Проблемы измерения в астрономии

СодержаниеОглавление




Введение 3
Глава 1. Определение размеров, форм небесных тел и расстояний до них 7
1.1. Небесные координаты 7
1.2. Определение радиуса Земли. Триангуляция 15
1.3. Размеры и форма Земли 18
1.4. Определение расстояний до небесных тел 20
Глава 2. Измерение времени 22
2.1. Звездные и солнечные сутки. 22
2.2. Уравнение времени 24
2.3. Местное солнечное и звездное время 25
Глава 3. Измерение астрономических единиц 29
3.1. Определение суточного и годичного параллаксов из наблюдений 29
3.2. Определение параллакса Солнца 32
3.3. Определение размеров и формы светил 34
Заключение 36
Литература 40

ВведениеВведение

Современная астрономия переживает эпоху стремительного развития, и на вторую половину XX в. пришлась очередная революция в этой науке. В результате этой революции астрономия превратилась во всеволновую, достигла высокой разрешающей способности благодаря использованию межконтинентальных радиоинтерферометров.
Получили развитие новые методы регистрации космического излучения всех видов, всех энергий, как с Земли, так и за ее пределами. Произошел информационный взрыв. При этом общий центр тяжести всей астрономии сдвинулся в сторону более глубокого понимания эволюции, как отдельных объектов, так и всей Вселенной в целом.
Этот сдвиг, естественно, находит свое отражение в той роли, какую астрономия играет в обществе,- астрономические знания всегда лежали в основе мировоззрения людей.
Член-корреспондент АН РФ И. С. Шкловский говорит, что "современная астрономия стала насквозь эволюционной. Этим она отличается от физики, законы которой, выражающие основные свойства элементарных частиц и полей, вечны, т. е. не зависят от времени... Принципиально эволюционный характер астрономии роднит ее с другими науками о природе - биологией и геологией".
Ясно, что при такой роли астрономии в современной науке знакомство с важнейшими ее идеями необходимо каждому. Ни один современный человек не может считать законченным свое образование, если, он, изучив вопрос о происхождении и эволюции жизни на Земле, не имеет представления о всей предшествовавшей эволюции материи, происходившей в звездах и в диффузной газово-пылевой среде как в недавнем прошлом, так и в другие, более ранние периоды эволюции Вселенной.
Актуальность курсовой работы выражена в том, что необычайно возросший за последнее время интерес к астрономии на самых различных уровнях современного общества говорит о том, что ее достижения радуют и волнуют не только их творцов. Совершенствуется преподавание астрономии в школах, расширяются ее курсы в вузах, астрономией быстро и с успехом овладевают инженеры и специалисты, работающие в смежных областях знания.
Растет количество и повышается уровень популярной литературы.
Предметом астрономии является множества самых различных объектов и образуемых ими систем вплоть до всей Вселенной в целом. Исключительно многообразны и методы исследований, включающие как многочисленные теоретические подходы, так и всевозможные экспериментальные способы регистрации и измерения космического излучения, которое является основным источником информации в астрономии.
Многообразие объектов и методов приводит к многочисленности разделов и отдельных направлений в астрономии. Однако это не нарушает единства астрономии как науки, в которой все разделы подчинены единой цели исследований. По характеру используемой информации следует выделить три основных раздела: астрометрия, небесная механика и астрофизика.
Астрометрия изучает положение небесных тел и вращение Земли, опираясь на теоретические и практические методы измерений углов на небе, для чего организуются позиционные наблюдения небесных светил. У астрометрии две важные цели:
a. установление систем небесных координат и
b. получение параметров, характеризующих наиболее полно закономерности вращения Земли.
Небесная механика изучает движение небесных тел под действием тяготения, разрабатывает методы измерения их траекторий на основании наблюдаемых положений на небе, позволяет рассчитать таблицы их координат на дальнейшее время (эфемериды), изучает взаимное влияние тел на их движение, рассматривает движение и устойчивость систем небесных и искусственных тел.
Как видно, небесная механика целиком опирается на данные астрометрии и очень тесно с ней связана.
Астрофизика изучает происхождение (космогония), строение, химический состав, физические свойства и эволюцию, как отдельных небесных тел, так и их систем вплоть до всей Вселенной в целом (космология).
Таким образом, предмет астрофизики исключительно многообразен и обширен. Вместе с тем, в своих исследованиях астрофизика постоянно прибегает к выводам и методам астрометрии и небесной механики, так что все три важнейших раздела астрономии тесно взаимодействуют между собой.
Астрофизика включает множество практических подразделов, в которых разрабатываются и применяются различные методы наблюдений и анализа электромагнитного космического излучения, а также ряд теоретических подразделов, основанных на применении к результатам наблюдений методов физики и математики, знание которых совершенно необходимо астрономам.
Цель курсовой работы - ознакомиться с проблемами измерений в астрономии, изучить базовые их методы и результаты.
Исследование таких сложных объектов как Галактика и другие звездные системы, требующее активного использования методов всех трех перечисленных разделов астрономии, иногда выделяют в так называемую звездную астрономию.
Однако в последнее время этот раздел все больше и больше сближается с астрофизикой, аналогично происходящему процессу сближения астрометрии с небесной механикой.

