Qədim dövrlərdən bəri bəşəriyyət göy cisimlərinin görünən hərəkətləri ilə maraqlanırdı: Günəş, Ay və ulduzlar. Təsəvvür etmək çətindir ki, bizim öz günəş sistemimiz Günəşdən 4 trilyon mil məsafədə çox böyük görünür. Bu arada, Günəş Süd Yolu qalaktikasını təşkil edən digər ulduzların yalnız yüzdə birini təşkil edir.
süd Yolu
Qalaktikanın özü fırlanan, qazdan, tozdan və 200 milyarddan çox ulduzdan ibarət nəhəng təkərdir. Onların arasında trilyonlarla mil boşluq var. Günəş qalaktikanın kənarında lövbər salıb, spiral şəklindədir: yuxarıdan Samanyolu ulduzların fırlanan nəhəng qasırğasına bənzəyir. Qalaktikanın ölçüsü ilə müqayisədə Günəş sistemi olduqca kiçikdir. Süd yolunun Avropa ölçüsündə olduğunu təsəvvür etsək, o zaman Günəş sistemi ölçülərinə görə qozdan böyük olmayacaq.
günəş sistemi
Günəş və onun 9 peyk planeti qalaktikanın mərkəzindən bir istiqamətə səpələnmişdir. Planetlər öz ulduzları ətrafında fırlandığı kimi, ulduzlar da qalaktikaların ətrafında fırlanır.
Bu qalaktik karusel ətrafında bir inqilabı tamamlamaq üçün Günəşə saatda 588.000 mil sürətlə təxminən 200 milyon il lazım olacaq. Günəşimiz digər ulduzlardan xüsusi bir şeylə fərqlənmir, ancaq onun peyki, Yer adlı, həyatın yaşadığı planet olması istisna olmaqla. Planetlər və asteroid adlanan daha kiçik göy cisimləri öz orbitlərində Günəşin ətrafında fırlanırlar.
İşıqlandırıcıların ilk müşahidələri
İnsan ən azı 10.000 ildir ki, səma cisimlərinin görünən hərəkətlərini və kosmik hadisələri müşahidə edir. İlk dəfə səma cisimləri haqqında salnamələrdə qeydlər meydana çıxdı qədim Misir və Şumer. Misirlilər səmada üç növ bədəni ayırd edə bildilər: ulduzlar, planetlər və “quyruqlu ulduzlar”. Eyni zamanda, göy cisimləri aşkar edildi: Saturn, Yupiter, Mars, Venera, Merkuri və əlbəttə ki, Günəş və Ay. Göy cisimlərinin görünən hərəkətləri bu cisimlərin gündəlik fırlanmasından asılı olmayaraq koordinat sisteminə nisbətən Yerdən qəbul edilən hərəkətidir. Həqiqi hərəkət onların kosmosdakı hərəkətidir, bu cisimlərə təsir edən qüvvələr tərəfindən müəyyən edilir.
Görünən qalaktikalar
Gecə səmasına baxaraq, ən yaxın qonşumuzu - - spiral şəklində görə bilərsiniz. Süd Yolu, böyüklüyünə baxmayaraq, kosmosdakı 100 milyard qalaktikadan yalnız biridir. Teleskopdan istifadə etmədən üç qalaktikanı və bizim qalaktikamızın bir hissəsini görə bilərsiniz. Onlardan ikisi Böyük və Kiçik Magellan Buludları adlanır. Onlar ilk dəfə 1519-cu ildə portuqaliyalı kəşfiyyatçı Magellanın ekspedisiyası tərəfindən cənub sularında görülmüşdür. Bu kiçik qalaktikalar ətrafında fırlanır süd Yolu buna görə də bizim ən yaxın kosmik qonşularımızdır.
Yerdən görünən üçüncü qalaktika Andromeda bizdən təxminən 2 milyon işıq ili uzaqdadır. Bu o deməkdir ki, Andromedadan gələn ulduz işığının Yerimizə yaxınlaşması milyonlarla il çəkir. Beləliklə, biz bu qalaktika haqqında 2 milyon il əvvəl olduğu kimi düşünürük.
Bu üç qalaktikaya əlavə olaraq, gecə saatlarında bir çox ulduzla təmsil olunan Süd Yolunun bir hissəsini görə bilərsiniz. Qədim yunanların fikrincə, bu ulduzlar qrupu Hera ilahəsinin döşündən alınan süddür, ona görə də adlanır.
Yerdən görünən planetlər
Planetlər Günəş ətrafında fırlanan göy cisimləridir. Veneranın səmada parıldadığını müşahidə etdikdə bunun səbəbi odur ki, o, Günəş tərəfindən işıqlandırılır və onun bir hissəsini əks etdirir. günəş işığı. Veneradır Axşam Ulduzu və ya Səhər Ulduzu. Axşam və səhər fərqli yerlərdə olduğu üçün insanlar onu başqa cür adlandırırlar.
Venera planetinin Günəş ətrafında fırlanması və yerini necə dəyişməsi. Gün ərzində göy cisimlərinin görünən hərəkəti baş verir. Səma koordinat sistemi təkcə işıqforların yerini anlamağa kömək etmir, həm də ulduz xəritələrini tərtib etməyə, bürclər vasitəsilə gecə səmasında naviqasiya etməyə və səma cisimlərinin davranışını öyrənməyə imkan verir.
Planetlərin hərəkət qanunları
Göy cisimlərinin hərəkəti ilə bağlı müşahidələri və nəzəriyyələri birləşdirərək insanlar qalaktikamızın nümunələrini çıxardılar. Alimlərin kəşfləri göy cisimlərinin görünən hərəkətlərini deşifrə etməyə kömək edib. kəşf edilmiş ilk astronomik qanunlar sırasındadır.
Alman riyaziyyatçısı və astronomu bu mövzunun pioneri oldu. Kepler, Kopernikin işini tədqiq edərək, ən çox hesabladı daha yaxşı forma, göy cisimlərinin - ellipsin görünən hərəkətlərini izah edən və planetlərin hərəkətinin məlum nümunələrini işıqlandıran elmi dünya Keplerin qanunları kimi. Onlardan ikisi planetin orbitdə hərəkətini xarakterizə edir. Onlar oxuyurlar:
İstənilən planet ellips şəklində fırlanır. Günəş onun fokuslarından birində mövcuddur.
Onların hər biri Günəşin ortasından keçən bir müstəvidə hərəkət edir, eyni dövrlərdə Günəşlə planet arasındakı radius vektoru bərabər sahələri göstərir.
Üçüncü qanun bir sistem daxilində planetlərin orbital məlumatlarını birləşdirir.
Aşağı və yuxarı planetlər
Səma cisimlərinin görünən hərəkətlərini öyrənərək, fizika onları iki qrupa ayırır: Venera, Merkuri və yuxarı olanlar - Saturn, Mars, Yupiter, Neptun, Uran və Plutonu əhatə edən aşağı qruplar. Bu göy cisimlərinin sferada hərəkəti müxtəlif yollarla baş verir. Aşağı planetlərin müşahidə edilən hərəkəti prosesində onlar Ay kimi faza dəyişikliyini yaşayırlar. Üst planetləri hərəkət etdirərkən, onların fazalarını dəyişdirmədiklərini, daim parlaq tərəfləri ilə insanlarla qarşılaşdıqlarını görə bilərsiniz.
Yer Merkuri, Venera və Marsla birlikdə daxili planetlər adlanan qrupa aiddir. Onlardan fərqli olaraq daxili orbitlərdə Günəş ətrafında fırlanırlar əsas planetlər, xarici orbitlərdə fırlanan. Məsələn, ən daxili orbitində 20 dəfə kiçik olan Merkuri.
Kometalar və meteoritlər
Planetlərdən əlavə, Günəş ətrafında fırlanan milyardlarla buz blokları donmuş bərk qazdan, kiçik daşlardan və tozdan - Günəş sistemini dolduran kometlərdən ibarətdir. Kometlərlə təmsil olunan göy cisimlərinin görünən hərəkətləri yalnız Günəşə yaxınlaşdıqda görünə bilər. Sonra onların quyruğu yanmağa başlayır və səmada parlayır.
Onlardan ən məşhuru Halley kometidir. Hər 76 ildən bir orbitini tərk edərək Günəşə yaxınlaşır. Bu zaman onu Yerdən müşahidə etmək olar. Hətta gecə səmasında da uçan ulduzlar şəklində meteoritlər üzərində düşünə bilərsiniz - bunlar Kainatda böyük sürətlə hərəkət edən maddə yığınlarıdır. Onlar Yerin cazibə sahəsinə düşəndə demək olar ki, həmişə yanır. Yerin hava qabığı ilə həddindən artıq sürət və sürtünmə səbəbindən meteoritlər qızır və kiçik hissəciklərə parçalanır. Onların yanma prosesini gecə səmasında parlaq lent şəklində müşahidə etmək olar.
Astronomiya kurikulumu göy cisimlərinin görünən hərəkətlərini təsvir edir. 11-ci sinif planetlərin mürəkkəb hərəkətinin baş verdiyi nümunələrlə artıq tanışdır. ay fazaları və tutulma qanunları.
II SƏM MEXANİKASININ ƏSASLARI.
DƏRS No 10. SƏM CİSİMLƏRİNİN HƏRƏKƏT QANUNLARI.
