Этапы урока

Методы изложения

Время, мин

Проверка знаний и актуализация

Фронтальный опрос, беседа

Формирование понятий о космическом явления обращения планет вокруг Солнца и его следствиях - небесных явлениях: видимого движения планет на небесной сфере и их конфигурациях

Лекция, беседа

Решение задач

Работа у доски, самостоятельное решение задач в тетради

15-17

Обобщение пройденного материала, подведение итогов урока, домашнее задание

Небесные явления

Космические явления

А. Видимое вращение звездного неба
Б. Смена времен года
В. Смена дня и ночи
Г . Смена фаз Луны
Д. Восход и заход небесных светил
Е. Видимое движение Солнца по небу в течение дня
Ж. Солнечные затмения
З. Изменение высоты Солнца над горизонтом в течение года
И. Лунные затмения

1) вращения Земли вокруг своей оси;
2) вращения Луны вокруг Земли;
3) вращения Земли вокруг Солнца.

Правильные ответы :

А1; Б3; В1; Г2; Д1; Е1; Ж 2; З 3; И 2

Космические явления

Обращение планет Солнечной системы вокруг Солнца

Космические явления

Небесные явления, возникающие вследствие данных космических явлений

Атмосферные явления

1) Атмосферная рефракция:
- искажение небесных координат светил;
- необходимость поправки экваториальных координат небесных светил на рефракцию;
- искажение формы и угловых размеров небесных светил по высоте на восходе и закате;
- мерцание звезд;
- "зеленый луч".

2) Рассеяние света в атмосфере Земли :
- голубой цвет дневного неба;
- синий, сиреневый цвет вечернего (утреннего) неба;
- сумерки.
- продолжительность светового времени суток (дня) всегда превышает промежуток времени от восхода до захода Солнца;
- белые ночи; полярный день и полярная ночь на высоких широтах;
- свечение ночного неба;
- заря; красный цвет зари;
- покраснение дисков Солнца и Луны на восходе и закате.

Названия планет

Размеры планет

Размеры планет в модели

Солнце

1 392 000 км

54 см 5 мм

Меркурий

4 900 км

2 мм

Венера

12 100 км

5 мм

Земля

12 756 км

5 мм

Марс

6 800 км

3 мм

Юпитер

142 000 км

6 см 5 мм

Сатурн

120 000 км

4 см 8 мм

Уран

50 000 км

2 см

Нептун

50 000 км

2 см

Плутон

Чаша из Рогозенского клада

Движение Луны по орбите

В видео есть фраза period lunar of revolution - период лунной революции . Это полный оборот (революция луны), который составляет 27,3 земных суток или так называемый называется сидерический месяц .
Сравните Лунную Революцию и Менструальный цикл.
Полнолуние и овуляция на 12-14 день. Поэтому и женщина Инь-Луна ("революционерка").

РЕТРОГРАДНЫЕ ПЛАНЕТЫ

Все планеты нашей солнечной системы располагаются в определённом порядке и находятся на определённом расстоянии от Солнца. Наблюдая с Земли за положением планет, мы можем заметить, что периодически они как бы останавливаются и затем начинают двигаться вспять по своей орбите. На самом деле, конечно же, планеты не движутся назад. Просто наша Земля «обгоняет» по своей орбите ту или ную планету. Вот и кажется наблюдателю с Земли, что планета-сосед начала «пятиться» назад.
Такое явление астрологи и астрономы подметили много веков назад и назвали его «ретроградным движением» .
Так как каждая планета имеет своё влияние на Землю и, сответственно, на всё живое на Земле, то каждой из планет присвоены определёные свойства (качества) её влияния на людей, события, течение процессов.
Ретроградное (попятное) движение имеют все небесные светила, кроме Солнца и Луны .

Так выглядит видимое движение Меркурия и Венеры

Видимое движение Марса, Юпитера, Сатурна и Урана

А так бы видели если находились на Солнце.

Ретроградное движение Меркурия.

Ретроградное движение Марса.

Примерно так движется Марс относительно земли. Там где переход цвета с одного на другой, планета делает петлю, это происходит когда мы догоняем Марс, а потом он начинает отставать от Земли.

В центе наблюдатель-Мы Люди жители планеты Земля.

Вот откуда эти "диски-тарелки" на иллюстрации это орбиты Марса!

