Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. На каких планетах земной группы дневное небо черное голубое и красноватое
Задачи окружного тура городской олимпиады по астрономии и физике космоса 2005 года 5-6 класс
ЗАДАЧИ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ
ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 5-6 класс
- Известно, что можно определять стороны света по часовой стрелке. Как это можно сделать в Москве, на экваторе и в Австралии?
- Два раза в году, в дни весеннего и осеннего равноденствий, Солнце восходит почти точно на востоке. Какова продолжительность дня и ночи в этот день в Москве? Из какого полушария звездного неба (небесной сферы) в какое полушарие Солнце переходит при этом?
- На каких планетах земной группы дневное небо черное, голубое и красноватое?
- Когда Луна может подняться выше над горизонтом летом или зимой и почему? А когда Луна в Москве над горизонтом ниже? Летом или зимой и почему?
- В состав Солнечной системы входят различные космические объекты – кометы, Солнце, первый пояс астероидов, объекты пояса Койпера, облако Оорта, планеты. Сделайте рисунок строения Солнечной системы.
ЗАДАЧИ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ
ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 7-8 класс- В 2004 году весеннее равноденствие состоялось не 21 марта, как обычно, а 20 марта в 06 ч 49 м UT (всемирное время) Поскольку к этому моменту на летнее время мы еще не перешли, то в Москве было 09 ч 49 м.
- Почему полная фаза солнечного затмения продолжается намного меньше, чем полная фаза лунного затмения.
- 2 января 2005 года Земля находилась в перигелии, на расстоянии 14,7 млн.км от Солнца. Когда (примерно) Земля будет в афелии? Сделать поясняющий чертеж
- На сколько градусов солнечное пятно, расположенное вблизи экватора (период вращения равен 25 суткам) за один оборот обгонит другое пятно, расположенное на широте 30 градусов (период 26,3 суток).
- Нарисуйте, как вы представляете себе нашу Галактику. Какие объекты входят в ее состав? Где примерно расположено наше Солнце?
ЗАДАЧИ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ
ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 9-10 класс- Сезоны года на Земле сменяются «в противофазе» (когда в северном полушарии лето, то в южном - зима). Допустим, что гипотетическая планета вращается вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите, большая полуось которой также равна 1 а.е., и ось вращения перпендикулярна плоскости ее орбиты. Как происходит смена времен года? Как изменится климат по сравнению с климатом Земли?
- Когда Луна может подняться выше над горизонтом летом или зимой и почему? А на какую высоту?
- Как называются точки небесной сферы, в которой эклиптика пересекается небесным экватором? Каким датам это соответствует? Сколько часов длятся в это время ночь и день в Москве? В каких созвездиях находились эти точки 2000 лет тому назад и в каких созвездиях они находятся сейчас и почему?
- Две одинаковые по массе автоматические межпланетные станции (АМС) совершают мягкие посадки: первая – на Венеру, вторая – на Марс. На какой из планет – Земле, Венере или Марсе – эти АМС имеют наибольший вес? Ускорение свободного падения на Земле и Венере считать одинаковыми, а на Марсе g = 3,7 м/с2.
- Две нейтронные звезды обращаются вокруг общего центра масс по круговой орбите с периодом 7 часов. На каком расстоянии они находятся, если их массы больше массы Солнца в 1,4 раз? Масса Солнца М= 2·1030 кг.
ЗАДАЧИ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ
ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 11 класс- Когда Луна поднимается максимально высоко над горизонтом летом или зимой и почему? А когда Луна в Москве над горизонтом ниже всего? Летом или зимой и почему?
- 2 января 2005 года Земля находилась в перигелии, на расстоянии 14,7 млн.км от Солнца. Когда (примерно) Земля будет в афелии? Сделать поясняющий чертеж. Почему точка афелия не совпадает с точкой зимнего солнцестояния, а точка перигелия – с точкой летнего солнцестояния?
- На какой планете Меркурии или Марсе тело в свободном падении пролетит дальше за 10 сек.? Масса Меркурия 0,055 М , радиус 0,38 R . Масса Марса 0,107 М , радиус 0,53 R .
- Межпланетный аппарат обращается вокруг Земли по низкой круговой орбите, лежащей в плоскости эклиптики. Какое минимальное приращение скорости нужно придать этому кораблю, чтобы он мог без последующих маневров и включения двигателей отправиться изучать объекты пояса Койпера?
- Вчера с европейской части России можно было наблюдать начало серии покрытия Антареса Луной в этом учебном году (4 февраля, 3 марта, 30 марта, 26 апреля, 24 марта, 24 мая, 20 июня 2005 года). Покрытия звезд Луной происходят таким образом, что наблюдатель видит исчезновение звезды на восточном крае лунного диска и появление ее вновь - на западном.
- Во сколько раз звезда сверхгигант со светимостью 10000 L больше, чем звезда главной последовательности, если их температуры одинаковы и равны 5800?
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ
ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 5-6 класс
- Известно, что можно определять стороны света по часовой стрелке. Как это можно сделать в Москве, на экваторе и в Австралии?
- Два раза в году, в дни весеннего и осеннего равноденствий, Солнце восходит почти точно на востоке. Какова продолжительность дня и ночи в этот день в Москве? Из какого полушария звездного неба (небесной сферы) в какое полушарие Солнце переходит при этом?
Весеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное. Это обычно происходит около 21 марта. Осеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное, это обычно наступает 23 сентября.
- На каких планетах земной группы дневное небо черное, голубое и красноватое?
На Меркурии практически нет атмосферы, нет рассеяния света, небо черное. На Земле небо голубое из-за рассеяния солнечного света на молекулах воздуха, при этом голубые лучи рассеиваются сильнее, чем красные. На Марсе из-за сильных пылевых бурь атмосфера насыщена мельчайшими пылевыми частичками, имеющими красный цвет, как и почва.
- Когда Луна может подняться выше над горизонтом летом или зимой и почему? А когда Луна в Москве над горизонтом ниже? Летом или зимой и почему?
h = 90 = 57
Где широта Москвы =56.
Угол между плоскостью орбиты Луны и плоскостью эклиптики составляет 5°. Максимальная высота Луны над горизонтом в июне - 62. Минимальная высота Луны над горизонтом - 6.
Ответ учащихся 5 – 6 классов можно считать верным, если есть ответ о максимальной разной высоте Луны над горизонтом зимой и летом. Если указаны примерно даты 22 июня и 22 декабря, то оценку еще можно повысить.
- В состав Солнечной системы входят различные космические объекты – кометы, Солнце, первый пояс астероидов, объекты пояса Койпера, облако Оорта, планеты. Сделайте рисунок строения Солнечной системы.
Учащимся, указавшим что за орбитой Нептуна находится пояс Койпера и облако Оорта, верно указавшим положение 9 больших планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон), количество баллов увеличивают.
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ
ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 7-8 класс- В 2004 году весеннее равноденствие состоялось не 21 марта, как обычно, а 20 марта в 06 ч 49 м UT (всемирное время) Поскольку к этому моменту на летнее время мы еще не перешли, то в Москве было 09 ч 49 м. Почему это произошло? Когда будет весеннее равноденствие в последующие годы? Какова продолжительность дня и ночи в этот день? С момента весеннего равноденствия начинается астрономическая весна. До какого дня она будет продолжаться в 2005 году?
В эти дни по всей Земле Солнце перемещается по небу от восхода до заката почти ровно за 12 часов (без учета рефракции) и, следовательно, везде продолжительность дня и ночи одинакова.
С момента весеннего равноденствия начинается астрономическая весна, которая продлится до дня летнего солнцестояния, которое в 2005 году наступит 21 июня.
- Почему полная фаза солнечного затмения продолжается намного меньше, чем полная фаза лунного затмения.
- 2 января 2005 года Земля находилась в перигелии, на расстоянии 14,7 млн.км от Солнца. Когда (примерно) Земля будет в афелии? Сделать поясняющий чертеж.
Задачу можно считать решенной, если примерно указан месяц (лето) и на чертеже видно, что Солнце летом будет дальше. Учащиеся могут не указывать расстояния, на которых находится Земля от Солнца.
- На сколько градусов солнечное пятно, расположенное вблизи экватора (период вращения равен 25 суткам) за один оборот обгонит другое пятно, расположенное на широте 30 градусов (период 26,3 суток).
Пусть оба пятна сначала находятся на центральном меридиане Солнца, то есть линии, соединяющей оба полюса и проходящей через видимый центр. Если пятно, имеющее большую широту, вращается медленнее, то пусть через 26,3 суток оно снова окажется на центральном меридиане. Значит, пятно, расположенное на экваторе, обгонит первое пятно на дугу, которое оно пройдет еще через 1,3 суток. За сутки экваториальное пятно проходит дугу в .
