Качественные задачи по астрономии

Качественные задачи по астрономии Е.Б.Гусев Рязанский Государственный Педагогический Университет им. С.А.Есенина 1996  Предисловие   1 Задачи  o 1.1 Наблюдая Вселенную  o 1.2 Система отсчета в астрономии, видимое движение светил  o 1.3 Солнечная система. Солнце  o 1.4 Планеты  o 1.5 Спутники планет  o 1.6 Земля  o 1.7 Луна  o 1.8 Затмения  o 1.9 Искусственные спутники  o 1.10 Малые тела солнечной системы  o 1.11 Звезды  o 1.12 Галактика. Метагалактика.   2 Ответы и решения  o 2.1 Наблюдая Вселенную  o 2.2 Системы отсчета в астрономии, видимое движение светил  o 2.3 Солнечная система. Солнце  o 2.4 Планеты  o 2.5 Спутники планет o 2.6 Земля  o 2.7 Луна  o 2.8 Затмения  o 2.9 Искусственные спутники  o 2.10 Малые тела солнечной системы  o 2.11 Звезды  o 2.12 Галактика. Метагалактика. 1.1 Наблюдая Вселенную  1. Чем отличаются понятия: Вселенная, космос, Метагалактика?  2. Что такое мегамир?  3. Какие небесные тела реализуют движение по кривым конических сечений?  4. Могут ли на одной и той же орбите находиться несколько космических тел?  5. У каких небесных тел можно непосредственно наблюдать их собственное движение? 6. Наблюдения каких небесных тел легли в основу первых определений скорости  света?  7. Какие космические тела на звездном небе Земли имеют как прямые, так и попятные  движения? Почему это происходит?  8. Движения каких небесных тел на звездном небе представляют спираль с  переменным размером и шагом?  9. Какие космические тела могут наблюдаться только при их прохождении через  земную атмосферу?  10. Для каких небесных тел возможно многократное наблюдение их физических  затмений в течение ночи?  11. У каких естественных небесных объектов остаются неизменными их координаты:  прямое восхождение и склонение; азимут и высота?  12. На каких телах Солнечной системы днем на небе можно видеть сразу и Солнце, и  звезды?  13. На каком единственном небесном теле можно видеть невооруженным глазом следы  его столкновения с другими космическими телами?  14. Какие лучи из космоса называются космическими?  15. Какие лучи из космоса можно видеть с закрытыми глазами?  16. Какое излучение из космоса свидетельствует о Большом взрыве?  17. У каких переменных объектов бесконечная амплитуда блеска?  18. Атмосфера какой планеты работает как огромный естественный лазер?  19. Где в далеком космосе естественным образом реализуется тот же физический  механизм, который лежит в основе лазеров? 20. Силовой характеристикой электрического поля является напряженность.  Используется ли аналогичная величина для характеристики гравитационного поля  космических тел? Если да, то какая?  21. Как изменяется ускорение свободного падения у космических тел с глубиной?  22. С какой скоростью надо бросить камень с поверхности космического тела, чтобы он улетел на бесконечно большое расстояние (при отсутствии в окрестностях других  космических тел)?  23. Чем опасен для космических тел предел Роша?  24. Какие небесные объекты можно считать как малыми, так одновременно и большими  телами?  25. * У каких небесных тел зафиксировано изменение момента инерции? Каковы  возможные причины этих изменений?  26. У каких космических тел отрицательная теплоемкость? Почему?  27. Физические свойства каких объектов космоса полностью могут быть  охарактеризованы всего лишь тремя параметрами и какими?  28. Какие космические объекты напоминают гигантские атомные ядра? Могут ли они  состоять из протонов?  29. Какой самый близкий к Земле космический источник нейтрино?  30. Какие космические тела находятся в состоянии непрерывного разрушения?  31. Какие гипотетические космические объекты не могут быть разделены, в то время  как их слияние возможно?  32. У каких космических тел железные ядра?  33. Какие космические тела имеют атмосферы?  34. У каких небесных тел есть хвосты?  35. Какие космические объекты и при каких условиях представляют собой  электрические диполи?  36. Может ли произойти искровой разряд между двумя космическими телами?  37. Может ли произойти искровой разряд по поверхности космического тела?  38. Какие химические элементы получили свои названия от имен небесных тел?  39. Почему в различных космических объектах почти одинаковое относительное  содержание гелия, но разное содержание более тяжелых элементов? 40. Где в космосе образовались химические элементы, из которых состоит тело  человека?  41. Какие органические вещества обнаружены в космосе?  42. Какое самое древнее космическое тело попадало в руки человека?  43. Какому "космическому пришельцу" установлен единственный в мире памятник, и  какой посланец из космоса сам является своеобразным памятником?  44. У каких космических тел обнаружены спутники?  45. Можно ли увидеть без приборов межпланетную пыль?  1.2 Система отсчета в астрономии, видимое движение  светил  1. Какие выводы теории Птолемея оказались правильными?  2. Какие недостатки имела гелиоцентрическая система мира Н.Коперника?  3. Отсутствие какого очевидного наблюдательного факта использовалось как  доказательство неправильности теории Н. Коперника?  4. Для определения положения тела в пространстве необходимы три координаты. В  астрономических каталогах чаще всего дают только две координаты: прямое  восхождение и склонение. Почему?  5. Какие важные круги небесной сферы не имеют соответствующих кругов на земном  шаре?  6. В каком месте Земли любой круг склонений может совпасть с горизонтом?  7. Каким кругам (малым или большим) небесной сферы соответствуют вертикальная и горизонтальная нити поля зрения угломерного инструмента?  8. Где на Земле положение небесного меридиана неопределенно?  9. Чему равны азимут зенита, часовой угол и прямое восхождение полюсов мира?  10. В каких точках Земли Северный полюс мира совпадает с зенитом? с точкой севера?  с надиром?  11. Искусственный спутник пересекает горизонтальную нить угломерного инструмента  на расстоянии do вправо от центра поля зрения зрения, координаты которого А=Oo,  z=0o. Определить горизонтальные координаты искусственного спутника в этот  момент времени. Как изменятся координаты объекта, если азимут инструмента  изменить на 180o? 12. На какой широте Земли можно увидеть:  а) все звезды небесной полусферы в любой момент ночи;  б) звезды только одной полусферы (северной или южной);  в) все звезды небесной сферы?  13. На каких широтах суточная параллель звезды совпадает с ее альмукантаратом?  14. Где на земном шаре все звезды восходят и заходят перпендикулярно линии  горизонта?  15. Где на земном шаре все звезды в течение года движутся параллельно  математическому горизонту?  16. Когда при суточном движении звезды на всех широтах движутся параллельно  горизонту?  17. Где на Земле азимут одних звезд никогда не равен нулю, а азимут других звезд  никогда не равен 180o?  18. Могут ли быть одинаковыми азимуты звезды в верхней и нижней кульминациях?  Чему в этом случае он равен?  19. Б каких двух случаях высота звезды над горизонтом в течение суток не меняется?  20. В какой части неба азимуты светил меняются быстрее всего и в какой медленнее  всего?  21. При каких условиях азимут звезды не меняется от ее восхода до верхней  кульминации или, аналогично, от верхней кульминации до захода?  22. Звезда находится над горизонтом половину суток. Каково ее склонение?  23. Может ли светило за сутки пройти через точки востока, зенита, запада и надира?  24. Две звезды имеют одно и то же прямое восхождение. На какой географической  широте обе звезды восходят и заходят одновременно?  25. Когда суточная параллель Солнца совпадает с небесным экватором?  26. На какой широте и когда суточная параллель Солнца совпадает с первым  вертикалом?  27. По каким кругам небесной сферы: большим или малым ­ перемещается Солнце в  суточном движении в дни равноденствий и дни солнцестояний?  28. Солнце зашло в точке запада. Где оно взошло в этот день? В какие даты года это  происходит? 29. Когда граница между освещенным и неосвещенным полушариями Земли совпадает с земными меридианами?  30. Известно, что высота Солнца над горизонтом зависит от перемещения наблюдателя  вдоль меридиана. Какое толкование этому явлению дал древнегреческий астроном  Анаксагор, исходя из представлений о плоской Земле?  31. * Как должны быть расположены на Земле два места с тем, чтобы в любой день  года, в любой час Солнце, хотя бы в одном из них, было над горизонтом или на  горизонте? Каковы координаты ( , ) такого второго пункта для г.Рязани?  Координаты Рязани:  =2h39m  =54o38'.  32. * Почему эклиптика оказывается большим кругом небесной сферы?  33. Сколько раз и когда в течение года Солнце проходит через зенит для наблюдателей,  находящихся на экваторе и на тропиках Земли?  34. На каких широтах сумерки самые короткие? самые длинные?  35. Какое время показывают солнечные часы?  36. Можно ли сконструировать солнечные часы, которые бы показывали среднее  солнечное время, декретное, летнее и т.д.?  37. Почему в повседневной жизни используется солнечное время, а не звездное?  38. Если бы Земля не вращалась, то какие астрономические единицы времени  сохранились?  39. * Когда в году бывают самые длинные и самые короткие истинные солнечные  сутки?  40. * Почему долгота дня 1 мая в Рязани будет больше, чем в пункте с той же  географической широтой, но расположенном на Дальнем Востоке?  41. Почему насчитывается так много видов солнечного времени?  42. Как изменилась бы продолжительность солнечных суток, если бы Земля стала  вращаться в направлении, противоположном действительному?  43. Почему в январе продолжительность дня после полудня больше первой половины  дня?  44. * Почему непрерывный полярный день больше непрерывной полярной ночи?  45. Почему на земном экваторе день всегда продолжительнее ночи на 7 минут?  46. Почему промежуток времени от весеннего равноденствия до осеннего больше  промежутка времени между осенним равноденствием и весенним? 47. Разность долгот двух мест равна разности каких времен ­ солнечных или звездных?  48. Сколько дат одновременно может быть на Земле?  1.3 Солнечная система. Солнце  1. Как устроена Солнечная система?  2. Где граница Солнечной системы?  3. Где расположена Солнечная система в Галактике?  4. Куда движется Солнечная система?  5. Как определить направление движения Солнца в пространстве?  6. Можно ли было бы в принципе определить направление движения Солнечной  системы в пространстве на основании одних лишь фотометрических наблюдений?  7. Все тела Солнечной системы испытывают притяжение Солнца и давление  солнечного света. Как зависят эти факторы от размеров тел?  8. В результате излучения масса Солнца постепенно уменьшается. Как влияет это  обстоятельство на расстояние планет от Солнца?  9. У каких типов тел Солнечной системы орбиты самые круглые? самые вытянутые?  