Астрофизика

Введение.

1 Оптические телескопы и их использование.

1.1 История первых оптических наблюдений.

1.2 Схема и устройство оптических телескопов.

1.3 Использование фотографических методов.

1.4 Спектральные наземные исследования.

2 Достижения современной оптической астрономии.

2.1 Использование ПЗУ-матриц ЭВМ.

2.2 Использование спутниковых систем Земли для определения расстояния до

звезд.

2.3 Космические телескопы (в оптическом диапазоне) и открытия сделанные с

их помощью.

3 Использование приведенного материала в учебном процессе.

3.1 Включение материала в темы занятий по физике, естествознанию

(рекомендации для учителя).

3.2 Планы-конспекты уроков

Заключение

Введение.

Цель астрофизики – изучение физической природы и эволюции отдельных

космических объектов, включая и всю Вселенную. Таким образом, астрофизика

решает наиболее общие задачи астрономии в целом. За последние десятилетия

она стала ведущим разделом астрономии. Это не означает, что роль таких

«классических» разделов как небесная механика, астрометрия и т.п. –

уменьшилась. Наоборот, количество и значимость работ в традиционных

областях астрономии в настоящее время также растет, но в астрофизике этот

рост проходит быстрее. В целом астрономия развивается гармонически, как

единая наука, и направление исследований в различных ее разделах учитывает

взаимные их интересы, в том числе и астрофизики. Так, например, развитие

космических исследований частично способствовало возникновению нового

раздела небесной механики – астродинамики. Построение космических моделей

Вселенной предъявляет особые требования к «классическим задачам»

астрометрии и т.д.

Как известно, за свою многовековую историю астрономия претерпела

несколько революций, полностью изменивших ее характер. Одним из результатов

этого процесса явилось возникновение и бурное развитие астрофизики.

Особенно этому способствовало применение телескопа с начала XVII века,

открытие спектрального анализа и изобретение фотографии в XIX веке,

возникновение фотоэлектрии, радиоастрономии и внеатмосферных методов

исследования в XX веке. Все это необычно расширило возможности

наблюдательной или практической астрофизики, и привело к тому, что в

середине XX века астрономия стала всеволновой, т.е. получила возможность

извлекать информацию из любого диапазона спектра электромагнитных

излучения.

Параллельно с развитием методов практической астрофизики, благодаря

прогрессу в физике и особенно созданию теории излучения и строения атома,

развилась теоретическая астрофизика. Ее цель – интерпретация результатов

наблюдений, постановка новых задач исследований, а также обоснование

методов практической астрофизики.

Оба раздела астрофизики в свою очередь подразделяются на более

частные. Разделение теоретической астрофизики, как правило, производится по

объектам исследований: физика звезд, Солнца, планет, туманностей,

космических лучей, космологией и т.д. Разделы практической астрофизики

обычно отражают те или иные применяемые методы: астрофотометрия,

астроспектрометрия, астрофотография, колориметрия и т.д.

Разделы астрофизики, основание на применение принципиально новых

методов, составившие эпоху в астрономии, и, как правило, включающие

соответствующие разделы теоретической астрофизики получили такие названия,

как радиоастрономия, баллонная астрономия, внеатмосферная астрономия

(космические исследования), рентгеновская астрономия, гамма-астрономия,

нейтринная астрономия.

Совокупность всех видов излучения называется спектром

электромагнитного излучения. Электромагнитный спектр, исследуемый в

астрофизике показан в таблице 1.

«Я вне себя от изумления, так как уже

успел убедится, что Луна представляет

собой тело, подобное Земле.»

Галилео Галилей (1610 год)

Оптические телескопы и их использование.

1 История первых оптических наблюдений.

Трудно сказать, кто первый изобрел телескоп. Известно, что еще древние

употребляли увеличительные стекла. Дошла до нас и легенда о том, что якобы

Юлий Цезарь во время набега на Британию с берегов Галлии рассматривал в

подзорную трубу туманную британскую землю. Роджер Бекон, один из наиболее

замечательных ученных и мыслителей XIII века, он изобрел такую комбинацию

линз, с помощью которой отдаленные предметы при рассматривании их кажутся

близкими.

Так ли это было в действительности – неизвестно. Бесспорно, однако,

что в самом начале XVII века в Голландии почти одновременно об изобретении

подзорной трубы заявили три оптика – Липперсгей, Мециус и Янсен.

Рассказывают, что будто бы дети одного из оптиков, играя с линзами,

случайно расположили две из них так, что далекая колокольня вдруг

показалась близкой. Как бы там ни было, к конце 1608 года первые подзорные

трубы были изготовлены и слухи об этих новых оптических инструментах быстро

распространились по Европе.

В Падуе в это время уже пользовался широкой известностью Галилео

Галилей, профессор местного университета, красноречивый оратор и страстный

сторонник учения Коперника. Услышав о новом оптическом инструменте решил

собственноручно построить подзорную трубу. Сам он рассказывает об этом

так: «Месяцев десять тому назад стало известно, что некий фламандец

построил перспективу, при помощи которой видимые предметы, далеко

расположенные от глаз, становятся отчетливо различимы, как будто они

находятся вблизи. Это и было причиной, по которой я обратился к изысканию

оснований и средств для изобретения сходного инструмента. Вскоре после

этого, опираясь на учение о преломлении, я постиг суть дела и сначала

изготовил свинцовую трубу,