ملامح تدفق الظواهر الفيزيائية على الأرض وفي الفضاء

شريحة 10

إثبات دوران الأرض. بندول فوكو.

على الرغم من أنه في القرن التاسع عشر ، لم يشك أي من المتعلمين في أن الأرض تدور حول محورها ، وليس الشمس حولها ، أجرى العالم الفرنسي الشهير ليون فوكو تجربة في عام 1851 أظهرت بوضوح دوران الأرض. في تجربته ، استفاد فوكو من خاصية البندول للحفاظ على مستوى تأرجحه حتى لو كان مكان التعليق يدور حول محور عمودي.

الشريحة 11

في مبنى البانثيون في باريس ، علق فوكو بندولًا بطول 67 مترًا. تزن الكرة النحاسية لهذا البندول 28 كجم. عندما تم إطلاق البندول في البانثيون ، بعد بضع دقائق ، وجد أن مستوى تأرجح البندول قد تغير ، وكان جانبه الأقرب إلى الراصد قد تحرك في اتجاه عقارب الساعة من الشرق إلى الغرب. في الواقع ، ظلت طائرة تأرجح البندول كما هي. خلال هذا الوقت ، تحولت الأرض من الغرب إلى الشرق. يوجد بندول مماثل في سانت بطرسبرغ في كاتدرائية القديس إسحاق ، ويبلغ طول هذا البندول 98 مترًا.

الشريحة 12

القصور الذاتي في الفضاء.

العالم مليء بالحركة. النجوم والكواكب والمجرات تتحرك. لقد أثبت العلم حركة الجسيمات غير المرئية للعين - الجزيئات والذرات. الحركة هي الخاصية الأساسية للمادة. تتميز الحركة الميكانيكية بالسرعة. لا يمكن لجسم متحرك أن يغير سرعته من تلقاء نفسه. إذا لم تعمل أجسام أخرى على ذلك ، فلن يتمكن الجسم من الإسراع أو الإبطاء أو تغيير اتجاه حركته ، بل سيتحرك ببعض السرعة التي يحددها المعامل والاتجاه. تسمى خاصية الأجسام التي تحافظ على الوحدة النمطية واتجاه سرعتها بالقصور الذاتي.

الشريحة 13

القصور الذاتي خاصية أساسية لتحريك المادة. كان جاليليو جاليلي أول من شرح ظاهرة القصور الذاتي. صاغ إسحاق نيوتن "قانون القصور الذاتي": أي جسم يحتفظ بحالة من الراحة أو الحركة المنتظمة والمستقيمة حتى تغير أفعال الهيئات الأخرى هذه الحالة.

شريحة 14

كيف يتم استخدام ظاهرة القصور الذاتي في الفضاء؟

تخيل للحظة ما سيحدث في العالم إذا اختفت على الفور خاصية الجثث ، والتي نسميها القصور الذاتي. سوف يسقط القمر على الأرض. ستسقط الكواكب على الشمس ، وحركة الجسم يمكن أن تتم فقط تحت تأثير القوة وتتوقف مع اختفاء الأخير. وبالتالي ، فإن القصور الذاتي هو تعبير عن وحدة المادة والحركة. الأرض هي مجرد واحدة من بلايين الأجرام السماوية في الكون اللامتناهي. أقرب جيراننا في الفضاء وفي نفس الوقت القمر الطبيعي الوحيد هو القمر (د = 3475 كم ، القمر في المتوسط ​​على بعد حوالي 385000 كم من الأرض). يتحرك القمر عن طريق القصور الذاتي ، ويجب أن يبتعد عن الأرض. لماذا لا يحدث هذا؟

الشريحة 15

ولماذا لا يسقط القمر على الأرض؟

في عام 1687 وجد إسحاق نيوتن في البداية تفسيرًا معقولًا لسبب دوران الكواكب حول الشمس والقمر حول الأرض. وفقًا لأسطورة معروفة ، كان نيوتن جالسًا في حديقة ذات يوم ورأى تفاحة تتساقط من شجرة. سأل نفسه لماذا سقطت التفاحة على الأرض والقمر لا يسقط عليها؟ لقد استحوذ العالم على هذه المشكلة ، التي كانت بسيطة للوهلة الأولى فقط ، مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بقانون الجليل السقوط الحر، وتوصلوا إلى مفهوم قوة الجاذبية. قادته التفاحة التي سقطت على الأرض إلى فكرة أن نفس القوة تجذب التفاحة إلى الأرض وتبقي القمر في مداره حول الأرض (والكواكب حول الشمس). نسمي هذه القوة الجاذبية ، أو قوة الجاذبية ، أو قوة الجاذبية. إذا كانت هذه القصة الجميلة عن التفاحة صحيحة ، فإن هذه التفاحة بالذات كانت الأهم في تاريخ العلم.

الشريحة 16

جادل نيوتن بأن هناك قوة جاذبية بين الأرض وجميع الأجسام المادية ، والتي تتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما. حسب نيوتن التسارع الذي أعطته الأرض للقمر. تسارع الأجسام الساقطة بحرية بالقرب من سطح الأرض هو g = 9.8 m / s2. تتم إزالة القمر من الأرض على مسافة تساوي حوالي 60 نصف قطر الأرض. وبالتالي ، فإن التسارع عند هذه المسافة سيكون: 9.8 م / ث 2: 602 = 0.0027 م / ث 2 ، وسقوط القمر بمثل هذا التسارع ، يجب أن يقترب من الأرض في الثانية الأولى بمقدار 0.0013 م. لكن القمر ، بالإضافة إلى ذلك ، يتحرك عن طريق القصور الذاتي. يتحرك القمر بالقصور الذاتي ، ويجب أن يبتعد عن الأرض في ثانية واحدة بمقدار 1.3 ملم. بالطبع ، مثل هذه الحركة ، التي يتحرك فيها القمر في الثانية الأولى على طول نصف القطر إلى مركز الأرض ، وفي الثانية - عرضيًا ، غير موجودة حقًا. كلتا الحركتين تضيف بشكل مستمر. نتيجة لذلك ، يتحرك القمر على طول خط منحني بالقرب من الدائرة.

شريحة 17

دعونا نجري تجربة ، والتي توضح كيف أن قوة الجذب ، التي تعمل على جسم بزاوية قائمة في اتجاه حركته ، تحول حركة مستقيمة إلى حركة منحنية. تستمر الكرة ، بعد أن تدحرجت من مجرى مائل ، بالقصور الذاتي في التحرك في خط مستقيم. من ناحية أخرى ، إذا تم وضع مغناطيس على الجانب ، ثم تحت تأثير قوة الجذب للمغناطيس ، يكون مسار الكرة منحنيًا. يدور القمر حول الأرض ممسكًا بقوة الجاذبية. يجب أن يبلغ قطر الحبل الفولاذي الذي يمكنه إبقاء القمر في مداره حوالي 600 كيلومتر. ولكن على الرغم من قوة الجذب الهائلة هذه ، فإن القمر لا يسقط على الأرض ، لأنه ، بسرعته الأولية ، يتحرك بالقصور الذاتي. أوقف قوة جذب القمر إلى الأرض - وسوف يندفع القمر في خط مستقيم إلى هاوية الفضاء الخارجي. توقف عن الحركة بسبب القصور الذاتي - وسوف يسقط القمر على الأرض. كان السقوط سيستمر أربعة أيام ، وتسع عشرة ساعة ، وأربع وخمسين دقيقة ، وسبعة وخمسين ثانية ، حسب حسابات نيوتن.

شريحة 18

يمكن تحديد القوة التي تجذب الأرض للقمر بالصيغة التي تعبر عن قانون الجاذبية: حيث G هو ثابت الجاذبية ( 6.7 * 10-11 N * m2 * kg) ، m1 و m2 هي كتل الأرض و القمر ، ص هي المسافة بينهما. تجذب الأرض القمر بقوة تبلغ حوالي 2 * 1020 نيوتن. يقول قانون نيوتن الثالث: "لكل فعل هناك دائمًا رد فعل مساوٍ ومعاكس." لذلك ، ما هي القوة التي تجذب بها الأرض القمر إلى نفسها ، بنفس القوة التي يجذب بها القمر الأرض. بالطبع ، جاذبية الأرض أقوى ، والأرض تحافظ على القمر في مداره من خلال جاذبيتها. القمر ، من خلال جاذبيته (على الرغم من أن الشمس تساعده في ذلك) ، يرفع الماء بشكل دوري في محيطات الأرض - هناك مد وجسور.

شريحة 19

كيف يدور القمر حول الارض؟

قد يبدو أن دوران القمر حول الأرض أمر لا يُصدق ، لأن كتلة القمر أقل بـ 81 مرة من كتلة الأرض وهي نفسها تدور حول الأرض. تقوم الأرض بالعديد من الدورات المختلفة: فهي تدور حول الشمس ، وتدور حول محورها ، ويقوم محور الأرض بالدوران المسبق. لكن الأرض لها دوران آخر سببه القمر. لن يكون هناك قمر ، لن يكون هناك هذا الدوران. القمر ، على الرغم من أنه يدور حول الأرض ، إلا أنه لا يدور حول مركز الأرض ، ولكن حول نقطة تبعد حوالي 4700 كم عن مركز الأرض - المركز المشترككتل نظام الأرض والقمر. .

شريحة 20

من الضروري تعليق الجهاز بحرية دون لمس أي شيء. بتحريك الخيوط على طول القضيب ، سنحقق التوازن الكامل للروك مع الكرات. قم بتدوير الكرسي الهزاز حول الخيوط ، وقم بلفها قدر الإمكان. يجب أن يتدلى الكرسي الهزاز أفقيًا دون أن يتأرجح. دعنا نطلق الروك ، سيبدأ بالدوران حول خيوط الفك. يتم تعليق الخيوط ، وهي محور الجهاز لدينا ، عموديًا بدقة ، ولا تجبرها على ترك الوضع الرأسي. عندما يتوقف الجهاز عن الدوران ، فإنه سيتوقف بلا حراك في وضع أفقي.

لنصنع جهازًا صغيرًا. خذ قضيبًا طويلًا فارغًا من قلم برأس كرويوإصلاح كرتين في نهايته. كرة واحدة قطرها 3 سم ، والثانية 1 سم ، كرة كبيرة كتلتها أكبر بعدة مرات من كرة صغيرة. دعنا نضع القضيب مع الكرات على طرف السكين ونحرك السكين حتى تتوازن "العارضة" مع الكرات. ضع علامة على هذه النقطة بالحبر على القضيب. سيكون هذا مركز ثقل نظامنا ، ويتكون من كرتين. يمكن إهمال كتلة القضيب ، فهي تافهة تمامًا. إلى النقطة التي يوجد فيها مركز ثقل نظامنا ، وسيكون أقرب إلى الكرة الكبيرة ، سنربط خيطين بطول 70 سم ، وسنربط الطرف الآخر من الخيوط بنوع من العارضة.

