Краткая теория. «АиТ» - Виталий Невский - Как наблюдать кометы Видимое суточное движение звезд

Решебник по астрономии 11 класс на урок №16 (рабочая тетрадь) - Малые тела Солнечной системы

1. Закончите предложения.

Карликовые планеты представляют собой отдельный класс небесных объектов.
Карликовыми планетами считают объекты, вращающиеся вокруг звезды, не являющиеся спутниками.

2. Карликовыми планетами являются (нужное подчеркнуть): Плутон, Церера, Харон, Веста, Седна.

3. Заполните таблицу: охарактеризуйте отличительные особенности малых тел Солнечной системы.

4. Закончите предложения.

Вариант 1.

Остаток метеоритного тела, не сгоревший в земной атмосфере и упавший на поверхность Земли, называют метеорит.

Размеры хвоста комет могут превышать миллионы километров.

Ядро кометы состоит из космической пыли, льда и замороженных летучих соединений.

Метеорные тела врываются в атмосферу Земли со скоростями 7 км/с (сгорают в атмосфере) и 20-30 км/с (не сгорают).

Радиант - это небольшой участок неба, из которого расходятся видимые пути отдельных метеоров метеорного потока.

Крупные астероиды имеют собственные имена, например: Паллада, Юнона, Веста, Астрея, Геба, Ирида, Флора, Метида, Гигея, Парфенопа и др.

Вариант 2.

Очень яркий метеор, видимы на Земле как летящий по небу огненный шар, - это болид.

Головы комет достигают размеров Солнца.

Хвост кометы состоит из разряжённого газа и мельчайших частиц.

Метеорные тела, влетающие в атмосферу Земли, светятся, испаряются и полностью сгорают на высотах 60-80 км, метеоритные тела покрупнее могут сталкиваться с поверхностью.

Твёрдые осколки кометы постепенно распределяются по орбите кометы в виде облака, вытянутого вдоль орбиты.

Орбиты большинства астероидов в Солнечной системе располагаются между орбитами Юпитера и Марса в поясе астероидов.

5. Есть ли принципиальная разница в физической природе мелких астероидов и крупных метеоритов? Ответ аргументируйте.

Астероид становится метеоритом только тогда, когда попадает в атмосферу Земли.

6. На рисунке показана схема встречи Земли с метеорным потоком. Проанализируйте рисунок и ответьте на вопросы.

Каково происхождение метеорного потока (роя метеорных частиц)?

Метеоритный поток образуется при распаде кометных ядер.

От чего зависит период обращения метеорного потока вокруг Солнца?

От периода обращения кометы-родоначальницы, от возмущения планет, скорости выброса.

В каком случае на Земле будет наблюдаться наибольшее количество метеоров (метеорный, или звёздный, дождь)?

Когда Земля пересекает главную массу частиц метеоритного роя.

По какому принципу даются названия метеорным потокам? Назовите некоторые из них.

По созвездию, где находится радиант.

7. Изобразите структуру кометы. Укажите следующие элементы: ядро, голова, хвост.

8.* Какая энергия выделится при ударе метеорита массой m = 50 кг, имеющего скорость у поверхности Земли v = 2 км/с?

9. Какова большая полуось орбиты кометы Галлея, если период её обращения T = 76 лет?

10. Вычислите примерную ширину метеорного потока Персеид в километрах, зная, что он наблюдается с 16 июля по 22 августа.

Астрономия - это целый мир, полный прекрасных образов. Эта удивительная наука помогает найти ответы на важнейшие вопросы нашего бытия: узнать об устройстве Вселенной и ее прошлом, о Солнечной системе, о том, каким образом вращается Земля, и о многом другом. Между астрономией и математикой существует особая связь, ведь астрономические прогнозы являются результатом строгих расчетов. По сути, многие задачи астрономии стало возможным решить благодаря развитию новых разделов математики.

Из этой книги читатель узнает о том, каким образом измеряется положение небесных тел и расстояние между ними, а также об астрономических явлениях, во время которых космические объекты занимают особое положение в пространстве.

Если колодец, как и все нормальные колодцы, был направлен к центру Земли, его широта и долгота не изменялись. Углы, определяющие положение Алисы в пространстве, оставались неизменными, менялось лишь ее расстояние до центра Земли. Поэтому Алиса могла не беспокоиться.

Вариант первый: высота и азимут

Наиболее понятный способ определения координат на небесной сфере заключается в том, чтобы указать угол, определяющий высоту звезды над горизонтом, и угол между прямой «север - юг» и проекцией звезды на линию горизонта - азимут (см. следующий рисунок).