За 1,3 суток экваториальное пятно сместится на 14,41,3=18,7.
- Нарисуйте, как вы представляете себе нашу Галактику. Какие объекты входят в ее состав? Где примерно расположено наше Солнце?
| Типичный ожидаемый рисунок нашей Галактики, которая похожа на галактику М31. Стрелка (диск галактики) указывает на примерное расстояние Солнца от центра Галактики | Но наши учащиеся вполне могут изобразить и темное гало вокруг светящейся материи нашей Галактики. За любое упоминание о темной материи рекомендуется добавлять баллы. |
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ
ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 9-10 класс- Сезоны года на Земле сменяются «в противофазе» (когда в северном полушарии лето, то в южном - зима). Допустим, что гипотетическая планета вращается вокруг Солнца по сильно вытянутой эллиптической орбите, большая полуось которой также равна 1 а.е., и ось вращения перпендикулярна плоскости ее орбиты. Как происходит смена времен года? Как изменится климат по сравнению с климатом Земли?
На такой планете смена времен года будет проходить синхронно, а не в противофазе, как на Земле или Марсе. Вблизи апогелия на всей планете, в обоих полушариях, синхронно, будет условная зима, а вблизи перигелия - условное лето. «Условные», потому что в общепринятых понятиях на полюсах такой планеты будет вечная зима... Тогда сезоны, зависящие только от потока тепла, будут по всей планете определяться только ее положением на орбите, а значит, будут везде меняться синхронно. Климат на такой планете, несмотря на одинаковую большую полуось а=1 а.е., будет более резким, зимы будут более холодными и долгими по второму закону Кеплера (и путь длинее, и скорость меньше).
- Когда Луна может подняться выше над горизонтом летом или зимой и почему? А когда Луна в Москве над горизонтом ниже? Летом или зимой и почему?
h = 90 = 57
Где широта Москвы =56.
22 декабря Солнце ниже всего над горизонтом в Москве. День самый длинный. Точка зимнего солнцестояния - знак Козерога - в ней Солнце имеет минимальное склонение = 23. Высота Солнца над горизонтом около 11.
Угол между плоскостью орбиты Луны и плоскостью эклиптики составляет 5°. Максимальная высота Луны над горизонтом в июне - 62. Минимальная высота Луны над горизонтом - 6.
- Как называются точки небесной сферы, в которой эклиптика пересекается небесным экватором? Каким датам это соответствует? Сколько часов длятся в это время ночь и день в Москве? В каких созвездиях находились эти точки 2000 лет тому назад и в каких созвездиях они находятся сейчас и почему?
Две точки небесной сферы, в которых эклиптика пересекает небесный экватор. Переходя из южного полушария в северное, Солнце проходит через точку весеннего равноденствия 20 или 21 марта, а обратно - через точку осеннего равноденствия 22 или 23 сентября. В эти дни по всей Земле Солнце перемещается по небу от восхода до заката почти ровно за 12 часов (без учета рефракции) и, следовательно, везде продолжительность дня и ночи одинакова. Через точку весеннего равноденствия (старые названия – «точка весны» или «начальная точка Овна», знак ) проходят нулевые меридианы в эклиптической и экваториальной системах координат. Около 2000 лет назад, во времена Гиппарха, эта точка располагалась в созвездии Овна. В результате прецессии она переместилась примерно на 20o к западу и теперь находится в созвездии Рыб. Точка осеннего равноденствия раньше была в Весах (знак ), а теперь в Деве.
- Две одинаковые по массе автоматические межпланетные станции (АМС) совершают мягкие посадки: первая – на Венеру, вторая – на Марс. На какой из планет – Земле, Венере или Марсе – эти АМС имеют наибольший вес? Ускорение свободного падения на Земле и Венере считать одинаковыми, а на Марсе g = 3,7 м/с2.
Наибольший вес будет на Земле. Вес АМС на Венере будет меньше, чем на Земле, из-за плотной атмосферы (закон Архимеда). На Марсе АМС будет иметь наименьший вес.
- Две нейтронные звезды обращаются вокруг общего центра масс по круговой орбите с периодом 7 часов. На каком расстоянии они находятся, если их массы больше массы Солнца в 1,4 раз? Масса Солнца М= 2·1030 кг.
С другой стороны, F =
= 3106 м, меньше, чем размеры Земли.
ЗАДАЧИ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ
ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 11 класс- Когда Луна поднимается максимально высоко над горизонтом летом или зимой и почему? А когда Луна в Москве над горизонтом ниже всего? Летом или зимой и почему?
h = 90 = 57
Где широта Москвы = 56.
22 декабря Солнце ниже всего над горизонтом в Москве. День самый длинный. Точка зимнего солнцестояния - знак Козерога. В ней Солнце имеет минимальное склонение = 23. Высота Солнца над горизонтом около 11.
Угол между плоскостью орбиты Луны и плоскостью эклиптики составляет 5°. Максимальная высота Луны над горизонтом в июне - 62. Минимальная высота Луны над горизонтом - 6.
- 2 января 2005 года Земля находилась в перигелии, на расстоянии 14,7 млн.км от Солнца. Когда (примерно) Земля будет в афелии? Сделать поясняющий чертеж. Почему точка афелия не совпадает с точкой летнего солнцестояния, а точка перигелия – с точкой зимнего солнцестояния?
Задачу можно считать решенной, если примерно указана дата и показано, что имеется различие между точкой летнего солнцестояния и афелием орбиты.
Чертеж обязателен.
- На какой планете Меркурии или Марсе тело в свободном падении пролетит дальше за 10 сек.? Масса Меркурия 0,055 М , радиус 0,38 R . Масса Марса 0,107 М , радиус 0,53 R .
При свободном падении тело проходит путь, равный , где g – ускорение свободного падения.
Ускорение свободного падения находим по формуле
.
Подставляя значения массы и радиусов, получим, что gМеркурия=g Марса = 3,8 м/с2, следовательно тело в свободном падении на обоих планетах пролетит одно и то же расстояние без учета трения атмосферы.
- Межпланетный аппарат обращается вокруг Земли по низкой круговой орбите, лежащей в плоскости эклиптики. Какое минимальное приращение скорости нужно придать этому кораблю, чтобы он мог без последующих маневров и включения двигателей отправиться изучать объекты пояса Койпера?
- Решение.
= 16.6 км/c (V2 - вторая космическая скорость для Земли, равная 11.2 км/с).
Двигаясь по круговой орбите, аппарат имел первую космическую скорость V1, равную 7.9 км/с. Следовательно, минимальное приращение скорости
(когда аппарат движется в ту же сторону, что и Земля) равноV = V 3 - V 1 = 8.7 км/с.
- Во сколько раз звезда сверхгигант со светимостью 10000 L больше, чем звезда главной последовательности, если их температуры одинаковы и равны 5800?
Звезда главной последовательности с температурой 5800 - это Солнце. Светимость Солнца L=1.
L= Т4 4R2.
Их температуры равны.
Откуда радиус сверхгиганта в 100 раз больше радиуса звезды главной последовательности (Солнца).
flatik.ru
Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
7-8 классы
ЗАДАНИЯ
1. Лира, Дева, Скорпион, Весы, Рак. Какое название из этого списка является лишним и почему?
2. Какая из перечисленных звезд – Арктур, Вега, Капелла, Полярная, Сириус – является самой яркой звездой северного полушария неба? В каком созвездии она расположена? Какую примерно звездную величину она имеет?
3. В 1054 году на небе наблюдался взрыв Сверхновой, породивший Крабовидную туманность. Расстояние до Крабовидной туманности – примерно два килопарсека (R = 2 кпк = 6520 световых лет). Сколько лет тому назад взорвалась Сверхновая?
4. На каких планетах земной группы дневное небо черное, голубое и красноватое? Почему?
5. Два раза в году Солнце восходит почти точно на востоке и заходит почти точно на западе. Как называются эти дни? Когда они бывают? Какова продолжительность дня и ночи в эти дни в Иркутске и в Братске? Из какого полушария небесной сферы в какое полушарие переходит при этом Солнце?
6. В состав Солнечной системы входят различные космические объекты – кометы, Солнце, Главный пояс астероидов, объекты пояса Койпера, облако Оорта, планеты. Изобразите на рисунке строение Солнечной системы.
Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
7-8 классы
Рекомендуется оценивать решение по 8-балльной системе (от 0 до 8). В исключительных случаях, при полном решении с предложением идей, расширяющих и дополняющих задание, может быть выставлена оценка в 9 баллов.
ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ
1. Лира, т.к. созвездие Лиры не относится к числу зодиакальных, в отличие от всех остальных созвездий из приведенного списка. За выбор принципа отбора - до 4 баллов, за правильное название созвездия – 4 балла
2. Самая яркая звезда на небе – Сириус, но эта звезда находится в южном полушарии неба. Поэтому самая яркая звезда северного полушария – Вега (альфа Лиры). У нее примерно нулевая звездная величина. За знание самой яркой северной звезды – 3 балла, за знание звездной величины – 3 балла, дополнительные знания по теме – 2 балла.
3. С 1054 года прошло 957 лет. Значит, взрыв произошел 957 + 6520 = 7477 лет. Правильный ответ – более 7000 лет назад, поскольку точное расстояние неизвестно (2 кпк – грубая оценка). За выбор способа решения - 2 балла, за вычисление, сколько лет прошло с момента наблюдения Сверхновой – 2 балла, за вычисление истинного возраста Сверхновой – 2 балла, за понимание того, что указывать точное количество прошедших лет бессмысленно из-на недостаточной точности знания расстояния до туманности – 2 балла.
4. На Меркурии практически нет атмосферы, поэтому нет рассеяния света и небо черное. На Земле небо голубое из-за рассеяния солнечного света на молекулах воздуха, при этом голубые лучи рассеиваются сильнее, чем красные. На Марсе из-за сильных пылевых бурь атмосфера насыщена мельчайшими пылевыми частичками, имеющими красноватый цвет, как и почва. За знание планет земной группы – 1 балл, за правильные соответствия цвета неба и названий планет – до 3 баллов, за объяснение причин различия цвета неба – до 4 баллов.
5. Речь идет о днях весеннего и осеннего равноденствия. В эти дни на всей Земле Солнце перемещается по небу от восхода до заката почти ровно за 12 часов (без учета рефракции) и, следовательно, в Иркутске, Братске (да и везде в мире) продолжительность дня и ночи одинакова. Весеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное. Это обычно происходит около 21 марта. Осеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное, это обычно наступает 23 сентября. За знание названия дней – 1 балл, за знание дат равноденствий – 2 балла, за понимание, что в эти дни день равен ночи повсюду на Земле – 3 балла, за пояснение, когда из какого полушария переходит Солнце – 2 балла.
6. Солнце в центре, 8 планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) движутся почти по окружностям вокруг Солнца. Между орбитами Марса и Юпитера – главный пояс астероидов. За орбитой Нептуна – пояс Койпера, в нем находится карликовая планета Плутон и множество других ледяных небесных тел. Далеко за поясом Койпера находится еще один пояс – облако Оорта из множества ледяных кометных ядер. В планетной зоне Солнечной системы кометы двигаются, как правило, по сильно вытянутым орбитам. Если рисунок содержит всю указанную информацию, можно оценить его в 9 баллов, недостатки и ошибки снижают оценку.
Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
9-10 классы
ЗАДАНИЯ
1. Знаменитый пульсар NP 0531 в Крабовидной туманности имеет период Т = 0,033 с. Оценить его плотность.
2. Почему полная фаза солнечного затмения продолжается намного меньше, чем полная фаза лунного затмения?
3. Известно, что Солнце вращается неравномерно – экватор быстрее, чем высокие широты. На сколько градусов солнечное пятно, расположенное вблизи экватора (период вращения здесь равен 25 суткам) за один оборот обгонит другое пятно, расположенное на широте 30 градусов (период вращения Солнца здесь равен 26,3 суток).
4. Нарисуйте, как вы представляете себе нашу Галактику. Напишите, какие объекты входят в ее состав. Укажите на рисунке, где примерно расположено наше Солнце.
5. Дайте определение каждому из терминов: метеор, болид, астероид, комета, метеорит. Почему астрономы считают неправильным словосочетание «Тунгусский метеорит»? Какова основная идея, объясняющая Тунгусское явление?
6. В интернете обсуждается идея о том, что по орбите Земли (всегда обратной стороны от Солнца) движется еще одна крупная планета, которую мы никогда не видим. Астрономы уверены, что это не так. Как Вы думаете, какие доводы приводят астрономы в пользу своей версии?
Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
9-10 классы
Рекомендуется оценивать решение по 8-балльной системе (от 0 до 8). В исключительных случаях, при полном решении с предложением идей, расширяющих и дополняющих задание, может быть выставлена оценка в 9 баллов.
ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ
Пульсаром называется нейтронная звезда с очень быстрым вращением. Период вращения пульсара T = (1). Предельную скорость вращения нейтронной звезды можно найти из второго закона Ньютона для точки на экваторе пульсара
(2)
где М – масса пульсара, R – его радиус, V – линейная скорость точки на экваторе пульсара. Быстрее вращаться пульсар не может, иначе его разорвет центробежная сила. Поскольку объем шара W = (3), плотность ρ = М / W, получим
Отсюда плотность пульсара в Крабовидной туманности ρ = 3π/GT 2 = = 1,3∙1014 кг/м3. За знание каждой из формул (1), (2), (3) – по 2 балла, за дальнейший ход рассуждений и правильность вычислений – по 1 баллу.
Покрытие Солнца Луной называется солнечным затмением. Если диск Солнца полностью закрывается диском Луны, то затмение называют полным. Полные солнечные затмения можно видеть только в тех областях Земли, по которым проходит полоса тени Луны. Диаметр тени не превышает D = 300 км, скорость перемещения тени по поверхности Земли примерно равна скорости движения Луны вокруг Земли (V = 1 км/с), поэтому оценка продолжительности полного солнечного затмения оказывается порядка D / V 300 c = 5 минут (обычно не больше 7 минут).
Во время полного лунного затмения Луна полностью уходит в конус земной тени, диаметр которой в 3 раза больше диаметра Луны. Луна, обладая диаметром примерно 3500 км, сместится на величину своего диаметра за 3500 с (почти час), значит, всю земную тень она преодолеет почти за 3 часа. В результате полная фаза лунного затмения продолжается гораздо дольше (часы), нежели полная фаза солнечного затмения (минуты).
За объяснения явлений солнечного и лунного затмений (желательно с рисунками) – до 2 балла, объяснение продолжительности каждого из типов затмений – до 2 баллов.
Пусть оба пятна сначала находятся на центральном меридиане Солнца, то есть линии, соединяющей оба полюса и проходящей через видимый центр диска Солнца. Пятно на широте 30º через 26,3 суток снова окажется на центральном меридиане. Значит, пятно, расположенное на экваторе, обгонит первое пятно на дугу, которую оно пройдет еще через 26.3 – 25 = 1,3 суток.
За сутки экваториальное пятно проходит дугу в / сутки.
Значит, за 1,3 суток экваториальное пятно сместится на 14,4° × 1,3 = 18,7°.
За правильный ход решения – до 6 баллов, за правильность расчетов – до 2 баллов.
Рисунок должен отражать, что наша Галактика имеет форму спирали. Примерные размеры Галактики и расстояние Солнца от центра Галактики должны быть выдержаны в соответствующем масштабе. В центре Галактики открыта сверхмассивная черная дыра с массой около 3 миллионов масс Солнца. Показать, что спиральные рукава состоят в основном из множества звезд. Хорошо, если на рисунке будут изображены шаровые скопления. Рассеянные скопления, гигантские молекулярные облака на рисунке не изображаются в данном масштабе, но могут быть перечислены. Могут быть перечислены различные типы звезд (звезды главной последовательности, гиганты, сверхгиганты, белые карлики, нейтронные звезды), межзвездный газ, межзвездная пыль, но эти объекты на рисунке не отражаются.
| Типичный ожидаемый рисунок нашей Галактики, которая похожа на галактику М31. Стрелка (диск галактики) указывает на примерное расстояние Солнца от центра Галактики | Учащиеся вполне могут изобразить и темное гало шарообразное вокруг светящейся материи нашей плоской Галактики. За любое упоминание о темной материи рекомендуется добавлять баллы. |
За рисунок – до 2 баллов. За перечень типов объектов, входящих в состав Галактики – до 2 баллов. За указание положения Солнца – до 2 баллов. Дополнительная информация – до 2 баллов.
Метеор – это свечение, возникающее при вхождении в атмосферу Земли частицы вещества из космоса (размерами от пылинки до миллиметров). Болид – очень яркий метеор (сгорает частица вещества размером в сантиметры – первые метры). Астероид – каменная либо железная глыба с размерами от метров до сотен километров, двигающаяся по замкнутой орбите вокруг Солнца. Комета - ледяная глыба размерами от десятков метров до десятков километров, двигающаяся по вытянутой орбите вокруг Солнца. Метеорит – фрагмент астероида, упавший на поверхность планеты. Поскольку ни одного фрагмента Тунгусского космического тела не найдено, название «Тунгусский метеорит» неверно. Считается, что Тунгусское космическое тело – это небольшое ледяное ядро кометы, взрывообразно испарившееся в атмосфере Земли. За знание каждого термина – 1 балл, за качество изложения – до 1 балла, за знание основной гипотезы о Тунгусском явлении – до 2 баллов.
