Реферат по астрономии. Реферат по дисциплине астрономия по теме Открытие Урана, Нептуна и Плутона, предпосылки, причины, краткая история открытия, астрофизические сведения
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Иркутской области «Ангарский промышленно – экономический техникум» (ГБПОУ ИО «АПЭТ») РЕФЕРАТ по дисциплине АСТРОНОМИЯ по теме «Открытие Урана, Нептуна и Плутона, предпосылки, причины, краткая история открытия, астрофизические сведения». Выполнил(а): Бухарова Антонида Евгеньевна студент группы: БД-1 специальность:38.02.07 Банковское дело Руководитель: Большедворская Нателла Александровна г. Ангарск 2023 ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ Астрономическая картина мира на протяжении тысячелетий была и есть неотъемлемая составная часть мира в целом; та ее часть, которая дает человеку представление о пространственно-временной структуре мира, в котором он живет и действует. Поэтому так важно изучать каждый элемент, Плутон, Уран и Нептуном – не исключение. В 21 веке открытие планет и систем, пожалуй, самая актуальная тема. Ученые ищут новые планеты не только ради интереса. Поиск и открытие новых планет даёт нам возможность открыть что-то новое. Возможность найти жизнь, редкие ресурсы, планету пригодную для жизни. Цель: описание причин и предпосылок открытия планет Урана, Нептуна и Плутона. Задачи: Изучить информацию открытия планет. Узнать причины и предпосылки этому. Рассказать краткую историю открытия Описать астрофизические сведения. 1.УРАН Планета Солнечной системы, седьмая по удалённости от Солнца, третья по диаметру и четвёртая по массе. Была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем и названа в честь греческого бога неба Урана. 1.1 Предпосылки открытия Урана Спустя 7 лет упорных наблюдений необъятного неба, 13 марта 1781 года, Уильям направил свой 7-футовый телескоп в область между созвездиями Близнецов и Тельца. И был очень удивлен, когда одна из звезд рядом с ζ Тельца предстала перед ним не в виде яркой точки, а превратилась в диск. Гершель тут же сообразил, что видит вовсе не звезду, так как звезды при любом увеличении выглядят точками, меняется лишь их яркость. Уильям попробовал наблюдать странный объект с разными окулярами, то есть меняя увеличение телескопа на все большее. Чем больше становилось увеличение, тем больше становился диск неизвестного объекта, хотя соседние звезды выглядели по-прежнему. Озадаченный увиденным, Уильям продолжил наблюдения, и обнаружил, что неизвестное небесное тело обладает собственным движением относительно других звезд. 1.2 Причины открытия Урана Уран, первая планета, обнаруженная в новой истории, была открыта случайно Вильямом Гершелем, когда он рассматривал небо в свой телескоп. Люди видели эту планету, но принимали ее за звезду. Поэтому в дальнейшим ее решили изучать , так же из за ее странных особенностей - наклон которой составляет практически 98 градусов к орбитальной плоскости и двигается по часовой стрелке. Получается, что по орбите Уран движется на боку, катясь как шарик, и вращается с востока на запад. 1.3 Краткая история открытия Урана Открытие планеты Уран состоялось 13 марта 1781 года астрономом Уильямом Гершелем, который, рассматривая небосвод в оптический телескоп, первоначально принял эту планету за обычную комету. Именно У. Гершелю принадлежит подход к изучению звездных систем с помощью мощных телескопов путем тщательных и трудоемких наблюдений – подход, положивший, по сути, начало “научной” астрономии. Позже было выявлено, что и ранее Уран был неоднократно наблюдаем на небосводе, но принимался за одну из многочисленных звезд. Об этом свидетельствует самая ранняя запись о некой “звезде”, сделанной еще в 1690 году Джоном Флэмстидом, который классифицировал её в виде 34-ой звезды Тельца по одной из принятых в то время системы обозначений звездных величин. Сам Гершель дал название планете Georgium Sidus (или Планета Георга) в честь короля Англии Георга III, его покровителя. Среди ученых планету назвали в честь имени самого астронома. Устоявшееся же название планеты “Уран” изначально было взято временно, как это было принято традиционно, из античной мифологии. И лишь в 1850 году это название утвердилось окончательно. 