КАК ИЗМЕРИТЬ УГЛЫ ВРУЧНУЮ

Для измерения высоты и азимута звезды используется устройство под названием теодолит.

Однако существует очень простой, хотя и не слишком точный, способ измерения углов вручную. Если мы вытянем руку перед собой, то ладонь будет указывать интервал в 20°, кулак - 10°, большой палец - 2°, мизинец -1°. Этот способ могут использовать и взрослые, и дети, так как размеры ладони человека увеличиваются пропорционально длине его руки.

Вариант второй, более удобный: склонение и часовой угол

Определить положение звезды с помощью азимута и высоты несложно, однако этот метод обладает серьезным недостатком: координаты привязаны к точке, в которой находится наблюдатель, поэтому одна и та же звезда при наблюдении из Парижа и Лиссабона будет иметь разные координаты, так как линии горизонта в этих городах будут располагаться по-разному. Следовательно, эти данные астрономы не смогут использовать для обмена информацией о проведенных наблюдениях. Поэтому существует и другой способ определить положение звезд. В нем используются координаты, напоминающие широту и долготу земной поверхности, которые могут применять астрономы в любой точке земного шара. В этом интуитивно понятном методе учитывается положение оси вращения Земли и считается, что небесная сфера вращается вокруг нас (по этой причине ось вращения Земли в Античности называлась осью мира). В действительности, конечно, все обстоит наоборот: хотя нам кажется, что вращается небо, на самом деле это Земля вращается с запада на восток.

Рассмотрим плоскость, рассекающую небесную сферу перпендикулярно оси вращения, проходящей через центр Земли и небесной сферы. Эта плоскость пересечет земную поверхность вдоль большого круга - земного экватора, а также небесную сферу - вдоль ее большого круга, который называется небесным экватором. Второй аналогией с земными параллелями и меридианами будет небесный меридиан, проходящий через два полюса и расположенный в плоскости, перпендикулярной экватору. Так как все небесные меридианы, подобно земным, равны, нулевой меридиан можно выбрать произвольно. Выберем в качестве нулевого небесный меридиан, проходящий через точку, в которой находится Солнце в день весеннего равноденствия. Положение любой звезды и небесного тела определяется двумя углами: склонением и прямым восхождением, как показано на следующем рисунке. Склонение - это угол между экватором и звездой, отсчитываемый вдоль меридиана места (от 0 до 90° или от 0 до -90°). Прямое восхождение - это угол между точкой весеннего равноденствия и меридианом звезды, отсчитываемый вдоль небесного экватора. Иногда вместо прямого восхождения используется часовой угол, или угол, определяющий положение небесного тела относительно небесного меридиана точки, в которой находится наблюдатель.

Преимущество второй экваториальной системы координат (склонения и прямого восхождения) очевидно: эти координаты будут неизменными вне зависимости от положения наблюдателя. Кроме того, в них учитывается вращение Земли, что позволяет скорректировать вносимые им искажения. Как мы уже говорили, видимое вращение небесной сферы вызвано вращением Земли. Похожий эффект возникает, когда мы сидим в поезде и видим, как рядом с нами движется другой поезд: если не смотреть на перрон, то нельзя определить, какой из поездов на самом деле тронулся с места. Нужна точка отсчета. Но если вместо двух поездов рассматривать Землю и небесную сферу, найти дополнительную точку отсчета будет не так-то просто.

В 1851 году француз Жан Бернар Леон Фуко (1819–1868) провел эксперимент, демонстрирующий движение нашей планеты относительно небесной сферы.

Он подвесил груз весом 28 килограммов на проволоке длиной 67 метров под куполом парижского Пантеона. Колебания маятника Фуко продолжались 6 часов, период колебаний составил 16,5 секунды, отклонение маятника - 11° в час. Иными словами, с течением времени плоскость колебаний маятника смещалась относительно здания. Известно, что маятники всегда движутся в одной плоскости (чтобы убедиться в этом, достаточно подвесить на веревке связку ключей и проследить за ее колебаниями). Таким образом, наблюдаемое отклонение могло быть вызвано только одной причиной: само здание, а следовательно, и вся Земля, вращались вокруг плоскости колебаний маятника. Этот опыт стал первым объективным доказательством вращения Земли, и маятники Фуко были установлены во многих городах.

