Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"
Оценка 4.7

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Оценка 4.7
Исследовательские работы +2
docx
астрономия +2
9 кл—11 кл
21.01.2017
Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"
Публикация является частью публикации:
ОБСЕРВАТОРИИ ЗАСОРИНА Д.docx
Министерство общего и профессионального образования Свердловской области Уполномоченный орган местного самоуправления в сфере образования «Управление образования Североуральского городского округа» Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №1 Учебный проект по физике Обсерватория Исполнитель: Засорина Даниэла, учащаяся 10 А класса МБОУ СОШ №1 Руководитель: Леоненко Анна Николаевна, учитель физики высшей категории Североуральский городской округ 2014 Учебный проект по физике  "Обсерватория" Возраст учащихся: 10 класс. Тип проекта:  поисковый. Продукты проекта: презентация выполнена в программе Power Point. Основополагающий вопрос:    Обсерватория ­ глаза и уши астронома?                       ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ:  Что такое обсерватория?   Как устроены обсерватории?  Какими бывают виды обсерваторий?   Каков принцип работы обсерватории?   Возможно ­ ли создать домашнюю обсерваторию?  Проблемный вопрос: Что такое обсерватория?                 Астрономическая   обсерватория   –   научно­исследовательское   учреждение,   в   котором ведутся систематические наблюдения небесных светил и явлений.            Обычно обсерватория возводится на возвышенной местности, где открывается хороший кругозор.   Обсерватория   оснащена   инструментами   для   наблюдений:   оптическими   и радиотелескопами,   приборами   для   обработки   результатов   наблюдений:   астрографами, спектрографами,   астрофотометрами   и   другими   приспособлениями   для   характеристики небесных тел. Из истории обсерватории: Трудно даже назвать время появления первых обсерваторий. Конечно, это были примитивные сооружения,  но  все­таки  в  них  велись  наблюдения  за небесными  светилами.  Самые  древние обсерватории находятся в Ассирии, Вавилоне, Китае, Египте, Персии, Индии, Мексике, Перу и в других государствах. Древние жрецы, по сути, и были первыми астрономами, потому что они вели наблюдения за звездным небом. Стоунхендж – обсерватория, созданная еще в каменном веке. Она находится недалеко от Лондона. Это сооружение было одновременно и храмом, и местом   для   астрономических   наблюдений   ­   истолкование   Стоунхенджа   как   грандиозной обсерватории каменного века принадлежит Дж. Хокинсу и Дж. Уайту. Предположения о том, что  это  древнейшая   обсерватория,   основаны  на  том,  что  ее   каменные  плиты  установлены  в определенном   порядке.   Общеизвестно,   что   Стоунхендж   был   священным   местом   друидов   – представителей   жреческой   касты   у   древних   кельтов.   Друиды   очень   хорошо   разбирались   в астрономии,   например,   в   строении   и   движении   звёзд,   размерах   Земли   и   планет,   различных астрономических   явлениях.   О   том,   откуда   у   них   появились   эти   знания,   науке   не   известно. Считается, что они унаследовали их от истинных строителей Стоунхенджа и, благодаря этому, обладали большой властью и влиянием. На территории Армении найдена еще одна древнейшая обсерватория, построенная около 5 тыс. лет назад. В XV веке в Самарканде великий астроном Улугбек построил выдающуюся для своего времени обсерваторию, в которой главным инструментом был огромный квадрант для измерения угловых расстояний звезд и других светил. Первой обсерваторией в современном смысле этого слова был знаменитый музей в Александрии, устроенный Птолемеем II Филадельфом. Аристилл, Тимохарис,   Гиппарх,   Аристарх,   Эратосфен,   Геминус,   Птолемей   и   другие   добились   здесь небывалых   результатов.   Здесь   впервые   начали   употреблять   инструменты   с   разделёнными кругами. Аристарх установил медный круг в плоскости экватора и с его помощью наблюдал непосредственно   времена   прохождения   Солнца   через   точки   равноденствия.   Гиппарх   изобрёл астролябию   (астрономический   инструмент,   основанный   на   принципе   стереографической проекции)   с   двумя   взаимно   перпендикулярными   кругами   и   диоптрами   для   наблюдений. Птолемей ввёл квадранты и устанавливал их при помощи отвеса. Переход от полных кругов к квадрантам   был,   в   сущности,   шагом   назад,   но   авторитет   Птолемея   удержал   квадранты   на обсерваториях   до   времён   Рёмера,   который   доказал,   что   полными   кругами,   наблюдения производятся точнее; однако, квадранты были совершенно оставлены только в начале XIX века. Первые   обсерватории   современного   типа   стали   строиться   в   Европе   после   того,   как   был изобретен телескоп – в XVII веке. Первая большая государственная обсерватория – парижская. Она   была   построена   в   1667   г.   