4. Kepler qanunları.
6. Konik kəsiklər.
7. Kepler qanunlarına yenidən baxılması.
1. Günəş sistemi haqqında təsəvvürlərin inkişafı.
Dünyanın ilk elmi geosentrik sistemi Aristotelin və başqa alimlərin əsərlərində formalaşmağa başladı qədim Yunanıstan. Qədim yunan astronomu Ptolemeyin əsərlərində tamamlandı. Bu sistemə görə, Yer dünyanın mərkəzində yerləşir, ona görə də geosentrik adlanır. Kainat ulduzların yerləşdiyi kristal kürə ilə məhdudlaşır. Planetlər, Günəş və Ay Yerlə kürə arasında hərəkət edir. Qədimlər bu formaya inanırdılar Dairəvi dövriyyə- bu ideal hərəkətdir və göy cisimləri məhz bu şəkildə hərəkət edir. Lakin müşahidələr göstərdi ki, Günəş və Ay qeyri-bərabər hərəkət edir və bu aşkar ziddiyyəti aradan qaldırmaq üçün onların mərkəzləri nə Yerin mərkəzi ilə, nə də bir-biri ilə üst-üstə düşməyən dairələrdə hərəkət etdiyini düşünmək lazım idi. Planetlərin daha mürəkkəb döngəyə bənzər hərəkəti iki dairənin cəmi kimi təqdim edilməli idi vahid hərəkətlər. Belə bir sistem müşahidələr üçün kifayət qədər dəqiqliklə hesablamağa imkan verdi qarşılıqlı tənzimləmə gələcək üçün planetlər. Planetlərin döngə kimi hərəkəti hələ də davam edir uzun müddətə sirr olaraq qaldı və izahını yalnız böyük Polşa astronomu Nikolay Kopernikin təlimlərində tapdı.
1543-cü ildə onun "Göy sferalarının fırlanması haqqında" kitabı nəşr olundu. Bu, dünyanın yeni heliosentrik sistemini təsvir etdi. Bu sistemə görə Günəş dünyanın mərkəzindədir. Planetlər, o cümlədən Yer, Günəş ətrafında dairəvi orbitlərdə, Ay isə Yerin və eyni zamanda Günəşin ətrafında fırlanır. Planetlərin mövqelərinin müəyyən edilməsində dəqiqlik o qədər də artmadı, lakin məhz Kopernik sistemi planetlərin ilgək kimi hərəkətini sadəcə izah etməyə imkan verdi. Kopernikin təlimləri dünyanın geosentrik sisteminə sarsıdıcı zərbə vurdu. O, astronomiyanın hüdudlarından xeyli kənara çıxdı və bütün təbiət elmlərinin inkişafına güclü təkan verdi.
2. Planetlərin ilgək kimi hərəkəti.
Çılpaq gözlə biz beş planeti - Merkuri, Venera, Mars, Yupiter və Saturnu müşahidə edə bilərik. Planetlər təkcə səma sferasının gündəlik fırlanmasında iştirak etməklə yanaşı, həm də fonda dəyişən işıqlandırıcılardandır. zodiak bürcləri, Günəş ətrafında fırlandıqları üçün. Bir planetin illik hərəkətini izləsəniz, hər həftə ulduz cədvəlində yerini qeyd etsəniz, kəşf edə bilərsiniz əsas xüsusiyyət planetin görünən hərəkəti: planet ulduzlu səma fonunda bir döngə təsvir edir, bu, planetlərin hərəkətini sabit Yerdən deyil, Günəş ətrafında fırlanan Yerdən müşahidə etməyimizlə izah olunur.
3. İohannes Kepler və İsaak Nyuton.
İki böyük alim öz zəmanəsini çox-çox qabaqlayaraq səma mexanikası adlı bir elm yaratmışlar, yəni cazibə qüvvəsinin təsiri altında səma cisimlərinin hərəkət qanunlarını kəşf etmişlər və nailiyyətləri bununla məhdudlaşsa belə, yenə də əldə edəcəklər. bu dünyanın böyüklərinin panteonuna daxil oldu. Elə oldu ki, vaxtında kəsişmədilər. Keplerin ölümündən cəmi on üç il sonra Nyuton dünyaya gəldi. Onların hər ikisi heliosentrik Kopernik sisteminin tərəfdarları idi. Uzun illər Marsın hərəkətini tədqiq edən Kepler Nyutonun ümumdünya cazibə qanununu kəşf etməsindən əlli ildən çox əvvəl planetar hərəkətin üç qanununu eksperimental olaraq kəşf etdi. Planetlərin niyə belə hərəkət etdiyini hələ başa düşmürəm. Bu, ağır əmək və parlaq uzaqgörənlik idi. Lakin Nyuton cazibə qanununu sınamaq üçün Keplerin qanunlarından istifadə etdi. Keplerin hər üç qanunu cazibə qanununun nəticəsidir. Nyuton isə bunu 23 yaşında kəşf edib. Bu zaman, 1664 - 1667, Londonda vəba tüğyan etdi. Nyutonun dərs dediyi Trinity Kolleci epidemiyanı daha da pisləşdirməmək üçün qeyri-müəyyən müddətə ləğv edildi. Nyuton vətəninə qayıdır və iki ildən sonra elmdə inqilab edir, üç mühüm kəşf edir: diferensial və inteqral hesablamalar, işığın təbiətinin izahı və ümumdünya cazibə qanunu. İsaak Nyuton Vestminster Abbeyində təntənəli şəkildə dəfn edildi. Məzarının üstündə büstlü abidə və “Burada əlində riyaziyyat məşəli ilə, əlində riyaziyyat məşəli ilə onun hərəkətini ilk sübut edən zadəgan ser İsaak Nyuton yatır. planetlər, kometaların cığırları və okeanların dalğaları... Qoy insanlar sevinsinlər ki, bəşər övladının belə bir zinəti var”.
4. Kepler qanunları.
Səma mexanikasının əsas vəzifəsi ümumdünya cazibə qüvvələrinin təsiri altında səma cisimlərinin hərəkətini öyrənməkdir. Məhz, planetlərin, kometlərin, asteroidlərin, süni Yer peyklərinin orbitlərinin hesablanması, kosmik gəmi, ikili və çoxlu sistemlərdə ulduzlar. Riyazi mənada bütün məsələlər çox çətindir və nadir istisnalarla yalnız ən böyük kompüterlərdən istifadə edərək ədədi üsullarla həll edilə bilər. Bununla belə, cisimlərin maddi nöqtələr hesab edildiyi və digər cisimlərin təsirinin laqeyd qala biləcəyi model problemləri həll edilə bilər. ümumi görünüş, yəni planetlərin və peyklərin orbitləri üçün düsturlar əldə etmək. Ən sadə məsələ, biri digərindən çox böyük olduqda və istinad çərçivəsi bu daha böyük bədənə qoşulduqda iki cisim hesab olunur.
Məhz bu halda Günəşə nisbətən planetlərin hərəkətinin üç qanunu İohannes Kepler tərəfindən empirik şəkildə əldə edilmişdir. O bunu necə etdi? Kepler bilirdi: Marsın səma sferasında koordinatlarını müəllimi Tixo Brahenin müşahidələrinə görə 2” dəqiqliklə; planetlərin Günəşdən nisbi məsafələri; planet inqilabının sinodik və ulduz dövrləri. Sonra belə bir şey əsaslandırdı.
Müxalifət zamanı Marsın mövqeyi məlumdur (şəklə bax). Üçbucaqda ABC
məktub A
Marsın mövqeyini göstərir, IN
- Yer, İLƏ
- Günəş. Marsın ulduz inqilabı dövrünə bərabər olan müddətdən (687 gün) sonra planet öz nöqtəsinə qayıdacaq. A
, və bu müddət ərzində Yer nöqtəyə doğru hərəkət edəcək IN'
. İl ərzində Yerin hərəkətinin bucaq sürətləri məlum olduğundan (onlar Günəşin ekliptika boyunca görünən hərəkətinin bucaq sürətlərinə bərabərdir) bucağı hesablaya bilərik. DİA'
. Yerin nöqtədən keçdiyi anda Mars və Günəşin koordinatlarını təyin etdikdən sonra IN'
, bir üçbucaqda 2 bucağı bilərək, tərəfin nisbətini hesablamaq üçün sinus teoremindən istifadə edə bilərik. SV'
Kimə AC
. Marsın daha bir fırlanmasından sonra Yer öz mövqeyinə gələcək IN"
və əlaqəni müəyyən etmək mümkün olacaq NE"
eyni seqmentə AC
Bu yolla, nöqtə-nöqtə, Yerin orbitinin həqiqi forması haqqında təsəvvür əldə etmək, onun fokusunda Günəş olan bir ellips olduğunu müəyyən etmək olar. Müəyyən etmək olar ki, M3M4 qövsü boyunca hərəkət vaxtı = M1M2 qövsü boyunca hərəkət vaxtı Pl. SM3M4 = Kvadrat SM1M2.
F1 və F2 ellipsin fokusları, c fokus uzunluğu, a ellipsin yarım böyük oxu və planetdən Günəşə olan orta məsafədir.
5. Nyutonun ümumdünya cazibə qanunu.
İsaak Nyuton kosmosdakı cisimlərin hərəkətini istifadə edərək izah edə bildi universal cazibə qanunu . O, öz nəzəriyyəsinə Ayın və planetlərin hərəkəti ilə bağlı uzun illər apardığı araşdırmalar nəticəsində gəlib. Lakin ümumdünya cazibə qanununun sadələşdirilmiş nəticəsini Keplerin üçüncü qanunundan çıxarmaq olar.
