Metodika prepodavaniya astronomii| << Predydushaya |
Ponyatiinyi apparat astronomii i osobennosti ego usvoeniya shkol'nikami
V kachestve osnovnyh grupp astronomicheskih ponyatii my vydelyaem:
- ob'ekty poznaniya nauki:
kosmicheskie ob'ekty, kosmicheskie processy
i kosmicheskie yavleniya;
- metody i instrumenty astronomicheskih
issledovanii;
- astronomicheskie zakony i teorii.
Astronomicheskie zakony vyrazhayut vneshnie i vnutrennie sushestvenno-neobhodimye svyazi mezhdu kosmicheskimi ob'ektami, processami i yavleniyami; nosyat, kak pravilo, empiricheskii harakter; vyvodyatsya na osnove dannyh astronomicheskih issledovanii i ob'yasnyayutsya na osnove zakonov fiziki v ramkah fizicheskih teorii.
Astronomicheskie teorii predstavlyayut soboi sistemu znanii o Vselennoi bolee vysokoi, nezheli zakony, stepeni obosnovannosti i obobshennosti i vklyuchayut v sebya v kachestve osnovaniya dannye, poluchennye v rezul'tate astronomicheskih nablyudenii i issledovanii v oblasti ryada drugih estestvenno-matematicheskih nauk; yadrom ih yavlyayutsya astronomicheskie i fizicheskie zakony i specificheskii matematicheskii apparat; sledstviyami - ob'yasnenie mehanizma kosmicheskih processov i prirody kosmicheskih ob'ektov vo vsei slozhnosti i mnogoobrazii ih vzaimnyh svyazei, i ispol'zovanie poluchennyh znanii v prakticheskih celyah vo blago chelovechestva.
Astronomicheskie zakony otrazhayut v osnovnom svyaz' mezhdu kosmicheskimi telami i kosmicheskimi yavleniyami; astronomicheskie teorii - prirodu i razvitie kosmicheskih processov.
Osnovnym metodom astronomicheskih issledovanii yavlyayutsya astronomicheskie nablyudeniya, postavlyayushie svyshe 90% informacii o kosmicheskih processah, yavleniyah i ob'ektah. Astronomicheskie nablyudeniya harakterizuyutsya passivnost'yu po otnosheniyu k izuchaemym ob'ektam: do nachala kosmicheskoi ery otsutstvovala vozmozhnost' provedeniya eksperimental'nyh astronomicheskih issledovanii; v nashi dni vozmozhnost' pryamogo izucheniya kosmicheskih tel yavlenii ogranichena predelami Solnechnoi sistemy; vozmozhnost' aktivnogo vliyaniya na kosmicheskie yavleniya i, tem bolee, processy prakticheski otsutstvuet. Drugoi osobennost'yu astronomicheskih issledovanii yavlyaetsya neobhodimost' predvaritel'nogo ob'yasneniya novyh otkrytii inogda zadolgo do ih teoreticheskogo istolkovaniya, chto pridaet ryadu astronomicheskih zakonov i teorii harakter neformalizovannyh (intuitivnyh).
Osnovnymi instrumentami issledovanii v oblasti astrometrii i nebesnoi mehaniki yavlyayutsya raznogo roda uglomernye pribory v kombinacii s razlichnymi priemnikami-registratorami elektromagnitnogo izlucheniya i pribory dlya izmereniya i hraneniya vremeni.
Osnovnymi instrumentami astrofizicheskih issledovanii yavlyayutsya teleskopy, prednaznachennye dlya registracii elektromagnitnogo izlucheniya i potokov elementarnyh chastic, ispuskaemyh issleduemymi ob'ektami, usileniya sozdavaemoi imi osveshennosti i uvelicheniya ih vidimyh uglovyh razmerov. Teleskopy, priemniki elementarnyh chastic i detektory kosmicheskih luchei uslovno podrazdelyayutsya po diapazonam vosprinimaemogo imi izlucheniya.
V zavisimosti ot harakteristik diapazona registriruemogo izlucheniya issleduemyh ob'ektov, uslovii i osobennostei provedeniya nablyudenii v astronomii uslovno vydelyayut razdely: radio-, opticheskoi, infrakrasnoi, ul'trafioletovoi, rentgenovskoi, gamma-, neitrinnoi i t.d. astronomii; nazemnoi i vneatmosfernoi astronomii i t.d. Specifika primeneniya razlichnyh vspomogatel'nyh fizicheskih priborov dlya resheniya konkretnyh zadach issledovaniya prirody kosmicheskih ob'ektov, processov i yavlenii porodila klassifikaciyu metodov astronomicheskih nablyudenii na osnove primenyaemyh instrumentov: vizual'nye, teleskopicheskie, fotometricheskie, fotograficheskie, spektrometricheskie i t.d. i sushestvovanie sootvetstvuyushih razdelov astronomii. Kosmicheskie ob'ekty mogut rassmatrivat'sya kak sistemy opredelennym obrazom organizovannyh vzaimosvyazannyh veshestvennyh tel i polevyh elementov.