Земля, которая кажется неподвижной, вращается не только вокруг своей оси, совершая полный оборот за 24 часа (что эквивалентно скорости примерно в 1600 км/ч, то есть 0,5 км/с, если мы находимся на экваторе), но и вокруг Солнца, совершая полный оборот за 365,2522 дня (со средней скоростью примерно 30 км/с, то есть 108000 км/ч). Более того, Солнце вращается относительно центра нашей галактики, совершая полный оборот за 200 млн лет и двигаясь со скоростью 250 км/с (900000 км/ч). Но и это еще не все: наша галактика удаляется от остальных. Таким образом, движение Земли больше похоже на головокружительную карусель в парке аттракционов: мы вращаемся вокруг себя, движемся в пространстве и описываем спираль с головокружительной скоростью. При этом нам кажется, что мы стоим на месте!

Хотя в астрономии используются и другие координаты, описанные нами системы наиболее популярны. Осталось ответить на последний вопрос: как перевести координаты из одной системы в другую? Заинтересованный читатель найдет описание всех необходимых преобразований в приложении.

МОДЕЛЬ ЭКСПЕРИМЕНТА ФУКО

Предлагаем читателю провести простой эксперимент. Возьмем круглую коробку и приклеим на нее лист плотного картона или фанеры, на котором закрепим небольшую раму в форме футбольных ворот, как показано на рисунке. Поместим в угол листа куклу, которая будет играть роль наблюдателя. Привяжем к горизонтальной планке рамы нить, на которой закрепим грузило.

Отведем получившийся маятник в сторону и отпустим. Маятник будет колебаться параллельно одной из стен комнаты, в которой мы находимся. Если мы начнем плавно вращать лист фанеры вместе с круглой коробкой, то увидим, что рама и кукла начнут смещаться относительно стены комнаты, но плоскость колебаний маятника будет по-прежнему параллельна стене.

Если мы представим себя в роли куклы, то увидим, что маятник движется относительно пола, но при этом мы не сможем ощутить движение коробки и рамы, на которой он закреплен. Аналогично, когда мы наблюдаем за маятником в музее, то нам кажется, что плоскость его колебаний смещается, однако на самом деле смещаемся мы сами вместе со зданием музея и всей Землей.

Я вновь воспользуюсь брошюрой «Дидактический материал по астрономии», написанной Г.И. Малаховой и Е.К.Страутом и выпущенной издательством «Просвещение» в 1984 г. В этот раз под раздачу идут первые задачи итоговой контрольной работы на стр. 75.

Для визуализации формул буду использовать сервис LаTeX2gif , так как в RSS библиотека jsMath не в состоянии отрисовать формулы.

Задача 1 (Вариант 1)

Условие: Планетарная туманность в созвездии Лиры имеет угловой диаметр 83″ и находится на расстоянии 660 пк. Каковы линейные размеры туманности в астрономических единицах?

Решение: Указанные в условии параметры связаны между собой простым соотношением:

1 пк = 206265 а.е., соответственно:

Задача 2 (Вариант 2)

Условие: Параллакс звезды Процион 0,28″. Расстояние до звезды Бетельгейзе 652 св. года. Какая из этих звезд и во сколько раз находится дальше от нас?

Решение: Параллакс и расстояние связаны простым соотношением:

Далее находим отношение D 2 к D 1 и получаем, что Бетельгейзе примерно в 56 раз дальше Проциона.

Задача 3 (Вариант 3)

Условие: Во сколько раз изменился угловой диаметр Венеры, наблюдаемой с Земли, в результате того, что планета перешла с минимального расстояния на максимальное? Орбиту Венеры считать окуржностью радиусом 0,7 а.е.

Решение: Находим угловой диаметр Венеры для минимального и максимального расстояний в астрономических единицах и далее их простое отношение:

Получаем ответ: уменьшился в 5,6 раза.

Задача 4 (Вариант 4)

Условие: Какого углового размера будет видеть нашу Галактику (диаметр которой составляет 3 · 10 4 пк) наблюдатель, находящийся в галактике M 31 (туманность Андромеды) на расстоянии 6 · 10 5 пк?

Решение: Выражение, связывающее линейные размеры объекта, его параллакс и угловые размеры уже есть в решении первой задачи. Воспользуемся им и, слегка модифицировав, подставим нужные значения из условия:

Задача 5 (Вариант 5)

Условие: Разрешающая способность невооруженного глаза 2′. Объекты какого размера может различить космонавт на поверхности Луны, пролетая над ней на высоте 75 км?

Решение: Задача решается аналогично первой и четвертой:

Соответственно космонавт сможет различать детали поверхности размером в 45 метров.

Задача 6 (Вариант 6)

Условие: Во сколько раз Солнце больше Луны, если их угловые диаметры одинаковы, а горизонтальные параллаксы соответственно равны 8,8″ и 57′?

Решение: Это классическая задача на определение размера светил по их параллаксу. Формула связи параллакса светила и его линейных и угловых размеров неоднократно попадалась выше. В результате сокращения повторяющейся части получим:

В ответе получаем, что Солнце больше Луны почти в 400 раз.