Planetlər dairəvi orbitlərdə hərəkət etsinlər, onların mərkəzdənqaçma sürətləri bərabərdir: 
, Harada T- planetin Günəş ətrafında fırlanma dövrü; R- planetin orbitinin radiusu. Keplerin III qanunundan və ya. Buna görə də, kütləsindən asılı olmayaraq hər hansı bir planetin sürətlənməsi orbitinin radiusunun kvadratına tərs mütənasibdir: 
.
Nyutonun II qanununa görə güc F, bu sürətlənməni planetə bəxş edən, bərabərdir: https://pandia.ru/text/78/063/images/image010_95.gif" width="125" height="51 src=">, burada M- Günəşin kütləsi. Çünki F = F', =https://pandia.ru/text/78/063/images/image013_78.gif" width="161" height="54">, burada G= 6,67∙10–11 N∙m2/kg2 – qravitasiya sabiti ..gif" width="109" height="51">. Günəşlə planet arasındakı cazibə qüvvəsi onların kütlələrinin hasili ilə mütənasib və aralarındakı məsafənin kvadratına tərs mütənasibdir. Bu qanun üçün etibarlıdır. istənilən sferik simmetrik cisimlər, və ölçüləri ilə müqayisədə aralarındakı məsafə böyük olarsa, hər hansı bir cisim üçün təxminən doğrudur. Nyutonun ikinci qanununa görə cismin yaşadığı sürətlənmə m, məsafədə yerləşir r bədəndən M, bərabərdir: https://pandia.ru/text/78/063/images/image017_68.gif" width="47" height="47">, harada Yerin kütləsi, onun mərkəzinə olan məsafədir Yer səthinin yaxınlığında, sürətlənmə sərbəst düşməyə bərabərdir g= 9,8 m/s2. Yerin qabarıqlığı və fırlanması ekvatorda və qütblər yaxınlığında cazibə qüvvəsində fərqə səbəb olur: müşahidə nöqtəsində cazibə qüvvəsinin sürətlənməsi düsturdan istifadə edərək təxminən hesablana bilər. g = 9,78 ∙ (1 + 0,0053 günah φ ), Harada φ - bu nöqtənin eni.
Yerin daxilində cazibə qüvvəsi qeyri-adi davranır. Yerin homojen kürə olduğu qəbul edilərsə, cazibə qüvvəsi kürənin mərkəzindən r məsafəsinə mütənasib olaraq artır.
6. Konik kəsiklər.
Düz dairəvi konus müstəvi ilə kəsişdikdə konus kəsikləri əmələ gəlir. Konik hissələrə ikinci dərəcəli əyrilər daxildir: ellips , parabola Və hiperbola . Onların hamısı nöqtələrin yeri, olan məsafələrdir xallar verilir (hiylələr) və ya verilmiş düz xəttə (directrix) qədər sabit qiymət var. Məsələn, ellips iki verilmiş nöqtədən (F1 və F2 fokusları) olan məsafələrin cəminin sabit qiymət olduğu və əsas oxun uzunluğuna bərabər olduğu nöqtələrin yeri kimi müəyyən edilir: F1M+F2M=2a=const. . Ellipsin uzanma dərəcəsi onun ekssentrikliyi ilə xarakterizə olunur e.Eksentriklik e = c/a. Fokuslar mərkəzlə üst-üstə düşəndə e = 0 və ellips çevrilir dairə . Əsas ox şaftı A fokusdan ellipsə olan orta məsafədir. Ellipsin fokusa ən yaxın nöqtəsi periapsis, ən uzaq nöqtəsi isə aposentr adlanır. Fokusdan periapsisə qədər olan məsafə PF1 =-dir a (1 – e), aposentrə – F1A = a (1 + e).
7. Kepler qanunlarına yenidən baxılması.
Beləliklə, Kepler öz qanunlarını empirik olaraq kəşf etdi. Nyuton Kepler qanunlarını ümumdünya cazibə qanunundan götürmüşdür. Bunun nəticəsində birinci və üçüncü qanunlara dəyişikliklər edilib. Keplerin birinci qanunu ümumiləşdirilmiş və onun müasir formalaşdırılması belədir: Səma cisimlərinin mərkəzi cazibə sahəsində hərəkət trayektoriyaları konik kəsiklərdir: ellips, dairə, parabola və ya hiperbola, ocaqlarından birində sistemin kütlə mərkəzi. Trayektoriyanın forması hərəkət edən cismin kinetik enerjidən ibarət ümumi enerjisi ilə müəyyən edilir TO bədən kütləsi m, sürətlə hərəkət edir v, və potensial enerji U məsafədə qravitasiya sahəsində yerləşən bədən r kütləsi olan bədəndən M. Bu halda cismin ümumi enerjisinin saxlanma qanunu tətbiq edilir. E=K +U = const; K =mv2 /2, U=- GMm/ r.
Enerjinin saxlanması qanunu aşağıdakı kimi yenidən yazıla bilər: (2).
Sabit hçağırdı daimi enerji
. Bədənin ümumi mexaniki enerjisi ilə düz mütənasibdir E və yalnız ilkin radius vektorundan asılıdır r0 və ilkin sürət v 0. At h < 0 кинетической энергии тела недостаточно для преодоления гравитационной связи. Величина радиус-вектора тела ограничена сверху и имеет место обращение по замкнутой, эллиптической орбите. Такое движение можно уподобить движению маятника – тот же самый переход кинетической энергии в потенциальную во время подъема и обратный – при опускании. Подобное движение называется sonlu
, yəni qapalı. üçün h= 0, bədənin radius vektorunun qeyri-məhdud artması ilə sürəti sıfıra enir - bu parabolik bir hərəkətdir. Bu cür hərəkət sonsuz
, məkanda qeyri-məhdud. At h> 0 bədənin kinetik enerjisi kifayət qədər böyükdür və cazibə mərkəzindən sonsuz məsafədə bədən ondan sıfırdan fərqli bir sürətə sahib olacaq - bu hiperbola boyunca hərəkətdir. Beləliklə, deyə bilərik ki, cəsəd cəlbedici mərkəzə nisbətən yalnız konik kəsiklər olan orbitlər boyunca hərəkət edir. (2) düsturundan göründüyü kimi, cismin cazibə mərkəzinə yaxınlaşması həmişə bədənin orbital sürətinin artması və Keplerin ikinci qanununa uyğun olaraq onun çıxarılmasının azalması ilə müşayiət olunmalıdır. Keplerin ikinci qanununa yenidən baxılmadı, amma üçüncü qanunu dəqiqləşdirildi və belə oxunur: yarımmajor oxun kubunun nisbəti. planetin Günəş ətrafında fırlanma dövrünün kvadratına planet orbiti Günəş və planetin kütlələrinin cəminə bərabərdir, g
de (3)
M
Q
Və m
müvafiq olaraq Günəş və planetin kütlələri; A
Və T
– yarımmajor oxu və planetin inqilab dövrü. İlk iki qanundan fərqli olaraq, Keplerin üçüncü qanunu yalnız elliptik orbitlərə aiddir.
Ümumiləşdirilmiş formada bu qanun adətən formalaşdırılır ( 4)
belədir: Göy cisimlərinin və onların peyklərinin kütlələrinin cəmlərinin ulduz dövrlərinin kvadratları ilə hasili orbitlərinin yarımböyük oxlarının kubları kimi əlaqələndirilir, burada M 1 və M 2 - göy cisimlərinin kütlələri, m 1 və m 2 - müvafiq olaraq, peyklərinin kütlələri, A 1 və A 2 - orbitlərinin yarı böyük oxları, T 1 və T 2 - dövriyyənin ulduz dövrləri. Kepler qanununun hər hansı bir komponentin hərəkət xüsusiyyətlərini əlaqələndirdiyini başa düşmək lazımdır ixtiyari və müstəqil kosmik sistemlər.
Bu düstura eyni zamanda peyklə Mars, Ayla Yer və ya Yupiterlə Günəş daxil ola bilər.
Əgər bu qanunu Günəş sisteminin planetlərinə tətbiq etsək və planetlərin kütlələrini nəzərə almasaq M1 və M Günəşin kütləsi M☼ ilə müqayisədə 2 (yəni. M 1 << M☼, M 2 << M☼), onda biz Keplerin özü tərəfindən verilmiş üçüncü qanunun tərtibini alırıq.
8. Göy cisimlərinin kütlələrinin təyini.
https://pandia.ru/text/78/063/images/image026_47.gif" width="157" height="53 src=">. Burada Yerin yarım-böyük oxlarının qiymətlərini əvəz etməklə və Ay və onların inqilab dövrləri, biz bunu əldə edirik M U=3,3·10-6 M☼. Yaxşı, Günəşin mütləq kütləsini hesablamaq olduqca asandır. Birbaşa (3) düsturundan istifadə edərək, Günəş-Yer cütü üçün Yerin kütləsini Günəşin kütləsi ilə müqayisədə kiçikliyinə görə ataraq, əldə edirik: M☼=2·1030 kq.