10. На каких телах Солнечной системы для осуществления космического полета не  потребуется ракетная техника?  11. У какого небесного тела в настоящее время терминатор практически совпадает с  его экватором?  12. Какие объекты самые темные в Солнечной системе?  13. Какие тела Солнечной системы имеют кольца?  14. На поверхности каких тел Солнечной системы существует горный рельеф?  15. На каких телах Солнечной системы расположены Кавказ, Аппенины, Альпы, Алтай? 16. Где находятся крупнейшие горы Солнечной системы?  17. Какой сосуд дал имя наиболее распространенной детали рельефа большого  количества тел Солнечной системы?  18. Где находится самый большой по отношению к размеру небесного тела кратер  Солнечной системы? 19. Где находится самая большая долина Солнечной системы?  20. Где в Солнечной системе имеется самое богатое месторождение серы?  21. На каких телах Солнечной системы происходит активная вулканическая  деятельность?  22. Одинаковы ли причины вулканической деятельности на планетах и спутниках  Солнечной системы?  23. На каких телах и почему возникают гигантские приливы?  24. Какое единственное тело в Солнечной системе обладает гидросферой?  25. Каковы наиболее распространенные следы столкновений тел Солнечной системы?  26. На каких телах Солнечной системы имеются моря? Какой смысл имеет этот термин  для разных космических тел?  27. Какие объекты в Солнечной системе имеют самые гигантские атмосферы?  28. Как из визуальных наблюдений звездного неба сделать вывод о сравнительной  молодости Солнца?  29. В чем заключается уникальность Солнца?  30. В каких соотношениях находятся масса и момент импульса Солнца и планет?  31. Какое отношение имеет Солнце к желтым, белым и черным карликам?  32. Почему диск Солнца имеет резкий край?  33. Почему диаметр Солнца в диапазоне метровых радиоволн заметно превосходит его  диаметр в видимых лучах?  34. Почему в оптическом диапазоне наблюдается потемнение диска Солнца к краю, а в  рентгеновском, наоборот,­ усиление яркости?  35. Почему пятна на Солнце темные?  36. Почему в области пятна видны более глубокие слои, чем в окружающей фотосфере? 37. Изменяется ли блеск Солнца с изменением числа пятен?  38. В какую сторону вращается Солнце?  39. Каков период вращения Солнца?  40. Какой характер имеет магнитное поле Солнца?  41. Как далеко простирается атмосфера Солнца? 42. Что за ветер дует от Солнца?  43. Во время какого астрономического явления и почему линии поглощения в спектре  Солнца превращаются в эмиссионные (линии излучения)?  44. Почему разные методы определения температуры поверхности Солнца дают  немного различные результаты?  45. Почему температура солнечной короны выше температуры поверхности Солнца?  46. Где и почему на Солнце температура достигает сотен тысяч градусов?  47. Относительное тепловыделение человека составляет 1 Вт/кг. Сравнить с  относительным тепловыделением Солнца.  48. Почему средняя молярная масса вещества Солнца (0.61*10­3 кг/моль) меньше, чем  молярная масса водорода (1*10­3 кг/моль) и гелия (4*10­3 кг/моль), из которых оно  состоит?  49. Откуда появились в веществе Солнца тяжелые химические элементы (углерод,  кислород, железо и другие)?  50. Что произошло, если бы на Солнце исчезла сила газового давления?  1.4 Планеты  1. Что общего у всех планет? В чем сходство и в чем отличие планет земной группы от планет­гигантов?  2. Какие планеты были известны в древности?  3. Открытие какой планеты произошло через две сотни лет после ее первого  наблюдения?  4. Какая планета, бывает самой яркой на небе?  5. Существует ли планета, находящаяся к Солнцу ближе, чем Меркурий?  6. Обнаружены ли планеты между орбитами Земли и Марса? внутри орбиты Земли?  7. Какая планета наиболее удалена от Солнца?  8. У каких двух планет отношение средних орбитальных скоростей равно 10­1, средних расстояний от Солнца близко к 102, сидерических периодов ­ около 103. Случайны  ли такие пропорции для параметров орбит этих планет?  9. Какие большие планеты имеют самые вытянутые орбиты? Орбита какой планеты  ближе всего к окружности?  10. Возможны ли столкновения планет между собой? 11. * Почему все звезды и галактики в небе любой планеты описывают эллипсы с  одинаковой для данной планеты большой полуосью?  12. * На какой планете аберрационные эллипсы самые наибольшие? самые наименьшие? Почему?  13. * Для каких звезд на небе любой планеты Солнечной системы аберрационный  эллипс превратится в окружность? Для каких звезд ­ в отрезок дуги большого  круга?  14. На какой планете ­ Меркурии или Плутоне параллактические эллипсы будут  наибольшими? наименьшими?  15. * Какая планета на небе своего спутника описывает эллипсы и почему?  16. Форма какой планеты наиболее близка к сферической? Фигура какой планеты  наиболее ассиметрична?  17. Почему Юпитер сплюснут у полюсов, а Солнце видно с Земли как круглый диск при той же газовой природе?  18. Почему Сатурн при меньшей скорости вращения вокруг оси более сжат у полюсов,  чем Юпитер?  19. У какой планеты и почему самое большое сжатие?  20. Какая планета вращается быстрее всех других планет? У какой планеты самое  медленное вращение?  21. Вращением какой планеты управляет Земля?  22. На какой планете и почему Солнце восходит на западе и заходит на востоке?  23. На какой планете и почему Солнце может остановиться на небе и даже некоторое  время двигаться в обратном направлении?  24. Можно ли видеть большие планеты в Малой Медведице, Цефее, Кассиопее и других околополярных созвездиях?  25. Какие условия являются определяющими для наилучшей видимости планет?  26. В какой конфигурации нижняя планета движется по лучу зрения с максимальной  скоростью?  27. На каком угловом расстоянии от Солнца верхняя планета имеет наибольшую  лучевую скорость?  28. * В какое время года видимость Меркурия является наиболее благоприятной? 29. В каком положении на небе Земли должна находиться верхняя планета, чтобы на  небе этой планеты Земля находилась бы на наибольшем угловом удалении от  Солнца?  30. Планета видна на угловом расстоянии 60o от Солнца. Верхняя это планета или  нижняя?  31. Марс лучше всего виден с Земли во время противостояния? Каковы условия  видимости в это время Земли с Марса?  32. Земля на Марсе, как Венера иа Земле, является нижней планетой. Через какие  промежутки времени можно видеть Землю с Марса в восточной элонгации?  33. Почему понятие "великое противостояние" используют только для Марса?  34. Что такое "парад планет"?  35. Какие планеты, как и Луна, имеют все фазы?  36. Часто ли планеты видны в "полнолунии"?  37. Какие планеты почти всегда видны в "полнолунии"?  38. Луна в первой четверти, Венера и Меркурий в наибольшей восточной элонгации  имеют одинаковый вид. Солнцем у них освещена правая половина диска, а  терминатор имеет вид прямой линии. Означает ли это, что данные объекты видны в  этом случае по одному направлению?  39. У каких планет синодический период равен или близок к земному году?  40. Нижними или верхними являются планеты, у которых синодический период  обращения больше двух лет?  41. Может ли синодический период обращения S планеты быть равен ее сидерическому  периоду Т?  42. Как изменятся синодические периоды Марса и Венеры, если эти планеты будут  располагаться ближе к Земле, чем сейчас?  43. Существуют ли космические объекты, у которых синодический период равен  бесконечности?  44. Поверхность каких больших планет доступна оптическим наблюдениям?  45. Поверхность какой планеты наиболее оптимальна для наблюдений с Земли?  46. Какие две соседние планеты обладают самым большим и самым малым альбедо  среди планет?  47. Какая планета могла бы называться планетой Океан? 48. На каких планетах обнаружены полярные шапки?  49. Какой лед на Марсе?  50. Существуют ли каналы на Марсе?  51. Много ли воды на Марсе?  52. Будут ли на Марсе цвести яблони?  53. Почему горы на Марсе выше, чем горы на Земле?  54. Почему продолжительность солнечных суток на Меркурии больше, а на Венере  меньше периодов осевого вращения этих планет? Какое соотношение этих величин  для Земли?  55. На каких планетах и почему нет смены времен года?  56. Какие планеты и почему имеют расположение тропиков и полярных кругов близкое  к земному?  57. Происходит ли смена времен года на Марсе?  58. Какая планета и почему не имеет сезонных изменений по широте, как Земля, но зато имеет сезонные изменения по долготе?  59. На каких планетах легче всего поставить рекорды по прыжкам в длину и высоту?  60. На каких планетах вес космонавта будет практически одинаков?  61. Какая планета является двойником Земли?  62. Существуют ли двойные планеты?  63. Какая планета имеет среднюю плотность меньшую, чем плотность воды?  64. Какая планета похожа на Луну снаружи, а на Землю внутри?  65. Какая планета по химическому составу аналогична звезде, а по внутреннему  строению не похожа ни на звезду, ни на Землю?  66. Как образуются атмосферы у планет?  67. Почему молекулы атмосфер под действием силы тяжести не опускаются на  поверхность планет?  68. Все планеты из­за наличия молекул со скоростями, большими скоростей убегания,  теряют свои атмосферы. Почему все же атмосферы существуют?  69. На какой планете атмосферное давление летом в 250 раз больше, чем зимой? 70. Какое утверждение является правильным:  1) плотность атмосферы Марса меньше плотности атмосферы Земли;  2) плотность атмосферы Марса больше плотности атмосферы Земли?  71. Какой фактор является определяющим для существования высокого давления в  атмосфере Венеры (9б ат): плотность атмосферы, химический состав или  температура?  72. Как изменилось бы давление в атмосфере Венеры, если бы планета в настоящее  время оказалась на орбите Земли?  73. Химический состав атмосфер резко различен. На каких планетах атмосфера  преимущественно водородная, азотная, углекислая?  74. Почему на Меркурии атмосфера, из гелия?  75. Какой химический элемент ответственен за цвет и название Марса?  76. На какой планете и почему существует сильный парниковый эффект?  77. На какой планете и почему иногда наблюдается сильный антипарниковый эффект?  78. На какой планете существует гигантский долгоживущий атмосферный вкхрь?  79. На какой планете температура поверхности остается практически постоянной как в  течение суток, так и на протяжении всего года?  80. На каких планетах температура одинакова по всей поверхности?  81. Почему на Венере температура выше, чем на Земле?  82. Температура Венеры, определенная радиометрическим методом, оказывается очень  низкой (­54oC). Как это согласуется с очень высокой температурой на ее  поверхности и в нижних слоях атмосферы?  83. Температура Венеры, измеренная радиометрическим методом, в центре диска  оказалась на 20o выше, чем по краям. О чем свидетельствует этот факт? У какого  небесного объекта известно подобное явление?  