Презентация на тему "Состав и строение Солнечной системы"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Состав и строение Солнечной системы

• 
  Слайд 2

  Определения

  Солнечная система – вся материя и все космическое пространство, находящееся в сфере притяжения Солнца. Она включает в себя:звезду Солнце, расположенную в центре Солнечной системы, планеты со спутниками, карликовые планеты, малые тела (астероиды, кометы, метеорные тела), а также межпланетную пыль, плазму и физические поля в указанных границах. Звезда –самосветящееся газовое (плазменное) тело,являющееся устойчивой саморегулирующейся системой. Ее стабильность определяется равновесием между силами, с одной стороны, гравитационного сжатия, с другой – силами: - газового и лучевого давления; - давления вырожденного газа; - давления ядерных сил, действующих между отдельными нуклонами. Планета (позднелатинское слово planeta, от греческих слов aster planetes – блуждающая звезда) – небесное тело, движущееся в гравитационном поле вокруг звезды и светящееся отраженным светом. Масса планеты слишком мала для того, чтобы внутри нее могли протекать характерные для звездных недр термоядерные реакции. Спутники – небесные естественные или искусственные тела или системы тел обращающиеся вокруг более массивных тел или системы тел под действием гравитационных сил.

• 
  Слайд 3

  Солнце

  Солнечная система состоит из Солнца, планет и их спутников, карликовых планет, комет, астероидов, большого количества пыли, газа и мелких частиц. Около центральной звезды желтого цвета обращаются 8 планет. Солнце – центральное и самое массивное тело Солнечной системы, типичная рядовая звезда. Устойчивое состояние определяется равновесием между силами тяготения и силами газового и лучевого давления, возникающими в результате термоядерной реакции в центре Солнца. Мощный источник энергии, постоянно излучающий ее во всех участках спектра электромагнитных волн. Дает свет и тепло, необходимое для жизни на Земле.

• 
  Слайд 4

  Состав Солнечной системы

  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.

• 
  Слайд 5

  Сравнительные размеры планет Солнечной системы

  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. 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. Изумительные по красоте кольца имеет Сатурн.

• 
  Слайд 6
  

  Сравнительные размеры Солнца, планет, карликовой планеты Плутон, орбит спутников и планет.

• 
  Слайд 7

  Правило Тициуса – Боде

  В 1766 г. Иоганном Тициусом, а в 1772 году независимо от него Иоганном Боде, была замечена закономерность в ряде чисел, выражающих средние расстояния планет от Солнца, так называемое правило Тициуса – Боде: а =  (0,4 + 0,3∙2n  ) а.е. где n = -∞ для Меркурия, 0 для Венеры,1 для Земли и так далее. В полученном ряду цифр место для пятой планеты отсутствовало. В 1781 году был открыт Уран. Формула для него предсказывала 19,6 а.е. Действительное значение среднего расстояния составило 19,19 а.е. Таким образом, правило давало практически правильные результаты для больших полуосей орбит.

• 
  Слайд 8

  Открытие астероидов

  Пятый член этого ряда не соответствовал никакой планете. 1 января 1801 г. итальянский астроном Джузеппе Пиацци случайно открыл «звезду», прямое восхождение и склонение которой заметно изменялось за сутки наблюдений. Гаусс вычислил орбиту этого астрономического объекта, большая полуось которого оказалась равной 2,77 а.е.; стало понятно, что открыта планета между Марсом и Юпитером. Ее назвали Церера в честь древнеримской богини плодородия. В течении последующих 3 лет были открыты еще 3 планеты, находящиеся на среднем расстоянии от Солнца 2,8 а.е. В настоящее время известно 18200 малых планет. Их стали называть астероидами. В настоящее время Церера относится к карликовым планетам.