Keplerin üçüncü qanunu bizə təkcə Günəşin deyil, digər ulduzların da kütlələrini hesablamağa imkan verir. Düzdür, bunu yalnız ikili sistemlər üçün etmək olar, tək ulduzların kütləsini bu şəkildə təyin etmək olmaz. Uzun müddət ərzində qoşa ulduzların nisbi mövqelərini ölçməklə çox vaxt onların orbital dövrlərini müəyyən etmək mümkündür. T və onların orbitlərinin formasını tapın. İkili ulduza qədər R məsafəsi və orbitin maksimum αmax və minimum αmin bucaq ölçüləri məlumdursa, orbitin yarımböyük oxunu təyin etmək olar. a= R (α maks+ α min)/2 , onda (3) tənliyindən istifadə edərək ikili ulduzun ümumi kütləsini hesablaya bilərik. Əgər müşahidələr əsasında ulduzlardan kütlə mərkəzinə qədər olan məsafəni təyin etsək x1 Və x2, daha doğrusu münasibət x1/x2, sabit qalırsa, ikinci tənlik görünür x 1 / x 2 = m 2 / m 1 , hər bir ulduzun kütləsini ayrıca təyin etməyə imkan verir.
D.Z.§ 8,9, 10. Məsələlər 7,8 s.47.
Sürətli sorğu sualları
1. Planetin orbitinin Günəşə ən yaxın nöqtəsinin adı nədir?
2. Ayın orbitinin ən uzaq nöqtəsinin adı nədir?
3. Kometin periheliondan afeliona keçdiyi zaman onun hərəkət sürəti necə dəyişir?
5. Xarici planetlərin sinodik dövrü Günəşə olan məsafədən necə asılıdır?
6. Nə üçün ekvatora yaxın kosmodromlar tikməyə çalışırlar?
7. Yerin daxilində qravitasiya sahəsi necə dəyişir?
8. Kepler qanunlarını tərtib edin.
9. Planetin orbitinin orta radiusu nə qədərdir?
Mövzu 3. Günəş sistemi və göy cisimlərinin hərəkəti.
§1. günəş sistemi
Günəş sisteminə Günəş, 34 peyki olan 9 böyük planet, 100.000-dən çox kiçik planet (asteroidlər), təxminən 1011 komet, həmçinin saysız-hesabsız kiçik, sözdə meteor cisimləri (diametri 100 m-dən cüzi toz hissəciklərinə qədər) daxildir. .
Günəş Günəş sistemində mərkəzi mövqe tutur. Onun kütləsi bu sistemə daxil olan bütün digər cisimlərin kütləsindən 750 dəfə böyükdür. Günəşin qravitasiya uzadılması onun ətrafında dövr edən Günəş sisteminin bütün cisimlərinin hərəkətini təyin edən əsas qüvvədir. Günəşdən ondan ən uzaq olan Pluton planetinə olan orta məsafə 6 milyard km-dir ki, bu da ən yaxın ulduzlara olan məsafələrlə müqayisədə çox kiçikdir.
Bütün böyük planetlər - Merkuri, Venera, Yer, Mars, Yupiter, Saturn, Uran, Neptun və Pluton - Günəş ətrafında eyni istiqamətdə (Günəşin özünün eksenel fırlanması istiqamətində), demək olar ki, dairəvi orbitlərdə fırlanır. Planetlərin və Günəş ətrafında fırlanan digər cisimlərin orbitlərinin meylləri hesablanarkən əsas müstəvi kimi yerin orbitinin müstəvisi olan ekliptika götürülür.
Planet orbitlərinin demək olar ki, dairəvi forması və aralarındakı böyük boşluqlar sayəsində planetlər arasında sıx qarşılaşma ehtimalı istisna edilir. Bu, planetar sistemin uzunmüddətli mövcudluğunu təmin edir.
Planetlər də öz oxu ətrafında fırlanır və Venera və Urandan başqa bütün planetlər üçün fırlanma irəli istiqamətdə, yəni onların Günəş ətrafında fırlanması ilə eyni istiqamətdə baş verir. Veneranın son dərəcə yavaş fırlanması əks istiqamətdə baş verir və Uran yan yatmış kimi fırlanır.
Peyklərin əksəriyyəti öz planetləri ətrafında planetin eksenel fırlanması ilə eyni istiqamətdə fırlanır. Bu cür peyklərin orbitləri adətən dairəvi olur və planetin ekvatorunun müstəvisinin yaxınlığında yerləşir və planetar sistemin azaldılmış görünüşünü yaradır. Məsələn, Uran və Yupiterin peykləri sistemi belədir. Planetdən uzaqda yerləşən peyklərin tərs hərəkətləri var.
Saturn, Yupiter və Uran, nəzərə çarpan ölçülü fərdi peyklərə əlavə olaraq, davamlı halqalara birləşən çoxlu kiçik peyklərə malikdir. Bu peyklər planetə o qədər yaxın orbitlərdə hərəkət edir ki, onun gelgit gücü onların vahid bədəndə birləşməsinə mane olur.
Hazırda məlum olan kiçik planetlərin orbitlərinin böyük əksəriyyəti Mars və Yupiter orbitləri arasında yerləşir. Bütün kiçik planetlər Günəş ətrafında böyük planetlərlə eyni istiqamətdə fırlanır, lakin onların orbitləri adətən uzanır və ekliptik müstəviyə meyllidir.
Kometlər əsasən parabolik orbitə yaxın orbitlərdə hərəkət edirlər. Bəzi kometlərin nisbətən kiçik ölçülü uzunsov orbitləri var. Dövri adlanan bu kometlər üçün birbaşa hərəkətlər, yəni planetlərin fırlanma istiqamətində hərəkətlər üstünlük təşkil edir.
Planetlər kütləsinə, kimyəvi tərkibinə, fırlanma sürətinə və peyklərin sayına görə fərqlənən iki qrupa bölünür. Günəşə ən yaxın olan dörd planetdir yer planetləri , sıx qayalı maddə və metallardan ibarətdir. Nəhəng planetlər - Yupiter, Saturn, Uran və Neptun daha çox kütləlidir, onlar əsasən yüngül maddələrdən ibarətdir və buna görə də dərinliklərindəki böyük təzyiqə baxmayaraq, aşağı sıxlığa malikdirlər. Yupiter və Saturn üçün onların kütləsinin əsas hissəsi hidrogen və heliumdur. Uran və Neptun üçün buz və qayalı maddələr onların kütləsinin əsas hissəsini təşkil edir.
Planetlərin və bəzi böyük peyklərin (məsələn, Ay) daxili hissələri isti vəziyyətdədir.
Venera, Yer və Mars öz dərinliklərindən ayrılan qazlardan ibarət atmosferə malikdir. Nəhəng planetlərin atmosferləri onların daxili məkanlarının birbaşa davamıdır: bu planetlərin bərk və ya maye səthi yoxdur. Atmosfer qazları içəriyə batırıldıqda tədricən qatılaşdırılmış vəziyyətə çevrilir.
Kometaların nüvələri kimyəvi tərkibinə görə nəhəng planetlərə bənzəyir: onlar su buzu və qayalı maddələrin qarışığı olan müxtəlif qazların buzundan ibarətdir. Tərkibindəki demək olar ki, bütün kiçik planetlər yer qrupunun qayalı planetlərinə aiddir.
Kiçik planetlərin bir-biri ilə toqquşması nəticəsində əmələ gələn dağıntılar bəzən meteorit şəklində Yerə düşür. Meteoritlərin yaşının ölçülməsi onların və deməli, bütün Günəş sisteminin təxminən 5 milyard ildir mövcud olduğunu göstərdi.
Günəş sisteminin strukturunun dinamik və fiziki xüsusiyyətləri planetlərin bir vaxtlar Günəş ətrafında planetar bulud əmələ gətirən qaz və toz maddələrindən əmələ gəldiyini göstərir. Yer planetləri qayalı bərk hissəciklərin toplanması nəticəsində əmələ gəlmiş, nəhəng planetlər üçün isə formalaşma qayalı-buz hissəciklərinin yığılması ilə başlamış, sonra isə qazların (əsasən hidrogen və helium) əlavə edilməsi ilə tamamlanmışdır.
§2. Kepler qanunları
Danimarka astronomu T.Brahenin Mars planeti üzərində uzun illər apardığı müşahidələrin nəticələrini öyrənən alman alimi İohannes Kepler Marsın orbitinin dairə deyil, uzunsov ellips formasına malik olduğunu aşkar edib. Ellipsin iki belə nöqtəsi var F1 və F2 (şəkil 1), məsafələrin cəmi ( r1 Və r2 ) ellipsin istənilən B nöqtəsindən sabit qiymətdir.
https://pandia.ru/text/78/111/images/image002_190.gif" width="77 height=57" height="57">
Ellipsin istənilən nöqtəsini onun fokuslarından biri ilə birləşdirən xəttə deyilir radius vektoru bu nöqtə.
Kepler o dövrdə məlum olan bütün planetlərin hərəkətlərini öyrəndi və nəticə çıxardı Planetlərin hərəkətinin 3 qanunu:
Birincisi, bütün planetlərin (təkcə Marsın deyil) orbitləri Günəşin yerləşdiyi ümumi fokuslu ellipslərdir. Müxtəlif planetlərin orbitlərinin uzanma dərəcəsi fərqlidir. Yerin ekssentrikliyi çox kiçikdir və Yerin orbiti dairədən az fərqlənir. Ən uzadılmış orbitlər Merkuri və Plutonun orbitləridir.