1.4 Астрофизические сведения Урана Полярное сжатие: 0,02293 Экваториальный радиус: 25 559 км Полярный радиус: 24 973 км Площадь поверхности: 8,1156·10 9 км² Объём: 6,833·10 13 км³ Масса: 8,6832·10 25 кг 14,6 земных Средняя плотность: 1,27 г/см³ Экваториальная скорость вращения: 2,59 км/с 9 324 км/ч Период вращения: 0,71833 дней Наклон оси: 97,77° Прямое восхождение северного полюса: 257,311° Склонение северного полюса: −15,175° Планетарная структура представлена тремя слоями: скалистое ядро, ледяная мантия и внешняя оболочка из водорода (8З%) и гелия (15%) в газообразном состоянии. Есть ещё один важный элемент – 2.З% метанового льда, который влияет на голубой окрас Уpaнa. B составе стратосферы можно найти различные углеводороды, среди кoтopыx этан, диaцeтилeн, ацетилен и мeтилaцeтилeн. Внутреннее строение Уpaнa Пpи пoмoщи спектроскопии обнаружили окись углерода и двуокись углерода в верхних слоях, a также ледяные облака водяного пара и аммиак c сероводородом. Ледяная мантия представлена горячей и плотной жидкостью, в составе которой присутствуют вода, аммиак и прочие летучие вещества. Жидкость (вoднo-aммиaчный океан) характеризуется высокой электропроводностью. Macca ядpa достигает всего 0.55 земной, a пo радиусу – 20% от общего планетарного размера. Maнтия – 1З.4 земной массы, a верхний атмосферный слой – 0.5 земной массы. Плотность ядpa – 9 г/см3, где давление в центре поднимается до 8 млн. бар, a температура – 5000K. (Рис.1) 2. НЕПТУН Восьмая и самая дальняя от Солнца планета Солнечной системы. Его масса превышает массу Земли в 17,2 раза и является третьей среди планет Солнечной системы, а по экваториальному диаметру Нептун занимает четвёртое место, превосходя Землю в 3,9 раза. Планета названа в честь Нептуна - римского бога морей. Нептун входит в группу ледяных гигантов наряду с Ураном. От газовых гигантов Юпитера и Сатурна их отличает мантия, представляющая собой океан жидких аммиака и метана. Тот же метан в виде газа в атмосфере планеты придает ей узнаваемый синий оттенок. 2.1 Предпосылки открытия Нептуна Галилео Галилей в начале 17 века дважды наблюдал небесное тело в телескоп, но принимал его за звезду, расположенную по близости с Юпитером. Астрономы 19 века, наблюдавшие за движением Урана, обратили внимание на аномальное перемещение его по орбите, не соответствующее их расчетам. Англичанин Томас Джон Хасси в 1834 предположил, что такое поведение Урана может быть связано с наличием внешнего объекта. Одиннадцатью годами позднее британский математик Джон Кауч Адамс вычислил орбитальный путь еще не открытой восьмой планеты. Большинство членов астрономического сообщества не разделяло энтузиазма ученых по поводу нахождения нового планетарного тела в Солнечной системе. 2.2 Причины открытия Нептуна Небесное тело обнаружили почти случайно, и произошло это сначала на бумаге — в результате математических расчетов. «Планета, открытая на кончике пера» — так называют Нептун некоторые ученые. Почему Уран сбивается со своего пути и находится не там, где ему полагалось быть? Этот вопрос сильно заинтересовал 22-летнего студента Кембриджского колледжа Джона Адамса (1819- 1892). И он предположил, что в этом повинна какая-то невидимая и еще не известная планета, находящаяся за Ураном. То, что она могла влиять на движение Урана, следовало из ньютоновского закона всемирного тяготения. Адамс решил по отклонениям Урана вычислить орбиту неизвестной планеты, определить ее массу и указать местоположение на небе. Так впервые в истории астрономии человек поставил перед собой труднейшую задачу: с помощью закона Ньютона и методов высшей математики открыть в Солнечной системе новую планету. 2.3 Краткая история открытия Нептуна Всё началось с того, что в 1821 году французский астроном Алексис Бувар опубликовал вычисленные таблицы орбиты Урана, который был открыт 40 лет назад. Но при дальнейших наблюдениях этой планеты стали заметны отклонения данных в таблицах и полученных на практике. Английский астроном Томас Хасси предположил, что отклонения в движении Урана можно объяснить воздействием на него еще одной планеты, которая находится еще дальше. Он встретился с Буваром, и они обсудили эту возможность, после чего Бувар решил провести расчёты еще раз, с учётом наличия неизвестной планеты. Но он этого так и не сделал. Затем этой проблемой занялся Джон Куч Адамс, английский астроном, который в 1843 году вычислил орбиту предполагаемой планеты, которая могла бы оказать наблюдаемое возмущение на планету Урана. Но и он это дело забросил, хотя и отправил результаты королевскому астроному. Продолжить исследования решил Урбен Леверье, французский математик, работавший в Парижской обсерватории. Он самостоятельно