Kosmicheskie tela - fizicheskie tela, rassmatrivaemye v ramkah ponyatiinogo apparata nauki astronomii kak strukturnye edinicy (elementy) Vselennoi; v ryade sluchaev vozmozhna uproshennaya geometricheskaya interpretaciya kosmicheskih tel kak ogranichennyh uchastkov prostranstva vmeste s ih granicami.
Nebesnye tela - kosmicheskie tela, rassmatrivaemye v ramkah ponyatiinogo apparata klassicheskoi astronomii bez ucheta osobennostei ih fizicheskoi prirody, kak material'nye tochki ili shary odnorodnoi plotnosti.
Sistemy kosmicheskih tel - nekotorye kolichestva (mnozhestva) nahodyashihsya v opredelennyh otnosheniyah, fizicheski vzaimosvyazannyh kosmicheskih tel, obrazuyushih nekuyu kachestvenno otlichnuyu ot sostavlyayushih ih elementov strukturu.
Nebesnye svetila - vidimye proekcii kosmicheskih tel na nebesnuyu sferu.
Kosmicheskie yavleniya - fizicheskie yavleniya, voznikayushie v rezul'tate ili obuslovlennye protekaniem kosmicheskih processov i (ili) vzaimodeistviem kosmicheskih ob'ektov. Klassificiruyutsya po tipu fundamental'nogo fizicheskogo vzaimodeistviya, lezhashego v osnove dannogo yavleniya.
Nebesnye yavleniya - kosmicheskie yavleniya, nablyudaemye s poverhnosti Zemli i (ili) obuslovlennye vozdeistviem kosmicheskih ob'ektov i processov na Zemlyu.
Ponyatiinyi apparat astronomii obladaet svoei klassifikaciei - sistemoi sopodchineniya ponyatii (klassov ob'ektov), ispol'zuemoi kak sredstvo dlya ustanovleniya svyazei mezhdu nimi i vyrazhayushei sistemu zakonov, prisushih otobrazhennym v nei ob'ektam Vselennoi.
Kosmicheskie ob'ekty klassificiruyutsya po sushestvennym priznakam, v kachestve kotoryh vystupayut ih fundamental'nye fizicheskie harakteristiki (massa, razmery i t.d.), struktura i harakter fizicheskih processov, obespechivayushih ih vozniknovenie, sushestvovanie i razvitie.
V osnove klassifikacii lezhat principy taksonomii - teorii klassifikacii i sistematizacii slozhnoorganizovannyh oblastei deistvitel'nosti, imeyushih ierarhicheskoe stroenie, i osnovnye metody tipologii i sistematiki, pri posledovatel'nom razdelenii sistem ob'ektov i ih gruppirovke s pomosh'yu obobshennoi modeli (tipa) v celyah sravnitel'nogo izucheniya sushestvennyh priznakov, svyazei, funkcii, otnoshenii i urovnei organizacii ob'ektov s uchetom specificheskih osobennostei kazhdogo vida i taksona bolee vysokogo ranga s vyyasneniem obshih svoistv u razlichnyh taksonov.
Taksonometriya vydelyaet sleduyushie ierarhicheskie kategorii ponyatii, kotorye my s nekotorymi ogovorkami budem dalee ispol'zovat' dlya klassifikacii astronomicheskih ponyatii:
vid => rod => semeistvo => gruppa => klass => tip.
V kachestve osnovnoi strukturnoi i klassifikacionnoi edinicy v sistemah ob'ektov astronomicheskih issledovanii my vydelyaem nekotoruyu sovokupnost' otdel'nyh ob'ektov, obladayushih ryadom obshih sushestvennyh priznakov po fundamental'nym fizicheskim harakteristikam - gruppy kosmicheskih tel.
Nekotoroe chislo grupp kosmicheskih tel, obladayushih pomimo edinogo obshego priznaka (svoistva), obshnost'yu struktury, stroeniya i proishozhdeniya, ob'edinyayutsya v klassy kosmicheskih tel.
Na osnove edinogo, obshego dlya ryada klassov kosmicheskih tel priznaka, opredelyayushego vse ostal'nye fizicheskie svoistva i harakteristiki, edinyi plan stroeniya, strukturu, obrazovanie i evolyuciyu, a takzhe harakter kosmicheskih processov, lezhashih v osnove ih sushestvovaniya, vydelyayutsya tipy kosmicheskih tel.
