Физика Космоса

СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ:
ПОНЯТИЕ «КОСМОС»
ОСОБЕННОСТИ АСТРОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
МАСШТАБЫ ВСЕЛЕННОЙ.
НЕБЕСНЫЕ ТЕЛА:
ДВИЖЕНИЕ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ.
ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ.
ЗАКОНЫ КЕПЛЕРА.
ДОК-ВО ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ. МАЯТНИК ФУКО.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ. ПОНЯТИЕ «КОСМОС»
В современном понимании космос есть все находящееся за пределами земли и земной атмосферы.
В англоязычной научной литературе в качестве аналога термина «космос» пользуются словом «пространство» (space).
Физика космоса – наука о физических явлениях во вселенной. То, что обычно понимается под физикой космоса, во многом совпадает с более употребительным понятием «астрофизика».
Ближайшая и наиболее изученная область космоса – околоземное космическое пространство.
Свойства вещества и процессы, протекающие в этой области, в значительной мере определяются влиянием магнитного поля земли. Поэтому ближний космос принято называть магнитосферой земли.

ВВЕДЕНИЕ. ПОНЯТИЕ «КОСМОС»
Земля с ее магнитосферой являются частью Солнечной системы, которая включает в себя Солнце, планеты, их спутники и кометы.
Пространство между планетами (межпланетное пространство) заполнено разреженной солнечной плазмой, непрерывно истекающей с поверхности Солнца.
Солнце – одна из ~ 1011 звезд, образующих гигантскую звездную систему – Галактику.
Галактика имеет вид плоского диска, на периферии которого расположено Солнце. Поэтому наблюдатель видит на ночном небосводе светящуюся полосу – Млечный Путь, состоящий из звезд галактического диска.
Галактики отличаются своими формами, размерами и числом входящих в них звезд.
Солнце
Наша Галактика

ВВЕДЕНИЕ. ОСОБЕННОСТИ АСТРОФИЗИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Отличительной особенностью астрофизических исследований является невозможность поставить эксперимент в привычном для физики смысле этого слова. Не представляется возможным специальным образом подготовить исследуемый космический объект или вообще как-то повлиять на него.
Исключением являются исследования физических явлений в межпланетном пространстве, где имеется возможность производить непосредственное измерение требуемых параметров с помощью приборов, установленных на космических аппаратах.
В остальных случаях основным источником сведений о небесных телах являются разного типа излучения, которые либо испускаются, либо отражаются этими телами.
Узнать больше

ВВЕДЕНИЕ. ОСОБЕННОСТИ АСТРОФИЗИЧЕСКИХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Диапазоны электромагнитного излучения, исследуемые в астрофизике:

ВВЕДЕНИЕ. МАСШТАБЫ ВСЕЛЕННОЙ
РАССТОЯНИЕ ДО КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Для измерения расстояний между космическими объектами в зависимости от рассматриваемой ситуации или задачи в современной астрофизике используется ряд внесистемных единиц. Это связано с тем, что рассматриваемый диапазон величин различается на десятки порядков.
1 а.е. = 1,5 · 1013 см
Естественной мерой расстояний в Солнечной системе служит астрономическая единица (а.е.), равная величине большой полуоси земной орбиты.
При исследовании звезд нашей звездной системы – галактики – и других еще более удаленных объектов, удобнее пользоваться другой единицей – парсеком (пк). Парсек – это такое расстояние, с которого отрезок, равный большой полуоси земной орбиты, расположенный перпендикулярно лучу зрения, виден под углом 1'' (угловая секунда).
1 пк = 206265 а.е. ≈ 3,1 · 1018 см
1 св.г. ≈ 9.5∙1017 см ≈ 1/3.26 пк
Наряду с парсеком в астрономии широко используется другая единица измерения расстояний – световой год (св. г.). Световым годом называется расстояние, которое свет проходит за один год (примерно 3,2∙107с).

ВВЕДЕНИЕ. МАСШТАБЫ ВСЕЛЕННОЙ
РАССТОЯНИЕ ДО КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Расстояние до объекта в парсеках определяется по очевидной формуле:
d = 1/π
Для определения расстояний до более далеких звезд используются различные косвенные методы, получившие совокупное название методов установления шкалы расстояний во Вселенной. В основе многих методов лежит определение фотометрического расстояния от светящегося объекта (например, звезды) по принимаемому значению плотности потока энергии излучения F, если светимость (количество энергии, излучаемой за секунду) объекта L известна из других соображений. Предполагая сферическую симметрию излучения, нетрудно установить связь между плотностью потока энергии излучения и светимостью(*). Отсюда получаем выражение для расстояния до объекта(**).

