Солнечная система. 26

Министерство образования и науки Российской федерации

ФГБОУ ВПО «Сахалинский государственный университет»

Институт востоковедения , туризма и сервиса.

Кафедра теории и методики сервисной деятельности и туризма.

РЕФЕРАТ

ПО ГЕОГРАФИИ

на тему:

“ Солнечная система”

Выполнил:

Студент 1 курса 104 группы                                       

«Туризм» ИВТиС

   Шивыткин Константин Сергеевич

Проверила:

                                                                         Ст. преподаватель

                                                          Ковтун Тамара Степановна

Южно–Сахалинск

2015

Содержание

1. Вселенная. Происхождение, возраст, современные методы изучения………………3
2. Солнечная система: строение, размеры, движение……………………………………4
3. Сравнение Земли с другими планетами………………………………………………..8
4. Положение Земли в Галактике и в Солнечной системе………………………………9
5. Почему Луна повернута к Земле одной стороной?.......................................................10
6. Лунное затмение…………………………………………………………………………11
7. Лунные приливы и отливы……………………………………………………………..12
8. Список литературы……………………………………………………………………...13

Вселенная. Происхождение, возраст, современные методы изучения

           Вопрос о происхождении Вселенной со всеми ее известными и пока неведомыми свойствами испокон веков волнует человека. Но только в XX веке, после обнаружения космологического расширения, вопрос об эволюции Вселенной стал понемногу проясняться. Последние научные данные позволили сделать вывод, что наша Вселенная родилась 15 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва. Но что именно взорвалось в тот момент и что, собственно, существовало до Большого взрыва, по-прежнему оставалось загадкой. Созданная в конце XX века инфляционная теория появления нашего мира позволила существенно продвинуться в разрешении этих вопросов, и общая картина первых мгновений Вселенной сегодня уже неплохо прорисована, хотя многие проблемы еще ждут своего часа.  
           До начала прошлого века было всего два взгляда на происхождение нашей Вселенной. Ученые полагали, что она вечна и неизменна, а богословы говорили, что Мир сотворен и у него будет конец. Двадцатый век, разрушив очень многое из того, что было создано в предыдущие тысячелетия, сумел дать свои ответы на большинство вопросов, занимавших умы ученых прошлого. И быть может, одним из величайших достижений ушедшего века является прояснение вопроса о том, как возникла Вселенная, в которой мы живем, и какие существуют гипотезы по поводу ее будущего.  
           Простой астрономический факт — расширение нашей Вселенной — привел к полному пересмотру всех космогонических концепций и разработке новой физики — физики возникающих и исчезающих миров. Всего 70 лет назад Эдвин Хаббл обнаружил, что свет от более далеких галактик «краснее» света от более близких. Причем скорость разбегания оказалась пропорциональна расстоянию от Земли (закон расширения Хаббла). Обнаружить это удалось благодаря эффекту Доплера (зависимости длины волны света от скорости источника света). Поскольку более далекие галактики кажутся более «красными», то предположили, что и удаляются они с большей скоростью. Кстати, разбегаются не звезды и даже не отдельные галактики, а скопления галактик. Ближайшие от нас звезды и галактики связаны друг с другом гравитационными силами и образуют устойчивые структуры. Причем в каком направлении ни посмотри, скопления галактик разбегаются от Земли с одинаковой скоростью, и может показаться, что наша Галактика является центром Вселенной, однако это не так. Где бы ни находился наблюдатель, он будет везде видеть все ту же картину — все галактики разбегаются от него.  
           Но такой разлет вещества обязан иметь начало. Значит, все галактики должны были родиться в одной точке. Расчеты показывают, что произошло это примерно 15 млрд. лет назад. В момент такого взрыва температура была очень большой, и должно было появиться очень много квантов света. Конечно, со временем все остывает, а кванты разлетаются по возникающему пространству, но отзвуки Большого взрыва должны были сохраниться до наших дней. Первое подтверждение факта взрыва пришло в 1964 году, когда американские радиоастрономы Р. Вильсон и А. Пензиас обнаружили реликтовое электромагнитное излучение с температурой около 3° по шкале Кельвина (–270°С). Именно это открытие, неожиданное для ученых, убедило их в том, что Большой взрыв действительно имел место и поначалу Вселенная была очень горячей.  
           Теория Большого взрыва позволила объяснить множество проблем, стоявших перед космологией. Долгое время казалось, что продвинуться далее уже невозможно. Только четверть века назад благодаря работам российских физиков Э. Глинера и А. Старобинского, а также американца А. Гуса было описано новое явление — сверх-быстрое инфляционное расширение Вселенной. Описание этого явления основывается на хорошо изученных разделах теоретической физики — общей теории относительности Эйнштейна и квантовой теории поля. Сегодня считается общепринятым, что именно такой период, получивший название «инфляция», предшествовал Большому взрыву. 