Крупная планета на орбите Земли влияла бы своим тяготением на соседние планеты – Марс и Венеру, которые должны периодически с ней сближаться. В результате Марс и Венера двигались бы совсем не так, как они движутся на самом деле, их орбиты должны были постоянно «возмущаться» (изменять свои параметры под влиянием планеты). Поскольку это не так, значит, никакой крупной планеты за Солнцем нет. Еще один довод – космические аппараты, перемещаясь по всей Солнечной системе (включая и зону «за Солнцем»), никакой крупной планеты там не обнаружили.
Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
11 классы
ЗАДАНИЯ
В интернете сообщают о планете Нибиру, которая якобы должна в 2012 пройти вблизи Земли, вызывая на ней катаклизмы. Профессиональные астрономы утверждают, что никакой планеты Нибиру не существует. Какие доводы можно привести в пользу того, что астрономы правы?
Две одинаковые по массе автоматические межпланетные станции (АМС) совершают мягкие посадки: первая – на Венеру, вторая – на Марс. На какой из планет – Земле, Венере или Марсе – эти АМС имеют наибольший вес? Ускорение свободного падения на Земле и Венере считать одинаковыми, а на Марсе g = 3,7 м/с2.
Две одинаковые нейтронные звезды обращаются вокруг общего центра масс по круговой орбите с периодом 7 часов. На каком расстоянии они находятся, если их массы больше массы Солнца в 1,4 раз? Масса Солнца М¤= 2·1030 кг.
4. Нарисуйте, как вы представляете себе нашу Галактику. Напишите, какие объекты входят в ее состав. Укажите на рисунке, где примерно расположено наше Солнце.
Во сколько раз звезда-сверхгигант со светимостью 10000 L больше, чем звезда главной последовательности, если их температуры одинаковы и равны 5800°?
В 1054 году в нашей Галактике вспыхнула Сверхновая в созвездии Тельца. В настоящее время на этом месте наблюдается знаменитая Крабовидная туманность. Измерение лучевых скоростей газа в туманности показало, что она расширяется со скоростью около 1200 км/с от центра. Угловые размеры туманности, измеренные в 2004 году, составили примерно 5´. Оценить примерное расстояние до Крабовидной туманности в парсеках (1 пк = 3,086∙1016 м).
Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
11 классы
ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ
Рекомендуется оценивать решение по 8-балльной системе (от 0 до 8). В исключительных случаях, при полном решении с предложением идей, расширяющих и дополняющих задание, может быть выставлена оценка в 9 баллов.
Доводы могут быть следующими.
- Если бы планета Нибиру существовала, и в 2012 году она должна была бы пройти вблизи орбиты Земли, то ее можно было бы уже давно наблюдать в школьные телескопы, бинокли и даже невооруженным глазом, поскольку бы находилась уже ближе Юпитера (иначе ей не успеть долететь до Земли через год). Юпитер и находящийся гораздо ближе его Марс хорошо видны невооруженным глазом, тем не менее, ни одного снимка, ни одного подтвержденного профессионалами наблюдения Нибиру не существует. На серьезных сайтах и в научной литературе никакой Нибиру нет.
- В интернете не сообщаются небесные координаты Нибиру, что понятно, иначе любой любитель-астроном, посмотрев в указанное место на небе, смог бы доказать, что там ничего нет.
- Известно, что Нибиру – это просто выдумка писателя Захарии Ситчина, подхваченная СМИ. Если Земле угрожала реальная опасность, и ученые, и правительства вели бы себя совсем иначе.
За эти и другие доводы и логические рассуждения – до 8 баллов. Пересказ мифа о Нибиру, как недостоверная ненаучная информация, не засчитывается.
Наибольший вес будет на Земле. Вес АМС на Венере будет меньше, чем на Земле, из-за чрезвычайно плотной атмосферы (закон Архимеда). На Марсе АМС будет иметь наименьший вес. За определение веса АМС на всех планетах (p = mg) и знание значения g на Земле – 2 балла, за учет силы Архимеда на всех трех планетах – 4 балла, за обоснованный вывод – 2 балла.
Звезды находятся на расстоянии 2R друг от друга и притягиваются друг к другу с силой
Fграв.= G× (1)
С другой стороны, та же сила по закону Ньютона равна F = (2)
Тогда = 3×106 м = 3000 км. За использование формул (1) и (2) – до 3 баллов за каждую. За правильность вычислений – до 2 баллов.
Рисунок должен отражать, что наша Галактика имеет форму спирали. Примерные размеры Галактики и расстояние Солнца от центра Галактики должны быть выдержаны в соответствующем масштабе. В центре Галактики открыта сверхмассивная черная дыра с массой около 3 миллионов масс Солнца. Показать, что спиральные рукава состоят в основном из множества звезд. Хорошо, если на рисунке будут изображены шаровые скопления. Рассеянные скопления, гигантские молекулярные облака на рисунке не изображаются в данном масштабе, но могут быть перечислены. Могут быть перечислены различные типы звезд (звезды главной последовательности, гиганты, сверхгиганты, белые карлики, нейтронные звезды), межзвездный газ, межзвездная пыль, но эти объекты на рисунке не отражаются.
| Типичный ожидаемый рисунок нашей Галактики, которая похожа на галактику М31. Стрелка (диск галактики) указывает на примерное расстояние Солнца от центра Галактики | Учащиеся вполне могут изобразить и темное гало шарообразное вокруг светящейся материи нашей плоской Галактики. За любое упоминание о темной материи рекомендуется добавлять баллы. |
За рисунок – до 2 баллов. За перечень типов объектов, входящих в состав Галактики – до 2 баллов. За указание положения Солнца – до 2 баллов. Дополнительная информация – до 2 баллов.
Звезда главной последовательности с температурой 5800° – это Солнце. Светимость Солнца L=1. Светимость звезды равна L= sТ4 × 4pR2(1), где R – радиус звезды. Их температуры равны, откуда радиус сверхгиганта в 100 раз больше радиуса звезды главной последовательности (Солнца). За отождествление первой звезды с Солнцем – до 2 баллов. За знание формулы (1) – до 2 баллов. Ход рассуждений – до 2 баллов, вычисления – до 2 баллов.
6. Крабовидная туманность начала расширяться за 950 лет до наступления 2004 года, скорость расширения около 1200 км/с. Поэтому линейный размер D Крабовидной туманности D = 2×2 × 950 × 3,15×107 × 1200 × 100 = 2×3591000×100×107м = = 2×3,591×1015/3,086∙1016 м = 2×1,16 пк = 2,32 пк (т.к. 1 пк = 3,086∙1016 м). Расстояние до Крабовидной туманности:
R = = 159,5пк ≈ 1,6 кпк.
Более точные оценки расстояния до Крабовидной туманности дают расстояние 2 кпк.
Рассуждения и основная формула – до 4 баллов, пояснения – до 2 баллов, вычисления – до 2 баллов.
refdb.ru
Реферат - Муниципальный этап Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
7-8 классы
ЗАДАНИЯ
1. Лира, Дева, Скорпион, Весы, Рак. Какое название из этого списка является лишним и почему?
2. Какая из перечисленных звезд – Арктур, Вега, Капелла, Полярная, Сириус – является самой яркой звездой северного полушария неба? В каком созвездии она расположена? Какую примерно звездную величину она имеет?
3. В 1054 году на небе наблюдался взрыв Сверхновой, породивший Крабовидную туманность. Расстояние до Крабовидной туманности – примерно два килопарсека (R = 2 кпк = 6520 световых лет). Сколько лет тому назад взорвалась Сверхновая?
4. На каких планетах земной группы дневное небо черное, голубое и красноватое? Почему?
5. Два раза в году Солнце восходит почти точно на востоке и заходит почти точно на западе. Как называются эти дни? Когда они бывают? Какова продолжительность дня и ночи в эти дни в Иркутске и в Братске? Из какого полушария небесной сферы в какое полушарие переходит при этом Солнце?
6. В состав Солнечной системы входят различные космические объекты – кометы, Солнце, Главный пояс астероидов, объекты пояса Койпера, облако Оорта, планеты. Изобразите на рисунке строение Солнечной системы.
^ Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
7-8 классы
Рекомендуется оценивать решение по 8-балльной системе (от 0 до 8). В исключительных случаях, при полном решении с предложением идей, расширяющих и дополняющих задание, может быть выставлена оценка в 9 баллов.
^ ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ
1. Лира, т.к. созвездие Лиры не относится к числу зодиакальных, в отличие от всех остальных созвездий из приведенного списка. За выбор принципа отбора - до 4 баллов, за правильное название созвездия – 4 балла
2. Самая яркая звезда на небе – Сириус, но эта звезда находится в южном полушарии неба. Поэтому самая яркая звезда северного полушария – Вега (альфа Лиры). У нее примерно нулевая звездная величина. За знание самой яркой северной звезды – 3 балла, за знание звездной величины – 3 балла, дополнительные знания по теме – 2 балла.