Наряду   с   квадрантами   и   другими   инструментами   древней астрономии   здесь   уже   использовались   большие   телескопы­рефракторы.   В   1675   г.   открылась Гринвичская королевская обсерватория в Англии, в предместье Лондона. Всего в мире работает более 500 обсерваторий. Проблемный вопрос: Как устроены обсерватории? 1. Оптические обсерватории. Место для строительства оптической обсерватории обычно выбирают вдали от городов с их ярким ночным освещением и смогом. Обычно это вершина горы, где тоньше слой атмосферы, сквозь который приходится вести наблюдения. Желательно, чтобы воздух был сухим и чистым, а ветер не особенно сильным. В идеале обсерватории должны быть равномерно распределены по поверхности Земли, чтобы в любой момент можно было наблюдать объекты   северного   и   южного   неба.   Однако   исторически   сложилось   так,   что   большинство обсерваторий расположено в Европе и Северной Америке, поэтому небо Северного полушария изучено лучше. В последние десятилетия начали сооружать крупные обсерватории в Южном полушарии   и   вблизи   экватора,   откуда   можно   наблюдать   как   северное,   так   и   южное   небо. Древний вулкан Мауна­Кеа на о. Гавайи высотой более 4 км считается лучшим местом в мире для астрономических наблюдений. В 1990­х годах там обосновались десятки телескопов разных стран. 2.   Башня. Телескопы   ­   очень   чувствительные   приборы.   Для   защиты   от   непогоды   и перепадов   температуры   их   помещают   в   специальные   здания   ­   астрономические   башни. Небольшие   башни   имеют   прямоугольную   форму   с   плоской   раздвигающейся   крышей.   Башни крупных телескопов обычно делают круглыми с полусферическим вращающимся  куполом, в котором для наблюдений открывается узкая щель. Такой купол хорошо защищает телескоп от ветра во время работы. Это важно, поскольку ветер раскачивает телескоп и вызывает дрожание изображения.   Вибрация   почвы   и   здания   башни   также   отрицательно   влияет   на   качество изображений.   Поэтому   телескоп   монтируют   на   отдельном   фундаменте,   не   связанном   с фундаментом   башни.   Внутри   башни   или   вблизи   нее   монтируют   систему   вентиляции подкупольного   пространства   и   установку   для   вакуумного   напыления   на   зеркало   телескопа отражающего алюминиевого слоя, тускнеющего со временем. 3.   Монтировка. Для наведения на светило телескоп должен вращаться вокруг одной или двух осей. К первому типу относятся меридианный круг и пассажный инструмент ­ небольшие телескопы, поворачивающиеся  вокруг горизонтальной оси в плоскости небесного меридиана. Двигаясь   с   востока   на   запад,   каждое   светило   дважды   в   сутки   пересекает   эту   плоскость.   С помощью пассажного инструмента определяют моменты прохождения звезд через меридиан и таким   образом   уточняют   скорость   вращения   Земли;   это   необходимо   для   службы   точного времени. Меридианный круг позволяет измерять не только моменты, но и место пересечения звездой   меридиана;   это   нужно   для   создания   точных   карт   звездного   неба.   В   современных телескопах непосредственное визуальное наблюдение практически не применяется. В основном их   используют   для   фотографирования   небесных   объектов   или   для   регистрации   их   света электронными детекторами; при этом экспозиция иногда достигает нескольких часов. Все это время телескоп должен быть точно нацелен на объект. Поэтому с помощью часового механизма он с постоянной скоростью поворачивается вокруг часовой оси (параллельной оси вращения Земли) с востока на запад вслед за светилом, компенсируя этим вращение Земли с запада на восток. Вторая ось, перпендикулярная часовой, называется осью склонений; она служит для наведения   телескопа   в   направлении   север­юг.   Такую   конструкцию   называют   экваториальной монтировкой и используют почти для всех телескопов, за исключением самых крупных, для которых более компактной и дешевой оказалась альт­азимутальная монтировка. На ней телескоп следит за светилом, поворачиваясь одновременно с переменной скоростью вокруг двух осей ­ вертикальной и горизонтальной. Это значительно усложняет работу часового механизма, требуя компьютерного контроля. 