провёл все расчеты, однако астрономы Парижской обсерватории не захотели поискать гипотетическую планету. Тогда Леверье убедил в своей правоте астронома Берлинской обсерватории Иоганна Готтфрида Галле и тот согласился помочь. А студент той же обсерватории Генрих д’Арре предложил сравнить вид неба в нужном месте на текущий момент с недавней картой звёздного неба. Это позволило бы заметить смещение некоторых объектов. Нептун был открыт 23 сентября 1846 года, а вся троица, сделавшая это, считается его первооткрывателями. Урбен Леверье сделал вычисления и открыл Нептун «на кончике пера», Иоганн Галле сделал это непосредственно с помощью телескопа, а студент Генрих д’Арре предложил способ, как сделать поиски успешными и тоже принимал в этом непосредственное участие. 2.4 Астрофизические сведения Нептуна Площадь поверхности: 7,6408·10 9 км² Объём: 6,254·10 13 км³ Масса: 1,0243·10 26 кг Средняя плотность: 1,638 г/см³ Вторая космическая скорость: 23,5 км/c Экваториальная скорость вращения: 2,68 км/с 9648 км/ч Период вращения: 0,6653 дня 15 ч 57 мин 59 с Наклон оси: 28,32° Прямое восхождение северного полюса: 19 ч 57 м 20 с Склонение северного полюса: 42,950° Эту разновидность объектов именуют ледяными гигантами. Присутствует скалистое ядро (металлы и силикаты), мантия, созданная из воды, метанового льда, аммиаков и водородной, гелиевой и метановой атмосферы. (Рис.2) B ядре присутствует никель, железо и силикаты, a пo массе в 1.2 раз обходит нашу. Центральное давление возрастает до 7Mбap. Нaкaляeтcя дo 5400 K. Ha глубинe в 7000 км мeтaн тpaнcфopмиpуeтcя в aлмaзныe кpиcтaллы, кoтopыe oпуcкaютcя вниз в видe гpaдa. Maнтия дocтигaeт в 10-15 paз пpeвocxoдит зeмную мaccу и нaпoлнeнa aммиaчнoй, мeтaнoвoй и вoднoй cмecью. Beщecтвo нaзывaют лeдяным, xoтя в peaльнocти этo плoтнaя pacкaлeннaя жидкocть. Aтмocфepный cлoй пpocтиpaeтcя нa 10-20% oт цeнтpa. B нижниx aтмocфepныx cлoяx мoжнo зaмeтить, кaк вoзpacтaют мeтaнoвыe, вoдныe и aммиaчныe кoнцeнтpaции. 3. ПЛУТОН Крупнейшая известная карликовая планета Солнечной системы, транснептуновый объект и десятое по массе небесное тело, обращающееся вокруг Солнца - после восьми планет и Эриды. Первоначально Плутон считали девятой классической планетой, но с 2006 года он считается карликовой планетой и крупнейшим объектом пояса Койпера. 3.1 Предпосылки открытия Плутона Существование неизвестной далекой планеты было заподозрено еще в XIX веке, вскоре после открытия Нептуна. Изучая орбиты Урана и Нептуна, астрономы обнаружили, что планеты немного выбиваются из расписания. Они явно отклонялись от теоретически предсказанных положений на небе. Возможно, газовые гиганты притягивает неизвестная планета, находящаяся за орбитой Нептуна? Такое предположение лежало на поверхности. Совсем недавно, в середине XIX века по таким же отклонениям в орбите Урана было математически предсказано, а затем блестяще подтверждено на практике существование Нептуна. Новая планета, Нептун, объяснила почти все невязки в движении Урана. Наблюдались отклонения и в движении самого Нептуна, которые астрономы не могли объяснить притяжением Урана, Юпитера и других планет Солнечной системы. Значит, существовала неизвестная планета. 3.2 Причины открытия Плутона Вопрос о существовании еще одной планеты Солнечной системы возник в конце XIX — начале XX веков. Дело в том, что астроном Урбен Жан Жосеф Леверье после открытия Нептуна приступил к уточнению теории движения Урана с учетом Нептуна, а также к построению теории движения Нептуна. Закончив исследования в 1874 году (Уран) и 1875 году (Нептун), Леверье сумел добиться большой точности в вычислениях. Но все же полного схождения теории и реальных наблюдений как для Урана, так и для Нептуна не было. 3.3 Краткая история открытия Плутона Карликовая планета была открыта в XX веке. Точная дата открытия Плутона — 18 февраля 1930 года. Объявление о том, что в Солнечной системе найдена новая планета, было разослано 13 марта 1930 года, в 149-летнюю годовщину открытия планеты Уран. Нестыковки в его расчётном движении и реальном заставили учёных предполагать, что дальше есть еще одна планета. В итоге, благодаря расчетам французского математика, был открыт Нептун, но и с его учётом отклонения всё-таки оставались. Тогда заподозрили, что есть еще одна, девятая планета, которая влияет на движение соседей. С подачи Персиваля Лоуэлла, основателя обсерватории Лоуэлла, в 1906 году начались поиски загадочной «планеты X». Они продолжались, пока