугодии 10-го класса, а вторую – в первом 11-го.

Почему астрономию возвращают в программу?

Ольга Васильева считает: «Послушайте! Ведь, если звезды зажигают — значит — это кому-нибудь нужно», — помните слова Маяковского? Дело в том, что лишать человека знаний об астрономии, я считаю, неправильно. Тем более, что разговор шел об одном часе в неделю».

Елена Тихонова из издательства «ДРОФА-ВЕНТАНА» добавляет: «В наши дни совершены беспрецедентные открытия, которые дали мощный импульс развитию технологий не только в космической отрасли. И чтобы следовать вектору технического прогресса, важно вернуть Вселенную, эту уникальную природную лабораторию, в сферу российских научных интересов. Следовательно, необходимо заинтересовать изучением предмета подрастающее поколение. Популяризации науки как раз и способствует классический учебник Б.А. Воронцова-Вельяминова, который выдержал много изданий и последние 20 лет выпускается нашей редакцией».

На нашем портале вы сможете ознакомиться со специализированной литературой, посвященной изучению астрономии в школе. Также есть возможность изучить вселенские просторы, основываясь на информации, собранной мощнейшими технологиями 21 века. Вдобавок, здесь собраны фотографии и карты изученных небесных тел. Вся информация разбита на удобные для поиска разделы, надеюсь вам будет не сложно найти соответсвующую информацию.

Популяризация

Астрономия, Век XXI, Сурдин В.Г., 2007.

Книга посвящена современным проблемам астрономии: от изучения Луны и планет до поисков гравитационных волн, темного вещества и темной энергии. Ученые Государственного астрономического института им. П.К.Штернберга (МГУ) рассказывают о том, какие важнейшие события произошли в астрономии на рубеже нового тысячелетия и над какими нерешенными проблемами сейчас работают исследователи.

Условный исторический рубеж — начало нового тысячелетия — был отмечен несколькими важнейшими открытиями в изучении Вселенной. Поэтому последние годы можно без преувеличения назвать великим десятилетием астрономии, возможно, началом ее нового "золотого века". В "Приложении" помещен обширный справочный материал. Книга адресована старшеклассникам, студентам и преподавателям, а также всем интересующимся проблемами современного естествознания.

Астрономия, Век XXI, Сурдин В.Г., 2015.

Книга посвящена современным проблемам астрономии: от изучения Луны и планет до поисков гравитационных волн, темного вещества и темной энергии. Ученые Государственного астрономического института им. П.К.Штернберга (МГУ) рассказывают о том, какие важнейшие события произошли в астрономии на рубеже нового тысячелетия и над какими нерешенными проблемами сейчас работают исследователи. Условный исторический рубеж — начало нового тысячелетия — был отмечен несколькими важнейшими открытиями в изучении Вселенной.

Поэтому последние годы можно без преувеличения назвать великим десятилетием астрономии, возможно, началом ее нового "золотого века". В "Приложении" помещен обширный справочный материал. Книга адресована старшеклассникам, студентам и преподавателям, а также всем интересующимся проблемами современного естествознания.

Что есть Что, Небо, Сурдин В.Г., 2000.

Эта книга из серии"Эрудит"рассказывает о явлениях, происходящих на дневном и ночном небе, о причинах этих явлений и способах их наблюдения, о планетах Солнечной системы и истории их исследования. Для широкого круга читателей.

Что есть Что, Планеты, Сурдин В.Г., Волков А. 2000.

Вот уже несколько столетий, используя все более и более мощные телескопы, астрономы пытливо вглядываются в крохотные, неясные изображения планет...За это время их движение было изучено почти досконально, но о самой природе этих небесных тел и о том, что происходит на их поверхности, ученые еще совсем недавно знали до обидного мало.

За последние десятилетия XX века межпланетные космические станции побывали около всех планет, кроме Плутона, и заново открыли Солнечную систему. И мы тоже по-новому увидим планеты — от Меркурия до Плутона, — совершив прекрасное путешествие прямо на страницах этой книжки...

Марс, Великое противостояние, Сурдин В.Г., 2004.

В книге рассказано об исследованиях поверхности Марса в прошлом и настоящем. Подробно изложены история наблюдений марсианских каналов и дискуссия о возможности жизни на Марсе, происходившая в период его изучения средствами наземной астрономии. Приведены результаты современных исследований планеты, её топографические карты и фотографии поверхности, полученные в период великого противостояния Марса в августе 2003 г.

Книга предназначена для всех, интересующихся астрономией и космонавтикой. Будет полезна преподавателям и любителям астрономии.