• 
  Слайд 9

  Пояс астероидов

  Между планетами земной группы и планетами-гигантами расположен пояс астероидов. Земля, Марс и пять астероидов группы Амура Пояс астероидов

• 
  Слайд 10

  Пояс Койпера

  За орбитой Нептуна открыт так называемый пояс Койпера, второй пояс астероидов. До недавнего времени принято было считать, что вокруг Солнца обращаются 9 планет. 9 планета – Плутон. Сегодня достоверно известно, что Плутон – один из объектов пояса Койпера. Кометы из пояса Койпера проводят за орбитой Нептуна большую часть времени, так как в более дальней точке своей траектории их движение более медленное, чем около Солнца. Идеи о существовании связанного с Солнцем семейства комет высказывал еще в начале 70-х гг. XIX века Джованни Скиапарелли. В 1950 г. Ян Оорт, предположил, что Солнечная система окружена гигантским облаком кометных тел (по его оценке насчитывающим до 1011 тел), находящихся на расстояниях от 20 000 до 200 000 а.е.

• 
  Слайд 11

  Метеоры и метеориты

  В состав Солнечной системы входит большое количество пыли, газа и мелких частиц. Метеорное тело – это кусок камня или скопление пыли в космическом пространстве. Поверхность Земли постоянно бомбардируется небесными телами самых разных размеров. При трении об атмосферу частицы разогреваются и сгорают или испаряются, оставляя за собой яркий след – метеор. Метеором называется световое явление, возникающее на высоте от 80 км до 130 км от поверхности Земли при вторжении в земную атмосферу частиц – метеорных тел. Кроме метеоров, можно наблюдать и метеорные потоки. Метеориты – остатки несгоревших в атмосфере Земли метеорных тел, упавшие на поверхность Земли – древнейшее вещество Солнечной системы. В веществе метеоритов как бы зашифрована запись тех физических и химических процессов, которые происходили пять миллиардов лет назад, когда рождались Солнце и планеты.

• 
  Слайд 12

  Кометы

  Помимо больших планет и астероидов вокруг Солнца движутся кометы. Кометы – самые протяженные объекты Солнечной системы. Слово «комета» в переводе с греческого означает «волосатая», «длинноволосая». При сближении с Солнцем комета принимает эффектный вид, нагреваясь под действием солнечного тепла так, что газ и пыль улетают с поверхности, образуя яркий хвост. Первым фанатиком, жаждущим открытия комет, был служащий Парижской обсерватории Шарль Мессье. В историю астрономии он вошел как составитель каталога туманностей и звездных скоплений, предназначавшегося для поиска комет, чтобы не принимать далекие туманные объекты за новые кометы. За 39 лет наблюдений Мессье открыл 14 новых комет!

• 
  Слайд 13

  Вращение Солнечной системы

  Все планеты, астероиды, кометы обращаются вокруг Солнца в одном направлении (против хода часовой стрелки, если смотреть с северного полюса мира). Большинство объектов Солнечной системы вращаются вокруг своей оси в одном направлении, которое называется прямым. Однако Венера и Уран вращаются в обратном направлении. Орбиты планет практически круговые, наклон осей вращения к плоскости их орбит не превышает 60°. Только одна планета – Уран– имеет большой наклон к орбите, практически лежит на боку. Орбиты же комет вытянутые, имеют большой эксцентриситет. Почти все спутники обращаются вокруг планеты в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца. По-видимому, те спутники, которые обращаются в обратном направлении, образовались не вместе со своими планетами, а были захвачены ими позже. Дни и годы на каждой из планет различны по своей продолжительности. Все планеты обращаются вокруг Солнца с разными скоростями. Самая большая скорость у Меркурия, медленнее всего вокруг Солнца вращается планета Нептун.

• 
  Слайд 14

  Наклон осей вращения планет к плоскостям их орбит

  63,3° 61,7 °

• 
  Слайд 15

  Климат

  От угла наклона экватора планеты к плоскости орбиты и от вытянутости орбиты планеты зависит смена времен года на планете. Наклон оси вращения планеты – это угол между осью вращения планеты и перпендикуляром к плоскости ее орбиты, или, другими словами, угол между плоскостью экватора планеты и плоскостью орбиты. Ось вращения Земли отклонена от перпендикуляра к плоскости ее орбиты на угол, равный примерно 23,5°. Если бы не было этого наклона, смены времен года на Земле не существовало бы. Регулярная смена времен года – следствие движения Земли вокруг Солнца и наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты. Аналогичная смена времен года происходит на Марсе. 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.