4.   Телескоп­рефрактор имеет   линзовый   объектив.   Поскольку   лучи   разного   цвета преломляются в стекле по­разному, линзовый объектив рассчитывают так, чтобы он давал в фокусе четкое изображение в лучах какого­то одного цвета. Старые рефракторы создавались для   визуальных   наблюдений   и   поэтому   давали   четкое   изображение   в   желтых   лучах.   С появлением   фотографии   стали   строить   фотографические   телескопы   ­   астрографы,   дающие четкое изображение в голубых лучах, к которым чувствительна фотоэмульсия. Позже появились эмульсии,   чувствительные   к   желтому,   красному   и   даже   инфракрасному   свету.   Их   можно использовать для фотографирования на визуальных рефракторах. Размер изображения зависит от   фокусного  расстояния   объектива.   У  102­см   Йеркского   рефрактора   фокусное   расстояние составляет   19   м,   поэтому   диаметр   лунного   диска   в   его   фокусе   около   17   см.   Размер фотопластинок у этого телескопа 20ґ25 см; полная Луна легко умещается на них. Астрономы используют   стеклянные   фотопластинки   из­за   их   высокой   жесткости:   даже   через   100   лет хранения   они   не   деформируются   и   позволяют   измерять   относительное   положение   звездных изображений   с   точностью   до   3   мкм,   что   для   крупных   рефракторов,   подобных   йеркскому, соответствует на небе дуге в 0,03 ". 5.  Телескоп­рефлектор в качестве объектива имеет вогнутое зеркало. Его преимущество перед рефрактором состоит в том, что лучи любого цвета отражаются от зеркала одинаково, обеспечивая четкость изображения. К тому же зеркальный объектив можно сделать намного крупнее   линзового,   поскольку   стеклянная   заготовка   для   зеркала   может   не   быть   прозрачной внутри;  от деформации  под собственным весом ее  можно уберечь, поместив  в специальную оправу,   поддерживающую   зеркало   снизу.  Чем   больше   диаметр   объектива,   тем   больше   света собирает   телескоп   и   более   слабые   и   далекие   объекты   способен   "увидеть".   Долгие   годы крупнейшими   в   мире   были   6­м   рефлектор   БТА   (Россия)   и   5­м   рефлектор   Паломарской обсерватории (США). Но сейчас в обсерватории Мауна­Кеа на о. Гавайи работают два телескопа 6. с   10­метровыми   составными   зеркалами,   и   строится   несколько   телескопов   с   монолитными зеркалами диаметром 8­9 м.      Зеркально­линзовые камеры. Недостаток рефлекторов в том, что они дают четкое изображение лишь вблизи центра поля зрения. Это не мешает, если изучают один объект. Но патрульные работы, например, поиск новых астероидов или комет, требуют фотографирования сразу   больших   площадок   неба.   Обычный   рефлектор   для   этого   не   годится.   Немецкий   оптик Б.Шмидт в 1932 создал комбинированный телескоп, у которого недостатки главного зеркала исправляются   с   помощью   расположенной   перед   ним   тонкой   линзы   сложной   формы   ­ коррекционной   пластины.   Камера   Шмидта   Паломарской   обсерватории   получает   на фотопластинке 35ґ35 см изображение области неба 6ґ6°. Другая конструкция широкоугольной камеры была создана Д.Д.Максутовым в 1941 в России. Она проще камеры Шмидта, поскольку роль коррекционной пластины в ней играет простая толстая линза ­ мениск. Проблемный вопрос: Какими бывают типы обсерваторий?                 Существуют   специализированные   обсерватории:   наземные   и   космические,   которые работают по узкой научной программе.           Большая часть инфракрасного и ультрафиолетового диапазона, а также рентгеновские и гамма­лучи космического происхождения недоступны для наблюдений с поверхности Земли. Чтобы изучать Вселенную в этих лучах, необходимо вынести наблюдательные приборы в космос. Ещё недавно внеатмосферная астрономия была недоступна. Теперь она превратилась в быстро развивающуюся   отрасль   науки.   Современный   космический   телескоп   ­   уникальный   комплекс приборов, разрабатываемый и эксплуатируемый несколькими странами в течение многих лет. В наблюдениях   на   современных   орбитальных   обсерваториях   принимают   участие   тысячи астрономов со всего мира.           Для успешной работы космической обсерватории требуются совместные усилия самых разных   специалистов.   