3. С 1054 года прошло 957 лет. Значит, взрыв произошел 957 + 6520 = 7477 лет. Правильный ответ – более 7000 лет назад, поскольку точное расстояние неизвестно (2 кпк – грубая оценка). За выбор способа решения - 2 балла, за вычисление, сколько лет прошло с момента наблюдения Сверхновой – 2 балла, за вычисление истинного возраста Сверхновой – 2 балла, за понимание того, что указывать точное количество прошедших лет бессмысленно из-на недостаточной точности знания расстояния до туманности – 2 балла.
4. На Меркурии практически нет атмосферы, поэтому нет рассеяния света и небо черное. На Земле небо голубое из-за рассеяния солнечного света на молекулах воздуха, при этом голубые лучи рассеиваются сильнее, чем красные. На Марсе из-за сильных пылевых бурь атмосфера насыщена мельчайшими пылевыми частичками, имеющими красноватый цвет, как и почва. За знание планет земной группы – 1 балл, за правильные соответствия цвета неба и названий планет – до 3 баллов, за объяснение причин различия цвета неба – до 4 баллов.
5. Речь идет о днях весеннего и осеннего равноденствия. В эти дни на всей Земле Солнце перемещается по небу от восхода до заката почти ровно за 12 часов (без учета рефракции) и, следовательно, в Иркутске, Братске (да и везде в мире) продолжительность дня и ночи одинакова. Весеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное. Это обычно происходит около 21 марта. Осеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное, это обычно наступает 23 сентября. За знание названия дней – 1 балл, за знание дат равноденствий – 2 балла, за понимание, что в эти дни день равен ночи повсюду на Земле – 3 балла, за пояснение, когда из какого полушария переходит Солнце – 2 балла.
6. Солнце в центре, 8 планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) движутся почти по окружностям вокруг Солнца. Между орбитами Марса и Юпитера – главный пояс астероидов. За орбитой Нептуна – пояс Койпера, в нем находится карликовая планета Плутон и множество других ледяных небесных тел. Далеко за поясом Койпера находится еще один пояс – облако Оорта из множества ледяных кометных ядер. В планетной зоне Солнечной системы кометы двигаются, как правило, по сильно вытянутым орбитам. Если рисунок содержит всю указанную информацию, можно оценить его в 9 баллов, недостатки и ошибки снижают оценку.
^ Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
9-10 классы
ЗАДАНИЯ
1. Знаменитый пульсар NP 0531 в Крабовидной туманности имеет период Т = 0,033 с. Оценить его плотность.
2. Почему полная фаза солнечного затмения продолжается намного меньше, чем полная фаза лунного затмения?
3. Известно, что Солнце вращается неравномерно – экватор быстрее, чем высокие широты. На сколько градусов солнечное пятно, расположенное вблизи экватора (период вращения здесь равен 25 суткам) за один оборот обгонит другое пятно, расположенное на широте 30 градусов (период вращения Солнца здесь равен 26,3 суток).
4. Нарисуйте, как вы представляете себе нашу Галактику. Напишите, какие объекты входят в ее состав. Укажите на рисунке, где примерно расположено наше Солнце.
5. Дайте определение каждому из терминов: метеор, болид, астероид, комета, метеорит. Почему астрономы считают неправильным словосочетание «Тунгусский метеорит»? Какова основная идея, объясняющая Тунгусское явление?
6. В интернете обсуждается идея о том, что по орбите Земли (всегда обратной стороны от Солнца) движется еще одна крупная планета, которую мы никогда не видим. Астрономы уверены, что это не так. Как Вы думаете, какие доводы приводят астрономы в пользу своей версии?
^ Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
9-10 классы
Рекомендуется оценивать решение по 8-балльной системе (от 0 до 8). В исключительных случаях, при полном решении с предложением идей, расширяющих и дополняющих задание, может быть выставлена оценка в 9 баллов.
^ ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ
Пульсаром называется нейтронная звезда с очень быстрым вращением. Период вращения пульсара T = (1). Предельную скорость вращения нейтронной звезды можно найти из второго закона Ньютона для точки на экваторе пульсара
(2)
где М – масса пульсара, R – его радиус, V – линейная скорость точки на экваторе пульсара. Быстрее вращаться пульсар не может, иначе его разорвет центробежная сила. Поскольку объем шара W = (3), плотность ρ = М / W, получим
Отсюда плотность пульсара в Крабовидной туманности ρ = 3π/GT 2 = = 1,3∙1014 кг/м3. За знание каждой из формул (1), (2), (3) – по 2 балла, за дальнейший ход рассуждений и правильность вычислений – по 1 баллу.
Покрытие Солнца Луной называется солнечным затмением. Если диск Солнца полностью закрывается диском Луны, то затмение называют полным. Полные солнечные затмения можно видеть только в тех областях Земли, по которым проходит полоса тени Луны. Диаметр тени не превышает D = 300 км, скорость перемещения тени по поверхности Земли примерно равна скорости движения Луны вокруг Земли (V = 1 км/с), поэтому оценка продолжительности полного солнечного затмения оказывается порядка D / V 300 c = 5 минут (обычно не больше 7 минут).
Во время полного лунного затмения Луна полностью уходит в конус земной тени, диаметр которой в 3 раза больше диаметра Луны. Луна, обладая диаметром примерно 3500 км, сместится на величину своего диаметра за 3500 с (почти час), значит, всю земную тень она преодолеет почти за 3 часа. В результате полная фаза лунного затмения продолжается гораздо дольше (часы), нежели полная фаза солнечного затмения (минуты).
За объяснения явлений солнечного и лунного затмений (желательно с рисунками) – до 2 балла, объяснение продолжительности каждого из типов затмений – до 2 баллов.
Пусть оба пятна сначала находятся на центральном меридиане Солнца, то есть линии, соединяющей оба полюса и проходящей через видимый центр диска Солнца. Пятно на широте 30º через 26,3 суток снова окажется на центральном меридиане. Значит, пятно, расположенное на экваторе, обгонит первое пятно на дугу, которую оно пройдет еще через 26.3 – 25 = 1,3 суток.
За сутки экваториальное пятно проходит дугу в / сутки.
Значит, за 1,3 суток экваториальное пятно сместится на 14,4° × 1,3 = 18,7°.
За правильный ход решения – до 6 баллов, за правильность расчетов – до 2 баллов.
Рисунок должен отражать, что наша Галактика имеет форму спирали. Примерные размеры Галактики и расстояние Солнца от центра Галактики должны быть выдержаны в соответствующем масштабе. В центре Галактики открыта сверхмассивная черная дыра с массой около 3 миллионов масс Солнца. Показать, что спиральные рукава состоят в основном из множества звезд. Хорошо, если на рисунке будут изображены шаровые скопления. Рассеянные скопления, гигантские молекулярные облака на рисунке не изображаются в данном масштабе, но могут быть перечислены. Могут быть перечислены различные типы звезд (звезды главной последовательности, гиганты, сверхгиганты, белые карлики, нейтронные звезды), межзвездный газ, межзвездная пыль, но эти объекты на рисунке не отражаются.
Типичный ожидаемый рисунок нашей Галактики, которая похожа на галактику М31. Стрелка (диск галактики) указывает на примерное расстояние Солнца от центра Галактики
Учащиеся вполне могут изобразить и темное гало шарообразное вокруг светящейся материи нашей плоской Галактики. За любое упоминание о темной материи рекомендуется добавлять баллы.
За рисунок – до 2 баллов. За перечень типов объектов, входящих в состав Галактики – до 2 баллов. За указание положения Солнца – до 2 баллов. Дополнительная информация – до 2 баллов.
Метеор – это свечение, возникающее при вхождении в атмосферу Земли частицы вещества из космоса (размерами от пылинки до миллиметров). Болид – очень яркий метеор (сгорает частица вещества размером в сантиметры – первые метры). Астероид – каменная либо железная глыба с размерами от метров до сотен километров, двигающаяся по замкнутой орбите вокруг Солнца. Комета - ледяная глыба размерами от десятков метров до десятков километров, двигающаяся по вытянутой орбите вокруг Солнца. Метеорит – фрагмент астероида, упавший на поверхность планеты. Поскольку ни одного фрагмента Тунгусского космического тела не найдено, название «Тунгусский метеорит» неверно. Считается, что Тунгусское космическое тело – это небольшое ледяное ядро кометы, взрывообразно испарившееся в атмосфере Земли. За знание каждого термина – 1 балл, за качество изложения – до 1 балла, за знание основной гипотезы о Тунгусском явлении – до 2 баллов.
