Параграф 14 - Естествознание. 10 класс. Габриелян О. С.

Естествознание для 10-го класса
Предмет:	Естествознание
Класс:	10 класс
Автор учебника:	Габриелян О. С.
Год издания:	2013
Издательство:
Кол-во заданий:	69
Кол-во упражнений:
Мы в социальных сетях
Телеграм • ВКонтакте

Комментарии, вопросы по параграфу можно добавить на странице обсуждения.

Солнечная система и её планеты

Представления о Солнечной системе учёных Древней Греции и средневековой Европы

• Опишите, как представляли себе строение Солнечной системы учёные Древней Греции и средневековой Европы.

Представление о Солнечной системе учёных Древней Греции

Древнегреческий математик Пифагор предположил, что Земля имеет форму шара. По теории Пифагора в природе всё устроено правильно и красиво, а именно шар учёный считал самой правильной и потому красивой фигурой.

Шарообразность Земли впервые доказал другой древнегреческий учёный — Аристотель. Наблюдая за лунным затмением, он заметил, что тень от Земли имеет форму круга.

По мнению Аристотеля, в центре Вселенной расположена неподвижная Земля, вокруг которой вращаются 8 небесных сфер, твёрдых и прозрачных. На них неподвижно закреплены небесные тела: планеты, Луна, Солнце, звёзды. Девятая сфера (двигатель Вселенной) обеспечивает движение всех остальных сфер.

Аристарх Самосский считал, что центром Вселенной является не Земля, а Солнце; Земля и другие планеты движутся вокруг него. Эти гениальные догадки в то время были отвергнуты и забыты.

Эратосфен первым вычислил размеры земного шара. Для этого ему потребовалось всего 3 числа: 2 длины теней, которые отбрасывает палочка в двух городах — Сиене (сейчас Асуан) и Александрии (Египет), и расстояние между этими городами. Эратосфен достаточно точно вычислил длину окружности Земли — 39 690 км (современные измерения — 40 075 км).

Представление о Солнечной системе учёных средневековой Европы

Результаты всё более точных наблюдений над движениями небесных светил, трудность вычислений их положения на небе вызывали сомнение у многих учёных в правильности системы мира Птоломея. Так великий итальянский учёный Леонардо да Винчи (1452–1519 гг.) опровергал существование аристотелевых сфер. Он утверждал, что Земля не находится в центре мира и имеет вращательное движение. Смелостью взглядов отличался замечательный учёный позднего средневековья Николай Кузанский. Он учил, что Земля движется, что вселенная не может иметь центр, так как она бесконечна. Известный польский ученый Н. Коперник изучил труды древнегреческих учёных и сверил астрономические наблюдения и вычисления за много веков. Это привело его к таким выводам:

• видимое суточное вращение небесного свода, а также смена дня и ночи происходят в результате вращения Земли вокруг своей оси;
• видимое годичное перемещение Солнца относительно звёзд есть следствие обращения Земли вокруг Солнца;
• все планеты, в том числе и Земля, обращаются по круговым орбитам вокруг Солнца; наблюдаемые с Земли петлеобразные движения планет есть следствий движений Земли и планет вокруг Солнца.

Наблюдения Луны показали, что поверхность её покрыта горами. Это опровергало учение Аристотеля о том, что небесные тела отличаются от земных своим «совершенством» и прежде всего своей идеальной шаровой формой.

Продолжая наблюдения, учёный Галилей обнаружил, что Млечный Путь состоит из множества отдельных звёзд, невидимых невооружённым глазом. Это указывало на то, что в природе существует множество таких тел, которые недоступны наблюдению невооружённым глазом, и религиозные представления об ограниченности мира являются надуманными и ложными.

