تحدث الحركة الظاهرة للكواكب. النظام الشمسي. الحركات الظاهرة للأجرام السماوية: قوانين حركة الكواكب حركة الكواكب بالنسبة للشمس.
حتى في العصور القديمة، بدأ النقاد يفهمون أن الشمس ليست هي التي تدور حول كوكبنا، ولكن كل شيء يحدث عكس ذلك تمامًا. وضع نيكولاس كوبرنيكوس حدًا لهذه الحقيقة المثيرة للجدل بالنسبة للبشرية. ابتكر عالم الفلك البولندي نظامه الشمسي المركزي، والذي أثبت فيه بشكل مقنع أن الأرض ليست مركز الكون، وأن جميع الكواكب، في اعتقاده الراسخ، تدور في مدارات حول الشمس. نُشر عمل العالم البولندي "حول دوران الأجرام السماوية" في نورمبرغ بألمانيا عام 1543.
كان عالم الفلك اليوناني القديم بطليموس أول من عبر عن أفكاره حول كيفية وجود الكواكب في السماء في أطروحته "البناء الرياضي الكبير لعلم الفلك". وكان أول من اقترح أن يقوموا بحركاتهم في دائرة. لكن بطليموس اعتقد خطأً أن جميع الكواكب، وكذلك القمر والشمس، تتحرك حول الأرض. قبل ظهور عمل كوبرنيكوس، كانت أطروحته تعتبر مقبولة بشكل عام في العالمين العربي والغربي.
من براهي إلى كيبلر
بعد وفاة كوبرنيكوس، واصل الدنماركي تايكو براهي عمله. قام عالم الفلك، وهو رجل ثري للغاية، بتجهيز الجزيرة التي يملكها بدوائر برونزية رائعة، طبق عليها نتائج ملاحظات الأجرام السماوية. النتائج التي حصل عليها براهي ساعدت عالم الرياضيات يوهانس كيبلر في بحثه. وكان الألماني هو الذي نظم حركة كواكب المجموعة الشمسية واستنبط قوانينه الثلاثة الشهيرة.
من كبلر إلى نيوتن
كان كيبلر أول من أثبت أن جميع الكواكب الستة المعروفة في ذلك الوقت تتحرك حول الشمس ليس في دائرة، ولكن في شكل قطع ناقص. بعد أن اكتشف الإنجليزي إسحاق نيوتن قانون الجاذبية العالمية، ساهم بشكل كبير في تطوير فهم البشرية للمدارات الإهليلجية للأجرام السماوية. وتبين أن تفسيراته بأن المد والجزر على الأرض يتأثر بالقمر كانت مقنعة للعالم العلمي.
حول الشمس
الأحجام المقارنة لأكبر أقمار النظام الشمسي وكواكب المجموعة الأرضية.
يختلف الوقت الذي تستغرقه الكواكب لإكمال ثورة حول الشمس بشكل طبيعي. وبالنسبة لعطارد، أقرب نجم إلى النجم، فهو 88 يومًا أرضيًا. تمر أرضنا بدورة مدتها 365 يومًا و 6 ساعات. يكمل كوكب المشتري، أكبر كوكب في النظام الشمسي، ثورته في 11.9 سنة أرضية. حسنًا، بلوتو، أبعد كوكب عن الشمس، لديه ثورة تبلغ 247.7 سنة.
ويجب أن يؤخذ في الاعتبار أيضًا أن جميع الكواكب في نظامنا الشمسي لا تتحرك حول النجم، بل حول ما يسمى بمركز الكتلة. في الوقت نفسه، كل منها، بالتناوب حول محورها، يتأرجح قليلا (مثل قمة الغزل). بالإضافة إلى ذلك، قد يتحول المحور نفسه قليلاً.
لقد حصلت على فكرة عامة عن بنية النظام الشمسي في مقرر التاريخ الطبيعي الخاص بك. الآن عليك أن تدرس بنية النظام الشمسي بمزيد من التعمق، ولنبدأ بوصف وتحليل الحركة المرصودة للكواكب. يمكن رؤية خمسة كواكب بالعين المجردة - عطارد، الزهرة، المريخ. كوكب المشتري وزحل، ليس من السهل تمييز الكوكب عن النجم من خلال المظهر، خاصة أنه ليس أكثر سطوعًا منه دائمًا. تعد الكواكب من بين تلك النجوم البارزة التي لا تشارك فقط في الدوران اليومي للكرة السماوية، ولكنها تتحول أيضًا (أحيانًا بشكل غير محسوس) على خلفية الأبراج البروجية. ترتبط كلمة "كوكب" بحد ذاتها بهذه الخاصية للكواكب، والتي أطلق عليها اليونانيون القدماء "النجوم المضيئة المتجولة". كلما عرفت السماء المرصعة بالنجوم بشكل أفضل، كلما اكتشفتها بشكل أسرع تعتبر الكواكب بمثابة نجوم "إضافية" في الأبراج. باستخدام منظار 8x (أو الأفضل من ذلك، التلسكوب!) يمكنك أن ترى أن كوكب الزهرة والمشتري وزحل لديهم أقراص، على عكس النجوم، والتي يمكن رؤيتها كأجسام نقطية باستخدام الأجهزة البصرية.إذا تابعت حركة كوكب، على سبيل المثال المريخ، مع تحديد موقعه على خريطة النجوم شهريًا، فيمكن الكشف عن السمة الرئيسية للحركة المرئية للكوكب: يصف الكوكب حلقة على خلفية السماء المرصعة بالنجوم (الشكل .1).