Солнечная система: строение, размеры, движение

              Совокупность небесных тел, движущихся вокруг Солнца как центрального тела, образует Солнечную систему. Она расположена почти на окраине галактики Млечный Путь. Солнечная система участвует во вращении вокруг центра галактики. Скорость се движения составляет около 220 км/с. Это движение происходит в направлении созвездия Лебедя.

                Свыше 99,9 % массы вещества Солнечной системы приходится на Солнце и только 0,1 % — на все остальные ее элементы.

              Солнце — это звезда, гигантский раскаленный шар. Его диаметр в 109 раз больше диаметра Земли, масса в 330 000 раз больше массы Земли, зато средняя плотность невелика — всего в 1,4 раза больше плотности воды. Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра нашей галактики и обращается вокруг него, делая один оборот примерно за 225-250 млн лет. Орбитальная скорость движения Солнца равна 217 км/с — таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет.

 Химический состав Солнца

              Давление на Солнце в 200 млрд раз выше, чем у поверхности Земли. Плотность солнечного вещества и давление быстро нарастают вглубь; рост давления объясняется весом всех вышележащих слоев. Температура на поверхности Солнца 6000 К, а внутри 13 500 000 К. Характерное время жизни звезды типа Солнца 10 млрд лег.

Общие сведения о Солнце

                Химический состав Солнца примерно такой же, как и у большинства других звезд: около 75 % — это водород, 25 % — гелий и менее 1 % — все другие химические элементы (углерод, кислород, азот и т. д.).

              Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150 000 км называется солнечным ядром. Это зона ядерных реакций. Плотность вещества здесь примерно в 150 раз выше плотности воды. Температура превышает 10 млн К (по шкале Кельвина, в пересчете на градусы Цельсия 1 °С = К — 273,1).

              Над ядром, на расстояниях около 0,2-0,7 радиуса Солнца от его центра, находится зона переноса лучистой энергии. Перенос энергии здесь осуществляется путем поглощения и излучения фотонов отдельными слоями частиц.

               Полное количество энергии, излучаемой Солнцем, составляет 3,86 • 1026 Вт, и лишь одну двухмиллиардную часть этой энергии получает Земля.

             Солнечная радиация включает корпускулярное и электромагнитное излучения. Корпускулярное основное излучение — это плазменный поток, который состоит из протонов и нейтронов, или по-другому - солнечный ветер, который достигает околоземного пространства и обтекает всю магнитосферу Земли. Электромагнитная радиация — это лучистая энергия Солнца. Она в виде прямой и рассеянной радиации достигает земной поверхности и обеспечивает тепловой режим на нашей планете.

             В середине XIX в. швейцарский астроном Рудольф Вольф (1816-1893) вычислил количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Обработав накопленные к середине прошлого века материалы наблюдений за солнечными пятнами, Вольф смог установить средний И летний цикл солнечной активности. Фактически же интервалы времени между годами максимальных или минимальных чисел Вольфа колеблются от 7 до 17 лет. Одновременно с 11-летним циклом протекает вековой, точнее 80-90-летний, цикл солнечной активности. Несогласованно накладываясь друг на друга, они вносят заметные изменения в процессы, совершающиеся в географической оболочке Земли.

На тесную связь многих земных явлений с солнечной активностью еще в 1936 г. указывал А. Л. Чижевский (1897-1964) , писавший о том, что подавляющее большинство физико-химических процессов на Земле представляет результат воздействия космических сил. Он же был и одним из основоположников такой науки, как гелиобиология (от греч. helios — солнце), изучающей влияние Солнца на живое вещество географической оболочки Земли.

             В зависимости от солнечной активности протекают такие физические явления на Земле, как: магнитные бури, частота полярных сияний, количество ультрафиолетовой радиации, интенсивность грозовой деятельности, температура воздуха, атмосферное давление, осадки, уровень озер, рек, грунтовых вод, соленость и деловитость морей и др.