İkincisi, hər bir planet öz orbitində elə hərəkət edir ki, onun radius vektoru bərabər zaman intervallarında təsvir olunur. bərabər sahələr(A1A2F və B1B2F sektorlarının sahələri bərabərdir). Bu o deməkdir ki, planet Günəşə nə qədər yaxındırsa, onun orbital sürəti bir o qədər yüksəkdir.
Astronomiya" href="/text/category/astronomiya/" rel="bookmark">astronomik vahid), sonra isə müşahidələr əsasında planetin dövretmə dövrünü illərlə müəyyən etməklə ( T), bu düsturdan istifadə edərək bu planetin yarı böyük oxunun (α) dəyərini əldə etmək asandır:
Misal üçün, T Mars = 1,88 il, onda Marsın α orbit formuluna görə = 1,52 a. e.
Beləliklə, Mars Günəşdən Yerdən təxminən bir yarım dəfə uzaqdır.
Keplerin müəyyən etdiyi planetlərin hərəkət qanunları bir daha açıq şəkildə göstərir ki, planetlər aləmi vahid qüvvə tərəfindən idarə olunan ahəngdar bir sistemdir və onun mənbəyi Günəşdir.
§3. Konfiqurasiyalar
Konfiqurasiyalar Günəş sisteminin planetlərinin orbitlərində Günəşə və Yerə münasibətdə xarakterik mövqeləridir.
Günəşə Yerdən daha yaxın olan aşağı (daxili) planetlər (Merkuri, Venera) və orbitləri Yerin orbitindən kənarda yerləşən yuxarı (xarici) planetlər üçün (qalan planetlər) fərqlidirlər. ).
Aşağı planetin Günəşlə Yerin mərkəzlərini birləşdirən düz xətti keçdiyi an onun adlanır alt əlaqə . Aşağı birləşmənin yaxınlığında planet dar aypara şəklində görünür. Birbaşa aşağı birləşmə anında planet görünmür, çünki o, Günəş tərəfindən işıqlandırılmayan yarımkürəsi ilə Yerə baxır. Lakin bu zaman Günəş diski üzərindən keçən planet fenomeni baş verə bilər, o zaman planetlər - Venera və ya Merkuri günəş diski boyunca hərəkət edən qara dairə şəklində müşahidə oluna bilər.
Orbitdə hərəkət etməyə davam edərək, yer üzündəki bir müşahidəçi üçün aşağı planet Günəşdən müəyyən ən böyük bucaq məsafəsinə çatır, bundan sonra yenidən ona yaxınlaşmağa başlayır. Ən böyük bucaq ofsetinin mövqeyi deyilir uzanma . Merkurinin uzadılması təxminən 28°, Venera Günəşdən təxminən 48°-dir. Uzatmalar var şərq, planet gün batdıqdan sonra axşam saatlarında müşahidə edildikdə və Qərb səhər görünəndə, günəş doğmadan əvvəl.
Aşağı planetin birbaşa Günəşin arxasından keçdiyi an deyilir üst əlaqə . Üstün birləşmənin yaxınlığında planet tam disk kimi müşahidə olunur.
Üst planetlər üçün anlar fərqlənir qarşıdurma , Qərb və Şərq kvadratları və əlaqələri . Müxalifətdə yuxarı planet səmanın Günəşə qarşı tərəfində görünür, onunla Yer arasındakı məsafə ən kiçikdir. Bu dövr onun səthinin astronomik müşahidələri üçün ən əlverişlidir. kvadraturalarda planetlə günəşə istiqamətlər arasındakı bucaq 90°-dir. Birlikdə yuxarı planet, aşağı planet kimi, Günəş diskinin arxasına keçir və onun şüaları arasında itib gedir. Bu dövrdə Yerdən planetə olan məsafə ən böyükdür.
Ay Yer ətrafında fırlanarkən ya Günəşlə Yer arasında, aşağı planet kimi, ya da Günəşdən daha uzaqda, yuxarı planet kimi görünür. Buna görə də, Aya münasibətdə astronomlar daha çox xüsusi terminologiyadan istifadə edirlər, baxmayaraq ki, mahiyyət etibarilə yeni ayın anı aşağı birləşməyə bənzəyir, tam ayın anı müxalifətə bənzəyir.
§4. Planet orbitlərinin elementləri
Kosmosda orbitin orientasiyası, ölçüsü və forması, həmçinin göy cisminin orbitdəki mövqeyi adlanan 6 kəmiyyətlə müəyyən edilir. orbital elementlər .
Səma cisimlərinin orbitlərinin bəzi xarakterik nöqtələrinin öz adları var: perihelion – Günəş ətrafında hərəkət edən göy cisminin Günəşə ən yaxın orbitinin nöqtəsi; afelion – elliptik orbitin Günəşdən ən uzaq nöqtəsi.
Əgər cismin Yerə nisbətən hərəkəti nəzərə alınarsa, orbitin Yerə ən yaxın nöqtəsi deyilir. perigee , və ən uzaq olanı kulminasiya nöqtəsi .
Daha çox ümumi vəzifələr, cəlbedici mərkəz müxtəlif göy cisimlərini ifadə edə bildikdə, adlar istifadə olunur: periapsis – orbitin mərkəzinə ən yaxın nöqtə; aposentr – orbitin mərkəzindən ən uzaq nöqtə.
Orbital elementlər– Göy cisminin orbitinin formasını və ölçülərini təyin edən 6 kəmiyyət ( a, e), kosmosdakı mövqeyi ( i, Ω , ω ), həmçinin göy cisminin özünün orbitdəki mövqeyi:
1) Orbitin forması və ölçüləri müəyyən edilir orbitin yarımmajor oxu (a = OP) və orbital ekssentriklik e .
https://pandia.ru/text/78/111/images/image007_87.gif" align="left" width="257" height="113 src=">Eliptik orbit üçün dəyər e 0 ≤ e daxilində yerləşir< 1.
At e= 0 orbit dairə şəklinə malikdir; daha yaxın e birliyə doğru, orbit bir o qədər uzanır. e = 1 olduqda, orbit artıq qapalı deyil və parabola formasına malikdir; e > 1 üçün orbit hiperbolikdir.
2) Kosmosda orbitin istiqaməti əsas olaraq qəbul edilən müəyyən bir müstəviyə nisbətən müəyyən edilir. Planetlər, kometalar və Günəş sisteminin digər cisimləri üçün belə bir təyyarə xidmət edir ekliptik müstəvi. Orbital müstəvinin mövqeyi iki orbital elementlə müəyyən edilir: yüksələn düyünün uzunluğuΩ Və orbital meyli.
Yüksələn düyünün uzunluğu Ω - bu, orbital və ekliptik müstəvilərin kəsişmə xətti ilə Qoç nöqtəsinə istiqamət arasında Günəşdəki bucaqdır. Bucaq ekliptika boyunca şaquli bərabərlik nöqtəsindən orbitin Ω yüksələn düyününə qədər, yəni cismin cənub yarımkürəsindən şimala doğru hərəkət edərək ekliptikanı keçdiyi nöqtəyə qədər ölçülür. Əks nöqtə deyilir enən düyün , və qovşaqları birləşdirən xəttdir qovşaqların xətti .
0° ≤ Ω ≤ 360°
Q
- planetin orbitinin müstəvisi
P - ekliptik müstəvi
3) Orbitin təyyarədəki mövqeyi Q perihelion arqumenti ilə müəyyən edilir ω , orbital perihelionun yüksələn düyündən bucaq məsafəsidir ω = Ω P.
4) Göy cisminin zamanın hər hansı bir xüsusi anında orbitdəki mövqeyini təyin edən altıncı element kimi periheliondan keçmə anı To .
Günəşdə perihelion istiqamətindən bədənin istiqamətinə qədər ölçülən bucaq deyilir əsl anomaliya ν . Bir cismin orbiti boyunca hərəkət etdiyi zaman əsl anomaliya qeyri-bərabər dəyişir: Keplerin ikinci qanununa uyğun olaraq, bədən perihelion yaxınlığında daha sürətli hərəkət edir. P və apelionda daha yavaş A. Həqiqi anomaliya orta anomaliya vasitəsilə düsturlardan istifadə etməklə hesablanır.
§5. Narahat hərəkət anlayışı
Hərəkətdə olan planetlər təkcə Günəşə deyil, həm də bir-birlərinə cəlb olunurlar. Ulduz klasterlərində hər bir ulduz digərlərini cəlb edir. Yerin süni peyklərinin hərəkətinə yerin qeyri-sferik forması və yer atmosferinin müqaviməti, həmçinin Ay və Günəşin cazibə qüvvəsi təsir edir. Bu əlavə qüvvələr adlanır narahat edici , və onların göy cisimlərinin hərəkətində yaratdığı təsirlərdir pozuntular . Narahatlıqlara görə, göy cisimlərinin orbitləri davamlı olaraq yavaş-yavaş dəyişir.
Səma cisimlərinin hərəkətinin narahatedici qüvvələri nəzərə alaraq öyrənilməsi xüsusi elm - göy mexanikası tərəfindən həyata keçirilir.
Göy mexanikasında işlənib hazırlanmış üsullar Günəş sistemindəki hər hansı cismin mövqeyini illər öncədən çox dəqiq müəyyən etməyə imkan verir. Süni göy cisimlərinin hərəkətini öyrənmək üçün daha mürəkkəb hesablama metodlarından istifadə edilir.