ظلت حركة الكواكب الشبيهة بالحلقة غامضة لفترة طويلة، وكما ستتعلم قريبًا، وجدت تفسيرًا بسيطًا في تعاليم كوبرنيكوس.
أرز. 1. الحركة الظاهرية للكوكب. لقد وصفت مثل هذه الحلقة على الخلفية
سماء المريخ المرصعة بالنجوم من نوفمبر 1979 إلى يوليو 1980 (الأرقام الرومانية يعني أول أيام الشهر).2. تكوينات الكواكب
الكواكب التي تقع مداراتها داخلمدار الارض يسمى ن أنا ض ن أنا م أناوالكواكب التي تقع مداراتهافيمدار الارض , - في القمة. تسمى المواقع المتبادلة المميزة للكواكب بالنسبة للشمس والأرض
شكل الكواكب. تختلف تكوينات الكواكب السفلية والعلوية (الشكل 2 والشكل 3). الكواكب السفلية لديها هذا روابط(فوق وتحت) و e l o n g a c i i(الشرقية والغربية; هذه هي أعظم المسافات الزاوية للكوكب من الشمس). في الكواكب العلوية - مربعات(الشرقية والغربية: كلمة "تربيع" تعني "ربع الدائرة")، اتصالو ص ص t i v a t i o n.
تشبه الحركة الظاهرية للكواكب السفلية الحركة التذبذبية حول الشمس. من الأفضل ملاحظة الكواكب السفلية بالقرب من الاستطالة (أعظم استطالة لعطارد هي 28 درجة والزهرة 48 درجة)° ). من الأرض في هذا الوقت، لا يكون نصف الكرة الأرضية بأكمله، مضاء بالشمس، مرئيا، ولكن جزء منه فقط (مرحلة الكوكب). مع الاستطالة الشرقية، يظهر الكوكب في الغرب بعد وقت قصير من غروب الشمس، مع الاستطالة الغربية - في الشرق قبل شروق الشمس بوقت قصير.
من الأفضل رؤية الكواكب العلوية بالقرب من المتقابلات، عندما يواجه نصف الكرة الأرضية المضاء بنور الشمس الأرض بالكامل.
.
يمكن تقسيم جميع فرضيات نشأة الكون إلى عدة مجموعات. ووفقا لأحدهم، فإن الشمس وجميع أجسام النظام الشمسي: الكواكب والأقمار الصناعية والكويكبات والمذنبات والنيازك - تشكلت من سحابة غاز وغبار واحدة. ووفقاً للثاني فإن الشمس وعائلتها لها أصول مختلفة، بحيث تكونت الشمس من سحابة غازية وغبارية واحدة (سديم، كروي)، وباقي الأجرام السماوية في المجموعة الشمسية - من سحابة أخرى، وهي تم التقاطها بطريقة غير واضحة تمامًا بواسطة الشمس في مدارها الخاص وتم تقسيمها بطريقة غير مفهومة إلى العديد من الأجسام المختلفة (الكواكب وأقمارها والكويكبات والمذنبات والنيازك) التي لها خصائص مختلفة تمامًا: الكتلة والكثافة ، الانحراف، اتجاه الدوران المداري واتجاه الدوران حول محوره، ميل المدار إلى مستوى خط استواء الشمس (أو مسير الشمس) وميل المستوى الاستوائي إلى مستوى مداره.
تدور الكواكب التسعة الرئيسية حول الشمس في شكل قطع ناقص (لا يختلف كثيرًا عن الدوائر) في نفس المستوى تقريبًا. بالترتيب من حيث المسافة من الشمس، هذه هي عطارد والزهرة والأرض والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو. وإلى جانبهم، هناك العديد من الكواكب الصغيرة (الكويكبات) في النظام الشمسي، والتي يتحرك معظمها بين مداري المريخ والمشتري. تمتلئ المساحة بين الكواكب بالغاز المخلخل للغاية والغبار الكوني. يتم اختراقه عن طريق الإشعاع الكهرومغناطيسي.
يبلغ قطر الشمس 109 أضعاف قطر الأرض، وأكبر من الأرض بحوالي 333000 مرة.. تبلغ كتلة جميع الكواكب حوالي 0.1% فقط من كتلة الشمس، لذلك فهي تتحكم في حركة جميع أعضاء المجموعة الشمسية بقوة جاذبيتها.
ظروف التكوين والرؤية للكواكب
تكوينات الكواكب هي بعض المواقع المتبادلة المميزة للكواكب والأرض والشمس.
تختلف شروط رؤية الكواكب من الأرض بشكل حاد بالنسبة للكواكب الداخلية (الزهرة وعطارد)، التي تقع مداراتها ضمن مدار الأرض، وبالنسبة للكواكب الخارجية (جميع الكواكب الأخرى).