Крупная планета на орбите Земли влияла бы своим тяготением на соседние планеты – Марс и Венеру, которые должны периодически с ней сближаться. В результате Марс и Венера двигались бы совсем не так, как они движутся на самом деле, их орбиты должны были постоянно «возмущаться» (изменять свои параметры под влиянием планеты). Поскольку это не так, значит, никакой крупной планеты за Солнцем нет. Еще один довод – космические аппараты, перемещаясь по всей Солнечной системе (включая и зону «за Солнцем»), никакой крупной планеты там не обнаружили.
^ Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
11 классы
ЗАДАНИЯ
В интернете сообщают о планете Нибиру, которая якобы должна в 2012 пройти вблизи Земли, вызывая на ней катаклизмы. Профессиональные астрономы утверждают, что никакой планеты Нибиру не существует. Какие доводы можно привести в пользу того, что астрономы правы?
Две одинаковые по массе автоматические межпланетные станции (АМС) совершают мягкие посадки: первая – на Венеру, вторая – на Марс. На какой из планет – Земле, Венере или Марсе – эти АМС имеют наибольший вес? Ускорение свободного падения на Земле и Венере считать одинаковыми, а на Марсе g = 3,7 м/с2.
Две одинаковые нейтронные звезды обращаются вокруг общего центра масс по круговой орбите с периодом 7 часов. На каком расстоянии они находятся, если их массы больше массы Солнца в 1,4 раз? Масса Солнца М¤= 2·1030 кг.
4. Нарисуйте, как вы представляете себе нашу Галактику. Напишите, какие объекты входят в ее состав. Укажите на рисунке, где примерно расположено наше Солнце.
Во сколько раз звезда-сверхгигант со светимостью 10000 L больше, чем звезда главной последовательности, если их температуры одинаковы и равны 5800°?
В 1054 году в нашей Галактике вспыхнула Сверхновая в созвездии Тельца. В настоящее время на этом месте наблюдается знаменитая Крабовидная туманность. Измерение лучевых скоростей газа в туманности показало, что она расширяется со скоростью около 1200 км/с от центра. Угловые размеры туманности, измеренные в 2004 году, составили примерно 5´. Оценить примерное расстояние до Крабовидной туманности в парсеках (1 пк = 3,086∙1016 м).
Муниципальный этап
Всероссийской олимпиады школьников по астрономии
(2011/12 учебный год)
11 классы
^ ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ
Рекомендуется оценивать решение по 8-балльной системе (от 0 до 8). В исключительных случаях, при полном решении с предложением идей, расширяющих и дополняющих задание, может быть выставлена оценка в 9 баллов.
Доводы могут быть следующими.
- Если бы планета Нибиру существовала, и в 2012 году она должна была бы пройти вблизи орбиты Земли, то ее можно было бы уже давно наблюдать в школьные телескопы, бинокли и даже невооруженным глазом, поскольку бы находилась уже ближе Юпитера (иначе ей не успеть долететь до Земли через год). Юпитер и находящийся гораздо ближе его Марс хорошо видны невооруженным глазом, тем не менее, ни одного снимка, ни одного подтвержденного профессионалами наблюдения Нибиру не существует. На серьезных сайтах и в научной литературе никакой Нибиру нет.
- В интернете не сообщаются небесные координаты Нибиру, что понятно, иначе любой любитель-астроном, посмотрев в указанное место на небе, смог бы доказать, что там ничего нет.
- Известно, что Нибиру – это просто выдумка писателя Захарии Ситчина, подхваченная СМИ. Если Земле угрожала реальная опасность, и ученые, и правительства вели бы себя совсем иначе.
За эти и другие доводы и логические рассуждения – до 8 баллов. Пересказ мифа о Нибиру, как недостоверная ненаучная информация, не засчитывается.
Наибольший вес будет на Земле. Вес АМС на Венере будет меньше, чем на Земле, из-за чрезвычайно плотной атмосферы (закон Архимеда). На Марсе АМС будет иметь наименьший вес. За определение веса АМС на всех планетах (p = mg) и знание значения g на Земле – 2 балла, за учет силы Архимеда на всех трех планетах – 4 балла, за обоснованный вывод – 2 балла.
Звезды находятся на расстоянии 2R друг от друга и притягиваются друг к другу с силой
Fграв.= G× (1)
С другой стороны, та же сила по закону Ньютона равна F = (2)
Тогда = 3×106 м = 3000 км. За использование формул (1) и (2) – до 3 баллов за каждую. За правильность вычислений – до 2 баллов.
Рисунок должен отражать, что наша Галактика имеет форму спирали. Примерные размеры Галактики и расстояние Солнца от центра Галактики должны быть выдержаны в соответствующем масштабе. В центре Галактики открыта сверхмассивная черная дыра с массой около 3 миллионов масс Солнца. Показать, что спиральные рукава состоят в основном из множества звезд. Хорошо, если на рисунке будут изображены шаровые скопления. Рассеянные скопления, гигантские молекулярные облака на рисунке не изображаются в данном масштабе, но могут быть перечислены. Могут быть перечислены различные типы звезд (звезды главной последовательности, гиганты, сверхгиганты, белые карлики, нейтронные звезды), межзвездный газ, межзвездная пыль, но эти объекты на рисунке не отражаются.
Типичный ожидаемый рисунок нашей Галактики, которая похожа на галактику М31. Стрелка (диск галактики) указывает на примерное расстояние Солнца от центра Галактики
Учащиеся вполне могут изобразить и темное гало шарообразное вокруг светящейся материи нашей плоской Галактики. За любое упоминание о темной материи рекомендуется добавлять баллы.
За рисунок – до 2 баллов. За перечень типов объектов, входящих в состав Галактики – до 2 баллов. За указание положения Солнца – до 2 баллов. Дополнительная информация – до 2 баллов.
Звезда главной последовательности с температурой 5800° – это Солнце. Светимость Солнца L=1. Светимость звезды равна L= sТ4 × 4pR2(1), где R – радиус звезды. Их температуры равны, откуда радиус сверхгиганта в 100 раз больше радиуса звезды главной последовательности (Солнца). За отождествление первой звезды с Солнцем – до 2 баллов. За знание формулы (1) – до 2 баллов. Ход рассуждений – до 2 баллов, вычисления – до 2 баллов.
6. Крабовидная туманность начала расширяться за 950 лет до наступления 2004 года, скорость расширения около 1200 км/с. Поэтому линейный размер D Крабовидной туманности D = 2×2 × 950 × 3,15×107 × 1200 × 100 = 2×3591000×100×107м = = 2×3,591×1015/3,086∙1016 м = 2×1,16 пк = 2,32 пк (т.к. 1 пк = 3,086∙1016 м). Расстояние до Крабовидной туманности:
R = = 159,5пк ≈ 1,6 кпк.
Более точные оценки расстояния до Крабовидной туманности дают расстояние 2 кпк.
Рассуждения и основная формула – до 4 баллов, пояснения – до 2 баллов, вычисления – до 2 баллов.
www.ronl.ru
Задачи окружного тура городской олимпиады
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ
ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 5-6 класс
- Известно, что можно определять стороны света по часовой стрелке. Как это можно сделать в Москве, на экваторе и в Австралии?
- Два раза в году, в дни весеннего и осеннего равноденствий, Солнце восходит почти точно на востоке. Какова продолжительность дня и ночи в этот день в Москве? Из какого полушария звездного неба (небесной сферы) в какое полушарие Солнце переходит при этом?
Весеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из южного полушария небесной сферы в северное. Это обычно происходит около 21 марта. Осеннее равноденствие наступает, когда Солнце переходит из северного полушария небесной сферы в южное, это обычно наступает 23 сентября.
- На каких планетах земной группы дневное небо черное, голубое и красноватое?
На Меркурии практически нет атмосферы, нет рассеяния света, небо черное. На Земле небо голубое из-за рассеяния солнечного света на молекулах воздуха, при этом голубые лучи рассеиваются сильнее, чем красные. На Марсе из-за сильных пылевых бурь атмосфера насыщена мельчайшими пылевыми частичками, имеющими красный цвет, как и почва.
- Когда Луна может подняться выше над горизонтом летом или зимой и почему? А когда Луна в Москве над горизонтом ниже? Летом или зимой и почему?
h = 90 = 57
Где широта Москвы =56.
22 декабря Солнце ниже всего над горизонтом в Москве. День самый длинный. Точка зимнего солнцестояния - знак Козерога - в ней Солнце имеет минимальное склонение = 23. Высота Солнца над горизонтом около 11.
Угол между плоскостью орбиты Луны и плоскостью эклиптики составляет 5°. Максимальная высота Луны над горизонтом в июне - 62. Минимальная высота Луны над горизонтом - 6.