الشريحة 21

لكن العودة إلى الفضاء. ترتبط التجربة التي تم إجراؤها ارتباطًا مباشرًا بنظام الأرض والقمر. يتم لعب دور القضيب من قلم حبر جاف ، الذي يربط الكرات في تجربتنا ، من خلال جذب القمر إلى الأرض والأرض إلى القمر. يقع مركز كتلة نظام الأرض والقمر الفضائي بالداخل العالمعلى مسافة 4700 كم من المركز الهندسي للأرض. خلف دورة كاملةالقمر حول الأرض ، يقوم المركز الهندسي للأرض أيضًا بعمل ثورة واحدة كاملة حول مركز كتلة نظام الأرض والقمر.

الشريحة 22

خاتمة

منذ زمن سحيق ، يحلم الإنسان ، الذي ينظر إلى سماء الليل ، بالذهاب إلى الفضاء. نحن نعيش في عصر استكشاف الفضاء. لم يعد السفر إلى الفضاء حلما ، بل أصبح حقيقة. يتحقق حلم K. E. أقمار اصطناعية للأرض ، مركبة فضائية مأهولة ، المحطات المدارية. قام الإنسان باستكشاف كواكب النظام الشمسي - كوكب الزهرة والمريخ والمشتري وصل إلى سطح القمر. قال نيل أرمسترونغ وهو يخطو أولى خطواته على القمر: "خطوة صغيرة للإنسان ، لكنها خطوة عملاقة للبشرية". كل هذا أصبح ممكنا من خلال قوانين الفيزياء. قوانين الفيزياء هي قوانين العالم الذي نعيش فيه. لكي نعيش في وئام مع العالم من حولنا ، يجب أن نعرف قوانينه ونستخدمها لصالح العالم.

الشريحة 23

شكرًا لكم على اهتمامكم!

الشريحة 24

الأدب:

"محادثات في الفيزياء" M. I. Bludov ، محرر. "التنوير" 1984 "الفضاء في منزلك" بقلم ف. سلسلة "أدب الأطفال" 1984 "100 شخص غيروا مجرى التاريخ"

اعرض كل الشرائح

يعرض هذا الكتاب المشهور في شكل عام أسئلة الفيزياء وعلم الفلك ، بطريقة أو بأخرى مرتبطة بغزو الفضاء. المحتوى العلمي للكتاب ثري ومتنوع. المؤلف لديه سعة الاطلاع واسعة ومتعددة الاستخدامات ويقدم القارئ إلى الدورة مثال رائع من الفنعلوم. مستوى العرض لا يتطلب من القارئ تدريب خاص. الكتاب مكتوب بلغة واضحة ومصور بشكل جميل. سيكون ممتعًا ومفيدًا لمجموعة واسعة من القراء ، بما في ذلك طلاب المدارس الثانوية.

تم تصميم الفيزياء كعلم الطبيعة لمساعدة الشخص على تحقيقه غرض عظيم: لدراسة الطبيعة بدقة ، والتوغل في أركانها العميقة واحتضان العالم الواسع بأكمله. لا تضع الفيزياء حدودًا لمعرفتنا بالعالم ولا تتراجع عن الاستثنائي. بالنسبة لها ، هناك سلطة واحدة فقط - الحقائق والظواهر الحقيقية التي يلاحظها الإنسان. خالية من عبادة الأصنام والاتفاقيات ، تستخدم الفيزياء تمامًا كل إمكانيات العقل ولا تتعرف إلا على قوانين الطبيعة التي يمكن تأسيسها بمساعدة الملاحظة والتجربة. لذلك ، فإن القوانين الفيزيائية هي نفس الحقيقة ، ولكن يتم التعبير عنها في أكثر أشكالها وضوحًا. بمرور الوقت ، أصبح من الواضح أن قوانين الفيزياء تشكل كلًا كبيرًا واحدًا. لفترة طويلة ، لم يكن مجال نشاط الفيزياء مقيدًا بجدران المختبر وجدول المجرب. بمساعدة أجهزة الطيف والتلسكوبات القوية والأقمار الصناعية ، تخترق الفيزياء أعماق الكون. هذا العلم مثير للدهشة. رواد الفضاء ، مبعوثون من العلماء السوفييت والأمريكيين ، يستكشفون بالفعل ألغاز الفضاء الخارجي خارج الأرض. بالطبع ، في هذه المسألة لا يمكن للمرء أن يكون تافهًا وأن يندفع إلى محيط الفضاء دون إعداد كافٍ.

لذلك ، يتم دراسة الظروف الفيزيائية في الفضاء الخارجي بدقة من سطح الأرض بكل دقة ممكنة. دعونا أيضًا نتعرف على القوانين السائدة في الفضاء. لكننا لن نكون قادرين على فهمها بشكل صحيح إلا إذا فهمنا تمامًا بعض القوانين الفيزيائية الأساسية ، حيث إنه في فهم الأشياء الذي يبدو واضحًا أن بعض التغييرات حدثت خلال العقود الماضية.

بالإضافة إلى ذلك ، يرغب المؤلف في جعل دراسة الفيزياء في متناول الفضوليين قدر الإمكان. للقيام بذلك ، سنحاول أن نظهر أمثلة ملموسةكيف يمكن أن نوضح بكل التفاصيل الانتظامات التي تعمل في الفضاء ، وأن نطبق قوانين فيزيائية عامة لحل الأسئلة "الكونية" البحتة. في الوقت نفسه ، سوف نتجنب عن عمد الطريقة الأكثر "بساطة" ، والتي تتمثل في تقديم نتائج جاهزة وأرقام مذهلة للقارئ. يجب على القارئ الذي يريد حقًا فهم جوهر الأمر ألا يثق في النص المطبوع بشكل أعمى ، ولكن يجب أن يقوم بالحسابات بشكل مستقل ويتأكد من صحة كل شيء. في معظم الحالات ، لن يتطلب ذلك رياضيات متقدمة.

مؤسسة تعليمية عامة بلدية مستقلة

"متوسط مدرسة شاملةرقم 2 "من البلدية

"منطقة بلدية لينينوغورسك" بجمهورية تتارستان

خلاصة

حول موضوع: "الفيزياء والفضاء"

مكتمل:

خميدولينا أ.م.

زولينا إس.

11 طلاب فئة ب

مدرس:

Zhuravleva M.P.

لينينوجورسك 2011

I. مقدمة

ثانيًا. الفيزياء والفضاء

ثالثا. طرق الفيزياء الفلكية

رابعا. أدوات الفيزياء الفلكية

علم الفلك الراديوي

الأشعة تحت الحمراء

الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما

V. نيوترينو علم الفلك

السادس. خاتمة

سابعا. فهرس

مقدمة

في سياق التعارف مع الكون من حولنا ، نشأت مجالات معرفة جديدة. ولدت مجالات بحثية منفصلة ، وتطورت تدريجيًا إلى تخصصات علمية مستقلة. كلهم ، بالطبع ، متحدون من خلال المصالح المشتركة لعلم الفلك ، لكن التخصص الضيق نسبيًا في علم الفلك جعل نفسه محسوسًا أكثر فأكثر.

الفيزياء الفلكية هي فرع من فروع علم الفلك يدرس الطبيعة الفيزيائية للأجرام السماوية. وأصبح هذا ممكنًا بفضل اختراع التلسكوب الذي جعل المسافة البعيدة قريبة ومكن من التفكير في تفاصيل مذهلة في السماء و الأجرام السماوية. شهدت الفيزياء الفلكية تطورًا سريعًا بشكل خاص مع اكتشاف التحليل الطيفي في القرن التاسع عشر. يستمر النمو السريع للمعرفة الفيزيائية الفلكية ، والتوسع السريع غير المسبوق لوسائل دراسة فيزياء الفضاء في عصرنا.

نود معرفة المزيد عن المجال الفيزيائي لعلم الفلك. هذا الموضوعمناسب بشكل خاص هذا العام ، منذ 12 أبريل 2011 تصادف الذكرى الخمسين لأول رحلة إلى الفضاء ، أيضًا في مؤخراتحظى المهن في مجال علم الفلك بشعبية كبيرة. يمكن استخدام هذه المواد من قبل المعلمين والطلاب في المدارس.

الغرض من هذا الملخص:دراسة الموضوع وتعليم منهجية التحليل والتعميم وفهم المعلومات واكتساب المعرفة بالمقرر المقروء.

مهام :

دراسة الأدب المتعلق بالفيزياء وعلم الفلك ؛

جمع وتعميم المواد ؛

كتابة وتنسيق الملخص.

عرض الملخص في التطبيق الإعلامي.

منذ العصور القديمة ، اجتذب الفضاء السحيق اللامتناهي ، المليء بالعديد من الماس اللامع ، الناس وجذب نظراتهم ...

منذ أن كان هناك أشخاص على الأرض ، كانوا دائمًا يتوقون لمعرفة المزيد عن الأجرام السماوية ، وعن عوالم النجوم البعيدة ، وعن الكون السحري الواسع ...

درس الصينيون القدماء السماء المرصعة بالنجوم وقاموا بعمل خرائط النجوم الأولى ... شاهد المصريون القدماء القمر والشمس والنجوم ... أخيرًا حقق الإنسان ما كان يسعى لتحقيقه لملايين السنين ...

الفيزياء والفضاء

الفيزياء الفلكية -وهو العلم الذي سمح للإنسان بإجراء أهم الاكتشافات في أبعد زوايا الكون . الفيزياء الفلكية -فرع من علم الفلك يدرس الطبيعة الفيزيائية للأجرام السماوية وأنظمتها وأصلها وتطورها .

كما يوحي الاسم ، فإن الفيزياء الفلكية هي فيزياء الأجرام السماوية. الكون هو في الأساس "مختبر" فيزيائي كبير حيث تنشأ الظروف التي غالبًا ما تكون بعيدة المنال تمامًا في الأرض المختبرات الفيزيائيةوبالتالي ذات أهمية استثنائية للعلم.