Если августовским вечером, вскоре после захода Солнца, вы поглядите на восток, то увидите очень яркую красноватую "звезду". По яркости ее можно было бы принять за Венеру, но вечером Венеры на востоке не бывает. Это Марс, а столь яркий он потому, что сейчас идет противостояние Земли и Марса, причем не простое. (2003 год).
Примерно каждые два года Земля и Марс, двигаясь по своим орбитам, сближаются друг с другом. Подобные сближения называются противостояниями. Если бы орбиты Земли и Марса были круговыми и лежали строго в одной плоскости, то противостояния происходили бы строго периодически (между ними бы проходило чуть больше двух лет) и Марс приближался бы к Земле всегда на одно и то же расстояние. Однако это не так. Хотя плоскости орбит планет достаточно близки и орбита Земли почти круговая, но эксцентриситет марсианской орбиты достаточно велик. Поскольку интервал между противостояниями не совпадает ни с земным, ни с марсианским годом, то максимальное сближение планет происходит в разных точках их орбит. Если противостояние случается вблизи афелия . (από «апо» - из, от = отрицание и отсутствие чего-либо, ηλιος «гелиос» - Солнце) орбиты Марса (это приходится на зиму в северном полушарии Земли), то расстояние между планетами оказывается достаточно велико - около 100 млн. км. Противостояния вблизи перигелия марсианской орбиты (которые происходят в конце лета) гораздо более тесные. Если Марс и Земля сближаются на расстояние меньшее 60 млн. км, то подобные противостояния называют великими. Они случаются каждые 15 или 17 лет и всегда использовались астрономами для интенсивных наблюдений красной планеты. (Истории наблюдений Марса посвящена подробная .)
Однако противостояние 2003 года оказывается не просто великим, а величайшим, событием , подобного которому не было несколько тысяч лет!

Рассмотрим подробнее, что происходит во время противостояния.

По определению противостоянием называется такая конфигурация (взаимное расположение) Солнца, Земли и планеты, когдаэклиптическая широта планеты, отличается от широты Солнца на 180o. Ясно, что такая ситуация возможна только для внешних планет.
Внешние планеты- планеты юпитеровой группы, планеты Солнечной системы, обращающиеся за пределами орбиты Марса (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон); имеют ряд сходных физических характеристик. Термин «В. п.» иногда отождествляют с термином «верхние планеты».
Если спроецировать планету на плоскость эклиптики (а Земля и Солнце всегда находятся в этой плоскости), то в момент противостояния центры всех трех тел окажутся на одной прямой (Земля между Солнцем и планетой). В момент противостояния достигается максимальная фаза Марса, наступает "полномарсие" (этот искусственный термин введен по аналогии с полнолунием). Отличие фазы Марс от единицы связано только с тем, что он движется не в плоскости эклиптики.
Поскольку орбиты Марса и Земли не круговые, а их плоскости не совпадают, то момент противостояния близок, но не совпадает с моментом максимального сближения планет. С расстоянием между планетами однозначно связан видимый угловой размер Марса, который достигает максимума при наибольшем сближении.
Блеск (видимая звездная величина) Марса зависит как от его удаления от Земли, так и от фазы. Таким образом этот момент также будет близок к противостоянию, но в общем случае не будет совпадать ни с ним, ни с моментом максимального сближения планет.
Еще два важных события - прохождение Марса через перигелий своей орбиты и прохождение Земли через точку ближайшую к перигелию орбиты Марса. Земля проходит ближайшую к перигелию орбиты Марса точку всегда в одно и то же время года - примерно 28 августа. Слово примерно здесь появилось из-за того, что земной год не кратен суткам, поэтому дата прохождения этой точки меняется от года к году в пределах суток. В 2003 году марс пройдет свой перигелий 30 августа. Чем ближе к перигелию орбиты Марса оказываются планеты в противостоянии, тем сильнее они сближаются и тем более великим будет противостояние. Приведенный ниже рисунок служит этому иллюстрацией.

Противостояния Марса с 1997 г. по 2010 г. Вдоль орбиты Земли (внутренняя окружность) указаны месяцы ее прохождения по данному участку. У орбиты Марса (наружная окружность) указаны точки перигелия (Р) и афелия (А). На линиях, соединяющих планеты в момент противостояния, указан год и минимальное расстояние до Марса в астрономических единицах. (Рисунок взят изстатьи В.Г.Сурдина).Вид от Солнца.