قد يكون الكوكب الداخلي بين الأرض والشمس أو خلف الشمس. في مثل هذه المواقف يكون الكوكب غير مرئي لأنه يضيع في أشعة الشمس. تسمى هذه المواضع بالاقتران بين الكوكب والشمس. في حالة الاقتران السفلي، يكون الكوكب أقرب إلى الأرض، وفي حالة الاقتران العلوي، يكون أبعد عنا.
الفترات المجمعية لثورة الكواكب وارتباطها بالفترات الفلكية
تسمى فترة دوران الكواكب حول الشمس بالنسبة للنجوم بالفترة الفلكية أو الفلكية.
كلما اقترب الكوكب من الشمس، زادت سرعته الخطية والزاوية، وقصرت الفترة الفلكية للثورة حول الشمس.
ومع ذلك، من الملاحظات المباشرة، ليست الفترة الفلكية لثورة الكوكب هي التي يتم تحديدها، ولكن الفترة الزمنية التي تنقضي بين تكوينيه المتتاليين اللذين يحملان نفس الاسم، على سبيل المثال، بين اقترانين متعاقبين (متعارضين). وتسمى هذه الفترة بالفترة المدارية السينودسية. وبعد تحديد الفترات القمرية من الملاحظات، يمكن العثور على الفترات الفلكية لثورات الكواكب من خلال الحسابات.
الفترة القمرية للكوكب الخارجي هي الفترة الزمنية التي تتفوق بعدها الأرض على الكوكب بمقدار 360 درجة أثناء تحركها حول الشمس.
قوانين كيبلر
يعود الفضل في اكتشاف قوانين حركة الكواكب إلى عالم ألماني بارز يوهانس كيبلر(1571 -1630). في بداية القرن السابع عشر. وضع كيبلر، الذي يدرس ثورة المريخ حول الشمس، ثلاثة قوانين لحركة الكواكب.
قانون كبلر الأول . ويدور كل كوكب في شكل بيضاوي، وتكون الشمس في إحدى بؤرتيه.
قانون كبلر الثاني (قانون المناطق). يصف متجه نصف قطر الكوكب مساحات متساوية في فترات زمنية متساوية.
قانون كبلر الثالث . ترتبط مربعات فترات دوران الكواكب الفلكية بمكعبات المحاور شبه الرئيسية لمداراتها.
يمكن حساب متوسط مسافة جميع الكواكب عن الشمس بالوحدات الفلكية باستخدام قانون كبلر الثالث. وبعد تحديد متوسط مسافة الأرض من الشمس (أي قيمة 1 وحدة فلكية) بالكيلومترات، يمكننا أن نجد في هذه الوحدات المسافات إلى جميع كواكب النظام الشمسي. ويُؤخذ المحور شبه الرئيسي لمدار الأرض على أنه المحور وحدة المسافة الفلكية (= 1 AU)
الطريقة الكلاسيكية لتحديد المسافات كانت ولا تزال هي الطريقة الهندسية. كما أنها تحدد المسافات إلى النجوم البعيدة التي لا تنطبق عليها طريقة الرادار. تعتمد الطريقة الهندسية على الظاهرة النزوح المنظري.
إزاحة المنظر هي التغير في اتجاه الجسم عندما يتحرك المراقب.
مثال على حل مشكلة
مهمة. تتكرر معارضة كوكب معين بعد عامين. ما هو المحور شبه الرئيسي لمداره؟
| منح |
حل يمكن تحديد المحور شبه الرئيسي للمدار من قانون كبلر الثالث: |
| - ? |
حجم وشكل الأرض
في الصور المأخوذة من الفضاء تبدو الأرض وكأنها كرة تضيئها الشمس.
يتم إعطاء الإجابة الدقيقة حول شكل وحجم الأرض قياسات درجة، أي قياسات بالكيلومترات لطول قوس قدره 1 درجة في أماكن مختلفة على سطح الأرض. أظهرت قياسات الدرجة أن طول قوس الزوال 1 درجة بالكيلومترات في المنطقة القطبية هو الأكبر (111.7 كم)، وعند خط الاستواء هو الأصغر (110.6 كم). وبالتالي فإن انحناء سطح الأرض عند خط الاستواء أكبر منه عند القطبين، مما يعني أن الأرض ليست كروية. نصف القطر الاستوائي للأرض أكبر بـ 21.4 كم من نصف القطر القطبي. ولذلك فإن الأرض (كغيرها من الكواكب) تنضغط عند القطبين بسبب دورانها.
كرة تساوي حجم كوكبنا يبلغ نصف قطرها 6370 كيلومترًا. تعتبر هذه القيمة نصف قطر الأرض.
تسمى الزاوية التي يكون نصف قطر الأرض مرئيًا من النجم، المتعامد مع خط البصر، المنظر الأفقي.