اكتشف الفيزياء الفلكية تنوعًا كبيرًا في العالم النجمي. تختلف النجوم في درجة الحرارة واللمعان (أي قوة الإشعاع) والحجم والخصائص الأخرى. يعتمد تصنيف الرؤية على دراسة مقارنة لأطيافها. تم إنشاء علاقة معينة بين أطياف النجوم وإضاءةها ، والتي يتم التعبير عنها من خلال مخطط لمعان الطيف. توضع معظم الرؤية بشكل مائل تقريبًا على الرسم التخطيطي ، وتشكل التسلسل الرئيسي (تنتمي الشمس أيضًا إليها). العديد من الرؤى لا تنسجم مع التسلسل الرئيسي وتشكل فئات خاصة. مثل ، على سبيل المثال ، فئات النجوم الباردة نسبيًا ، وفئات العمالقة والعملاقين ، وما إلى ذلك. فئة الأقزام البيضاء مثيرة جدًا للاهتمام - النجوم الساخنة نسبيًا أحجام صغيرةبكثافة عالية جدًا (تصل إلى 105-106 جم / سم 3). هناك العديد من النجوم الثنائية والنجوم المتعددة وأيضًا النجوم المتغيرةأنواع مختلفة. من المثير للاهتمام بشكل خاص النجوم الجديدة التي تندلع فجأة ، مما يضخم إشعاعها بعشرات الآلاف من المرات. خطت الفيزياء الفلكية خطوات كبيرة في دراسة الغلاف الجوي النجمي ، ولا سيما الغلاف الجوي للشمس. في الجزء السفلي من الغلاف الجوي الشمسي - الغلاف الضوئي ، يوجد إشعاع بطيف مستمر. في الطبقة المحولة الموجودة فوقها ، تحدث عمليات معقدة ، تظهر تحت تأثير خطوط الامتصاص الداكنة في طيف خطوط Sun - Fraunhofer. أعلى من ذلك هو الكروموسفير. الجزء الخارجي من الغلاف الجوي الشمسي - الإكليل الشمسي - عبارة عن تكوين واسع للغاية ، أثناء اكتماله كسوف الشمسيُنظر إليه على أنه لمعان فضي. خصائص مختلفةالهالة الشمسية ، التي بدت غامضة لوقت طويل ، تفسر بارتفاع درجة حرارتها الحركية ، التي تصل إلى ملايين الدرجات. تؤثر العمليات في الغلاف الجوي الشمسي على الظواهر الجيوفيزيائية.

يمكن حساب البنية الداخلية للشمس والرؤية نظريًا ، بناءً على قوانين الميكانيكا والفيزياء. تظهر الحسابات أن درجة حرارة المادة النجمية وكثافتها وضغطها تزداد كلما اقترب المرء من مركز النجم. من الواضح أن مصدر الطاقة لمعظم النجوم المتسلسلة الرئيسية هو التفاعلات النووية الحرارية ، التي يصاحبها تحويل الهيدروجين إلى هيليوم.

تحظى النجوم غير الثابتة بأهمية كبيرة ، حيث تحدث التغييرات بسرعة نسبيًا. الخصائص الفيزيائية. دراسة هذه الرؤية هي أساس حل مشكلة التطور النجمي. لقد تطورت فيزياء السدم الغازية ، وخاصة السدم الكوكبية ، إلى حد كبير. وهجها ناتج عن تألق تحت تأثير إشعاع النجوم الساخنة.

حققت الفيزياء الفلكية نتائج مهمة في دراسة الكواكب. على وجه الخصوص ، جعلت الدراسات التي أجريت على سطح المريخ من الممكن الاقتراب من حل مسألة الحياة على هذا الكوكب. دراسات الفيزياء الفلكية بنجاح خصائص فيزيائيةالمذنبات. دراسة النيازك ليست فقط في الفيزياء الفلكية ولكن أيضًا ذات أهمية جيوفيزيائية ، لأنها مرتبطة بمشكلة الطبقات العليا من الغلاف الجوي.

قدم العلماء السوفييت مساهمة كبيرة في تطوير الفيزياء الفلكية. ترتبط أسماء F. A. Bredikhin و A. A. Belopolsky و G. A. Tikhov و V.G Fesenkov و S.V. Orlov والعديد من الآخرين بتطوير الفروع الرئيسية للفيزياء الفلكية. أكمل الأكاديمي V. A. Ambartsumyan وطلابه البحوث الأساسيةفي دراسة السدم الغازية والأجواء النجمية ، وفي نظرية تشتت الضوء ، وفي فيزياء النجوم غير الثابتة ، وفي مجالات الفيزياء الفلكية الأخرى. تم تحقيق نجاح كبير في دراسة العمليات على الشمس (E.R Mustel ، A.B Severny ، V.A Krat ، I. S. Shklovsky ، and others) ، في دراسة الكواكب (G. (V.G. Fesenkova et al.).

تتمثل المهمة الرئيسية في دراسة الكواكب في إدخال العديد من الحقائق في نظام وإنشاء فكرة متكاملة عن طبيعتها.
أجريت دراسة حركة الكواكب منذ زمن بعيد ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الأجسام الكونية ، مثل القمر ، تُرصد من الأرض بدون جهاز خاص. بصريًا ، يمكنك ملاحظة التركيب غير المتماثل لنصفي الكرة الأرضية في قمرنا الصناعي. لكن الدراسة الحقيقية للكواكب ، بدأت ملامحها بمساعدة الفيزياء والتلسكوبات. بناءً على هذه الملاحظات ، فإن خسوف القمر، وتأثير المراحل القمرية على حالة الإنسان و ظاهرة طبيعية.

استنادًا إلى بيانات الفيزياء الفلكية للرصد ، بالاعتماد على قوانين الفيزياء ، يستخلص علماء الفلك استنتاجات حول الظروف في الأجرام السماوية التي لا يتم رصدها بشكل مباشر. على سبيل المثال ، يتم حساب البنية الداخلية للنجوم والشمس باستخدام بيانات الرصد الخاصة بالظروف على أسطحها. تتيح الفيزياء الفلكية النظرية أيضًا وصف تطور الشمس والنجوم والأجرام السماوية الأخرى.

طرق الفيزياء الفلكية

من بين طرق الفيزياء الفلكية أهمية عظيمةلديه قياس ضوئي نجمي ، وتتمثل مهمته في قياس سطوع الأجرام السماوية باستخدام الملاحظات البصرية ، والتصويرية ، والكهروضوئية. أكثر دور كبيريلعب التحليل الفلكي في الفيزياء الفلكية. تتيح دراسة أطياف الأجرام السماوية الحكم التركيب الكيميائيو حالة فيزيائيةالمواد الموجودة على هذه الأجسام ، وتحديد درجة حرارة الرؤية ، وحساب سرعة الاقتراب من نجم أو إزالته ، واستخلاص استنتاجات حول دوران النجوم ، حول مختلف العمليات الفيزيائيةتحدث في الغلاف الجوي للشمس والنجوم ، في السدم الغازية وفي الوسط بين النجوم. فيما يتعلق بإطلاق أول أقمار صناعية للأرض والشمس في الاتحاد السوفياتي ، تلقت الفيزياء الفلكية طرق بحث جديدة. تتيح المعدات المثبتة على الأقمار الصناعية تسجيل إشعاع الأجرام السماوية بعيدًا عن الغلاف الجوي للأرض.

تتميز طرق البحث في الفيزياء الفلكية بميزتين أساسيتين تميزهما عن طرق الفيزياء المختبرية. أولاً ، في المختبر ، يقوم الفيزيائي بنفسه بإجراء تجارب ، ويعرض الأجسام قيد الدراسة لتأثيرات مختلفة. في الفيزياء الفلكية ، لا يمكن تحقيق سوى الملاحظات السلبية ، حيث لا يمكن إجراء تجارب ، على سبيل المثال ، على النجوم. ثانيًا ، إذا كان من الممكن في المختبر قياس درجة الحرارة والكثافة والتركيب الكيميائي للأجسام مباشرةً ، وما إلى ذلك ، ففي الفيزياء الفلكية يتم الحصول على جميع البيانات تقريبًا عن الأجرام السماوية البعيدة عن طريق تحليل الموجات الكهرومغناطيسية القادمة منها - الضوء المرئي وغيرها غير مرئية للعين الأشعة.

ما هي سمات الكواكب والقمر التي تم تحديدها وشرحها من قبل علماء الفيزياء الفلكية؟
يدور القمر خلال نفس الوقت ، سواء حول محوره أو حول محور الأرض ، لذلك يرى أبناء الأرض جانبًا واحدًا فقط من هذا الجسم الكوني. لذلك ، جعلت الفيزياء الفلكية من الممكن ، بمساعدة الرادار القائم على القوانين الفيزيائية ، رسم خريطة لسطح القمر كما يُرى من الأرض. كانت المنخفضات الضخمة تسمى بحارًا ، لكن بدون ماء ، والمساحات المضيئة جبال حقيقية يصل ارتفاعها إلى 8000 متر. صخور حادة ، تم العثور على عدد كبير من الحفر من أصل بركاني ونيزكي.

تشكل الملاحظات الفيزيائية الفلكية أساس الفيزياء الفلكية. في هذه الحالة ، فإن الطريقة الأكثر أهمية هي التحليل الطيفي ، أي دراسة تدفق الطاقة للإشعاع القادم إلى الأرض ، اعتمادًا على طول الموجات الكهرومغناطيسية. تحمل الموجات الكهرومغناطيسية معلومات حول الظروف في المادة التي تنشأ فيها أو تختبر الامتصاص والتشتت. مهمة التحليل الطيفي هي فك شفرة المعلومات. أتاح ظهور التحليل الطيفي في النصف الثاني من القرن العشرين على الفور استخلاص استنتاجات حول التركيب الكيميائي للأجرام السماوية.

كان أحد أول الإنجازات الرائعة للفيزياء الفلكية ، التي تم الحصول عليها باستخدام هذه التقنية التجريبية ، هو اكتشاف عنصر غير معروف سابقًا - الهليوم - عند دراسة طيف كروموسفير الشمس أثناء الكسوف الكلي في عام 1968. في وقت لاحق ، نتيجة لتطور الفيزياء التجريبية والنظرية ، أصبح من الممكن تحديد جميع الخصائص الفيزيائية للأجرام السماوية والوسط النجمي باستخدام التحليل الطيفي.

تتيح لك الأطياف معرفة درجة حرارة الغاز وكثافته والمحتوى النسبي لمختلف العناصر الكيميائية، حالة ذرات هذه العناصر ، سرعة حركة الغاز ، قوة المجالات المغناطيسية. من أطياف النجوم ، يمكنك أيضًا حساب المسافة إليها ، ومعرفة سرعة حركتها على طول خط الرؤية ، وقياس الدوران ، ومعرفة المزيد.