§6. İşıqlandırıcıların görünən gündəlik hərəkəti
Gün ərzində hər bir ulduz öz gündəlik paraleli boyunca tam bir inqilab edir. Şəkildə. ulduzun gündəlik paraleli təsvir edilmişdir σ .
https://pandia.ru/text/78/111/images/image011_62.gif" align="left" width="252" height="132 src=">a) Ekvatorda dünyanın qütbləri yerləşir. üfüqdə yerləşir və şimal və cənub nöqtələri ilə üst-üstə düşür.Bu halda ulduzların gündəlik paralelləri şaquli müstəvilərdədir.
b) Şimal qütbündə dünyanın oxu şaquli olaraq yuxarıya, yəni şimal səma qütbünə yönəldilmişdir. P zenitlə üst-üstə düşür z. Bütün ulduzların gündəlik yolları üfüqə paralel müstəvilərdədir.
Meridianın mövqeyi qeyri-müəyyən olur. Yer səthinin bu nöqtəsindən istənilən istiqamət cənub olacaq.
§7. Ulduzların uzanması
Azimut" href="/text/category/azimut/" rel="bookmark">gündəlik paralel boyunca hərəkət zamanı azimut |A| ≤ 90° ilə şimal nöqtəsindən ±A daxilində dəyişir.
Uzatma ulduzların azimutları həddindən artıq qiymət aldıqda onların mövqeyini adlandırırlar. Səma sferasının hansı tərəfində baş verməsindən asılı olaraq şərq və qərb uzanmaları fərqləndirilir. Şəkildə. 1-ci ulduz şərq uzanmasına malikdir E E və qərb uzanması E W. Ulduzun 2 uzanması yoxdur.
§8. Efemeridlər
Efemeridlər göy cisimlərinin səmada mövqeyi, onların hərəkət sürəti, ulduzların böyüklükləri və astronomik müşahidələr üçün zəruri olan digər məlumatları ehtiva edən cədvəllərdir. Efemerlər əvvəllər aparılmış müşahidələrin nəticələrinə əsasən gələcək zamanlar üçün tərtib edilir.
Efemerləri hesablayarkən, göy cisimlərinin hərəkəti nəzəriyyələrindən və onların parlaqlığının dəyişmə qanunlarından istifadə olunur.
İstifadə olunan materialların dəqiqliyindən asılı olaraq, efemerlər irəli hesablanır müxtəlif dövrlər vaxt. Beləliklə, kiçik planetlərin səma koordinatlarını ehtiva edən efemeridləri bir il və ya daha çox əvvəlcədən tərtib edilir. Hərəkətləri dəqiq hesablana bilməyən müəyyən qüvvələrin (məsələn, sıxlığı daim dəyişən atmosferin müqaviməti) təsirinə məruz qalan süni Yer peyklərinin efemeridlərini lazımi dəqiqliklə cəmi 1-2 ay ərzində tərtib etmək olar. əvvəlcədən.
Efemeris həmçinin teleskopun montaj bucaqlarını, ay fazalarını və müşahidələri rasional aparmağa kömək edən digər məlumatları ehtiva edə bilər. Məsələn, Qütb Ulduzunun müşahidələri təkcə gecə deyil, gündüz saatlarında da aparıla bilər; Bunun üçün əvvəlcədən təxmini üfüqi koordinatların (işçi efemerlərin) xüsusi cədvəlini tərtib etmək lazımdır - azimut A və yüksəkliklər h Qütb. Cihazı onların dəyərlərinə uyğun olaraq istiqamətləndirərək, borunun görünüş sahəsində Şimal Ulduzunun şəklini tapa bilərsiniz.
Polyarnaya efemeridlərinin tərtibi (yəni, təxmini üfüqi koordinatların hesablanması proseduru - müşahidənin gözlənilən anlarında h hündürlüyü və azimut a):
AE-dən seçin φ ; yerli ulduz vaxtı s analıq vaxtı ilə tapılır D .
Göy qütbünün hündürlüyü eninə bərabərdir h səh = φ
Üçbucaqdan zσk tərəflər zk Və zσ bəzi fərziyyələrlə bir-birinə bərabər hesab edilə bilər: 90°-φ-χ = 90°- h ,
harada φ+χ = h .
Astronomik cədvəllərdə dəyər χ adətən ilə işarələnir ƒ , Sonra h = φ+ƒ
Buna görə də, h Polar müəyyən etmək üçün tələb olunan dəyərdir ƒ yerli ulduz vaxtı s və əlavə edin φ .
Qütb azimutu a arqumentlərlə eyni cədvəllərdən alınır s Və φ . Sonra, Polyarnayanın işləyən efemeri müəyyən bir müşahidə anında müəyyən bir intervalla (məsələn, 30m) hesablanır.
Mövzu 4. Yerin və Ayın fırlanması. Faktorlar dəyişməyə səbəb olur ulduz koordinatları.
§1. Yerin orbital və fırlanma hərəkətinin xüsusiyyətləri
Yer Günəş sistemindəki planetlərdən biridir. Digər planetlər kimi, o da Günəş ətrafında elliptik orbitlə hərəkət edir, onun yarımböyük oxu (yəni Yerin və Günəşin mərkəzləri arasındakı orta məsafə) astronomiyada uzunluq vahidi (au) kimi qəbul edilir. daxilindəki göy cisimləri arasındakı məsafələr günəş sistemi. Orbitin müxtəlif nöqtələrində Yerdən Günəşə olan məsafə eyni deyil, perihelionda (3 yanvar) təqribən 2,5 milyon km az, afeliyada (3 iyul) isə orta məsafədən eyni miqdarda böyükdür. 149,6 milyon km-dir.
Planetimiz Günəş ətrafında öz orbitində hərəkət edərkən, Yerin ekvatorunun müstəvisi (orbit müstəvisinə 23°27' bucaq altında maili) özünə elə paralel hərəkət edir ki, orbitin bəzi hissələrində Yer kürəsi şimal yarımkürəsi ilə Günəşə, digərlərində isə cənub yarımkürəsi ilə meyllidir.
Yer kürəsinin gündəlik fırlanması demək olar ki, sabit bir şəkildə baş verir bucaq sürəti 23h56m04.1s müddəti ilə, yəni bir ulduz günü üçün. Yerin gündəlik fırlanma oxu onun şimal ucu ilə təxminən ulduza doğru istiqamətlənir alfa Kiçik Ursa , buna görə də Şimal Ulduzu adlanır.
§2. Yerin qütblərinin hərəkəti
Yer kürəsinin fırlanma oxu öz oxunda yellənirmiş kimi görünən Yerin gövdəsində sabit mövqe tutmur, bunun nəticəsində yerin qütbləri yer səthində mürəkkəb əyri təsvir edir, bir nöqtədən uzaqlaşmır. müəyyən orta mövqe 0,3-0,4”dən artıqdır. Qütbün Yer səthində dolaşması səbəbindən Yer səthində yerləşən nöqtələrin coğrafi koordinatları - enlik və uzunluq dəyişməlidir.
Yerin xüsusiyyətlərindən biri onun maqnit sahəsidir, bunun sayəsində biz kompasdan istifadə edə bilərik. Kompas iynəsinin şimal ucunun çəkildiyi yerin maqnit qütbü Şimal Coğrafi Qütblə üst-üstə düşmür, lakin koordinatları ≈ 76° N olan bir nöqtədə yerləşir. w. və 101° W. d) Yerin cənub yarımkürəsində yerləşən maqnit qütbünün koordinatları 66° cənubdadır. w. və 140° E. d (Antarktidada).
§3. Ayın hərəkəti
Ay Yerə ən yaxın olan göy cismidir, təbii peyk planetimizin. O, Yer ətrafında təxminən 400 min km məsafədə fırlanır. Ayın diametri Yerin diametrindən cəmi 4 dəfə kiçikdir, 3476 km-ə bərabərdir. Qütblərdə sıxılmış Yerdən fərqli olaraq, Ay nizamlı bir kürəyə daha yaxındır.
Şimal qütbündən baxıldıqda Ay, Günəş sisteminin bütün planetləri və peykləri kimi, Yerin ətrafında saat əqrəbinin əksi istiqamətində fırlanır. Yer ətrafında bir dövrə tamamlamaq üçün 27,3 gün lazımdır. Ayın Yer ətrafında bir fırlanma vaxtı, öz oxu ətrafında bir dövrənin vaxtı ilə tam bərabərdir. Buna görə də Ay daim eyni tərəfi ilə Yerə çevrilir. içində olduğu güman edilir erkən dövrlər Tarixi boyu Ay öz oxu ətrafında bir qədər daha sürətli fırlandı və buna görə də Yerə doğru çevrildi müxtəlif hissələrdə onun səthi. Lakin nəhəng Yerin yaxınlığı səbəbindən Ayın bərk cismində əhəmiyyətli gelgit dalğaları yarandı. Onlar sürətlə fırlanan Ayda hərəkət etdilər. Ayın ləngiməsi prosesi o, yalnız bir tərəfi ilə daim Yerə çevrilənə qədər davam etdi. Görünən və anlayışları buradadır arxa tərəf Aylar. Ümumilikdə Ay səthinin 59%-ni Yerdən görmək mümkündür.