1. Созвездия

Знакомиться со звездным небом надо в безоблачную ночь, когда свет Луны не мешает наблюдать слабые звезды. Прекрасна картина ночного неба с рассыпанными по нему мерцающими звездами. Число их кажется бесконечным. Но так только кажется, пока вы не приглядитесь и не научитесь находить на небе знакомые группы звезд, неизменных по своему взаимному расположению. Эти группы, названные созвездия-м и, люди выделили тысячи лет назад. Под созвездием понимают область неба в пределах некоторых установленных границ. Все небо разделено на 88 созвездий, которые можно находить по характерному для них расположению звезд.

Многие созвездия сохраняют свое название с глубокой древности. Некоторые названия связаны с греческой мифологией, например Андромеда , Персей , Пегас , некоторые - с предметами, которые напоминают фигуры, образуемые яркими звездами созвездий: Стрела , Треугольник , Весы и др. Есть созвездия, названные именами животных, например Лев , Рак , Скорпион .

Созвездия на небосводе находят, мысленно соединяя их ярчайшие звезды прямыми линиями в некоторую фигуру, как показано на звездных картах (см. звездную карту в приложении VII, а также рис. 6, 7, 10). В каждом созвездии яркие звезды издавна обозначали греческими буквами * , чаще всего самую яркую звезду созвездия - буквой α, затем буквами β, γ и т. д. в порядке алфавита по мере убывания яркости; например, Полярная звезда есть а созвездия Малой Медведицы .

* (Греческий алфавит дан в приложении II. )

На рисунках 6 и 7 показаны расположение главных звезд Большой Медведицы и фигура этого созвездия, как его изображали на старинных звездных картах (способ нахождения Полярной звезды знаком вам из курса географии).

Невооруженным глазом в безлунную ночь можно видеть над горизонтом около 3000 звезд. В настоящее время астрономы определили точное местоположение нескольких миллионов звезд, измерили приходящие от них потоки энергии и составили списки-каталоги этих звезд.

2. Видимая яркость и цвет звезд

Днем небо кажется голубым оттого, что неоднородности воздушной среды сильнее всего рассеивают голубые лучи солнечного света.

Вне пределов земной атмосферы небо всегда черное, и на нем можно наблюдать звезды и Солнце одновременно.

Звезды имеют разную яркость и цвет: белый, желтый, красноватый. Чем краснее звезда, тем она холоднее. Наше Солнце относится к желтым звездам.

Ярким звездам древние арабы дали собственные имена. Белые звезды: Вега в созвездии Лиры, Альтаир в созвездии Орла (видны летом и осенью), Сириус - ярчайшая звезда неба (видна зимой); красные звезды: Бетельгейзе в созвездии Ориона и Альдебаран в созвездии Тельца (видны зимой), Антарес в созвездии Скорпиона (виден летом); желтая Капелла в созвездии Возничего (видна зимой) * .

* (Названия ярких звезд даны в приложении IV. )

Самые яркие звезды еще в древности назвали звездами 1-й величины, а самые слабые, видимые на пределе зрения,- звездами 6-й величины. Эта старинная терминология сохранилась и в настоящее время. К истинным размерам звезд термин "звездная величина" (обозначается буквой m) отношения не имеет, она характеризует световой поток, приходящий на Землю от звезды. Принято, что при разности в одну звездную величину видимая яркость звезд отличается примерно в 2,5 раза. Тогда разность в 5 звездных величин соответствует различию в яркости ровно в 100 раз. Так, звезды 1-й величины в 100 раз ярче звезд б-й величины. Современные методы наблюдений дают возможность обнаружить звезды примерно до 25-й звездной величины.

Точные измерения показывают, что звезды имеют как дробные, так и отрицательные звездные величины, например: для Альдебарана звездная величина m=1,06, для Беги m=0,14, для Сириуса m= - 1,58, для Солнца m= -26,80.