في الأجهزة الطيفية الحديثة المستخدمة في التلسكوبات ، يتم استخدام أحدث أجهزة الكشف عن الإشعاع الكهروضوئي ، وهي أكثر دقة وحساسية من لوحة التصوير أو العين البشرية.

ضوئيةهي الأجهزة التي تحول الضوء إلى إشارة كهربائية. فوتويف ه kt - انبعاث الإلكترونات بواسطة مادة تحت تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي.

أدوات الفيزياء الفلكية

أدى التطور السريع للفيزياء التجريبية إلى إنشاء أدوات فيزيائية فلكية مصممة لدراسة الموجات الكهرومغناطيسية غير المرئية للعين.

أصبحت الفيزياء الفلكية "متعدد الموجات". هذا ، بالطبع ، وسع بشكل لا يقاس من قدرته على الحصول على معلومات حول الأجرام السماوية. مرة أخرى في الثلاثينيات. في القرن الحالي ، تم اكتشاف انبعاث الراديو من مجرتنا. في السنوات اللاحقة ، تم بناء و التلسكوبات الراديوية العملاقة أنظمة معقدةهذه التلسكوبات الراديوية. تُستخدم التلسكوبات الراديوية لمراقبة ، على سبيل المثال ، الغاز البينجمي البارد الذي لا ينبعث منه ضوء مرئي ، ودراسة حركة الإلكترونات في المجالات المغناطيسية بين النجوم. يأتي البث الراديوي إلى الأرض من المجرات البعيدة ، مما يشير غالبًا إلى حدوث عمليات تفجير عنيفة هناك.

ديسمبر 1931 ... في أحد مختبرات الجيش ، درس موظفها كارل جانسكي التداخل الجوي في استقبال الراديو. المسار الطبيعي للإرسال الراديوي على موجة 14.7 ممنزعجة من الضوضاء التي لا تظل شدتها ثابتة. تدريجيا ، يتم الكشف عن دورية غامضة - كل 23 ساعة و 56 دقيقة يصبح التداخل قويا بشكل خاص. وهكذا يومًا بعد يوم وشهرًا بعد شهر.

ومع ذلك ، فإن اللغز يجد حله بسرعة. فترة غريبة بالضبط يساوي المدةأيام فلكية بوحدات التوقيت الشمسي. كل 23 ساعة و 56 دقيقة ، وفقًا للساعة المعتادة التي تحسب التوقيت الشمسي ، تحدث الكرة الأرضية ثورة كاملة حول محورها ، وتعود جميع النجوم مرة أخرى إلى موقعها الأصلي بالنسبة إلى أفق أي نقطة على الأرض.

من هذا يستخلص Yansky نتيجة طبيعية: التداخل المزعج هو من أصل كوني. بعض "محطة الراديو" الكونية الغامضة تتخذ مرة واحدة في اليوم مثل هذا الموقف في السماء بحيث يصل الإرسال اللاسلكي إلى أقصى حد له.

يحاول Jansky العثور على كائن يسبب تداخلًا لاسلكيًا. وعلى الرغم من إتقان أجهزة الراديو ، تم العثور على الجاني. تأتي موجات الراديو من كوكبة القوس ، وهي نفس الموجة التي يقع في اتجاهها جوهر نظامنا النجمي - المجرة -. هكذا ولدت علم الفلك الراديويأحد أروع فروع علم الفلك الحديث

علم الفلك الراديوي- جزء من علم الفيزياء الفلكية - أصبح أحد الطرق الرئيسية لدراسة النجوم النابضة النيوترونية. تحمل موجات الراديو معلومات حول بقايا المستعرات الأعظمية وحول الظروف المذهلة للغاية في السحب الغازية الكثيفة.

عندما سقطت في 30 يونيو 1908. من نيزك Tunguska ، شوهدت كرة نارية كبيرة ومشرقة بشكل مذهل في جميع أنحاء وسط سيبيريا. ثبت ذلك في الغلاف الجوي للأرض بسرعة 70 كم / ثانية. طار جسم نيزكي يبلغ وزنه أكثر من مليون طن ، ولمس الأرض ، ثم طار إلى السماء مرة أخرى ، وبعد أن قطع مسافة ما ، سقط تمامًا. وسمع دوي ضربات قوية على بعد ألف كيلومتر من موقع التحطم. دارت موجة الانضغاط التي تم إنشاؤها في الغلاف الجوي حول الأرض عدة مرات. تقلبات حقل مغناطيسي، يتلاشى ، استمر عدة ساعات. لا يمكن تحديد طبيعة هذه التقلبات إلا بمساعدة ملاحظات الفيزياء الفلكية.

أخيرًا ، ألمع افتتاح! أتاح علم الفلك الراديوي اكتشاف بقايا إشعاع الكون - إشعاع كهرومغناطيسي ضعيف يملأ الكون بأكمله ودرجة حرارته حوالي 3 كلفن.

يستخدم علم الفلك الراديوي الآن أكثر أجهزة الاستقبال حساسية وأكبر أنظمة الهوائيات. لقد اخترقت التلسكوبات الراديوية أعماق الفضاء التي لا تزال بعيدة عن متناول المألوف التلسكوبات البصرية. أصبح علم الفلك الراديوي جزءًا لا يتجزأ من العلوم الطبيعية الحديثة. انفتح الفضاء الراديوي أمام البشرية - صورة للكون في موجات الراديو.

نحن نعيش في عالم مليء بالأمواج. أي جسم ، سواء كان كتابًا أو جسدك أو نجمًا ، يشع طاقة على شكل موجات كهرومغناطيسية. العين البشرية ليست حساسة لجميعهم. فقط جزء ضئيل من الموجات الكهرومغناطيسية ، التي تسقط على شبكية العين ، تسبب الإحساس بالضوء. ولكن حتى هذه الحصة تكفي لملء الكرة الأرضية بأشعة الشمس ومجموعة من جميع أنواع الألوان. ربما يكون قصورنا في إدراك الموجات الكهرومغناطيسية هو الاهتمام المفيد للطبيعة نفسها بالنسبة لنا. بعد كل شيء ، إذا أدرك الشخص كل الإشعاعات الموجودة في الطبيعة ، ألن يغمره تنوعها اللامتناهي؟

الأشعة تحت الحمراء

لقد تعلم علماء الفيزياء الفلكية الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام بمساعدة الأشعة تحت الحمراء ، التي تمر بحرية عبر سحب من الغبار تمتص الضوء المرئي. الأشعة تحت الحمراء هي إشعاع كهرومغناطيسي يشغل المنطقة الطيفية بين النهاية الحمراء للضوء المرئي وانبعاث موجات الراديو القصيرة. ما وراء الحد الأحمر للطيف المرئي تقع منطقة الأشعة تحت الحمراء غير المرئية. بعضها ، بطول موجي أقل بكثير من سنتيمتر واحد ، قادر على تسخين أجسامنا بشكل ملحوظ ، وبالتالي يطلق عليها أحيانًا أشعة حرارية. عندما تضع يدك على مكواة ساخنة وتشعر بدفئها على مسافة ما ، في تلك اللحظة تتعرض يدك للأشعة "الحرارية" التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء.

نعم في الأشعة تحت الحمراءلوحظت العمليات في قلب مجرتنا ، وكذلك النجوم "الشابة" التي ولدت في مجمعات كثيفة من الغاز والغبار.

الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما

تحظى الفيزياء الفلكية عالية الطاقة بأهمية خاصة لعلم الفلك ، والتي تدرس عمليات إطلاق الطاقة السريع ، والتي غالبًا ما ترتبط بها أحداث كارثيةفي الأجرام السماوية. الإشعاع الكهرومغناطيسي الناتج له تردد عالٍ ، وطول موجي قصير في المقابل ، ويصنف على أنه أشعة فوق بنفسجية غير مرئية وأشعة سينية وأشعة جاما. الأشعة فوق البنفسجية- الإشعاع الكهرومغناطيسي ، الذي يشغل النطاق بين النهاية البنفسجية للإشعاع المرئي والأشعة السينية. الأشعة السينية هشعاع جديد و -الكهرومغناطيسي إشعاعات أيونية، والتي تحتل المنطقة الطيفية بين جاما و الأشعة فوق البنفسجية. أشعة غاما- نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي ذو طول موجي قصير للغاية ، ونتيجة لذلك ، يتم التعبير عن الجسيم العضلي (تتجلى الخصائص الجسدية للضوء أثناء التأثير الكهروضوئي. كما يتصرف الفوتون كجسيم ينبعث أو يمتص بالكامل بواسطة كائنات ذات أبعاد هي أصغر بكثير من الطول الموجي.) وخصائص الموجة الضعيفة.

من المعروف أنه على جانبي الطيف المرئي توجد مناطق من الإشعاع غير المرئي. هذه هي الأشعة فوق البنفسجية التي يقل طولها الموجي عن 400 ميكرون. يكتشفون وجودهم بطرق مختلفة. في يوم مشمس حار ، يسبب بعضها حروق الشمس على بشرتنا. تؤثر نفس الأشعة بشدة على مستحلب لوحات التصوير العادية ، تاركة آثارًا واضحة للعيان عليها. الأشعة السينية ، التي تستخدم على نطاق واسع في الطب ، تجاور الأشعة فوق البنفسجية. أقصر طول موجي معروف للإشعاع ، ما يسمى بأشعة جاما ، تنبعث أثناء الاضمحلال الإشعاعي. طاقتهم عالية جدًا وخطيرة جدًا - يمكن لإشعاع غاما القوي أن يؤدي إلى ظاهرة مؤلمة. مرض الإشعاع

يمتص الغلاف الجوي للأرض هذه الأنواع من الإشعاع. لذلك ، أصبح تطوير هذه الأقسام من الفيزياء الفلكية الرصدية ممكنًا فقط مع بداية عصر الفضاء ، بعد إنشاء محطات علمية مأهولة وآلية خارج الغلاف الجوي للأرض.

أدت الفيزياء الفلكية عالية الطاقة إلى العديد من الاكتشافات المذهلة. تم استخدام تلسكوبات الأشعة السينية لاكتشاف الغاز الساخن في مجموعات المجرات ، وانبعاثات الأشعة السينية النبضية من النجوم النيوترونية في أنظمة النجوم الثنائية. أخيرًا ، تم اكتشاف إشعاع غاز كثيف شديد التسخين ، والذي يبدو أنه يدور مثل دوامة عندما يسقط في ثقب أسود. جعلت تلسكوبات أشعة جاما من الممكن اكتشاف عمليات إبادة الإلكترونات والبوزيترونات في مركز مجرتنا - تحولها إلى إشعاع غاما أثناء الاصطدام.

