Күн жүйесі планеталарының қозғалысы

Пән: Астрономия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

Жоспар.

І. Кіріспе.

ІІ. Негізгі бөлім.

1. Күн жүйесі планеталарының қозғалысы

2. Птолемейдің әлемдік жүйесі

3. Коперниктің әлемдік жүйесі

ІІІ. Қорытынды.

ІҮ. Пайдаланған әдебиетттер.

Кіріспе

$C:\Users\admin\Downloads\images (39).jpg$ Адамзаттың тарихында ерекше маңызды роль атқарған ғылым бар. Бұл - астрономия. Астрономия- аспан шырақтарының, олардың жүйелерінің қозғалыстарын, физикалық құрылымын, олардың және тұтас әлемнің пайда болуы мен эволюциясы туралы ғылым. Зерттеу әдісіне және зерттейтін объектісіне сәйкес астрономия бірнеше салаға бөлінеді: астрометрия, планеталық астрономия, аспан механикасы, планеталар физикасы, Күн физикасы, астрофизика, астрономиясы, космогония және космология. Астрономияның әрқашанда қызықтыратын жағы - аспандағы шырақтардың қозғалыстарын түсіндіруі. Осы тұрғыдан алғанда аспан денелерінің екі тобын бөліп айтуға болады: жұлдыздар және планеталар. Жұлдыздардың тәуліктік көрінерлік қозғалысы астрометрия саласында сипатталады және түсіндіріледі. Астрометрия- аспан денелерінің көрінерлік қозғалыстарын зерттеу әдістерін қорытады. Астрономиялық бақылаулардың көмегімен дәл уақытты анықтау, күнтізбелерді құру, жер бетіндегі бағдарлану және пункттердің географиялық координаттарын анықтау әдістерін зерттейді. Ал планеталардың және Күн жүйесінің басқа денелерінің қозғалыстарына осы оқу құралында сипаттама бермекшіміз. Бұл- астрономияның планеталық астрономия мен аспан механикасы салалары. Планеталық астрономия саласында планеталардың көрінерлік және нақты қозғалыстарына сипаттама беріледі. Аспан механикасы- аспан денелерінің және олардың жүйелерінің тартылыс күштерінің және басқа күштердің әсерінен болатын кеңістіктік қозғалыстарын зерттейді. Аспан денелерінің фигуралары мен олардың орнықтылығын, аспан денелерінің және олардың жүйелерінің пайда болуы және эволюциясы мәселелерін түсінуге көмектеседі.

Планеталар физикасы, Күн физикасы, астрофизика аспан денелерінің физикалық құрылымын, химиялық құрамын физикалық әдістемелердің көмегімен зерттейді. Жұлдыздар астрономиясы кеңістікте жұлдыздардың, газды- шаңды бұлттардың, жұлдыз жүйелерінің орналасуын, олардың құрылымы мен эволюциясын, орнықтылығын зерттейді. Жұлдыздар астрономиясының бір бөлімі: жұлдыз жүйелерінің динамикасы болып табылады. Жұлдыз динамикасы алғашында аспан механикасының құрамында пайда болған. Оны сол кезде жұлдыздардың аспан механикасы деп те атаған көрінеді, өйткені ол- жұлдыздардың тартылыс күштерінің әсерінен қозғалыстарын түсіндіріп, болашақтағы орындарын алдын- ала есептеп табуды мақсат етеді. Кейінірек ол зерттеу объектісі бойынша аспан механикасынан оқшауланып, бөлек сала болып дамып келеді. Жұлдыз жүйелерінің динамикасы Ғаламның құрамындағы жұлдыздардың тартылыс күштерінің әсерінен қозғалыстарының заңдылықтарын анықтайды.

Негізгі бөлім.

Күн жүйесі планеталарының қозғалысы

$C:\Users\admin\Downloads\загруженное (13).jpg$ Аспан механикасына кіріспестен бұрын аспан шырақтарының көрінерлік қозғалысына сипаттама беріп алу ыңғайлы болар еді. Өйткені аспан механикасы аспан шырақтарының қозғалысын түсіндіретін модельдердің орнында пайда болды, солардың әрі мұрагері, әрі жоғарғы шыңы болып табылады. Сондықтан, алдыменен шырақтардың қозғалыстарын сипаттап, одан кейін осы қозғалыстарды түсіндіретін әлемдік жүйелерге түсінік берейік.