Глава 1. Определение размеров, форм небесных тел и расстояний до них

1.1. Небесные координаты

Многие важные открытия, как в прошлом, так и сегодня были бы невозможными без упорного, тяжелого и часто незаметного труда ученых, посвятивших свою жизнь определению небесных координат светил.
В самом деле, например, квазары были обнаружены сначала как источники радиоизлучения. Природа квазаров как удивительных внегалактических объектов была раскрыта лишь в итоге больших усилий по их отождествлению с оптическими объектами. Для этого потребовалось как можно точнее определить их координаты.
Без результатов 20-летнего труда Тихо Браге, этого искусного измерителя координат планет, Иоганн Кеплер не смог бы открыть законы движения планет вокруг Солнца. Точные определения положения светил на небесной сфере позволили установить, в частности, место малых планет и комет в Солнечной системе, открыть планеты Нептун и Плутон, проверить одно из важнейших следствий общей теории относительности об искривлении траектории луча света, движущегося вблизи травитирующей массы, и многое другое.
Методы определения координат небесных светил разрабатывались на протяжении свыше двух тысячелетий. Сегодня они составляют один из важнейших разделов астрономии, который называется астрометрией.
Измерение видимого положения светил на небе производится в определенной системе координат. В астрометрии речь идет об измерении угловых расстояний светил от некоторых условных, но общепринятых точек и плоскостей. Можно сказать, что о многообразии систем координат "позаботилась" сама природа.
Так, в своей повседневной практике мы совершенно естественно выделяем направление действия силы притяжения Земли направление "верх - низ", контролируемое отвесной линией, и перпендикулярную к этому направлению плоскость горизонта.
Далее, Земля вращается вокруг своей оси. Хотя этого мы непосредственно не ощущаем, однако отображением данного движения является вращение небесного свода, ритмичный восход и заход светил. Главным направлением здесь является "ось мира", вокруг которой и вращается небесная сфера.
И, наконец, на протяжении года Земля делает полный оборот вокруг Солнца. Это движение обусловливает смену времен года. Оно обнаруживается в видимом годичном перемещении Солнца среди звезд.
Отмеченные явления и позволяют ввести три различные системы координат - горизонтальную, экваториальную и эклиптическую. Выбор той или другой из них зависит обычно от характера задачи, стоящей перед исследователем.
Для того чтобы разговор о координатах небесных светил был более конкретным, здесь прежде всего уместно вспомнить основные точки и линии небесной сферы.
Небесной сферой мы называем вспомогательную воображаемую сферу произвольного радиуса, центр которой может быть расположен в любой точке пространства. На поверхность этой сферы наносятся положения светил так, как они видны на небе в определенный момент времени из данной точки
Список литературыЛитература


1. Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И.. Курс общей астрономии: Учебник.- М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 2002
2. Воронцов-Вельяминов Б. А. Сборник задач и практических упражнений по астрономии. 7-е изд. - М.: Наука, 2000.
3. Дагаев М. М. Лабораторный практикум по курсу обшей астрономии. - М. Высшая школа, 2002.
4. Каплан С. А. Элементарная радиоастрономия. - М.: Наука, 1996.
5. Климишин И. А. Астрономия наших дней. - 2-е изд. - М.г Наука, 2000.
6. Климишин И. А. Астрономия наших дней. - 3-е изд., перераб., и доп. М.: Наука. Гл. ред. физ. мат. лит. 2002.
7. Миннарт М. Практическая астрономия. - М.: Мир, 2001.
8. Михельсон Н. Н. Оптические телескопы: Теория и конструкция. - М: Наука, 2000.
9. Струве О., Линде Б., Пилланс Э. Элементарная астрономия. - М.: Наука, 2000.
10. Шкловский И. С. Проблемы современной астрофизики. - М.: Наука, 2002.
11. Щеглов П. В Проблемы оптической астрономии. - М.: Наука, 2000.