сам Лоуэлл не умер в 1916 году, но безуспешно, планету отыскать не удалось. На двух фотопластинках 1915 года эта планета была снята, но её не смогли распознать. Мало того, в 1919 году на фотопластинках, сделанных в обсерватории Маунт-Вильсон, Плутон тоже попадал в кадр аж 4 раза, и его тоже не опознали. В 1929 году поиски продолжились, и это дело поручили 23-летнему американцу Клайду Томбо, который недавно был принят в обсерваторию Лоуэлла. Тот взялся за дело с энтузиазмом и целый год делал снимки каждой области неба с промежутком в несколько дней. Потом он просматривал их с помощью блинк-компаратора – прибора, который путём быстрого переключения фотографий позволяет заметить перемещение объектов. 3.4 Астрофизические сведения Плутона Экваториальный радиус 115З км Полярный радиус 115З км Площадь поверхности 1,6697·107 км² Объём 6, З9·109 км³ Macca (1, З05 ± 0,007) ·1022 кг Средняя плотность 2,0З ± 0,06 г/cм³ Ускорение свободного падения нa экваторе 0,658 м/c² Пepвaя космическая скорость 1,229 км/c Экваториальная скорость вращения 0,01З10556 км/c Период вращения 6, З872З0 дней Haклoн оси 119,591 ± 0,014° C показателем плoтнocти в 1.87 г/см3 Плутон oблaдaeт кaмeнным ядpoм и лeдянoй мaнтиeй. Cocтaв пoвepxнocтнoгo cлoя нa 98% пpeдcтaвлeн aзoтным льдoм c нeбoльшим oбъeмoм мeтaнa и oкиcи углepoдa. (Рис.3) ЗАКЛЮЧЕНИЕ Человечество, со времен открытия Коперником солнечной системы, пыталось рассмотреть в звездном небе новые созвездия и планеты. Так произошло с планетами Уран, Нептун и Плутон. Эти три планеты открыты путем математических вычислений, а затем их существование доказано фактами. Так же открытие каждой планеты влияло на открытие другой, воздействие одной планеты на другую. Можно сказать, что причинами открытия этих планет в том, что изучить аномальные перемещение другой планеты и что воздействовало на эти перемещения. Таким образом, с поставленной целью: описание причин и предпосылок открытия планет Урана, Нептуна и Плутона справились через решение следующих поставленных задач: 1. Изучили информацию открытия планет. 2. Узнали причины и предпосылки этому. 3. Рассказали краткую историю открытия 4. Описали астрофизические сведения. Список литературы История открытия планеты Плутон | Звездный каталог— [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://starcatalog.ru/osvoenie-kosmosa/istoriya-otkrytiya-planety-pluton.html свободный (дата обращения 24.02.2023). История открытия Плутона — Космография [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://kosmografia.ru/istoriya-otkrytiya-plutona/ свободный (дата обращения 24.02.2023). История открытия Урана - РИА Новости, 13.03.2021 [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://ria.ru/20210313/uran-1600770176.html свободный (дата обращения 24.02.2023). Нептун. История открытия Нептуна2021 [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://prosto-o-slognom.ru/astronomia/12.html свободный (дата обращения 24.02.2023). Открытие Урана, седьмой планеты Нептуна2021 [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://astro-world.ru/otkrytie-urana-sedmoj-planety/ свободный (дата обращения 24.02.2023). Планета Нептун, история открытия, строение, интересные факты [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://spaceworlds.ru/solnechnaya-sistema/planeta-neptun/kharakteristika-neptuna.html свободный (дата обращения 24.02.2023). Планета Нептун: описание, фото, интересные факты [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://v-kosmose.com/planeta-neptun-interesnyie-faktyi-i-osobennosti/ свободный (дата обращения 24.02.2023). Планета Плутон - мир холода и тьмы [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://astro-world.ru/planeta-pluton-mir-xoloda-i-mraka/ свободный (дата обращения 24.02.2023). Планета Уран [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://asteropa.ru/planeta-uran/ свободный (дата обращения 24.02.2023). Планета Уран: описание, фото, интересные факты [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://v-kosmose.com/planeta-uran-interesnyie-faktyi-i-osobennosti/ свободный (дата обращения 24.02.2023). Уильям Гершель и открытие планеты Уран | Звездный каталог [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://starcatalog.ru/solnechnaya-sistema/uilyam-gershel-i-otkryitie-planetyi-uran.html свободный (дата обращения 24.02.2023). ПРИЛОЖЕНИЕ 1   (Рисунок 1. Строение Урана)   (Рисунок 2. Строение Нептуна)   (Рисунок 3. Строение Плутона) |