3. Видимое суточное движение звезд. Небесная Сфера

Из-за осевого вращения Земли звезды нам кажутся перемещающимися по небу. Если стать лицом к южной стороне горизонта и наблюдать суточное движение звезд в средних широтах северного полушария Земли, то можно заметить, что звезды восходят на восточной стороне горизонта, поднимаются выше всего над южной стороной горизонта и заходят на западной стороне, т. е. они движутся слева направо, по ходу часовой стрелки (рис. 8). При внимательном наблюдении можно заметить, что Полярная звезда почти не меняет положения относительно горизонта. Все же другие звезды описывают в течение суток полные круги с центром вблизи Полярной. В этом можно легко убедиться, проделав в безлунную ночь следующий опыт. Фотоаппарат, установленный на "бесконечность", направим на Полярную звезду и надежно укрепим в этом положении. Откроем затвор при полностью открытом объективе на полчаса или час. Проявив полученный таким образом снимок, увидим на нем концентрические дуги - следы путей звезд (рис. 9). Общий центр этих дуг - точка, которая остается неподвижной при суточном движении звезд, условно называется северным полюсом мира. Полярная звезда к нему очень близка (рис. 10). Диаметрально противоположная ему точка называется южным полюсом мира. Для наблюдателя северного полушария Земли он находится под горизонтом.

Явления суточного движения звезд удобно изучать, воспользовавшись математическим построением - небесной сферой , т. е. воображаемой сферой произвольного радиуса, центр которой находится в точке наблюдения. На поверхность этой сферы проецируют видимые положения всех светил, а для удобства измерений строят ряд точек и линий (рис. 11). Так, отвесная линия ZCZ", проходящая через наблюдателя, пересекает небо над головой в точке зенита Z. Диаметрально противоположная точка Z" называется надиром. Плоскость (NESW), перпендикулярная отвесной линии ZZ", является плоскостью горизонта - эта плоскость касается поверхности земного шара в точке, где расположен наблюдатель (точка С на рис. 12). Она делит поверхность небесной сферы на две полусферы: видимую, все точки которой находятся над горизонтом, и невидимую, точки которой лежат под горизонтом.

Ось видимого вращения небесной сферы, соединяющую оба полюca мира (Р и Р") и проходящую через наблюдателя (С), называют осью мира (рис. 11). Ось мира для любого наблюдателя всегда будет параллельна оси вращения Земли (рис. 12). На горизонте под северным полюсом мира лежит точка севера N (см. рис. 11 и 12), диаметрально противоположная ей точка S - точка юга. Линия NCS называется полуденной линией (рис. 11), так как вдоль нее на горизонтальной плоскости в полдень падает тень от вертикально поставленного стержня. (Как на местности провести полуденную линию и как по ней и по Полярной звезде ориентироваться по сторонам горизонта, вы изучали в. V классе в курсе физической географии.) Точки востока Е и запада W лежат на линии горизонта. Они отстоят от точек севера N и юга S на 90°. Через точку N, полосы мира, зенит Z и точку S проходит плоскость небесного меридиана (см. рис. 11), совпадающая для наблюдателя С с плоскостью его географического меридиана (см. рис. 12). Наконец, плоскость (QWQ"E), проходящая через центр сферы (точку С) перпендикулярно оси мира, образует плоскость небесного экватора , параллельную плоскости земного экватора (см. рис. 12). Небесный экватор делит поверхность небесной сферы на два полушария: северное с вершиной в северном полюсе мира и южное с вершиной в южном полюсе мира.

4. Звездные карты и небесные координаты

Чтобы сделать звездную карту, изображающую созвездия на плоскости, надо знать координаты звезд. Координаты звезд относительно горизонта, например высота, хотя и наглядны, но непригодны для составления карт, так как все время меняются. Надо использовать такую систему координат, которая вращалась бы вместе со звездным небом. Такой системой координат является экваториальная система , она так названа потому, что экватор служит той плоскостью, от которой и в которой производятся отсчеты координат. В этой системе одной координатой является угловое расстояние светила от небесного экватора, называемое склонением δ (рис. 13). Оно меняется в пределах ±90° и считается положительным к северу от экватора и отрицательным к югу. Склонение аналогично географической широте.

Вторая координата аналогична географической долготе и называется прямым восхождением α.

Прямое восхождение светила М измеряется углом между плоскостями больших кругов , один проходит через полюсы мира и данное светило М, а другой - через полюсы мира и точку весеннего равноденствия , лежащую на экваторе (см. рис. 13). Так назвали эту точку потому, что в ней Солнце бывает (на небесной сфере) весной 20-21 марта, когда день равен ночи.

Прямое восхождение отсчитывают по дуге небесного экватора от точки весеннего равноденствия против хода часовой стрелки, если смотреть с северного полюса. Оно изменяется в пределах от 0 до 360° и называется прямым восхождением потому, что звезды, расположенные на небесном экваторе, восходят (и заходят) в порядке возрастания их прямого восхождения. Поскольку это явление связано с вращением Земли, то прямое восхождение принято выражать не в градусах, а в единицах времени. За 24 ч Земля (а нам кажется, что звезды) совершает один оборот - 360°. Следовательно, 360° соответствуют 24 ч, тогда 15°-1 ч, 1°-4 мин, 15"-1 мин, 15"-1 с. Например, 90° составляют 6 ч, а 7 ч 18 мин - 109°30".