• 
  Слайд 16

  Атмосферы и парниковый эффект

  Одним из важнейших факторов, влияющих на климат планет, является солнечное излучение, падающее на планету. Солнечное излучение, падающее на планету, частично отражается в космическое пространство, частично поглощается. Поглощенная энергия нагревает поверхность планеты. Исключительно важным фактором, влияющим на климат планет, является наличие или отсутствие атмосферы. Атмосфера планеты влияет на тепловой режим планеты. Плотная атмосфера планеты влияет на климат несколькими путями:а) парниковый эффект увеличивает температуру поверхности;б) атмосфера сглаживает суточные колебания температуры;в) движение воздушных масс (циркуляция атмосферы) сглаживает разность температур между экватором и полюсом.

• 
  Слайд 17

  Развитие представлений о эволюции Солнечной системы

  Астрономы древности полагали, что Вселенная и Солнечная система существовали вечно и будут существовать еще столько же в неизменном виде. Платон: «Вселенная – единая, вечная, живая и совершенная сфера, одаренная также душой и движением, которое является равномерным обращением вокруг оси, затем рассматриваются движения Солнца, Луны и планет». По Аристотелю, мир является вечным и неизменным. Он отрицал вращение Земли, считал звезды и планеты связанными с вращающимися вокруг общего центра хрустальными сферами. Вселенная Аристотеля состоит из 56 реально существующих хрустальных сфер, самая внешняя из которых - звездная. Аристотелевская система мира сохранялась до эпохи Коперника.

• 
  Слайд 18

  Джордано Бруно

  Джордано Бруно первым предположил, что звезды, подобно Солнцу, окружены планетными системами, которые непрерывно рождаются и умирают.

• 
  Слайд 19

  Иммануил Кант

  В 1755 г. немецкий философ Иммануил Кант высказал идею о совместном образовании Солнца и планет из вещества единой туманности.

• 
  Слайд 20

  Пьер Лаплас

  В 1796 г. Пьер Симон Лаплас описал образование Солнца и Солнечной системы из медленно вращающейся раскаленной газовой туманности. Под действием гравитации центральная часть протосолнца сжималась, скорость его вращения увеличивалась, поэтому оно приобретало сплюснутую форму. Сгустки отделялись от протосолнца и затем охлаждались. Вещество, из которого образовались планеты, первоначально было в горячем, расплавленном состоянии.

• 
  Слайд 21

  Джеймс Джинс

  В 1916 г. Джеймс Джинс предложил новую теорию, согласно которой вблизи Солнца прошла звезда и ее притяжение вызвало выброс солнечного вещества, из которого в последующем образовались планеты. Эта теория должна была объяснить парадокс распределения момента импульса.

• 
  Слайд 22

  Генри Норрис Рессел

  В 1935 г. Рессел предположил, что Солнце было двойной звездой. Вторая звезда была разорвана силами гравитации при тесном сближении с другой, третьей звездой.

• 
  Слайд 23

  Фред Хойл

  Девятью годами позже Хойл высказал теорию, что Солнце было двойной звездой, причем вторая звезда прошла весь путь эволюции и взорвалась как сверхновая, сбросив всю оболочку. Из остатков этой оболочки и образовалась планетная система.

• 
  Слайд 24

  Отто Юльевич Шмидт

  В сороковых годах ХХ века советский астроном Отто Шмидт предположил, что из огромного холодного пылевого облака сформировались холодные плотные допланетные тела – планетезимали и Солнце.

• 
  Слайд 25

  Этапы происхождения и эволюции Солнечной системы

  В настоящее время общепризнанной является теория формирования планетной системы в три этапа: Около 4,6 млрд. лет произошел взрыв сверхновой звезды. Ударная волна привела к сгущению газопылевого облака, обогащенного веществом сверхновой звезды. Изначально медленно вращающееся уплотнение под действием сил гравитации начало превращаться в дискообразное облако. Центральная часть сжимается самостоятельно, превращаясь в звезду.

