Презентация астрономия развитие представлений о строении мира. Технологическая карта урока "развитие представлений о строении мира"

Астрономия Урок № 8.

Тема урока: Развитие представлений о строении мира.

Цель урока: Воспроизвести исторические сведения о становлении и развитии гелиоцентрической системы мира. Раскрыть сущность каждой из теорий. Рассказать о жизни учёных, которые занимались созданием теорий о строении мира.

Оборудование: презентация по теме «Развитие представлений о строении мире».

(Рассказ учителя сопровождается презентацией).

Ход урока:

2. Изложение нового материала:

Мотивация:

Мне хочется, чтобы сегодня урок наш прошёл под девизом русской пословицы: «Ученье – свет, а не ученье – тьма». (сл 1)

Почему я такой девиз взяла вы мне объясните в конце урока.

1. Звёздное небо во все времена занимало воображение людей. Почему зажигаются звезды?
Сколько их сияет в ночи? Далеко ли они от нас? Есть ли границы у звездной Вселенной? С глубокой древности человек задумывался над этими и многими другими вопросами, стремился понять и осмыслить устройство того большого мира, в котором мы живем. Прошли века и тысячелетия, прежде чем возникла и получила глубокое обоснование и развитие наука о Вселенной, раскрывшая нам удивительный порядок мироздания.
Недаром еще в древней Греции Вселенную называли Космосом, а это слово первоначально означало “порядок” и “красота”. (сл.2 – 3).

Системы мира – это представления о расположении в пространстве и движении Земли,
Солнца, Луны, планет, звезд и других небесных тел. (сл. 4)

Рассмотрим вопрос о том, как развивались представления о Мироздании.

2. Наблюдения за движением Солнца, Луны, планет и звёзд люди вели с глубокой древности. На основании таких наблюдений они высказали предположение об устройстве мира.

1) Древние индусы думали, что Земля держится на четырёх слонах, которые стоят на гигантской черепахе, плавающей в океане.(сл 5)

Первые представления о мироздании были очень наивными.

На протяжении многих веков обожествлялись Луна, Солнце, планеты.

Раньше думали, что существует «твердь небесная», к которой прикреплены звезды, а Землю принимали за неподвижный центр мироздания.(сл 6 – 7)

2). Считается, что идею о шарообразности Земли и находится во Вселенной без всякой опоры, впервые высказал в 6 веке до н.э. древнегреческий учёный Пифагор . (сл 8 – 9)

3) Аристотель (384 – 322 гг.до н.э) для доказательства шарообразности Земли приводит тот факт, что во время лунных затмений край тени Земли на диске Луны всегда имеет форму дуги окружности. Причина такой формы тени в том, что Земля шарообразная.

На вопрос, почему же Земля без опоры не падает вниз, отвечал, а где расположен низ?

Низ там, куда падают все тела. Все тела падают по направлению к центру Земли. Центр мира совпадает с центром Земли Земле некуда падать: её центр находиться в центре мира.

Планеты, Солнце, Луна и звёзды размещены на хрустальных сферах, которые вращаются вокруг Земли. Такая система мира получила название геоцентрической

(по имени греческой богини Земли – Гея) . (сл 10)

Геоцентрическая система мира:

В центре Вселенной находится шарообразная Земля, а вокруг Земли вращаются на хрустальных сферах звёзды, Солнце, Луна и пять планет – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн.

4). Эту систему мира через 5 столетий усовершенствовал александрийский астроном Клавдий Птолемей (ок 90 – ок 160 н.э.). (сл. 11 – 12) Он утверждал, что каждая планета равномерно

движется по эпициклу – малому кругу, центр которого движется вокруг Земли по деференту – большому кругу. Тем самым ему удалось объяснить особый характер движения планет, которым они отличались от Солнца и Луны. Поэтому геоцентрическую систему мира часто называют птолемеевской системой мира .

5). Среди ученых древности выделяется смелостью своих догадок

Аристарх Самосский, живший в III в. до н. э. (сл 13 – 14)

Он первым определил расстояние до Луны и её радиус, вычислил размеры Солнца, которое, по его данным, оказалось в 300 с лишним раз больше Земли по объему. Он усомнился в том, что в центре мира находится маленькая Земля, а вокруг неё с большой скоростью обращается за сутки громадное Солнце.

Он сделал вывод: центром мира является Солнце. Он создал первую гелиоцентрическую систему мира.

(от греческого «гелиос» - солнце).

В наши дни Аристарха Самосского стали называть «Коперником античного мира».

За попытку объяснить природные явления без участия богов Аристарха Самосского обвинили в богохульстве и изгнали из Александрии.

На протяжении почти двух столетий после открытия Аристарха Самосского учёные продолжали пользоваться неправильной геоцентрической системой.

6). Революцию в научных представлениях об устройстве мира произошла после 1543 года. Польский астроном Николай Коперник 1473–1543), свою систему мира изложил в книге «О вращениях небесных сфер». (сл. 15 – 18)

Он обосновал гелиоцентрическую систему мира:

В центре мира находится Солнце. Вокруг Земли движется лишь Луна. Земля является третьей по удаленности от Солнца планетой. Она обращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. На очень большом расстоянии от Солнца Коперник поместил «сферу неподвижных звезд».

Но точно установить истинную форму орбит планет он не смог.

Коперник показал, что суточное движение всех светил можно объяснить вращением Земли вокруг оси, а петлеобразное движение планет – тем, что все они, включая Землю, обращаются вокруг Солнца.

Но учение Коперника, переносившего человека из центра мира на одну из планет Солнечной системы, получило отрицательную оценку со стороны католической церкви как противоречащее Библии.

