ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ

Немає нічого більш корисним та практичним, ніж хороша теорія.

Л.Больцман

план семінару

1. Будова. Критерій Джинса. Походження, еволюція галактик і їх будова.
2. Еволюція зірок і їх характеристика.
3. Сонячна система і її походження.
4. Походження і еволюція Землі.
5. Взаємозв'язок Землі із Сонцем і космосом.

Методичні поради та вправи Основні поняття

Білі карлики - зірки, що відрізняються великою щільністю речовини (щільніше води в десятки і сотні тисяч разів), що мають дуже малі розміри і світність і разом з тим високу температуру.

Гравітаційний колапс - катастрофічне стиснення масивної зірки під дією сил тяжіння після вичерпання в її надрах джерел ядерної енергії Веде до утворення пульсара, або «чорної діри».

Квазар - квазізвездние джерело енергії, імовірно є протоядро нових галактик. Можливо, є особливою точку Всесвіту, в якій збереглося надщільного речовина.

Літосфера (грец. «Lithos» - камінь, «sphaira» - куля) - тверда сфера Землі, що складається з декількох літосферних плит і має в структурі ядро, мантію і кору.

Магнітосфера - область простору, заповнена магнітними силовими лініями, з'єднаними з Землею, і заселена зарядженими частинками, образу радіаційні пояси.

Мантія (грец. «Mantios») - шар Землі, розташований між корою і ядром, що має інший хімічний склад і щільність. У мантії є шар, звані астеносферой, де речовина знаходиться в близькому до плавлення стані, в'язкість його сильно знижена, плити літосфери плавають в полужидкой астеносфері.

Нейтронні зірки - небесні тіла, що виникають в результаті того, що оголені ядра поглинають електрони, перетворюючи свої протони в нейтрони, які можуть компактно упаковуватися, так як нейтральні.

Нові зірки - зірки, блиск яких несподівано зростає в сотні, тисячі, а іноді в мільйон разів, потім через деякий час (приблизно через рік) повертається в спокійний стан.

Пульсари - пульсуючі джерела радіовипромінювання - космічні об'єкти, які випромінюють радіохвилі у вигляді окремих імпульсів, суворо наступних дру за одним з періодом від часток секунди до декількох секунд. Передбачається, чт пульсари - це бистровращающіеся нейтронні зірки.

Протогалактікі - гігантські воднево-гелієві хмари, які під дією власної гравітації дають початок утворенню перших зірок і зоряних скупчень.

Протуберанці (лат. «Protuberare» - здуватися) - величезні, довжиною до сотень тисяч кілометрів, що світяться освіти в сонячній короні химерної, іноді мінливої форми, що складаються з відносно холодног і більш щільного, ніж навколишня корона, газоподібної речовини. На диску Сонць спостерігаються у вигляді вигнутих темних волокон, а по його краю - в вигляді арок, хмар, струменів.

Сонячна активність - сукупність явищ, які виникають в сонячній атмосфері та пов'язаних з магнітними властивостями сонячної плазми.

Сонячна постійна - кількість сонячної енергії, що падає за одиницю часу на одиничну площадку, розташовану перпендикулярно сонячні променів за межами земної атмосфери на середній відстані Землі від Сонця і становить 1360 Вт / м ² .

Стратосфера (лат. «Stratum» - шар, «sphaira» - куля) - шар атмосфери, що простирається вище тропосфери. Верхня межа стратосфери розташована в середньому на висотах 50-55 км. Підвищення температури в тропосфері пояснюється високою концентрацією озону на висотах 20-25 км, де сильно поглинається ультрафіолетове випромінювання Сонця.

Тектоніка (грец. «ЬекШшке» - будівельне мистецтво) - геотектоніка - розділ геології, що вивчає структуру, руху, деформації та розвиток якої-небудь ділянки земної кори і верхньої мантії Землі.