В единицах времени прямое восхождение обозначается на координатной сетке звездных карт, атласов и глобусов, в том числе и на карте, приложенной к учебнику и "Школьному астрономическому календарю".

Упражнение 1

1. Что характеризует звездная величина?

2. Есть ли различие между северным полюсом мира и точкой севера?

3. Выразите 9 ч 15 мин 11 с в градусной мере.

Задание 1

1. По приложению VII ознакомьтесь с обращением и монтажом подвижной карты звездного неба.

2. По таблице координат ярких звезд, данной в приложении IV, найдите на звездной карте некоторые из указанных звезд.

3. По карте отсчитайте координаты нескольких ярких звезд и проверьте себя, используя приложение IV.

Предмет: Астрономия.
Класс: 10 ­11
Учитель: Елакова Галина Владимировна.
Место работы: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №7» г Канаш Чувашской Республики
Проверочная работа по теме «Кометы, метеоры и метеориты».
Проверка и оценка знаний – обязательное условие результативности учебного процесса.
Тестовый тематический контроль может проводиться письменно или по группам с разным
уровнем подготовки. Подобная проверка достаточно объективна, экономна по времени,
обеспечивает индивидуальный подход. Кроме того, учащиеся могут использовать тесты
для подготовки к зачетам и ВПР. Использование предлагаемой работы не исключает
применения и других форм и методов проверки знаний и умений учащихся, таких как
устный опрос, подготовка проектных работ, рефератов, докладов, эссе и т. д.
Вариант I:
1. Каков был общий исторический взгляд на кометы?



2. Почему комета удаляется от Солнца хвостом вперед?
А. Кометные хвосты образуются в результате давления солнечного излучения, которое
всегда направлено от Солнца, так что хвост кометы всегда направлен от Солнца.
Б. Кометные хвосты образуются в результате давления солнечного излучения и солнечного
ветра, которые всегда направлены от Солнца, так что хвост кометы также всегда направлен
от Солнца.
В. Кометные хвосты образуются в результате солнечного ветра, который всегда направлен
от Солнца, так что хвост кометы всегда направлен от Солнца.
3. Что такое «падающая звезда»?
А. Очень маленькие твердые частички, обращающиеся вокруг Солнца.
Б. Это полоска света, которая становится видна в момент полного сгорания метеорного
тела.
В. Это кусок камня или металла, прилетевший из космических глубин.
4. Как можно отличить на звездном небе астероид от звезды?
А. По перемещению относительно звезд.
Б. По вытянутым (с большим эксцентриситетом) эллиптическим орбитам.
В. Астероиды не меняют своего положения на звездном небе.
5. Можно ли на Луне наблюдать метеоры?
А. Да, метеоры можно наблюдать везде.
Б. Нет, вследствие отсутствия атмосферы.
В. Да, метеоры можно наблюдать на Луне, так как отсутствие атмосферы роли не играет.
6. Где в Солнечной системе располагаются орбиты большинства астероидов? Чем
орбиты некоторых астероидов отличаются от орбит больших планет?
А. Между орбитами Урана и Юпитера. Орбиты отличаются малым эксцентриситетом.
Б. Между орбитами Марса и Юпитера. Орбиты отличаются малым эксцентриситетом.
В. Между орбитами Марса и Юпитера. Орбиты отличаются большим эксцентриситетом.
7. Как определили, что некоторые астероиды имеют неправильную форму?
А. По изменению их видимой яркости.
Б. По перемещению относительно звезд.
В. По вытянутым (с большим эксцентриситетом) эллиптическим орбитам.