7). Учение Коперника поддерживал итальянский философ, последователь Коперника Джордано Бруно (1548 – 1600). (сл 19 – 21)

Он утверждал, что во Вселенной нет и не может быть центра, что Солнце – это только центр Солнечной системы Он утверждал, что звёзды – это очень далёкие от нас солнца, что Вселенная бесконечна и миров в ней – звёзд и планет – бесчисленное множество, и наконец, что на других планетах, в других мирах тоже должна существовать жизнь. Озлобленные представители церкви предали Бруно суду инквизиции. От него потребовали отречься от своих убеждений. Он не согласился и его предали мучительной казни – сожгли живым на костре в Риме в 1600 году. 8). Последовательным учения Коперника был великий итальянский учёный Галилео Галилей, который впервые использовал подзорную трубу (телескоп) для астрономических наблюдений. (сл 22 – 28)

Он с её помощью открыл:

1. существование гор на Луне

2. 4 спутника обращаются вокруг планеты Юпитер (подобно тому, как Луна обращается вокруг Земли)

3. Фазы у Венеры (значит Венера – шарообразное тело, которое светит отражённым солнечным светом и обращается именно вокруг Солнца, а не вокруг Земли).

4. обнаружил, что Млечный Путь – эта светящаяся полоса на звёздном небе – является скопищем множества слабых звёздочек.

Это и многое другое подтвердило истинность открытия Коперника.

В 1616 году ему запретили защищать и распространять учение Коперника. Но преданный науке он продолжал отстаивать передовые взгляды в науке. В 1633 году Галилея отдали под суд инквизиции. Престарелого учёного угрозами вынудили «раскаяться» и приговорили к пожизненному заключению.

Только спустя 340 лет, в 1982 году папа римский Иоанн Павел II признал преследования Галилея несправедливыми и снял с него все обвинения в ереси.

9). Но это не остановило распространения учения Коперника.

В Австралии немецкий учёный - Иоганн Кеплер (1511 – 1630) - развил учение Коперника, открыв законы движения планет. (три закона планетных движений, которые он вывел из наблюдений перемещений планет по небесной сфере). (сл 29)

В Англии Исаак Ньютон (1643 – 1727) опубликовал свой знаменитый закон всемирного тяготения. (сл 30).

В России учение Коперника смело поддерживал Михаил Васильевич Ломоносов (1711 – 1765). (сл. 31).

Он открыл атмосферу на Венере, М.В. Ломоносов смог объяснить природу полярных сияний и кометных хвостов Защищал идею о множественности обитаемых миров. Он добивался невмешательства церкви в распространения научных знаний.

Материалистическая наука подтвердила правильность взглядов этих учёных.

10). Современные представления о Вселенной. (сл. 32 – 33).

3. Закрепление темы урока:

Выполните тест: (сл. 34)

1. Кто развил представление о строении Вселенной, согласно которым многие миры являются обитаемыми?

А) Бруно Б) Галилей В) Коперник Г). Кеплер С). Птолемей

2. Как называется система, в которой центральное место во Вселенной занимает Земля?

3. Основатель гелиоцентрической системы мира?

А) Аристарх Самосский Б) Николай Коперник В) Джордано Бруно

4). Греческое название Солнца?

А) «Гелиос» Б) Гея В). «Ра»

5). Светлая полоса, видимая в безлунную ночь на небе?

А) луч Солнца Б) Млечный путь

6.). Кто обнаружил, что Млечный путь состоит из множества слабых звёзд?

А) Бруно Б) Коперник В). Галилей Г) Ломоносов

7). Как называется система мира, предложенная Н.Коперником?

А) гелиоцентрическая Б) геоцентрическая

8). Учёный, открывший законы движения планет?

9. Учёный, открывший закон всемирного тяготения?

А) Ньютон Б) Кеплер В) Ломоносов Г) Галилей

Ответы: (сл. 35).

9 правильных ответов – оценка «5»

7 – 8 правильных ответов – оценка «4»

4 – 6 правильных ответов - оценка «3»

3 и меньше правильных ответов – оценка «неуд.»

4. Рефлексия: (сл. 36)

1. Вспомните девиз урока и дайте, пожалуйста, ему объяснение?

2. Вспомните цель урока и скажите, пожалуйста, как мы выполнили её?

3. Что нового вы узнали на уроке?

4. Вам было интересно на уроке, что именно вас заинтересовало на уроке?

5. Итог урока. Оценки

6. Спасибо за урок. (сл. 37).

Тема урока: Развитие представлений о строении мира. 11кл Цель урока: Воспроизвести исторические сведения о становлении и развитии гелиоцентрической системы мира. Раскрыть сущность каждой из теорий. Рассказать о жизни учёных, которые занимались созданием теорий о строении мира. Ход урока: 1. Орг.момент 2. Изложение нового материала: Мотивация: Мне хочется, чтобы сегодня урок наш прошёл под девизом русской пословицы: «Ученье – свет, а не ученье – тьма». Почему я такой девиз взяла вы мне объясните в конце урока. 1. Звёздное небо во все времена занимало воображение людей. Почему зажигаются звезды? Сколько их сияет в ночи? Далеко ли они от нас? Есть ли границы у звездной Вселенной? С глубокой древности человек задумывался над этими и многими другими вопросами, стремился понять и осмыслить устройство того большого мира, в котором мы живем. Прошли века и тысячелетия, прежде чем возникла и получила глубокое обоснование и развитие наука о Вселенной, раскрывшая нам удивительный порядок мироздания. Недаром еще в древней Греции Вселенную называли Космосом, а это слово первоначально означало “порядок” и “красота”. Системы мира – это представления о расположении в пространстве и движении Земли, Солнца, Луны, планет, звезд и других небесных тел. Рассмотрим вопрос о том, как развивались представления о Мироздании. 2. Наблюдения за движением Солнца, Луны, планет и звёзд люди вели с глубокой древности. На основании таких наблюдений они высказали предположение об устройстве мира. 1) Древние индусы думали, что Земля держится на четырёх слонах, которые стоят на гигантской черепахе, плавающей в океане. Первые представления о мироздании были очень наивными. На протяжении многих веков обожествлялись Луна, Солнце, планеты.