Nekotoroe elementarno-empiricheskoe "donauchnoe" razdelenie kosmicheskih ob'ektov na otdel'nye klassy po ih osnovnym fizicheskim harakteristikam proishodit pri izuchenii sootvetstvuyushego astronomicheskogo materiala eshe v nachal'noi shkole.
Vybor osnovaniya dlya klassifikacii kosmicheskih ob'ektov, izuchaemyh v shkol'nom kurse astronomii (fiziki i astronomii), zatrudnyaetsya otsutstviem edinoi chetkoi klassifikacii v "bol'shoi nauke", vozrastnymi osobennostyami myshleniya uchashihsya i nedostatkom u nih sootvetstvuyushih fiziko-matematicheskih znanii.
Prostranstvennye harakteristiki (lineinye razmery, ob'em i t.d.) kosmicheskih tel neudobny dlya osnov ih klassifikacii, poskol'ku neskol'ko neopredelenny (razmyty) dazhe v predelah otdel'nyh intuitivno vydelyaemyh tipov kosmicheskih tel (tak, razmery planet lezhat v predelah ot 104 do 106 m, a razmery zvezd - ot 104 do 108 m) i prigodny lish' v kachestve vtorostepennogo (dopolnitel'nogo) priznaka kazhdogo klassa ob'ektov.
Vremennye harakteristiki (prodolzhitel'nost' sushestvovaniya i t.d.) takzhe mogut byt' lish' dopolnitel'nymi priznakami kosmicheskih tel, i ne mogut byt' osnovoi ih klassifikacii, poskol'ku sushestvenno razlichny dazhe vnutri otdel'nyh grupp i klassov ob'ektov (tak, vremya zhizni zvezd-sverhgigantov - 106 - 107 let, a normal'nyh zvezd i belyh karlikov do 109 - 1011 let); v sistemah kosmicheskih tel vremya sushestvovaniya otdel'nyh ob'ektov zavisit ot haraktera ih vzaimodeistviya (sud'by planetnyh sistem nerazryvno svyazany s ih central'nymi svetilami-zvezdami; v tesnyh dvoinyh zvezdnyh sistemah zavisyat ot mass komponent i rasstoyaniya mezhdu nimi i t.d.).
 |
|
Ris. 1. Osnovnye gruppy astronomicheskih ponyatii |
Klassifikaciya kosmicheskih tel po odnoi iz ih glavnyh fizicheskih harakteristik - tipam i meram fundamental'nyh vzaimodeistvii - predstavlyaetsya nam naibolee udobnoi.
V kurse fiziki sovremennoi rossiiskoi shkoly izuchayutsya vse 4 vida fundamental'nyh fizicheskih vzaimodeistvii, odnako sil'noe (yadernoe) rassmatrivaetsya v samyh obshih chertah lish' v XI klasse, gde o slabom vzaimodeistvii po suti tol'ko upominaetsya; elektromagnitnoe i gravitacionnoe izuchayutsya na protyazhenii ryada let, prichem ne tol'ko v srednei, no i v osnovnoi 9-letnei shkole.
Naibolee podrobno i tradicionno gluboko rassmatrivaetsya gravitacionnoe vzaimodeistvie - edinstvennoe ponyatie, kotoroe formiruetsya v soznanii uchashihsya v VP - IX klassah v otnositel'no polnom i obobshennom vide, i svyazannyi s nim kompleks fizicheskih processov i yavlenii, opisyvaemyh v ramkah istoricheski pervoi fizicheskoi teorii Vsemirnogo tyagoteniya.
V kachestve osnovaniya dlya edinoi klassifikacii kosmicheskih tel po obshemu sushestvennomu priznaku my vydelyaem massu - fundamental'nuyu fizicheskuyu velichinu, meru gravitacionnyh, inertnyh svoistv i energii material'nyh ob'ektov, opredelyayushuyu prakticheski vse fizicheskie svoistva i harakteristiki kosmicheskih tel, ih strukturu, stroenie, obrazovanie i razvitie, "vremya zhizni", harakter kosmicheskih processov, lezhashih v osnove ih sushestvovaniya i prirodu znachitel'noi chasti porozhdaemyh imi kosmicheskih yavlenii.
Na granice znachenii mass raznyh klassov kosmicheskih tel proishodit znachitel'noe izmenenie fizicheskih svoistv ob'ektov; na granice znachenii mass raznyh tipov kosmicheskih tel izmeneniya priobretayut harakter kachestvennogo skachka. Posledovatel'nost' klassifikacii neskol'ko narushaetsya vklyucheniem v nee otdel'nyh "korotkozhivushih perehodnyh zven'ev" - klassov i grupp kosmicheskih tel, yavlyayushihsya produktami, nachal'nymi ili konechnymi etapami razvitiya osnovnyh tipov kosmicheskih tel (protozvezdy, planetezimali, voloknistye i planetarnye tumannosti i t.d.). Vozmozhno, v osobye klassy kosmicheskih tel sledovalo by vydelit' neitronnye zvezdy, belye karliki i chernye dyry, no podrobnoe rassmotrenie fiziki etih ob'ektov lezhit za predelami vozmozhnostei shkol'nogo fiziko-matematicheskogo obrazovaniya, pozvolyayushego osushestvit' lish' begloe znakomstvo s ih prirodoi.