Путешествия к Луне, Сурдин В.Г., 2009.

Книга рассказывает о Луне: о ее наблюдениях с помощью телескопа, об изучении ее поверхности и недр автоматическими аппаратами и о пилотируемых экспедициях астронавтов по рограмме «Аполлон». Приведены исторические и научные данные о Луне, фотографии и карты ее поверхности, описание космических аппаратов и детальный рассказ об экспедициях. Обсуждаются возможности изучения Луны научными и любительскими средствами, перспективы ее освоения.

Книга предназначена тем, кто интересуется космическими исследованиями, приступает к самостоятельным астрономическим наблюдениям или увлечен историей техники и межпланетных полетов.

НЛО: Записки астронома, Сурдин В.Г., 2007.

Феномен НЛО — явление многогранное. Им интересуются и журналисты в поиске сенсаций, и ученые в поиске новых природных явлений, и военные, опасающиеся происков врага, и просто любознательные люди, уверенные, что «дыма без огня не бывает». В этой книжке свой взгляд на проблему НЛО высказывает астроном — знаток небесных явлений.

Астрология и Наука, Сурдин В.Г., 2007.

Существует ли связь между астрологией и наукой? Некоторые утверждают, что астрология сама является наукой, другие же уверены, что астрология — это не более чем гадание по звездам. В книге рассказано, как ученые относятся к астрологии, как они проверяют астрологические прогнозы и кто из великих астрономов и в какой степени был астрологом.

На обложке: На картине голландского художника Яна Вермеера (1632–1675), ныне хранящейся в Лувре (Париж), изображен астроном. Или астролог?

Неуловимая планета, Сурдин В.Г., 2006.

Поиск планет - непростое занятие. Иногда все решает счастливый случай, но чаще - годы упорного труда, расчетов и многочасовых бдений у телескопа. О том, как ищут и находят новые планеты, рассказано в этой увлекательной книге.

Неуловимая планета, Сурдин В.Г., 2014.

«Сколько планет открыли астрономы?» – вопрос, ответить на который с каждым годом становится все сложнее. Задайте его своим знакомым, и разнобой ответов вас немало удивит. Некоторые, не задумываясь, скажут: «Все знают, что планет девять!» И даже перечислят их без запинки: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Другие уточнят: «Теперь – восемь: Плутон больше не планета, хотя и не ясно, кто же он теперь такой».

Еще более осведомленные из нас, возможно, заметят: «Кажется, теперь планет уже больше дюжины: найдены новые вдали от Солнца, в поясе Койпера». А любители астрономических новостей уточнят: «Если вы имеете в виду вообще все планеты, то их уже открыто несколько сотен, причем большинство – не рядом с Солнцем, а вблизи других звезд». Ну и кто же прав? Сколько планет на самом деле известно сейчас астрономам?

Собранные в этом разделе учебники помогут подготовиться к любой контрольной или олимпиаде по астрономии. Указанные программы значительно экономят время и позволяют изучать объекты и космические явления комплексно и системно, из-за чего полученные знания усваиваются намного проще. Многие задачи также научат смотреть на предмет под новым углом и искать нестандартные пути решения.

Астрономические задачи и Олимпиады

Астрономические задачи с решениями, Сурдин В.Г., 2002.

В книге собрано около 430 задач по астрономии с подробными решениями. Часть из них — классические, часть — совершенно новые. Все решения составлены автором книги и нередко дополняют и даже исправляют ошибки классических решений. Уровень задач в среднем ниже олимпиадного, хотя отдельные задачи потребуют упорной работы.

Абсолютное большинство задач «с изюминкой»: не торопитесь давать ответ, даже если на первый взгляд задача покажется простой. Книгу можно рекомендовать школьникам, изучающим астрономию, географию и природоведение, а также всем любителям астрономии.

Вселенная в вопросах и ответах, Сурдин В.Г., 2002.

В новой книге известного астронома и популяризатора науки Владимира Сурдина собраны 181 задача, 50 вопросов и 319 тестов с ответами и решениями. Эти в целом не очень сложные задачи, раскрывающие разные стороны современной астрономии и космонавтики, требуют, однако, творческого мышления и понимания предмета.

Основой для некоторых вопросов стали литературные произведения, в том числе научно-фантастические повести братьев Стругацких. Такая увлекательная форма подачи помогает легче усваивать новые знания по астрономии и космонавтике и активнее оперировать ими, что важно для будущих ученых и инженеров, а также преподавателей физики и астрономии.

Вселенная в вопросах и ответах, Сурдин В.Г., 1995.