كتلة وكثافة الأرض
يتيح قانون الجاذبية العالمية تحديد إحدى أهم خصائص الأجرام السماوية - الكتلة، ولا سيما كتلة كوكبنا. في الواقع، استنادًا إلى قانون الجذب العام، فإن تسارع الجاذبية g=(G*M)/r 2 . وبالتالي، إذا كانت قيم تسارع الجاذبية وثابت الجاذبية ونصف قطر الأرض معروفة، فيمكن تحديد كتلتها.
استبدال القيمة g = 9.8 م/ث 2 في الصيغة المشار إليها، G = 6.67 * 10 -11 ن * م 2 / كجم 2،
ر = 6370 كم، نجد أن كتلة الأرض هي م = 6 × 10 24 كجم. بمعرفة كتلة وحجم الأرض، يمكنك حساب متوسط كثافتها.
منهجية الدرس 7
"الحركة الظاهرة وتكوينات الكواكب"
الغرض من الدرس: تكوين مفاهيم حول الظواهر الكونية والسماوية المرتبطة بدورة الكواكب حول الشمس والحركة الظاهرة للأجرام الكونية الأخرى.
أهداف التعلم:
تعليم عام:
1) تنظيم المفاهيم حول الظواهر السماوية: الحركة المرئية وتكوينات الكواكب التي يتم ملاحظتها نتيجة للحركة المتبادلة وموقع الأجرام السماوية بالنسبة للمراقب الأرضي؛
2) فحص تفصيلي لأسباب وخصائص الظاهرة الكونية لثورة الكواكب حول الشمس وعواقبها - الظواهر السماوية: الحركة المرئية للكواكب الداخلية والخارجية على الكرة السماوية وتكويناتها (الاقتران العلوي والسفلي والاستطالات ، المتضادات، التربيع).
التعليمية: تكوين نظرة علمية للعالم أثناء التعرف على تاريخ المعرفة الإنسانية وشرح الظواهر السماوية اليومية المرصودة؛ محاربة التحيزات الدينية.
التطويرية: تكوين المهارات: تكوين القدرة على أداء تمارين على تطبيق الصيغ الأساسية لعلم الفلك الكروي عند حل المسائل الحسابية ذات الصلة واستخدام خريطة النجوم المتحركة وأطالس النجوم والكتب المرجعية والتقويم الفلكي لتحديد الموقع والظروف رؤية الأجرام السماوية وحدوث الظواهر السماوية.
يجب على الطلاب يعرف:
الأسباب والخصائص الرئيسية للظواهر السماوية الناتجة عن ثورة الكواكب حول الشمس (الحركة الواضحة للكواكب الداخلية والخارجية على الكرة السماوية وتكوينها)؛
- أساسيات تصنيف الظواهر الكونية والسماوية والمخططات الهندسية المقابلة لها؛
- مفاهيم علم الفلك الكروي: تكوينات الكواكب (الاقتران العلوي والسفلي، الاستطالة، التقابل، التربيع)؛ الفترات الفلكية والسينودسية للثورة ودوران الكواكب؛
- الصيغ التي تعبر عن العلاقة بين الفترات الفلكية والسينودسية للثورة ودوران الكواكب؛
- الكميات الفلكية: الفترات الفلكية والمركبية لثورة ودوران الكواكب.
يجب على الطلاب يكون قادرا على:
استخدام خطة معممة لدراسة الظواهر الكونية والسماوية؛
- استخدام التقاويم الفلكية والكتب المرجعية ومخطط النجوم المتحركة لتحديد ظروف حدوث وحدوث هذه الظواهر السماوية.
- حل المسائل المتعلقة بحساب موقع الكواكب وظروف رؤيتها مع مراعاة الصيغ المعبرة عن العلاقة بين الفترات الفلكية والمركبية لثورتها ودورانها.
المساعدات البصرية والعروض التوضيحية:
أفلام وشظايا سينمائية: «حركة الكواكب الظاهرة والحقيقية»، «حلقة المريخ».
فتات فيلم الشريحة“بنية النظام الشمسي.”
شريط الفيلم:"الحركة الظاهرة للأجرام السماوية".
الجداول: "النظام الشمسي".
الأجهزة والأدوات: الرسوم البيانية النجمية المتحركة؛ التقويم الفلكي لسنة معينة؛ نموذج توضيحي لنظام كوكبي؛ خريطة حركة الكواكب.
العمل في المنزل:
1) دراسة مادة الكتاب المدرسي:
- بكالوريوس. فورونتسوف-فيليامينوفا: §§ 8، 10؛ تمرين 7.
- إ.ب. ليفيتان: §§ 7، 8؛ أسئلة المهام.
- أ.ف. زاسوفا، إي.في. كونونوفيتش: §§ 7، 8؛ التمرين 8.7 (1-3).
2) أكمل المهام من مجموعة المسائل التي كتبها Vorontsov-Velyaminov B.A. : 127، 134؛ 138.
