II. Практические основы астрономии

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.

1. Какие космические тела, видимые невооруженным глазом на звездном небе Земли, могут изменять направление своего движения (на фоне звезд) более чем на ? Почему это происходит?

Решение: Как известно, все планеты Солнечной системы совершают как прямые, так и попятные движения. Такое петлеобразное движение планет является следствием сложения движений Земли и планет по орбите вокруг Солнца. Рассуждая аналогично, можно сделать вывод, что таким же образом на фоне звезд должны двигаться и любые другие тела, вращающиеся вокруг Солнца. Из них невооруженным глазом видны пять планет (Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер, Сатурн), а также яркие кометы.

2. У каких небесных тел есть хвосты? Сколько их может быть, из чего они состоят?
Решение: Газовые и газово-пылевые хвосты, направленные от Солнца, появляются у комет при их приближении к Солнцу. Также у кометы может существовать пылевой хвост, направленный вдоль орбиты кометы. Кроме этого, у комет встречаются небольшие аномальные хвосты, направленные к Солнцу (состоящие из массивных пылевых частиц комы). В итоге у кометы может быть до четырех хвостов. Обнаружен также газовый хвост у Земли, направленный в сторону от Солнца. По расчетам, он простирается на расстояние около 650 тыс.км. Вероятно, газовые хвосты есть и у других планет, имеющих атмосферы. Кроме этого, структуры, которые часто называют "хвостами", встречаются у взаимодействующих галактик (как правило, у одной галактики такая структура одна). Они состоят из звезд и межзвездного газа.

3. Две звезды на небе расположены так, что одна из звезд видна в зените при наблюдении с северного географического полюса, а вторая каждые сутки проходит через зенит при наблюдении с земного экватора. Известно, что от Земли до первой звезды свет идет чуть больше 430 лет. От второй звезды до Земли свет идет почти 16 лет. Как долго идет свет от первой звезды до второй?

Решение: Так как первая звезда видна в зените на полюсе, то она находится в северном полюсе Мира. Вторая звезда находится на небесном экваторе. Поэтому угловое расстояние между звездами составляет , а время, которое свет идет от одной до другой, можно вычислить по теореме Пифагора. Однако, сравнив расстояния до звезд в световых годах, можно понять, что время прохождения света от первой звезды до второй практически совпадает со временем прохождения света от первой звезды до Земли, т.е. ответ задачи - 430 лет.

4. На какой единственной планете можно наблюдать и полное, и кольцеобразное затмение Солнца одним и тем же спутником?

Решение: Как известно, и полные, и кольцеобразные затмения Солнца происходят на Земле, так что она и является этой единственной планетой. Из-за эллиптичности орбит Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли угловой диаметр Солнца меняется от до , а диаметр Луны от до . Если угловой диаметр Луны больше углового диаметра Солнца, то может произойти полное солнечное затмение, если, наоборот, угловой диаметр Солнца превышает диаметр Луны, то может произойти кольцеобразное затмение. У всех остальных планет Солнечной системы нет спутников, угловые размеры которых при наблюдении с планеты были бы близки к угловым размерам Солнца.

5. Каким может быть максимальное количество месяцев в году, таких что одна и та же фаза Луны в течение каждого из этих месяцев повторяется по два раза? Период повторения фаз Луны (т.н. "синодический месяц") меняется от суток до суток (вследствие эллиптичности лунной орбиты).

Решение: Очевидно, что фазы Луны не могут повторяться в феврале - его продолжительность даже в високосные годы меньше, чем наименьшее возможное значение синодического месяца. Все остальные месяцы в календаре, наоборот, всегда длиннее синодического месяца, поэтому в каждом из этих месяцев могут существовать фазы Луны, повторяющиеся по два раза. Рассмотрим нереалистичный "предельный" случай - пусть во всех календарных месяцах содержится 31 день, а синодический месяц всегда оказывается равным ровно 29 суткам. Тогда предположим, что в некотором месяце (назовем его "месяц № 1") какая-то фаза Луны была сразу после полуночи 1-го числа. Во второй раз та же фаза повторится 30-го числа того же месяца. В следующий раз она встретится 28-го числа следующего месяца ("месяца № 2"), потом 26-го числа "месяца № 3" и так далее - во всех календарных месяцах вплоть до "месяца № 12" эта фаза будет встречаться только один раз (в "месяце № 12" она придется на 8-е число). Т.е. в такой ситуации в течение года мы найдем только один нужный нам месяц (первый). Очевидно, что из-за большей продолжительности синодического месяца и меньшей продолжительности части календарных месяцев (если они при этом длиннее синодического месяца) ситуация не изменится. Однако наличие в календаре короткого февраля позволяет найти лучшее решение. Если некоторая фаза Луны пришлась на конец суток 31 января, то она же еще раз встречалась в январе - 2-го числа. Та же самая фаза будет отсутствовать в феврале, в следующий раз после 31 января она повторится 1-го или 2-го марта (в зависимости от того, високосный год или нет). Следующее ее повторение придется примерно на 30-31 марта, т.е. одна и та же фаза по два раза повторится в двух календарных месяцах. Других таких месяцев в году не будет - рассмотренный выше "предельный" случай исключает их наличие. Отсюда получаем ответ: таких месяцев два (январь и март), причем этот максимум реализуется в любом году (но, конечно, для разных фаз Луны).

Узловые вопросы: 1. Понятие созвездия. 2. Различие звезд по яркости (светимости), цвету. 3. Звездная величина. 4. Видимое суточное движение звезд. 5. небесная сфера, ее основные точки, линии, плоскости. 6. Звездная карта. 7. Экваториальная СК.

