Рождение солнечной системы. Рождение Солнечной системы1. Реферат по дисциплине Концепции современного естествознания
 Скачать 458.1 Kb.
|
|
Челябинск 2020 Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное авторитарное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет) Факультет «Материаловедение и металлургические технологии» Кафедра «Материаловедение и физико-химия материалов» Рождение солнечной системы РЕФЕРАТ по дисциплине «Концепции современного естествознания» Проверил, доцент _____________ А.В. Сенин «___» _____________ 2020 г. Автор работы студент группы ЭУ-146 _____________ Л.Р. Ямнихина «___» ______________ 2020 г. Реферат защищен с оценкой _______________________ __________________2020 г. 1. Современная модель формирования Солнечной системы (с учетом модели Х. Левинсона). Причины и механизм дифференциации планет на внешнюю и внутреннюю группы. Солнечная система – это планетная система, которая включает в себя центральную звезду – Солнце, также все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг Солнца. Есть множество современных моделей формирования солнечной системы. Первую теорию, сформировал около 250 лет назад ученый Э. Кант, который и создал одну из современных теорий рождения солнечной системы, которая позже перекочевала в современную теорию. В ее основе лежит теория о туманности, за счёт которой и формируются планеты, луны и звёзды. Наша туманность начала формироваться 4 млрд. лет назад. В связи с этим, была выдвинута теория, что туманность, давшая нам Солнце, начала вращаться под воздействием выброса энергии другой сверхновой звезды. Планеты же сформировались за счет силы тяжести, притягивая к себе объекты. И все они сферической формы, за счет всё той же силы тяжести. Но сами по себе планеты разные, и это всё из-за разности температур на планетах, их расстоянию от Солнца и другим факторам. Во время совместного заседания отделения планетарных наук астрономического общества, выступил американский астроном Хэл Левисон. В своем докладе он изложил принципиально новую гипотезу формирования планет. По убеждениям Х. Левисона, а также его коллег, все планеты Солнечной системы сформировались практически на одинаковом расстоянии от Солнца. При этом время от времени протопланеты выбрасывались в другие области газопылевого диска, который в те времена окружало Солнце. Согласно новой теории, у Нептуна должно быть довольно большое ядро, так как он первым прошел через диск и смог захватить более тяжелые элементы. Наблюдения показывают, что Нептун гораздо теплее, чем «должен», а это указывает на наличие сравнительно крупного ядра. Соответственно, Юпитер должен иметь самое маленькое ядро. Последним был вытолкнут Марс. По мнению Левисона, к тому моменту газопылевой диск был сильно истощен, и ему просто не хватило материала, чтобы превратиться в гиганта — поэтому он меньше Венеры и Земли. Да и «выталкивателей» осталось немного, поэтому Марс не сильно далеко улетел с первоначальной орбиты. Существует два типа планет внутренние (Меркурий, Венера, Земля и Марс ) и внешние (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун ). Разделены они так благодаря тому что, 4 первые планеты находятся перед поясом астероидов, который находятся после Марса. Планеты, движущиеся за кольцом астероидов, образуют группу планет-гигантов, к этой группе относятся Сатурн, Уран и Нептун. Рассмотрим все по порядку: Меркурий – ближайшая планета к солнцу. Атмосферы у Меркурия почти нет, температура его от 100 К (−173 °C) ночью до 700 К (+427 °C) днём в экваториальных регионах. Полярные области постоянно охлаждены ниже 180 К (−93°С). Известных природных спутников у планеты нет. Венера, являющаяся одной из 3 скальных планет (Венера, Земля, Марс). Венера имеет плотную атмосферу, состоящую более чем на 96 % из углекислого газа. Венера — самая горячая планета в Солнечной системе: средняя температура её поверхности — 735 К (462 °C. Венера покрыта непрозрачным слоем облаков из серной кислоты с высокой отражающей способностью. Высокая температура поверхности обусловлена действием парникового эффекта. Земля – на глубине около 100 км температура примерно 1800 К, что касается температура поверхности, коры земли, то её средней температурой, по данным прочитанных статей является 14 °C. Касаемо элементов, которые присутствуют на земле то На декабрь 2016 года известно 118 химических элементов , из них 94 обнаружены в природе, остальные 24 получены искусственно в результате ядерных реакций. Средняя температура на Марсе значительно ниже, чем на Земле, — –63°С, но зимней ночью мороз может достигать даже на экваторе от −80 °C до −125° С, а на полюсах ночная температура может падать до −143 °C. Скорость дующих при этом ветров составляет 10—40 м/с, иногда до 100 м/с Далее идут планеты внешнего круга, первым на очереди идёт Юпитер, самая большая планета в солнечной системе. Средняя температура верхних слоев: около –160 °C. Юпитер имеет, по крайней мере, 79 спутников, самые крупные из которых: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Сатурн обладает заметной системой колец, состоящей из частичек льда, меньшего количества тяжёлых элементов и пыли. Температура на поверхности есть разная, при давлении 1 бар составляет –134 К, при давлении 0,1 бар – 84 К. Скорость ветра на Сатурне может достигать местами 1800 км/ч. Уран состоит в основном из водорода и гелия, в недрах Урана и схожего с ним Нептуна