خطة الدرس
|
خطوات الدرس |
طرق العرض |
الوقت، دقيقة |
|
|
اختبار المعرفة وتحديثها |
المسح الأمامي والمحادثة |
||
|
تكوين مفاهيم حول الظاهرة الكونية لثورة الكواكب حول الشمس وعواقبها - الظواهر السماوية: الحركة المرئية للكواكب في الكرة السماوية وتكويناتها |
محاضرة، محادثة |
||
|
حل المشاكل |
العمل على السبورة وحل المشكلات بشكل مستقل في دفتر ملاحظات |
15-17 |
|
|
تلخيص المادة المغطاة، تلخيص الدرس، الواجبات المنزلية |
|||
منهجية تقديم المواد
في بداية الدرس، يتم اختبار المعرفة المكتسبة في الدروس السابقة والسابقة بشكل تقليدي، ويتم تحديث المواد المخصصة للدراسة أثناء المسح الأمامي. يعمل بعض الطلاب على السبورة، والبعض الآخر يقوم بمهام كتابية، وحل المشكلات المشابهة للمشكلات الرئيسية للتمارين 1-5. الأسئلة الإضافية هي:
1. ما هي الظواهر السماوية التي تحدث نتيجة: دوران الأرض حول محورها؛ دورات القمر حول الأرض؛ ثورة الأرض حول الشمس.
2. قدم وصفًا للظواهر السماوية الناتجة عن دوران القمر حول الأرض والكواكب حول الشمس (الكسوف الشمسي والقمري؛ واحتجاب النجوم والكواكب بواسطة القمر؛ وعبور الزهرة وعطارد عبر قرص الشمس ؛ الظواهر في أنظمة الكواكب العملاقة؛ التغيرات في سطوع النجوم المتغيرة الكسوف). وتعتمد الإجابات على خطة عامة لدراسة الظواهر الكونية والسماوية باستخدام المخططات الهندسية المناسبة.
1. وضح أسباب الظواهر السماوية، مع تحديد مقابل كل خيار سؤال الرقم الصحيح لخيار الإجابة، على سبيل المثال: A1؛ ب2؛ ب3، الخ.
الظواهر السماوية |
الظواهر الكونية |
أ. دوران واضح للسماء المرصعة بالنجوم |
1) دوران الأرض حول محورها. الإجابات الصحيحة : أ1؛ ب3؛ في 1؛ G2؛ د1؛ E1؛ ف 2؛ ض 3؛ و 2 |
2. ستروت إي.ك. : أوراق اختبار NN 3-4 موضوعات "الأسس العملية لعلم الفلك" (يحولها المعلم إلى مهام مبرمجة).
في المرحلة الأولى من الدرس يقدم المعلم على شكل محاضرة مادة عن الحركة الظاهرية وتكوينات الكواكب.
يتم وصف طبيعة الحركة الظاهرة وظروف الرؤية للكواكب الداخلية بناءً على الرسم البياني في الشكل. 48. من الأفضل شرح الطبيعة المعقدة الشبيهة بالحلقة للحركة الظاهرة للكواكب الخارجية باستخدام جزء "الحركة الظاهرة والحقيقية للكواكب" أو "حلقة المريخ المرئية". في حالة غيابهم، نوصي المعلم ببناء رسم تخطيطي للشكل على السبورة (وللطلاب في دفاتر ملاحظاتهم). 49، مصاحبة كل مرحلة من مراحل العمل بالشرح المناسب. يُنصح بإخبار الطلاب بالكواكب التي يمكنهم رؤيتها في السماء في وقت معين من السنة وشرح لهم كيفية العثور على هذه الكواكب بين الأبراج.
تم توضيح التناقض بين فترات الفترات السينودسية والفلكية لثورة الكواكب باستخدام التيلوريوم. يقوم الكوكب الداخلي بدورة واحدة حول الشمس ويعود إلى نفس النقطة في المدار بشكل أسرع من الأرض، أما الكوكب الخارجي فهو أبطأ من الأرض.
الحركة الظاهرة وتكوينات الكواكب
إن الحركة الظاهرة المعقدة للكواكب في الكرة السماوية ناتجة عن ثورة كواكب النظام الشمسي حول الشمس. كلمة "كوكب" نفسها، مترجمة من اليونانية القديمة، تعني "تجول" أو "متشرد".
مسار جسم سماوي يسمى به يدور في مدار. تتناقص سرعة حركة الكواكب في مداراتها مع ابتعاد الكواكب عن الشمس.
بالنسبة للمدار وظروف الرؤية من الأرض، تنقسم الكواكب إلى: داخلي(عطارد والزهرة) و خارجي(المريخ، المشتري، زحل، أورانوس، نبتون، بلوتو).
تواجه الكواكب الخارجية دائمًا الأرض وجانبها مضاء بالشمس. الكواكب الداخلية تغير أطوارها مثل القمر.
تقع المستويات المدارية لجميع كواكب النظام الشمسي (باستثناء بلوتو) بالقرب من مستوى مسير الشمس، وتنحرف عنه: عطارد بمقدار 7 درجات، والزهرة بمقدار 3.5 درجة؛ والبعض الآخر لديه منحدر أصغر.
تسمى المواقع المتبادلة المميزة للشمس والأرض والكواكب التكوينات.تحدث نفس تكوينات الكواكب في نقاط مختلفة من مداراتها، وفي مجموعات كوكبية مختلفة، وفي أوقات مختلفة من السنة.