Термосфера (грец. «1Ьегше» - тепло, «зрЬа1га» - куля) - лежить вище мезосфери - від 80-85 км до 600-800 км. Температура в ній швидко зростає від 90 ° С (на висоті близько 90 км) до 1000-1200 ° С на висоті 400 км. Вище 400 км температура з висотою майже не змінюється. Цей шар називають іоносферою , так як в ньому під дію сонячної радіації відбувається іонізація молекул кисню та азоту. Наиболе іонізовані шари повітря на висотах близько 100 і 250 км. Вони відображають до Земл радіохвилі, що дозволяє здійснювати радіозв'язок. У іоносфері відбуваються полярні сяйва.

Тропосфера (грец. «Пороза» - поворот, «зрЬа1га» - куля) - сама нижня частина атмосфери, має різну товщину: від 16-18 км над екватором до 8-9 км на полюсом. У ній зосереджено близько 80% всієї маси атмосфери і майже весь водяно пар. Повітря тропосфери отримує тепло від нагрітої Сонцем земної поверхні Температура повітря в тропосфері з висотою знижується в середньому 6 ° С на 1 до через «парникового ефекту» і досягає -55 ° С на її самої верхньої межі Тропосфера - «кухня погоди». Саме тут утворюються хмари, дощ, сніг, град вітер, виникають оптичні явища - міражі, гало, веселка.

Ендогенні процеси (грец. «Епс1о» - всередині + «genos» - рід, походження) - геологічні процеси, що відбуваються під дією внутрішніх сил Землі і що протікають головним чином всередині Землі, що впливають на формування рельєфу земної поверхні: тектонічні рухи, представляющі собою горизонтальні і вертикальні руху літосферних плит, що супроводжуються виникненням складок і розмірів в земній корі; землетрусу; В вулканізм.

Екзогенні процеси (грец. «Схо» - зовні + генний) - відбуваються наземної поверхні або на невеликій глибині процеси, що впливають на формування рельєфу земної поверхні. Вони викликані зовнішніми але відношенню до Землі силами і обумовлені головним чином енергією сонячної радіації, силою тяжіння і життєдіяльністю організмів. До них відносяться вивітрювання, дія вітру і переміщає діяльність води (включаючи льодовики).

«Чорна діра» - кінцева стадія еволюції масивних зірок з масою більшою в 2,5-3 рази маси Сонця, при цьому могутнє иоле тяжіння зіщулена зірок не випускає за її межі ніякого вивчення.

Освіта хімічних елементів в надрах зірок

Р + Р ^ О + е ⁺ + У 1 D + ⁴ Чи не + р > У ³ Чи не + ³ Чи не -> ⁴ Чи не + 2 р

Т »1,6-10 ⁷ До Зірка-карлик (Сонце)

³ Нс + ³ Нс -> 7Ве + у ⁷ Ве + е ^- -> ⁷ 1л + VВ ⁷ Ве + р -> ⁸ В + ⁸ В -> ⁸ Ве + е ⁺ + V

Т> 1,6-10 ⁷ До

Тип Сонця з більшою температурою і концентрацією ⁴ Чи не

III

⁴ Чи не + ⁴ Чи не -> ⁸ Нд + у] ⁸ Ве + ⁴ Чи не -> ¹² С + у> В ^{| 2} З + Ч1е-> ^{, 6} 0 + у