Планетарное движение

Видимые с Земли движения Марса по своей орбите. Чтоб оказаться в исходной точке, Марсу нужно сделать 7 кругов-7 орбит, тогда он займёт практически первоначальное положение.

Семиконечная звезда может быть только при взаимном движении Земли и Марса.

Вот так тоже выглядит видимое движение Марса с Земли. Земля в центре рисунка.
Цифрами обозначены точки соединений и противостояний Марса, в центре синим цветом показана Земля.

Трек марса.

Видимый путь Марса относительно Земли вычерченный с помощью птоломеевых эпициклов и деферентов. Малый пунктирный круг - главный эпицикл, большой - деферент.
Действительное движение Марса относительно Земли в предположении неподвижности Земли.

Сравнение этой кривой с той, которая видна на соседнем рисунке, показывает, насколько хорошо птоломеева система представляла наблюдаемое нами движение планет. Различие этих кривых заключается, главным образом, в том, что в кривой, соответствующей действительным отношениям, вторая петля меньше первой, тогда как, по Птоломею, все петли обязательно должны быть одинаковой величины.

Объяснение сложного видимого движения «верхней» (внешней) планеты, по Копернику. Когда Земля занимает положение Т1, а планета положение P1, то планета должна казаться на небосводе в точке P"1. Планета движется медленнее Земли; когда Земля переместится из положения Т1 в Т2, планета передвинется из точки P1 в P2 и мы ее увидим в направлении Т2-P2 в точке небосвода P"2, т. е. планета передвинется между звездами справа налево, по направлению стрелки № I. Когда Земля занимает положение Т3, то планету мы увидим по направлению Т3-P3 в точке небосвода P"2, так что планета в точке небосвода P"2 как бы остановилась, а затем пошла вспять, слева направо, по стрелке № 2. Таким образом, стояние и обратное движение планеты - кажущиеся явления, происходящие вследствие движения Земли по орбите.

Видимое движение Марса,временной промежуток 15 лет.

В центре треугольника Земля и Луна, это то самое (всевидящее око) только это не на нас смотрят, а наоборот мы ведём свои наблюдения с планеты Земля.

Для наблюдателя с Земли,движение Солнца, выглядит именно так.

Венере чтоб занять своё первоначальное положение нужно сделать оборотов- 5 орбит. Движение Венеры относительно Земли. Круг внутри пятигранника это эклиптика Солнца,звезда и пятиугольник получаются при взаимном вращении Земли и Венеры относительно друг друга. График движения Венеры относительно Земли.

Тоже видимое движение Венеры,только у неё 5 лепестков, 5 орбит, 5 лучей, другие планеты подобного не нарисуют, подобный рисунок получается из за взаимного движения Солнца -Земли и Венеры. Из за разного расстояния и скорости движения, а так же из за местоположения планеты относительно Земли (рисунки-графики имеют существенное отличие).

Схема показывающая сближение и расхождение Венеры с Землёй.

Связь пирамид Хеопса, Хефрена и Микерина, их малых спутниц и Сфинкса с Солнечной системой. Сфинкс символизирует собой Солнце в созвездии Льва . Пирамиде Хеопса соответствует планета Венера, пирамиде Хефрена – планета Земля, пирамиде Микерина – планета Марс, а малым спутницам пирамид – спутники планет.
Мексика
И так пирамида это инструмент для наблюдения за небесными объектами, вершина пирамиды указывает на самую верхнюю точку, наблюдаемого объекта, над уровнем горизонта,в случае с Венерой это верхнее соединение, произойдёт оно 15 августа. А например с Солнцем это зенит в день летнего солнцестояния, есть пирамида солнца в Мексике, такие инструменты расставлены по всему миру.

Вид планеты Венеры с Земли. Credit: Carol Lakomiak

Наблюдение планеты Венеры с Земли.