Демонстрации и ТСО: 1. Демонстрационная подвижная карта неба. 2. Модель небесной сферы. 3. Звездный атлас. 4. Диапозитивы, фотографии созвездий. 5. Модель небесной сферы, географический и звездный глобусы.

Впервые звезды были обозначены буквами греческого алфавита. В созвездии атласа Байгера в XVIII века исчезли рисунки созвездий. На карте указываются звездные величины.

Большая Медведица - (Дубхе), (Мерак), (Фекда), (Мегрец), (Алиот), (Мицар), (Бенеташ).

Лиры - Вега, Лебедева - Денеб, Волопаса - Арктур, Возничего - Капелла, Б. Пса - Сириус.

Солнце, Луна и планеты на картах не указаны. Путь Солнца показан на эклиптике римскими цифрами. На звездных картах нанесена сетка небесных координат. Наблюдаемое суточное вращение - явление кажущееся - вызванное действительным вращением Земли с запада на восток.

Доказательство вращения Земли:

1) 1851 г. физик Фуко - маятник Фуко - длина 67 м.

2) космические спутники, фотографии.

Небесная сфера - воображаемая сфера произвольного радиуса используемая в астрономии для описания взаимного положения светил на небосклоне. Радиус принимают за 1 Пк.

88 созвездий, 12 зодиакальных. Условно можно разделить на:

1) летние - Лира, Лебедь, Орел 2) осенние - Пегас с Андромедой, Кассиопея 3) зимние - Орион, Б. Пес, М. Пес 4) весенние - Дева, Волопас, Лев.

Отвесная линия пересекает поверхность небесной сферы в двух точках: в верхней Z - зените - и в нижней Z " - надире .

Математический горизонт - большой круг на небесной сфере, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии.

Точка N математического горизонта называется точкой севера , точка S - точкой юга . Линия NS - называется полуденной линией .

Небесным экватором называется большой круг, перпендикулярный оси мира. Небесный экватор пересекается с математическим горизонтом в точках востока E и запада W .

Небесным меридианом называется большой круг небесной сферы, проходящий через зенит Z , полюс мира Р , южный полюс мира Р ", надир Z ".

Домашнее задание: § 2.

Созвездия. Звездные карты. Небесные координаты.

1. Опишите, какие суточные круги описывали бы звезды, если бы астрономические наблюдения проводились: на Северном полюсе; на экваторе.

Видимое движение всех звезд происходит по кругу, параллельному горизонту. Северный полюс мира при наблюдении с Северного полюса Земли находится в зените.

Все звезды восходят под прямыми углами к горизонту в восточной части неба и также заходят за горизонт в западной. Небесная сфера вращается вокруг оси, проходящей через полюса мира, на экваторе расположенные точно на линии горизонта.

2. Выразите 10 ч 25 мин 16 с в градусной мере.

Земля за 24 ч совершает один оборот - 360 о. Следовательно, 360 о соответствует 24 ч, тогда 15 о - 1 ч, 1 о - 4 мин, 15 / - 1 мин, 15 // - 1 с. Таким образом,

1015 о + 2515 / + 1615 // = 150 о + 375 / +240 / = 150 о + 6 о +15 / +4 / = 156 о 19 / .

3. Определите по звездной карте экваториальные координаты Веги.

Заменим название звезды буквенным обозначением (Лиры) и найдем ее положение на звездной карте. Через воображаемую точку проводим круг склонения до пересечения с небесным экватором. Дуга небесного экватора, которая лежит между точкой весеннего равноденствия и точкой пересечения круга склонения звезды с небесным экватором, является прямым восхождением этой звезды, отсчитанным вдоль небесного экватора навстречу видимому суточному обращению небесной сферы. Угловое расстояние, отсчитанное по кругу склонения от небесного экватора до звезды, соответствует склонению. Таким образом, = 18 ч 35 м, = 38 о.

Накладной круг звездной карты поворачиваем так, чтобы звезды пересекла восточную часть горизонта. На лимбе, напротив отметки 22 декабря, находим местное время ее восхода. Располагая звезду в западной части горизонта, определяем местное время захода звезды. Получаем

5. Определить дату верхней кульминации звезды Регул в 21 ч по местному времени.

Устанавливаем накладной круг так, чтобы звезда Регул (Льва) находилась на линии небесного меридиана (0 h - 12 h шкалы накладного круга) на юг от северного полюса. На лимбе накладного круга находим отметку 21 и напротив ее на краю накладного круга определяем дату - 10 апреля.

6. Вычислить, во сколько раз Сириус ярче Полярной звезды.

Принято считать, что при разности в одну звездную величину видимая яркость звезд отличается примерно в 2,512 раза. Тогда разность в 5 звездных величин составит различие в яркости ровно в 100 раз. Так звезды 1-й величины в 100 раз ярче звезд 6-й величины. Следовательно, разность видимых звездных величин двух источников равна единице, когда один из них ярче другого в (эта величина примерно равна 2,512). В общем случае отношение видимой яркости двух звезд связано с разностью их видимых звездных величин простым соотношением:

Светила, яркость которых превосходит яркость звезд 1 m , имеют нулевые и отрицательные звездные величины.

Звездные величины Сириуса m 1 = -1,6 и Полярной звезды m 2 = 2,1, находим в таблице.

Прологарифмируем обе части указанного выше соотношения:

Таким образом, . Отсюда. Т. е. Сириус ярче Полярной звезды в 30 раз.

Примечание : используя степенную функцию, также получим ответ на вопрос задачи.

7. Как вы думаете, можно ли долететь на ракете до какого-нибудь созвездия?

Созвездие - это условно определенный участок неба, в пределах которого оказались светила, находящиеся от нас на разных расстояниях. Поэтому выражение «долететь до созвездия» лишено смысла.

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.

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