Наблюдая Солнце, Галилей увидел на его поверхности пятна. По движению этих пятен учёный установил, что Солнце вращается вокруг своей оси. Но самым замечательным из того, что удалось открыть Галилею с помощью зрительной трубы, были четыре спутника Юпитера, которые вращались вокруг него, а также фазы Венеры, т. е. последовательные изменения вида планеты, подобные тем, которые происходят с Луной. Фазы Венеры доказывали, что эта планета, подобно Земле, является холодным тёмным шаром, освещаемым Солнцем, а порядок смены фаз доказывал обращение Венеры вокруг Солнца, а не вокруг Земли.

Учёные открывшие планеты, кометы и другие астрономические объекты в XVII — XX вв

• Назовите имена учёных — физиков, астрономов, математиков, открывших планеты, кометы и другие астрономические объекты Солнечной системы на протяжении XVII — XX вв.

Астрономия — одна из древнейших наук, а может быть, даже самая древняя. Древние цивилизации со всего мира пристально наблюдали за звездами, планетами, светилами.

Но настоящий прорыв в астрономии имел место в 17-м столетии, когда ученые, наконец, раскрыли массу секретов космоса. С тех пор астрономия продолжает развиваться, и с каждым годом мы делаем все новые невероятные открытия. Эти открытия в конечном итоге привели к прекрасной и захватывающей картине вселенной, которая у нас есть сегодня.

В Солнечной системе имеется более миллиона астероидов, но большинство из них очень малы. Самым крупным является астероид Церера, карликовая планета, которая находится в Поясе астероидов. Астероиды настолько мелкие объекты, что астрономы не замечали их вплоть до 1801 года. Итальянский астроном Джузеппе Пиацци наблюдал за звездами, когда обнаружил, что одна из них сравнительно более тусклая и что она постоянно движется. Несколько недель он наблюдал за объектом и, в конечном итоге, предположил, что обнаружил комету без хвоста. Позже объект был классифицирован как планета. В реальности это было не то и не другое: это оказался астероид, который получил название Церера.

Можно сказать, что с помощью своего телескопа Галилей и сделал первые открытия, о которых, однако, сам так и не узнал. Во время наблюдения за Юпитером он заметил «звезду», которая, как сейчас считается, была ничем иным как планетой Нептун. Однако учёный не уделил этому небесного телу большого внимания.

13 марта 1781 года англичанин Гершель в свой телескоп увидел, что Уран меняет своё положение относительно звёзд, что может делать только планета или комета. Гершель, изучив характеристики небесного тела, в своём дневнике как раз сделал пометку о том, что видел комету. Однако дальнейшее его изучение показывало, что никакого характерного для кометы «хвоста» у Урана не имеется.

Нептун — восьмая планета от Солнца и четвёртая по размеру. Поскольку технические возможности долгое время не давали возможности увидеть Нептун, открытие это, можно сказать, предсказали математики. Англичанин Джон Адамс и француз Урбен Леверрье параллельно в одно и то же время обратили внимание на то, что предсказываемая орбита Урана и наблюдаемая постоянно не соответствуют друг другу. Узнав о любопытных математических выкладках, немецкий астроном Иоганн Галле стал активно разыскивать ту самую неизвестную планету. Удача улыбнулась ему 23 сентября 1846 года: из телескопов Берлинской обсерватории он увидел новую планету, о существовании которой до этого момента лишь догадывались.

Начало изучению комет в новой истории положил Эдмонд Галлей. После первой кометы Галлей сделал вычисления орбит для еще 24 комет. Эти кометы были занесены в первый каталог орбит комет, появившихся в 1531, 1607 и 1682 годах. После того, как ученый просчитал параметры орбит этих комет, он выяснил, что есть похожие по характеристикам кометы, и решил, что это не три, а одна комета, которая появляется с периодичностью в 75,5 лет. Это небесное тело и получило название кометы Галлея.

Пётр I о геоцентрической картиной мира Птолемея и системой мира Коперника

• Объясните, как Пётр I познакомился с геоцентрической картиной мира Птолемея и системой мира Коперника, что он впоследствии сделал для развития астрономии как науки в России.