Раньше думали, что существует «твердь небесная», к которой прикреплены звезды, а Землю принимали за неподвижный центр мироздания. 2). Считается, что идею о шарообразности Земли и находится во Вселенной без всякой опоры, впервые высказал в 6 веке до н.э. древнегреческий учёный Пифагор. Аристотель (384 – 322 гг.до н.э) для доказательства 3) шарообразности Земли приводит тот факт, что во время лунных затмений край тени Земли на диске Луны всегда имеет форму дуги окружности. Причина такой формы тени в том, что Земля шарообразная. На вопрос, почему же Земля без опоры не падает вниз, отвечал, а где расположен низ? Низ там, куда падают все тела. Все тела падают по направлению к центру Земли. Центр мира совпадает с центром Земли Земле некуда падать: её центр находиться в центре мира. Планеты, Солнце, Луна и звёзды размещены на хрустальных сферах, которые вращаются вокруг Земли. Такая система мира получила название геоцентрической (по имени греческой богини Земли – Гея). Геоцентрическая система мира: В центре Вселенной находится шарообразная Земля, а вокруг Земли вращаются на хрустальных сферах звёзды, Солнце, Луна и пять планет – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. 4). Эту систему мира через 5 столетий усовершенствовал александрийский астроном Клавдий Птолемей (ок 90 – ок 160 н.э.). Он утверждал, что каждая планета равномерно движется по эпициклу – малому кругу, центр которого движется вокруг Земли по деференту – большому кругу. Тем самым ему удалось объяснить особый характер движения планет, которым они отличались от Солнца и Луны. Поэтому геоцентрическую систему мира часто называют птолемеевской системой мира. 5). Среди ученых древности выделяется смелостью своих догадок Аристарх Самосский, живший в III в. до н. э. Он первым определил расстояние до Луны и её радиус, вычислил размеры Солнца, которое, по его данным, оказалось в 300 с лишним раз больше Земли по объему. Он усомнился в том, что в центре мира находится маленькая Земля, а вокруг неё с большой скоростью обращается за сутки громадное Солнце.

Он сделал вывод: центром мира является Солнце. Он создал первую гелиоцентрическую систему мира. (от греческого «гелиос» - солнце). В наши дни Аристарха Самосского стали называть «Коперником античного мира». За попытку объяснить природные явления без участия богов Аристарха Самосского обвинили в богохульстве и изгнали из Александрии. На протяжении почти двух столетий после открытия Аристарха неправильной Самосского учёные продолжали пользоваться геоцентрической системой. 6). Революцию в научных представлениях об устройстве мира произошла после 1543 года. Польский астроном Николай Коперник 1473–1543), свою систему мира изложил в книге «О вращениях небесных сфер». Он обосновал гелиоцентрическую систему мира: В центре мира находится Солнце. Вокруг Земли движется лишь Луна. Земля является третьей по удаленности от Солнца планетой. Она обращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. На очень большом расстоянии от Солнца Коперник поместил «сферу неподвижных звезд». Но точно установить истинную форму орбит планет он не смог. Коперник показал, что суточное движение всех светил можно объяснить вращением Земли вокруг оси, а петлеобразное движение планет – тем, что все они, включая Землю, обращаются вокруг Солнца. Но учение Коперника, переносившего человека из центра мира на одну из планет Солнечной системы, получило отрицательную оценку со стороны католической церкви как противоречащее Библии. 7). последователь Коперника Джордано Бруно (1548 – 1600). Он утверждал, что во Вселенной нет и не может быть центра, что Солнце – это только центр Солнечной системы Он утверждал, что звёзды – это очень далёкие от нас солнца, что Вселенная бесконечна и миров в ней – звёзд и планет – бесчисленное множество, и наконец, что на других планетах, в других мирах тоже должна существовать жизнь. Озлобленные представители церкви предали Бруно суду инквизиции. От него потребовали отречься от своих убеждений. Он не согласился и его предали мучительной казни – сожгли живым на костре в Риме в 1600 году. 8). Последовательным учения Коперника был великий итальянский учёный Галилео Галилей, который впервые Учение Коперника поддерживал итальянский философ,

использовал подзорную трубу (телескоп) для астрономических наблюдений. Он с её помощью открыл: 1. существование гор на Луне 2. 4 спутника обращаются вокруг планеты Юпитер (подобно тому, как Луна обращается вокруг Земли) 3. Фазы у Венеры (значит Венера – шарообразное тело, которое светит отражённым солнечным светом и обращается именно вокруг Солнца, а не вокруг Земли). 4. обнаружил, что Млечный Путь – эта светящаяся полоса на звёздном небе – является скопищем множества слабых звёздочек. Это и многое другое подтвердило истинность открытия Коперника. В 1616 году ему запретили защищать и распространять учение Коперника. Но преданный науке он продолжал отстаивать передовые взгляды в науке. В 1633 году Галилея отдали под суд инквизиции. Престарелого учёного угрозами вынудили «раскаяться» и приговорили к пожизненному заключению. Только спустя 340 лет, в 1982 году папа римский Иоанн Павел II признал преследования Галилея несправедливыми и снял с него все обвинения в ереси. 9). Но это не остановило распространения учения Коперника. В Австралии немецкий учёный - Иоганн Кеплер (1511 – 1630) - развил учение Коперника, открыв законы движения планет. (три закона планетных движений, которые он вывел из наблюдений перемещений планет по небесной сфере). В Англии Исаак Ньютон (1643 – 1727) опубликовал свой знаменитый закон всемирного тяготения. В России учение Коперника смело поддерживал Михаил Васильевич Ломоносов (1711 – 1765). Он открыл атмосферу на Венере, М.В. Ломоносов смог объяснить природу полярных сияний и кометных хвостов Защищал идею о множественности обитаемых миров. Он добивался невмешательства церкви в распространения научных знаний. Материалистическая наука подтвердила правильность взглядов этих учёных. 10). Современные представления о Вселенной.