84. У какой планеты перепад температур в течение суток достигает 600oC? Каковы  основные причины таких больших изменений температуры?  85. Какие планеты излучают энергии больше, чем получают ее от Солнца? Каковы  возможные причины этого?  86. Какая планета излучает энергии меньше, чем получает ее от Солнца? Какова  возможная причина этого?  87. У какой планеты впервые была обнаружена магнитосфера? 88. Какие планеты имеют заметные магнитные поля?  89. Почему на Венере слабое магнитное поле?  90. У какой планеты и почему полярность магнитосферы испытывает периодические  изменения?  91. У каких планет самое мощное радиоизлучение?  92. У какой планеты самая узкая система колец?  93. У какой планеты самые темные кольца?  94. У каких планет нет спутников? Какие планеты обладают самым большим  количеством спутников?  95. Как обнаружить планеты у других звезд?  1.5 Спутники планет  1. Какие спутники видны невооруженным глазом?  2. Существование каких двух спутников одной планеты было предсказано в  художественном произведении за 150 лет до 203.их открытия?  3. Какие два спутника подтверждают свои названия?  4. Какой спутник притягивается Солнцем сильнее, чем своей планетой? Как влияет  этот факт на движение спутника в гелиоцентрической системе координат?  5. Какой спутник, находясь почти на таком же расстоянии от планеты, как и Луна от  Земли, имеет период обращения в 10 раз меньший? Почему это происходит?  6. Спутник Юпитера Метис (Метида) движется с самой большой орбитальной  скоростью 31,6 км/с, близкой к орбитальной скорости Земли (29,8 км/с). Почему его скорость так велика?  7. Какие спутники имеют обратное движение? Каково их возможное происхождение?  8. В Солнечной системе имеется единственная "вальсирующая пара" спутников. Какие это спутники?  9. Что такое спутники­"пастухи"?  10. Какой из спутников имеет самую эксцентричную орбиту?  11. Орбиты каких спутников самые маленькие?  12. Какие спутники постоянно обращены к своим планетам одной и той же стороной? 13. Какая планета и какой спутник имеют двойную синхронность вращений?  14. Почему для любого места на поверхности Марса его спутники проводят больше  времени под горизонтом, чем над горизонтом?  15. Все ли спутники на небе своих планет, как и Луна, восходят на востоке и заходят на западе? С чем это связано?  16. Почему одни спутники планет имеют шарообразную форму, а другие неправильную? 17. Какие спутники самые массивные?  18. Какие спутники по размеру превосходят большие планеты?  19. Спутник Юпитера Ганимед имеет диаметр, превышающий диаметр Меркурия.  Можно ли утверждать, что и масса его больше массы этой планеты?  20. Какой спутник имеет поверхность с самой большой отражательной способностью?  Какой спутник самый темный? У какого спутника отражательные способности двух  полушарий резко различны?  21. Какие спутники планет называются "ледяными"?  22. Какой спутник самый гладкий?  23. Чем Европа в космосе отличается от Европы на Земле?  24. Чем космический Страх отличается от космического Ужаса?  25. На поверхности Фобоса в большом количестве имеются параллельные борозды,  похожие на следы гигантского плуга. Предложить механизм образования таких  форм рельефа.  26. Возможна ли фаза "полнолуние" у спутников Марса?  27. Возможна ли фаза "полнолуние" у спутников Юпитера?  28. У каких спутников есть атмосферы?  29. Сколько колец у Сатурна?  30. Почему кольца Сатурна периодически исчезают для земного наблюдателя?  31. Можно ли увидеть кольца Сатурна с поверхности Сатурна?  32. Что за "спицы" в кольцах Сатурна?  1.6 Земля  1. Какие астрономические явления доказывают обращение Земли вокруг Солнца? 2. * Куда направлен в каждый данный момент времени вектор орбитальной скорости  Земли?  3. Из каких наблюдений можно установить, что орбита Земли не является  окружностью?  4. Когда Земля бывает ближе всего к Солнцу и когда дальше? Какова причина  изменения расстояния Земли от Солнца?  5. По какому направлению видна Земля от Солнца, когда она находится в перигелии,  афелии?  6. Если бы орбита Земли была окружностью, то как отличались бы времена года от  тех, которые существуют в действительности? Как изменились бы времена года,  если эксцентриситет земной орбиты увеличился бы до 0,5?  7. * Как из наблюдений можно показать, что Земля движется под действием силы  тяготения Солнца?  8. Изменится ли движение Земли, когда Солнце станет красным гигантом?  9. Являются ли кругосветные путешествия доказательством шарообразности Земли?  10. Иногда, в качестве доказательства шарообразности Земли приводится такой факт:  при приближении корабля к берегу вначале появляются верхушки мачт, сами  мачты, а потом весь корабль. Доказывает ли такое явление шарообразность Земли?  11. Обязательно ли дискообразное изображение Земли на фотоснимке из космоса  доказывает ее шарообразность?  12. Какое небесное явление доказывает шарообразность Земли?  13. Почему на Земле возникают два приливных выступа?  14. Как из наблюдений звездного неба доказать, что Земля вращается вокруг  собственной оси и что вращение происходит с запада на восток?  15. Каков период вращения Земли?  16. Равномерно ли вращается Земля?  17. Куда и с какой скоростью движется точка земной поверхности на широте ф при  вращении Земли?  18. Какой наблюдательный факт свидетельствует о сохранении направления в  пространстве оси вращения Земли?  19. Какой наблюдательный факт однозначно указывает на наклонение оси вращения  Земли к плоскости ее орбиты? 20. Как надо изменить наклонение оси вращения Земли к плоскости ее орбиты, чтобы  на Земле везде день был бы равен ночи, а смена времен года прекратилась бы?  21. Как надо изменить наклонение оси вращения Земли к плоскости ее орбиты, чтобы  Солнце дважды в году становилось бы полярной звездой?  22. В какое время суток жители Рязани движутся относительно Солнца быстрее?  медленнее?  23. * Какие два условия порознь необходимы и достаточны для прекращения явления  прецессии?  24. Из механики известно, что тело, брошенное горизонтально с небольшой скоростью  вблизи поверхности Земли, движется по параболе. Означает ли, что эта скорость  равна второй космической скорости? Нет ли здесь противоречия с первым законом  Кеплера?  25. * Какую энергию надо затратить, чтобы поднять с Земли тело массой 1 кг и удалить  его в бесконечность? Тело какой массы надо поднять с поверхности Земли на  высоту 1 м, чтобы затратить такую же энергию?  26. * Конечна ли или бесконечна энергия, которую потребовалось бы затратить, чтобы  разобрать Землю на отдельные кусочки с удалением их в бесконечность?  27. Какое суждение можно сделать о плотности вещества ядра Земли, если средняя  плотность Земли 5,5 г/см3,а плотность горных пород 3,5 г/см3?  28. В каких спектральных диапазонах преимущественно излучает Земля?  29. Какой цвет имеет Земля из космоса и почему?  30. * На сколько отклонится солнечный луч, следующий касательно к поверхности  земного шара вследствие преломления света в атмосфере? Среднюю рефракцию на  краю горизонта считать равной 35'.  31. Можно ли видеть с поверхности Земли светило, находящееся в это время под  горизонтом?  32. Атмосферу Земли можно рассматривать как тепловую машину. Как она работает?  33. Как изменилась бы температура земной поверхности, если бы Земля потеряла  гидросферу?  34. Почему в атмосфере Земли почти нет водорода, тогда как Солнце и большие  планеты состоят преимущественно из него?  35. Откуда появился кислород в земной атмосфере?  36. * Каковы электрические заряды Земли и Солнца? 37. Что произойдет, если Земля потеряет все свои электроны?  38. Для какой элементарной частицы Земля совершенно прозрачна?  39. Образцы вещества каких небесных тел находятся на Земле?  40. Сколько естественных спутников у Земли?  1.7 Луна  1. Почему на звездных картах изображена эклиптика, но не показан лунный путь?  2. Луна на фоне звезд движется в восточном направлении, а заходит ежесуточно в  западной части неба. Почему?  3. Почему Луна на небе систематически сближается с планетами?  4. Как меняется в течение месяца расстояние Луны от Солнца?  5. Когда Луна догоняет Землю? Когда Земля догоняет Луну?  6. Во время каких фаз скорость Луны в гелиоцентрической системе координат будет  наибольшей? наименьшей?  7. Как влияет движение Луны вокруг Земли на расстояние Земли от Солнца?  8. Где находится центр масс системы Земля­Луна?  9. Как влияет Луна на ориентацию в пространстве оси вращения Земли?  10. Как влияет Луна на состояние атмосферы, гидросферы и литосферы Земли?  11. Как рассчитать время падения Луны на Землю в случае внезапного прекращения ее  движения вокруг Земли?  12. Почему Луна всегда обращена к Земле одной стороной?  13. Если бы Луна не вращалась, то к какому наблюдательному эффекту это могло бы  привести?  14. Солнце или Луна поднимается на наибольшую угловую высоту над горизонтом? У  какого из этих объектов меньше минимальная высота в верхней кульминации?  15. Почему "молодая" Луна (около первой четверти) видна лучше всего в весенние  вечера?  16. Почему "старая" Луна (около последней четверти) видна лучше всего осенью перед  рассветом?  17. Когда ­ летом или зимой полная Луна поднимается выше всего над горизонтом? 18. Каждые ли сутки Луна восходит?  19. Что бывает продолжительнее в средних широтах Земли ­ самые длинные солнечные  дни или интервалы времени от восхода до захода Луны?  20. В какой день года полная Луна дольше всего находится над горизонтом в северном  полушарии Земли?  21. Может ли Луна находиться над горизонтом больше суток?  22. Можно ли где­либо и когда­либо на Земле в течение двух недель при совершенно  ясной погоде ни разу не увидеть Луну?  23. В какое время года, сразу после полнолуния, Луна восходит почти в одно и то же  время каждые сутки?  24. Могут ли за месяц состояться два полнолуния? Может ли быть месяц без  полнолуния?  25. Почему диск Луны в полнолунии кажется большим, чем черный силуэт Луны во  время полного солнечного затмения?  26. Почему радиус диска Луны, освещенного пепельным светом, кажется меньшим, чем  радиус светлого серпа?  27. Каково происхождение пепельного света у Луны и Венеры?  28. Можно ли где­нибудь на Земле видеть серп Луны в виде лодочки, рогами кверху?  29. Во время каких фаз Луны терминатор располагается вблизи западного, восточного,  северного или южного краев лимба?  30. Какова зависимость между фазами Луны и фазами Земли на Луне?  31. При какой фазе Луны освещение ее отраженными от Земли солнечными лучами  будет наибольшим?  32. * В какое время года лунный свет лучше всего освещает поверхность Земли?  33. Если бы Луна была повернута к Земле своей обратной стороной, то лучше или хуже  она освещала бы Землю в полнолуние?  