Книга написана на основе материалов Московской астрономической олимпиады для школьников, проводимой ежегодно с 1947 г. Представлено более 450 оригинальных задач с подробными решениями, большинство из которых никогда ранее не публиковалось. Тематика задач охватывает многие разделы астрономии, астрофизики, планетологии, космической физики и космонавтики.

Задачи могут быть использованы при проведении олимпиад и конкурсов по астрономии, физике и географии. Уровень сложности задач весьма различен: они будут полезны как для любителей астрономии, так и для преподавателей средней школы и даже ВУЗа. Решения некоторых задач представляют материал для углубленного изучения астрономии и космической физики.

Вселенная в вопросах и ответах, Сурдин В.Г. Гусев В.Г., 1995.

В учебном пособии представлено 426 задач по истории астрономии. Задачам предшествует краткое историческое введение. Издание призвано помочь в преподавании астрономии в высших учебных заведениях и в школах. Оно содержит оригинальные задачи, связанные с развитием астрономии как науки. Многие задачи носят астрофизический характер, поэтому пособие может быть также использовано на занятиях по физике.

На нашем портале вы сможете воспользоваться астрономическими справочниками, отвечающими на любой вопрос. Если вам необходимо выяснить определение космического явления, уточнить характеристику объекта или же углубиться в изучение современных исследований, то для вас собраны бесценные сведения в удобном изложении.

Астрономические справочники

Справочник любителя астрономии, Куликовский П.Г., 2002.

В справочнике излагаются задачи и методы современной астрономии, дается описание небесных объектов — звезд, планет, комет и др. Описываются методы астрономических наблюдений, доступных скромным средствам любителей. Обширный справочный материал полностью обновлен и отражает достижения последних лет.

Для астрономов-любителей, студентов, преподавателей астрономии и физики. Полезна также специалистам-астрономам и исследователям в смежных областях науки.

Справочник любителя астрономии, Куликовский П.Г., 2017.

В настоящем справочнике излагаются задачи и методы современной астрономии, дается описание небесных объектов - звезд, планет, комет и др. Описываются методы астрономических наблюдений, доступных скромным средствам любителей. Обширный справочный материал полностью обновлен и отражает достижения последних лет.

Справочник предназначен для астрономов-любителей, преподавателей астрономии в средней школе, участников астрономических кружков, лекторов. Он будет полезен также специалистам-астрономам и сотрудникам станций наблюдений искусственных спутников Земли, исследователям в смежных областях науки.

Введение в классическую звездную динамику, Айвэн Р.К., 2002.

В книге изложены важнейшие вопросы теории орбит, теории потенциала галактик, теории спиральной структуры галактических дисков и приливного взаимодействия звездных систем. Для студентов и аспирантов, изучающих астрономию и физику

Жизнь в Солнечной системе и за ее пределами, Джонс Б.У., 2007.

В книге известного английского ученого, профессора физики и астрономии Барри Джонса рассматривается происхождение и ранняя эволюция жизни на Земле, а также возможность существования жизни вне Земли – как в пределах Солнечной системы (Марс, Европа, Титан), так и в окрестности иных звезд. Указан диапазон условий, при которых возможна жизнь земного типа. Обсуждается будущее Солнечной системы и перспективы эволюции жизни в ней. Описаны типы звезд, рядом с которыми могут находиться пригодные для жизни планеты. Сделан детальный обзор методов и результатов поиска планет у других звезд, указаны их свойства и возможные сценарии эволюции. Рассмотрены перспективы обнаружения обитаемых планет и возможности контакта с внеземными разумными существами.

Для преподавателей и студентов астрономических и биологических специальностей, а также для всех, интересующихся астрономией и проблемами эволюции жизни.

На нашем сайте расположена методическая программа, в которой детально расписана подготовка учащихся к олимпиаде. Здесь указан список тем, основываясь на классе обучения. С ее помощью вы можете подготовить ребенка по любой категории и проверить, владеет ли он тем или иным разделом в достаточной степени.