علم الفلك النيوترينو

بدأ هذا الفرع الجديد من علم الفلك الرصدي ، المرتبط بالبحث عن تدفقات النيوترينو من مصادر خارج كوكب الأرض ودراستها ، في التطور في الثمانينيات. النيوترينو هو النوع الوحيد من الإشعاع الذي يأتي إلى مراقب الأرض من أعماق الشمس والنجوم ويحمل معلومات حول هيكلها الداخلي والعمليات التي تجري هناك. الوسائل الحديثةتسمح تسجيلات النيوترينو بإمكانية اكتشاف إشعاع النيوترينو من الشمس والمستعرات الأعظمية في مجرتنا فقط.

جعلت البيانات الأولى بالفعل عن تدفقات النيوترينو الشمسية من الممكن وضع فرضيات مثيرة للاهتمام للغاية في العمليات اندماج نووي حراريفي احشاء الشمس. سيتم اختبارها في التجارب المستقبلية.

إن وجود تدفق قوي للنيوترينو من الشمس يأتي من المفهوم الحديث لأصل الشمس وهيكلها ، والذي بموجبه يتم توفير لمعانها بالكامل من خلال طاقة التحويل الحراري النووي للهيدروجين إلى هيليوم في المنطقة المركزية للشمس. . كما تظهر حسابات النماذج الشمسية ، فإن دورة الهيدروجين تقدم المساهمة الرئيسية في إطلاق الطاقة ، ولا تزيد حصة دورة الكربون-النيتروجين (CNO) عن 1٪.

تم إجراء التجارب الأولى على مراقبة النيوترينوات الشمسية من قبل العالم الأمريكي R. Davis وزملاؤه في 1967-1968 باستخدام كاشف نيوترينو كيميائي إشعاعي يحتوي على 610 أطنان من البيركلوروإيثيلين السائل (C 2 Cl 4).

تدفقات النيوترينو من النجوم الأخرى "الهادئة" ، حتى الأقرب منها ، صغيرة جدًا ولا يمكن اكتشافها بالطرق الحديثة. في الوقت نفسه ، تبدو مهمة مراقبة انفجارات النيوترينو من النجوم في لحظة انهيار جاذبيتها ممكنة تمامًا. الأجسام الأكثر احتمالا هي المستعرات الأعظمية لمجرتنا ، مباشرة قبل الانفجار الذي يحدث الانهيار نواة مركزية. يمكن تسجيل انفجار نيوترينو حتى لو كان المستعر الأعظم غير مرئي بصريًا. مدة هذا الفلاش 0.01 ثانية. عن طريق قياس وقت تأخير بداية التوهج ، المسجل بواسطة أجهزة الكشف في أماكن مختلفةحول العالم ، يمكنك ضبط اتجاه وصول إشعاع النيوترينو. يمكن اكتشاف الومضات بواسطة جهاز وميض يحتوي على الهيدروجين بكتلة تصل إلى عدة مئات تيفي شكل سلسلة مميزة من النبضات. يتم إجراء مثل هذه التجارب في روسيا والولايات المتحدة الأمريكية.

خاتمة

لآلاف السنين ، تلقى علماء الفلك فقط المعلومات حول الظواهر السماوية التي جلبها لهم الضوء. يمكننا القول أنهم درسوا هذه الظواهر من خلال شق ضيق في طيف واسع من الإشعاع الكهرومغناطيسي. منذ ثلاثة عقود ، وبفضل تطور فيزياء الراديو ، نشأ علم الفلك الراديوي ، مما وسع فهمنا للكون بشكل كبير. ساعدت في التعرف على وجود العديد من الأجسام الفضائية التي لم تكن معروفة من قبل. كان الموقع مصدرًا إضافيًا للمعرفة الفلكية مقياس كهرومغناطيسي، الكذب في نطاق موجات الراديو ديسيمتر والسنتيمتر.

يتم جلب تدفق هائل للمعلومات العلمية من الفضاء بواسطة أنواع أخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي لا يصل إلى سطح الأرض ، ويتم امتصاصه في الغلاف الجوي. مع إطلاق الإنسان في الفضاء الخارجي ، ولدت فروع جديدة لعلم الفلك: علم الفلك فوق البنفسجي والأشعة تحت الحمراء ، وعلم فلك الأشعة السينية وأشعة جاما. توسعت إمكانية دراسة الجسيمات الكونية الأولية التي تقع على حدود الغلاف الجوي للأرض بشكل هائل: يمكن لعلماء الفلك التحقيق في جميع أنواع الجسيمات والإشعاعات القادمة من الفضاء الخارجي. لقد تجاوزت كمية المعلومات العلمية التي حصل عليها علماء الفلك في العقود الأخيرة بكثير كمية المعلومات التي تم الحصول عليها في التاريخ الماضي بأكمله لعلم الفلك. تم استعارة طرق البحث ومعدات التسجيل المستخدمة في هذه الحالة من ترسانة الفيزياء الحديثة ؛ يتحول علم الفلك القديم إلى فيزياء فلكية شابة سريعة التطور.

الآن يتم إنشاء أسس علم فلك النيوترينو ، والتي ستزود العلماء بمعلومات حول العمليات التي تحدث في أعماق الأجسام الكونية ، على سبيل المثال ، في أعماق شمسنا. أصبح إنشاء علم فلك النيوترينو ممكنًا فقط بفضل التقدم في الفيزياء النوى الذريةوالجسيمات الأولية.

ربما كان الأمر الأكثر إثارة للدهشة في الفيزياء الحديثة هو العلاقة غير المتوقعة بين الكون ، حيث تنتشر المجرات والعناقيد النجمية مثل جزيئات الغبار النادرة ، والعالم الصغير القريب المتلاشي للجسيمات الأولية. قطبان للكون! من ناحية ، هناك كون ضخم ومتوسع ، ومن ناحية أخرى ، فإن "قوالب" المادة سريعة الزوال ، غير مرئية تحت أي مجهر ، تكاد تكون سريعة الزوال. واتضح أنه في ظل ظروف معينة يمكن أن يتمتع الكون بخصائص الجسيمات الدقيقة ، وقد تحتوي بعض الأجسام الدقيقة على عوالم كونية كاملة بداخلها. على الأقل هذا ما تقوله النظرية. كبير وصغير ومعقد وبسيط - كل شيء متشابك هنا. كم هي الطبيعة الماكرة! إنه مثل مسطرة مربوطة في عقدة. اذهب واكتشف من أين تبدأ! مما يتكون البروتون والنيوترون؟ هل هناك أي شيء أعمق وأصغر؟ وبوجه عام ، هل يمكن أن يكون هناك حد لقابلية المادة؟ ماذا كان يحدث في كوننا عندما كان لا يزال صغيرًا جدًا وكانت أبعاده أصغر بمليارات المرات من الذرة؟ ما هي الجسيمات المضادة وهل هناك عوالم من المادة المضادة؟ الكثير من الأسئلة ، وكل منها يسحب سلسلة من الأسئلة الجديدة ، والتي لا يزال العلماء أنفسهم بعيدين عن الوضوح. تبين أن الكون متنوع إلى ما لا نهاية ، ولا ينضب للباحث ...

"هذه الأسرار العميقة والأفكار السامية مخفية هنا ، وعلى الرغم من جهود المئات من أمهر المفكرين الذين عملوا لآلاف السنين ، إلا أنهم لم يتمكنوا بعد من اختراقها ، ولا تزال متعة البحث والاكتشافات الإبداعية لا يزال موجودًا ". هذه الكلمات ، التي قالها غاليليو منذ ثلاثة قرون ونصف ، ليست بأي حال من الأحوال بالية.

قائمة الأدب المستخدم.

1. Zasov A.V. ، Kononovich E.V. علم الفلك: كتاب مدرسي للصف الحادي عشر المؤسسات التعليمية. الطبعة الثالثة. - م: التعليم ، JSC "كتب موسكو المدرسية" ، 2001.

2. O. Struve ، B. Linds ، E. Pillans. علم الفلك الابتدائي. الطبعة الثانية. –M: Nauka ، 1967.

3. موشيه د. علم الفلك: كتاب للطلاب. الترجمة من الإنجليزية / تحرير أ. أ. غورشتين. - م: التنوير ، 1985.

4. Agekyan T. A. النجوم ، المجرات ، Metagalaxy. - الطبعة الثالثة. –M: Nauka ، 1981.

5. Siegel F.Yu. علم الفلك في تطوره: كتاب للطلاب في الصفوف 8-10 المدرسة الثانوية. - م: التنوير ، 1988.

6. القاموس الموسوعي لعالم فيزيائي شاب. - م: علم أصول التدريس ، 1984.

قواميس

فيزياء الفضاء هي علم يدرس الإشعاع الكوني خارج الغلاف الجوي للكوكب. هذا الاتجاه هو الاتجاه الرئيسي لـ SINP MSU. تُجرى الأبحاث على الأقمار الصناعية الأرضية الاصطناعية ومحطة الفضاء الدولية والمحطات الآلية بين الكواكب.

يعد البحث في هذا المجال مهمًا ليس فقط من وجهة نظر العلوم الأساسية لفهم أصل وبنية الكون ، وكذلك العمليات التي تحدث فيه ، ولكن أيضًا لتطوير نماذج الإشعاع التطبيقية ، والتي تعد ضرورية لكل من زيادة مدة الوجود النشط للمركبات الفضائية وتقليل خطر الإشعاع من الرحلات المأهولة ، ومنع المظاهر الأرضية غير المرغوب فيها للظواهر الفيزيائية الكونية.

في 3 نوفمبر 1957 ، أصبح موظفو SINP MSU أول من يرسل أداة علمية إلى الفضاء في العالم. تم تثبيته على ثاني قمر صناعي للأرض ، والذي طار عليه أيضًا الكائن الحي الأول ، الكلب لايكا. منذ ذلك الحين ، تم تطوير وتصنيع الأجهزة العلمية في SINP MSU على أكثر من 240 قمرا صناعيا للأرض ومحطات آلية بين الكواكب متجهة إلى القمر والزهرة والمريخ. خلال هذا الوقت ، بمساعدة الأجهزة العلمية ، تمكن علماء المعهد من الحصول على عدد من النتائج ذات المستوى العالمي ، من بينها اكتشاف أحزمة الإشعاع (منطقة الإشعاع الخارجي) ، شذوذ جنوب المحيط الأطلسي (البرازيلي) في التوزيع الجسيمات المحاصرة على ارتفاعات منخفضة ؛ دراسات التركيب والتركيب الكيميائي وديناميات الأحزمة الإشعاعية والتيار الدائري.

