Государственное
образовательное учреждение
высшего
профессионального образования
Тульский
государственный университет
Кафедра
социологии и политологии
Контрольно-курсовая
работа по дисциплине
«Концепции
современного естествознания»
Солнечная
система и планеты
солнечной системы.
Выполнил:
студент группы №760401 Качурка О.Н.
Проверил: доц.
Канунникова И.Ю.
Тула 2011
Содержание.
Введение.
1.Происхождение
солнечной системы.
2.
Строение солнечной
системы.
3.
Солнце.
4.
Планеты:
-Меркурий.
-Венера.
-Земля.
-Марс.
-Юпитер.
-Сатурн.
-Уран.
-Нептун.
-Плутон.
5.
Кометы.
6.
Астероиды.
Заключение.
Список
литературы.
Введение.
Последнее десятилетие принципиально
изменило наши представления
о строении, динамической эволюции
и устойчивости Солнечной системы.
Привычными стали сообщения об
открытии новых объектов, выявлении
новых динамических структур, проявлении
свойств неустойчивости движения
или хаотического поведения у
тех или иных групп объектов.
На наших глазах происходит
смена представлений о динамике
Солнечной системы.
Начнем рассмотрение с современных
представлений о структуре Солнечной
системы. Проанализируем динамику малых
тел Солнечной системы и обратимся к большим
планетам.
1.
Происхождение солнечной
системы.
Вот
уже два века проблема происхождения
Солнечной системы волнует выдающихся
мыслителей нашей планеты. Этой
проблемой занимались, начиная от
философа Канта и математика
Лапласа, плеяда астрономов и
физиков XIX и XX столетий. И все
же мы до сих пор довольно
далеки от решения этой проблемы.
Но за последние три десятилетия
прояснился вопрос о путях
эволюции звезд. И хотя детали
рождения звезды из газово-пылевой
туманности еще далеко не ясны,
мы теперь четко представляем,
что с ней происходит на
протяжении миллиардов лет дальнейшей
эволюции. Переходя к изложению
различных космогонических гипотез,
сменявших одна другую на протяжении
двух последних столетий, начнем
с гипотезы великого немецкого
философа Канта и теории, которую
спустя несколько десятилетий
независимо предложил французский
математик Лаплас. Предпосылки к
созданию этих теорий выдержали
испытание временем. Точки зрения
Канта и Лапласа в ряде важных
вопросов резко отличались. Кант
исходил из эволюционного развития
холодной пылевой туманности, в
ходе которого сперва возникло
центральное массивное тело - будущее
Солнце, а потом планеты, в то
время как Лаплас считал первоначальную
туманность газовой и очень горячей с
высокой скоростью вращения.
Происхождение Солнечной системы
из газопылевого облака межзвездной
среды является наиболее признанной
концепцией. Высказывается мнение,
что масса исходного для образования
Солнечной системы облака была
равна 10 массам Солнца. В этом
облаке решающим был химический
его состав. Приблизительно 5млрд. лет
назад из этого облака образовалось
плотное сгущение, названое протосолнечным
диском. Как полагают, взрыв сверхновой
звезды в нашей Галактике придал
этому облаку динамический импульс
вращения и фрагментации: образовались
протозвезда и протопланетный
диск.
Согласно этой концепции прогресс
образования протосолнца и протопланетного
диска происходил быстро, за 1 млрд.
лет, что привело к сосредоточению
всей энергии массы будущей
звездной системы в ее центральном
теле, а момент количества движения
- в протопланетном диске, в
будущих планетах. Считается, что
эволюция протопланетного диска
происходила за 1 млн. лет. Шло
слипание частичек в центральной
плоскости этого диска, которое
в дальнейшем привело к образованию
сгущений частиц, вначале небольших,
затем - более крупных тел, которые геологи
называют плантезималями. Из них, как полагают,
образовались будущие планеты. Эта концепция
основывается на результатах компьютерных
моделей. Есть и другие концепции. Например,
в одной из них говорится, что на рождение
Солнца - звезды потребовалось 100 млн. лет,
когда в протосолнце возникла реакция
термоядерного синтеза. Согласно этой
концепции планеты Солнечной системы,
в частности земной группы, возникли за
те же 100 млн. лет, из массы, оставшейся
после образования Солнца. Часть этой
массы была удержана Солнцем, другая -
растворилась в межзвездном пространстве.