Методическая программаВсероссийской олимпиады школьников по астрономии

  • 1. 5–6 классы (только школьный этап).
    • 1.1. Основные объекты звездного неба. Созвездия и наиболее яркие звезды неба. Условия их видимости в разные сезоны года. Ориентирование на местности по полярной звезде. Астеризмы. Видимые отличия планет от звезд.
    • 1.2. Видимое движение Солнца по небу. Эклиптика, зодиакальные созвездия. Положение Солнца в созвездиях в зависимости от времени года.
    • 1.3. Солнечная система. Структура и состав Солнечной системы. Астрономическая единица. Планеты Солнечной системы: радиусы орбит, физические характеристики (размеры, форма, масса, плотность, период вращения). Обращение Земли вокруг Солнца, как причина смены времен года. Крупнейшие спутники планет. Системы мира Птолемея и Коперника.
    • 1.4. Основы летоисчисления. Календарный год. Високосные и невисокосные года. Юлианский и григорианский календари.
    • 1.5. Вращение Земли. Полюс и экватор. Смена дня и ночи. Изменение вида звездного неба в течении суток.
    • 1.6. Основные сведения о Луне. Движение Луны вокруг Земли, фазы Луны. Солнечные и лунные затмения.
    • 1.7. Начальные представления о структуре Вселенной. Основные типы объектов Вселенной (звезды, галактики). Характерные пространственные масштабы.
  • 2. 7 класс (школьный и муниципальный этапы).
    • 2.1. Земля как планета. Школьный этап: Фигура Земли. Экваториальный и полярный радиусы. Географические координаты.
    • 2.2. Основы сферической астрономии. Школьный этап: Основные точки и линии на небесной сфере (горизонт, небесный меридиан, зенит, полюс мира, стороны света). Понятие высоты объекта над горизонтом. Связь высоты полюса мира над горизонтом с широтой наблюдателя. Муниципальный этап: Суточные пути светил на небесной сфере на разных широтах. Восход, заход, кульминация. Годичное движение Солнца по небу. Равноденствия и солнцестояния. Полярный день и полярная ночь. Тропик и полярный круг.
    • 2.3. Оптические явления в атмосфере Земли. Школьный этап: Радуга, солнечные и лунные гало, ложное Солнце (паргелий) и ложная Луна (парселений), световые столбы. Серебристые облака. Полярные сияния.
    • 2.4. Солнце и звезды, их физические характеристики. Школьный этап: Масса, радиус, температура Солнца. Муниципальный этап: Основные характеристики звезд: Масса, размеры (гиганты, карлики), температура, цвет (качественно).
    • 2.5. Малые тела Солнечной системы. Школьный этап: Определение планеты и карликовой планеты. Свойства и основные характеристики карликовых планет, астероидов и комет, условия их наблюдений. Главный пояс астероидов, пояс Койпера и облако Оорта. Происхождение и эволюция комет. Метеоры и метеорные потоки на Земле. Радиант метеорного потока. Метеориты.
    • 2.6. Электромагнитное излучение и система расстояний в астрономии. Школьный этап: Скорость света, световой год. Характерные расстояния до объектов Вселенной в световых годах. Муниципальный этап: Шкала и диапазоны электромагнитных волн. Парсек и метод годичного параллакса измерения расстояний до звезд. Соотношение между парсеком и световым годом. Пространственно-временные масштабы Вселенной.
    • 2.7. Общие сведения по математике. Школьный этап: Единицы измерения углов (часовые и градусные), их части. Длина окружности. Муниципальный этап: Линейные уравнения. Решение систем линейных уравнений.
  • 3. 8 класс (школьный и муниципальный этапы).
    • 3.1. Небесная сфера. Школьный этап: Понятие небесной сферы. Большие и малые круги на небесной сфере. Угловые расстояния между объектами на небесной сфере. Муниципальный этап: Координаты на поверхности сферы аналогично широте и долготе на Земле. Горизонтальная и экваториальная система координат. Высота, азимут, часовой угол, прямое восхождение и склонение точек небесной сферы. Высоты светил в верхней и нижней кульминации. Рефракция (основные свойства). Незаходящие и невосходящие светила.
    • 3.2. Шкалы времени в астрономии. Школьный этап: Осевое вращение Земли и солнечные сутки. Местное и поясное время. Связь с географической долготой. Декретное время, часовые пояса и часовые зоны. Муниципальный этап: Звездное время, звездные сутки. Изменение условий видимости звезд в течение года. Зимние, весенние, летние и осенние созвездия. Подвижная карта звездного неба.