في الوقت الحاضر ، تجري SINP MSU دراسات تجريبية للإشعاع والأشعة الكونية في المنطقة بأكملها تقريبًا من الفضاء القريب من الأرض: في المدار الثابت بالنسبة للأرض (أقمار سلسلة Express) ، في مدار إهليلجي للغاية (أقمار سلسلة Molniya) ، في منخفض مدارات (أقمار سلسلة Meteor). ، محطة الفضاء الدولية). في يوليو 2014 ، تم إطلاق مركبة فضائية صغيرة بنجاح في مدار الأرض من أجل الأساسية أبحاث الفضاءمع المعدات العلمية الخاصة بـ RELEK المثبتة على متن الطائرة ، والمصممة لدراسة الإلكترونات النسبية لأحزمة الإشعاع واتصالها المحتمل بتفريغ الكهرباء على ارتفاعات عالية. في نهاية عام 2014 ، من المخطط إطلاق المعدات العلمية الخاصة بها "نيوكليون" لدراسة الأشعة الكونية المجرية في نطاق الطاقة 10 11-10 15 فولت ، وفي عام 2015 - القمر الصناعي الجامعي "لومونوسوف" لمواصلة الدراسات العالمية العمليات المتطرفة في الفضاء القريب والبعيد ، بدأت على الأقمار الصناعية "Universitetsky-Tatyana" (2005) و "Universitetsky-Tatyana-2" (2009). للحصول على معلومات حول حالة الإشعاع في الفضاء الخارجي ومعالجتها ، وكذلك التنبؤ بتغيراتها ، تم إنشاء مركز مراقبة الفضاء في SINP MSU ، حيث يتم تلقي المعلومات من جميع الأقمار الصناعية الروسية وعدد من المركبات الفضائية الأجنبية (ACE ، SDO ، سوهو ، جوز).

تمت دراسة تأثيرات الإشعاع في الإلكترونيات الموجودة على متن الطائرة سفينة فضائية، يتم تطوير طرق للتنبؤ بفشل الإلكترونيات على متن الطائرة بسبب الإشعاع.

واحدة من أولى الأجهزة العلمية في العالم التي تم إرسالها إلى الفضاء (تم إطلاقها في 3 نوفمبر 1957). تم تصميمها وتصنيعها في SINP MSU

أول قمر صناعي جامعي "Universitetsky-Tatiana" لدراسة ظاهرة الضوء العابر في الغلاف الجوي العلوي للأرض (2005). تم تصميمها وتصنيعها في SINP MSU

القمر الصناعي الجامعي الثاني "University-Tatiana-2" لدراسة ظاهرة الضوء العابر في الغلاف الجوي العلوي للأرض (2009). تم تصميمها وتصنيعها في SINP MSU

المعدات العلمية "RELEK" (الإلكترونات النسبية) لدراسة التصريفات الكهربائية على ارتفاعات عالية ، وظواهر الغلاف الجوي العابرة ، و "ترسبات" الإلكترونات النسبية من أحزمة إشعاع الأرض (2014). المشاركون: روسيا (بشكل أساسي SINP MSU) ، أوكرانيا ، بولندا ، المجر ، كوريا. مثبتة على القمر الصناعي "فيرنوف"

المعدات العلمية "نيكلون" لدراسة الأشعة الكونية المجرية. تم تصميمها وتصنيعها في SINP MSU. مثبتة على القمر الصناعي "Resurs-P" رقم 2

القمر الصناعي الجامعي "Lomonosov" لدراسة الأشعة الكونية ذات الطاقات العالية للغاية والعمليات السريعة في نطاقات الطول الموجي البصري والأشعة السينية وجاما التي تحدث في الطبقات العلياجو الأرض والكون. المشاركون: روسيا (SINP MSU بشكل أساسي) ، الولايات المتحدة الأمريكية ، كوريا ، الدنمارك ، إسبانيا ، المكسيك ، تايوان

مركز مراقبة الفضاء الذي يتلقى معلومات من الأقمار الصناعية الروسية وعدد من المركبات الفضائية الأجنبية. تم إنشاؤه في SINP MSU للحصول على معلومات حول حالة الإشعاع في الفضاء الخارجي ومعالجتها ، وكذلك التنبؤ بتغيراتها

خوادم مركز مراقبة الفضاء التابع لـ SINP MSU

مؤسسة تعليمية عامة بلدية مستقلة

"المدرسة الثانوية رقم 2" التابعة للبلدية

"منطقة بلدية لينينوغورسك" بجمهورية تتارستان

خلاصة

حول موضوع: "الفيزياء والفضاء"

مكتمل:

خميدولينا أ.م.

زولينا إس.

11 طلاب فئة ب

مدرس:

Zhuravleva M.P.

لينينوجورسك 2011

مقدمة الفيزياء والفضاء طرق الفيزياء الفلكية: أدوات الفيزياء الفلكية

علم الفلك الراديوي الأشعة تحت الحمراء الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما

مراجع استنتاج علم الفلك النيوترينو

مقدمة

في سياق التعارف مع الكون المحيط بنا ، نشأت مجالات معرفة جديدة. ولدت مجالات بحثية منفصلة ، وتطورت تدريجيًا إلى تخصصات علمية مستقلة. كلهم ، بالطبع ، متحدون من خلال المصالح المشتركة لعلم الفلك ، لكن التخصص الضيق نسبيًا في علم الفلك جعل نفسه محسوسًا أكثر فأكثر. الفيزياء الفلكية هي فرع من فروع علم الفلك يدرس الطبيعة الفيزيائية للأجرام السماوية. وقد أصبح هذا ممكنًا بفضل اختراع التلسكوب ، الذي جعل المسافة البعيدة قريبة ومكن من التفكير في تفاصيل مذهلة في السماء والأجرام السماوية. شهدت الفيزياء الفلكية تطورًا سريعًا بشكل خاص مع اكتشاف التحليل الطيفي في القرن التاسع عشر. يستمر النمو السريع للمعرفة الفيزيائية الفلكية ، والتوسع السريع غير المسبوق لوسائل دراسة فيزياء الفضاء في عصرنا. نود معرفة المزيد عن المجال الفيزيائي لعلم الفلك. هذا الموضوع مهم بشكل خاص هذا العام ، منذ 12 أبريل 2011 يصادف الذكرى الخمسين لأول رحلة إلى الفضاء ، ومؤخراً تحظى المهن في مجال علم الفلك بشعبية كبيرة. يمكن استخدام هذه المواد من قبل المعلمين والطلاب في المدارس. الغرض من هذا الملخص:دراسة الموضوع وتعليم منهجية التحليل والتعميم وفهم المعلومات واكتساب المعرفة بالمقرر المقروء. مهام: - دراسة المؤلفات المتعلقة بالفيزياء وعلم الفلك. - جمع وتعميم المواد ؛ - كتابة وتصميم الملخص. - عرض الملخص في التطبيق الإعلامي. منذ العصور القديمة ، اجتذب الفضاء السحيق اللامتناهي ، المليء بالعديد من الماس اللامع ، الناس وجذب نظراتهم ... نظرًا لوجود أشخاص على الأرض ، فقد اشتاقوا دائمًا لمعرفة المزيد عن الأجرام السماوية ، عن العوالم البعيدة المرصعة بالنجوم ، حول الكون السحري الهائل ... درس قدماء الصينيون السماء المرصعة بالنجوم ووضعوا خرائط النجوم الأولى ... شاهد المصريون القدماء القمر والشمس والنجوم ... وأخيراً حقق الإنسان ما كان يسعى إليه لملايين السنين ...

الفيزياء والفضاء

طرق الفيزياء الفلكية

من بين طرق الفيزياء الفلكية ، القياس الضوئي الفلكي ذو أهمية كبيرة ، وتتمثل مهمته في قياس سطوع الأجرام السماوية باستخدام الملاحظات البصرية ، والتصويرية ، والكهروضوئية. يلعب التحليل الفلكي دورًا أكبر في الفيزياء الفلكية. تتيح دراسة أطياف الأجرام السماوية الحكم على التركيب الكيميائي والحالة الفيزيائية للمادة على هذه الأجسام ، وتحديد درجة حرارة الرؤية ، وحساب سرعة الاقتراب من النجم أو إزالته ، واستخلاص استنتاجات حول الدوران. النجوم ، حول العمليات الفيزيائية المختلفة التي تحدث في الغلاف الجوي للشمس والنجوم ، في السدم الغازية وفي البيئة بين النجوم. فيما يتعلق بإطلاق أول أقمار صناعية للأرض والشمس في الاتحاد السوفياتي ، تلقت الفيزياء الفلكية طرق بحث جديدة. تتيح المعدات المثبتة على الأقمار الصناعية تسجيل إشعاع الأجرام السماوية بعيدًا عن الغلاف الجوي للأرض. تتميز طرق البحث في الفيزياء الفلكية بميزتين أساسيتين تميزهما عن طرق الفيزياء المختبرية. أولاً ، في المختبر ، يقوم الفيزيائي بنفسه بإجراء تجارب ، ويعرض الأجسام قيد الدراسة لتأثيرات مختلفة. في الفيزياء الفلكية ، لا يمكن تحقيق سوى الملاحظات السلبية ، حيث لا يمكن إجراء تجارب ، على سبيل المثال ، على النجوم. ثانيًا ، إذا كان من الممكن في المختبر قياس درجة الحرارة والكثافة والتركيب الكيميائي للأجسام مباشرةً ، وما إلى ذلك ، ففي الفيزياء الفلكية يتم الحصول على جميع البيانات تقريبًا عن الأجرام السماوية البعيدة عن طريق تحليل البيانات القادمة منها موجات كهرومغناطيسية- الضوء المرئي وأشعة أخرى غير مرئية للعين. ما هي سمات الكواكب والقمر التي تم تحديدها وشرحها من قبل علماء الفيزياء الفلكية؟
يدور القمر خلال نفس الوقت ، سواء حول محوره أو حول محور الأرض ، لذلك يرى أبناء الأرض جانبًا واحدًا فقط من هذا الجسم الكوني. لذلك ، جعلت الفيزياء الفلكية من الممكن ، بمساعدة الرادار القائم على القوانين الفيزيائية ، رسم خريطة لسطح القمر كما يُرى من الأرض. كانت المنخفضات الضخمة تسمى بحارًا ، لكن بدون ماء ، والمساحات المضيئة جبال حقيقية يصل ارتفاعها إلى 8000 متر. صخور حادة ، تم العثور على عدد كبير من الحفر من أصل بركاني ونيزكي. تشكل الملاحظات الفيزيائية الفلكية أساس الفيزياء الفلكية. في هذه الحالة ، فإن الطريقة الأكثر أهمية هي التحليل الطيفي ، أي دراسة تدفق الطاقة للإشعاع القادم إلى الأرض ، اعتمادًا على طول الموجات الكهرومغناطيسية. تحمل الموجات الكهرومغناطيسية معلومات حول الظروف في المادة التي تنشأ فيها أو تختبر الامتصاص والتشتت. مهمة التحليل الطيفي هي فك شفرة المعلومات. أتاح ظهور التحليل الطيفي في النصف الثاني من القرن العشرين على الفور استخلاص استنتاجات حول التركيب الكيميائي للأجرام السماوية. كان أحد أول الإنجازات الرائعة للفيزياء الفلكية ، التي تم الحصول عليها باستخدام هذه التقنية التجريبية ، هو اكتشاف عنصر غير معروف سابقًا - الهليوم - عند دراسة طيف كروموسفير الشمس أثناء الكسوف الكلي في عام 1968. في وقت لاحق ، نتيجة لتطور الفيزياء التجريبية والنظرية ، أصبح من الممكن تحديد جميع الخصائص الفيزيائية للأجرام السماوية والوسط النجمي باستخدام التحليل الطيفي. تتيح لك الأطياف معرفة درجة حرارة الغاز وكثافته والمحتوى النسبي للعناصر الكيميائية المختلفة وحالة ذرات هذه العناصر وسرعة الغاز وقوة المجالات المغناطيسية. من أطياف النجوم ، يمكنك أيضًا حساب المسافة إليها ، ومعرفة سرعة حركتها على طول خط الرؤية ، وقياس الدوران ، ومعرفة المزيد. في الأجهزة الطيفية الحديثة المستخدمة في التلسكوبات ، يتم استخدام أحدث أجهزة الكشف عن الإشعاع الكهروضوئي ، وهي أكثر دقة وحساسية من لوحة التصوير أو العين البشرية. ضوئيةهي الأجهزة التي تحول الضوء إلى إشارة كهربائية. فوتويفهكيلو طن -انبعاث الإلكترونات بواسطة مادة تحت تأثير الإشعاع الكهرومغناطيسي.