3. Закрепление темы урока: Выполните тест: 1. Кто развил представление о строении Вселенной, согласно которым многие миры являются обитаемыми? А) Бруно Б) Галилей В) Коперник Г). Кеплер С). Птолемей 2. Как называется система, в которой центральное место во Вселенной занимает Земля? А) гелиоцентрическая Б) геоцентрическая 3. Основатель гелиоцентрической системы мира? А) Аристарх Самосский Б) Николай Коперник В) Джордано Бруно 4). Греческое название Солнца? А) «Гелиос» Б) Гея В). «Ра» 5). Светлая полоса, видимая в безлунную ночь на небе? А) луч Солнца Б) Млечный путь 6.). Кто обнаружил, что Млечный путь состоит из множества слабых звёзд? А) Бруно Б) Коперник В). Галилей Г) Ломоносов 7). Как называется система мира, предложенная Н.Коперником? А) гелиоцентрическая Б) геоцентрическая 8). Учёный, открывший законы движения планет? А) Ньютон Б) Кеплер В) Ломоносов Г) Галилей 9. Учёный, открывший закон всемирного тяготения? А) Ньютон Б) Кеплер В) Ломоносов Г) Галилей Ответы: 9 правильных ответов – оценка «5» 7 – 8 правильных ответов – оценка «4» 4 – 6 правильных ответов - оценка «3» 3 и меньше правильных ответов – оценка «неуд.» 4. Рефлексия:

1. Вспомните девиз урока и дайте, пожалуйста, ему объяснение? 2. Вспомните цель урока и скажите, пожалуйста, как мы выполнили её? 3. Что нового вы узнали на уроке? 4. Вам было интересно на уроке, что именно вас заинтересовало на уроке? 5. Итог урока. Оценки 6. Спасибо за урок.

Слайд 2

Слайд 3

Система мира Система мира-это представления о расположении в пространстве и движении Земли, Солнца, Луны, планет, звезд и других небесных тел. Уже в глубокой древности сложились первые представления о месте Земли во Вселенной. Эти системы мира были крайне наивны: плоская Земля, под которой находится подземный мир, а над ней возвышается небесный свод.

Слайд 4

Представления о мире древних египтян В своих представлениях об окружающем мире древние народы исходили прежде всего из показаний своих органов чувств: Земля казалась им плоской, а небо - громадным куполом, раскинувшимся над Землей. На картине показано, как небесный свод опирается на четыре высокие горы, расположенные где-то «на краю света». Египет находится в центре Земли (каждый народ ставил в центр мира свою страну). Небесные светила как бы подвешены на небесном своде.

Слайд 5

Близки к древнеегипетским были и представления о мире древних халдеев - народов, населявших Междуречье начиная с VII века до н. э. По их воззрениям, Вселенная была замкнутым миром, в центре которого находилась Земля. Небо халдеи считали большим куполом, возвышавшимся над миром и опиравшимся на «плотину небес». Он был сделан из твердого металла верховным богом Map ду ком. Днем небосвод отражал солнечный свет, а ночью служил темно-синим фоном для игры богов - планет, Луны и звезд. Представления о мире народов Междуречья

Слайд 6

Как и многие другие народы, древние греки представляли себе Землю плоской. Землю они считали плоским диском, окруженным недоступным человеку морем, из которого каждый вечер выходят и в которое каждое утро садятся звезды. В золотой колеснице поднимался каждое утро бог Солнца Гелиос и совершал свой путь по небу. Вселенная по представлению древних греков

Слайд 7

Великий греческий философ Аристотель понимал, что Земля имеет форму шара и приводил одно из сильнейших доказательств этого - круглую форму тени Земли на Луне во время лунных затмений. Но Аристотель считал Землю центром мира. Материю он полагал состоящей из четырех элементов, которые образуют как бы четыре сферы: сферу земли, воды, воздуха и огня. Земля неподвижна, а небесные светила обращаются вокруг нее. Система мира по Аристотелю

Слайд 8

В священных книгах древних индусов отражены их представления о строении мира, имеющие много общего с воззрениями египтян. Согласно этим представлениям, восходящим к третьему тысячелетию до нашей эры, плоская Земля с громадной горой в центре поддерживается четырьмя слонами, которые в свою очередь, стоят на огромной черепахе, плавающей в океане. Астрономические представления в Индии

Слайд 9

Астроном Клавдий Птолемей, работавший в Александрии во II веке н.э. подвел итоги работ древнегреческих астрономов, а также собственных астрономических наблюдений и построил наиболее совершенную теорию движения планет на основе геоцентрической системы мира Аристотеля. Чтобы объяснить наблюдаемые петлеобразные движения планет, Птолемей предположил, что планеты движутся по малым кругам вокруг некоторых точек, которые уже обращаются вокруг Земли. Система мира Птолемея

Слайд 10

В средние века под влиянием главным образом католической церкви произошел возврат к примитивным представлениям древности о плоской Земле и опирающемся на нее полушарии неба. Представления о мире в средневековье

Слайд 11

Согласно гелиоцентрической системе мира центром нашей планетной системы является Солнце. Вокруг него обращаются планеты Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн. Единственным небесным телом, которое обращается вокруг Земли, является Луна. Николай Коперник Система мира по Копернику

Слайд 12

Учение Коперника было признано не сразу. Сторонники гелиоцентрической системы мира жестоко преследовались церковью. По приговору инквизиции в 1600 г. был сожжен в Риме выдающийся итальянский философ Джордано Бруно. В 1633 г. другой итальянский ученый Галилео Галилей предстал перед судом инквизиции. Престарелого ученого заставили подписать "отречение" от своих взглядов. За право распространять подлинные знания об устройстве Вселенной вел борьбу против церковников М.В.Ломоносов. Ломоносов в остроумной и привлекательной стихотворно-сатирической форме высмеивал мракобесов. Борьба за научное мировоззрение Г. Галилей Дж. Бруно М.В.Ломоносов

Посмотреть все слайды

Содержание Система мира Представления о мире древних египтян Представления о мире народов Междуречья Вселенная по представлению древних греков Система мира по Аристотелю Астрономические представления в Индии Система мира Птолемея Представления о мире в средневековье Система мира по Копернику Борьба за научное мировоззрение

Система мира Система мира - это представления о расположении в пространстве и движении Земли, Солнца, Луны, планет, звезд и других небесных тел. Уже в глубокой древности сложились первые представления о месте Земли во Вселенной. Эти системы мира были крайне наивны: плоская Земля, под которой находится подземный мир, а над ней возвышается небесный свод.