§4. Presessiya və nutasiya
Üst fırlananda onun oxu praktiki olaraq heç vaxt sabit olmur. Cazibə qüvvəsinin təsiri altında qanunlara uyğun olaraq fırlanma hərəkəti, yuxarının oxu konik səthi təsvir edərək hərəkət edir. Yer böyük bir zirvədir. Və onun fırlanma oxu, Ayın və Günəşin cazibə qüvvəsinin ekvator artıqlığına təsiri altında (ekvatorda Yerin düz olması səbəbindən qütblərdən daha çox maddə var) də yavaş-yavaş fırlanır.
Yerin fırlanma oxu ekliptik oxuna yaxın 23,5° bucağı olan konusu təsvir edir, bunun nəticəsində göy qütbü ekliptik qütbün ətrafında kiçik dairədə hərəkət edir və təxminən 26.000 ildə bir inqilab edir. bu hərəkət deyilir presessiya .
Presesiyanın nəticəsi, yaz bərabərliyi nöqtəsinin Günəşin görünən hərəkətinə doğru tədricən ildə 50,3 düym dəyişməsidir. bu səbəbdən Günəş hər il yaz bərabərliyi nöqtəsinə səmada tam bir inqilab etməsindən 20 dəqiqə əvvəl daxil olur.
Göy ekvatorunun və göy qütbünün mövqeyinin dəyişdirilməsi, həmçinin Qoç nöqtəsinin hərəkəti ekvatorial və ekliptik səma koordinatlarının dəyişməsinə səbəb olur. Buna görə də, göy cisimlərinin koordinatlarını kataloqlarda verərkən və ya xəritələrdə təsvir edərkən, onlar "dövrü", yəni koordinat sistemini təyin edərkən ekvatorun və Qoç nöqtəsinin mövqelərinin alındığı anı göstərməlidirlər.
Böyük dərəcədə presessiya Ayın cazibə qüvvələrinin təsiri altında baş verir. Günəşin və Ayın Yerə nisbətən mövqeyinin dəyişməsi səbəbindən presessiyaya səbəb olan qüvvələr daim dəyişir. Buna görə də, Yerin fırlanma oxunun konus boyunca hərəkəti ilə yanaşı, onun kiçik vibrasiyaları da müşahidə olunur. qidalanma . Presessiya və nutasiyanın təsiri altında səma qütbü ulduzlar arasında mürəkkəb dalğayabənzər əyri təsvir edir.
Ulduzların koordinatlarının presessiyaya görə dəyişmə sürəti ulduzların səma sferasında mövqeyindən asılıdır. Fərqli ulduzların meylləri sağ yüksəlişdən asılı olaraq il ərzində +20” ilə -20” arasında dəyişir. Sağ yüksəlişlər presessiyaya görə daha mürəkkəb şəkildə dəyişir və onların düzəldilməsi ulduzların həm sağ yüksəlişlərindən, həm də enişlərindən asılıdır. Presessiya cədvəlləri astronomik məcmuələrdə dərc olunur.
Presessiya və nutasiya yalnız Yerin fırlanma oxunun kosmosda oriyentasiyasını dəyişir və bu oxun Yerin bədənindəki mövqeyinə təsir göstərmir. Buna görə də, yer səthində yerlərin nə eni, nə də uzunluğu presessiya və nutasiya səbəbindən dəyişmir və bu hadisələr iqlimə təsir göstərmir.
§5. İşığın aberasiyası
İşıq aberrasiyası, göy cisminin və müşahidəçinin nisbi hərəkəti nəticəsində yaranan səma cisimlərinin qübbədəki həqiqi mövqeyindən aşkar sapmasıdır.
Aberrasiya fenomeni insanın leysan yağışda yaşadıqları ilə müqayisə edilə bilər. Yağışda dayanan kişi çətirini başının üstündə tutur. Amma yeriyəndə məcbur olur, quru qalmaq istəyirsə, çətiri qabağa əyir və nə qədər tez yeriyirsə, çətiri bir o qədər əymək məcburiyyətində qalır. Yağış damcıları hələ də düz aşağı düşsə də, adama elə gəlir ki, çətiri əydiyi nöqtədən gəlir.
Eynilə, hərəkət edən müşahidəçiyə elə gəlir ki, göy cisminin işığı cismin yerləşdiyi nöqtədən deyil, müşahidəçinin hərəkət istiqamətində birinciyə nisbətən yerdəyişən başqa bir nöqtədən gəlir. Qoy bir ulduz ekliptikanın qütbündə olsun. Onun işığı Yerə öz orbitində hərəkət edən Yerin sürətinin istiqamətinə perpendikulyar düşür. Bununla belə, teleskopunu ekliptikanın qütbünə yönəldən astronom baxış sahəsinin mərkəzindəki ulduzu görməyəcək: belə teleskopun obyektivinə daxil olan işıq şüasının bütün borudan keçməsi üçün vaxt lazımdır və bu müddət ərzində boru Yerlə birlikdə hərəkət edəcək və ulduzun şəkli baxış sahəsinin mərkəzinə düşməyəcək.
Beləliklə, görmə sahəsinin mərkəzindəki göy cismini müşahidə etmək üçün teleskop müşahidəçinin hərəkətinə uyğun olaraq müəyyən bucaq altında irəli əyilməlidir.
§5. Paralaks
Qatarda gedərkən relslər boyunca dayanan sütunlar pəncərədən kənarda yanıb-sönür. Bir neçə on metr aralıda yerləşən binalar geriyə daha yavaş axır. dəmir yolu. Və çox yavaş-yavaş, istəksizcə, üfüqün yaxınlığında yerləşən evlər və bağlar qatardan geri qalır. Müşahidəçinin hərəkəti zamanı cismin istiqamətinin dəyişmə sürəti azdırsa, cisim müşahidəçidən nə qədər uzaq olarsa. Və buradan belə çıxır ki, cismin bucaq yerdəyişməsinin böyüklüyü deyilir paralaktik yerdəyişmə və ya sadəcə paralaks , siz obyektə olan məsafəni xarakterizə edə bilərsiniz.
Yer səthi ilə hərəkət edərək ulduzun paralaktik yerdəyişməsini aşkar etmək mümkün deyil: ulduzlar çox uzaqdadır və belə hərəkətlər zamanı paralakslar onların ölçülməsi imkanlarından çox kənardadır.
https://pandia.ru/text/78/111/images/image015_43.gif" align="sol" eni="240" hündürlük="192">
Bu halda, Yerin mərkəzindən ulduzun üfüqdə olduğu ekvator nöqtəsinə doğru hərəkət edən xəyali müşahidəçi üçün paralaks hesablanır.
Günəşin (eləcə də digər göy cisimləri kimi) səma üzərində gündəlik hərəkəti Yerin qərbdən şərqə yönəldilmiş öz oxu ətrafında fırlanmasının nəticəsidir və buna görə də Günəşin görünən hərəkəti ondan baş verir. şərqdən qərbə. Ancaq bir yamacın olması səbəbindən yerin oxu Günəş ətrafındakı orbit müstəvisinə doğru, Yer Günəş ətrafında fırlanarkən günəşin doğuş/qürub nöqtələri daim dəyişir və nəticədə şərqdə/qərbdə günəşin doğuşu/qürubu yalnız gecə-gündüz bərabərliyi nöqtələrinin yaxınlığında baş verir. 20 mart və sentyabr. Yayda Yer kürəsinin şimal yarımkürəsi müvafiq olaraq Günəşə baxır, orta enliklərdə günəşin doğuş nöqtəsi şimal-şərqə, qürub nöqtəsi isə şimal-qərbə keçir, qışda isə Yer kürəsinin cənub yarımkürəsini Günəşə və günəşə məruz qoyur. günəşin doğuşu cənub-şərqdə, gün batımı isə cənub-qərbdə baş verir.
Günəşin ulduzlara nisbətən illik yolu Yerin Günəş ətrafında fırlanması ilə əlaqələndirilir. Təbii ki, gün ərzində ulduzlar görünmədiyi üçün Günəşin bu hərəkətini izləmək çətindir, baxmayaraq ki, gün ərzində bu hərəkətə görə Günəş ulduzların fonunda bütöv bir dərəcədə hərəkət edir. (yəni görünən ölçülərdən ikisi ilə). Bununla belə, bu hərəkətin mövcudluğu ulduzlu səmanın fəsillərə görə dəyişən görünüşü, xüsusilə də müşahidə olunan bürclər ilə ifadə edilir. Məsələn, Orion bürcünü qaranlıq səmada payızdan yazın ortalarına qədər müşahidə etmək olar, lakin ilin qalan dövründə Günəş bu bürcün yanından (birbaşa keçməsə də) və gündüzlər Bu bürcü meydana gətirən ulduzların səmada çılpaq gözlə görülməsi mümkün görünmür. Günəş, il boyu Yerdən müşahidə edildikdə, Yerin orbitinin müstəvisini göstərən ekliptika adlanan xətt boyunca səma boyunca hərəkət edir (daha çox dəqiq tərif− Yer-Ay sisteminin kütlə mərkəzinin orbitinin müstəvisi) və 13 bürcdən keçir (Qoç, Buğa, Əkizlər, Xərçəng, Şir, Qız, Tərəzi, Əqrəb, Ophiuchus, Oxatan, Oğlaq, Dolça və Balıqlar). Yer Günəş ətrafında elliptik orbitdə fırlandığı üçün orbital sürət dəyişən bir dəyərdir və bu təbii olaraq Günəşin ekliptika boyunca görünən hərəkətinə təsir göstərir. Görünən hərəkət də qeyri-bərabərdir - Günəş ekliptikanın yarısını daha yavaş keçir (Yer işıqdan daha uzaq olduqda), ikincisi - daha sürətli, buna görə də şimal yarımkürəsində yaz və yay bir qədər uzun olur. payız və qışdan daha çox. Şimal yarımkürəsində yay olanda, Yer Günəşdən ən uzaqdadır və orbitində ən yavaş hərəkət edir, qışda isə ən yaxındır və daha sürətli hərəkət edir (cənub yarımkürəsində bu, hələ də əksinədir).