34. Какова одна из причин того, что свет Луны в первой или последней четверти  составляет меньше половины ее света в полнолуние?  35. В какие фазы Луны высота приливов на Земле наибольшая? наименьшая?  36. В каком месте для наблюдателя на Луне Земля находится в зените и в каком в  надире?  37. Как происходит движение Земли на звездном небе Луны? 38. Можно ли с поверхности Земли увидеть обратную сторону Луны?  39. Какую часть лунной поверхности может увидеть в течение некоторого времени  наблюдатель, находящийся на Марсе?  40. Какую часть земной поверхности можно видеть с Луны?  41. Можно ли увидеть Луну в новолуние и Землю с Луны в новоземелие?  42. Меньше или больше, чем на Земле будет дальность горизонта на Луне?  43. Луна восходит не менее двух минут, если ее наблюдать на Земле. В течение какого  времени восходит Земля для наблюдателя на Луне?  44. Обширные равнины на Луне носят название морей и талласоидов. В чем отличие  этих образований?  45. Как образовались лунные моря?  46. Горячие точки Луны, что это такое?  47. Почему на Луне существует толстый рыхлый поверхностный слой грунта?  48. Астронавтами на поверхности Луны выявлены интересные особенности лунного  грунта. С одной стороны, он образовывал горки с более крутыми склонами, нежели  песок на Земле, так, как если бы он был влажным. С другой стороны, при сборе  совком образцов грунта они соскальзывали с него при самых небольших ускорениях. Каковы причины таких свойств лунного реголита?  49. Происходят ли изменения на поверхности Луны?  50. Средняя плотность Луны 3,4 г/см3. Есть ли у Луны плотное ядро?  51. Одинакова ли температура поверхности Луны в разных точках лунного диска?  52. Почему Луна лишена атмосферы, а на спутнике Сатурна Титане атмосфера  обнаружена, хотя скорости убегания на обоих спутниках почти одинаковы (2,4 км/с  на Луне и 2,6 км/с на Титане)?  53. Чем отличаются траектории молекул в окрестностях Луны и в атмосфере Земли?  54. Есть ли кислород на Луне?  55. Почему на Луне изотопа 2He3 в 2000 раз больше, чем на Земле?  56. Есть ли у Луны естественные спутники? Если нет, то почему?  1.8 Затмения 1. С какого края лунного диска в средних широтах начинается полное лунное  затмение? С какого края солнечного диска начинается солнечное затмение?  2. Возможно ли ущербление диска Солнца во время солнечного затмения снизу?  3. Можно ли по виду серпа различить изображение Луны и изображение Солнца во  время частного солнечного затмения?  4. Можно ли с поверхности Земли наблюдать полное лунное затмение и одновременно  видеть Солнце над горизонтом?  5. Как надо изменить ориентацию лунной орбиты, чтобы солнечные и лунные затмения  происходили чаще?  6. Как надо изменить ориентацию лунной орбиты, чтобы солнечные и лунные затмения  происходили каждый месяц?  7. Каков минимально возможный промежуток времени между солнечным и лунным  затмениями?  8. Где можно чаще видеть солнечные и лунные затмения: в полярных районах или в  экваториальной зоне?  9. Какие затмения и почему происходят чаще: солнечные или лунные?  10. Какое полное затмение (солнечное или лунное) продолжительнее? Почему?  11. Что видит наблюдатель на Земле во время частного солнечного затмения,  происходящего на Луне?  12. Что видит космонавт, находящийся на Луне, во время солнечного затмения,  происходящего на Земле?  13. Как будет выглядеть Земля с Луны в момент полной фазы солнечного затмения на  Луне?  14. Везде ли на поверхности Луны можно наблюдать затмение Солнца? затмение Земли? 15. Выяснено, что атмосфера Земли, так же как и сама планета, дает густую тень. Как  могут давать тень прозрачные слои газов?  16. Почему видна Луна во время полного лунного затмения? Почему Луна в это время  красновато­бурого цвета?  17. На какой единственной планете можно наблюдать и полное, и кольцеобразное  затмение Солнца одним и тем же спутником?  18. Могут ли быть кольцеобразные затмения Луны? 19. Известно, что в современную эпоху Луна удаляется от Земли. Как это скажется на  солнечных затмениях?  20. Может ли произойти покрытие Юпитера во время затмения Луны? Может ли  произойти покрытие Венеры Луной во время затмения Луны?  21. Можно ли наблюдать с Земли затмения в системе Урана?  1.9 Искусственные спутники  1. Могут ли космические аппараты двигаться по прямолинейным траекториям?  2. Какую скорость должен иметь космический корабль, движущийся по круговой  орбите вокруг Земли?  3. Нижний предел высот искусственных спутников Земли около 200 км, а  искусственные спутники Луны летали на высоте всего около 15 км. Почему так  резко отличались высоты ИСЗ и ИСЛ?  4. * Искусственный спутник Земли движется по круговой орбите. Как изменится  орбита ИСЗ, если скорость увеличить на небольшую величину? уменьшить?  5. * Почему все искусственные спутники Земли, кроме стационарных, имеют  эллиптические орбиты, а не круговые?  6. * Может ли искусственный спутник иметь такую орбиту, чтобы его трасса  проходила бы только через Европу и Африку?  7. Как с космического корабля, движущегося по круговой орбите, отправить на Землю какое­либо тело?  8. После отделения спутника от последней ступени ракеты­носителя, последняя  движется вначале за спутником, а затем обгоняет его? Почему?  9. Какими параметрами орбит отличаются друг от друга экваториальные, полярные,  синхронные, суточные, стационарные искусственные спутники Земли?  10. У искусственного спутника Земли горизонтальные координаты остаются  неизменными. Какой вывод можно сделать о вращении Земли, наклонении,  эксцентриситете и большой полуоси орбиты спутника?  11. Показывают ли фазы искусственные спутники Земли?  12. Почему большинство искусственных спутников бывают видны на небе в вечерние  часы после захода Солнца и предутренние, перед восходом Солнца?  13. Движение пилотируемого космического корабля в свободном полете  осуществляется так, что его продольная ось всегда направлена по радиусу Земли.  Вращается ли космический корабль? Какое естественное тело движется так же? 14. Какое естественное небесное тело движется под действием той же силы, что и  искусственные спутники Земли?  15. Какие естественные небесные тела движутся под действием той же силы, что и  автоматические межпланетные станции?  16. Выполняется ли закон сохранения механической энергии для спутника,  движущегося по эллиптической орбите? Какие превращения энергии происходят  при переходе спутника из апогея в перигей?  17. Зачем нужны надувные спутники?  18. Какой спутник и зачем сделан из урана?  19. Как заряжены искусственные спутники?  20. На каких этапах полета космонавт имеет наибольший вес? наименьший вес?  21. Почему внутри космического корабля, находящегося в свободном полете, тела  невесомы?  22. Космонавт вышел в открытый космос. Сохранится ли у него состояние невесомости, если он находится на поверхности корабля?  23. При каких условиях на космическом корабле вес космонавта оказывается равным  его весу на поверхности Земли?  24. Справедливы ли законы Паскаля и Архимеда внутри космического корабля,  находящегося в свободном полете?  25. Что происходит с жидкостью в закрытом сосуде на борту космического корабля?  26. Какие виды теплопередачи реализуются внутри космического корабля?  1.10 Малые тела солнечной системы  1. Какие тела в Солнечной системе называются малыми?  2. Какой астероид имеет самую вытянутую орбиту?  3. Какая комета движется по круговой орбите?  4. Каков конечный этап жизни астероидов и комет?  5. Какие астероиды самые крупные?  6. Какие самые крупные метеориты известны на Земле? 7. На каком расстоянии от Солнца больше всего малых планет?  8. Какую единственную малую планету можно увидеть невооруженным глазом?  9. Существуют ли двойные астероиды?  10. В какой части неба эффективнее всего искать новые кометы?  11. Какие наблюдения доказали, что кометы не находятся в земной атмосфере, как это  предполагали в древности?  12. Откуда приходят кометы?  13. Бывают ли кометы без хвостов?  14. Как отличить при наблюдении комету без хвоста от обычной туманности?  15. Куда и почему направлен хвост кометы?  16. Что представляет собой ядро кометы?  17. Происходят ли столкновения комет с планетами?  18. Какова природа кометных вулканов?  19. По каким орбитам движутся метеорные тела?  20. Чем объяснить, что больше всего метеоров видно в предутренние часы, а вечером  число метеоров меньше?  21. Почему метеоры наблюдаются на определенной высоте над поверхностью Земли?  22. Видны ли метеоры на небе Луны?  1.11 Звезды  1. Что такое созвездие? Сколько созвездий на небе?  2. Совпадает ли число зодиакальных созвездий с числом созвездий, через которые  проходит Солнце, двигаясь по эклиптике?  3. Какое созвездие состоит из двух участков, разделенных другим созвездием?  4. Где на звездном небе находятся летний и зимний треугольники?  5. В каком созвездии находится точка летнего солнцестояния? Почему эта точка  обозначена знаком Рака?  6. Какая самая яркая звезда на небе и какая самая яркая звезда северной полусферы? 7. Какая звезда ближайшая к Солнцу?  8. Какая звезда получила название "звезды­гостьи"?  9. На небе есть "удивительная" или "дивная" звезда. Что это за звезда?  10. Где на небе находится "звезда дьявола"?  11. Название какой звезды образовано от имени планеты?  12. Всегда ли Полярная звезда будет полярной?  13. На какой планете и каких спутниках Солнце является полярной звездой? Как  ориентирована эта планета в пространстве?  14. У какой звезды впервые обнаружено движение в пространстве?  15. Какая звезда имеет самое большое собственное движение?  16. * Как по видимой траектории звезды­спутника вокруг главной звезды сделать  заключение о наклонении плоскости орбиты спутника к картинной плоскости?  17. Какие звезды называются инфракрасными?  18. Что за звезды коричневые карлики?  19. Что за углеродные звезды?  20. Есть ли вода на звездах?  21. Какие звезды становятся Новыми?  22. Какая переменная звезда имеет максимальную амплитуду блеска?  23. Какую яркую переменную звезду большинство населения земного шара может  видеть все ночи в течение года?  24. Какие звезды самые горячие? самые холодные?  25. У каких звезд самые малые периоды вращения?  26. Какие звезды размером с Землю?  27. Какую форму имеют звезды?  28. Чем отличаются звезды от планет?  29. Почему звезда существует как целое тело? Возможно ли нарушение равновесия  вещества звезды? 30. В каких диапазонах электромагнитных волн наблюдают рождение звезд, а в каких ­  конец их жизни?  31. Когда звезда светит:  а) за счет энергии гравитационного сжатия?  б) за счет энергии термоядерного синтеза?  в) за счет энергии радиоактивного распада?  г) за счет тепловой энергии?  д) за счет соседней звезды?  32. Какие звезды показывают фазы?  33. Когда звезда светит как целая галактика?  