    • 3.3. Основы небесной механики. Школьный этап: Законы Кеплера в простой формулировке для круговых орбит. Первая космическая скорость. Муниципальный этап: Закон всемирного тяготения. Обобщенные законы Кеплера. Движение по эллипсу и параболе. Эллипс, его основные точки, большая и малая полуоси, эксцентриситет. Парабола как предельный случай эллипса. Вторая космическая скорость. Определение масс небесных тел на основе закона всемирного тяготения.
    • 3.4. Солнечная система. Школьный этап: Определение расстояний до тел Солнечной системы (методы радиолокации и суточного параллакса). Угловые размеры планет. Связь угловых и линейных размеров космических объектов. Муниципальный этап: Упрощенная запись III закона Кеплера для планет Солнечной системы. Видимое движение планет, их конфигурации. Сидерический, синодический периоды планет, связь между ними. Перелеты между планетами. Расчеты времени межпланетных перелетов по эллипсам Гомана.
    • 3.5. Система Земля-Луна. Школьный этап: Синодический и сидерический периоды Луны. Эксцентриситет орбиты Луны, точки перигея и апогея.
    • 3.6. Общие сведения о глазе и оптических приборах. Школьный этап: Глаз как оптический прибор. Устройство простейших оптических приборов для астрономических наблюдений. Линзовые, зеркальные и зеркально-линзовые телескопы. Муниципальный этап: Оптические схемы телескопов. Параметры оптических систем и изображений: фокусное расстояние, относительное отверстие, угловое увеличение, масштаб изображения, предельное угловое разрешение, размеры дифракционного изображения. Ограничения со стороны земной атмосферы на разрешающую способность.
    • 3.7. Общие сведения по математике. Школьный этап: Запись больших чисел, математические операции со степенями. Приближенные вычисления. Число значащих цифр. Пользование инженерным калькулятором. Муниципальный этап: формулы для синуса и тангенса малых углов. Квадратные уравнения. Подобие фигур. Прямоугольный треугольник. Теорема Пифагора. Площади простейших геометрических фигур: треугольник, круг.
  • 4. 9 класс.
    • 4.1. Уравнение времени. Муниципальный этап: Истинное и среднее солнечное время, причины их различия. Уравнение времени, его характерная величина в разные периоды года. Аналемма. Заключительный этап: математическое выражение для уравнения времени.
    • 4.2. Движение Земли и эклиптические координаты. Муниципальный этап: Тропический и звездный год, прецессия оси Земли. Нутация (качественно). Принципы построения календарей. Солнечный, лунный и лунно-солнечный календари. Юлианские даты. Региональный этап: Эклиптическая система координат. Аберрация света.
    • 4.3. Небесная механика. Региональный этап: элементы орбит в общем случае. Скорость движения в точках перицентра и апоцентра. Законы сохранения энергии и момента импульса. Движение по гиперболе. Наклонение орбиты, линия узлов. Прохождения планет по диску Солнца, условия наступления. Третья космическая скорость для Земли и других тел Солнечной системы.
    • 4.4. Движение Луны. Региональный этап. Наклонение орбиты, линия узлов. Луны Либрации Луны. Движение узлов орбиты Луны, периоды «низкой» и «высокой» Луны. Аномалистический и драконический месяцы. Солнечные и лунные затмения, их типы, условия наступления. Сарос. Покрытия звезд и планет Луной, условия их наступления. Понятие о приливах.
    • 4.5. Шкала звездных величин. Муниципальный этап: Светимость. Освещенность. Яркость. Звездная величина, ее связь с освещенностью и расстоянием до объекта. Формула Погсона. Изменение видимой яркости планет и комет при их движении по орбите. Альбедо планет.
    • 4.6. Звезды, общие понятия. Муниципальный этап: Основные характеристики звезд: температура, радиус, масса и светимость. Закон излучения абсолютно черного тела (закон Стефана-Больцмана). Понятие эффективной температуры.
    • 4.7. Движение звезд в пространстве. Муниципальный этап: Тангенциальная скорость и собственное движение звезд. Пространственное движение Солнца и звезд, апекс. Региональный этап: Эффект Доплера. Лучевая скорость звезд и принципы ее измерения.