           С периодической деятельностью Солнца связана жизнь растений и животных (существует корреляция между солнечной цикличностью и сроком вегетационного периода у растений, размножением и миграцией птиц, грызунов и т. д.), а также человека (заболевания).

         В настоящее время взаимосвязи между солнечными и земными процессами продолжают изучаться с помощью искусственных спутников Земли.

         Помимо Солнца в составе Солнечной системы выделяют планеты. По размерам, географическим показателям и химическому составу планеты подразделяются на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К планетам земной группы относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. О них и пойдет речь в этом подразделе.

           Земля — третья планета от Солнца. Ей будет посвящен отдельный подраздел.

От местоположения планеты в Солнечной системе зависит плотность вещества планеты, а с учетом ее размеров — и масса. Чем 
ближе планета к Солнцу, тем выше у нее средняя плотность вещества. Например, у Меркурия она составляет 5,42 г/см\ Венеры — 5,25, Земли — 5,25, Марса — 3,97 г/см3.

            Общими характеристиками планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) являются прежде всего: 1) сравнительно небольшие размеры; 2) высокие температуры на поверхности и 3) высокая плотность вещества планет. Эти планеты сравнительно медленно вращаются вокруг своей оси и имеют мало спутников или не имеют их совсем. В строении планет земной группы выделяют четыре главные оболочки: 1) плотное ядро; 2) покрывающую его мантию; 3) кору; 4) легкую газо- во-водную оболочку (исключая Меркурий). На поверхности этих планет обнаружены следы тектонической деятельности.

 Теперь познакомимся с планетами-гигантами, которые тоже входят в нашу Солнечную систему. Это Юпитер, Сатурн,Уран, Нептун.

            Планеты-гиганты обладают следующими общими характеристиками: 1) большими размерами и массой; 2) быстро вращаются вокруг оси; 3) имеют кольца, много спутников; 4) атмосфера состоит, в основном, из водорода и гелия; 5) в центре имеют горячее ядро из металлов и силикатов. Их также отличают: 1) низкие температуры на поверхности; 2) малая плотность вещества планет.

                                                   Сравнение Земли с другими планетами

Земля́ — третья от Солнца планета. Пятая по размеру среди всех планет Солнечной системы. Она является также крупнейшей по диаметру, массе и плотности среди планет земной группы.

Однако существуют и другие признаки различия:

• Земля планета имеет жидкую оболочку. Ни одна из планет или их спутников не может похвастаться этим. Как было отмечено выше, больший процент поверхности планеты – именно вода.

• Несмотря на то, что атмосферу можно обнаружить не только на Земле,  она является единственной, где содержится столь огромное количество кислорода.

• Еще одно отличие – это наличие уникального спутника. Дело в том, что Луна имеет огромные размеры, если сравнивать спутник непосредственно с планетой. Такого соотношения никто не имеет больше, включая планеты Земной группы.

• Планета Земля сильно отличается и по внешнему виду, если наблюдать из Космоса. Особенно отчетливо видны участки Мирового океана – такого голубого цвета не имеет ни одна планета.

• У Земли уникальные физические свойства, которые подходят для существования именно белковой формы жизни. 

Положение Земли в Галактике и в Солнечной системе

               Согласно последним научным оценкам, расстояние от Солнца до галактического центра составляет 26 000 ± 1 400 световых лет, в то время как согласно предварительным оценкам наша звезда должна находиться на расстоянии около 35 000 световых лет от перемычки. Это означает, что Солнце расположено ближе к краю диска, чем к его центру. Вместе с другими звездами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220—240 км/с, делая один оборот примерно за 200 млн лет. Таким образом, за все время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не более 30 раз.

              В окрестностях Солнца удается отследить участки двух спиральных рукавов, которые удалены от нас примерно на 3 тыс. световых лет. По созвездиям, где наблюдаются эти участки, им дали название рукав Стрельца и рукав Персея. Солнце расположено почти посередине между этими спиральными ветвями. Но сравнительно близко от нас (по галактическим меркам), в созвездии Ориона, проходит ещё один, не очень четко выраженный рукав — рукав Ориона, который считается ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики.

            Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики почти совпадает со скоростью волны уплотнения, образующей спиральный рукав. Такая ситуация является нетипичной для Галактики в целом: спиральные рукава вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы в колесах, а движение звезд происходит с другой закономерностью, поэтому почти все звездное население диска то попадает внутрь спиральных рукавов, то выпадает из них. Единственное место, где скорости звезд и спиральных рукавов совпадают — это так называемый коротационный круг, и именно на нём расположено Солнце.