34. Каким образом на звездах может возникнуть сильное рентгеновское излучение?  35. Чем отличается рентгеновское излучение барстеров от излучения рентгеновских  пульсаров?  36. Есть ли на звездах темные пятна? Есть ли на звездах яркие пятна?  37. Что представляет собой главная последовательность на диаграмме спектр­ светимость: полосу, вдоль которой эволюционируют звезды, или геометрическое  место точек, в которых звезды проводят большую часть времени?  38. Чем отличается термоядерный синтез в звездах и на Земле?  39. Всегда ли термоядерные реакции идут в центре звезды?  40. У каких звезд перенос энергии полностью осуществляется путем конвекции?  41. Что общего между двигателем внутреннего сгорания и переменной звездой­ цефеидой?  42. Какие звезды состоят из концентрических слоев, образованных из разных  химических элементов, вплоть до железа?  43. Можно ли наблюдать ядра звезд?  44. Какие звезды состоят преимущественно из нейтронов?  45. У каких звезд вещество находится в жидком состоянии?  46. У каких звезд твердая поверхность?  47. Где сейчас в космосе происходит образование звезд? 48. Возраст какой яркой звезды составляет всего лишь 1/500 от возраста Земли?  49. Свидетелем возникновения каких ярких звезд был человек?  50. Какие звезды живут дольше ­ с малой или большой массой?  51. Во что превращаются массивные звезды?  52. Что такое коллапс звезды?  53. Как часто происходят вспышки Сверхновых в нашей Галактике?  54. Как давно произошла вспышка Сверхновой в Большом Магеллановом облаке?  55. Какие самые знаменитые останки звезды?  56. Что такое пульсары?  57. Почему пульсары быстро вращаются?  58. Пульсируют ли пульсары?  59. Как найти черную дыру?  60. Во что превращаются черные дыры?  61. Когда погаснут все звезды?  62. Конечна или бесконечна звездная Вселенная?  Ответы: 2.1 Наблюдая Вселенную  1. Вселенная ­ это весь материальный мир; в более узком смысле под Вселенной  понимается окружающий нас мегамир ­ мировое пространство, небесные тела, их  системы, газ и пыль, электромагнитные поля, космические элементарные частицы.  Вселенную, рассматриваемую как единое целое, подчиняющуюся общим законам,  называют космосом. Значение слова "космос" в греческом языке ­ "порядок,  гармония, красота". Это слово родственно слову "косметика", смысл которого ­  "искусство украшать". Считают, что впервые Вселенную как гармоничную,  упорядоченную систему назвал космосом древнегреческий ученый Пифагор. Метагалактика ­ вся наблюдаемая область Вселенной. Ее границы по мере  совершенствования астрономических инструментов расширяются, но существует  принципиальный предел, обусловленный конечностью скорости света. В настоящее  время диаметр Метагалактики 6000 Мпк.  2. Под условным названием "мегамир" понимают совокупность макроскопических тел  и их систем астрономического масштаба. Макроскопические тела физические  системы, состоящие из огромного количества частиц (атомов и молекул).  3. Движение по эллипсу ­ планеты, периодические кометы, астероиды, естественные и  искусственные спутники планет. Окружность ­ частный случай эллипса, известны  планеты и спутники, движущиеся по эллиптическим орбитам с очень малым  эксцентриситетом, например Венера. По параболическим и гиперболическим  орбитам могут двигаться кометы, приходящие из межзвездного пространства или  изменившие свои орбиты под действием массивных космических тел.  По эллиптическим орбитам движутся Солнце и другие звезды вокруг центра  Галактики.  4. Обычно такие тела обнаруживаются в особых точках в системе двух массивных тел, обращающихся вокруг общего центра масс,­ точках Лагранжа.  У Сатурна на орбите Тефии движутся еще два спутника: Телесто и Калипсо, на  орбите Дионы­1980 S6. Две группы малых планет находятся на орбите Юпитера. 10  астероидов ("греки") движутся впереди Юпитера по его орбите и 5 астероидов  ("троянцы") ­ позади него.  5. Луна при наблюдении в телескоп с увеличением 500­1000 раз, метеороиды,  искусственные спутники Земли.  6. В 1676 году датский астроном О.Ремер впервые определил скорость света из  наблюдений за затмениями спутника Юпитера Ио. Положение спутников  "запаздывает" на 16,7 минуты, когда наблюдатель вместе с Землей перемещается на  противоположную от Юпитера сторону орбиты.  Явление аберрации света звезд, вызванное движением Земли по орбите вокруг  Солнца, было также использовано в 1727 году английским астрономом Брадлеем  для определения скорости света.  7. Все планеты Солнечной системы совершают как прямые, так и попятные движения.  Петлеобразное движение планет является следствием сложения орбитальных  движений Земли и планет.  8. Так движется комета на звездном небе при приближении или удалении ее от Земли.  Петли образуются из­за орбитального движения Земли.  9. Малые космические тела ­ метеороиды могут быть видимы только во время их  сгорания в земной атмосфере как явление метеора. 10. Низкие искусственные спутники Земли в течение ночи неоднократно входят в тень  Земли, то есть наступает физическое затмение.  11. Прямое восхождение и склонение остаются постоянными у звезд и  внегалактических объектов, если пренебречь влиянием прецессии и их собственным  движением. Азимут и высота не изменяются у звезд, находящихся в полюсах мира.  12. На телах Солнечной системы, не имеющих атмосферы, на дневном небе можно  одновременно видеть и Солнце, и звезды. Такое явление имеет место на Меркурии,  Луне, большинстве спутников планет, астероидах. Причина этого заключается в  отсутствии рассеяния солнечного света на молекулах атмосфер.  13. Лунные моря и Океан Бурь, которые легко видеть невооруженным глазом на диске  нашего спутника,­ последствия столкновений Луны с другими космическими  телами, оставленными на ней 4 миллиарда лет назад.  14. Космические лучи ­ это потоки частиц, движущихся к Земле из космоса. Их состав:  90% ­ протоны, 7% ­ а­частицы, . 1% ­ электроны и более одного процента ­ ядра  тяжелых элементов. В пространстве около Земли в одном кубическом сантиметре  находится одна такая частица. Среди корпускул космических лучей встречаются  частицы с громадной энергией ­до 10 ГэВ. Космические лучи образуются на Солнце  и других звездах, при взрывах Сверхновых, а также в центре Галактики.  15. В космических полетах космонавты видели световые точки, молнии даже тогда,  когда их глаза были закрыты. Причина таких явлений ­ возбуждение сетчатки глаз  космическими лучами.  16. Межгалактическое тепловое излучение с Т=2,7 К, называемое реликтовым, есть  остывшее электромагнитное излучение эпохи Большого Взрыва. Плотность  реликтового излучения примерно 500 фотонов в кубическом сантиметре.  17. Бесконечная амплитуда блеска в шкале звездных величин наблюдается у  оптических пульсаров. Во время минимума блеска пульсар (нейтронная звезда) не  виден с Земли вообще. Логарифм отношения освещенности в максимуме излучения  к нулевому излучению дает бесконечность.  18. В спектре Марса обнаружено излучение, длина волны которого совпадает с длиной  волны лазеров, работающих на двуокиси углерода. Предполагают, что атмосфера  Марса работает как естественный лазер, получающий энергию накачки от Солнца.  19. Усиление излучения посредством вынужденного испускания фотонов действует в  естественных лазерах ­ ярких космических радиоисточниках, излучающих в линиях  OH, H2O, SiO.  20. Да. Силовой характеристикой гравитационного поля является ускорение  свободного падения g. Размерность и физический смысл g совпадает с размерностью и физическим смыслом напряженности гравитационного поля.  21. Если космическое тело однородно, то ускорение свободного падения уменьшается с глубиной; в центре тела g=0. Близкая к этому ситуация предполагается у планет земной группы. Если плотность увеличивается с глубиной, то ускорение свободного падения будет иметь максимум на какой­то глубине, в центре объекта опять g=0.  Такая ситуация имеет место на Солнце. Максимальное значение ускорения для  Солнца наблюдается на расстоянии 0,217 радиуса светила от центра.  22. Такая скорость называется второй космической. Она находится из соотношения,  определяемого равенством кинетической и потенциальной энергий тела в поле  тяготения космического тела. Вторая космическая скорость для Луны ­ 2,4 км/с,  Земли ­ 11,2 км/с, Юпитера ­ 61 км/с, Солнца 620 км/с, белого карлика ­ 5200 км/с.  23. Расстояние, на котором спутник может быть разорван на части приливными со  стороны планеты силами, называется пределом Роша. Например, для Сатурна  предел Роша составляет 148000 км при диаметре планеты 120800 км.  24. Кометы относятся к малым телам Солнечной системы. Твердое ядро кометы имеет  диаметр порядка 1­10 км. Однако газово­пылевая атмосфера, окружающая ядро,  при приближении кометы к Солнцу образует голову, диаметр которой сравним с  диаметром Солнца (1.4*106 км). Длина хвоста кометы может доходить до одной  астрономической единицы и даже больше.  25. При нарушении твердой коры нейтронной звезды происходит резкое изменение  момента инерции, следствием чего являются скачки периодов вращения.  Скачкообразные изменения угловой скорости Земли также объясняют изменением  момента инерции из­за перемещения воздушных и снеговых масс по поверхности  Земли.  26. В отличие от земных тел теплоемкость отрицательна у звезд. Если энергия звезды  увеличивается, то звезда расширяется и при этом остывает. Остывание происходит  за счет работы против сил тяготения.  27. Черные дыры имеют только три характеристики: массу, момент импульса и  электрический заряд.  28. Нейтронные звезды в основном состоят из плотно упакованных нейтронов. В таком  состоянии нейтронную звезду можно рассматривать как гигантское атомное ядро.  Радиус таких звезд около 10 км. При определенных условиях нейтронную звезду  можно наблюдать с Земли как пульсар. Космическое тело не может состоять из  одних протонов, так как между ними тогда возникнут гигантские силы  отталкивания и тело разрушится.  29. Самый близкий к Земле космический источник нейтрино ­ Солнце. Поток нейтрино  от Солнца очень велик, в течение одной секунды человеческое тело пронизывает 10  нейтрино.  30. Кометы ­ космические тела, находящиеся в состоянии непрерывной дезинтеграции.  Результатом распада комет являются метеорные потоки.  31. Такими свойствами обладают только черные дыры. 32. Железное ядро образуется в процессе эволюции у звезд с массой более 5 масс  Солнца. Железное ядро предполагается у нашей планеты Земля.  33. Атмосферу имеют звезды, большинство планет, кометы, некоторые спутники  планет.  34. Газопылевые хвосты появляются у комет при их приближении к Солнцу. Обнаружен также газовый хвост у Земли, направленный в сторону от Солнца. По расчетам, он  простирается на расстояние около 650000 км. Вероятно, газовые хвосты есть и у  других планет, имеющих атмосферы.  