что такое астрономические наблюдения кратко
Методы астрономии
Вы будете перенаправлены на Автор24
Среди методов астрономии, иначе методов астрономических исследований, можно выделить три основных группы:
Сделаем небольшой обзор этих методов.
Астрономические наблюдения
Астрономические наблюдения и обработка их данных, как правило, проводятся в специализированных научно-исследовательские учреждениях (астрономических обсерваториях).
Первая российская обсерватория была построена в Пулково, под Санкт-Петербургом. Составление звезд каталогов звезд, имеющих высочайшую точность, заслуга Пулковской обсерватории. Можно сказать, что во второй половине 19 века, негласно, ей было присвоено звание «астрономической столицы мира», а в 1884 году Пулково претендовало на нулевой меридиан (победил Гринвич).
Современные обсерватории оснащены наблюдательными инструментами (телескопами), светоприёмной и анализирующей аппаратурой, различными вспомогательными приборами, высокопроизводительными ЭВМ и т.д.
Остановимся на особенностях астрономических наблюдений:
Готовые работы на аналогичную тему
Оптической телескоп обладает принципом действия, определяемым его типом. Но независимо от вида, главная его цель и задача заключается в сборе максимального количества света, испускаемого светящимися объектами (звёздами, планетами, кометами и др.), для создания их изображений.
Виды оптических телескопов:
Зеркально-линзовые телескопы сочетают в себе функции рефракторов и рефлекторов.
Рисунок 1. Малый оптический телескоп. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Астрономические измерения
Так как измерения в астрономических исследованиях осуществляются с помощью различных приборов и инструментов, проведём их короткий обзор.
Данные машины измеряют одну или две прямоугольные координаты с фотографического изображения или диаграммы спектра. Координатно-измерительные машины оснащены столом, на который помещаются фото и микроскопом с измерительными функциями, применяемым для наводки на светящееся тело или его спектр. Современные приборы могут иметь точность отсчёта до 1 мкм.
В процессе измерения могут возникнуть ошибки:
Ошибки инструмента возникают от его несовершенства, следовательно, должна быть, предварительно осуществлена, его проверка на точность. В частности, проверке подлежат: шкалы, микрометрические винты, направляющие на предметном столе и измерительном микроскопе, отсчётные микрометры.
Ошибки, связанные с человеческим фактором и случайностью, купируются кратностью измерений.
В астрономических измерениях происходит широкое внедрение автоматических и полуавтоматических измерительных приборов.
Автоматические приборы работают на порядок быстрее обычных, и имеют в два раза меньшую среднюю квадратическую ошибку.
Космический эксперимент
Основные тенденции экспериментов в космосе:
Здесь уместно привести примеры экспериментов, проводимых на МКС российскими космонавтами.
Эксперимент по выращиванию растений (Veg-01).
Задача эксперимента – изучить поведение растений в орбитальных условиях.
Было проведено четыре его этапа:
Рисунок 2. Эксперимент «Плазменный кристалл». Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
А всего российскими космонавтами на МКС было проведено более 100 космических экспериментов.
Наблюдательная астрономия
Как наука астрономия практически лишена возможности проведения экспериментов с объектами Вселенной, что несколько компенсируется возможностью наблюдать и исследовать огромное число примеров астрономических явлений. Подобные наблюдения позволяют, например, прослеживать некоторые закономерности проявляемых объектами свойств. Результаты изучения близких объектов, проявляющих определённые свойства, (например, переменные звёзды) можно распространить на более далёкие объекты с похожими свойствами: так, по зависимости светимости от периода пульсации для цефеид можно оценивать расстояния до других галактик.
Галилео Галилей применял телескоп для наблюдения небесных объектов и записывал результаты наблюдений. С тех пор наблюдательная астрономия существенно развилась, совершенствовалась техника создания телескопов.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Планеты, обращающиеся около других звёзд, являются источниками очень слабого света в сравнении с родительской звездой, поэтому прямое наблюдение и обнаружение экзопланет является довольно сложной задачей. Помимо значительной сложности обнаружения такого слабого источника света возникает дополнительная проблема, связанная с тем, что яркость родительской звезды на много порядков превышает звёздную величину планеты, светящуюся отражённым от родительской звезды светом, и, тем самым, делает оптические.