Представления о мире древних египтян В своих представлениях об окружающем мире древние народы исходили прежде всего из показаний своих органов чувств: Земля казалась им плоской, а небо громадным куполом, раскинувшимся над Землей. На картине показано, как небесный свод опирается на четыре высокие горы, расположенные где-то «на краю света». Египет находится в центре Земли (каждый народ ставил в центр мира свою страну). Небесные светила как бы подвешены на небесном своде.

Близки к древнеегипетским были и представления о мире древних халдеев народов, населявших Междуречье начиная с VII века до н. э. По их воззрениям, Вселенная была замкнутым миром, в центре которого находилась Земля. Небо халдеи считали большим куполом, возвышавшимся над миром и опиравшимся на «плотину небес». Он был сделан из твердого металла верховным богом Map ду ком. Днем небосвод отражал солнечный свет, а ночью служил темно-синим фоном для игры богов планет, Луны и звезд. Представления о мире народов Междуречья

В развитии наших представлений о картине Мира выделяются четыре этапа: I) древний; 2) средневековый; 3)новый и 4)новейший, или современный.

В течение первого этапа был сделан ряд открытий. Их следует оценивать как крупнейшие уже хотя бы потому, что отсчет сделанному здесь идет от нуля. Но не только поэтому. Открытия, о которых речь будет идти ниже, позволили в дальнейшем установить масштабы Мира. Остановимся вкратце на некоторых из них.

Пифагор (VI век до н.э.) высказал идею о том, что Земля и другие небесные тела - шары. Подтверждения этому были найдены еще в древности, в частности, Аристотелем в IV веке до н.э. (в этой связи возникает вопрос: какие данные указывают на то, что Земля - шар?). Эратосфен (III век до н.э.) с удивительной точностью определил радиус Земли . Согласно Эратосфену (современное значение ).

Задача №1. Предложите метод нахождения радиуса Земли. Как это можно сделать сейчас, и как это можно было сделать еще в древности?

Гиппарх (II век до н.э.) первым начал проводить систематические наблюдения положения на небе Солнца, Луны и планет. Он определил радиус Луны, расстояние до неё и разработал метод предвычисления моментов затмений.

Задача №2. Предложите метод определения расстояния до Луны.

Примерно за тысячу лет до нашей эры была установлена продолжительность года и то, что год содержит нецелое число суток. Последнее очень важно, так как оно характеризует точность его определения и уровень исследований. Сейчас мы знаем, что продолжительность года есть период вращения Земли вокруг Солнца, а суток - вокруг своей оси. И совершенно ясно, что в общем случае эти периоды не обязаны быть кратными друг другу*. Однако в то время природа этих периодов не была известна. Продолжительность года определялась с помощью измерения положения на небе небесных тел. Следовательно, эти измерения выполнялись с такой точностью, которая как раз и позволила установить, что в году нецелое число суток. (Чтобы почувствовать сложность этой проблемы, можно поставить такую задачу: предложите метод определения продолжительности года.). В I веке до н.э. при Юлии Цезаре был разработан календарь - он называется юлианским, который с незначительными изменениями дошел до наших дней.

Этот период заканчивается созданием геоцентрической системы Мира, которую принято называть Птолемеевой (II век н.э.), хотя в ее разработке принимали участие известнейшие ученые различных поколений, такие как Платон (V-IV век до н.э.), Аристотель и другие. Согласно этой системе в центре Мира находится Земля. Вокруг нее вращаются Луна, Солнце, планеты и звезды. Планеты и звезды видны как точки. Звезды отличаются от планет тем, что их расположения относительно друг друга не меняются, тогда как положения планет меняются относительно звезд и относительно друг друга (в переводе с греческого слово "планета" означает "блуждающая"). Во времена Птолемея были известны пять планет.

Обсудим вкратце систему Птолемея. В качестве первого шага естественно принять простейшую картину устройства Мира, согласно которой все небесные тела вращаются по круговым орбитам, скажем, вокруг Земли. Вообще говоря, такие идеи высказывались и до Птолемея (кстати, принцип исследования, основанный на том, что природа избирает простейшие решения, является весьма плодотворным и в дальнейшем будет неоднократно демонстрироваться). Однако уже во времена Птолемея были известны факты, которые не укладывались в эту схему. Главный из них - это так называемое попятное движение планет. Как показали наблюдения, планеты на небе прочерчивают замысловатые петлеобразные траектории (рис. 1). Необходимо было объяснить, почему в некоторые периоды планеты движутся назад.

С помощью собственных наблюдений, а также используя наблюдения Гиппарха и высказывавшиеся ранее идеи о том, что неравномерные движения небесных тел можно разложить на сумму равномерных движений по окружностям, Птолемей смог не просто объяснить попятное движение планет, но и дать метод, с помощью которого можно было наперед рассчитывать положения планет. Вкратце суть теории Птолемея заключается в следующем. Движение планет в первом приближении можно представить в виде суммы двух движений. Первое - это движение планеты по некоей окружности - эпициклу. В свою очередь, центр эпицикла, или как бы мы сейчас сказали - ведущий центр - движется по окружности большего радиуса, названной деферентом (рис. 2). В действительности для того, чтобы объяснить все известные в то время особенности в движении планет, Птолемею приходилось прибегать к более сложным построениям, номы ограничимся этой простейшей схемой.