Vydelenie otdel'nyh grupp
kosmicheskih tel vnutri kazhdogo klassa
mozhet osushestvlyat'sya na osnove
vtorostepennyh, dopolnitel'nyh k osnovnomu
priznakov - fizicheskih harakteristik
ob'ektov:
- dlya tumannostei - na osnove ponyatii
plotnosti i uslovii obrazovaniya ob'ekta;
- dlya planetnyh tel - po ih razmeram, forme,
stepeni differencirovaniya vnutrennego
stroeniya i himicheskomu sostavu;
- dlya zvezd - po ih svetimosti, temperature,
spektru, plotnosti, razmeram...
Ponyatiya ob energeticheskih harakteristikah ob'ektov, merami kotoryh vystupayut ih svetimost' i temperatura (kineticheskaya i effektivnaya), mogut, naravne s ponyatiem massy, stat' osnovaniem dlya klassifikacii kosmicheskih tel v starshem zvene srednei obsheobrazovatel'noi shkoly, osobenno v fiziko-matematicheskih klassah.
V kachestve osnovaniya dlya edinoi klassifikacii kosmicheskih ob'ektov - sistem kosmicheskih tel - my predlagaem uroven' slozhnosti ih organizacii, opredelyaemyi bogatstvom vidovogo sostava, chislennost'yu i harakterom vzaimodeistviya kosmicheskih tel, formiruyushih strukturu dannogo ob'ekta; v chisle vtorostepennyh priznakov vystupayut massa i razmery ob'ektov.
My vydelyaem sleduyushie klassy i gruppy kosmicheskih ob'ektov - sistem kosmicheskih tel: zvezdnye sistemy (planetnye sistemy; dvoinye zvezdy; kratnye zvezdy); zvezdnye skopleniya (zvezdnye associacii; rasseyannye skopleniya; sharovye skopleniya); galaktiki (ellipticheskie, nepravil'nye, linzovidnye, spiral'nye i t.d.) i ih skopleniya; Metagalaktika; Mini-Vselennaya; Vselennaya.
Sistemy kosmicheskih tel s nizkim urovnem organizacii vystupayut v kachestve otdel'nyh sostavnyh elementov sistem kosmicheskih tel s bolee vysokim urovnem organizacii (tak, planetnye sistemy i dvoinye zvezdy vhodyat v sostav zvezdnyh skoplenii, kotorye v svoyu ochered' vhodyat v sostav galaktik i t.d.). Predel'noi po stepeni obshnosti i ob'emu, obladayushei strukturnost'yu na vseh svoih urovnyah sistemoi kosmicheskih ob'ektov vystupaet Metagalaktika - dostupnaya nashim nablyudeniyam chast' Mini-Vselennoi (Vselennoi) - sistemy kosmicheskih ob'ektov (metagalaktik) naivysshei masshtabnosti i stepeni slozhnosti organizacii materii.
Kosmicheskie processy - posledovatel'nye izmeneniya ili smeny sostoyanii (etapov) evolyucii kosmicheskih ob'ektov (kosmicheskih tel i ih sistem); fizicheskie processy, obuslovlivayushie vozniknovenie, sushestvovanie i evolyuciyu, osnovnye fizicheskie harakteristiki kosmicheskih ob'ektov i ih sistem, i mehanizm vozniknoveniya i protekaniya kosmicheskih yavlenii.
Ponyatiya, opredelyaemye kak "kosmicheskie processy", odnovremenno vhodyat v ponyatiinyi apparat dvuh nauk - astronomii i fiziki - i mogut klassificirovat'sya po astronomicheskim i fizicheskim teoriyam, naibolee polno i vsestoronne ob'yasnyayushim ih prirodu; polnoe opredelenie kosmicheskih processov daetsya cherez ih opisanie.
V zavisimosti ot glubiny, masshtabov i znachimosti kosmicheskih processov my vydelyaem sredi nih:
1. Evolyuciyu kosmicheskih ob'ektov: vozniknovenie, sushestvovanie i razvitie osnovnyh strukturnyh elementov Vselennoi - kosmicheskih tel i ih sistem: planetnyh sistem, zvezd i galaktik, opisyvaemye v ramkah sootvetstvuyushih chastnyh astrofizicheskih i kosmogonicheskih teorii (formirovaniya planetnyh sistem, zvezdoobrazovaniya i t.d.).