Поскольку Венера ближе к Солнцу чем Земля, она никогда не кажется слишком удалённой от него: максимальный угол между ней и Солнцем составляет 47.8°. Вследствие таких особенностей положения на небе Земли своей максимальной яркости Венера достигает незадолго до восхода или через некоторое время после захода Солнца. В течение 585 суток периоды её вечерней и утренней видимости чередуются: в начале периода Венера видна только по утрам, затем – спустя 263 дня, она подходит очень близко к Солнцу, и его яркость не позволяет видеть планету в течение 50 дней; затем наступает период вечерней видимости Венеры, продолжительностью 263 дня, пока планета снова не скроется на 8 дней, оказавшись между Землёй и Солнцем. После этого чередование видимости повторяется в том же порядке.
Распознать планету Венеру легко, ведь на ночном небе она – самое яркое после Солнца и Луны светило, достигающее в максимуме -4,4 звёздной величины. Отличительным признаком планеты является её ровный белый цвет.
При наблюдении Венеры, даже в небольшой телескоп, можно увидеть как со временем меняется освещенность её диска, т.е. происходит смена фаз, которую первым наблюдал Галилео Галилей в 1610 г. При наибольшем сближении с нашей планетой, освященной остаётся лишь малая часть Венеры и она принимает вид тоненького серпа. Орбита Венеры в это время находится под углом 3,4° к орбите Земли, так что обычно она проходит чуть выше или чуть ниже Солнца на расстоянии до восемнадцати солнечных диаметров.
Но иногда наблюдается ситуация, при которой планета Венера располагается приблизительно на одной линии между Солнцем и Землёй и тогда можно увидеть крайне редкое астрономическое явление – прохождение Венеры по диску Солнца, при котором планета принимает вид маленького тёмного «пятнышка» с диаметром 1/30 солнечного.

Явление это происходит примерно 4 раза за 243 года: сначала наблюдаются 2 зимних прохождения с периодичностью 8 лет, затем длится промежуток продолжительностью 121,5 год, и происходит ещё 2, на этот раз летних, прохождения с той же периодичностью 8 лет. Зимние прохождения Венеры затем можно будет наблюдать только через 105,8 лет.
Необходимо отметить, что если продолжительность 243-годового цикла – величина относительно постоянная, то периодичность между зимними и летними прохождениями внутри него меняется, вследствие небольших несоответствий в периодах возвращения планет к точкам соединения их орбит.
Так, до 1518 года внутренняя последовательность прохождений Венеры выглядела как «8-113,5-121,5», а до 546 года произошло 8 прохождений, промежутки между которыми равнялись 121,5 году. Существующая сейчас последовательность сохранится до 2846 года, после чего её сменит другая: «105,5-129,5-8».
Последнее прохождение планеты Венеры, длительностью 6 часов, наблюдалось 8 июня 2004 года, следующее состоится 6 июня 2012 года. Затем наступит перерыв, окончание которого будет только в декабре 2117 года.

Движение Солнца и планет по небесной сфере.

Движения Солнца и планет по небесной сфере отображают лишь их видимые, то есть кажущиеся земному наблюдателю движения. При этом любые движения светил по небесной сфере не являются связанными с суточным вращением Земли, поскольку последнее воспроизводится вращением самой небесной сферы.
Солнце движется почти равномерно (почти - из-за эксцентриситета орбиты Земли) по большому кругунебесной сферы, называемому эклиптикой, с запада на восток (то есть в сторону, противоположную вращению небесной сферы), совершая полный оборот за один тропический год.

Изменение экваториальных координат Солнца

Когда Солнце находится в точке весеннего равноденствия, его прямое восхождение и склонение равны нулю. С каждым днём прямое восхождение и склонение Солнца увеличиваются, и в точке летнего солнцестояния прямое восхождение становится равным 90° (6h), а склонение достигает максимального значения +23°26". Далее, прямое восхождение продолжает увеличиваться, а склонение уменьшается, и в точке осеннего равноденствия они принимают значения 180° (12h) и 0°, соответственно. После этого, прямое восхождение по-прежнему увеличивается и в точке зимнего солнцестояния становится равным 270° (18h), а склонение достигает минимального значения −23°26", после чего вновь начинает расти.

Верхние и нижние планеты

В зависимости от характера движения по небесной сфере, планеты делятся на две группы: нижние (Меркурий, Венера) и верхние (все остальные планеты, кроме Земли). Это исторически сохранившееся деление; также используются более современные термины - внутренние и внешние (по отношению к орбите Земли) планеты.
Во время видимого движения нижних планет у них происходит смена фаз, как у Луны. При видимом движении верхних планет, смены фаз у них не происходит, они всё время повёрнуты к земному наблюдателю своей освещенной стороной. Если же наблюдатель, например, АМС, находится, скажем, не на Земле, а за орбитой Сатурна, то кроме смены фаз у Меркурия и Венеры, он сможет наблюдать смену фаз у Земли, Марса, Юпитера и Сатурна.