Ответ учащихся 5 – 6 классов можно считать верным, если есть ответ о максимальной разной высоте Луны над горизонтом зимой и летом. Если указаны примерно даты 22 июня и 22 декабря, то оценку еще можно повысить.
- В состав Солнечной системы входят различные космические объекты – кометы, Солнце, первый пояс астероидов, объекты пояса Койпера, облако Оорта, планеты. Сделайте рисунок строения Солнечной системы.
Учащимся, указавшим что за орбитой Нептуна находится пояс Койпера и облако Оорта, верно указавшим положение 9 больших планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон), количество баллов увеличивают.
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОКРУЖНОГО ТУРА ГОРОДСКОЙ ОЛИМПИАДЫ
ПО АСТРОНОМИИ И ФИЗИКЕ КОСМОСА 2005 ГОДА 7-8 класс- В 2004 году весеннее равноденствие состоялось не 21 марта, как обычно, а 20 марта в 06 ч 49 м UT (всемирное время) Поскольку к этому моменту на летнее время мы еще не перешли, то в Москве было 09 ч 49 м. Почему это произошло? Когда будет весеннее равноденствие в последующие годы? Какова продолжительность дня и ночи в этот день? С момента весеннего равноденствия начинается астрономическая весна. До какого дня она будет продолжаться в 2005 году?
В эти дни по всей Земле Солнце перемещается по небу от восхода до заката почти ровно за 12 часов (без учета рефракции) и, следовательно, везде продолжительность дня и ночи одинакова.
С момента весеннего равноденствия начинается астрономическая весна, которая продлится до дня летнего солнцестояния, которое в 2005 году наступит 21 июня.
- Почему полная фаза солнечного затмения продолжается намного меньше, чем полная фаза лунного затмения.
Во время полного лунного затмения Луна полностью уходит в конус земной тени. Полная фаза лунного затмения продолжается гораздо дольше (часы), нежели полная фаза солнечного затмения (минуты).
- 2 января 2005 года Земля находилась в перигелии, на расстоянии 14,7 млн.км от Солнца. Когда (примерно) Земля будет в афелии? Сделать поясняющий чертеж.
Задачу можно считать решенной, если примерно указан месяц (лето) и на чертеже видно, что Солнце летом будет дальше. Учащиеся могут не указывать расстояния, на которых находится Земля от Солнца.
- На сколько градусов солнечное пятно, расположенное вблизи экватора (период вращения равен 25 суткам) за один оборот обгонит другое пятно, расположенное на широте 30 градусов (период 26,3 суток).
Пусть оба пятна сначала находятся на центральном меридиане Солнца, то есть линии, соединяющей оба полюса и проходящей через видимый центр. Если пятно, имеющее большую широту, вращается медленнее, то пусть через 26,3 суток оно снова окажется на центральном меридиане. Значит, пятно, расположенное на экваторе, обгонит первое пятно на дугу, которое оно пройдет еще через 1,3 суток. За сутки экваториальное пятно проходит дугу в .
За 1,3 суток экваториальное пятно сместится на 14,41,3=18,7.
- Нарисуйте, как вы представляете себе нашу Галактику. Какие объекты входят в ее состав? Где примерно расположено наше Солнце?
| Типичный ожидаемый рисунок нашей Галактики, которая похожа на галактику М31. Стрелка (диск галактики) указывает на примерное расстояние Солнца от центра Галактики | Но наши учащиеся вполне могут изобразить и темное гало вокруг светящейся материи нашей Галактики. За любое упоминание о темной материи рекомендуется добавлять баллы. |
genskov.ru
Цвет неба на других планетах
Цвет неба на других планетах
Опубликовано 30.11.-0001 02:30Однажды мы уже говорили о том, почему цвет земного неба голубой днём и чуть красный на закате или восходе. А какого цвета небеса на других планетах? Какими мы увидим Солнце, если полетим на какую-нибудь другую планету нашей Солнечной системы? Сегодня мы совершим большое и очень интересное путешествие по планетам Солнечной системы, слетаем на некоторые интересные спутники планет и посмотрим на разные внеземные небеса. Полетели!
Начнём с Меркурия. Меркурий – чрезвычайно жаркий мирок, потому что он находится очень близко к Солнцу, и у него нет атмосферы, прикрывающей его от солнечного зноя. Отсутствие атмосферы и определяет то, как выглядит небо Меркурия. Звёзды на Меркурии видны только ночью, днём их не видно из-за того, что Солнце светит очень ярко и затмевает своим блеском звёзды.
Существует очень интересная особенность меркурианского неба. Раз в меркурианский год в течение примерно 8-ми дней солнце в небе Меркурия сначала останавливается, а потом начинает двигаться в другую сторону. Через восемь дней солнце опять останавливается, а потом возобновляет своё обычное движение. Подробнее об это мы уже писали.
Как выглядит небо Венеры?
Атмосфера Венеры настолько плотная, что через её толщу днём на небе нельзя разглядеть Солнце, а уж звёзды ночью и подавно никто не увидит. Советские зонды серии «Венера» передали несколько цветных снимков с поверхности. Судя по ним, небо на Венере тёмно-оранжевого или красного цвета. Подробнее о Венере можно почесть здесь.
Марсианское небо
Атмосфера Марса очень тонкая, в 20-30 раз (в зависимости от того, что мы считаем границей атмосферы) тоньше земной. Однако она очень пыльная и поэтому рассеивает много света. Это приводит к тому, что днём небо на Марсе почти такое же светлое, как на Земле, и звёзд на нём не видно. Но ночью, конечно, звёзды будут видны.
Цвет марсианского неба отличается от цвета земного неба. Во время заката и рассвета часть неба рядом с Солнцем голубая, а остальное небо приобретает розовый цвет. Днём марсианское небо будет жёлто-оранжевого цвета. Считается, что на цвет неба на марсе влияет два фактора. Во-первых, атмосфера Марса очень тонка, поэтому свет не рассеивается так сильно, как это происходит на Земле, и небо не окрашивается в голубой цвет. Оранжевый цвет небу придаёт пыль, богатая оксидами железа.
Оксиды железа – это то, из чего состоит ржавчина на каком-нибудь металле. Помните, какого она цвета? Правильно – желтого с красным. Вот примерно такого цвета пыль и летает в атмосфере на Марсе. Пыльной атмосфера становится потому, что там часто бывают пылевые бури, и много пыли не успевает осесть.
Юпитер
Человечество, к сожалению, ещё не получило фотографий сделанных внутри атмосферы Юпитера. Так что звание конструктора космического аппарата, получившего первые снимки юпитерианской атмосферы, пока никому не досталось. Имейте это в виду, когда задумаетесь, чем вы займётесь в жизни.
Скорее всего, фотографии спускаемых на Юпитер аппаратов покажут, что небо на Юпитере голубое, хотя и гораздо темнее, чем на Земле, так как освещённость здесь в среднем в 27 раз слабее. С погружением в атмосферу Солнце будет закрываться облаками разных цветов: в основном голубыми, коричневыми и красными. Ещё пока никто не дал чёткого объяснения цветам юпитерианской атмосферы ( об этом также вспомните при выборе профессии). Существует много гипотез, объясняющих такие цвета, но окончательный ответ будет дан только после того, как на Юпитере побывает какой-нибудь космический аппарат и возьмёт там пробы «воздуха». У Юпитера есть несколько колец, состоящих из пыли и крошечных астероидов. Эти кольца могут быть заметны с широт, находящихся далеко от экватора. Кроме того, в небе Юпитера можно будет увидеть несколько лун: Ио, Европа, Каллисто и Ганимед. Самой заметной из них будет Ио: с Юпитера она покажется чуть больше нашей земной Луны.
Сатурн
Небо Сатурна может оказаться самым впечатляющим. Состав атмосферы Сатурна таков, что небо у границы атмосферы должно казаться голубым и желтеть с погружением вглубь. Все газовые планеты имеют кольца, но в отличие от других, Сатурн – обладатель самых заметных и больших колец. Они очень хорошо видны из верхних слоёв атмосферы.
Представьте себе огромную серебряную дугу, состоящую из множества тонких колец и проходящую через всё небо. В серебряных кольцах иногда посверкивают маленькие блёстки, особенно на восходе или закате. После захода солнца эта серебряная лента ещё продолжает быть освещённой Солнцем.
Интересно, что толщина колец всего километр, поэтому с экватора Сатурна их почти не видно. Словом, на Сатурне стоит побывать, и если туда когда-либо попадёт человек, то он никогда не разочаруется в увиденном.