• 
  Слайд 26

  Этапы происхождения и эволюции Солнечной системы

  Другая часть облака с массой, примерно в десять раз меньше центральной части, продолжает медленно вращаться вокруг центрального утолщения, а на периферии каждый фрагмент сжимается самостоятельно. Образуются более крупные твердые пылевые крупинки – частицы, которые, сталкиваясь друг с другом, образуют все более массивные тела – планетезимали. В процессе формирования планетной системы часть планетезималей разрушилась в результате столкновений, а часть объединилась. Образуется рой допланетных тел размером около 1 км, количество таких тел очень велико – миллиарды.

• 
  Слайд 27

  Этапы происхождения и эволюции Солнечной системы

  Затем допланетные тела объединяются в планеты. Аккумуляция планет продолжается миллионы лет, что очень незначительно по сравнению со временем жизни звезды. Протосолнце становится горячим. Его излучение нагревает внутреннюю область протопланетного облака до 400 К, образовав зону испарения. Под действием солнечного ветра и давления света легкие химические элементы (водород и гелий) оттесняются из окрестностей молодой звезды. В далекой области, на расстоянии свыше 5 а.е., образуется зона намерзания с температурой примерно 50 К. При формировании Юпитера именно в районе его орбиты проходила граница конденсации водяных паров. По современным расчетам, на более близких расстояниях, в поясе астероидов, летучие вещества находились в газообразном состоянии. Это привело к тому, что рост допланетных тел в районе будущего Юпитера ускорился, а в районе пояса астероидов замедлился. Именно поэтому массивный Юпитер обогнал по скорости роста протопланету, более близкую к Солнцу. Но после своего «рождения» Юпитер стал тормозить образование этой планеты в поясе астероидов. Разогнанные тяготением планет-гигантов сгустки вещества выбрасывались на окраину Солнечной системы, где становились кометами. Гравитационные возмущения со стороны Юпитера и сейчас сильно воздействуют на астероиды. Уран и Нептун росли еще медленнее. К тому времени газа в Солнечной системе из-за действия солнечного ветра осталось еще меньше, поэтому Уран и Нептун содержат меньше водорода в процентном содержании, чем Юпитер. Основными составляющими этих планет-гигантов являются вода, метан и аммиак.

• 
  Слайд 28

  Этапы происхождения и эволюции Солнечной системы

  В центре Солнечной системы сформировались менее массивные планеты. Здесь солнечный ветер выдул мелкие частицы и газ. А вот более тяжелые частицы, наоборот, стремились к центру. Рост Земли продолжался сотни миллионов лет. Ее недра прогрелись до 1000–2000 К благодаря гравитационному сжатию и участвовавшим в аккумуляции крупным телам (до сотен километров в поперечнике). Падение таких тел сопровождалось образованием кратеров с очагами повышенной температуры под ними. Другой и основной источник тепла Земли – распад радиоактивных элементов, в основном, урана, тория и калия. В настоящее время температура в центре Земли достигает 5000 К. Солнечные приливы затормозили вращение близких к Солнцу планет – Меркурия и Венеры.

• 
  Слайд 29

  Компьютерные расчеты

  Компьютерные эксперименты продемонстрировали замечательное свойство нашей планетной системы: пролет звезды с массой порядка 0,1 массы Солнца через ее внешние области мало изменит орбиты планет земной группы. Этого нельзя сказать об удаленных объектах, расположенных в облаке Оорта, для которых расстояние от Солнца в сотни раз больше, чем радиус орбиты Земли. Гравитационное поле Галактики возмущает орбиты малых тел на окраине Солнечной системы и даже вызывает их появление внутри орбиты Земли.

• 
  Слайд 30

  Особенности строения Солнечной системы.

  Основная масса вещества системы сосредоточена в Солнце. Орбиты планет, астероидов лежат почти в одной плоскости. Все тела Солнечной системы вращаются вокруг Солнца в одном направлении. Среднее расстояние от Солнца до планет определяется правилом Тициуса-Боде. Планеты делятся на две группы. Момент количества движения между Солнцем и планетами распределяется неравномерно. На долю Солнца приходится всего 2%. Орбиты большинства планет близки к круговым.