Движение нижних планет

В своём движении по небесной сфере Меркурий и Венера никогда не уходят далеко от Солнца (Меркурий - не дальше 18° - 28°; Венера - не дальше 45° - 48°) и могут находиться либо к востоку, либо к западу от него. Момент наибольшего углового удаления планеты к востоку от Солнца называется восточной или вечерней элонгацией; к западу - западной или утренней элонгацией.
При восточной элонгации планета видна на западе вскоре после захода Солнца. Двигаясь с востока на запад, то есть попятным движением, планета сначала медленно, а потом быстрее, приближается к Солнцу, пока не скрывается в его лучах. Этот момент называется нижним соединением (планета проходит между Землёй и Солнцем). Спустя некоторое время её становится видно на востоке незадолго до восхода Солнца. Продолжая попятное движение, она достигает западной элонгации, останавливается и начинает двигаться с запада на восток, то есть прямым движением, догоняя Солнце. Догнав его, она снова становится невидимой - наступает верхнее соединение (в этот момент Солнце оказывается между Землёй и планетой). Продолжая прямое движение, планета вновь достигает восточной элонгации, останавливается и начинает попятное движение - цикл повторяется

Движение верхних планет

У верхних планет также чередуются прямое и попятное движение. Когда верхняя планета видна на западе вскоре после захода Солнца, она движется по небесной сфере прямым движением, то есть в ту же сторону, что и Солнце. Однако скорость движения верхней планеты по небесной сфере всегда меньше, чем у Солнца, поэтому наступает момент, когда оно догоняет планету - происходит соединение планеты с Солнцем (последнее оказывается между Землёй и планетой). После того, как Солнце обгонит планету, её становится видно на востоке, перед восходом Солнца. Скорость прямого движения постепенно уменьшается, планета останавливается и начинает перемещаться среди звёзд с востока на запад, то есть попятным движением. В середине дуги своего попятного движения планета находится в точке небесной сферы, противоположной той, где в этот момент находится Солнце. Это положение называется противостоянием (Земля находится между Солнцем и планетой). Через некоторое время планета снова останавливается и меняет направление своего движения на прямое - и цикл повторяется.

Расположение планеты на 90° к востоку от Солнца называется восточной квадратурой, а на 90° к западу - западной квадратурой.

(1)-Летнее солнцестояние 21июня, (2)-16августа,(3)-равноденствие 23сентября, (4)-зимнее солнцестояние 21декабря.

Круги на полях 麥田怪圈

Слайд 2

Состав Солнечной системы

Планеты- 8 больших планет со спутниками и кольцами: Меркурий, Венера, Земля (с Луной), Марс (с Фобосом и Деймос), Юпитер (с кольцом и не менее 63 спутников), Сатурн (с мощным кольцом и не менее 55 спутников) – эти планеты видны невооруженным глазом; Уран (открыт в 1781г, с кольцом и не менее 29 спутника), Нептун (открыт в 1846г, с кольцом и не менее 13 спутников). Карликовые планеты - Плутон (открыт в 1930г, его спутник Харон - была планетой до 24.08.2006 года), Церера (первый астероид открыт в 1801г), и объекты пояса Койпера: Эрис (136199, открыт в 2003г) и Седна (90377, открыт в 2003г). Малые планеты – астероиды = (первый Церера открыт в 1801г - переведен в разряд карликовых планет), расположены в основном в 4-х поясах: Главном – между орбитами Марса и Юпитера, поясе Койпера – за орбитой Нептуна, троянцы: на орбите Юпитера и Нептуна. Размеры менее 800 км. Известно почти 300 000. Кометы – небольшие тела до 100 км в диаметре, конгломерат пыли и льда, движущиеся по очень вытянутым орбитам. Облако Оорта (резервуар комет) на периферии Солнечной системы (3000 – 160000 а.е). Метеорные тела – небольшие тела от песчинок до камней в несколько метров диаметром (образуются от комет и дробления астероидов). Небольшие при входе в земную атмосферу сгорают, а те, которые достигают Земли – метеориты. Межпланетная пыль – от комет и дробления астероидов. Межпланетный газ – от Солнца и планет, очень разряжен. Электромагнитное излучение и гравитационные волны.