35. Метеорное тело, движущееся в земной атмосфере, нагревается, и на его  поверхности начинается термоэлектронная эмиссия. В результате тело приобретает  громадный положительный заряд, а такой же отрицательный заряд оказывается  распределенным в длинном плазменном хвосте.  36. Такое явление возможно при пролете в атмосфере Земли крупного метеорита.  Большой положительный заряд метеорита индуцирует на поверхности Земли такой  же по модулю отрицательный заряд. При соответствующей напряженности  электрического поля между метеоритом и Землей в воздухе может произойти  искровой разряд.  37. Отдельные изолированные части искусственного спутника на орбите могут  приобрести разный потенциал. При достаточно большой разности потенциалов  между ними по поверхности спутника происходит электрический разряд, который  отрицательно влияет на работу радиотехнической аппаратуры спутника.  38. Восемь химических элементов получили свое название от небесных тел: гелий от  Гелиоса ­ Солнца, селен от Селены ­ Луны, теллур от Теллуса ­ Земли, уран,  нептуний и плутоний от планет Уран, Нептун и Плутон, палладий и церий от  крупнейших астероидов Паллада и Церера.  39. Содержание гелия (20,8%) в космических телах одинаково, так как определяется  термоядерным синтезом в первые минуты Большого Взрыва. Образование тяжелых  элементов происходило в результате локального синтеза в ходе эволюции  конкретных звезд, поэтому содержание их различно в разных космических телах.  40. Человеческое тело на 65% состоит из кислорода, на 18% из углерода, в нем имеется азот, магний, фосфор и многие другие элементы. Всего в живых организмах  установлено 70 химических элементов. Все химические элементы, более тяжелые,  чем водород и гелий, включая железо, синтезировались при термоядерных реакциях  в недрах звезд. Химические элементы, более тяжелые, чем железо, образовались во  время вспышек сверхновых звезд.  41. По спектральным наблюдениям в космосе обнаружены молекулы формальдегида,  цианацетилена, древесного спирта, муравьиной кислоты, уксусного альдегида,  ацетонитрила и многих других соединений. Органические молекулы встречаются в  плотных газово­пылевых облаках в межзвездной среде, где возможно столкновение  между атомами и радикалами. 42. Возраст одного из образцов лунной породы, привезенного на Землю экспедицией  "Аполлон­15", оценен в 4,15 миллиарда лет.  43. 1) В районе сибирской реки Енисей на сопке Метеоритной установлен единственный в мире памятник метеориту ­ Палласову железу. Метеорит был найден русским  ученым Палласом в конце XVIII века на территории современного Красноярского  края.  2) Объект поклонения мусульман ­ Черный Камень (Аль­Хаджар), вмурованный в  стену храма Кааба в Мекке, вероятно, является метеоритом.  44. В Солнечной системе известны спутники Солнца ­ планеты, спутники планет и даже  обнаружены спутники у астероидов.  Двойные звезды состоят из главной звезды и звезды­спутника.  Предполагается существование планетных систем у других звезд.  45. Межпланетную пыль можно увидеть с Земли благодаря рассеянию света Солнца на  частицах пыли. Наблюдается она в виде зодиакального света ­ слабого диффузного  свечения, видимого после наступления темноты или перед рассветом.  2.2 Системы отсчета в астрономии, видимое движение  светил  1. Пространственное расположение небесных тел, признание их движения, обращения  Луны вокруг Земли, возможность математического расчета видимых положений  планет.  2. Мир ограничен сферой неподвижных звезд, сохранено равномерное движение  планет, сохранены эпициклы, недостаточная точность предсказания положений  планет.  3. Необнаружение параллактического движения звезд в силу его малости и  погрешностей наблюдений.  4. Третьей координатой в сферической системе координат является модуль радиуса­ вектора ­ расстояние до объекта r. Эта координата определяется из более сложных  наблюдений, чем  и  . В каталогах ее эквивалентом является годичный параллакс,  отсюда  (пк). Для задач сферической астрономии достаточно знание только  двух координат  и  или альтернативных пар координат: эклиптических ­  галактических ­ l, b.  ,  или  5. Эклиптика, первый вертикал, колюры равноденствий и солнцестояний.  6. На экваторе. 7. Только большие круги небесной сферы проецируются в виде прямых линий.  8. На полюсах Земли.  9. Значения А, t,  в этих случаях неопределенны.  10. На северном полюсе Земли, на экваторе, на южном полюсе Земли.  11. 1) А=90o, z=do  2) А=270o, z=do  12. а) На любой широте в любой момент видно половину небесной сферы;  б) на полюсах Земли видна, соответственно, северная и южная полусфера;  в) жа экваторе Земли за срок меньший года можно увидеть все звезды небесной  сферы.  13. На широтах  =­90o,  =+90o.  14. На экваторе.  15. На полюсах Земли.  16. В верхней и нижней кульминациях.  17. На земном экваторе для звезд с  >0 А=0, а для звезд с  <0 А=180o.  18. В северном полушарии для всех звезд со склонением  >  азимуты в верхней и  нижней кульминациях одинаковы и равны 180o.  19. Наблюдатель находится в одном из полюсов Земли или звезда находится в одном из  полюсов мира.  20. Быстрее всего в меридиане, медленнее всего в первом вертикале.  21. Для наблюдателя, находящегося на земном экваторе и наблюдающего звезду со  склонением  =0.  22. Для всех широт ­ это звезда с  =0, на экваторе ­ любая звезда.  23. Такое явление происходит на экваторе Земли со звездами, находящимися на  небесном экваторе.  24. На экваторе Земли.  25. В дни равноденствий. 26. В дни равноденствий на экваторе.  27. В дни равноденствий суточная параллель Солнца совпадает с небесным экватором,  являющимся большим кругом небесной сферы. В дни солнцестояний суточной  параллелью Солнца является малый круг, отстоящий от небесного экватора на 23o.5. 28. Если пренебречь изменением склонения Солнца в течение дня, то его восход был в  точке востока. Это происходит ежегодно в дни равноденствий.  29. Терминатор совпадает с земными меридианами в дни равноденствий.  30. Кажущееся перемещение Солнца над горизонтом было истолковано как  параллактическое смещение, а поэтому было использовано для попытки  определения расстояния до светила.  31. Искомое место находится на диаметрально противоположной точке земного шара.  Для Рязани эта точка ­ в южной части Тихого океана и имеет координаты  21m западной долготы и  =­54o38'.  32. Солнце находится в плоскости земной орбиты.  33. Дважды в году во время дней равноденствий; один раз в году в дни солнцестояний.  34. На экваторе сумерки самые короткие, так как Солнце поднимается и опускается  перпендикулярно линии горизонта. В околополярных районах сумерки самые  длинные, так как Солнце движется почти параллельно горизонту.  35. Истинное солнечное время.  36. Можно, но только для конкретной даты. Для разных видов времени должны быть  свои циферблаты.  37. Ритм жизни человека связан с Солнцем, а начало звездных суток попадает на разные  часы солнечных суток.  38. Сохранились бы звездный год и синодический месяц. Используя их, можно было бы  ввести более мелкие единицы времени, а также построить календарь.  39. Самые длинные истинные солнечные сутки бывают в дни солнцестояний, когда  скорость изменения прямого восхождения Солнца за счет его движения по  эклиптике наибольшая, причем в декабре сутки больше, чем в июне, так как Земля в это время находится в перигелии.  Самые короткие сутки, очевидно, в дни равноденствий. В сентябре сутки короче,  чем в марте, поскольку в это время Земля ближе к афелию.  40. В этот период года склонение Солнца ежедневно увеличивается, и из­за разности в  моментах наступления начала суток одной и той же даты для западных и восточных  районов России долгота дня в Рязани 1 мая будет больше, чем в более восточных  районах. 41. Основная причина ­ связь общественной жизни со световым днем. Неодинаковость  истинных солнечных суток ведет к появлению среднего солнечного времени.  Зависимость среднего солнечного времени от долготы места обусловила  изобретение поясного времени. Необходимость экономии электроэнергии привела к декретному и летнему времени.  42. Солнечные сутки стали бы короче звездных на четыре минуты.  43. Это происходит из­за заметного возрастания склонения Солнца в течение дня.  Солнце после полудня описывает большую дугу на небосводе, чем до полудня.  44. За счет рефракции. Солнце раньше восходит и позже заходит. Кроме того, в  северном полушарии Земля летом проходит афелий и, следовательно, движется  медленнее, чем зимой.  45. Вследствие рефракции и наличия диска у Солнца день оказывается длиннее ночи.  46. Это явление ­ следствие эллиптичности земной орбиты. Летом Земля находится в  афелии и ее скорость по орбите меньше, чем скорость в зимние месяцы, когда Земля в перигелии.  47. Безразлично.  ­ =Tm2­Tm1=S2­S1  48. Две.  2.3 Солнечная система. Солнце  1. На расстоянии около 40 а.е. от Солнца расположена граница планетной системы,  масса которой близка к 450 массам Земли. Зона от 40 а.е. до 2000 а.е. представляет  щель в рапределении вещества. Далее, до расстояния в 20000 а.е. сосредоточено  внутреннее кометное облако, масса которого может в 20 раз превышать массу  планет. И наконец, до расстояния 50*103 а.е. простирается кометное гало. Масса  гало порядка 1/4 массы всех планет.  2. Существуют 2 критерия границы Солнечной системы:  1) расстояние в 103 ­ 104 а.е., где происходит торможение частиц солнечного ветра;  2) расстояние около 1.5*105 а.е., где притяжение Солнца оказывается равным силе  притяжения ближайших звезд.  3. Солнечная система находится на расстоянии 10 кпк (по новым данным 8,5 кпк) от  центра Галактики, на высоте 20 пк от ее плоскости, между спиральными рукавами  Персея и Стрельца. Солнце медленно перемещается по направлению рукава Персея. 4. Движение Солнечной системы относительно ближайших звезд происходит в  направлении апекса, расположенного на границе созвездий Лиры и Геркулеса.  Скорость этого движения около 16 км/с.  Движение Солнечной системы вокруг центра Галактики происходит со скоростью  220­250 км/с. В современную эпоху оно направлено к созвездию Лебедя.  5. Направление движения Солнца относительно ближайших звезд (апекс) определяется по собственным движениям и лучевым скоростям звезд. Вблизи апекса звезды  "разбегаются", вблизи же антиапекса собственные движения большинства звезд  направлены к нему.  Модули лучевых скоростей звезд максимальны в районах апекса и антиапекса.  6. Можно, по систематическому увеличению видимого блеска звезд вблизи апекса и  его уменьшению у звезд в районе антиапекса.  7. Для больших тел влияние давления солнечного света пренебрежимо мало. Так, для  Земли сила тяготения превышает силу светового давления в 1013 раз. А вот для  пылинок размером менее 10­6 м давление солнечного света оказывается  преобладающим.  