В середине XVII в. волна интереса к астрономии наконец докатилась и до России. В 1662 г. своды царской столовой были украшены огромной картиной, изображавшей геоцентрическую систему мира Птолемея. Каждая планета была изображена со своими эпициклами. Орбиты Солнца, Луны и планет среди знаков Зодиака отсвечивали золотом. Одна из копий картины предназначалась для обучения семилетнего Петра.

С системой мира Коперника Пётр, по-видимому, познакомился по русскому переводу "Космографии" голландца Виллема Янсзона Блау (1645 г.). Перевод, оставшийся в рукописи, излагал на равных системы Птолемея и Коперника, но с большей симпатией к гелиоцентризму.

В 1697-1698 гг. для изучения кораблестроения и других наук Пётр отрядил в Европу "Великое посольство", в составе которого и сам, избегая помпезных встреч и приёмов, поехал инкогнито, под именем "волонтёра Петра Михайлова". Его сопровождала свита сподвижников, начинавших службу у него ещё в "потешных" войсках. Якову Вилимовичу Брюсу (1670-1735) Пётр поручил подбирать для России учёных и преподавателей, закупать различные инструменты и книги.

В 1699 г. в Москве по указу царя начала работать Школа математических и навигацких наук - первая школа в России, где в числе других дисциплин преподавалась астрономия.

Для неё в 1692-1695 гг. была специально выстроена Сухарева башня. Её архитектура напоминала адмиралтейский корабль тех времён. По приказу Петра сюда перенесли огромный звёздный глобус, что стоял на колокольне Ивана Великого. Передали в школу и первую карту звёздного неба на русском языке, отпечатанную по указанию царя в 1699 г. в Амстердаме. Карта была снабжена накладными координатными сетками для того, чтобы производить навигационные расчёты.

Петр I всячески способствовал распространению астрономических знаний в России. По его инициативе в Москве, в Сухаревой башне, были созданы в 1700 году «навигацкая школа», готовившая офицеров для русского флота, и первая в России астрономическая обсерватория. Петр, интересуясь астрономией, неоднократно сам производил астрономические наблюдения. Его наставником в области астрономии был один из ученейших людей того времени Яков Брюс (1670-— 1735).

Брюс был не только сторонником учения Коперника, но и его пропагандистом.

В годы царствования Петра в России появился и первый планетарий, прообраз современного Московского планетария. Это был огромный металлический глобус, внутри которого могли помещаться до 10 человек. Внешняя сторона его изображала земной шар, а внутренняя — небо с созвездиями обоих полушарий, причем звезды изображались позолоченными гвоздиками. Весь шар особыми механизмами приводился в движение, и наблюдатели внутри него могли наблюдать движение звезд. Этот первый планетарий был установлен в Петербурге и служил делу пропаганды астрономических знаний.

Рождение планет из газопылевого облака

• Приведите доказательства рождения планет из газопылевого облака. Объясните, почему именно на планетную систему звезды Gliese 581 были отправлены радиосигналы братьям по разуму. Считаете ли вы возможной жизнь на других планетах? Аргументируйте свою точку зрения. Расскажите, что представляют собой кометы, метеоры м метеориты, чем они отличаются друг от друга.

Современные теории доказывают, что планетные системы образуются из газопылевого облака, окружающего звезду. Под действием гравитационных и электромагнитных сил происходит уплотнение отдельных участков облака. Поскольку газопылевое облако неоднородно по плотности, составу и другим физическим свойствам, то уплотнение происходит в местах облака, имеющих наибольшую плотность. Именно в этих местах и образуются планеты звёздной системы.