Слайд 3

Петлеобразное движение планет

Более чем за 2000 лет до НЭ люди заметили, что некоторые звезды перемещаются по небу – их позже греки назвали “блуждающими” – планетами. Нынешнее название планет заимствовано у древних римлян. Выяснилось, что планеты блуждают в зодиакальных созвездиях. Поскольку при наблюдении с Земли на движение планет вокруг Солнца накладывается еще и движение Земли по своей орбите, планеты перемещаются на фоне звезд то с запада на восток (прямое движение), то с востока на запад (попятное движение). Объяснить это движение смог к 1539 году польский астроном Николай Коперник (1473-1543). Для внутренней, Венеры Для внешней, Марса Характер видимого движения планеты зависит от того, к какой группе она принадлежит.

Слайд 4

Видимое движение Марса среди звёзд в период с 1.10.2007 по 1.04.2008 Венера и Юпитер в лучах вечерней зари. Редкое небесное явление: пять планет Солнечной системы (все какие только можно увидеть невооруженным глазом) встретились на вечернем небе! С 13 по 16 мая 2002г возле "блуждающих светил" присутствовал серп молодой Луны.

Слайд 5

Конфигурация планет

Для нижних(внутренних) соединениепланета находится на прямой Солнце-Земля. верхнее– планета за Солнцем (V2). нижнее– планета перед Солнцем (V4). элонгация- угловое удаление планеты от Солнца. мак: Меркурия-28о, Венеры-48о. восточная - планета видна на востоке до восхода Солнца в лучах утренней зари(V1). западная– планета видна на западе в лучах вечерней зари после захода Солнца(V3). Нижние (внутренние) – планеты, орбиты которых расположены внутри земной орбиты. Верхние (внешние) – планеты, орбиты которых находятся за орбитой Земли. Конфигурация – характерное взаимное расположение планеты, Солнца и Земли. Для верхних (внешних) соединение- планета за Солнцем, на прямой Солнце-Земля (М1). противостояние–планета за Землей от Солнца – лучшее время наблюдения внешних планет, она полностью освещена Солнцем(М3). квадратура- четверть круга западная–планета наблюдается в западной стороне (М4). восточная–наблюдается в восточной стороне (М2). Виды Внешняя планета может находиться на любом угловом расстоянии от Солнца.

Слайд 6

Условия видимости внутренних планет Внутренние планеты лучше всего видны при максимальном удалении от Солнца (в элонгации), которая для Меркурия составляет 28о, Венеры-48о.

Слайд 7

Периоды обращения планет

В ходе разработки гелиоцентрической системы строения мира Николай Коперник к 1539 году получил формулы (уравнения синодического периода) для расчета периодов обращения планет и впервые их вычислил. Нижние (внутренние) планеты движутся по орбите быстрее Земли, а верхние (внешние) медленнее. Сидерический (T –звездный) –промежуток времени в течение которого планета совершает полный оборот вокруг Солнца по своей орбите относительно звезд.Синодический (S) – промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми конфигурациями планеты. для внутренних для внешних

Слайд 8

В зените рефракция минимальна - она возрастает по мере наклона к горизонту до 35" и сильно зависит от физических характеристик атмосферы: состава, плотности, давления, температуры. Вследствие рефракции истинная высота небесных светил всегда меньше их видимой высоты. Искажаются форма и угловые размеры светил: на восходе и закате близ горизонта "сплющиваются" диски Солнца и Луны, поскольку нижний край диска поднимается рефракцией сильнее верхнего. Преломление лучей звездного света в атмосферных слоях (потоках) разной плотности вызывает мерцание звезд - неравномерные усиления и ослабления их блеска, сопровождающиеся изменениями их цвета. Астрономическая рефракция - явление преломления (искривления) световых лучей при прохождении через атмосферу, вызванное оптической неоднородностью атмосферы. Рефракция изменяет зенитное расстояние (высоту) светил, "поднимая" изображения светил над их истинными положениями.

Посмотреть все слайды

В конце XVI в. датский астроном И. Кеплер, изучая движение планет, открыл три закона их движения. На основании этих законов И. Ньютон вывел формулу для закона всемирного тяготения. В дальнейшем, используя законы механики, И. Ньютон решил задачу двух тел - вывел законы, по которым одно тело движется в поле тяготения другого тела. Он получил три обобщенных закона Кеплера.