Похожие работы

  • Реферат
    Экономический рост - модели, факторы, проблемы измерения

    Одной из важнейших долгосрочных целей экономической политики правительства любой страны является стимулирование экономического роста, поддержание его темпов на стабильном и оптимальном уровне. Необходимо иметь четкое представление о том, что такое экономический рост, какие факторы его стимулируют, а какие, наоборот, сдерживают.

  • Реферат
    ОСОБЕННОСТИ АСТРОНОМИИ XX в.

    В XX в. в астрономии произошли поистине радикальные изменения. Прежде всего значительно расширился и обогатился теоретический фундамент астрономических наук. Начиная с 20-30-х гг. в качестве теоретической основы астрономического познания стали выступать (наряду с классической механикой) релятивистская и квантовая механика, что существенно раздвинуло теоретический горизонт астрономических исследований.

  • Контрольная работа
    Контрольная работа по астрономии

    Звезды восходили над динозаврами, над Великим Оледенением, над строящимися египетскими пирамидами. Одни и те же звезды указывали путь финикийским мореплавателям и каравеллам Колумба, созерцали с высоты Столетнюю войну и взрыв ядерной бомбы в Хиросиме. Одним людям виделись в них глаза богов и сами боги, другим - серебряные гвозди, вбитые в хрустальный купол небес, третьим - отверстия, через которые струится небесный свет.

  • Контрольная работа
    Античные представления об астрономии

    Астрономия изучает строение Вселенной, движение, физическую природу, происхождение и эволюцию небесных тел и образованных ими систем. Астрономия исследует также фундаментальные свойства окружающей нас Вселенной. Как наука, астрономия основывается прежде всего на наблюдениях.

  • Контрольная работа
    Развитие астрономии и космологии в период классического естествознания

    Введение Естествознание - это система наук о природе. Основу этой системы составляют физика, химия и биология. Представления, выработанные естественными науками, интегрированы в современную научную картину мира, которая непрерывно уточняется и дополняется.

  • Контрольная работа
    Состояние социально-трудовых отношений в России: проблемы трансформации и методы измерения. Феминизм, гендерная социология, социальное пространство социальное время

    В данной работе будут рассмотрены 3 теории: феминизм, гендерная социология, социальное пространство социальное время. 1. Теория феминизма. Феминизм направление в гуманитарных науках Запада и идеологическое течение для анализа женской субординации с целью определения путей ее изменения.

  • Контрольная работа
    Основы нового механистического естествознания (принцип инерции, исследование свободного падения тел), открытия в астрономии - солнечные пятна, обнаружил 4 спутника Юпитера и т. д

    Вариант 2 Вопрос1 1. Функционирование науки с процессами в сфере производства. 2. Связь науки с социально-экономической жизнью и с политикой. 3. Взаимосвязь развития науки и техники и социальных преобразований. 4. Воздействие науки и техники на человека и общество становится сильным источником современных перемен.

  • Контрольная работа
    Особенности развития астрономии в период средние века - середина XIX века

    Астрономия - наука о строении и развитии космических тел, образуемых ими систем и Вселенной в целом. Астрономия положила в основу измерения времени три фактора, характеризующие движения небесных тел: вращение Земли вокруг оси, обращение Луны вокруг Земли и движение Земли вокруг Солнца.

  • Контрольная работа
    Космология - раздел астрономии, изучающий Вселенную как целое и включающий в себя учение о строении и эволюции всей охваченной астрономическими наблюдениями части Вселенной

    Космология - это раздел астрономии, изучающий Вселенную как целое и включающий в себя учение о строении и эволюции всей охваченной астрономическими наблюдениями части Вселенной. Представления о строении окружающего мира были важным элементом человеческой культуры и отражали уровень знаний в соответствующие эпохи развития человеческого общества.

  • Контрольная работа
    Измерения в макроэкономике

    Система национальных счетов (СНС) - национальных счетов это система статистических данных о состоянии и динамике экономики в соответствии с принципами, применяемыми в бухгалтерском учете. Бухгалтерский учет строится, в частности, на принципе двух записей по каждой операции.

  • Контрольная работа
    ПОНЯТИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

    ПОНЯТИЕ ИЗМЕРЕНИЯ Измерение является одной из самых древнейших операций в процессе познания человеком окружающего материального мира. Вся история цивилизации представляет собой непрерывный процесс становления и развития измерений, совершенствования средств методов и измерений, повышения их точности и единообразия мер.

  • Курсовая работа
    Изучение ВВП и методов его измерения

    В течение уже 15 лет в России функционирует рыночная экономика. Никто из нас не мог даже предположить, что можно достичь экономического прогресса такими быстрыми темпами. В историческом и глобальном контексте российские реформы во многом похожи на те, которые проводились в других странах мира.

  • Контрольная работа