Доказательством такого происхождения планет служит наблюдение подобного процесса вокруг звезды Южного полушария β Живописца, расположенной на расстоянии 53 световых лет от Солнца. В настоящее время открыто около 39 планетных систем. В 2005 году у звезды Gliese (Глизе) 581 была обнаружена планетная система, подобная Солнечной. Gliese 581 — это красный карлик, находящийся в созвездии Весов на расстоянии 20 световых лет от Земли. Несколько планет вблизи этой звезды имеют условия, потенциально пригодные для существования жизни. Неудивительно, что в 2007 и 2008 гг. Gliese 581 выбиралась в качестве звезды, на которую были отправлены радиопослания братьям по разуму.

Вероятность существования жизни на других планетах определяется масштабами Вселенной. То есть чем больше Вселенная, тем больше вероятность случайного возникновения жизни где-нибудь в ее отдаленных уголках. Так как согласно современным классическим моделям Вселенной она является бесконечной в пространстве.

Предполагая, что для возникновения и существования жизни в пригодных для жизни условиях требуется лишь время, и никаких более неизученных взаимодействий с внешними силами, можно сказать, что вероятность обнаружить живые организмы в нашей галактике – довольно высока, эта вероятность существует даже в нашей Солнечной системе. Если же рассматривать Вселенную в целом, то исходя из всего вышенаписанного, можно с большой уверенностью сказать, что жизнь на других планетах есть.

Всего на данный момент насчитывается 34 экзопланеты, условия на которых схожи с земными и могли бы быть подходящими для зарождения жизни.

Кометы, метеоры и метеориты - все эти объекты видны нам из глубокого космоса и довольно сильно отличаются друг от друга:

• кометы – небесные тела, состоящие из твёрдого ядра и окружающей его газово-пылевой оболочки, которые движутся вокруг Солнца. При приближении к светилу комета обзаводится хвостом, направленным в противоположную от звезды сторону;
• метеориты – упавшее на поверхность крупного небесного объекта космическое тело. Это могут быть несгоревшие в атмосфере остатки метеороида (на Земле) или бывший астероид (на безатмосферной планете);
• метеоры – явление свечения при сгорании в атмосфере космического метеороида, причём неважно, сгорит метеороид окончательно, упадёт на Землю или улетит обратно.

Юпитер и Венера

• Подготовьте сообщение об одной из планет земной группы и одной из планет-гигантов.

Венера — вторая внутренняя планета Солнечной системы, имеющая периодом обращения в 224,7 Земных дней. Планета получила своё название в честь богини любви Венеры из римского пантеона. Планету Венеру часто называют «космической сестрой» Земли. Действительно, по своим внешним данным эта планета напоминает Землю. Однако на этом сходство кончаются — для землян высадка на «сестринскую» планету была бы фатальной: давление в 90 раз превышающее земное и температура в +400 градусов по Цельсию — лишь часть «сюрпризов», что приготовила нам Венера. Особенностью вращения вокруг своей оси является то ,что Венера вращается в обратную сторону, по сравнению с другими планетами Солнечной системы. Благодаря этому одни сутки на Венере продолжаются 116,8 земных суток (т.е. половину венерианского года). Таким образом, день и ночь на Венере длятся по 58,3 земных суток. Поверхность планеты постоянно закрыта плотными облаками. В настоящее время полеты людей на Венеру маловероятны, но на высоте 50 км от планеты температура и давление близки к условиям на Земле, поэтому здесь возможно создание межпланетных станций для изучения Венеры и для подзарядки космических кораблей.