8. В чем особенность астероидов, составляющих группу «троянцев»? Ответ
обоснуйте.
А. Астероиды вместе с Юпитером и Солнцем образуют равносторонний треугольник и
движутся вокруг Солнца так же, как Юпитер, но только впереди него.
Б. Астероиды вместе с Юпитером и Солнцем образуют равносторонний треугольник и
движутся вокруг Солнца так же, как Юпитер, но либо впереди него, либо позади него.
В. Астероиды вместе с Юпитером и Солнцем образуют равносторонний треугольник и
движутся вокруг Солнца так же, как Юпитер, но только позади него.
9. Иногда у кометы образуется по два хвоста, один из которых направлен к
Солнцу, а другой – от Солнца. Чем это можно объяснить?
А. Хвост, направленный к Солнцу, состоит из более крупных частиц, для которых сила
солнечного притяжения больше отталкивающей силы его лучей.
10. Пролетающая мимо Земли на расстоянии 1 а.е. комета имеет хвост с
угловым
ра мером 0°.5. Оцените длину хвоста кометы в километрах.
≈
1,3 ∙ 106 км.
А.
≈
Б.
13 ∙ 106 км.
≈
В.
0,13 ∙ 106 км.
Вариант II:
1. Каковы современные астрономические представления о кометах?
А. Кометы считались сверхъестественными явлениями, приносящими людям несчастье.
Б. Кометы – это члены Солнечной системы, которые в своем движении подчиняются
законам физики и не имеют мистического значения.
2. Укажите правильные ответы изменений во внешнем облике кометы по мере ее
движения по орбите вокруг Солнца.
А. Комета далеко от Солнца, она состоит из ядра (замерзших газов и пыли).
Б. По мере приближения к Солнцу образуется кома.
В. В непосредственной близости от Солнца образуется хвост.
Г. По мере удаления от Солнца кометное вещество замерзает.
Д. На большом расстоянии от Солнца кома и хвост исчезают.
Е. Все ответы верны.
3. Подберите к каждому описанию правильное название: (а) «Падающая звезда». 1.
Метеор; (б) Маленькая частичка, обращающаяся вокруг Солнца. 2. Метеорит; (в)
Твердое тело, достигающее поверхности Земли. 3. Метеорное тело.
А. (а) 1; (б) 3; (в) 2.
Б. (а) 3; (б) 1; (в) 2.
В. (а) 2; (б) 1; (в) 3.
4. Ахиллес, Кваоар, Прозерпина, Фемида, Юнона. Укажите лишнее в этом списке
и обоснуйте свой выбор.
А. Ахиллес ­ имя, взятое из античной мифологии, астероид главного пояса.
Б. Кваоар – он принадлежит поясу Койпера, назван именем божества созидателя у
индейцев племени Тонгва.
В. Прозерпина ­ имя, взятое из античной мифологии, астероид главного пояса.
Г. Фемида ­ имя, взятое из античной мифологии, астероид главного пояса.
Д. Юнона ­ имя, взятое из античной мифологии, астероид главного пояса.
5. Какие изменения в движении комет вызывают возмущения со стороны
Юпитера?
А. Изменяется форма орбиты кометы.
Б. Изменяется период обращения кометы.

В. Изменяются формы орбиты и период обращения кометы.
6. В каком состоянии находится вещество, составляющее ядро кометы и ее
хвост?
А. Ядро кометы – твердое тело, состоящее из смеси замерзших газов и твердых частиц
тугоплавких веществ, хвост – разреженный газ и пыль.
Б. Хвост кометы – твердое тело, состоящее из смеси замерзших газов и твердых частиц
тугоплавких веществ, ядро – разреженный газ и пыль.
В. Ядро и хвост кометы – твердое тело, состоящее из смеси замерзших газов и твердых
частиц тугоплавких веществ.
7. Какие из перечисленных явлений можно наблюдать на Луне: метеоры, кометы,
затмения, полярные сияния.
А. Ввиду отсутствия атмосферы на Луне там нельзя наблюдать метеоры и полярные
сияния. Кометы и солнечные затмения можно видеть.
Б. На Луне там можно наблюдать метеоры и полярные сияния. Кометы и солнечные
затмения ­ нет.
В. Можно наблюдать все перечисленные явления.
8. Как можно оценить линейные размеры астероида, если его угловые размеры
нельзя измерить даже при наблюдении в телескоп?
А. Зная расстояние от Земли и от Солнца, и приняв некоторую среднюю величину
отражательной способности поверхности астероида, можно оценить его линейные размеры.
Б. Зная расстояние от Земли и от Солнца можно оценить его линейные размеры.
В. Зная некоторую среднюю величину отражательной способности поверхности астероида
можно оценить его линейные размеры.
9. «Если хочешь увидеть комету, достойную внимания, надо выбраться за пределы
нашей Солнечной системы, туда, где они могут развернуться, понимаешь? Я, друг
мой, повидал там такие экземпляры, которые не могли бы влезть даже в орбиты
наших самых известных комет – хвосты у них обязательно свисали бы наружу».
Верно ли высказывание?
А. Да, так как за пределами Солнечной системы и вдали от других подобных систем
кометы имеют такие хвосты.
Б. Нет, так как за пределами Солнечной системы и вдали от других подобных систем
кометы не имеют хвостов и обладают ничтожными размерами.
10. Сравните причины свечения кометы и планеты. Можно ли заметить
различия в спектрах этих тел? Дайте развернутый ответ.
Ответы:
Вариант I: 1 – А; 2 – Б; 3 – Б; 4 – А; 5 – Б; 6 – В; 7 – А; 8 – Б; 9 – А; 10 – А.
Вариант II: 1 – Б; 2 – Е; 3 –А; 4 ­ Б; 5 – В; 6 – А; 7 – А; 8­А; 9 – Б;
.α
Вариант I:
Решение задач №10: Предположим, что хвост кометы направлен перпендикулярно к лучу
зрения. Тогда его длину можно оценить так. Обозначим угловой размер хвоста
/2α можно найти из прямоугольного треугольника, одним из катетов
Половину этого угла
которого является половина длины хвоста кометы p/2, а другим - расстояние от Земли до
° .5 мал, поэтому можно приближенно считать, что
кометы L. Тогда tg
его тангенс равен самому углу (выраженному в радианах). Тогда мы можем записать, что α
≈
150 ∙ 106 км, получаем p
Отсюда, вспоминая, что астрономическая единица составляет
1,3 ∙ 106 км.
α
/2 = p/2 L . Угол 0
150 ∙ 106 ∙ (0.5/57)
p/L.
≈ α ≈
L ∙