    • 4.8. Двойные и переменные звезды. Муниципальный этап: Затменные переменные звезды. Определение масс и размеров звезд в двойных системах. Региональный этап: Классификация двойных: визуальные, астрометрические, затменные переменные. Кривые блеска и кривые вращения в двойных системах. Пульсирующие переменные звезды, их типы. Зависимость «период-светимость» для цефеид. Долгопериодические переменные звезды. Новые звезды. Внесолнечные планеты, методы их обнаружения. Характеристики их орбит, "зона обитаемости".
    • 4.9. Рассеянные и шаровые звездные скопления. Региональный этап: Возраст, физические свойства скоплений и особенности входящих в них звезд. Основные различия между рассеянными и шаровыми скоплениями. Движения звезд, входящих в скопление. Метод «группового параллакса» определения расстояния до скопления.
    • 4.10. Солнце. Все этапы: Основные характеристики Солнца (вращение, химический состав). Солнечные пятна, циклы солнечной активности, Активные образования в атмосфере Солнца. Солнечная постоянная. Числа Вольфа. Состав атмосферы солнца. Муниципальный этап: Магнитные поля на Солнце. Гелиосфера. Магнитосфера. Солнечный ветер. Региональный этап: Механизм энерговыделения Солнца. Внутреннее строение Солнца. Солнечные нейтрино.
    • 4.11. Телескопы, проницающая способность, приемники излучения. Муниципальный этап: Проницающая способность телескопа, поверхностная яркость протяженных объектов при наблюдении в телескоп.
    • Региональный этап: Современные приемники излучения: Фотоумножители, ПЗС-матрицы. Аберрации оптики. Оптические схемы современных телескопов. Космические телескопы, интерферометры.
    • 4.12. Строение и типы галактик. Школьный этап: Морфологические типы галактик. Классификация Хаббла. Региональный этап: Активные ядра галактик (классификация, наблюдательные проявления и физические механизмы). Происхождение и эволюция галактик. Кривые вращения галактических дисков. Темная материя в галактиках. Сверхмассивные черные дыры и оценка их массы.
    • 4.13. Основы космологии. Региональный этап: Крупномасштабная структура Вселенной. Скопления и сверхскопления галактик. Гравитационное линзирование (качественно).
    • 4.14. Неоптическая астрономия. Школьный этап: Космические лучи (состав, энергия, происхождение). Нейтрино. Гравитационные волны. Механизмы излучения.
    • 4.15. Общие сведения из физики. Региональный этап: Теорема вириала. Связь массы и энергии. Строение ядра атома, дефект масс и энергия связи. Выделение энергии при термоядерных реакциях. Уравнения ядерных реакций (общие принципы), радиоактивность. Основные свойства элементарных частиц (электрон, протон, нейтрон, фотон, нейтрино). Антивещество.
    • 4.16. Общие сведения из математики. Школьный этап: Экспонента, натуральные и десятичные логарифмы, вещественные степени. Формулы приближенных вычислений. Региональный этап: Иррациональные уравнения. Метод простой итерации. Оценка погрешностей. Число значащих цифр. Линейная аппроксимация (графически). Площади и объемы простейших геометрических фигур: эллипс, цилиндр, шар, шаровой сегмент, конус, эллипсоид (только объем). Уравнения плоскости, эллипса и сферы. Геометрический смысл коэффициентов уравнений. Телесный угол. Системы координат на плоскости и в пространстве (прямоугольная, полярная, сферическая). Конические сечения: круг, эллипс, парабола, гипербола. Основные свойства. Уравнение эллипса в полярных координатах.
  • 5. 10 класс.
    • 5.1. Движение в поле тяжести нескольких тел. Региональный этап: Приливное воздействие. Сфера Хилла, полость Роша. Основы теории возмущенного движения, точки либрации.
    • 5.2. Сферические координаты. Региональный этап: Параллактический треугольник и преобразование сферических координат. Вычисление моментов времени и азимутов восхода и захода светил.
    • 5.3. Основы спектроскопии. Региональный этап: понятие спектра. Интенсивность, спектральная плотность излучения. Ангстрем. Закон смещения Вина. Многоцветная фотометрия, представление о фотометрической системе UBVR, показатели цвета. Спектр атома водорода и водородоподобных ионов. Квантовые и волновые свойства света. Поглощение, рассеяние, испускание электромагнитного излучения. Линейчатый и непрерывный спектры. Спектры различных астрономических объектов. Спектр разреженного газа (солнечной короны, планетарных и диффузных туманностей, полярных сияний). Профиль спектральной линии.
