ЛР_1. Лабораторная работа 1 Определение скорости удаления галактики по ее спектрам цель
 Скачать 2.83 Mb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Определение скорости удаления галактики по ее спектрам ЦЕЛЬ: формирование осознания роли отечественной науки при изучении особенностей видимого годичного движения Солнца по небесной сфере, определение продолжительности дня и ночи на различных широтах ПЕРЕЧЕНЬ ОБОРУДОВАНИЯ: телескоп или теодолит, экран для проектирования Солнца, часы, ортографические сетки для обработки наблюдений Солнца, Астрономический календарь на данный год. ЛИТЕРАТУРА Чаругин В.М. Астрономия. Учебник для 10—11 классов / В.М.Чаругин. — М.:Просвещение, 2018. Куликовский П.Г. Справочник любителя астрономии / П.Г.Куликовский. — М.: Либроком, 2013. Школьный астрономический календарь. Пособие для любителей астрономии/Московский планетарий — М., (на текущий учебный год). КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ С очки зрения механики, основными характеристиками Вселенной являются ее размер и его изменения во времени. Понятия «возраст» и «радиус» Вселенной на современном этапе космологии остаются условными и пока не доказанными опытным путем. Тем не менее они оказываются количественно оцениваемыми и указывают направление научных поисков. Основные выводы гипотезы Большого взрыва в плане динамики Вселенной, как, оказалось, могут быть получены на основе классической физики. Основными космическими размерностями длины являются: Астрономическая единица (среднее расстояние от Земли до Солнца): 1 а.е.≈ 150 млн.км=1,5 Х 1011м. Парсек (расстояние до космического объекта, при котором угловой размер длины в одну астрономическую единицу составляет одну секунду): 1 пс ≈ 3,09 Х 1013 км. Световой год (расстояние в космосе, которое свет проходит за один земной год): 1 св.год ≈ 9,44 Х 1012 км. Закон Хаббла, открытый в 1929 г., гласит: все галактики во Вселенной удаляются друг от друга со скоростью, прямо пропорциональной расстоянию между галактиками: V=H • L, где V – скорость разлета галактик; L – расстояние между галактиками; H – постоянная Хаббла (H = (50-100)км/с •Мпс.  ЗАДАНИЯ И ИНСТРУКЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЕ 1 Зная соотношения космических размерностей длины, выразить постоянную Хаббла в единицах системы СИ. Пользуясь законом Хаббла, определить расстояние до «горизонта» Вселенной, привязывая последний к краевым галактикам, удаляющимся со световой скоростью. Определить «возраст» Вселенной из условной ретроспективы, что краевая галактика на протяжении истории Вселенной двигалась с постоянной скоростью из точки, давшей начало Вселенной. Выведите основное уравнение динамики Вселенной, пользуясь классическим (ньютоновским) подходом. Считая Вселенную скоплением равномерно распределенных в пространстве материальных точек, каждая из которых обладает как кинетической энергией (за счет собственного движения), так и потенциальной (за счет притяжения ко всем остальным галактикам), запишем выражение для полной энергии краевой галактики: Е=…. Считая Вселенную консервативной системой (т.е. сохраняющей во времени полную энергию) и рассматривая ее с позиций механистической картины мира, получите характеристики эволюции Вселенной при условии Е=0 ( из полного уравнения п.4 определяется V). Качественно график динамики R выглядит следующим образом (см. рис). Зарисуйте его и объясните ход кривой. Это так называемая модель критической Вселенной    RO t Выражение для V представляет дифференциальное уравнение для R , которое имеет решение в аналитическом виде  =aR1|2, a= ?Интегрируя, получаем:  R3/2=at+сЗадав R(0)=0, имеем R=At2/3, A=(  )1/3Начертите график алгебраической зависимости R(t) и убедитесь, что он повторяет вышеприведенный график. ЗАДАНИЕ 2        КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Чем занимается наука космология? 2. Что называется космологическим красным смещением? 3. В чем состоит эффект Доплера? 4. Сформулируйте закон Хаббла. 5. Какие опытные факты являются в настоящее время свидетельством расширения Вселенной? ОТЧЕТ: - название работы - цель работы - номер и ответ выполненного задания - ответы на контрольные вопросы |