отсутствует металлический водород. Основу атмосферы Урана составляют водород и гелий. Кроме того, в ней обнаружены следы метана и других углеводородов, а также облака изо льда, твёрдого аммиака и водорода. Это самая холодная планетарная с минимальной температурой в 49 К (−224 °C). Скорости ветров составляют от −100 до 250 м/с в зависимости от широт. Нептун по составу близок к Урану, и обе планеты отличаются по составу от более крупных планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Иногда атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит из водорода и гелия, наряду со следами углеводородов и, возможно, азота. Недра Нептуна, как и Урана, состоят главным образом изо льдов и камня. Следы метана во внешних слоях атмосферы являются причиной синего цвета планеты. В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы. В центре Нептуна температура составляет по различным оценкам от около 5000 K до 7000—7100 °C. 2. Пояс Койпера, Облако Оорта Пояс Койпера – крупное скопление ледяных объектов на краю нашей Солнечной системы. Облако Оорта – сферическое образование, в котором расположены кометы и другие объекты. Определение Пояса Койпера. Начать объяснение нужно c того, где находится Пояс Койпера. Его можно найти за чертой орбиты планеты Нептун. Напоминает Пояс астероидов между Марсом и Юпитером, потому что располагает остатками от формирования Солнечной системы. Но по размерам в 20-200 раз крупнее него. Обнаружение и имя Пояса Койпера. Впервые o присутствие других объектов заявил Фредерик Леонард, назвавший их ультра-нептуновыми небесными телами за чертой Плутона. Состав Пояса Койпера. Результаты изучения показали, что большинство фрагментов поясной области состоят из твердого метана, аммиака и льда. Хотя эти объекты не были видны напрямую, компьютерные модели показали, что наиболее крупные из них могут иметь легкую метановую атмосферу. По составу пояс Койпера делится на: Классические объекты. От остальных их отличает наклонность орбиты и четкая круглая форма. Резонансные объекты. Это тела, образующие орбитальный резонанс непосредственно с Нептуном. Рассеянные объекты. У них большой орбитальный эксцентриситет, позволяющий удаляться от небесного светила на расстояние нескольких астрономических единиц. Крупнейшие объекты. На рисунке 1 представлены крупнейшие объекты пояса Койпера. Рисунок 1 – Крупнейшие объекты Пояса Койпера Облако Оорта — гипотетическая сферическая область Солнечной системы, служащая источником долгопериодических комет. Инструментально существование облака Оорта не подтверждено, однако многие косвенные факты указывают на его существование. Полагают, что oблaкo cпocoбнo pacпoлaгaтьcя в 100000-200000 a.e. от Coлнцa. Состав Облака Оорта включает две части: сферическое внешнее oблaкo (20000- 50000 a.e.) и дисковое внутренне (2000-20000 a.e.). На рисунке 2 изображена схема строения Облака Оорта. Рисунок 2 – Строение Облака Оорта 3. Математическая закономерность в расстояниях между орбитами планет. Схема строения Солнечной системы. Правило Тициуса — Боде представляет собой эмпирическую формулу, приблизительно описывающую расстояния между планетами Солнечной системы и Солнцем (средние радиусы орбит). Эта формула говорит о том, что расстояния между орбитами планет и орбитой Меркурия возрастают по закону геометрической прогрессии со знаменателем, примерно равным двойке (Нептун выпадает). Рисунок 3 – Формула Тициуса-Боде На рисунке 4 представлена схема строения Солнечной системы. Рисунок 4 – Схема строения Солнечной системы 4.Краткая характеристика планет. Таблица 1 – Характеристика планет Название планеты Расстояние (от солнца), км Период обращения, дней Размер, км Масса , кг Температура, К Хим. Состав (атмосфера), Агрегатное состояние веществ Меркури й 58 млн. 88 4 879 3,33*1 0 23 от 100 ночью до 700 Атмосфера: водород, гелий, кислород, пары кальция, натрия и калия. Ядро – 83% объема планеты, состоит из железа. Венера 108 млн. 243 12104 4,87*1 0 24 735 (средняя) Атмосфера: Углекислый газ, азот Кора состоит из скалистых пород. Мантия – неизвестно. Ядро – железо и никель. Земля 150 млн. 365 12742 5,97*1 0 24 287,15 Ядро: внутреннее жидкое из железа и никеля, внешнее - смесь металлов и сульфидов. Далее слой мантии, пластично подобное состояние, состоит, в основном, из силикатов. Кора - твердые горные породы (застывшая мантия). Гидросфера -соленые океаны, пресные озера, реки, ледники. Атмосфера - газообразная смесь азота на 78% и кислорода 21% с примесями аргона, углекислого газа, водяного пара.. Рису но к 2- сх ем а со лн еч ной си стем ы ( в масшт аб е) Окончание таблицы 1 Марс 228 млн. 687 6779 6,42*1 0 23 210 Атмосфера: Углекислый газ, азот, аргон Ядро: Железо, сера. Мантия: Силикаты Кора: Базальт и оксид железа Юпитер 779 млн. 12 лет 139820 1,9*10 27 113 Ядро (возможно) – горные породы Мантия: жидкий металлический водород Кора – молекулярный водород и гелий Атмосфера: углекислый газ, метан Сатурн 1427 млн. 30 лет 116464 5,7*10 26 84 при Р=0.1 Бар 134К при Р=1 бар Ядро – Железо Основной состав планеты: водорода, с примесями гелия и следами воды, метана, аммиака и тяжёлых элементов Уран 2877 млн. 84 года 50724 8,7*10 25 49 Ядро: горные породы Мантия и кора: Лёд (60% планеты) Атмосфера: Водород, гелий, метан Нептун 4,5 млрд. 165 лет 49244 1*10 26 53 (верхние слои атмосферы) Ядро: железо, никель, силикаты Мантия: вода, аммиак, метан Атмосфера: водород, гелий, метан |