            Для Земли это обстоятельство чрезвычайно важно, поскольку в спиральных рукавах происходят бурные процессы, образующие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не смогла бы от него защитить. Но наша планета существует в сравнительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов (или даже миллиардов) лет не подвергалась воздействию этих космических катаклизмов. Возможно, именно поэтому на Земле смогла родиться и сохраниться жизнь.

              Земля вращается вокруг Солнца в среднем на расстоянии 150 млн. км. Среди всех планет             Солнечной системы лишь на Земле развита жизнь, что напрямую связано с ее месторасположением на таком расстоянии.  
Ученые считают, что необходимое для существования жизни количество солнечного тепла имеется только в пространстве между орбитами Венеры и Марса. По сравнению с Землей орбита Венеры расположена к Солнцу на 40 млн. км ближе, а Марс, наоборот, на 78 млн. км дальше. 

Почему Луна повернута к Земле планете одной стороной? 

               Прежде чем ответить на этот вопрос, следует охарактеризовать влияние, которое Луна оказывает на Землю, а именно явление морских приливов. В закрытых морях, как, например, Черном и Средиземном, заметных приливов не наблюдается. Поэтому народы древности, жившие у берегов таких морей, с подобным явлением не встречались.

               С этим замечательным явлением природы познакомились воины Александра Македонского в IV веке до нашей эры во время похода в Индию.

Морские приливы состоят из периодических, обычно двух в течение суток (точнее, 21 часов и 50 минут) поднятий и опусканий воды в океане. В открытом океане эти колебания уровня воды невелики и составляют меньше метра. Но у берегов, в зависимости от их очертаний и глубин прибрежных вод, приливы и отливы могут достигать большой высоты. Классическими примерами таких мест служат восточный берег Ла-Манша у Нормандии и устье реки Св. Лаврентия, где колебания уровня поды временами доходят до 14 – 16 метров.

              В морях, омывающих территорию России, приливы весьма заметны на Дальнем Востоке и на Мурманском побережье.

              В астрономических новостях отмечалось, что поднятие и опускание воды, вызванные приливами, зависят от положения на небе и фаз Луны. Во время новолуний и полнолуний приливы бывают больше, а во время первой и последней четверти Луны меньше. Кроме того, на приливы влияет положение Луны относительно меридиана данного места. Эту на первый взгляд странную зависимость объяснил Ньютон на основании закона всемирного тяготения. После него ряд выдающихся математиков занимался теорией приливов. Особенно много сделал в этом отношении французский математик Лаплас, а затем — сын великого английского натуралиста Джордж Дарвин.

            Теперь мы знаем, что приливы вызываются притяжением воды в океанах Луной и в меньшей мере Солнцем.

            Земля вращается вокруг оси, но приливные вздутия все время привязаны к Луне невидимыми силами тяготения. В результате приливные волны обегают кругом нашей планеты в направлении, обратном ее вращению, с востока на запад. Вследствие этого происходит трение приливных выступов о дно океана, а также набегание волн на берега материков, препятствующих свободному их распространению. Все это тормозит вращение Земли и удлиняет продолжительность суток.

          Математическое исследование приливных сил показывает, что они пропорциональны массе притягивающего тела, в данном случае Луны, и обратно пропорциональны кубу расстояния до нее. Имеются веские аргументы в пользу того, что Луна в далеком прошлом была, по крайней мере частично, в жидком состоянии, иначе нельзя объяснить ее достаточно правильную шарообразную форму. Возможно, что после охлаждения на лунной поверхности в течение некоторого времени существовали моря, и она была окружена атмосферой. В таком случае притяжение Земли вызывало в ее жидкой оболочке приливы, и притом во много раз большей высоты, чем нынешние земные приливы, объясняющиеся притяжением Луны. 
          Действительно, масса Земли в 81 раз больше массы Луны. Несомненно также, что в то отдаленное время Земля и Луна были друг к другу значительно ближе. К тому же сила тяжести на Луне в шесть раз меньше земной, а это также способствует увеличению высоты приливов. Инерция вращения спутника вследствие его малого объема и плотности гораздо меньше инерции вращения Земли. Поэтому затормозить вращение Луны значительно легче, чем затормозить нашу планету. Наконец, если приливы происходили не в водной оболочке, а в расплавленной магме, то вследствие ее большой вязкости торможение было очень сильным. Приливное трение тормозило вращение Луны до тех пор, пока она не перестала вращаться относительно Земли, то есть пока не оказалась обращенной к нам всегда одной стороной. Приливные выступы застыли на Луне, и, по-видимому, она удлинена в направлении к Земле. Однако, смотря на Луну всегда только «спереди», это установить трудно.