8. Расстояния планет от Солнца увеличиваются.  9. Самые круглые орбиты имеют планеты, у большинства из которых эксцентриситет  очень мал. Наиболее вытянутые орбиты имеют периодические кометы.  10. Если скорость прыжка человека на данном теле будет превышать вторую  космическую, то человек навсегда его покинет. Такие условия могут создаться на  поверхностях некоторых астероидов и спутников планет.  11. У Урана в настоящее время терминатор (граница дня и ночи) практически совпадает с его экватором.  12. Самые темные объекты ­ это ядро кометы Галлея (альбедо 0,04), кольца Урана и  спутники этой планеты.  13. Самую развитую систему колец имеет Сатурн. Обнаружены также кольца у  Юпитера, Урана, Нептуна.  14. Горный рельеф имеется на Меркурии, Венере, Земле, Марсе, спутниках планет,  астероидах, ядре кометы Галлея.  15. Такие названия носят горные системы на Земле и Луне.  16. Крупнейшие горы зафиксированы на поверхности Марса. Это вулканы Арсия и  Акреус, их высота 27 км, и вулканы Павонис и Снежный Олимп с высотами 26 км. В основании эти горы достигают 500­600 км, диаметры кратеров (кальдеры) ­ 60­100  км. 17. На поверхности планет земной группы и их спутниках обнаружено большое  количество кратеров. Древние греки кратером называли широкий сосуд для  разбавления вина водой.  18. Метеоритный кратер Стикни на поверхности спутника Марса Фобоса ­ чемпион  Солнечной системы. Его диаметр 10 км ­ лишь чуть меньше среднего радиуса  спутника.  19. Самая большая долина из известных в настоящее время ­ это долина Маринера на  Марсе. Она представляет собой громадный каньон длиной свыше 4000 км, шириной  120 км и глубиной 5­6 км.  20. Не менее 55% объема спутника Юпитера Ио составляет свободная сера.  Поверхность покрыта твердой серой. Под корой возможно имеются целые бассейны  расплавленной серы.  21. Действующие вулканы обнаружены на Венере, Земле и спутнике Юпитера Ио.  Мощный гейзер найден на спутнике Нептуна ­ Тритоне.  22. По существующему мнению вулканическая деятельность на Земле и, вероятно, на  Венере связана с выделением тепла в коре планеты из­за радиоактивного распада.  Причиной активности вулканов на Ио является приливное трение из­за действия  Юпитера. Деформации поверхности спутника по этой причине достигают сотен  метров, при этом выделяется много тепла. На Тритоне возникновение мощного  гейзера происходит в результате прорыва на поверхность азота, находящегося под  большим давлением в недрах. Бурно вырываясь на поверхность, газ увлекает за  собой лед и частицы вещества горных пород.  23. Самые большие приливы наблюдаются на спутниках Юпитера Европе и Ио.  24. Единственное тело в Солнечной системе, которое обладает жидкой оболочкой из  воды, ­ это Земля.  25. Все кратеры на поверхности Луны, Земли, Марса, Венеры, Меркурия, спутниках  планет­гигантов возникли в результате ударов метеоритов. Этот процесс был  наиболее интенсивным 4 миллиарда лет назад. На Земле крупнейший метеоритный  кратер (астроблема) диаметром 100 км обнаружен на севере Сибири.  26. Моря имеются на Земле, Луне, Меркурии, Марсе, но этот географический и  астрономический термин относится к разным образованиям.  Моря на Земле ­ это впадины, заполненные водой. Моря на Луне ­ это низменности,  находящиеся преимущественно на видимой стороне спутника и залитые лавой с  альбедо более низким, чем горные районы. Моря на Меркурии и Марсе ­ это  участки поверхности, обладающие меньшей отражательной способностью по  сравнению с другими районами. Связи с рельефом местности нет. Воды в жидком  виде в неземных морях нет.  27. Атмосферы комет могут превосходить по своим размерам все известные объекты  Солнечной системы, в том числе и само Солнце. Так, комета Холмса в 1882 году имела оболочку диаметром 1,5 миллиона километров. Комета Когоутека в 1973  году при прохождении вблизи Солнца имела внешнюю оболочку из водорода  диаметром, большим поперечника Солнца (1,4 млн км).  28. С Земли легко заметить, что середина Млечного Пути совпадает с большим кругом  небесной сферы. Это означает, что Солнце летит в плоскости Галактики, то есть  относится к ее плоской составляющей. Звезды этого населения Галактики  ­относительно молодые звезды (возраст Солнца около 5 млрд лет).  29. По возрасту, расположению в Галактике, физическим характеристикам Солнце  можно считать совершенно рядовым объектом. Однако в некотором смысле Солнце  является уникальным объектом. Не обнаружено ни одной звезды, физические  характеристики которой полностью бы совпадали с солнечными.  30. Масса Солнца в 743 раза больше массы планет, а вот момент импульса Солнца  составляет всего 2% от суммарного момента импульса Солнечной системы.  Перераспределение момента импульса произошло на этапе формирования  планетной системы из­за действия ряда факторов, в том числе посредством  магнитного поля.  31. Сейчас Солнце ­ звезда ­ желтый карлик по принятой в астрономии терминологии.  Через 8 млрд лет оно превратится в красный гигант, затем, сбросив оболочку,  станет белым карликом, а потом, остыв, ­ черным карликом размером с Землю.  32. Солнце представляет собой газовый, точнее, плазменный шар и поэтому оно не  может иметь резкой границы, как жидкое или твердое тело. Однако у Солнца  переход к полной непрозрачности вещества наступает в слое толщиной всего 300  км, что с расстояния в 150 миллионов километров и дает резкую границу.  33. Метровые радиоволны излучаются солнечной короной, размер которой больше  видимого диска Солнца, создаваемого фотосферой.  34. У края диска Солнца глаз видит менее глубокие, а, значит, более холодные слои по  сравнению с центром диска. В целом это воспринимется как потемнение диска к  краю.  Яркость в рентгеновских лучах определяется оптической толщей солнечной  короны, где возникает это излучение. Вблизи края диска оптическая толща короны  больше, чем в центре, а следовательно, будет больше и яркость.  35. Уменьшение потока энергии в пятнах обусловлено подавлением магнитным полем  конвективных движений в фотосфере. Температура пятен примерно на 1500К ниже  температуры фотосферы. По контрасту пятно кажется более темным по сравнению  с окружающей фотосферой.  36. Плотность вещества в пятне меньше, чем в окружающей пятно фотосфере.  Следовательно, газ в пятне более разрежен и более прозрачен, чем в фотосфере.  Меньшая плотность газа в пятне объясняется наличием здесь дополнительного  давления со стороны локального магнитного поля. 37. Пятна, являющиеся участками более холодными, чем фотосфера, окружены более  горячими и поэтому более яркими областями. Общая мощность излучения в районе  пятна примерно такая же, как и в фотосфере. Отсюда вытекает, что светимость  Солнца и, соответственно, его блеск практически не зависят от числа пятен на его  поверхности.  38. Солнце вращается вокруг оси в направлении движения планет вокруг него. Это  соответствует движению против часовой стрелки, если смотреть со стороны  северного полюса мира. Вращение Солнца приводит к перемещению пятен от  восточного к западному краю, что совпадает по направлению с суточным движением Солнца по небесной сфере.  39. Угловая скорость вращения Солнца уменьшается с удалением от экватора к  полюсам. На экваторе период равен 25 суткам, в полярных районах ­ около 30  суток. Для наблюдателя, находящегося на Земле, которая сама обращается вокруг  Солнца, период вращения экваториальной зоны Солнца ­ 27 суток.  40. Солнце обладает сложным магнитным полем. В полярных районах до широт  магнитные силовые линии направлены вдоль меридианов, а вот в экваториальных  областях силовые линии направлены вдоль его параллелей. Причиной такого  характера магнитного поля является дифференциальное вращение Солнца.  41. Вся планетная система погружена в атмосферу Солнца. Плотность ее уменьшается  по мере удаления от светила. В окрестностях Земли концентрация газа составляет  всего около десятка частиц в кубическом сантиметре.  42. Солнечный ветер ­ это постоянное истечение плазмы солнечной короны (в основном  ­ протоны и электроны) в межпланетное пространство. На расстоянии Земли  скорость солнечного ветра достигает 350­750 км/с.  43. Это происходит во время полного солнечного затмения. Фотосфера в это время  закрывается Луной, а линии излучения образуются в горячей солнечной атмосфере.  44. Существуют две основные причины:  1) распределение энергии в спектре Солнца отличается от распределения энергии в  спектре абсолютно черного тела;  2) разные методы, строго говоря, дают температуру различных слоев солнечной  атмосферы.  45. Температура короны выше миллиона градусов, что значительно превышает  температуру фотосферы (6000oC. Дополнительный нагрев происходит за счет  перехода в тепло кинетической энергии конвективных движений подфотосферных  слоев.  46. В конвективной зоне Солнца на глубине 100­200 тысяч километров температура  составляет от 10000 до миллиона градусов, что объясняется близостью к более  горячему ядру. Температура в сотни тысяч градусов наблюдается и над видимой  поверхностью Солнца в хромосфере и нижних слоях короны. Повышение температуры происходит в результате действия ударных волн в разреженной  атмосфере Солнца.  47. Энергия, излучаемая Солнцем за 1 секунду, равна 3.83*1026 Дж. Относительное  тепловыделение Солнца (энергия, излучаемая 1 кг вещества в 1 с) составляет  1.92*10­4/кг. Таким образом, 1 кг тела человека излучает примерно в 5000 раз  больше, чем 1 кг солнечного вещества.  48. Вещество Солнца находится в виде плазмы и поэтому при подсчете средней  молярной массы необходимо учитывать не только протоны и ядра атомов гелия, но  и электроны, которые имеют очень малую массу. На 91 протон приходится 9 ядер  гелия и 109 оторвавшихся от них электронов.  49. Синтез тяжелых элементов произошел в звездах первого поколения, которые затем  взорвались и их вещество пошло на образование звезд второго поколения, в том  числе и Солнца. Термоядерные реакции на Солнце дают ничтожное количество  тяжелых элементов.  50. Равновесие любой звезды определяется силой газового давления, стремящейся  раздуть звезду, и силой тяготения, которая сжимает звезду. При действии только  силы тяготения Солнце через 40 минут схлопнулось бы в точку.  2.4 Планеты  1. Все планеты светят отраженным от Солнца светом. Планеты земной группы,  расположенные к Солнцу ближе, чем планеты­гиганты, имеют твердую поверхность. У планет­гигантов ­ газожидкая природа, твердой поверхности у них нет.  2. В древности знали лишь планеты, видимые невооруженным глазом: Меркурий,  Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн. Земля не отождествлялась с "блуждающими  светилами".  3. Г.