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. Диаметр планеты в 11 раз больше диаметра Земли и составляет 142 718 км. Вокруг Юпитера находится тонкое кольцо, опоясывающее его. Плотность кольца очень мала, поэтому оно невидимо. Атмосфера Юпитера очень плотная. Оранжевый цвет атмосфере придают соединения фосфора или серы. Для людей она губительна, так как содержит ядовитые аммиак и ацетилен. Достопримечательностью Юпитера является Большое Красное Пятно, которое наблюдают уже 300 лет. Оно было открыто в 1664 г. английским естествоиспытателем Робертом Гуком (1635-1703). Сейчас его длина достигает 25 000 км, а 100 лет назад она была около 50 000 км. Это пятно впервые было описано в 1878 г., а зарисовано 300 лет назад. Оно как бы живет своей жизнью — то расширяется, то сжимается. Цвет его также меняется. На 1 марта 2009 г. у Юпитера известно 63 спутника. Самые крупные из них Ио и Европа размером с Меркурий. Они всегда повернуты к Юпитеру одной стороной, как Луна к Земле. Двадцать внешних спутников Юпитера настолько далеки от планеты, что невидимы с ее поверхности невооруженным глазом, а Юпитер в небе самого дальнего из них выглядит меньше Луны.

Характеристика Земли, Венеры и Марса

• Дайте характеристику Земли, Венеры и Марса, покажите, в чём их различия и что у них общего.

Единственная, из всех известных планет, которая населена живыми организмами — это наша планета Земля, её ещё называют Голубая Планета, Мир, а иногда Terra. Поверхность планеты состоит из 80% воды и только 21% составляет суша, которая состоит из 6 материков (Евразия, Африка, Австралия, Северная и Южная Америки, Антарктида), и большого количества островов. Материки разделены океанами и отличаются по геологическому строению. Современные очертания обрелись в результате перемещения литосферных плит. Самый большой материк Евразия — включает в себя Европу и Азию, самый маленький- Австралия. Самой высокой точкой считается гора Эверест, 8852 метра над уровнем моря. Планета имеет четыре основных климатических пояса — экваториальный, тропический, умеренный и полярный. Также существует четыре переходных — субэкваториальный, субтропический, субарктический и субантарктический.

Венера — вторая от Солнца планета Солнечной системы, названная в честь римской богини любви. Это один из самых ярких объектов на небесной сфере, «утренняя звезда», появляющаяся в небе на рассвете и на закате. Венера во многом похожа на Землю, однако вовсе не так дружелюбна, как кажется издали. Условия на ней совершенно непригодны для возникновения жизни. Поверхность планеты скрыта от нас атмосферой из углекислого газа и облаками серной кислоты, создающими сильнейший парниковый эффект. Непрозрачность облаков не позволяет изучить Венеру подробно, посему она до сих пор остается для нас одной из самых загадочных планет. Венера не имеет спутников. Венеру относят к планетам земного типа, а также называют сестрой Земли из-за схожести размеров, масс и состава. Но условия на Венере сложно назвать похожими на земные. Ее атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа, самая плотная среди всех планет того же типа. Здесь условия наиболее схожи с условиями на земной поверхности: температура от 20 до 37 °C, а давление приблизительно такое же, как на уровне моря. Было выяснено, что на поверхности Венеры есть множество следов вулканической активности, однако действующих вулканов найдено не было.

Марс — четвертая планета от Солнца, уникальная планета, в большей степени, чем другие, освоенная и изученная человеком. Однако, как и все планеты земной группы, она имеет много общего с Меркурием, Венерой и Землей. Красный цвет его поверхности обусловлен наличием в коре оксида железа. Строение Марса отличается глубокими кратерами. В то же время, на этой планете, есть самая высокая гора во всей солнечной системе – Олимп – марсианский потухший вулкан высотой 27,5 км и диаметром 6000 м. Так же, присутствует грандиозная система каньонов Маринера длиной около 4 тыс. км и целый район древних вулканов – Элизиум. Марс имеет два спутника. На Марсе различают четыре времени года (на Венере, например, их лишь два). Средняя температура - 63 градуса. В отличие от Земли, насыщенность Марса водой невозможна из-за слишком низкой температуры поверхности.

• 

  Земля - наша родная планета

• 

  Венера - снимок сделанный из космоса

• 

  Марс - снимок сделанный телескопом Hubble

• 

  Юпитер - снимок сделанный телескопом Hubble