Есть и другой вариант оценки. Можно заметить, что комета пролетает от Земли на
расстоянии, равном расстоянию от Земли до Солнца, а ее хвост имеет угловой размер,
равный видимому угловому диаметру Солнца на земном небе. Следовательно, линейный
размер хвоста равен диаметру Солнца, величина которого близка к полученному выше
результату. Однако у нас нет информации о том, как ориентирован хвост кометы в
пространстве. Поэтому следует заключить, что полученная выше оценка длины хвоста -
это минимальное возможное значение. Таким образом, итоговый ответ выглядит так: длина
хвоста кометы составляет не менее 1.3 миллиона километров.
Вариант II:
Решение задачи №4: Лишний Кваоар, т.к. он принадлежит к поясу Койпера. Все
остальные объекты - астероиды главного пояса. Все перечисленные астероиды главного
пояса имеют имена, взятые из античной мифологии, а название «Кваоар» явно имеет
другие семантические корни. Кваоар был назван именем божества созидателя у индейцев
племени Тонгва.
Решение задачи №10: Ядро кометы и пыль, находящаяся в голове и хвосте кометы,
отражают солнечный свет. Газы, входящие в состав головы и хвоста, сами светятся за счет
энергии, получаемой от Солнца. Планеты отражают солнечный свет. Так что в обоих
спектрах будут наблюдаться линии поглощения, характерные для солнечного спектра. К
этим линиям в спектре планеты добавляется линии поглощения газов, составляющих
атмосферу планеты, а в спектре кометы – линии излучения газов, входящих в состав
кометы.
Литература:
1. Г. И. Малахова, Е.К. Страут «Дидактический материал по астрономии»: Пособие для
учителя. М.: просвещение, 1989.
2. Моше Д. Астрономия: Кн. для учащихся. Пер. с англ./ Под ред. А.А. Гурштейна. – М.:
Просвещение, 1985.
3. В.Г. Сурдин. Астрономические олимпиады. Задачи с решениями – Москва, Издательство
Учебно­научного центра довузовской подготовки МГУ, 1995.
4. В.Г. Сурдин. Астрономические задачи с решениями – Москва, УРСС, 2002.
5. Задачи Московской астрономической олимпиады. 1997­2002. Под ред. О.С.
Угольникова, В.В. Чичмаря – Москва, МИОО, 2002.
6. Задачи Московской астрономической олимпиады. 2003­2005. Под ред. О.С.
Угольникова, В.В. Чичмаря – Москва, МИОО, 2005.
7. А.М. Романов. Занимательные вопросы по астрономии и не только – Москва, МЦНМО,
2005.
8. Всероссийская олимпиада школьников по астрономии. Авт.­сост. А.В. Засов и др. –
Москва, Федеральное агентство по образованию, АПК и ППРО, 2005.
9. Всероссийская олимпиада школьников по астрономии: содержание олимпиады и
подготовка конкурсантов. Авт.­сост. О. С. Угольников – Москва, Федеральное агентство
по образованию, АПК и ППРО, 2006 (в печати).
Ресурсы сети Интернет:
1. Официальный сайт всех Всероссийских олимпиад, созданный по инициативе
Министерства образования и науки Российской Федерации и Федерального агентства по
образованию http://www.rusolymp.ru
2. Официальный сайт Всероссийской астрономической олимпиады
http://lnfm1.sai.msu.ru/~olympiad
3. Сайт Астрономических олимпиад Санкт­Петербурга и Ленинградской области -
задачи и решения http://school.astro.spbu.ru