Галилей наблюдал в телескоп Нептун еще в 1612 году, не зная, что этот объект ­  планета. Леверье открыл Нептун путем вычислений только 233 года спустя.  4. Из всех звездообразных объектов неба Венера ­ самое яркое светило. Ее блеск  может доходить до ­4m.3.  5. Планета, орбита которой полностью находилась бы внутри орбиты Меркурия, не  обнаружена. Однако малая планета Икар в перигелии оказывается к Солнцу ближе,  чем Меркурий. В это время ее расстояние до Солнца всего 0,19 астрономических  единиц.  6. Такие планеты есть. Это некоторые астероиды. 34 астероида при своем движении  пересекают орбиту Марса, а следовательно, часть их орбит находится между  орбитами Земли и Марса. 8 астероидов группы Аполлон в перигелии заходят внутрь орбиты Земли.  7. Самой удаленной планетой от Солнца является Плутон, если рассматривать среднее расстояние планет от Солнца. Однако из­за большой эллиптичности орбиты часть своего периода обращения (20 лет из 248) Плутон оказывается ближе к Солнцу, чем  Нептун. С 28 января 1979 года по 15 марта 1999 года самой удаленной планетой  оказывается Нептун.  8. Отношение средних орбитальных скоростей Плутона и Меркурия равно 0,099,  средних расстояний ­ 101,3, сидерических периодов ­ 1035.  Полагая отношение средних расстояний (100) случайной величиной, из третьего  закона Кеплера находим отношение сидерических периодов ­ 1000 и средних  орбитальных скоростей ­ 0,1.  9. Крайние планеты Солнечной системы ­ Меркурий и Плутон имеют орбиты с  наибольшими эксцентриситетами: 0,206 и 0,253. Ближе всего к окружности орбита  у Венеры, эксцентриситет которой всего 0,007.  10. В современную эпоху столкновения больших планет невозможны, но вероятны  столкновения астероидов с большими планетами. Происходят также столкновения  астероидов между собой. Осколки, возникающие при таких соударениях, достигают Землю в виде метеоритов.  11. Причина этого ­ годичная аберрация света звезд, вызванная относительным  движением светила и наблюдателя. Аберрация обусловлена конечностью скорости  света.  12. Годичная аберрация света звезд пропорциональна орбитальной скорости движения  планеты. На Меркурии большая полуось аберрационного эллипса наибольшая ­ 33",  на Плутоне наименьшая ­ 6",6.  13. На Земле аберрационный эллипс для звезд, находящихся близ полюсов эклиптики,  превращается в окружность с радиусом 20",5; для звезд на эклиптике эллипс  вырождается в отрезок дуги длиной 41".  14. Годичный параллакс пропорционален радиусу орбиты планеты. Поэтому для одной  и той же звезды на Плутоне параллактический эллипс будет наибольшим, на  Меркурии ­ наименьшим.  15. На небе видимого полушария Луны Земля постоянно висит в определенном месте  относительно горизонта, совершая при этом криволинейное движение,  представляющее собой плавно переходящие друг в друга эллипсы. Причиной этого  явления являются либрации Луны по широте и долготе. Либрация по широте  вызвана наклонением осивращения Луны к плоскости ее орбиты. Либрация по  долготе возникает как следствие неравномерного движения Луны по орбите.  16. Форма планеты Венера очень близка к сфере. К тому же ее поверхность имеет  сглаженный рельеф. Почти 90% поверхности лежит в пределах +1 км от среднего  уровня. Наибольшая асимметрия фигуры планеты наблюдается у Марса. У этой  планеты северная полусфера сильнее сплюснута по сравнению с южной.  17. Слюснутость планеты Юпитер возникает из­за ее быстрого вращения (цериод  вращения экваториальной зоны 9 час 50 мин). Солнце тоже сплюснуто, но вследствие сравнительно медленного вращения (период вращения экваториальной  зоны 25,4 суток) эта сплюснутость очень мала ­ 73 км, и не поддается измерениям  (0.1").  18. Вероятная причина этого ­ меньшая плотность Сатурна по сравнению с Юпитером.  19. Самое большое сжатие у Сатурна (1:10). Причина ­ быстрое вращение.  20. Быстрее всех планет вращается Юпитер. Он делает полный оборот вокруг оси за 9  часов 55 минут. Однако угловые скорости точек поверхности зависят от широты.  Самое медленное вращение у Венеры. Период ее вращения 243,1 земных суток.  21. Земля оказывает большое влияние на движение своей соседки Венеры. Скорости  движения Венеры вокруг Солнца и ее вращения таковы, что в моменты времени,  когда Венера находится в нижнем соединении, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной.  22. На Венере Солнце восходит на западе, а заходит на востоке. Причина этого явления  ­ в обратном вращении планеты.  23. Такое явление происходит с Солнцем на небе Меркурия, когда планета проходит  перигелий. В течение 8 суток Солнце движется в обратном направлении, после чего  снова меняет курс на прямой. Такое видимое движение Солнца возникает из­за того, что при прохождении планетой перигелия ее угловая скорость по орбите на  некоторое время превышает угловую скорость ее вращения.  24. Нет, так как планеты перемещаются на звездном небе вблизи эклиптики.  25. Для нижней планеты определяющим является максимальное угловое удаление от  Солнца, то есть положение планеты в наибольших западной и восточной элонгациях. Для верхней планеты основным условием является наименьшее расстояние до  Земли, что бывает, когда планета в противостоянии.  26. Во время наибольшей элонгации нижняя планета движется по лучу зрения. В  восточной элонгации планета приближается к Земле с максимальной скоростью, а в  западной элонгации удаляется с максимальной скоростью.  27. В квадратурах, когда угловое удаление планеты от Солнца ­ 90o, скорость  приближения планеты к Земле или удаления от нее максимальна.  28. Наиболее благоприятные периоды видимости Меркурия: вечерняя видимость  весной, так как в это время на западе эклиптика образует с горизонтом наибольший  угол; утренняя видимость осенью, когда тоже, но уже на востоке, эклиптика  образует с горизонтом наибольший угол.  29. Во время квадратур угол фазы планеты, то есть угол у планеты между  направлениями на Солнце и Землю, достигает наибольшего значения.  30. Верхняя. 31. Земля в это время для наблюдателя на Марсе находится в нижнем соединении и,  следовательно, недоступна для наблюдений, за исключением очень редкой  возможности прохождения Земли по диску Солнца.  32. Период этих явлений равен синодическому периоду Марса (S=780d).  33. Великие противостояния происходят тогда, когда верхняя планета, находясь в  противостоянии, к тому же оказывается и в перигелии. Из верхних планет Марс  имеет наиболее благоприятные условия видимости с Земли, а также обладает  значительным эксцентриситетом ­ 0,093.  34. Под "парадом планет" понимается явление расположения планет в узком секторе  гелиоцентрической долготы.  Наиболее ярко выраженный "парад планет" состоялся в 1128 году, когда указанный  сектор составлял всего 45o. В 1982 году состоялся "парад" планет­гигантов и  Плутона, при этом угол сектора был равен 65o.  35. Нижние планеты Меркурий и Венера при своем движении вокруг Солнца  показывают фазы, аналогичные фазам Луны. В нижнем соединении планета имеет  вид Луны в новолунии, верхнее соединение соответствует полнолунию, первая  четверть ­ наибольшей восточной элонгации, последняя четверть ­ наибольшей  западной элонгации.  36. Нижние планеты имеют такой вид в верхнем соединении, однако в это время  планета теряется в лучах Солнца и поэтому не видна.  Верхняя планета в соединении не видна по той же причине. Полностью освещенный  диск верхняя планета имеет только в противостояниях, интервал времени между  которыми равен синодическому периоду.  37. Удаленные планеты имеют фазу, близкую к "полнолунию", при любой  конфигурации. Пределы изменения фаз далеких планет:  Уран 1,0­0,993,  Нептун 1,0­0,997,  Плутон 1,0­0,999.  38. Из геометрических соображений очевидно, что угловое удаление этих объектов от  Солнца при одной и той же фазе Ф=0,5 будет разным и поэтому они будут видны не  по одному направлению.  39. Нижняя планета имела бы синодический период, равный одному году, если бы ее  сидерический период составлял 0,5 года. Такой планеты не существует.  Синодический период, близкий к одному году, может иметь также и удаленная  верхняя планета. Например, синодические периоды: Юпитера ­ 399d, Сатурна ­ 378d, Урана ­ 370d, Нептуна ­ 368d, Плутона ­ 367d.  40. Этому условию удовлетворяют и верхние, и нижние планеты.  41. Нижней планеты, у которой S=T, не может существовать. Для верхней планеты . Наиболее близка к такой ситуации планета Марс (T=687d, S=780d).  42. В обоих случаях синодический период увеличивается.  43. Синодический период равен бесконечности при равенстве периодов обращений  вокруг Солнца некоей планеты и Земли для наблюдателя с Земли. Такой реальной  планеты, как известно, нет. Но в Солнечной системе такая ситуация имеет место:  это пылевые спутники Земли для наблюдателя с Луны; астероиды "греки" и  "троянцы", находящиеся на орбите Юпитера, и сам Юпитер по отношению друг к  другу; некоторые спутники планет­гигантов.  44. Исследованию оптическими методами доступны поверхности только трех больших  планет: Меркурия, Марса, Плутона. Поверхность Венеры скрыта под толстым слоем облаков. Планеты­гиганты вообще не имеют твердой поверхности.  45. Марс ­ единственная планета в Солнечной системе, поверхность которой наиболее  доступна для астрономических наблюдений как с Земли, так и из космоса в связи с  очень разреженной атмосферой и благоприятными условиями видимости и  освещенности Солнцем.  46. Альбедо (отражательная способность) Венеры составляет 61%, альбедо Меркурия ­  6%. У Венеры свет Солнца отражается от облачного покрова, у Меркурия ­ от  темных горных пород, похожих на лунные.  47. Большую часть поверхности Земли занимает Мировой океан, поэтому нашу планету  логичней было бы назвать Океаном, а не Землей. Дж.Челлис, один из участников  открытия Нептуна, предлагал назвать эту планету ­ Океан. Однако закрепилось  название, предложенное Леверье.  48. Полярные шапки существуют на Земле, Марсе, Плутоне. На Плутоне полярные  шапки состоят из замерзшего метана. Они достигают широт  .  49. На одном из марсианских полюсов обнаружена область, покрытая в основном  твердой углекислотой с небольшой примесью обычного льда. Вся полярная шапка  преимущественно состоит из так называемого газгидрата (соединение CO2 6H2).  Края полярной шапки, вероятно, состоят из обычного льда.  50. Сетка узких темных линий, видимых на Марсе в телескоп, была названа  итальянским астрономом Дж.Скиапарелли в 1877 году каналами (по итал. canali ­  проливы). Вскоре американский астроном П.Лоуэлл выдвинул гипотезу об их  искусственном происхождении, то есть предположил, что эти образования  действительно являются каналами. Исходя из природных условий, давно стало  ясно, что на поверхности планеты не может быть воды в жидком виде. Фотографии  Марса, сделанные с близкого расстояния при помощи космических аппаратов,