Релятиви́стские стру́и, дже́ты (англ. Relativistic jet) — струи плазмы, вырывающиеся из центров (ядер) таких астрономических объектов, как активные галактики, квазары и радиогалактики. Первым такую струю обнаружил астроном Гебер Кёртис в 1918 году. Позже физик и философ Стивен Хокинг сумел доказать, что такие выбросы происходят из гипотетических чёрных дыр.
Презентация «Наблюдение основа астрономии»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Описание презентации по отдельным слайдам:
НАБЛЮДЕНИЯ – ОСНОВА АСТРОНОМИИ
Особенности астрономии и её методов
Огромные пространственно-временные масштабы изучаемых объектов и явлений определяют отличительные особенности астрономии. Наблюдения – основной источник информации в астрономии. Значительная продолжительность целого ряда изучаемых в астрономии явлений (от сотен до миллионов и миллиардов лет). Необходимость указать положение небесных тел в пространстве (их координаты) и невозможность различить, какое из них находится ближе, а какое дальше от нас.
Люди в древности считали, что все звёзды располагаются на небесной сфере, которая как единое целое вращается вокруг Земли.
Представлением о небесной сфере удобно пользоваться и теперь, хотя мы знаем, что этой сферы реально не существует.
Небесная сфера – это воображаемая сфера сколь угодно большого радиуса, в центре которой находится наблюдатель. Свойства небесной сферы: центр небесной сферы выбирается произвольно. Для каждого наблюдателя – свой центр, а наблюдателей может быть много. угловые измерения на сфере не зависят от ее радиуса. На небесную сферу проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты.
Расстояния между звездами на небесной сфере можно выражать только в угловой мере. Угловые расстояния измеряются величиной центрального угла между лучами, направленными на одну и другую звезду, или соответствующими им дугами на поверхности сферы.
Расстояния между звездами на небесной сфере можно выражать только в угловой мере. Приближённая оценка угловых расстояний на небе:
Только Солнце и Луну мы видим как диски. Угловые диаметры этих дисков почти одинаковы – около 30´, или 0,5°. Для невооружённого глаза объект не выглядит точкой, если его угловые размеры превышают 2-3´. Наш глаз различает каждую по отдельности звезду в том случае, если угловое расстояние между ними больше этой величины.
Система горизонтальных координат – азимут и высота. Высота светила (h) – отсчитывается по окружности, проходящей через зенит и светило, и выражается длиной дуги этой окружности от горизонта до светила. Высота светила, которое находится в зените, равна 90о, на горизонте – 0о. Азимут (A) – отсчитывается от точки юга в направлении движения часовой стрелки, так что азимут точки юга равен 0о, точки запада – 90о. Зенит (Z) – точка, расположенная прямо над головой наблюдателя. Истинный, или математический, горизонт – окружность, которую образует плоскость, проходящая через центр сферы перпендикулярно отвесной линии, при пересечении со сферой.
Телескоп – основной прибор, который используется для наблюдения небесных тел, приёма и анализа происходящего от них излучения. Слово происходит от греческих слов: tele – далеко и skopéo – смотрю. Телескоп применяют : чтобы собрать как можно больше света, идущего от исследуемого объекта; чтобы обеспечить возможность изучать мелкие объекты, недоступные невооруженному глазу. Проницающая сила телескопа тем больше, чем более слабые объекты он даёт возможность увидеть. Разрешающая способность телескопа характеризует возможность различать мелкие детали. Обе эти характеристики зависят от диаметра объектива.