2.
Строение Солнечной
системы.
Солнечная система представляет
собой большую семью, состоящую
из Солнца, планет и их спутников,
комет, астероидов, большого количества
пыли, газа и мелких частиц. Если
посмотреть на Солнечную систему
как бы издалека, то можно увидеть,
как около центральной звезды
желтого цвета обращаются 9 планет.
Солнце - это звезда, огромный газовый
шар, в центре которого идут
ядерные реакции. Основная доля массы
Солнечной системы сосредоточена в Солнце
- 99,8%. Именно поэтому Солнце удерживает
гравитацией все объекты Солнечной системы,
размеры которой не менее шестидесяти
миллиардов километров. Размеры орбит
планет трудно представить на одном рисунке:
настолько различны расстояния и размеры.
Поэтому обычно сравнивают средние размеры
и расстояния от Солнца планет земной
группы, а потом - планет-гигантов. Совсем
рядом с Солнцем обращаются четыре маленьких
планеты, состоящие, в основном, из горных
пород и металлов - Меркурий, Венера, Земля
и Марс. Эти планеты называются планетами
земной группы.
Между планетами земной группы
и планетами-гигантами расположен
пояс астероидов. Чуть дальше
расположены четыре больших планеты,
состоящие в основном из водорода
и гелия. У планет-гигантов
нет твердой поверхности, зато
они имеют исключительно мощную
атмосферу. Юпитер - самая большая
из них. Далее следуют Сатурн,
Уран и Нептун. Все планеты-гиганты
имеют большое количество спутников,
а также кольца. Изумительное
по красоте кольцо имеет Сатурн.
Самой последней планетой Солнечной
системы является Плутон, который
по своим физическим свойствам ближе
к спутникам планет-гигантов. За орбитой
Плутона открыт так называемый пояс Койпера,
второй пояс астероидов. Кометы проводят
за орбитой Нептуна большую часть времени,
так как в более дальней точке своей траектории
их движение более медленное, чем около
Солнца. Различие планет по физическим
свойствам, вероятно, обусловлено тем,
что планеты земной группы формировались
из протопланетного облака рядом с Солнцем.
Именно поэтому в них много более тяжелых
элементов, металлов, например железа.
Планеты-гиганты формировались на
более далеких расстояниях от
Солнца, поэтому, в основном, состоят
из легких элементов. Все планеты,
астероиды, кометы вращаются вокруг
Солнца в одном направлении
(против хода часовой стрелки,
если смотреть с северного
полюса мира). Орбиты планет практически
круговые, их плоскости мало наклонены
к плоскости орбиты Земли. Только
две планеты - Меркурий и Плутон
- имеют орбиты с большим наклоном
к эклиптике. Орбиты же комет
вытянутые, имеют большой эксцентриситет.
Большинство объектов Солнечной
системы вращаются вокруг своей
оси в одном направлении, которое
называется прямым. Однако Венера вращается
в обратном направлении, а Уран вращается,
как говорят, «лежа на боку». Почти все
спутники обращаются вокруг планеты в
том же направлении, что и планеты вокруг
Солнца. Исключение составляют спутники
Юпитера, чьи названия заканчиваются на
«е» - Карме, Синопе, Ананке, Пасифе, и спутник
Нептуна Тритон. По-видимому, все они образовывались
не вместе со своими планетами, а были
захвачены ими позже. Дни и годы на каждой
из планет различны по своей продолжительности.
Все планеты вращаются вокруг Солнца с
разными скоростями. Самая большая скорость
у Меркурия, медленнее всего вокруг Солнца
вращается планета Плутон со своим спутником
Хароном. Самые длинные сутки на Венере,
они продолжаются 243 земных суток. Планеты-гиганты
вращаются вокруг своей оси очень быстро.