Космические   инженеры   готовят   телескоп   к   запуску,   выводят   его   на орбиту, следят за обеспечением энергией всех приборов и их нормальным функционированием. Каждый   объект   может   наблюдаться   в   течение   нескольких   часов,   поэтому   особенно   важно удерживать ориентацию спутника, вращающегося вокруг Земли, в одном и том же направлении, чтобы ось телескопа оставалась нацеленной строго на объект.  Проблемный вопрос: Каков принцип работы обсерватории? Работа оптических обсерваторий. Сейчас более чем в 30 странах мира функционирует более 100 крупных обсерваторий. Обычно каждая из них самостоятельно или в кооперации с другими проводит несколько многолетних программ наблюдений.   Оптические наземные обсерватории:  Астрометрические   измерения. Крупные   национальные   обсерватории   ­   Морская обсерватория США, Королевская Гринвичская в Великобритании (закрыта в 1998), Пулковская в России и др. ­ регулярно измеряют положения звезд и планет на небе. Это очень тонкая работа; именно   в   ней   достигается   высочайшая   "астрономическая"   точность   измерений,   на   основе которых   создают   каталоги   положения   и   движения   светил,   необходимые   для   наземной   и космической навигации, для определения пространственного положения звезд, для уточнения законов движения планет. Например, измеряя координаты звезд с интервалом в полгода, можно заметить, что некоторые из них испытывают колебания, связанные с перемещением Земли по орбите (эффект параллакса). По величине этого смещения определяют расстояние до звезд: чем меньше смещение, тем больше расстояние. С Земли астрономы могут измерять смещение в 0,01 " (толщина спички, удаленной на 40 км!), что соответствует расстоянию в 100 парсеков.  Метеорный   патруль. С   помощью   нескольких   широкоугольных   камер, разнесенных на большое расстояние, непрерывно фотографируют ночное небо для определения траекторий метеоров и возможного места падения метеоритов. Впервые эти наблюдения с двух станций   начали   в   Гарвардской   обсерватории   (США)   в   1936   и   под   руководством   Ф.Уиппла регулярно  проводили до 1951. В 1951­1977 такая же  работа выполнялась  в Ондржейовской обсерватории (Чехия). С 1938 в СССР фотографические наблюдения метеоров проводились в Душанбе и  Одессе.  Наблюдения  метеоров  позволяют  изучать не  только  состав  космических пылинок, но и строение земной атмосферы на высотах 50­100 км, труднодоступных для прямого зондирования. Наибольшее развитие метеорный патруль получил в виде трех "болидных сетей" ­ в США, Канаде и Европе. Например, Прерийная сеть Смитсоновской обсерватории (США) для фотографирования ярких метеоров ­ болидов ­ использовала 2,5­см автоматические камеры на 16 станциях, размещенных на расстоянии 260 км вокруг Линкольна (шт. Небраска). С 1963 развивалась Чешская болидная сеть, превратившаяся позже в Европейскую сеть из 43 станций на территориях Чехии, Словакии, Германии, Бельгии, Нидерландов, Австрии и Швейцарии. Ныне это  единственная   действующая   болидная  сеть.   Ее  станции   оснащены   камерами  типа   "рыбий глаз", позволяющими фотографировать сразу всю полусферу неба. С помощью болидных сетей несколько   раз   удалось   найти   выпавшие   на   землю   метеориты   и   восстановить   их   орбиту   до столкновения с Землей.    Наблюдения Солнца. Многие обсерватории регулярно фотографируют Солнце. Количество   темных   пятен   на   его   поверхности   служит   индикатором   активности,   которая периодически   увеличивается   в   среднем   каждые   11   лет,   приводя   к   нарушению   радиосвязи, усилению полярных сияний и другим изменениям в атмосфере Земли. Важнейший прибор для изучения   Солнца   ­   спектрограф.   Пропуская   солнечный   свет   через   узкую   щель   в   фокусе телескопа и затем, разлагая его в спектр при помощи призмы или дифракционной решетки, можно   узнать   химический   состав   солнечной   атмосферы,   скорость   движения   в   ней   газа,   его температуру и магнитное поле. С помощью спектрогелиографа можно получить фотографии Солнца в линии излучения одного элемента, например, водорода или кальция. На них отчетливо видны протуберанцы ­ огромные облака газа, взлетающие над поверхностью Солнца. Большой интерес   представляет  горячая  разреженная  область   солнечной   атмосферы   ­  корона,  которая обычно видна лишь в моменты полных солнечных затмений. Однако на некоторых высокогорных обсерваториях   созданы   специальные   телескопы   ­   внезатменные   коронографы,   в   которых маленькая заслонка ("искусственная Луна") закрывает яркий диск Солнца, позволяя наблюдать его корону в любое время. Такие наблюдения проводят на о.