    • 5.4. Влияние земной атмосферы на наблюдаемые характеристики звезд. Региональный этап: Атмосферная рефракция, ее зависимость от температуры, давления и длины волны, "зеленый луч". Поглощение и рассеяние света в атмосфере, закон Бугера. Определение внеатмосферных звездных величин звезд. Понятие оптической толщины, ее связь с длиной пути луча в среде. Теллурические спектральные линии.
    • 5.5. Классификация звезд с учетом их спектральных характеристик. Школьный этап: Спектральная классификация звезд. Диаграмма «цвет-светимость» (Герцшпрунга-Рассела), «спектр-светимость» для разных групп звезд, рассеянных и шаровых звездных скоплений. Звезды главной последовательности, гиганты, сверхгиганты. Региональный этап: Соотношение «масса-светимость» для звезд главной последовательности.
    • 5.6. Эволюция звезд. Школьный этап: Эволюция звезд различной массы и их перемещение по диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Эволюция звездных скоплений. Региональный этап: Нуклеосинтез в недрах звезд различных типов и при взрыве сверхновых. Равновесие звезд. Перенос энергии в звезде. Звездные атмосферы и их спектры. Временные шкалы эволюции звезд (ядерная, тепловая, динамическая). Образование звезд. Джинсовская масса. Конечные стадии эволюции звезд: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры. Предел Чандрасекара. Гравитационный радиус. Пульсары. Планетарные туманности. Сверхновые звезды: типы, механизмы и основные характеристики. Сверхновые типа Ia. Остатки и расширяющиеся оболочки сверхновых. Сферическая и дисковая аккреция. Предел светимости Эддингтона.
    • 5.7. Межзвездная среда. Школьный этап: Представление о распределении газа и пыли в пространстве. Плотность, температура и химический состав межзвездной среды. Горячий газ и холодные молекулярные облака. Газовые и диффузные туманности. Региональный этап: Зависимость межзвездного поглощения от длины волны и влияние на звездные величины и цвет звезд, оптическая толщина. Связь избытка цвета с поглощением в полосе V.
    • 5.8. Общие сведения из физики. Школьный этап: Газовые законы. Температура, тепловая энергия газа, концентрация частиц и давление. Термодинамическое равновесие. Идеальный газ. Связь скорости молекул и температуры. Региональный этап: Длина свободного пробега и частота столкновений. Средняя квадратическая скорость молекул газа. Барометрическая формула. Плазма. Процессы ионизации и рекомбинации. Вырожденный газ.
    • 5.9. Общие сведения из математики. Региональный этап: Метод наименьших квадратов. Непрерывные распределения, их простейшие параметры. Дифференцирование и его геометрический смысл. Сферическая тригонометрия (сферические теоремы синусов и косинусов).
  • 6. 11 класс.
    • 6.1. Небесная механика. Региональный этап: Движение тел с переменной массой. Уравнение Циолковского.
    • 6.2. Свойства излучения. Региональный этап: Поляризация излучения. Давление света. Формула Планка. Приближения Рэлея-Джинса и Вина. Яркостная температура. Мазерное излучение. Синхротронное излучение. Мера дисперсии и эффект Фарадея в межзвездной среде.
    • 6.3. Галактика и галактики. Школьный этап: Фотометрические и спектральные свойства галактик разных типов. Типы населения звезд в галактиках. Функция светимости звезд. Начальная функция масс. Региональный этап: Соотношения Талли-Фишера и Фабер-Джексона.
    • 6.4. Космология. Школьный этап: Закон Хаббла, космологическое красное смещение. Реликтовое излучение, его спектр и флуктуации яркости. Региональный этап: Большой взрыв. Инфляционная теория. Первичный нуклеосинтез. Первичная рекомбинация. Расширение Вселенной. Прошлое и будущее Вселенной. Модель однородной изотропной Вселенной Фридмана. Альтернативные модели Вселенной. Барионное вещество, темная материя и темная энергия. Критическая плотность Вселенной. Масштабный фактор. Угломерное и фотометрическое расстояния. Рост неоднородностей во Вселенной.
    • 6.5. Общие сведения из физики. Региональный этап: Специальная теория относительности. Преобразования Лоренца. Лоренцево сокращение и релятивистское замедление времени. Релятивистский эффект Доплера. Гравитационное красное смещение.
    • 6.6. Общие сведения из математики. Региональный этап: Интегрирование и его геометрический смысл. Формула Ньютона-Лейбница. Простейшие дифференциальные уравнения в задачах по физике и астрономии.