تسمى التكوينات التي يصطف فيها الكوكب الداخلي والأرض والشمس في خط واحد روابط(الشكل 48).
أرز. 48. تكوينات الكواكب:
الأرض في اقتران متفوق مع عطارد،
في اقتران أدنى مع كوكب الزهرة وفي معارضة المريخ
إذا كان A هو الأرض، B هو الكوكب الداخلي، C هو الشمس، تسمى الظاهرة السماوية اتصال القاع. في الاقتران السفلي "المثالي"، يعبر عطارد أو الزهرة قرص الشمس.
إذا كانت A هي الأرض، B هي الشمس، C هي عطارد أو الزهرة، تسمى هذه الظاهرة اتصال أعلى. وفي الحالة "المثالية"، يكون الكوكب مغطى بالشمس، والتي بالطبع لا يمكن ملاحظتها بسبب الاختلاف الذي لا يضاهى في سطوع النجوم.
بالنسبة لنظام الأرض والقمر والشمس، يحدث القمر الجديد عند الاقتران السفلي، ويحدث البدر عند الاقتران العلوي.
تسمى الزاوية القصوى بين الأرض والشمس والكوكب الداخلي أعظم مسافةأو استطالةويساوي: لعطارد - من 17њ 30" إلى 27њ 45"؛ لكوكب الزهرة - ما يصل إلى 48 درجة. لا يمكن ملاحظة الكواكب الداخلية إلا بالقرب من الشمس وفقط في الصباح أو المساء، قبل شروق الشمس أو بعد غروب الشمس مباشرة. رؤية عطارد لا تتجاوز الساعة ورؤية الزهرة 4 ساعات (الشكل 49).
يسمى التكوين الذي تصطف فيه الشمس والأرض والكوكب الخارجي على نفس الخط: 1) إذا كانت A هي الشمس، و B هي الأرض، و C هو الكوكب الخارجي - مواجهة; 2) إذا كانت A هي الأرض، و B هي الشمس، و C هو الكوكب الخارجي - اتصالالكواكب مع الشمس (الشكل 48).
يسمى التكوين الذي تشكل فيه الأرض والشمس والكوكب (القمر) مثلثًا قائمًا في الفضاء مربع: الشرقية عندما يقع الكوكب على بعد 90 درجة شرق الشمس والغربية عندما يقع الكوكب على بعد 90 درجة غرب الشمس.
تتكون الحركة الظاهرية للأجرام السماوية بالكامل من:
1) حركة المراقب على سطح الأرض؛
2) دوران الأرض حول الشمس.
3) الحركات الصحيحة للأجرام السماوية.
ولإجراء حسابات دقيقة، يأخذ العلماء في الاعتبار حركة النظام الشمسي بالنسبة للنجوم القريبة، ودورانه حول مركز المجرة، وحركة المجرة نفسها.
يتم تقليل حركة الكواكب الداخلية في الكرة السماوية إلى بعدها الدوري عن الشمس على طول مسير الشمس، إما إلى الشرق أو إلى الغرب بمسافة استطالة زاوية.
تتميز حركة الكواكب الخارجية على الكرة السماوية بطابع أكثر تعقيدًا يشبه الحلقة. إن سرعة الحركة الظاهرة للكوكب غير متساوية، حيث يتم تحديد قيمتها من خلال المجموع المتجه للسرعات الطبيعية للأرض والكوكب الخارجي (الشكل 50). يعتمد شكل وحجم حلقة الكوكب على سرعة الكوكب بالنسبة للأرض وميل مدار الكوكب إلى مسير الشمس.
فلكي ( ممتاز) فترة ثورة الكوكب هي الفترة الزمنية ت ، يقوم خلالها الكوكب بدورة كاملة حول الشمس بالنسبة للنجوم.
الفترة المجمعية لثورة الكوكب هي الفترة الزمنية س بين تكوينين متتاليين بنفس الاسم.
بالنسبة للكواكب السفلية (الداخلية): . بالنسبة للكواكب العلوية (الخارجية): .
طول اليوم الشمسي المتوسط سلأن كواكب المجموعة الشمسية تعتمد على المدة الفلكية لدورانها حول محورها رواتجاه الدوران والفترة الفلكية للثورة حول الشمس ت.
بالنسبة للكواكب التي لها اتجاه دوران مباشر حول محورها (نفس اتجاه دورانها حول الشمس):
بالنسبة للكواكب ذات اتجاه دوران عكسي (الزهرة، أورانوس): .
يتم اشتقاق صيغ العلاقة بين الفترتين السينودسية والفلكية عن طريق القياس مع حركة عقارب الساعة. تشبيه الفترة السينودسية س
ستكون هناك فترة زمنية بين تطابق عقرب الساعات وعقرب الدقائق، تشبيهًا للعقرب الفلكي - فترات دوران عقرب الساعات ( ت
1
= 12 ساعة) وعقرب الدقائق ( ت
2
= 1 ساعة). تلتقي العقارب مرة أخرى في أماكن مختلفة على القرص. سرعاتهم الزاوية متساوية: ; . على مدى فترة زمنية متزامنة، يرسم عقرب الساعات شكل قوس 
، عقرب الدقائق 
.