2. Evolyuciya Vselennoi: vozniknovenie i razvitie Metagalaktiki, opisyvaemoe v kosmologicheskoi teorii nestacionarnoi Vselennoi; evolyuciya materii, vozniknovenie i razvitie zhizni i razuma vo Vselennoi.
Formirovanie dannyh ponyatii vysokoi stepeni obshnosti v srednei shkole trebuet glubokoi fiziko-matematicheskoi podgotovki uchashihsya i shirokogo ispol'zovaniya mezhpredmetnyh svyazei s kursami vseh estestvenno-matematicheskih nauk, v pervuyu ochered' himii i biologii.
Tablica 1
Klassifikaciya kosmicheskih ob'ektov po osnovnym fizicheskim harakteristikam
|
Tip, klassy i gruppy ob'ektov |
Massa, kg |
Razmery, m |
Svetimost' |
Plotnost' |
Himicheskii sostav |
Osobennosti energetiki |
Osobennosti proishozhdeniya |
|
Planetnye tela: |
10-17 - 1027 |
10-5-108 |
< 1019 |
0,7 - 5,5 |
Tyazhelye himicheskie elementy i soedineniya Silikatnye i metallicheskie porody Led N2O < 80%, SO2 < 10%, SO, CN, HN3 s primes'yu neletuchih veshestv i silikatnyh porod Silikatnye i metallicheskie porody |
Ne obladayut sobstvennoi energetikoi Mehanicheskaya energiya dvizheniya. Mehanicheskaya energiya dvizheniya. Energiya himicheskih reakcii Mehanicheskaya energiya dvizheniya. Raspad radioaktivnyh elementov (40K, 20Al i dr.) |
Formiruyutsya v hode evolyucii protoplanetnogo oblaka: - pri kondensacii veshestva i razrushenii kosmicheskih tel vo vsem ob'eme oblaka; - na periferii "holodnoi" zony; - na granice "goryachei" i "holodnoi" zony. |
| Meteoroidy: | 10-17 - 1021 | 10-5-106 | < 1014 | 1 - 4,5 | |||
| - meteornye chasticy | > 10-17 | 10-5-10-1 | < < 1011 | 3 - 4,5 | |||
| - komety | 1011 - 1017 | Ј 5 × 104 | < 1013 | ~ 1 | |||
| - kentavry | 1017 – 1022 | 105 – 106 | < 1013 | 1 – 1,5 | |||
| - asteroidy | Ј 1022 | Ј 106 | 1012 - 1014 | 3 - 4,5 | |||
|
Planetoidy: |
1021 - 1023 |
105-106 |
1014 - 1016 |
1 - 3,5 |
|
Mehanicheskaya energiya dvizheniya. Neznachitel'noe vydelenie teplovoi energii v rezul'tate prilivnogo deistviya planet, gravitacionnogo szhatiya i raspade radioaktivnyh elementov (46K, 20Al 238U, 235U) |
Zahvatyvayutsya tyagoteniem planet na razlichnyh stadiyah formirovaniya. |
| - ledyanye | ~ 1021 | Ј 106 | 1014 - 1015 | ~ 1 | Led N2O > 80%, SO2 > 10%, SO, CN, HN3 i dr. | ||
| silikatno-ledyanye | ~ 1022 | Ј 5 × 106 | 1014 - 1015 | 1 - 3 | Led N2O (20-80%) , silikatnye porody (80-20%) . | ||
| - silikatnye | Ј 1023 | Ј 5 × 106 | < 1016 | 3 - 3,5 | Silikatnye (> 80%,) i metallicheskie porody | ||
|
Planety: |
1023 - 1027 |
106-108 |
1016 - 1019 |
0,7 - 5,5 |
Formiruyutsya: |
||
| - zemlepodobnye | 1023 - 1025 | 106-107 | 1016 - 1018 | 4 - 5,5 |
Tyazhelye himicheskie soedineniya: Fe > 25%; O > 25%; Si> 10% C > 5 % i drugie elementy, silikatnye i metallicheskie porody,: |
Mehanicheskaya energiya dvizheniya. Vydelenie teplovoi energii: pri gravitacionnom szhatii, raspade radioaktivnyh elementov (46K, 238U, 235U); |
- v "goryachei" zone protoplanetnogo oblaka; |
| - giganty: | Ј 1027 | 107-108 | 1018 - 1019 | 0,7 - 2,5 | N > 70 %; Ne > 20 % i drugie legkie himicheskie elementy i ih soedineniya | u gigantov - i pri gravitacionnoi differenciacii veshestva i kondensacii geliya u verhnei granicy sloya zhidkogo vodoroda | - v "holodnoi" zone protoplanetnogo oblaka;; |
|
--"goryachie" |
0,7 - 1,7 | ||||||
| --"holodnye" | 2 – 2,5 | - v "goryachei" zone protoplanetnogo oblaka | |||||