Капри (Италия), в обсерватория Сакраменто­Пик (шт. Нью Мексико, США), Пик­дю­Миди (французские Пиренеи) и других.    Наблюдения   Луны   и   планет. Поверхность   планет,   спутников,   астероидов   и комет   изучают   с   помощью   спектрографов   и   поляриметров,   определяя   химический   состав атмосферы   и   особенности   твердой   поверхности.   Весьма   активны   в   этих   наблюдениях обсерватория   Ловелла   (шт.   Аризона),   Медонская   и   Пик­дю­Миди   (Франция),   Крымская (Украина).   Хотя   в   последние   годы   много   замечательных   результатов   получено   с   помощью космических   аппаратов,   наземные   наблюдения   не   потеряли   своей   актуальности   и   ежегодно приносят новые открытия.    Наблюдения звезд. Измеряя интенсивность линий в спектре звезды, астрономы определяют   содержание   химических   элементов   и   температуру   газа   в   ее   атмосфере.   По положению   линий   на   основе   эффекта   Доплера   определяют   скорость   движения   звезды   как целого, а по форме профиля линий ­ скорость газовых потоков в атмосфере звезды и скорость ее вращения вокруг оси. Часто в спектрах звезд видны линии разреженного межзвездного вещества, находящегося между звездой и земным наблюдателем. Систематически наблюдая спектр одной звезды, можно изучить колебания ее поверхности, установить наличие у нее спутников и потоков вещества,   иногда   перетекающих   с   одной   звезды   на   другую.   С   помощью   спектрографа, помещенного  в   фокусе   телескопа,   за  десятки   минут   экспозиции   можно   получить   детальный спектр   лишь   одной   звезды.   Для   массового   изучения   спектров   звезд   перед   объективом широкоугольной   (шмидтовской   или   максутовской)   камеры   помещают   большую   призму.   При этом на фотопластинке получается участок неба, где каждое изображение звезды представлено ее спектром, качество которого невысоко, но достаточно для массового изучения звезд. Такие наблюдения многие годы проводятся в обсерватории Мичиганского университета (США) и в Абастуманской   обсерватории   (Грузия).   Недавно   созданы   оптоволоконные   спектрографы:   в фокусе   телескопа   размещают   световоды;   каждый   из   них   одним   концом   устанавливают   на изображение звезды, а другим ­ на щель спектрографа. Так за одну экспозицию можно получить детальные спектры сотен звезд. Пропуская свет звезды через различные светофильтры и измеряя его яркость, можно определить цвет звезды, который указывает на температуру ее поверхности (чем   голубее,   тем   горячее)   и   количество   межзвездной   пыли,   лежащей   между   звездой   и наблюдателем   (чем   больше   пыли,   тем   краснее   звезда).   Многие   звезды   периодически   или хаотически меняют свою яркость ­ их называют переменными. Изменения яркости, связанные с колебаниями поверхности звезды или с взаимными затмениями компонентов двойных систем, многое   говорят   о   внутреннем   строении   звезд.   Исследуя   переменные   звезды,   важно   иметь длительные и плотные ряды наблюдений. Поэтому астрономы часто привлекают к этой работе любителей: даже глазомерные оценки яркости звезд в бинокль или небольшой телескоп имеют научную   ценность.   Любители   астрономии   часто   объединяются   в   клубы   для   совместных наблюдений.   Кроме   изучения   переменных   звезд,   они   нередко   открывают   кометы   и   вспышки новых звезд, чем также вносят заметный вклад в астрономию. Слабые звезды изучают только с помощью крупных телескопов с фотометрами. Например, телескоп диаметром 1 м собирает света в 25 000 раз больше, чем зрачок человеческого глаза. Использование фотопластинки при длительной экспозиции повышает чувствительность системы еще в тысячи раз. Современные фотометры   с   электронными   приемниками   света,   такими,   как   фотоэлектронный   умножитель, электронно­оптический преобразователь или полупроводниковая ПЗС­матрица, в десятки раз чувствительнее фотопластинок и позволяют непосредственно записывать результаты измерения в память компьютера.   Наблюдения слабых объектов. Наблюдения далеких звезд и галактик проводят с помощью крупнейших телескопов диаметром от 4 до 10 м. Ведущая роль в этом принадлежит обсерваториям   Мауна­Кеа   (Гавайи),   Паломарская   (Калифорния),   Ла­Силья   и   Сьерра­Тололо (Чили),   Специальная   астрофизическая   (Россия).   Для   массового   изучения   слабых   объектов используются   крупные   камеры   Шмидта   на   обсерваториях   Тонантцинтла   (Мексика),   Маунт­ Стромло   (Австралия),   Блумфонтейн   (Ю.   