=>
.
يكمل الطلاب الجدول. 6 معلومات عن الظواهر الكونية والسماوية المدروسة في الدرس:
|
الظواهر الكونية |
|
|
ثورة الكواكب النظام الشمسيحول الشمس |
1. الحركة الظاهرة للكواكب الداخلية والخارجية على طول الكرة السماوية. 2. تكوينات الكواكب: - اتصالات: أعلى وأسفل؛ - استطالة (أقصى إزالة)؛ - التربيعات: شرقية، غربية؛ - مواجهة. 3. الظواهر في الشمس – نظام الكوكب الداخلي: - مرور عطارد والزهرة عبر قرص الشمس. - تغير أطوار الكواكب الداخلية (عطارد والزهرة). 4. الظواهر في أنظمة الكواكب وأقمارها: - تغيير موضع القمر الصناعي بالنسبة لقرص الكوكب؛ - مرور الأقمار الصناعية عبر قرص الكواكب؛ - خسوف الأقمار الصناعية بواسطة قرص الكواكب. 5. أغطية النجوم بأقراص الكواكب (الأجرام الكوكبية). |
كمواد إضافية، يمكنك تعريف الطلاب بشكل عام بعدد من الظواهر السماوية الجوية:
استنادا إلى قوانين البصريات الهندسية - قوانين انكسار الضوء، يمكن تفسير عدد من الظواهر السماوية.
 |
| أرز. 52. الانكسار الفلكي |
الانكسار الفلكي- ظاهرة انكسار (انحناء) الأشعة الضوئية عند مرورها بالغلاف الجوي نتيجة عدم التجانس البصري للهواء الجوي. ونظرًا لانخفاض كثافة الغلاف الجوي مع الارتفاع، يكون شعاع الضوء المنحني محدبًا باتجاه السمت (الشكل 52). يغير الانكسار مسافة السمت (الارتفاع) للنجوم وفقًا للقانون: ص = أ * تان ض، أين: ض- مسافة السمت، a = 60.25" - ثابت انكسار الغلاف الجوي للأرض (عند ر= 0њ ج، ص= 760 ملم. غ. فن.).
عند الذروة، يكون الانكسار في حده الأدنى - فهو يزداد مع الميل نحو الأفق حتى 35 بوصة ويعتمد بشدة على الخصائص الفيزيائية للغلاف الجوي: التركيب والكثافة والضغط ودرجة الحرارة. وبسبب الانكسار، يكون الارتفاع الحقيقي للأجرام السماوية هو دائما أقل من ارتفاعها الظاهري: الانكسار "يرفع" صور الأجرام السماوية فوق مواقعها الحقيقية. الشكل والأبعاد الزاوية للنجوم مشوهة: عند شروق الشمس وغروبها بالقرب من الأفق، تكون أقراص الشمس والقمر " "مسطحة" لأن الحافة السفلية للقرص ترتفع بالانكسار بشكل أقوى من الحافة العلوية (الشكل 53).
يتم تشويه معامل انكسار الضوء اعتمادًا على الطول الموجي: في جو واضح جدًا، يمكن للشخص رؤية "شعاع أخضر" نادر عند غروب الشمس أو شروقها. وبما أن المسافات إلى النجوم أكبر بما لا يقاس من أحجامها، فيمكننا اعتبار النجوم مصادر نقطية للضوء، تنتشر أشعتها في الفضاء على طول خطوط مستقيمة متوازية. يسبب انكسار أشعة ضوء النجوم في طبقات (تدفقات) الغلاف الجوي ذات الكثافات المختلفة رمشالنجوم - زيادة ونقصان غير متساويين في سطوعها، مصحوبًا بتغيرات في لونها ("لعبة النجوم").
الغلاف الجوي للأرض ينثر ضوء الشمس. يحدث تشتت الضوء على عدم تجانس مجهري عشوائي لكثافة الهواء والتكثفات والتخلخلات بأبعاد 10 -3 -10 -9 م.
تتناسب شدة تشتت الضوء عكسيا مع القوة الرابعة لطول موجة الضوء (قانون رايلي). تتناثر الأشعة البنفسجية والأزرق والسماوي بقوة، والأشعة البرتقالية والحمراء هي الأضعف.
ونتيجة لذلك، فإن سماء الأرض تتلون باللون الأزرق أثناء النهار: حيث يرى الراصد ضوء الشمس المتناثر في الغلاف الجوي، والذي يتحول طيف انبعاثه نحو الموجات القصيرة. وللسبب نفسه، تبدو لنا الغابات والجبال البعيدة زرقاء وزرقاء.