Уран
Уранианское (именно так по правилам русского языка звучит прилагательное от существительного «Уран») небо должно иметь очень красивый голубовато-зелёный, аквамариновый цвет. Землю называют голубой планетой, хотя на самом деле из космоса она более кажется белой, нежели голубой, из-за наличия белых облаков в атмосфере. Подлинно голубой планетой в Солнечной системе является Уран.
Таким удивительным цветом планета обязана составу своей атмосферы. В верхних слоях атмосферы присутствует немного метана, который очень хорошо поглощает красный свет, а отражает голубой и зелёный. Поэтому верхние слои атмосферы будут светло-голубого цвета, а при движении вглубь небо будет темнеть и краснеть. У Урана тоже есть своя система пылевых колец, но вряд ли их можно будет разглядеть даже из верхних слоёв атмосферы, поскольку они очень разреженные и тёмные.
Нептун
Атмосфера Нептуна очень похожа по составу на атмосферу Урана, но небольшие различия в пропорциях газов приводят к тому, что цвет внешних слоёв атмосферы синее. О том, что происходит при движении вглубь атмосферы, нам остаётся только догадываться.
Известно тринадцать спутников Нептуна. Наибольший из них – Тритон - будет казаться чуть крупнее нашей Луны; следующий за ним по размеру Протей будет в половину меньше. Остальные луны Нептуна малы и будут видны как обыкновенные звёздочки.
Плутон
Об атмосфере Плутона известно… почти ничего не известно. Мы знаем, что она довольно велика, но крайне разрежена. Кроме того, состав и величина атмосферы Плутона меняется в зависимости от расстояния до Солнца. Дело в том, что при движении по орбите расстояние между этой карликовой планетой и Солнцем меняется почти в два раза. Поэтому, когда Плутон далеко от Солнца, его атмосфера съёживается: газы замерзают и выпадают на планету в виде льда. Когда Плутон подходит к Солнцу ближе, немного льда испаряется, и атмосфера Плутона увеличивается. Поэтому говорить о том, какого цвета небо Плутона, довольно сложно.
Зато мы точно знаем, что в небе Плутона мы разглядим Харон - один из четырёх его спутников. К Плутону запущен космический аппарат «Новые горизонты», который достигнет Плутона и Харона в июле 2015 года. Ждать осталось уже недолго, так что скоро мы узнаем много нового и интересного о системе Плутона.
Вот наше путешествие и подошло к концу. Мы надеемся, что вам понравилось! Если вы хотите что-нибудь спросить или что-нибудь осталось непонятным, пишите в комментариях!
Константин Кудинов
Дорогие друзья! Если вам понравился этот рассказ, и вы хотите быть в курсе новых публикаций о космонавтике и астрономии для детей, то подписывайтесь на новости наших сообществ
в контакте,
Фейсбуке,
или живом журнале.
Специально для вас в этих группах мы будем выкладывать последние записи в нашем блоге.
www.spacegiraffe.ru
Какого цвета небо на разных планетах
Так может выглядеть закат на планете Осирис (модель). Источник изображения
Для начала стоит разобраться, почему днем на Земле мы видим голубое небо. Дело в том, что обычный солнечный свет - это на самом деле смесь света разных цветов. Каждый из нас видел радугу - она получается, когда солнечный свет проходит через мелкие капельки воды. Фиолетовый свет при этом идет в одну сторону, зеленый - немного в другую, а красный отклоняется еще сильнее зеленого, поэтому они разделяются. Если свет разных цветов в радуге смешать обратно, мы снова получим обычный белый свет. В нашей атмосфере свет рассеивается, и сильнее всего - синий и фиолетовый, а меньше всего - красный. Это значит, что красные и желтые лучи будут идти до нас почти не отклоняясь, а голубой, рассеиваясь, будет как бы “подсвечивать” всю нашу атмосферу, окрашивая ее в голубой цвет.
Желтые и красные лучи проходят через нашу атмосферу, почти не отклоняясь, а голубые - рассеиваются в разные стороны. Источник изображения
А вот на закате, когда Солнце оказывается низко над горизонтом, свету приходится пробираться через очень толстый слой воздуха, и тогда почти все цвета, кроме красного, начинают рассеиваться и даже поглощаться - это значит, что до нас они могут так и не добраться. Но красный оказывается самым стойким - он рассеивается меньше всего и доходит до нас почти без проблем. Именно поэтому на закате мы видим красное небо и красное Солнце.
Источник фото
На Марсе все наоборот - днем небо красновато-рыжее, а на закате или рассвете вблизи Солнца оно голубое. Красный оттенок небо приобретает из-за пыли, а голубой - из-за того же рассеивания света. Но давайте обо всем по порядку. Марс не зря часто называют Красной планетой - его поверхность как будто покрыта ржавчиной. И действительно, почва здесь содержит много оксидов железа - попросту говоря ржавчины. При этом Марс оказался очень пыльной планетой, и довольно большая часть такой “ржавой” пыли летает в атмосфере, окрашивая ее в красноватый оттенок. Атмосфера на Марсе гораздо тоньше земной, поэтому в хорошую погоду небо в зените более темное, чем на горизонте. Но при этом во время пыльной бури оно может стать даже коричневым. Из-за того, что марсианская атмосфера очень тонкая, свет не успевает сильно рассеиваться, проходя через нее. Только на закате и рассвете, когда свет проходит через более толстый слой атмосферы, голубой свет начинает рассеиваться, и тогда происходит примерно то же, что на Земле днем - небо окрашивается в голубой цвет.
Закат на Марсе
Меркурию не очень повезло - у него совсем нет атмосферы, и поэтому здесь мы бы увидели абсолютно черное небо, почти как в открытом космосе. А на Венере, наоборот, атмосфера слишком плотная, так что с ее поверхности не видно не только звезд, но даже Солнца. Небо днем всегда пасмурное, оранжевого или красного цвета.
Считается, что на Юпитере небо должно быть голубым, а если опускаться вглубь атмосферы - оно будет закрываться облаками разных цветов, в основном голубого, красного и коричневого. На Сатурне, скорее всего, небо тоже голубое, с желтыми облаками (поэтому, если погружаться в атмосферу - небо будет становиться все более желтым). У Урана и Нептуна атмосфера очень похожая, только у Нептуна она более синяя, а у Урана - голубовато-зеленая.
Такой снимок передал аппарат Венера-13 (это обработка старых черно-белых фотографий, основанная на вычислениях).
Теперь можно вернуться на планету Осирис. Она всего в полтора раза меньше Юпитера, и находится при этом в восемь раз ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу (вспомним, что Меркурий - самая близкая к Солнцу планета), один год здесь длится всего 3 с половиной земных дня. Оказалось, что у нее в атмосфере есть водяной пар и в этом паре - довольно много металла натрия. Натрий в атмосфере хорошо поглощает красный цвет, поэтому сама центральная звезда будет казаться голубой. А на закате голубой свет будет рассеиваться точно также, как и на Земле. Получается, что лучше всего будет проходить зеленый свет - именно поэтому закат будет казаться нам зеленым. Осирис находится очень близко к звезде, поэтому закаты здесь должны выглядеть особенно потрясающе - представьте себе огромный зеленый шар примерно в 20 раз больше Солнца, плавно заходящий за горизонт...
pgbooks.ru
Какого цвета небо на других планетах?
На нашей планете небо голубое, потому что земная атмосфера лучше всего рассеивает свет в голубом спектре.
На других космических объектах составы атмосфер отличаются от земной либо отсутствуют вообще, поэтому и небо на других планетах существенно отличается. На Луне, Меркурии и Плутоне атмосферы нет. И ничто не рассеивает лучи света. Поэтому небо на этих небесных телах черное и звезды там очень яркие.
На Венере атмосфера есть, и она не рассеивает зеленые и синие лучи. Поэтому небо на Венере желтого цвета, у горизонта имеет серый оттенок, а в зените оранжевого цвета.
Марсианское небо желто-оранжевого цвета. Это потому что в атмосфере планеты много пыли красного цвета. Во время захода и восхода солнца небо на Марсе розового цвета, а на горизонте переходит от фиолетового до голубого.
Цвет неба Сатурна, как и на Земле голубого цвета. И так же как и на нашей планете атмосфера не рассеивает красную часть солнечного света.
Небо Урана имеет аквамариновый цвет. Причиной тому - состав атмосферы планеты. Она в основном состоит из водорода, гелия и малой доли метана. Атмосфера отражает голубые и зеленые лучи и поглащает красные, что и создает красивый цвет неба.
На Нептуне небо синего цвета. Все потому, что в атмосфере преобладает большое количество газа метана, который сильно поглащает красный спектр.
Газовый гигант - Юпитер. Атмосфера планеты состоит из сплошных плотных облаков. И цвет облаков изменяется в зависимости от высоты: самые верхние - красные, потом белые и коричневые, а самые нижние - голубые.
wildwildworld.net.ua