Аспандағы шырақтар көрінерлік қозғалысының ерекшеліктері бойынша 2 топқа бөлінеді: жұлдыздар және планеталар (ғаламшарлар) . Жұлдыздардың аспандағы өзара орналасуы өзгермейді. Ал планеталар болса уақыт өткен сайын баяу орын ауыстырып, аспан сферасын айналып шығады. Планеталардың аспандағы орын ауыстыруы бірқалыпты емес. Аспанда планета бірде тез, бірде баяу қозғалып, соңынан тоқтап, одан кейін кері бағытта қозғалып, артынан тағы біртіндеп баяулап, тоқтап, содан кейін тура қозғалысын жалғастырады. Осы қозғалыс белгілі бір уақыттан кейін қайталанады. Бұдан кейін көрінерлік қозғалысы біртіндеп үдетіледі. Планеталардың ішінде екеуі, атап айтқанда, Шолпан және Меркурий, таң атар кезде- күншығыста, немесе кешкі ымыртта- күнбатыста көрініп қалады. Бұларды төменгі планеталар деп атаған. Бұл планеталардың Күннен бұрыштық қашықтығы элонгация деп аталған.

Планеталардың Күнге қатысты орналасуында ерекше қалыптар болады. Оларды конфигурациялар деп атаған. Айталық, төменгі планеталардың мына конфигурациясы: Күннен батысқа ең үлкен қашықтауы- ең үлкен батыс элонгациясы деп аталады. Планета бұл кезде күн батқаннан кейін кешкі ымыртта көріне бастайды. Бұдан кейін планета көрінерлік жылдық қозғалысында Күнді қуып жетеді. Бұл кезде планета Күн сәулелерінен көрінбейді. Бұл конфигурация ( λ _пл =λ _☼ ) Күнмен жоғарғы қосылуы деп аталады. Бұдан кейін планета Күннен озып шыққандай күншығыста- таң атар алдында көрініп, ең үлкен шығыс элонгациясы деп аталатын конфигурациясында Күннен ең үлкен қашықтығында көрінеді. Бұдан кейін планета тоқтап, кідіріп, кері бағытта қозғала бастаған сияқты болады. Күн сәулелерінде көрінбей кететін конфигурацияны Күнмен төменгі қосылуы деп атайды. Меркурийдің ең үлкен элонгациясы18º-28º, ал Шолпандікі: 45º-48º. Күн өзінің көрінерлік жылдық қозғалысында аспанда 1 жылда толық бір айналым жасайтындығын білесіздер. Осы қозғалысында Күн 12 шоқжұлдызды кесіп өтеді. Бұларды зодиактық шоқжұлдыздар деп атайды. Күн маңында қозғалған Шолпан мен Меркурий де осы шоқжұлдыздардан өтетіндігі анық.

Сыртқы планеталарға : Марс, Юпитер Сатурн және т. б. планеталар жатады. Аталған үшеуі ерте заманнан белгілі, қалғандары кейін табылды. Сыртқы планеталардың көрінерлік қозғалысының Күнмен байланысы шамалы және баяу. Олардың қозғалысында да ерекше қалыптар- конфигурациялар бөлінген. Көрінерлік қозғалысында Күннен озып өткен планета Күнмен қосылуы конфигурациясынан асқан кезде (λ _пл =λ _☼ ) (λ- эклиптикалық бойлық), қозғалысын баяулатып, тоқтап, одан кейін кері қозғала бастайды; кері қозғалысының орта шенінде планета мен Күннің λ эклиптикалық бойлықтарының айырмасы 180º болады. Бұл конфигурация қарама-қарсы тұру деп аталады.

Күнмен қосылуы (λ _пл =λ _☼ ) мен қарама-қарсы тұру (λ _пл =λ _☼ +12 ^һ ) конфигурацияларының арасында, дәлірек: λ _пл =λ _☼ +6 ^һ нүктелерінде, яғни планета Күннен 90º шығысқа ( шығыс квадратура ) және 90º батысқа (батыс квадратура) ығысып орналасқан конфигурациялар бар. Планетаның осы конфигурацияларында: Күн мен өзі- бірі- горизонтта шығып не батып жатқан мезетте, екіншісі- жоғары кульминацияда болады.