Африка),   Бюракан   (Армения).   Эти   наблюдения позволяют наиболее глубоко проникать во Вселенную и изучать ее структуру и происхождение.   Программы   совместных   наблюдений. Многие   программы   наблюдений осуществляются   совместно   несколькими   обсерваториями,   взаимодействие   которых поддерживается Международным астрономическим союзом (МАС). Он объединяет около 8 тыс. астрономов всего мира, имеет 50 комиссий по различным направлениям науки, 1 раз в три года собирает   крупные   Ассамблеи   и   ежегодно   организует   несколько   больших   симпозиумов   и коллоквиумов.   Каждая   комиссия   МАС   координирует   наблюдения   объектов   определенного класса: планет, комет, переменных звезд, и т.п. МАС координирует работу многих обсерваторий по   составлению   звездных   карт,   атласов   и   каталогов.   В   Смитсоновской   астрофизической обсерватории (США) действуют Центральное бюро астрономических телеграмм, которое быстро   оповещает всех астрономов о неожиданных событиях ­ вспышках новых и сверхновых звезд, открытии новых комет и др. РАДИООБСЕРВАТОРИИ:                Развитие техники радиосвязи в 1930­1940­е годы позволило начать радионаблюдения космических тел. Это новое "окно" во Вселенную принесло множество удивительных открытий. Из   всего   спектра   электромагнитного   излучения   только   оптические   и   радиоволны   проходят сквозь атмосферу к поверхности Земли. При этом "радиоокно" намного шире оптического: оно простирается от волн миллиметровой длины до десятков метров. Кроме известных в оптической астрономии   объектов   ­   Солнца,   планет   и   горячих   туманностей,   ­   источниками   радиоволн оказались   неизвестные   ранее   объекты:   холодные   облака   межзвездного   газа,   ядра   галактик   и взрывающиеся звезды.  Типы радиотелескопов. Радиоизлучение космических объектов является очень слабым. Чтобы   заметить   его   на   фоне   естественных   и   искусственных   помех,   необходимы узконаправленные антенны, принимающие сигнал только из одной точки на небе. Такие антенны бывают двух типов. Для коротковолнового излучения их делают из металла в виде вогнутого параболического   зеркала   (как   у   оптического   телескопа),   которое   концентрирует   в   фокусе падающее   на   него   излучение.   Такие   рефлекторы   диаметром   до   100   м   ­   полноповоротные   ­ способны  смотреть  в  любую часть  неба  (как оптический  телескоп).  Более  крупные  антенны выполняют в виде параболического цилиндра, способного поворачиваться только в плоскости меридиана   (как   оптический   меридианный   круг).   Поворот   вокруг   второй   оси   обеспечивает вращение Земли. Самые крупные параболоиды делают неподвижными, используя естественные котловины в грунте. Они могут наблюдать лишь ограниченную область неба.   Радиоастрономические   наблюдения:  В   зависимости   от   параметров   антенны   и имеющейся аппаратуры каждая радио­обсерватория специализируется на определенном классе объектов наблюдения. Солнце благодаря своей близости к Земле является мощным источником радиоволн.   Приходящее   из   его   атмосферы   радиоизлучение   постоянно   регистрируют   ­   это позволяет   прогнозировать   солнечную   активность.   В   магнитосфере   Юпитера   и   Сатурна происходят   активные   процессы,   радиоимпульсы   от   которых   регулярно   наблюдаются   в обсерваториях   Флориды,   Сантьяго   и   Йельского   университета.   Крупнейшие   антенны   Англии, США   и   России   используются   для   радиолокации   планет.   Замечательным   открытием   было обнаруженное в Лейденской обсерватории (Нидерланды) излучение межзвездного водорода на волне 21 см. Затем по радиолиниям в межзвездной среде были найдены десятки других атомов и сложных   молекул,   включая   органические.   Особенно   интенсивно   молекулы   излучают   на миллиметровых волнах, для приема которых создаются специальные параболические антенны с высокоточной поверхностью. Сначала в Кембриджской  радио­обсерватории (Англия), а затем и в других с начала 1950­х годов проводятся систематические обзоры всего неба для выявления радиоисточников. Некоторые из них совпадают с известными оптическими объектами, но многие не имеют аналогов в других диапазонах излучения и, по­видимому, являются очень далекими объектами.   В   начале   1960­х   годов,   обнаружив   совпадающие   с   радиоисточниками   слабые звездообразные объекты, астрономы открыли квазары ­ очень далекие галактики с невероятно активными ядрами. Время от времени на некоторых радиотелескопах предпринимаются попытки поиска   сигналов   от   внеземных   цивилизаций.   