v-kosmose.com

Реферат по астрономии

с. 1 с. 2 с. 3 Реферат

по астрономии

Выполнила

Ученица 11 класса

МОУ «Сош№52»

Ягубян Шушан

Содержание

Астрономия…………………………………………………………………3-6

  1. Структура……………………………………………………………4
  2. Звездная астрономия……………………………………………….5
  3. Задачи астрономии…………………………………………………5-6
Созвездие……………………………………………………………………6-10

Небесная сфера……………………………………………………………..10-13

  1. История……………………………………………………………….10
  2. Названия важнейших точек и дуг на небесной сфере…………..11-13

Астроно́мия (греч. αστρονομία, от αστρον — звезда и νόμος — закон) — наука о движении, строении и развитии небесных тел и их систем, вплоть до Вселенной в целом. В частности, астрономия изучает Солнце, планеты Солнечной системы и их спутники, астероиды, кометы, метеориты, межпланетное вещество, звёзды и внесолнечные планеты (экзопланеты), туманности, межзвёздное вещество, галактики и их скопления, пульсары, квазары, чёрные дыры и многое другое.

2009 год был объявлен ООН Международным годом астрономии (IYA2009). Основной упор делается на повышении общественной заинтересованности и понимании астрономии.

Структура астрономии как научной дисциплины

Лунная астрономия: большой кратер на изображении — Дедал, сфотографированный экипажем Аполлона-11 во время обращения вокруг Луны в 1969. Кратер расположен рядом с центром невидимой стороны Луны, его диаметр около 93 км.

Внегалактическая астрономия: гравитационное линзирование. Это изображение показывает несколько голубых петлеобразных объектов, которые являются многократными изображениями одной галактики, размноженными из-за эффекта гравитационной линзы от скопления жёлтых галактик возле центра фотографии. Линза создана гравитационным полем скопления, которое искривляет световые лучи, что ведёт к увеличению и искажению изображения более далёкого объекта.

Современная астрономия подразделяется на ряд отдельных разделов, которые тесно связаны между собой, и такое разделение астрономии в известном смысле условно. Главнейшими разделами астрономии являются:

Эти три раздела в основном решают первую задачу астрономии (исследование движения небесных тел), и их часто называют классической астрономией. Ряд разделов астрофизики выделяется по специфическим методам исследования. В этих двух разделах в основном решаются вопросы второй задачи астрономии (строение небесных тел). На основании всех полученных знаний о небесных телах последние два раздела астрономии решают её третью задачу (происхождение и эволюция небесных тел).

Курс общей астрономии содержит систематическое изложение сведений об основных методах и главнейших результатах, полученных различными разделами астрономии.

Одним из новых, сформировавшихся только во второй половине XX века, направлений является археоастрономия, которая изучает астрономические познания древних людей и помогает датировать древние сооружения, исходя из явления прецессии Земли.

Звёздная астрономия

Планетарная туманность Муравья — Mz3. Выброс газа из умирающей центральной звезды показывает симметричную модель, в отличие от хаотических образов обычных взрывов.

Основная статья: Звезда

Изучение звёзд и звёздной эволюции имеет фундаментальное значение для нашего понимания Вселенной. Астрофизика звезд развивалась на основе наблюдений и теоретического понимания, а сейчас и с помощью компьютерного моделирования.

Формирование звезд происходит в областях плотной пыли и газа, известных как гигантские молекулярные облака. Если происходит дестабилизация, то фрагменты облака могут сжаться под воздействием гравитации и сформировать протозвезду. Достаточно плотные и горячие области вызовут термоядерные реакции, таким образом начнется главная последовательность звезды.

Почти все элементы, более тяжелые чем водород и гелий, создаются внутри ядра звезды.

Задачи астрономии

Радиотелескопы среди множества различных инструментов, используемых астрономами.

Основными задачами астрономии являются:

  1. Изучение и объяснение видимых движений небесных тел, нахождение закономерностей и причин этих движений.
  2. Изучение строения небесных тел, их физических и химических свойств, построение моделей их внутреннего строения.
  3. Решение проблем происхождения и развития небесных тел и их систем.
  4. Изучение наиболее общих свойств Вселенной, построение теории наблюдаемой части Вселенной — Метагалактики.
Решение этих задач требует создания эффективных методов исследования — как теоретических, так и практических. Первая задача решается путём длительных наблюдений, начатых ещё в глубокой древности, а также на основе законов механики, известных уже около 300 лет. Поэтому в этой области астрономии мы располагаем наиболее богатой информацией, особенно для сравнительно близких к Земле небесных тел: Луны, Солнца, планет, астероидов и т. д.

Решение второй задачи стало возможным в связи с появлением спектрального анализа и фотографии. Изучение физических свойств небесных тел началось во второй половине XIX века, а основных проблем — лишь в последние годы.

Третья задача требует накопления наблюдаемого материала. В настоящее время таких данных ещё недостаточно для точного описания процесса происхождения и развития небесных тел и их систем. Поэтому знания в этой области ограничиваются только общими соображениями и рядом более или менее правдоподобных гипотез.

Четвёртая задача является самой масштабной и самой сложной. Практика показывает, что для её решения уже недостаточно существующих физических теорий. Необходимо создание более общей физической теории, способной описывать состояние вещества и физические процессы при предельных значениях плотности, температуры, давления. Для решения этой задачи требуются наблюдательные данные в областях Вселенной, находящихся на расстояниях в несколько миллиардов световых лет. Современные технические возможности не позволяют детально исследовать эти области. Тем не менее, эта задача сейчас является наиболее актуальной и успешно решается астрономами ряда стран, в том числе и России.

с. 1 с. 2 с. 3

www.kilouma.ru


Смотрите также