             Не только Луна к Земле, но и Меркурий к Солнцу всегда повернут одной стороной и тоже в результате приливов, вызываемых на нем Солнцем. Такое же явление имеет место и у некоторых спутников Юпитера и Сатурна, утративших вращение по отношению к своей планете.

Лунное затмение

Лу́нное затме́ние — затмение, которое наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком. В каждый момент затмения степень покрытия диска Луны земной тенью выражается фазой затмения Ф. Величина фазы определяется расстоянием 0 от центра Луны до центра тени. В астрономических календарях приводятся величины Ф и 0 для разных моментов затмения.

Когда Луна во время затмения полностью входит в тень Земли, говорят о полном лунном затмении, когда частично — о частном затмении. Двумя необходимыми и достаточными условиями наступления лунного затмения являются полнолуние и близость Земли к лунному узлу.

Лунное затмение может наблюдаться на половине территории Земли (там, где на момент затмения Луна находится над горизонтом). Вид затемнённой Луны с любой точки наблюдения пренебрежимо мало отличается от другой точки, и одинаков. Максимальная теоретически возможная продолжительность полной фазы лунного затмения составляет 108 минут; такими были, например, лунные затмения 26 июля 1953 года, 16 июля 2000 года. При этом Луна проходит через центр земной тени; полные лунные затмения такого типа называют центральными, они отличаются от нецентральных большей продолжительностью и меньшей яркостью Луны во время полной фазы затмения.

Во время затмения (даже полного) Луна не исчезает полностью, а становится тёмно-красной. Этот факт объясняется тем, что Луна даже в фазе полного затмения продолжает освещаться. Солнечные лучи, проходящие по касательной к земной поверхности, рассеиваются в атмосфере Земли и за счёт этого рассеяния частично достигают Луны. Поскольку земная атмосфера наиболее прозрачна для лучей красно-оранжевой части спектра, именно эти лучи в большей мере достигают поверхности Луны при затмении, что и объясняет окраску лунного диска. По сути, это тот же эффект, что и оранжево-красное свечение неба у горизонта (заря) перед восходом или сразу после заката. Для оценки яркости затмения используется шкала Данжона.

Если Луна попадает в полную тень Земли только частично, наблюдается частное затмение. При нём часть Луны является тёмной, а часть, даже в максимальной фазе, остаётся в полутени и освещается солнечными лучами.

 
Лунные приливы и отливы

                Приливы и отливы – это регулярное поднятие и опускание уровня воды в океанах. Все объекты в Солнечной системе держатся вместе благодаря силе притяжения. Гравитационные поля Солнца и Луны также влияют на Землю. Именно эта сила и является причиной приливов и отливов. Луна расположена намного ближе к Земле, чем Солнце, поэтому сила притяжения Луны больше, чем сила притяжения Солнца. Сила притяжения Луны вызывает повышение уровня океана, вследствие чего возникают приливы. В океане на другой стороне Земли, не обращенной к Луне, происходят отливы. Причиной этого является то, что сама Земля притягивается к Луне. На территории между двумя приливами возникает отлив. Когда Солнце, Луна и Земля находятся на одной линии, сила притяжения Солнца накладывается на силу притяжения Луны, вызывая очень большие приливы. Они называются максимальным подъемом и случаются во время полнолуний и новолуний. Когда Солнце и Луна расположены под прямыми углами к Земле, образуются самые низкие, или квадратурные, приливы.

Список литературы

 Неклюкова Н.П. Общее землеведение. Ч.1.- М.: Просвещение, 1975 

2. Шубаев Л. П. Общее землеведение. – М.: Высшая школа, 1977
3. Геренчук К.И. Общее землеведение. – М: Высшая школа, 1984
4. Дагаев И.М., Демин В.Г. и др. Астрономия. – М., 1983
5. Маров М.Я. Планеты Солнечной системы. – М.: Наука,1986
6. Кононович Э.В. Солнце - дневная звезда. – М.,1982