Первым   проектом   такого   рода   был   проект Национальной радиоастрономической обсерватории США в 1960 по поиску сигналов от планет ближайших звезд. Как и все последующие поиски, он принес отрицательный результат. ВНЕАТМОСФЕРНАЯ АСТРОНОМИЯ Поскольку   атмосфера   Земли   не   пропускает   к   поверхности   планеты   рентгеновское, инфракрасное,   ультрафиолетовое   и   некоторые   виды   радиоизлучения,   приборы   для   их исследования   устанавливают   на  искусственных   спутниках   Земли,   космических   станциях   или межпланетных   аппаратах.   От  этих   приборов   требуются   малая   масса   и   высокая   надежность. Обычно   запускают   специализированные   астрономические   спутники   для   наблюдения   в определенном диапазоне спектра. Даже оптические наблюдения предпочтительно проводить за пределами   атмосферы,   которая   существенно   искажает   изображения   объектов.   К   сожалению, космическая техника стоит очень дорого, поэтому внеатмосферные обсерватории создают либо самые богатые страны, либо несколько стран в кооперации друг с другом. Вначале разработкой приборов   для   астрономических   спутников   и   анализом   полученных   данных   занимались определенные   группы   ученых.   Но   по   мере   роста   продуктивности   космических   телескопов сложилась   система   сотрудничества,   аналогичная   принятой   в   национальных   обсерваториях. Например, Космический телескоп "Хаббл" (США) доступен любому астроному мира: заявки на наблюдения принимают и оценивают, наиболее достойные из них осуществляют и результаты передают ученому для анализа. Эту деятельность организует Институт космического телескопа (Space Telescope Science Institute).  Инфракрасные   обсерватории:  Для   проведения   инфракрасных   наблюдений   в   космос приходится   отправлять   довольно   большой   груз:   сам   телескоп,   устройства   для   обработки   и передачи   информации,   охладитель,   который   должен   уберечь   ИК­приёмник   от   фонового излучения ­ инфракрасных квантов, испускаемых самим телескопом. Поэтому за всю историю космических   полётов   в   космосе   работало   очень   мало   инфракрасных   телескопов.   Первая инфракрасная обсерватория была запущена в январе 1983 г. в рамках совместного американо­ европейского   проекта   IRAS.   В   ноябре   1995   г.   Европейским   космическим   агентством осуществлён   запуск   на  околоземную   орбиту  инфракрасной   обсерватории   ISO.   На  ней   стоит телескоп   с   таким   же   диаметром   зеркала,   как   и   на   IRAS,   но   для   регистрации   излучения используются   более   чувствительные   детекторы.   Наблюдениям   ISO   доступен   более   широкий диапазон инфракрасного спектра. В настоящее время разрабатывается ещё несколько проектов космических   инфракрасных   телескопов,   которые   будут   запущены   в   ближайшие   годы.   Не обходятся без ИК­аппаратуры и межпланетные станции.  Ультрафиолетовые   обсерватории:  Ультрафиолетовое   излучение   Солнца   и   звёзд практически полностью поглощается озоновым слоем нашей атмосферы, поэтому УФ­кванты можно регистрировать только в верхних слоях атмосферы и за ее пределами.         Впервые ультрафиолетовый телескоп­рефлектор с диаметром зеркала SO см и специальный ультрафиолетовый   спектрометр   выведены   в   космос   на   совместном   американо­европейском спутнике «Коперник», запущенном в августе 1972 г. Наблюдения на нём проводились до 1981 г.               В   настоящее   время   в   России   ведутся   работы   по   подготовке   запуска   нового ультрафиолетового   телескопа   «Спектр­УФ»   с   диаметром   зеркала   170   см.   Крупный международный   проект   "Спектр­УФ"   ­   "Всемирная   космическая   обсерватория"   (ВКО­УФ) направлен   на   исследование   Вселенной   в   недоступном   для   наблюдений   с   наземными инструментами ультрафиолетовом (УФ) участке электромагнитного спектра: 100­320 нм. Проект возглавляется Россией, он включен в Федеральную космическую программу на 2006­ 2015 гг. В настоящее время в работе над проектом участвуют Россия, Испания, Германия и Украина.   Казахстан   и   Индия   также   проявляют   интерес   к   участию   в   проекте.   Институт астрономии РАН ­ головная научная организация проекта. Головной организацией по ракетно­ космическому комплексу является НПО им. С.А. Лавочкина. В России создается основной инструмент обсерватории ­ космический телескоп с главным зеркалом   диаметром   170   см.   