Количество света, собираемого объективом, возрастает пропорционально его площади (квадрату диаметра). Объектив телескопа может превышать по диаметру зрачок глаза, который даже в полной темноте не превышает 8 мм, в десятки и сотни раз. Чем меньше размер изображения звезды, которое дает объектив телескопа, тем лучше его разрешающая способность. Вследствие дифракции изображение звезды будет не точкой, а ярким пятном, дифракционным диском, угловой диаметр которого равен α=206 625*λ/D*2,44, где λ – длина световой волны, D – диаметр объектива телескопа, 206 265 – число секунд в радиане. Реальная разрешающая способность телескопа будет меньше расчетной, поскольку на качество изображения существенно влияет состояние атмосферы, движение воздуха.
Рефрактор (от латинского слова refracto – преломляю) – телескоп, у которого в качестве объектива используется линза. Рефлектор (reflecto – отражаю) – телескоп, у которого в качестве объектива используется вогнутое зеркало. В настоящее время используются также различные типы зеркально-линзовых (катадиоптрических) телескопов.
Изображения Луны, планет, и тем более звезд будут располагаться в фокальной плоскости, так как лучи, приходящие от них, можно считать параллельными. Фокусное расстояние окуляра меньше, чем фокусное расстояние объектива. Угол φ заметно больше угла φo. Окуляр увеличивает угловые размеры объекта.
Если изображение, даваемое объективом, находится вблизи фокальной плоскости окуляра, увеличение, которое обеспечивает телескоп, равно отношению фокусного расстояния объектива (F) к фокусному расстоянию окуляра (f): W = F / f. Имея сменные окуляры, можно с одним и тем же объективом получать различное увеличение. Поэтому возможности телескопа в астрономии принято характеризовать не увеличением, а диаметром его объектива.
Большой Канарский Телескоп расположен на пике вулкана Мучачос на высоте около 2400 метров выше уровня моря в обсерватории Ла-Пальма. В настоящее время он является одним из самых крупных и совершенных телескопов в мире. Его первичное зеркало, диаметром 10,4 метра, составлено из 36 шестиугольных сегментов, которые объединены в общую структуру.
Астрономы уже давно не ведут визуальных наблюдений. На смену им в XIX в. пришла фотография, а в настоящее время её заменяют электронные приёмники света. Запись полученных изображений ведется с помощью компьютера. Некоторые телескопы используются для того, чтобы полученное изображение через компьютер передавать непосредственно пользователям Интернета. Комната управления телескопом PS1.
Телескоп «Хаббл» Космический телескоп «Хаббл» обращается вокруг Земли на высоте около 600 км. Имея зеркало диаметром 2,4 м, обеспечивает разрешающую способность 0,1´, позволяющую изучать объекты, которые в 10-15 раз слабее объектов, доступных такому же наземному телескопу.
Всеволновая астрономия В настоящее время наблюдения за объектами ведутся не только в оптическом диапазоне, поэтому астрономию называют всеволновой.
Радиотелескопы Только радиоизлучение из космоса достигает поверхности Земли без значительного поглощения. Для его приема применяют радиотелескопы. В современных радиотелескопах для регистрации сигналов используется компьютер, который сначала запоминает их в цифровой форме, а затем представляет полученные результаты в наглядной форме.
Радиотелескопы Возможности радиотелескопов существенно возрастают, если их антенны объединить в систему и использовать для изучения одного и того же объекта. Система, которая состоит из 27 антенн диаметром 25 м каждая, расположенных в определенном порядке, позволяет достичь углового разрешения 0,04″. Это соответствует возможностям радиотелескопа с антенной диаметром 35 км.
В 2011 г. российские ученые приступили к реализации масштабного международного проекта «Радиоастрон».
Вопросы (с.18) 3. Опишите, как координаты Солнца будут меняться в процессе его движения над горизонтом в течение суток. 4. По своему линейному размеру диаметр Солнца больше диаметра Луны примерно в 400 раз. Почему угловые диаметры почти равны? 7. Почему при наблюдениях в телескоп светила уходят из поля зрения?