Первый закон Кеплера

Под действием силы притяжения одно небесное тело движется в поле тяготения другого небесного тела по одному из конических сечений - кругу, эллипсу, параболе или гиперболе .

Планеты движутся вокруг Солнца по эллиптической орбите (рис. 15.6). Ближайшая к Солнцу точка орбиты называется перигелием , самая далекая - афелием . Линия, соединяющая какую-либо точку эллипса с фокусом, называется радиус-вектором

Отношение расстояния между фокусами к большой оси (к наибольшему диаметру) называется эксцентриситетом е . Эллипс тем сильнее вытянут, чем больше его эксцентриситет. Большая полуось эллипса а - среднее расстояние планеты до Солнца.

По эллиптическим орбитам движутся и кометы и астероиды. У окружности е = 0, у эллипса 0 < е < 1, у параболы е = 1, у гиперболы е > 1.

Движение естественных и искусственных спутников вокруг планет, движение одной звезды вокруг другой в двойной системе также подчиняются этому первому обобщенному закону Кеплера.

Второй закон Кеплера

Каждая планета движется так, что радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади.

Планета проходит путь от точки А до А" и от В до В" за одно и то же время.

Другими словами, планета движется быстрее всего в перигелии, а медленнее всего - когда находится на наибольшем удалении (в афелии). Таким образом, второй закон Кеплера определяет скорость движения планеты. Она тем больше, чем планета ближе к Солнцу. Так, скорость кометы Галлея в перигелии равна 55 км/с, а в афелии 0,9 км/с.

Третий закон Кеплера

Куб большой полуоси орбиты тела, деленный на квадрат периода его обращения и на сумму масс тел, есть величина постоянная.

Если Т - период обращения одного тела вокруг другого тела на среднем расстоянии а то третий обобщенный закон Кеплера записывается как

а 3 /[Т 2 (М 1 + М 2)] = G/4π 2

где М 1 и М 2 - массы притягивающихся двух тел, a G - гравитационная постоянная. Для Солнечной системы масса Солнца массы любой планеты, и тогда

Правая часть уравнения - постоянная для всех тел Солнечной системы, что и утверждает третий закон Кеплера, полученный ученым из наблюдений.

Третий обобщенный закон Кеплера позволяет определять массы планет по движению их спутников, а массы двойных звезд - по элементам их орбит.

Движение планет и других небесных тел вокруг Солнца под действием силы тяготения происходит по трем законам Кеплера. Эти законы позволяют рассчитывать положения планет и определять их массы по движению спутников вокруг них.

Астрономия. 11 класс - Конспекты по учебнику «Физика-11» (Мякишев, Буховцев, Чаругин) - Класс!ная физика

Видимое движение планет Движения Солнца и планет по небесной сфере отображают лишь их видимые, то есть кажущиеся земному наблюдателю движения. При этом любые движения светил по небесной сфере не являются связанными с суточным вращением Земли, поскольку последнее воспроизводится вращением самой небесной сферы.

Петлеобразное движение планет Невооруженным глазом можно увидеть пять планет – Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн. По внешнему виду их нелегко отличить от звезд, тем более что они не всегда бывают значительно яркими.

Если проследить за перемещением какой-нибудь планеты, например Марса, ежемесячно отмечая его положение на звездной карте, то может выявиться главная особенность видимого движения планеты: планета описывает на фоне звездного неба петлю.

Конфигурация планет Планеты, орбиты которых расположены внутри земной орбиты, называются нижними, а планеты, орбиты которых расположены вне земной орбиты, верхними. Характерные взаимные расположения планет относительно Солнца и Земли называются конфигурациями планет.

Конфигурации нижних и верхних планет различны. У нижних планет это У верхних планет – соединения (верхнее и квадратуры (восточная нижнее) и элонгации и западная), соединение и (восточная и западная). противостояние. Видимое движение Верхние планеты лучше нижних планет всего видны вблизи напоминает противостояний, когда к колебательные Земле обращено все движения около Солнца. освещенные Солнцем полушарие планеты.

Сидерические и синодические периоды обращения планет. Промежуток времени, в течение которого планета совершает полный оборот вокруг Солнца по орбите, называется сидерическим (или звездным) периодом обращения (Т), а промежуток времени между двумя одинаковыми конфигурациями планеты – синодическим периодом (S).