В литературе иногда можно встретить категорическую оценку, что система Птолемея в принципе неверна и даже чуть ли не реакционная. На самом деле теория строения природных объектов сама по себе не может быть реакционной. Что же касается физического содержания, то оно, безусловно, отсутствовало в теории Птолемея. Это и неудивительно, ведь законы механики были открыты Ньютоном спустя примерно полторы тысячи лет. Система Птолемея носила чисто геометрический характер (впрочем, для того чтобы понять природу эпициклов, ниже предлагается Задача №6 ). Она прослужила до середины второго тысячелетия и вполне удовлетворяла практическим запросам того времени*.

Расположение Земли в центре Вселенной на современном языке означает, что Птолемей связал начало координат с Землей. С точки зрения современной физики выбор системы отсчета, вообще говоря, не является принципиальным в том смысле, что в любой системе отсчета можно правильно описывать явления природы. Просто некоторые системы отсчета являются более предпочтительными, поскольку в этих системах отсчета законы движения тел выглядят проще. Так, при описании движения замкнутой системы тел, взаимодействующих, скажем, гравитационно, предпочтительной является система координат, связанная с центром масс. Применительно к Солнечной системе можно сказать, что масса Солнца почти в I000 раз больше суммарной массы всех планет, и размеры ее таковы, что центр масс располагается внутри Солнца. Именно по этой причине система отсчета, связанная с Солнцем, оказывается наиболее предпочтительной при рассмотрении движения планет.

Во времена Птолемея почти не было наблюдательных данных, которые непосредственно указывали бы на движение Земли вокруг Солнца (попятные движения планет он объяснил с помощью эпициклов). Поэтому он естественно принял наиболее простую с его (да и не только его) точки зрения систему координат, связанную с Землей. Хотя еще задолго до него, в III веке до н.э. Аристарх Самосский пришел к выводу о том, что Солнце является самым большим телом в нашей системе, и поэтому оно должно быть в центре, а Земля вращается вокруг него. Однако эта идея не получила в то время должного признания, и восторжествовала геоцентрическая система Мира Птолемея - Аристотеля.

Как известно на смену античному миру пришла эпоха мрачного средневековья. Развитие всех наук затормозилось более чем на тысячу лет. Геоцентрическая система Мира совпала с установкой господствующей идеологии, что Земля в центре Вселенной. Поэтому в этот период если что и делается, то в основном для подтверждения ортодоксальной точки зрения, и напротив, пресекаются всякие попытки выйти за ее рамки. Этот период можно охарактеризовать отсутствием значительных открытий, хотя и нельзя сказать, что совершенно ничего не делалось. При каждом приличном дворе обязательно были ученые, занимавшиеся изучением небесных тел, строились обсерватории, накапливался наблюдательный материал. В частности, в начале второго тысячелетия было обнаружено значительное отклонение действительных положений планет на небе от предсказанных в рамках теории Птолемея. В общем, подготавливался фундамент для последующих эпохальных открытий.

Новое время принято отсчитывать с XVI-XVII веков, когда в Нидерландах, а затем в Англии произошли буржуазные революции. Капитализм, пришедший на смену феодализму, разрушил путы, сковывавшие развитие производительных сил и науки. Но еще раньше, в XV веке началась эпоха великих географических открытий. Освоение новых пространств, путешествия через океан, где нет никаких ориентиров, кроме звезд на небе, стимулировали разработку более точных и простых методов ориентирования и счисления времени, чем те, которые могла обеспечить геоцентрическая система Птолемея. Все это, а также накопленный материал подготовили почву для революции в наших представлениях о строении Мира, которую и совершил в середине XVI века Николай Коперник. Коперник предложил ставшую сейчас общепринятой гелиоцентрическую систему, согласно которой Солнце расположено в центре, а Земля и другие планеты вращаются вокруг него (кстати сказать, эта система строения Солнечной системы даже еще проще, чем геоцентрическая, так что принцип максимальной простоты устройства Природы здесь полностью оправдался). Попятное движение планет в теории Коперника объясняется совершенно непринужденно (как?).

Открытие Коперника оценивается как первая революция в естествознании. Оно явилось началом целой серии эпохальных открытий. После Коперника в течение короткого времени, порядка ста лет, произошел качественный скачок в понимании фундаментальных принципов устройства окружающего нас Мира. Спустя приблизительно полвека И. Кеплер открыл законы движения планет, а еще примерно через полвека И. Ньютон установил законы механики и закон всемирного тяготения. Сюда нужно также добавить развитие математики, в особенности, дифференциального и интегрального исчисления. В совокупности эти открытия позволили не только вычислять с огромной точностью движения небесных тел, но и предсказать существование новых планет - Нептуна и Плутона, Блестящим подтверждением этих идей явилось также предсказанное Ньютоном возвращение кометы Галлея.

На эту же эпоху приходится изобретение Г. Галилеем телескопа (начало XVII века). Дальнейшее его усовершенствования позволило сделать ряд новых открытий. С точностью до нескольких процентов было определено расстояние до Солнца, то есть установлены абсолютные масштабы Солнечной системы (Дж.Кассини, начало XVIII века), и стало возможным найти массу Солнца. В XIX веке измерены расстояния до ближайших звезд (Ф. Бесселем и др.).

В середине XVII века Ньютон положил начало спектральным исследованиям, разложив с помощью трехгранной призмы солнечный свет в спектр. В прошлом веке было замечено, что между видом спектра (скажем, наличием тех или иных спектральных линий) и химическим составом излучающего вещества есть связь. Тем самым появилась возможность изучать химический состав Солнца, планет и звезд. Поразительным результатом этих работ стало открытие на Солнце нового элемента - гелия, второго элемента в таблице Менделеева. Самое удивительное заключается в том, что гелий на Земле был обнаружен лишь после того, как он был открыт на Солнце. Это открытие явилось блестящим подтверждением идеи о материальном единстве Мира.