أدوات الفيزياء الفلكية

أدى التطور السريع للفيزياء التجريبية إلى إنشاء أدوات فيزيائية فلكية مصممة لدراسة الموجات الكهرومغناطيسية غير المرئية للعين. أصبحت الفيزياء الفلكية "متعدد الموجات". هذا ، بالطبع ، وسع بشكل لا يقاس من قدرته على الحصول على معلومات حول الأجرام السماوية. مرة أخرى في الثلاثينيات. في القرن الحالي ، تم اكتشاف انبعاث الراديو من مجرتنا. في السنوات اللاحقة ، تم بناء تلسكوبات راديوية عملاقة وأنظمة معقدة من هذه التلسكوبات الراديوية. تُستخدم التلسكوبات الراديوية لمراقبة ، على سبيل المثال ، الغاز البينجمي البارد الذي لا ينبعث منه ضوء مرئي ، ودراسة حركة الإلكترونات في المجالات المغناطيسية بين النجوم. يأتي البث الراديوي إلى الأرض من المجرات البعيدة ، مما يشير غالبًا إلى حدوث عمليات تفجير عنيفة هناك. ديسمبر 1931 ... في أحد مختبرات الجيش ، درس موظفها كارل جانسكي التداخل الجوي في استقبال الراديو. المسار الطبيعي للإرسال الراديوي على موجة 14.7 ممنزعجة من الضوضاء التي لا تظل شدتها ثابتة. تدريجيا ، يتم الكشف عن دورية غامضة - كل 23 ساعة و 56 دقيقة يصبح التداخل قويا بشكل خاص. وهكذا يومًا بعد يوم وشهرًا بعد شهر. ومع ذلك ، فإن اللغز يجد حله بسرعة. الفترة الغريبة تساوي تمامًا طول يوم فلكي بوحدات التوقيت الشمسي. كل 23 ساعة و 56 دقيقة ، وفقًا للساعة المعتادة التي تحسب التوقيت الشمسي ، تحدث الكرة الأرضية ثورة كاملة حول محورها ، وتعود جميع النجوم مرة أخرى إلى موقعها الأصلي بالنسبة إلى أفق أي نقطة على الأرض. من هذا يستخلص Yansky نتيجة طبيعية: التداخل المزعج هو من أصل كوني. بعض "محطة الراديو" الكونية الغامضة تتخذ مرة واحدة في اليوم مثل هذا الموقف في السماء بحيث يصل الإرسال اللاسلكي إلى أقصى حد له. يحاول Jansky العثور على كائن يسبب تداخلًا لاسلكيًا. وعلى الرغم من إتقان أجهزة الراديو ، تم العثور على الجاني. تأتي موجات الراديو من كوكبة القوس ، وهي نفس الموجة التي يقع في اتجاهها جوهر نظامنا النجمي - المجرة -. هكذا ولدت علم الفلك الراديويأحد أروع فروع علم الفلك الحديث علم الفلك الراديوي- جزء من علم الفيزياء الفلكية - أصبح أحد الطرق الرئيسية لدراسة النجوم النابضة النيوترونية. تحمل موجات الراديو معلومات حول بقايا المستعرات الأعظمية وحول الظروف المذهلة للغاية في السحب الغازية الكثيفة. عندما سقطت في 30 يونيو 1908. من نيزك Tunguska ، شوهدت كرة نارية كبيرة ومشرقة بشكل مذهل في جميع أنحاء وسط سيبيريا. ثبت ذلك في الغلاف الجوي للأرض بسرعة 70 كم / ثانية. طار جسم نيزكي يبلغ وزنه أكثر من مليون طن ، ولمس الأرض ، ثم طار إلى السماء مرة أخرى ، وبعد أن قطع مسافة ما ، سقط تمامًا. وسمع دوي ضربات قوية على بعد ألف كيلومتر من موقع التحطم. دارت موجة الانضغاط التي تم إنشاؤها في الغلاف الجوي حول الأرض عدة مرات. تذبذبات المجال المغناطيسي ، يتلاشى ، استمرت عدة ساعات. لا يمكن تحديد طبيعة هذه التقلبات إلا بمساعدة ملاحظات الفيزياء الفلكية. أخيرًا ، ألمع افتتاح! أتاح علم الفلك الراديوي اكتشاف إشعاع الكون - إشعاع كهرومغناطيسي ضعيف يملأ الكون بأكمله ودرجة حرارته حوالي 3 كلفن ، يستخدم علم الفلك الراديوي الآن أجهزة الاستقبال الأكثر حساسية وأكبر أنظمة الهوائيات. اخترقت التلسكوبات الراديوية أعماق الفضاء التي لا تزال بعيدة عن متناول التلسكوبات البصرية التقليدية. أصبح علم الفلك الراديوي جزءًا لا يتجزأ من العلوم الطبيعية الحديثة. انفتح الفضاء الراديوي أمام البشرية - صورة للكون في موجات الراديو. نحن نعيش في عالم مليء بالأمواج. أي جسم ، سواء كان كتابًا أو جسدك أو نجمًا ، يشع طاقة على شكل موجات كهرومغناطيسية. العين البشرية ليست حساسة لجميعهم. فقط جزء ضئيل من الموجات الكهرومغناطيسية ، التي تسقط على شبكية العين ، تسبب الإحساس بالضوء. ولكن حتى هذه الحصة تكفي لملء الكرة الأرضية بأشعة الشمس ومجموعة من جميع أنواع الألوان. ربما يكون قصورنا في إدراك الموجات الكهرومغناطيسية هو الاهتمام المفيد للطبيعة نفسها بالنسبة لنا. بعد كل شيء ، إذا أدرك الشخص كل الإشعاعات الموجودة في الطبيعة ، ألن يغمره تنوعها اللامتناهي؟

الأشعة تحت الحمراء

لقد تعلم علماء الفيزياء الفلكية الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام بمساعدة الأشعة تحت الحمراء ، التي تمر بحرية عبر سحب من الغبار تمتص الضوء المرئي. الأشعة تحت الحمراء هي إشعاع كهرومغناطيسي يشغل المنطقة الطيفية بين النهاية الحمراء للضوء المرئي وانبعاث موجات الراديو القصيرة. ما وراء الحد الأحمر للطيف المرئي تقع منطقة الأشعة تحت الحمراء غير المرئية. بعضها ، بطول موجي أقل بكثير من سنتيمتر واحد ، قادر على تسخين أجسامنا بشكل ملحوظ ، وبالتالي يطلق عليها أحيانًا أشعة حرارية. عندما تضع يدك على مكواة ساخنة وتشعر بدفئها على مسافة ما ، في تلك اللحظة تتعرض يدك للأشعة "الحرارية" التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء.

لذلك ، في الأشعة تحت الحمراء ، تُلاحظ العمليات في قلب مجرتنا ، وكذلك النجوم "الشابة" التي ولدت في مجمعات كثيفة من الغاز والغبار.

الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما

تحظى الفيزياء الفلكية عالية الطاقة بأهمية خاصة لعلم الفلك ، حيث تدرس عمليات إطلاق الطاقة السريع ، والتي غالبًا ما ترتبط بظواهر كارثية في الأجرام السماوية. الإشعاع الكهرومغناطيسي الناتج له تردد عالٍ ، وطول موجي قصير في المقابل ، وينتمي إلى الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما غير المرئية . الأشعة فوق البنفسجية- الإشعاع الكهرومغناطيسي ، الذي يشغل النطاق بين النهاية البنفسجية للإشعاع المرئي والأشعة السينية. الأشعة السينيةهشعاع جديدو -الإشعاع المؤين الكهرومغناطيسي الذي يشغل المنطقة الطيفية بين أشعة جاما والأشعة فوق البنفسجية. أشعة غاما- نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي ذو طول موجي قصير للغاية ، ونتيجة لذلك ، يتم التعبير عن الجسيم العضلي (تتجلى الخصائص الجسدية للضوء أثناء التأثير الكهروضوئي. كما يتصرف الفوتون كجسيم ينبعث أو يمتص بالكامل بواسطة كائنات ذات أبعاد هي أصغر بكثير من الطول الموجي.) وخصائص الموجة الضعيفة.