|
Kosmicheskie ob'ekty v stadii formirovaniya: Planetezimali Protozvezdy |
1021 - 1033
do 1027
1029 - 1032 |
102 - 1014
102 - 109
109 - 1014 |
do 5×1021
do 1019
do 5× 1021 |
> 0,1
> 0,5
> 0,1 |
N2 (70-75%); Ne (do 20%); ON; SO2 , S2 ; N2; dr. elementy i soedineniya (svyshe 2-4%). Tyazhelye elementy i slozhnye soedineniya -10-90% N2 (70-75%); Ne (20-25%); drugie elementy 2,5 - 4% |
Energiya gravitacionnogo szhatiya |
Formiruyutsya v hode evolyucii protozvezdnogo i protoplanetnogo oblaka v rezul'tate gravitacionnogo szhatiya s posleduyushei kondensaciei i slipaniem veshestva |
|
Zvezdopodobnye ob'ekty:
Korichnevye karliki
Neitronnye zvezdy
Belye karliki |
1027 - 1030
do 1028
do 1029 1029 - 1030 |
104 - 5×108
108 - 5× 108
104
do 5× 108 |
1019 - 1023
1019 - 1020
1021 - 1022 do 1023 |
1 - 1015
1 - 5
1011 - 1015 do 4× 103 |
N
< 75%; Ne< 25%; dr. elementy i soedineniya
(2-4%). |
Izluchayut "zapasennuyu" energiyu: - gravitacionnogo szhatiya, - termoyadernyh reakcii i vzryva zvezdy |
Rezul'tat evolyucii protozvezdnyh oblakov massoi do 1029 kg. Rezul'tat evolyucii: - zvezd-gigantov; -normal'nyh zvezd i subkarlikov |
|
Zvezdy: Normal'nye zvezdy: - krasnye karliki - zheltye karliki Subgiganty Giganty Sverhgiganty |
1029 - 1032 1029 - 1030 1029 1030 do 1031 1031 do 1032 |
5× 108-1013 5× 108-5×109 5× 108-109 3-5×109 do 1010 1010 - 1011 1012 - 1013 |
1023 - 1033 1023 - 1028 > 1023 1026 - 1028 1028 - 1030 1030 - 1031 1032 - 1033 |
10-6 - 1011 0,1 - 10 do 10 do1,5 10-3 10-4 - 10-5 10-6 |
vodorod – do 75% ; gelii – do 25%; drugie elementy: I pokolenie zvezd –0,01 - 0,05 % II pokolenie – do 2,5% III pokolenie– 3-4% |
Termoyadernye reakcii:
-proton-protonnogo cikla;
- proton-protonnogo i azotno-uglerodnogo ciklov - azotno-uglerodnogo cikla |
Formiruyutsya v hode evolyucii protozvezdnyh oblakov massoi 1029 – 1033 kg v rezul'tate gravitacionnogo szhatiya s posleduyushei kondensaciei veshestva |
|
Kosmicheskaya sreda - mezhgalakticheskaya - mezhzvezdnaya - mezhplanetnaya |
Obshaya massa okolo 2× 1050 kg (2% vidimogo veshestva Metagalaktiki) |
Zapolnyaet sootvetstvuyushie ob'emy kosmicheskogo prostranstva |
- |
10-29- 10-14 10-29– 10-28 10-26– 10-28 10-24–10-14 |
Vodorod –77,4%; gelii 20,8%; kislorod – 0,085%; uglerod – 0,038%; neon - 0,015%; azot – 0,0094%; dr. elementy – do 0,01%. Koncentraciya tyazhelyh elementov rastet s uvelicheniem plotnosti sredy |
Ne obladayut sobstvennoi energetikoi |
Rasseivanie veshestva protogalakticheskih oblakov i galaktik. Rasseivanie veshestva zvezdnyh atmosfer, voloknistyh i planetarnyh tumannostei. Rasseyanie veshestva protoplanetnyh tumannostei i planetnyh tel |
|
Tumannosti Diffuznye gazopylevye: - planetarnye - voloknistye - svetlye (gazovye) - temnye (pylevye) - globuly Gigantskie molekulyarnye oblaka (GMO) |
1028 - 1036
1028 - 1035 1028 do 1029
1032 1033 1035 kg
do 1036 |
1016 - 1019
1016-1017 0,5-5× 1017 2 - 4× 1017
3 × 1017 3 × 1016 3 × 1015
1018 - 1019 |
1016 – 1037 1016 – 1037 1035 – 1037 1030 – 1032 1026 - 1030 1-3× 1017 1016 – 1022
> 5× 1020 |
10-25 - 10-14
10-24 - 10-14 do 10-23 do 10-24
> 10-23 > 10-19 > 10-14 > 10-25 |
Osnovnye elementy - vodorod N2 i gelii Ne N, He, C, O, Ne (do Mg , Si, Ca) Vse himicheskie elementy N2; ON; SO; gidrouglerody, neorganicheskie (NO, SO, SiO, HCN, CH, H2O, CH3) i organicheskie (HC11N, HC3N, murav'inaya i dr. kisloty, S2N5ON i dr. spirty, CH2OH, (CH3)2O i dr.) soedineniya (svyshe 70) |