Во второй, половине прошлого века были начаты работы по спектральной классификации звезд. Одной из самых важных вех в этом направлении явилось обнаружение Э. Герцщпрунгом и Г. Ресселом в начале нашего века зависимости между светимостями, то есть мощностью излучения звезд и их спектрами. На этом фактически завершился период накопления и классификации звездных данных. Установленные связи между звездными параметрами и должна была объяснить теория строения звезд. Этим заканчивается третий этап.

Непременно нужно отметить, что огромную роль, как на этом, так и на последующем этапе сыграло изобретение в прошлом веке фотографии.

Последний, современный этап развития наших представлений о строении природы в больших масштабах можно охарактеризовать несколькими наиболее главными моментами. Становление квантовой механики сделало возможным анализ звездных спектров и определения по ним физического состояния и количественного элементного состава вещества звезд. Наконец, развитие ядерной физики привело к решению основной проблемы звезд - проблемы источниковихэнергии (А. Эддингтон, Р. Аткинсон, Ф. Хоутерманс, Г. Бете, К.-Ф. Вайцзеккер). Последующее развитие вычислительной техники позволило более-менее детально рассчитывать внутреннее строение звезд. Тем самым в основном получил свое решение вопрос о том, что представляют собой и как устроены звезды, хотя исследования звезд на этом не закончились. Они продолжаются и в нестоящее время. Можно с уверенностью сказать, что звезды - это проблема, которой еще долго будут заниматься. Нас ждет еще немало открытий. Иллюстрацией к тому является открытие нейтронных звезд.

Второе важнейшее направление исследований связано с открытием мира галактик. Спиральные туманности были известны еще в прошлом веке, но лишь в 1923 г. Э. Хаббл надежно определил расстояние до одной из ближайших галактик - Туманности Андромеды. К 30-му году были установлены размеры Млечного Пути. В I922-I924 гг. наш соотечественник А.М. Фридман на основе общей теорий относительности, созданной в 1915 г. А. Эйнштейном, разработал теорию расширяющейся Вселенной. В 1929 г. Хаббл открыл связь между скоростью удаления галактик и расстоянием до них, блестяще подтвердив тем самым теорию Фридмана. Бурное развитие этого направления началось в 60-е годы после открытия реликтового излучения и квазаров. Уже в наше время создана, пожалуй, одна из самых красивых теорий - теория "пенной" структуры Вселенной.

Что еще отличает исследования в нашу эпоху - это вывод аппаратуры за пределы земной атмосферы с помощью космических аппаратов. Исследованиям стал доступен весь диапазон электромагнитного излучения - от инфракрасного до гамма. Образно говоря, окно, через которое к нам поступает информация, стало существенно больше. Благодаря этому, сделан целый ряд крупных открытий, но еще большее количество открытий впереди. Возможно, уже в ближайшие годы мы сможем увидеть планеты у других звезд и, быть может, узнать что-то о жизни вне Земли. Это было бы самым крупным событием за всю историю человечества.

В заключение хотелось бы остановиться на таком вопросе. Прослеживая развитие науки за большой промежуток времени, можно заметить определенную корреляцию между периодами подъема в науке и потребностями той или иной эпохи. В целом, так сказать, статистически этот вывод вряд ли подлежит сомнению. Развитие общества и производительных сил, безусловно, стимулирует развитие науки и даже чуть ли не диктует те или иные открытия. Вместе с тем развитие науки может происходить относительно самостоятельно. Классическим примером тому является создание Эйнштейном общей теории относительности, которая в отличие от, скажем, специальной теории относительности или квантовой механики "в дверь не стучалась".

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Предмет и цели курса

Учреждение высшего профессионального образования.. южный федеральный университет.. кафедра физики космоса..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Предмет и цели курса
Предметом изучения настоящего курса являются планеты, звезды, Солнце как ближайшая звезда и Солнечная система, межзвездная среда, наша Галактика, другие галактики, крупномасштабная структура Вселен

В больших масштабах
Сейчас трудно определенно сказать, что побудило человека заинтересоваться звездами - практические потребности или любопытство. Скорее всего, и то и другое, хотя не исключено, что любопытство было п

Достоверность знаний о мегамире
Вопрос о достоверности наших знаний об устройстве природы в больших масштабах занимает особое место. Изучая космические объекты, приходится сталкиваться с громадными расстояниями и промежутками вре

Измерение расстояний до небесных тел
Проблема расстояний в астрофизике - проблема номер один. Ведь от ее решения зависят масштабы тех или иных объектов, следовательно, строение этих объектов и процессы, которые привлекаются для объясн

Законы Кеплера
Отталкиваясь от идеи Коперника о том, что планеты движутся по окружностям, Кеплер в течение длительного времени пытался подобрать параметры орбит так, чтобы они удовлетворяли наблюдательным данным

Движение Земли вокруг Солнца
Существуют три факта, которые непосредственно указывает на движение Земли вокруг Солнца. 1. Наблюдения показали, что угловое расстояние в полдень Солнца от экватора на одн

Солнечная система
Задача №10. Оценить отношение моментов импульса, связанных с вращением Юпитера вокруг Солнца и Солнца вокруг своей оси (табличные данные см. в Приложении 1).