Т ~ 10 ⁸ К

Червоний гігант, водень вигорів на ² / ₃ , утворюється щільне гелиевое ядро

IV	12 _С + 12С -> 24 _М8 + У 1 12 _С + 12С -> 2зк _а + _р 1В 12С + '2С-> ² 01Уе + Я-1е]	Т - 10® до Зірки-надгіганти. Основний продукт ядерних реакцій - Е1 (біль-Шая енергія зв'язку в нуклонах)
V	160 + ¹⁶ 0 -> 32 $ + у 160 + ¹⁶ 0 -> ³¹ Р + р 160 + ¹⁶ 0 ^ 315 + і 'бО +' 0 -> ²⁸ 51 + ⁴ не1
VI	2 «81 + ⁴ Чи не -> 325 + у '32Б + ⁴ Чи не -> зб _Аг + _у ... -> ббре, З, N1	Т - 3-109 до Зірки-гіганти, реакції завершуються утворенням заліза і близьких до нього елементів
VII	Реакція повільного захоплення нейтронів	Т - Ю ⁹ До Зірки - червоні гіганти, реакції завершуються утворенням важких елементів
VIII	⁵⁶ Ре + оп -> ^{5 /} Ре + у \| ^2,0 В! -> ⁴ Чи не + ^20К РЬ \|	Т »10» До
IX	Реакція швидкого захоплення нейтронів	вибух наднової

Завдання і вправи

1. Яка енергія виділиться при утворенні 1 г гелію Чи не з протоно і нейтронів?

Рішення. Ядро атома гелію складається з двох протонів і двох нейтронів. Маса спокою атома гелію М _Нс = 4,00337 а.е.м., нейтрона т _п = 1,00897 а.е.м. протона т _г = 1,00758 а.е.м.

При утворенні атома гелію дефект маси

Енергія, що виділяється при утворенні одного атома гелію:

В 1 г гелію міститься атомів:

Отже, при утворенні 1 г гелію виділиться енергії:

2. При зіткненні протона з ядром берилію сталася ядерна реакція: У

Знайти енергію реакції.

Рішення. Енергія ядерної реакції

де - сума мас, що вступили в реакцію, а - сума мас обра

поклику частинок.

У нашому випадку

тестові завдання

1. У що перетвориться Сонце в кінці його еволюції?
а) «чорну діру»;
б) «білий карлик»;
в) «нейтронну зірку»;
г) пульсар;
д) залишиться таким же.
2. З чого утворилася Сонячна система?
а) холодного газопилсвого хмари;
б) хмари, захопленого Сонцем при русі навколо центру Галактики;
в) хмари, що відділився від Сонця в процесі еволюції;
г) гарячого газопилової хмари;
д) з подвійної зірки з Сонцем після її розпаду.
3. За 8 днів активність радіоактивного елемента зменшилася в 4 рази. Чим дорівнює період напіврозпаду цього елементу?
а) 8 днів; б) 4 дня; в) 2 дні; г) 5 днів; д) б днів.
4. Який приблизно вік Сонця?
а) кілька млн років;
б) десятки млрд років;
в) кілька десятків млн років;
г) кілька десятків тисяч років;
д) сотні млн років.
5. Які зірки перетворюються в «чорні діри»?
а) всі зірки;
б) такі як Сонце;
в) більша за Сонце за масою в 2 рази;
г) більше Сонце за масою в 3 рази;
д) менше Сонця. ^[1]
7. Що стало причиною виникнення первинного океану?
а) охолодження атмосфери;
б) опускання суші;
в) поява підземних джерел;
г) розплавлення поверхні Землі;
д) дрейф континентальних плит Землі.
8. Коли почалася геологічна історія Землі?
а) понад 6 млрд років назад;
б) 4,6 млрд років тому;
в) 5 млрд років тому;
г) 3,8 млрд років тому;
д) 4 млн років тому.
9. Якими числами оцінюється найбільш ймовірний вік Землі?
а) кілька мільйонів або десятки мільйонів років;
б) 4,5-5 млрд років;
в) кілька десятків і сотень тисяч років;
г) сотні мільйонів років;
д) близько 10 млрд років.
10. Яка з сфер відсутня у Землі?
а) літосфера;
б) гідросфера;
в) атмосфера;
г) біосфера;
д) фотосфера;
е) магнітосфера.
11. Для якого з наведених нижче тел поки ще не використовувався лабораторні метод оцінки віку по радіоактивного розпаду?
а) для Землі;
б) для Марса;
в) для Місяця;
г) для метеоритів;
д) для всіх.
12. Що не входить в ранню історію Землі?
а) фаза народження;
б) фаза розплавлення;
в) фаза первинної кори;
г) геологічна фаза.
13. Хто запропонував теорію фрагментації однорідного речовини?
а) Лаплас; б) Кант; в) Шмідт; г) Джинс; д) Бюффон.
14. Які елементи утворюються при зоряному нуклеосинтезі?
а) всі елементи;
б) тільки легкі;
в) всі елементи до заліза;
г) елементи після заліза;
д) елементи до вуглецю.
15. Від якого параметра зірки залежить її колір?
а) маси;
б) розміру;
в) світності;
г) зоряної величини;
д) температури.
16. Який елемент найпоширеніший в земній корі?
а) А1; б) 51; в) Н; г) М & д) О.
17. Які зірки живуть довше за всіх?
а) масивні;
б) середні по масі;
в) маленькі по масі;
г) великих розмірів;
д) подібні до Сонця.