Pereizluchayut energiyu zvezd
Izluchayut energiyu, zapasennuyu pri vspyshkah Novyh i Sverhnovyh. Osveshayutsya i nagrevayutsya zvezdami, obrazovavshimisya vnutri tumannostei ili nahodyashihsya vblizi nih. S vozrastaniem plotnosti rastet energiya gravitacionnogo szhatiya |
Nachal'nye ili konechnye etapy zvezdnoi evolyucii veshestva Voznikayut pri zavershenii evolyucii zvezd iz vneshnih obolochek, vspyshkah Novyh i Sverhnovyh. Voznikayut pri gravitacionnoi kondensacii kosmicheskoi sredy, prohozhdenii cherez galakticheskie rukava i rasprostranenii udarnyh voln v kosmicheskoi srede |
|
Chernye dyry: - obyknovennye "zvezdnye" - srednie "promezhutochnye" - sverhmassivnye |
1029 - 1037
do 1032 1033 -1035 do 1037 |
do 1010
do 105 105 -108 do 1010 |
1030 - 1031 |
Ґ |
- |
Izluchenie Hokinga. Radio – i rentgenovskaya svetimost' akkreciruyushego veshestva |
Obrazuyutsya v rezul'tate gravitacionnogo kollapsa: - zvezd massoi 1031-1032 kg; - sliyaniya "zvezdnyh" chernyh dyr; - central'noi chasti protogalakticheskih oblakov massoi do 1038 kg |
Tablica 2
Klassifikaciya kosmicheskih sistem po osnovnym fizicheskim harakteristikam
|
Kosmicheskie sistemy: tip, klassy i gruppy |
Massa, |
Razmery, |
Svetimost' |
Sostav |
Osobennosti |
|
Zvezdnye sistemy -
zvezdy s planetnymi sistemami sharovye |
1029 - 1032 1029 - 1034 1029 - 1033 1033 –1034 1030 - 1035 1030 - 1033 1033 - 1035 |
108 – 1011 1018– 6× 1018 1017– 5× 1019 1017 – 1018 1018–5× 1019 |
1023 - 1028 1026 –1034 1026 - 1028 1029 - 1033 1028 - 1035 1028 - 1030 1031 - 1035 |
Do
10 zvezd, planetnye tela, mezhplanetnaya
sreda |
Gravitacionno-svyazannye
sistemy zvezd, imeyushie obshee
proishozhdenie i peremeshayushiesya v
prostranstve kak edinoe celoe |
|
Kosmicheskie
sistemy v stadii formirovaniya: |
>1014 1036 – 1044 1035 – 1042 do 1037 |
10-3-103 1022-1026 1018-1022 do 1014 |
Ne
nablyudayutsya do 1039 |
Elementarnye chasticy: r+, e- – 70-75%; 4Ne – 25-30% Vodorod –70-75%; gelii –25-30%; tyazhelye elementy – do 0,01% Sverhmassivnye chernye dyry i akkreciruyushii gaz |
Vozrast ot rozhdeniya Metagalaktiki: - 102–1012 s - 1012 s – 106 let - 106 – 109 let - 1-5 x 109 let; formiruyushiesya yadra galaktik |
|
Aktivnye
galaktiki nepravil'nye (Ir 1, Ir 2) linzovidnye (SO) spiral'nye: --normal'nye (Sa, Sb, Sc) --peresechennye (Sba, SBb, SBc) ellipticheskie (E0 – E9) |
1040 – 1042 1036 – 1043 1036 – 1040 1035 – 1042 1038 – 1042 1035 – 1043 |
1013 – 1016 1016 – 1020 1016 – 1020 do 1020 |
1034 – 1042 do 1036 1034 – 1038 1038 – 1042 |
Sverhmassivnye chernye dyry, plotnaya kosmicheskaya sreda (gaz: N2 - 70-75%; Ne –25-30%;) , protozvezdy, zvezdy I pokoleniya. Zvezdy: ot 106 do 1013 (do 95% massy veshestva); do 102 GMO i 104– 105 tumannostei (do 5% massy veshestva); 106 – 1014 planetnyh tel; kosmicheskaya sreda i t.d. |
Galaktiki - gigantskie prostranstvenno-obosoblennye, gravitacionno-svyazannye sistemy kosmicheskih tel vozrastom svyshe 1,3 x 1010 let, osnovnymi strukturnymi elementami kotoryh yavlyayutsya zvezdy i zvezdnye sistemy; vklyuchayut v svoi sostav GMO, tumannosti, planetnye tela, chernye dyry i drugie klassy i gruppy kosmicheskih ob'ektov |
|