من المعروف أنه على جانبي الطيف المرئي توجد مناطق من الإشعاع غير المرئي. هذه هي الأشعة فوق البنفسجية التي يقل طولها الموجي عن 400 ميكرون. يكتشفون وجودهم بطرق مختلفة. في يوم مشمس حار ، يسبب بعضها حروق الشمس على بشرتنا. تؤثر نفس الأشعة بشدة على مستحلب لوحات التصوير العادية ، تاركة آثارًا واضحة للعيان عليها. الأشعة السينية ، التي تستخدم على نطاق واسع في الطب ، تجاور الأشعة فوق البنفسجية. أقصر طول موجي معروف للإشعاع ، ما يسمى بأشعة جاما ، تنبعث أثناء الاضمحلال الإشعاعي. طاقتهم عالية جدًا وخطيرة جدًا - يمكن لإشعاع غاما القوي أن يؤدي إلى ظاهرة مؤلمة تتمثل في داء الإشعاع.

يمتص الغلاف الجوي للأرض هذه الأنواع من الإشعاع. لذلك ، أصبح تطوير هذه الأقسام من الفيزياء الفلكية الرصدية ممكنًا فقط مع بداية عصر الفضاء ، بعد إنشاء محطات علمية مأهولة وآلية خارج الغلاف الجوي للأرض.

أدت الفيزياء الفلكية عالية الطاقة إلى العديد من الاكتشافات المذهلة. تم استخدام تلسكوبات الأشعة السينية لاكتشاف الغاز الساخن في مجموعات المجرات ، وانبعاثات الأشعة السينية النبضية من النجوم النيوترونية في أنظمة النجوم الثنائية. أخيرًا ، تم اكتشاف إشعاع غاز كثيف شديد التسخين ، والذي ، على ما يبدو ، يدور مثل دوامة عندما يسقط في ثقب أسود. جعلت تلسكوبات أشعة جاما من الممكن اكتشاف عمليات إبادة الإلكترونات والبوزيترونات في مركز مجرتنا - تحولها إلى إشعاع غاما أثناء الاصطدام.

علم الفلك النيوترينو

هذا فرع جديد من علم الفلك الرصدي يتعلق بالبحث عن الجداول ودراستها نيوترينومن مصادر من أصل خارج الأرض بدأت في التطور في الثمانينيات. النيوترينو هو النوع الوحيد من الإشعاع الذي يأتي إلى مراقب الأرض من أعماق الشمس والنجوم ويحمل معلومات حول هيكلها الداخلي والعمليات التي تجري هناك. تسمح الوسائل الحديثة لكشف النيوترينوات بإمكانية اكتشاف إشعاع النيوترينو فقط من الشمس والمستعرات الأعظمية في مجرتنا.

جعلت البيانات الأولى بالفعل عن تدفقات النيوترينو الشمسية من الممكن وضع فرضيات مثيرة للاهتمام للغاية في العمليات اندماج نووي حراريفي احشاء الشمس. سيتم اختبارها في التجارب المستقبلية.

إن وجود تدفق قوي للنيوترينو من الشمس يأتي من المفهوم الحديث لأصل الشمس وهيكلها ، والذي بموجبه يتم توفير لمعانها بالكامل من خلال طاقة التحويل الحراري النووي للهيدروجين إلى هيليوم في المنطقة المركزية للشمس. . كما تظهر حسابات النماذج الشمسية ، فإن دورة الهيدروجين تقدم المساهمة الرئيسية في إطلاق الطاقة ، ولا تزيد حصة دورة الكربون-النيتروجين (CNO) عن 1٪.

تم إجراء التجارب الأولى على مراقبة النيوترينوات الشمسية من قبل العالم الأمريكي R. Davis وزملاؤه في 1967-1968 باستخدام كاشف نيوترينو كيميائي إشعاعي يحتوي على 610 أطنان من البيركلوروإيثيلين السائل (C 2 Cl 4).

تدفقات النيوترينو من النجوم الأخرى "الهادئة" ، حتى الأقرب منها ، صغيرة جدًا ولا يمكن اكتشافها بالطرق الحديثة. في الوقت نفسه ، تبدو مهمة مراقبة انفجارات النيوترينو من النجوم في لحظة انهيار جاذبيتها ممكنة تمامًا. الأجسام الأكثر احتمالا هي المستعرات الأعظمية لمجرتنا ، مباشرة قبل الانفجار الذي ينهار قلبه المركزي. يمكن تسجيل انفجار نيوترينو حتى لو كان المستعر الأعظم غير مرئي بصريًا. مدة هذا الفلاش 0.01 ثانية. من خلال قياس وقت التأخير في بداية التوهج ، المسجل بواسطة أجهزة الكشف في أماكن مختلفة من الكرة الأرضية ، من الممكن تحديد اتجاه وصول إشعاع النيوترينو. يمكن اكتشاف الومضات بواسطة جهاز وميض يحتوي على الهيدروجين بكتلة تصل إلى عدة مئات تيفي شكل سلسلة مميزة من النبضات. يتم إجراء مثل هذه التجارب في روسيا والولايات المتحدة الأمريكية.

خاتمة

لآلاف السنين ، تلقى علماء الفلك فقط المعلومات حول الظواهر السماوية التي جلبها لهم الضوء. يمكننا القول أنهم درسوا هذه الظواهر من خلال شق ضيق في طيف واسع من الإشعاع الكهرومغناطيسي. منذ ثلاثة عقود ، وبفضل تطور فيزياء الراديو ، نشأ علم الفلك الراديوي ، مما وسع فهمنا للكون بشكل كبير. ساعدت في التعرف على وجود العديد من الأجسام الفضائية التي لم تكن معروفة من قبل. كان مصدرًا إضافيًا للمعرفة الفلكية قسمًا من المقياس الكهرومغناطيسي ، والذي يقع في نطاق موجات الراديو بالسنتيمتر والسنتيمتر.

يتم جلب تدفق هائل للمعلومات العلمية من الفضاء بواسطة أنواع أخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي لا يصل إلى سطح الأرض ، ويتم امتصاصه في الغلاف الجوي. مع إطلاق الإنسان في الفضاء الخارجي ، ولدت فروع جديدة لعلم الفلك: علم الفلك فوق البنفسجي والأشعة تحت الحمراء ، وعلم فلك الأشعة السينية وأشعة جاما. توسعت إمكانية دراسة الجسيمات الكونية الأولية التي تقع على حدود الغلاف الجوي للأرض بشكل هائل: يمكن لعلماء الفلك التحقيق في جميع أنواع الجسيمات والإشعاعات القادمة من الفضاء الخارجي. لقد تجاوزت كمية المعلومات العلمية التي حصل عليها علماء الفلك في العقود الأخيرة بكثير كمية المعلومات التي تم الحصول عليها في التاريخ الماضي بأكمله لعلم الفلك. تم استعارة طرق البحث ومعدات التسجيل المستخدمة في هذه الحالة من ترسانة الفيزياء الحديثة ؛ يتحول علم الفلك القديم إلى فيزياء فلكية شابة سريعة التطور.

الآن يتم إنشاء أسس علم فلك النيوترينو ، والتي ستزود العلماء بمعلومات حول العمليات التي تحدث في أعماق الأجسام الكونية ، على سبيل المثال ، في أعماق شمسنا. أصبح إنشاء علم فلك النيوترينو ممكنًا فقط بفضل نجاح فيزياء النوى الذرية والجسيمات الأولية.

ربما كان الأمر الأكثر إثارة للدهشة في الفيزياء الحديثة هو العلاقة غير المتوقعة بين الكون ، حيث تنتشر المجرات والعناقيد النجمية مثل جزيئات الغبار النادرة ، والعالم الصغير القريب المتلاشي للجسيمات الأولية. قطبان للكون! من ناحية ، هناك كون ضخم ومتوسع ، ومن ناحية أخرى ، فإن "قوالب" المادة سريعة الزوال ، غير مرئية تحت أي مجهر ، تكاد تكون سريعة الزوال. واتضح أنه في ظل ظروف معينة يمكن أن يتمتع الكون بخصائص الجسيمات الدقيقة ، وقد تحتوي بعض الأجسام الدقيقة على عوالم كونية كاملة بداخلها. على الأقل هذا ما تقوله النظرية. كبير وصغير ومعقد وبسيط - كل شيء متشابك هنا. كم هي الطبيعة الماكرة! إنه مثل مسطرة مربوطة في عقدة. اذهب واكتشف من أين تبدأ! مما يتكون البروتون والنيوترون؟ هل هناك أي شيء أعمق وأصغر؟ وبوجه عام ، هل يمكن أن يكون هناك حد لقابلية المادة؟ ماذا كان يحدث في كوننا عندما كان لا يزال صغيرًا جدًا وكانت أبعاده أصغر بمليارات المرات من الذرة؟ ما هي الجسيمات المضادة وهل هناك عوالم من المادة المضادة؟ الكثير من الأسئلة ، وكل منها يسحب سلسلة من الأسئلة الجديدة ، والتي لا يزال العلماء أنفسهم بعيدين عن الوضوح. تبين أن الكون متنوع إلى ما لا نهاية ، ولا ينضب للباحث ...

"هذه الأسرار العميقة والأفكار السامية مخفية هنا ، وعلى الرغم من جهود المئات من أمهر المفكرين الذين عملوا لآلاف السنين ، إلا أنهم لم يتمكنوا بعد من اختراقها ، ولا تزال متعة البحث والاكتشافات الإبداعية لا يزال موجودًا ". هذه الكلمات ، التي قالها غاليليو منذ ثلاثة قرون ونصف ، ليست بأي حال من الأحوال بالية.

قائمة الأدب المستخدم.

1. Zasov A.V. ، Kononovich E.V. علم الفلك: كتاب مدرسي للمؤسسات التعليمية للصف الحادي عشر. الطبعة الثالثة. –M: Prosveshchenie، Moscow Textbooks JSC، 2001. 2. O. Struve، B. Linds، E. Pillans. علم الفلك الابتدائي. الطبعة الثانية. - م: نوكا ، 1967. 3. موشيه د. علم الفلك: كتاب للطلاب. الترجمة من الإنجليزية / تحرير أ. أ. غورشتين. - م: التعليم ، 1985. 4. Agekyan T. A. النجوم ، المجرات ، Metagalaxy. - الطبعة الثالثة. –M: Nauka ، 1981. 5. Siegel F.Yu. علم الفلك في تطوره: كتاب للطلاب في الصفوف 8-10 من المدرسة الثانوية. م: التنوير ، 1988. 6. القاموس الموسوعي لفيزيائي شاب. - م: علم أصول التدريس ، 1984. - - ج

الفيزيائيون يمزحون (1)

هزت الملكة السوداء رأسها وقالت: "يمكنك تسميتها هراء بالطبع ، لكنني رأيت مثل هذا الهراء الذي يبدو ، مقارنة به ، وكأنه قاموس توضيحي.