Строение недр планет зонной группы
Каково строение недр планет? Наиболее изученной является Земля, поэтому естественно начать с описания недр Земли. По аналогии с Землей разрабатываются модели строения ПЗГ. Внутреннее строение недр

Химический состав Земли
Химический состав коры изучается непосредственно, информацию о составе недр Земли получают опять же с помощью сейсмических волн. Как? По зависимости r(r), а также упругих свойств среды от ра

Возраст Земли
Возраст Земли - это очень важный параметр. Знание его позволяет, в частности, сделать выбор между различными моделями эволюции Вселенной. Но как установить возраст Земли? Идея его определе

Внутреннее строение планет-гигантов
Как уже говорилось, изучать непосредственно недра планет-гигантов (ПГ) не представляется возможным. Основную роль в их исследовании играют теоретические методы, основанные на некоторых общих данных

Окраина солнечной системы
Что находится за пределами орбиты Плутона? Возможно, за пределами орбиты Плутона располагаются еще планеты. Так, в 1992 и 1993 гг. обнаружены еще две планеты, размеры которых оказались достаточно м

Температура поверхности Солнца
Температура излучающего тела определяется с помощью законов излучения (см. Приложение 1). Первый метод заключается в следующем. Получаем спектр излучающего тела. Затем, варьируя T в формуле

Условия в недрах Солнца
Звезды, как и планеты, находятся в состоянии гидростатического равновесия. Чтобы убедиться в том, насколько точно выполняется это утверждение, сделаем следующие оценки. Предположим вначале, что гра

В чем заключается проблема? Оценим запас тепловой энергии Солнца ETO. Очевидно, что

Чтобы подойти к решению поставленного вопроса, оценим запас энергии Солнца. Для этого необходимо вспомнить известное

Активность Солнца
Как уже говорилось, глобальные характеристики Солнца практически не менялись на протяжении нескольких миллиардов лет. Однако локальные могут претерпевать временные флуктуации. Общей причиной зарожд

Звездная величина
Приемная аппаратура регистрирует освещенность Em , создаваемую той или иной звездой на Земле, т.е. количество энергии, падающей в единицу времени на единичную площадку в некотором

Спектры нормальных звезд
Спектр звезды, т.е. распределение энергии по длинам волн является наиболее полной характеристикой ее излучения. Если известен спектр звезды, то путем интегрирования по длине волны рассчитывается ос

Диаграмма спектр - светимость
В начале нашего века Герцшпрунг и Рессел установили связь между дифференциальными и интегральными характеристиками звезд, построив по результатам наблюдений диаграмму спектр - светимость (рис. 27;

Определение расстояний до удаленных звезд
Отвлечемся на короткое время от изучения строения звезд и обратимся к проблеме расстояний. Расстояния до удаленных звезд можно определить с помощью диаграммы Г-Р. В самом деле, спектральный класс з

Определение радиусов и масс звезд
Для понимания диаграммы Г-Р очень важным является вопрос о радиусах и массах звезд. Непосредственно измерить радиусы звезд не удается, т.к. из-за громадных расстояний их видимые размеры ок

Феноменологическая связь между параметрами для звезд ГП
После того, как были определены из наблюдений радиусы и массы звезд, встал вопрос: существует ли связь между светимостью звезды, ее массой и радиусом? Оказалось, что такая связь действительно сущес

Качественное рассмотрение проблемы
Выше получена связь между различными параметрами звезд на основе эмпирических данных. Поставим теперь такой вопрос: каковы модели строения звезд различных типов? Следует сразу оговориться: ответить

Математическая формулировка проблемы
Сформулируем уравнения, описывающие внутреннее строение звезд. Уравнение равновесия (2.3): . (4.13)

Применение методов подобия
Уравнения равновесия звезды для заданного химического состава, конкретного типа ТЯР и механизма переноса энергии можно решить численно с помощью компьютеров, и тем самым рассчитать структуру звезд

Внутреннее строение звезд
Звезда является весьма сложным природным объектом. Поэтому, как уже говорилось выше, рассчитать в деталях ее структуру можно, лишь привлекая компьютерные методы. Однако и в этом случае приходится с

Белые карлики
Задача №33. Из соображений подобия найти качественную связь между радиусом R u массой. MS звезды, вещество которой подчиняется уравнению состояния

Эволюция звезд
Проблема звездной эволюции принадлежит к числу фундаментальных проблем. Решалось она в течение нескольких десятилетий. Были и неправильные пути. Так, наличие ГП на диаграмме ГР наталкивало на мысль

Изохроны. Определение возрастов шаровых скоплений
Из рис. 42 видно, что положение той или иной звезды на диаграмме Г-Р определяется ее массой и временем, прошедшим от момента, когда звезда зажглась (на самом деле есть и другие факторы, влияющие на

Особенности эволюции тесных двойных звезд
Интерес к проблеме двойных звезд очень велик. Исследования их дают наиболее надежную информацию о массах и радиусах звезд, а также дополнительные сведения, которые позволяют более глубоко проверить

Физически переменные звезды
Задача №40. Из соображений размерности установить связь между периодом пульсации звезды и ее средней плотностью. Указание: независимыми размерностными константами, которые

Заключительные этапы эволюции звезд
Финал звездной эволюции определяется рядом факторов: массой звезды, ее вращением, магнитным полем, входит ли звезда в состав тесной двойной системы или нет, начальным химическим составом. В дальней

Белые карлики
Сама структура красного гиганта - вырожденное ядро в центре и раздувающаяся оболочка - подсказывает, как рождается белый карлик. Если звезда сбросит оболочку, то остаток будет иметь параметры белог

Сверхновые звезды
Задача №42. Из соображений размерности найти закон расширения оболочки сверхновой. Указание: считать, что расширение оболочки, есть следств

Нейтронные звезды
Задача №45.Оценить критические значения массы и радиуса звезды вещество которой полностью состоит из нейтронов. Указания: 1) принять, что п

Рентгеновские пульсары
Выше речь ила о радиопульсарах. Известны также рентгеновские пульсары (РП). То есть объекты, излучающие строго периодические импульсы в рентгеновском диапазоне. Запись излучения одного из них приве

Черные дыры
Задача №50.Рассчитать радиус rg звезды массы M, при котором свет не может от нее оторваться (Дж. Мичел, П. Лаплас). Оценить r