Питання і завдання для обговорення

1. Які причини призводять до фрагментації однорідно розподіленого речовини?
2. У чому полягає критерій Джинса в освіті галактик?
3. Чим підтверджується вірність термоядерного джерела сонячної енергії?
4. Поясніть, чому доля зірки виявилася в сильній залежності від її маси.
5. Про що говорить наявність важких хімічних елементів в зірках?
6. Які гіпотези походження планет вам відомі? Які закономірності руху планет сонячної системи вони пояснюють?
7. Які загальні риси планет сонячної системи свідчать про єдине походження планет? Поясніть поширеність хімічних елементо в сонячній системі.
8. Па які етапи поділяють еволюцію Землі?
9. Поясніть, як сформувалися атмосфера, гідросфера і біосфера Землі?
10. Які сонячно-земні зв'язки ви знаєте?
11. Чому в результаті первинного нуклеосинтеза не могли утворитися хімічні елементи, які спостерігаються в сучасному Всесвіті?
12. Які процеси відбуваються при зоряному нуклеосинтезі?
13. Який механізм утворення ядер і атомів важких елементів?
14. Чи підтверджується в лабораторних реакціях ідея зоряного нуклеосинтезу?
15. Як відбувалося утворення ядер елементів, розташованих в таблиць Менделєєва після заліза?
16. Чи можна вважати Сонячну систему єдиною планетної системою?
17. Чи може служити тектонічна активність критерієм життєздатності планети?
18. У чому виявляються тектонічні процеси на Землі?
19. Де розташовані континентальні плити?
20. Чому серед планет земної групи тільки Земля є життєздатне планетою?
21. Яка природа земного магнетизму?

тематика рефератів

1. Походження і розвиток галактик і зірок.
2. Моделі походження Сонячної системи.
3. Сучасні проблеми астрофізики.
4. Проблеми походження і розвитку Землі.
5. Основні положення сучасної тектоніки.

ЛІТЕРАТУРА

1. Гусейханов, М. К. Концепції сучасного природознавства / М. К. Гусейханов О. Р. Раджабов. - М "2009. - 540 с.
2. Дубніщева, Т. Я. Концепції сучасного природознавства. - Новосибірськ 1997. - 830 с.
3. Амбарцумян, В. А. Загадки Всесвіту. - М., 1987.
4. Бакулін, П. І. Курс загальної астрономії / П. І. Бакулін, Е. В. Кононович В. І. Мороз. - М "тисячі дев'ятсот сімдесят сім.

'.Дагаев, М. М. Астрофізика / М. М. Дагаєв, В. М. Чаругін. - М., 1988.

6. Єфремов, 10. II. У глибини Всесвіту. - М., 1977.

[1] Як визначають вік зірок? а) радіоактивними методами; б) за швидкістю витрачання запасів енергії; в) вивчення скам'янілих решток тварин і рослин; г) спектрами зірок; д) інтенсивності випромінювання.