ВВЕДЕНИЕ. МАСШТАБЫ ВСЕЛЕННОЙ
МАССЫ АСТРОФИЗИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Массы астрофизических объектов различаются на много порядков. Типичная масса звезд равна массе Солнца
Mʘ ≈ 2·1033 г
Массы стационарных звезд лежат в пределах
от 0.1 до 100 Mʘ
Масса самых больших планет-гигантов типа Юпитера не превышает несколько тысячных долей Mʘ
Суммарная масса светящихся звезд типичной галактики, подобной нашей Галактике (или Млечному Пути), составляет
MMW ≈ 1011Mʘ
Массы галактик лежат в широких пределах:
от ~106Mʘ до ~1012Mʘ

НЕБЕСНЫЕ ТЕЛА.

Гравитационное взаимодействие, которое не играет существенной роли в структуре окружающего нас вещества и в поведении составляющих его частиц, является основным фактором, определяющим не только движение небесных тел, но также и их эволюцию.
Поскольку типичные скорости небесных тел v относительно невелики в сравнении со скоростью света v << c, для описания их движения применимы законы классической (ньютоновской) механики.
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ
НЕБЕСНЫЕ ТЕЛА. ДВИЖЕНИЕ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ.

НЕБЕСНЫЕ ТЕЛА. ЗАКОН ВСЕМИРНОГО ТЯГОТЕНИЯ.
Согласно открытому Ньютоном закону всемирного притяжения между парой массивных тел действует сила притяжения, величина (модуль) которой определяется выражением
Согласно второму закону Ньютона F = ma сила гравитационного притяжения сообщает каждому из взаимодействующих тел ускорение
При этом отношение ускорений двух тел обратно пропорционально отношению масс взаимодействующих тел.
https://youtu.be/ky4J1cImCzE
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

НЕБЕСНЫЕ ТЕЛА.
ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ.
МАЯТНИК ФУКО
Хотя в XIX веке никто из образованных людей уже не сомневался, что Земля вращается вокруг своей оси, а не Солнце вокруг неё, известный французский ученый Леон Фуко поставил в 1851 году опыт, который наглядно показывал вращение Земли.
Для своего опыта Фуко воспользовался свойством маятника сохранять плоскость своего качания даже в том случае, если место его подвеса вращается вокруг вертикальной оси.
В здании Пантеона в Париже Фуко подвесил маятник длиной 67 метров. Медный шар этого маятника весил 28 килограммов. Когда маятник в Пантеоне был запущен, то через несколько минут было обнаружено, что плоскость качания маятника изменилась, её ближайшая к наблюдателю сторона передвинулась по часовой стрелке с востока на запад. На самом же деле плоскость качания маятника осталась прежней. За это время повернулась Земля с запада на восток.
Подобный маятник есть и в Санкт-Петербурге в Исаакиевском соборе, длина этого маятника равна 98 метрам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
С незапамятных времен человек, глядя на ночное небо, мечтал побывать в космосе. Мы живем в эпоху освоения космического пространства. Путешествия в космос теперь уже не мечта, а действительность.
Осуществляется мечта К. Э. Циолковского: “Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство”.
Успешно осваивают космос искусственные спутники Земли, пилотируемые космические корабли, орбитальные станции.
Человек произвел разведку планет Солнечной системы – Венеры, Марса, Юпитера, достиг поверхности Луны.
“Маленький шаг человека, но огромный шаг человечества”, - сказал Нил Армстронг, сделав первый шаг по Луне.
Все это стало возможным благодаря законам физики. Законы физики – это законы мира, в котором мы живем. Чтобы жить в согласии с окружающим нас миром, надо знать его законы и использовать их на благо мира.

ЛИТЕРАТУРА:
Введение в физику космоса: Учебное пособие. /Бережко Е.Г. /2014 г.
https://youtu.be/BUT3bDRiyPU
http://ppt4web.ru/fizika/fizika-v-kosmose.html
http://pikabu.ru/story/interesnyie_faktyi_o_kosmose_i_fizike_3828743
http://www.ikfia.ysn.ru/images/pdf/%D0%92%D0%B2%D0%A4%D0%9A2.3.pdf
https://youtu.be/ky4J1cImCzE