Номер материала: ДБ-644085
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами
Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно
Систему ЕГЭ сделают независимой от Microsoft
Время чтения: 1 минута
В Туве предложили ввести антиковидные паспорта для школьников
Время чтения: 2 минуты
В Иркутской области продлили школьные каникулы
Время чтения: 1 минута
Кабмин утвердил список вузов, в которых можно получить второе высшее образование бесплатно
Время чтения: 2 минуты
На Госуслугах ввели запись детей на кружки и секции
Время чтения: 2 минуты
СК предложил обучать педагогов выявлять деструктивное поведение учащихся
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Астрономические наблюдения — это что такое?
Астрономия – одна из древнейших наук
Люди испокон веков следили за движением светил по небу. Астрономические наблюдения того времени помогали ориентироваться на местности, а также были необходимы для построения философских и религиозных систем. С тех пор многое изменилось. Астрономия окончательно освободилась от астрологии, накопила обширные знания и техническую мощь. Однако астрономические наблюдения, выполненные на Земле или в космосе, — по-прежнему один из основных методов получения данных в этой науке. Поменялись способы сбора информации, но суть методики осталась неизменной.
Что такое астрономические наблюдения?
Существуют свидетельства, позволяющие предположить, что элементарными знаниями о движении Луны и Солнца люди обладали еще в доисторическую эпоху. Труды Гиппарха и Птолемея свидетельствуют, что знания о светилах были востребованы и в Античности, им уделялось много внимания. Для того времени и еще длительного периода после астрономические наблюдения представляли собой изучение ночного неба и фиксацию увиденного на бумаге или, проще говоря, зарисовку.
До эпохи Возрождения помощниками ученых в этом деле были лишь самые простые приборы. Значительный объем данных стал доступен после изобретения телескопа. По мере усовершенствования его увеличивалась точность получаемой информации. Однако на каком бы уровне ни был технический прогресс, астрономические наблюдения – это основной способ сбора информации о небесных объектах. Интересно, что это также одна из областей научной деятельности, в которой не потеряли актуальности методы, применявшиеся в эпоху до научного прогресса, то есть наблюдение невооруженным глазом или при помощи простейшего оборудования.
Классификация
Сегодня астрономические наблюдения – это достаточно обширная категория действий. Классифицировать их можно по нескольким признакам:
— квалификация участников;
— характер фиксируемых данных;
— место проведения.
В первом случае выделяют профессиональные и любительские наблюдения. Данные, получаемые при этом, чаще всего представляют собой регистрацию видимого света или же иного электромагнитного излучения, в том числе инфракрасного и ультрафиолетового. Информация при этом может быть получена в некоторых случаях только с поверхности нашей планеты либо только из пространства вне атмосферы: по третьему признаку выделяют астрономические наблюдения, выполненные на Земле или в космосе.
Любительская астрономия
Прелесть науки о звездах и других небесных телах в том, что она — одна из немногих, которая буквально нуждается в активных и неутомимых почитателях в среде непрофессионалов. На огромное количество объектов, достойных постоянного внимания, приходится небольшое число ученых, занятых самыми сложными вопросами. Потому астрономические наблюдения остальной части ближнего космоса ложатся на плечи любителей.
Вклад людей, считающих астрономию своим хобби, в эту науку довольно ощутим. До середины последнего десятилетия прошлого века более половины комет были открыты именно любителями. В область их интересов также часто входят переменные звезды, наблюдение Новых, отслеживание покрытия небесных тел астероидами. Последнее является сегодня наиболее перспективной и востребованной работой. Что касается Новых и Сверхновых, то, как правило, первыми их замечают именно астрономы-любители.
Варианты непрофессиональных наблюдений
Любительская астрономия может быть разделена на тесно взаимосвязанные разделы:
— Визуальная астрономия. Сюда относятся астрономические наблюдения в бинокль, телескоп или невооруженным глазом. Главная цель такой деятельности, как правило, заключается в получении удовольствия от возможности наблюдать за движением светил, а также от самого процесса. Интересное ответвление этого направления – «тротуарная» астрономия: некоторые любители выносят свои телескопы на улицу и предлагают всем желающим полюбоваться звездами, планетами и Луной.