Продолжительность суток на Юпитере всего
9,92 часа.
3. Солнце.
Солнце
- раскаленный газовый шар, температура
в центре которого очень высока,
настолько, что там могут происходить
ядерные реакции. В центре Солнца
температура достигает 15 миллионов
градусов, а давление в 200 миллиардов
раз выше, чем у поверхности
Земли. Солнце - сферически симметричное
тело, находящееся в равновесии. Плотность
и давление быстро нарастают вглубь; рост
давления объясняется весом всех вышележащих
слоев.
В каждой внутренней точке
Солнца выполняется условие гидростатического
равновесия. Давление на любом
расстоянии от центра уравновешивается
гравитационным притяжением. Радиус
Солнца приблизительно равен
696 000 км. В центральной области
с радиусом примерно в треть
солнечного ядра происходят ядерные
реакции.
Солнце - ближайшая к нам звезда.
Расстояние до него по астрономическим
меркам невелико: лишь 8 минут идет
свет от Солнца до Земли.
Это звезда, которая образовалась
после взрывов сверхновых, она
богата железом и другими элементами.
Около которой смогла сформироваться
такая планетная система, на
третьей планете которой - Земле
- возникла жизнь. Пять миллиардов
лет - возраст нашего Солнца. Солнце
- звезда, вокруг которой обращается
наша планета. Среднее расстояние
от Земли до Солнца, т.е. большая
полуось орбиты Земли, составляет
149,6 млн. км = 1 а.е. (астрономическая
единица). Солнце является центром
нашей планетной системы, в
которую кроме него входят 9 больших
планет, несколько десятков спутников
планет, несколько тысяч астероидов (малых
планет), кометы, метеорные тела, межпланетные
пыль и газ.
Солнце - звезда, которая светит достаточно
равномерно на протяжении миллионов
лет, что доказано современными
биологическими исследованиями
остатков сине-зеленых водорослей.
Если бы температура поверхности
Солнца изменилась всего на 10
%, жизнь на Земле, вероятно, была
бы уничтожена. Наша звезда ровно
и спокойно излучает энергию,
столь необходимую для поддержания
жизни на Земле. Размеры Солнца
очень велики. Так, радиус Солнца
в 109 раз, а масса - в 330 000 раз
больше радиуса и массы Земли.
средняя плотность невелика - всего
в 1,4 раза больше плотности
воды.Солнце вращается не как
твердое тело, скорость вращения
точек на поверхности Солнца
уменьшается от экватора к
полюсам.
Масса:
2*1030 кг.;
Радиус:
696 000 км.;
Плотность:
1,4 г/см3;
Температура
поверхности: 5780 K;
Период
вращения относительно звёзд: 25,38 земных
суток;
Расстояние
от Земли (среднее): 149,6 млн.км.;
Возраст:
около 5 млрд. Лет;
Спектральный
класс: G2 V;
Светимость:
3,86*1026 Вт.
В 1935 году Ханс Бете выдвинул
гипотезу, что источником солнечной
энергии может быть термоядерная
реакция превращения водорода
в гелий.
Именно за это Бете получил
Нобелевскую премию в 1967 году.
Химический состав Солнца примерно
такой же, как и у большинства
других звезд.
Примерно 75 % - это водород, 25 % - гелий
и менее 1 % - все другие химические
элементы (в основном, углерод, кислород,
азот и т.д.). Сразу после рождения
Вселенной «тяжелых» элементов
не было совсем. Все они, т.е.
элементы тяжелее гелия и даже
многие альфа-частицы, образовались
в ходе «горения» водорода
в звездах при термоядерном
синтезе. Характерное время жизни
звезды типа Солнца десять
миллиардов лет. Основной источник
энергии - протон-протонный цикл
- очень медленная реакция (характерное
время 7,9*109 лет), так как обусловлена
слабым взаимодействием. Каждую
секунду Солнце перерабатывает
около 600 миллионов тонн водорода.
Запасов ядерного топлива хватит еще на
пять миллиардов лет, после чего оно постепенно
превратится в белый карлик.
4.
Планеты.