يكتسب قرص الشمس والقمر عند شروق الشمس وغروبها لونًا أحمر: مع اقترابهما من الأفق، يطول مسار أشعة الضوء التي مرت دون تشتت، ويتحول طيفها نحو موجات أطول. انتبه إلى الفجر: في البداية، يتحول الشريط الضيق ذو اللون الأحمر الدموي لفجر الصباح إلى شاحب، ويتحول إلى اللون الوردي، ويمتلئ باللون الأصفر، والسماء في ذروة الظلام، تصبح سوداء تقريبًا أرجوانية عميقة، ثم أرجواني، أزرق والأزرق الفاتح، وفي المساء كل شيء يحدث بالعكس. في الليل، لا يكون الظلام مطلقًا على الأرض: فضوء النجوم والشمس البعيدة المنتشرة في الغلاف الجوي تخلق إضاءة ضئيلة تبلغ 0.0003 لوكس.
مدة ساعات النهار - يوميتجاوز دائمًا الفاصل الزمني من شروق الشمس إلى غروبها.
ويؤدي تشتت الأشعة الشمسية في الغلاف الجوي للأرض إلى ظهور الشفق، انتقال سلس من وقت الضوء نهارًا إلى وقت الظلام ليلاً والعودة. ويحدث الشفق نتيجة لإضاءة الطبقات العليا من الغلاف الجوي بواسطة الشمس تحت الأفق. يتم تحديد مدتها من خلال موقع الشمس على مسير الشمس وخط العرض الجغرافي للمكان.
يميز الشفق المدني:الفترة الزمنية من غروب الشمس (الحافة العلوية لقرص الشمس) إلى انغماسه بدرجة 6° -7° تحت الأفق؛ الشفق البحري- حتى تنخفض الشمس تحت الأفق عند 12 درجة و فلكي- حتى تصل الزاوية إلى 18 درجة. عند خطوط عرض عالية (± 59.5 درجة) من الأرض يتم ملاحظتها ليال بيضاء- ظاهرة الانتقال المباشر من شفق المساء إلى شفق الصباح مع غياب الظلام.
كما تُلاحظ ظاهرة الشفق في الغلاف الجوي الكثيف لكوكب الزهرة.
يكمل الطلاب الجدول. 6 معلومات جديدة:
|
الظواهر الكونية |
الظواهر السماوية تنشأ نتيجة لهذه الظواهر الكونية |
|
الظواهر الجوية |
1) الانكسار الجوي: 2) تشتت الضوء في الغلاف الجوي للأرض:
|
من الأفضل أن يفهم الطلاب المواد المتعلقة بظروف رؤية الكواكب ومدة الرؤية في التكوينات المختلفة عند حل المشكلات ذات الصلة باستخدام المخططات النجمية المتحركة:
التمرين 6:
1. 28 نوفمبر 2000 كوكب المشتري في مواجهة الشمس. في أي كوكبة يقع الكوكب؟
2. في أي كوكبة يقع عطارد (الزهرة) إذا كان الكوكب الآن في اقتران علوي (أدنى) مع الشمس؟
3. 21 يوليو 2001 عطارد في أقصى استطالة غربية. في أي كوكبة وفي أي وقت من اليوم وإلى متى يمكن ملاحظة هذا الكوكب؟
4. المريخ في المعارضة مرئي في كوكبة الميزان. في أي كوكبة تقع الشمس في هذا الوقت؟
5. قبل يومين من ظهور القمر الجديد، 24 نوفمبر 2000، مر القمر بزاوية 3 درجات شمال عطارد. في أي كوكبة وفي أي وقت (صباحًا أو مساءً) يجب أن تبحث عن كوكب؟
6. ما هو طول السنة على المريخ إذا انقضى 780.1 د بين تقابلين؟
7. من الأنسب مراقبة عطارد بالقرب من استطالاته. لماذا؟ كم مرة يتكررون إذا كانت السنة على عطارد 58.6 يومًا؟
8. ما هي مدة الفترة الفلكية لدوران المشتري حول الشمس إذا كان أبعد عن الشمس بخمس مرات من الأرض؟ وفي أي فترات تتكرر مواجهاته؟
9. كم مرة تختلف أطوال السنة على عطارد والزهرة والمريخ؟
10. ما هي شروط رؤية الأرض من سطح القمر؟ مدارات القمر الصناعي لكوكب الزهرة؟ من سطح المريخ؟
11. صنع نموذج للمجموعة الشمسية على أساس نموذج التيلوريوم: لدراسة ظروف الرؤية وحركة الكواكب، يمكن تعقيد النموذج عن طريق صنع كرات بلاستيكية أخرى - "الكواكب": عطارد، الزهرة، المريخ، المشتري، يدور زحل حول "الشمس".
12. عمل نموذج "خطي" للنظام الشمسي. العيب الرئيسي للتيلوريوم كنموذج للنظام الشمسي هو التناقض بين مقاييس أحجام الأجسام الكونية والمسافات بينها. نقترح بناء نموذج للنظام الشمسي بحيث يمكنك رؤية ومقارنة أحجام الشمس والكواكب مع المسافات بين الكواكب وأحجام النظام الشمسي ككل.
دعونا نختار النسبة كمقياس: 1 سم من الحجم في نموذجنا يتوافق مع مسافات كونية تبلغ 26000 كيلومتر (الجدول 4). يمكن صنع نماذج الكواكب من البلاستيسين متعدد الألوان أو قصها من ورق ملون ولصقها على الورق المقوى.
طاولة 9
أحجام كواكب النظام الشمسي