Планеталардың көрінерлік жылдық қозғалысы түсініксіз болып көрінеді. Сондықтан болар, ежелден астрономдар осы қозғалысты әртүрлі аңыздармен түсіндіруге, түрліше жоруға тырысты.

Планеталардың көрінерлік баяу қозғалысын зерттеуге мынадай қажеттіктер де себеп болды. Әрбір планета үшін аттас конфигурациялар бірдей уақыт аралықтарында қайталанып тұрды. Бұл уақыт аралығы планетаның синодтық периоды деп аталды. Планетаның көрінерлік баяу қозғалысының синодтық периодын біле отырып, болашақ уақыт мезеттеріндей орналасуын алдын ала есептеуге болатын. Сондықтан планеталардың бақылаудан алынған координаттарын есептелген таблицадағы мәнімен салыстыра отырып, теңізде жүрген саяхатшылар, не шөл далада жүрген керуеншілер дәл уақытта біле алатын. Ал оны жергілікті күн уақытымен салыстыра отырып берілген пунктің географиялық ендігін анықтай алатын мүмкіндігі болған.

Сондықтан, планеталардың көрінерлік қозғалысын дұрыс түсініп, есептей білудің адам қоғамының өмірінде маңызы жоғары болған. Ежелгі абыздар аспан денелерінің көрінерлік қозғалысын болжау мүмкіндігіне ие болғандықтан, қараңғы халыққа билігін асыра алған. Планеталар қозғалысы адам тағдырына әсер етеді деген астрологиялық ілімнің де адам қоғамында орны ерекше болатын. Жақсы астроном сол заманда астролог болуы шарт еді.

Птолемейдің әлемдік жүйесі

Планеталардың, Ай және Күннің көрінерлік жылдық қозғалыстарын түсіндіру үшін ерте заманнан бастап әртүрлі модельдер ұсынылған болатын. Қазіргі көзқарас тұрғысынан барлық модельдерді геоцентрлік және гелиоцентрлік болып екі топқа бөлуге болар еді. Бұлардың ішінде ежелгі грек математигі Пифагордың, философтары Аристарх және Аристотельдің модельдері бар. Аристотель, Евдокс және Калипп әрбір планета хрустальдан жасалған сфераның ішінде, сфералар өзіндік осьтен, өзіндік жылдамдықпен Жерді бірқалыпты айналады деп есептеген. Бұл сфералардың айналу механизмі анық емес-тін. (б. э. д. V ғасыр) . Филолай, Пифагор сияқты, Жер және планеталар, Күнмен бірге Орталық Оттың маңында айнала қозғалады деп есептеген.

Гикетас (б. э. д. V ғасыр) және Понтиялық Гераклид - Жердің өз осінен айналуы мүмкін деп есептеген, сол айналыс аспан сферасының көрінерлік тәуліктік қозғалысына себеп болады деп есептеген. Аристарх (б. э. д. III ғасыр) және Селевк (б. э. д. II ғасыр) : Жер өз осінен айналады және барлық планеталармен қоса Күнді айнала қозғалады, - деп жазып кеткен. Бұл моделдер гелиоцентрлік болған. Яғни Әлем центрінде Күн орналасқан деп қабылдайды Бірақ бұл модель тек көзқарас болып айтылған және планеталар қозғалысын дәл есептеулерімен дәлелденбеген болатын. Сол кезде-ақ Аристархты дінсіз деп айыптаған екен. Бұл көзқарастың адам баласының үйреншікті тәжірибесіне қайшы келгендіктен, кейін оны қайтып айтқан ешкім болған жоқ. . Аталған модельдердің басқаларында Әлем центрінде Жер орналасқандықтан, оларды геоцентрлік деп атайды. Модельдердің ішінде ең жетілгені- Птолемейдің әлемдік жүйесі болатын (1-сурет) . Ежелгі дүние астрономдарының көзқарастары жайында бірқатар кітаптарда баяндалған. Осы мәселе бойынша: [26, 42] -ні оқуға болады.