Телескоп   будет   оснащен   спектрографами   высокого   и   низкого разрешения,   спектрографом   с   длинной   щелью,   а   также   камерами   для   построения высококачественных   изображений   в   УФ   и   оптическом   участках   спектра.   По   возможностям проект   ВКО­УФ   сравним   с   американским   Космическим   Телескопом   Хаббла   (КТХ)   и   даже превосходит   его   в   спектроскопии.   ВКО­УФ   откроет   новые   возможности   для   исследований планет,   звездной,   внегалактической   астрофизики   и   космологии.   Запуск   обсерватории запланирован на 2016 год.  Рентгеновские   обсерватории:  Рентгеновские   лучи   доносят   до   нас   информацию   о мощных космических процессах, связанных с экстремальными физическими условиями. Высокая энергия рентгеновских и  гамма­квантов  позволяет  регистрировать их «поштучно», с точным указанием   времени   регистрации.   Детекторы   рентгеновского   излучения   относительно   легки   в изготовлении и имеют небольшой вес. Поэтому они использовались для наблюдений в верхних слоях   атмосферы   и   за   её   пределами   с   помощью   высотных   ракет   ещё   до   первых   запусков искусственных   спутников   Земли.   Рентгеновские   телескопы   устанавливались   на   многих орбитальных   станциях   и   межпланетных   космических   кораблях.   Всего   в   околоземном пространстве побывало около сотни таких телескопов.  Гамма­обсерватории: Гамма­излучение тесно соседствует с рентгеновским, поэтому для его   регистрации   используют   похожие   методы.   Очень   часто   на   телескопах,   запускаемых   на околоземные орбиты, исследуют одновременно и рентгеновские, и гамма­источники. Гамма­ лучи   доносят   до   нас   информацию   о   процессах,   происходящих   внутри   атомных   ядер,   и   о превращениях элементарных частиц в космосе. Первые наблюдения космических гамма­источников были засекречены. В конце 60­х ­ начале 70­ х   гг.   США   запустили   четыре   военных   спутника   серии   «Вела».   Аппаратура   этих   спутников разрабатывалась   для   обнаружения   всплесков   жёсткого   рентгеновского   и   гамма­излучения, возникающих   во   время   ядерных   взрывов.   Однако   оказалось,   что   большинство   из зарегистрированных   всплесков   не   связаны   с   военными   испытаниями,   а   их   источники расположены не на Земле, а в космосе. Так было открыто одно из самых загадочных явлений во Вселенной ­ гамма­вспышки, представляющие собой однократные мощные вспышки жёсткого излучения.   Хотя   первые   космические   гамма­вспышки   были   зафиксированы   ещё   в   1969   г., информацию о них опубликовали только четыре года спустя. Проблемный вопрос: Как создать  домашнюю обсерваторию? Хотя   большинство   современных   научных   исследований   и   открытий   требует   обширной специальной   подготовки   человека,   сложных   и   дорогих   инструментов   и   обширной   научной литературы на разных языках, это не значит, что для творческой работы у любителя астрономии не осталось никаких возможностей.  Сейчас можно доступно  следить за небесными явлениями и на   основе   прочитанного   в   книгах   уметь   находить   на   небе   интересные   явления,   замечать   их подробности, а также правильно их понимать.  Ведь в наше время можно построить домашнюю мини­обсерваторию. Существует множество вариантов и предложений по созданию домашних мини­обсерваторий. Заключение:          Таким образом, ответ на мой   основополагающий вопрос таков,   что обсерватория – это, несомненно, глаза и уши астронома. Ведь благодаря различным видам оптических телескопов, глазам   астрономов,     и   внеатмосферным   обсерваториям,   ушам   астрономов,     ученые   смогли совершить множество открытий, несущих большую научную ценность.                Во время работы я столкнулась с такими трудностями, как составление презентации и подбором нужной мне информации. Работая   над   проектом,   я   научилась   находить   и   отбирать   нужную   информацию   и планировать свое время.                    Я считаю, что знания, полученные при создании проекта, помогут мне в дальнейшем изучении астрономии.  Ресурсы: «Астрофизика» М.М. Дагаев. В.М. Чаругин «Взрывающиеся солнца/Тайны сверхновых». Айзек Азимов. Журнал «Вокруг Света»  «Энциклопедический словарь юного астронома» «Очерки о вселенной». Б.А. Воронцов­Вельяминов.

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"

Учебный проект по астрономии по теме "Обсерватории"
Скачать файл