Galakticheskie sistemy Vzaimodeistvuyushie galaktiki Gruppy galaktik Skopleniya galaktik Sverhskopleniya galaktik |
1037 – 1049 1037 – 1043 1038 – 1044 1039 – 1045 1048 – 1049 |
1020 – 1024 do 1021 1021 – 1022 1022 – 1023 1023 – 1024 |
1034 – 1046 1034 – 1042 1042 – 1044 1042 – 1045 1043 – 1046 |
Strukturnyi element – galaktiki: - 2-3 galaktiki - do 100 galaktik i ih sputnikov - 102 – 103 galaktik i ih otdel'nyh grupp - Sistemy skoplenii iz 103 – 5 x 104 galaktik: neskol'kih bogatyh skoplenii, melkih grupp i odinochnyh galaktik |
Svyazany mezhdu soboi "peremychkami", "hvostami", "gamma-formami", sostoyashimi iz zvezd. Gravitacionno-svyazany, imeyut obshee proishozhdenie, peremeshayutsya v prostranstve kak edinoe celoe. Gravitacionno-svyazany, imeyut obshee proishozhdenie; 7000 izvestnyh skoplenii vklyuchayut v sebya do 90% galaktik V sostav Sverhskoplenii vhodit do 50000 galaktik. Izvestno okolo 50 Sverhskoplenii |
|
Metagalaktika |
1052 |
1026 |
1091– 10100 |
Osnovnoi strukturnyi element – sverhskopleniya galaktik. Himicheskii sostav: vodorod –77,4%; gelii 20,8%; kislorod – 0,85%; uglerod – 0,38%; neon - 0,15%; azot – 0,093%; zhelezo – 0,14%; dr. elementy – do 0,01%. |
Chast'
Vselennoi v kotoroi my zhivem i kotoraya
dostupna nashim nablyudeniyam c unikal'noi
strukturoi i harakteristikami,
opredelyaemymi unikal'nym naborom
fundamental'nyh fizicheskih postoyannyh;
predel'naya po stepeni obshnosti i ob'emu,
obladayushaya strukturnost'yu na vseh svoih
urovnyah sistema kosmicheskih ob'ektov
vozrastom ot 18-20× 109
let. Rasshiryaetsya po zakonu: |
|
Mini-Vselennaya |
1075 – 10100 |
102630-1026100 |
? |
Osnovnoi strukturnyi element – metagalaktiki (do 1050 ) |
Chast'
Vselennoi, obladayushaya sobstvennoi
unikal'noi sovokupnost'yu fizicheskih
zakonomernostei; prostranstvenno-obosoblennaya,
predel'naya po stepeni obshnosti i ob'emu
sistema metagalaktik, obrazovavshayasya v
rezul'tate fluktuacii energeticheskoi
plotnosti fizicheskogo vakuuma 18-20 x 109
let nazad i rasshiryayushayasya po zakonu: |
|
Vselennaya |
¥ |
¥ |
¥ |
Osnovnoi strukturnyi element – Mini-Vselennye na raznyh stadiyah razvitiya |
Fizicheskii vakuum n–mernoi razmernosti, v kotorom spontanno voznikayut Mini-Vselennye s razlichnymi naborami fizicheskih zakonomernostei i razlichnymi razmernostyami naborov vzaimodeistvii mezhdu chasticami i chislennymi znacheniyami fundamental'nyh fizicheskih postoyannyh |
.
Krupnomasshtabnaya yacheistaya struktura
sostoit iz gigantskih voloknopodobnyh
elementov, obrazovannyh
sverhskopleniyami galaktik i pustotami
("kavernami") mezhdu nimi razmerami
do 300 Mpk, ogranichennyh "stenkami"
iz galaktik tolshinoi do 10 Mpk. Naibolee
bogatye galaktikami skopleniya
nahodyatsya na peresechenii volokon.
.| << Predydushaya |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
metodika prepodavaniya - prepodavanie astronomii - nablyudeniya - laboratornye raboty - prakticheskie raboty - uchebnaya programma - uchebnye posobiya - lekcii - pedagogicheskii eksperiment - didaktika - kontrol'nye raboty - zadacha
Publikacii so slovami: metodika prepodavaniya - prepodavanie astronomii - nablyudeniya - laboratornye raboty - prakticheskie raboty - uchebnaya programma - uchebnye posobiya - lekcii - pedagogicheskii eksperiment - didaktika - kontrol'nye raboty - zadacha | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