Птолемейдің әлемдік моделінің центрінде Жер орналасқан. Басқа аспан денелері, оның ішінде Күн мен Ай, - Жерді шеңберлік траекто-риялармен айнала қозғалады. Бірақ планеталардың да, Күн мен Ай-дың да көрінерлік қозғалысы бірқалыпты болмағандықтан, деферент деп аталатын шеңберлік жолдармен планеталардың өздері емес, эпи-циклдердің центрлері бірқалыпты орын ауыстырады. Ал планетаның өзі эпицикл бойымен орын ауыстырады.

1сурет

сурет. Птолемейдің әлемдік жүйесі.

Птолемейдің әлемдік жүйесін 4 ереже арқылы білдіруге болады:

Әлемнің центрінде Жер орналасқан.
Жер қозғалмайды.
Барлық аспан денелері Жерді айнала қозғалады. Аспан денелердің қозғалысы шеңбер бойымен әрі бірқалыпты болады.

Барлық аспан денелерінің тәуліктік қозғалысы Әлемнің тұтасымен Жерді айналып қозғалуынан деп түсіндіріледі.

Планеталардың кері қозғалысы эпициклдер бойымен қозғалуымен түсіндіріледі. Эпициклдер мен деференттердің радиустарын дәл таңдаса, онда планеталардың көрінерлік жылдық қозғалыстары есептелген мәңдерімен дәл келетіні соншама, планеталардың қозғалысын біраз уақытқа алдын ала болжауға да мүмкіншілік пайда болатын. Осыған қоса Птолемей қосымша екі шарт қабылдаған. Бұл шарттар Күнге жүргізілген бағытты ерекшелендіреді.

Төменгі планеталар эпициклдерінің, Жер және Күн центрлері бір түзудің бойында жатады.
Жоғарғы планеталардың эпициклдерінің радиус-векторлары осы түзуге параллель

Бұдан басқа Птолемей: теңдеуін дәлелдеусіз қабылдап алды. Мұнда S- планеталардың эпицикл бойымен айналу периоды. - эпицикл центрлерінің деферент бойымен айналу периоды. - тропикалық жыл. Бұл теңдеу кейін ішкі планеталардың нақты орбиталық қозғалысы мен көрінерлік қозғалысының сипаттамаларын байланыстыратын синодтық қозғалыс теңдеулерінің бірі болып шықты. Птоломей бұл сұлбаларды түзету үшін эксцентр және эквант ұғымдарын енгізді. Ондағы мақсаты: планеталар мен Күннің көрінерлік қозғалысының бірқалыпсыздығын түсіндіру. Ең алдымен эпициклдың центрі деферент бойымен емес, центрі Жерден ығысқан шеңбер бойымен қозғалады. Оны эксцентр деп атайды. Бірақ эпицикл центрі эксцентрмен бірқалыпсыз қозғалады. Ал эквант деп аталатын нүктеден қарағанда, бұл қозғалыс бірқалыпты болып көрінеді. Эквант деп сонымен бірге центрі осы нүктеде болатын шеңберді де айтады. Әрбір планета Күн және Ай үшін деферент, эпицикл, эксцентр немесе экванттын таңдап, жазықтықтарының бір-біріне көлбеулік бұрыштарын таңдап, аспан денелерінің орын ауыстыруларын дәл есептеуге мүмкіндік пайда болды.

Птолемей жүйесіне сүйеніп, ежелгі астрономдар планеталардың орындарын алдынала есептеу мүмкіндігіне ие болды. Ал бұл орындардың координаттарының есептелген мәндерін бақылаудан табылған мәндерімен салыстырып ертедегі саяхатшылар, теңізшілер сол моменттегі Жер бетіндегі өз орнының географиялық координаттарын анықтай алатын болған. Басында бақылау дәлдігі өте төмен болған жағдайда Птолемей жүйесі практикалық қажеттерді қанағаттандырды. Кейін дәлдік жоғарылаған сайын бақылау мен теориялық есептеулердің арасындағы қайшылықтарды жою үшін теориялық модель жетілдірілді. Бұл үшін жүйе күрделендіріліп, оған қосымша эпициклдер еңгізілді.