— Астрофотография. Цель этого направления – получение фотоизображений небесных тел и их элементов.
— Телескопостроение. Иногда необходимые оптические инструменты, телескопы и аксессуары к ним, любители изготавливают практически с нуля. В большинстве же случаев телескопостроение заключается в дополнении уже имеющейся аппаратуры новыми комплектующими.
— Исследования. Некоторые астрономы-любители стремятся кроме эстетического удовольствия получить и что-то более материальное. Они занимаются исследованием астероидов, переменных, новых и сверхновых звезд, комет и метеорных потоков. Периодически в процессе постоянных и кропотливых наблюдений совершаются открытия. Именно такая деятельность астрономов-любителей приносит наибольший вклад в науку.
Деятельность профессионалов
Астрономы-специалисты всего мира обладают более совершенной аппаратурой, чем любители. Задачи, стоящие перед ними, требуют высокой точности при сборе информации, отлаженного математического аппарата для интерпретации и прогнозирования. В центре работы профессионалов, как правило, лежат достаточно сложные, часто удаленные объекты и явления. Нередко изучение просторов космоса дает возможность пролить свет на те или иные законы Вселенной, уточнить, дополнить или опровергнуть теоретические построения относительно ее возникновения, строения и будущего.
Классификация по типу информации
Наблюдения в астрономии, как уже говорилось, могут быть связаны с фиксацией различного излучения. По этому признаку выделяют следующие направления:
— оптическая астрономия исследует излучение в видимом диапазоне;
— инфракрасная астрономия;
— ультрафиолетовая астрономия;
— радиоастрономия;
— рентгеновская астрономия;
— гамма-астрономия.
Кроме того, выделяются направления этой науки и соответствующие наблюдения, не связанные с электромагнитным излучением. Сюда относится нейтринная, изучающая нейтринное излучение от внеземных источников, гравитационно-волновая и планетарная астрономия.
С поверхности
Часть явлений, изучаемых в астрономии, доступны для исследований в наземных лабораториях. Астрономические наблюдения на Земле связаны с изучением траекторий движения небесных тел, измерением расстояния в космосе до звезд, фиксация некоторых типов излучения и радиоволн и так далее. До начала эры космонавтики астрономы могли довольствоваться только информацией, полученной в условиях нашей планеты. И этого было достаточно для построения теории возникновения и развития Вселенной, обнаружения многих закономерностей, существующих в космосе. Высоко над Землей
Высоко над Землей
С запуска первого спутника началась новая эра в астрономии. Данные, собираемые космическими аппаратами, неоценимы. Они способствовали углублению понимания учеными тайн Вселенной.
Астрономические наблюдения в космосе позволяют фиксировать все типы излучений, от видимого света до лучей гамма- и рентгеновского диапазона. Большая часть их недоступна для исследования с Земли, поскольку атмосфера планеты поглощает их, не допускает к поверхности. Примером открытий, ставших возможными только после начала космической эры, являются рентгеновские пульсары.
Добытчики информации
Астрономические наблюдения в космосе осуществляются при помощи различной аппаратуры, установленной на космических кораблях, орбитальных спутниках. Множество исследований подобного характера проводится на международной космической станции. Неоценим вклад оптических телескопов, запускавшихся несколько раз в прошлом веке. Выделяется среди них знаменитый «Хаббл». Для обывателя он в первую очередь является источником потрясающе красивых фотоизображений дальнего космоса. Однако это не все, что он «умеет». С его помощью получен большой объем информации о строении множества объектов, закономерностях их «поведения». «Хаббл» и другие телескопы являются бесценным поставщиком данных, необходимых для теоретической астрономии, работающей над проблемами развития Вселенной.
Астрономические наблюдения — и наземные, и космические – единственный источник информации для науки о небесных телах и явлениях. Без них ученые могли бы лишь разрабатывать различные теории, не имея возможности сопоставить их с реальностью.