Коперниктің әлемдік жүйесі

XIV ғасырдың басында бұл жүйенің күрделенгені соншама, теңізде жүзушілердің қажетін қанағаттандыра алмады. Бұл кезде теңіз державасы деп танылған Испанияның теңізшілері әлемдік жүйенің күрделілігін айтып, Альфонс Х короліне шағымдана берген соң, король жердің түкпір-түкпірінен астрономдарды шақырып, кеңес құрады. Астрономдардың өз ауыздарынан олардың жүйелерімен танысқаннан кейін (Бұл моделдер Птолемей жүйесінен аса алмаған сияқты), : «Жаратушы менен кеңес сұраған болса, әлемнің жеңілірек жобасын ұсынар едім» - деген екен. Осы сөз Рим папасының құлағына жеткеннен кейін, «құдайға тіл тигізді»- деген айыппен корольді тағынан тайдырды дейді. АльфонсХ планеталардың орындарының жаңа таблицаларын бастыруға көмегін тигізіпті. Альфонсин таблицалары өз заманының ең дәл таблицалары болыпты.

Дегенмен Птолемей моделінің күрделілігі (5 планетасы бар жүйеде 75 эпицикл болғанын айтсақ та, күрделілігін түсінуге жеткілікті. ) өндіргіш күштердің дамуына тежеу салды. Осыдан әлемдік жүйені қайта қараудың қажеттігі туды. Бұл қажеттіктен Коперниктің әлем жүйесі пайда болған. Коперник- поляк халқының данышпан ғалымы әрі қоғамдық қайраткері. Ерен еңбегі нәтижесінде, 1543 жылы 6 кітап жазған. «Аспан сфераларының айналымдары жайында» деп аталатын бұл еңбегінде Жердің қозғалыстары жайындағы идеяны математикалық жағынан негіздеп, Әлемнің жаңа жүйесін баяндады. Бұл жүйе келесі ережелерге сүйенеді:

Әлем центрінде Күн орналасқан.
Шар тәрізді Жер өз осінен айналады.
Барлық планеталар және Жер - Күнді айнала қозғалады, осы арқылы Күннің жұлдыздар ішінде көрінерлік қозғалысы түсіндіріледі.
Барлық қозғалыстар шеңберлік орбиталармен және бірқалыпты болады.

Коперник бұл қорытындыға кең көлемді зерттеулер нәтижесінде келген. Ол планеталар мен Жер орбиталары жазықтықтарының бір-біріне жақын екендігін, яғни эклиптика жазықтығына өте жуық екендігін айтады. Төменгі планеталар көрінерлік қозғалыс кезінде Күннен алшақ шықпайтындығы: олардың нақты қозғалысының Күн маңында болатындығын көрсетеді. Басқа планеталар Коперник моделінде Жермен салыстырғанда Күннен алысырақ орналасатындығы. Ал көрінерлік қозғалысы жөнінен планетаның ішінде шапшаң орын ауыстыратыны Марс болса, ол Жерге ең жақын қозғалатын планета болғаны. Ал Юпитер мен Сатурн баяуырақ қозғалады, демек олар Марсқа қарағанда Күннен алысырақ. Аспан шырақтарының тәуліктік қозғалысын Коперник Жердің өз осінен айнала қозғалысының салдарынан көрінетін құбылыс деп есептеген. Коперник жүйесінің ең сыртқы сферасында Птолемейдікіндей жұлдыздар бекітіліп қойылған деп, ал барлық планеталардың нақты орбиталық қозғалысы шеңбер бойымен болады деп есептелген.

Өйткені ол заманда шеңбер барлық фигуралардың ішінде ең жетілгені, ол құдайға жағымды фигура, одан басқа фигура болуы мүмкін емес деп есептелген. Коперниктің соңғы болжамы, әрине қате болғандықтан Коперник жүйесінің болжамдарының дәлдігі жоғары болмаған. Дәлдігін күшейту мақсатымен Коперник жүйесіне де эпициклдер енгізілген көрінеді. Кеплер еңбектеріне дейінгі кезеңде бұл қолданылған амалсыз шара еді. Коперниктің осы қателігін кейін Кеплер түзеткен болатын.

Неміс математигі және астрономы Эразм Рейнгольд Коперник жүйесіне сүйеніп, планеталардың жаңа таблицаларын құрған екен. «Пруссиялық таблицалар» деп аталған бұл жүйенің

2сурет