Ayın görünən hərəkəti
Ay orbitinin müstəvisi Yerin Günəş ətrafındakı orbitinin müstəvisinə 5 dərəcə mailliyə malikdir, beləliklə, Ayın ulduzlara nisbətən görünən hərəkəti ekliptika xəttinə yaxın məsafədən keçir. Lakin bu hərəkətin sürəti Günəşin sürətindən qat-qat böyükdür. Əgər Günəş səmada ulduzlara nisbətən yarım Yer günündə görünən diametrinə bərabər hərəkət edərsə, Ay da təxminən 1 saat ərzində eyni məsafəni qət edir və Ay qaranlıq səmada müşahidə oluna bildiyi üçün ulduzların fonunda bu yerdəyişməni izləmək çətin deyil. Ay öz orbitində Yerin öz oxu ətrafında fırlanması ilə eyni istiqamətdə hərəkət edir (şimal qütbündən baxdıqda saat əqrəbinin əksinə), buna görə də Ayın ulduzların fonunda görünən hərəkəti qərbdən şərqə doğru baş verəcək. Ay orbitinin yerdən daha çox elliptik olması səbəbindən Ayın görünən hərəkəti daha qeyri-bərabər olacaq. Ay ulduzlara nisbətən (və Yer ətrafında) 27 gün, 7 saat, 43 dəqiqə, 11,5 saniyəyə səyahət edir. Yeni ay zamanı Ay səmada Günəşlə eyni istiqamətdədir (yəni Yer və Günəş arasında) və buna görə də işıqsız tərəfə baxır. Lakin yavaş-yavaş ulduzdan şərqə doğru irəliləyərək, Ay diskinin Günəş tərəfindən işıqlandırılan kənarı böyüməyə başlayır və tam aya qədər belə davam edir. Tam Ay şərq səmasında yüksəlir və təxminən altı ay əvvəl Günəşin gündəlik yolunu izləyir. Belə ki, yay aylarında şimal yarımkürəsində Günəş şimal-şərqdə doğduğunda, yüksək qalxıb şimal-qərbdə batdığı zaman - Ay da öz növbəsində cənub-şərqdə yüksəlir, üfüqdən yuxarı qalxmır və üfüqdən yuxarı qalxmır və günəşin şimal-şərqdə batması ilə nəticələnir. səhər cənub.qərb (qışda şimal yarımkürəsində gündüz Günəş kimi). Ay və Yer orbitlərinin müstəvilərinin kəsişmə nöqtələrinin olması bizə günəş və ay tutulmaları kimi hadisələri müşahidə etmək imkanı verir. Bununla belə, onlar yalnız bir-birindən asılı olmayan aşağıdakı şərtlər eyni vaxtda yerinə yetirildikdə baş verir - ulduzlara nisbətən yolunda olan Ay bu yolun ekliptika ilə kəsişmə nöqtəsinə yaxın olmalıdır və həmçinin yeni bir şərt olmalıdır. ay (günəş tutulması üçün) və ya tam ay (ay tutulması üçün).
Planetlərin görünən hərəkəti
Planetlərin orbital müstəviləri Yerin orbitinin müstəvisinə bir neçə dərəcədən çox olmayan meylə malikdir, buna görə də onların ulduzlara nisbətən görünən yolu ekliptikanın yaxınlığından keçir, lakin bu hərəkətin trayektoriyası daha mürəkkəbdir. Günəş və Ay. Əvvəlcə Ay və Günəşlə eyni istiqamətdə (qərbdən şərqə (irəli hərəkət)) hərəkət edən planetlər müəyyən bir nöqtədə yavaşlamağa, dayanmağa və sonra bir müddət şərqdən qərbə doğru hərəkət etməyə başlayırlar (retrograd hərəkət), bundan sonra onlar yenidən yavaşlayır və yenidən irəli hərəkətə keçirlər. İstiqamətləri dəyişdirərkən hərəkət traektoriyası bir döngə formasına malikdir.
Yerdən (aşağı planetlər) Günəşə daha yaxın olan planetlərin hərəkəti Yerdən daha uzaqda olan planetlərin (yuxarı planetlər) hərəkətindən bir qədər fərqlidir. Venera səmada Günəşdən daha sürətlə irəliyə doğru hərəkət edir, onu qabaqlayır, sonra Günəşdən 47 dərəcədən çox olmayan məsafədə dayanır (bu, işıqdan maksimum bucaq məsafəsi (şərq uzanması) nöqtəsidir), bundan sonra o, səmaya keçir. geriyə doğru hərəkət edir və Günəşi təkrar-təkrar keçir, işıqdan 47 dərəcədən artıq olmayan məsafədə dayanır (qərb uzanması) sonra yenidən birbaşa hərəkətə keçir. Merkuri də hərəkət edir, yalnız döngənin ölçüsü daha kiçik olacaq, çünki Merkuri Günəşə daha yaxındır və günəşdən bucaq məsafəsi çox kiçikdir, maksimum 28 dərəcədir. Mars və digər yuxarı planetlər vəziyyətində, irəli istiqamətdə hərəkət Günəşdən daha yavaş olacaq, buna görə də planetlər getdikcə günəşdən qərbə doğru getdikcə, tədricən ondan geri qalacaqlar. Planet Günəşdən əks istiqamətdə olduqda, onun ulduzların fonunda hərəkəti yavaşlayacaq və o, geriyə doğru hərəkətə keçəcək, bu da tezliklə yavaşlayacaq və yenidən irəli hərəkətə keçəcək, bundan sonra planet səmada Günəşə yaxınlaşmağa başlayacaq. Yuxarı planet nə qədər uzaq olarsa, hərəkət istiqamətlərini dəyişdirərkən ilgənin ölçüsü bir o qədər kiçik olacaqdır.
Hərəkət istiqamətlərinin dəyişməsi planetlərin qeyri-bərabər orbital sürətindən qaynaqlanır. Venera və Merkurinin geriyə doğru hərəkəti onlar Yeri ötdükləri, öz orbitlərində hərəkət etdikləri və eyni zamanda Yerlə Günəşin eyni tərəfində olduqları zaman baş verir. Üst planetlərdə isə əksinə, Yer onları ötüb keçir və bu səbəbdən onlar geriyə doğru hərəkət alırlar. Döngələr, planet orbitlərinin eyni müstəvidə olmaması, yerin orbitinin müstəvisinə nisbətən kiçik də olsa meylləri olması səbəbindən əldə edilir.
Ulduzların görünən hərəkəti
Günəş sisteminin cisimlərinin görünən hərəkəti nəzərdən keçirildikdə, ulduzların tamamilə hərəkətsiz olduğu təəssüratı yarada bilən “ulduzlara nisbətən hərəkət” ifadəsi çox xatırlanırdı. Əslində bu belə deyil, sadəcə olaraq ulduzların sürətləri onlara olan məsafələrlə müqayisədə o qədər kiçikdir ki, onilliklər ərzində belə onların hərəkətini çılpaq gözlə görmək demək olar ki, mümkün deyil. Hərəkət ən yaxşı şəkildə yüksək olan ulduzlarda görünür real sürətlər müşahidəçinin görmə xətti boyunca və eyni zamanda hələ də Günəşə nisbi yaxınlıqdadırlar, belə ki, bu sürət ən azı bir şəkildə nəzərə çarpır, çünki yüzlərlə işıq ilindən uzaqlaşdıqda, hətta yüzlərlə km/s eninə sürətlərdə belə, ulduzun mövqeyi son dərəcə yavaş dəyişəcək. Ulduzlar arasında (Günəş istisna olmaqla) Barnard Ulduzu səmada ən yüksək düzgün hərəkətə malikdir - Günəşdən 6 işıq ili məsafəsində olmasına baxmayaraq, adi gözlə görünməyən çox tutqun qırmızı cırtdandır. Lakin buna baxmayaraq, bu ulduz səmada ildə 10 qövs saniyəsi ilə hərəkət edir ki, bu da görünən diametrindən 180 dəfədən çox azdır. Bütöv ay. Bir ulduzun səmada daha uzaq ulduzların fonunda Ayın ölçüsünə bərabər məsafəyə hərəkət etməsi üçün təxminən eyni sayda il lazım olduğunu təxmin etmək çətin deyil. Ancaq bu, belə böyük düzgün hərəkəti olan yalnız bir ulduzdur; digər ulduzlar üçün bu hərəkətlər daha yavaşdır.
Kosmik tədqiqatlar çoxdan xəyaldan kənara çıxdı:
– hər il astronavtlar Yerdən kənara çıxırlar;
– insanlar bəziləri artıq günəş sistemini keçmiş peyklər buraxırlar;
– nəhəng teleskoplar planetimizin orbitindən ulduzları müşahidə edir.
Göydə ilk pioner kim olub? Kosmik nailiyyətlərimizin arxasında hansı inanılmaz nəzəriyyələr dayanır? Gələcək bizi nə gözləyir? Bu kitab sizə ən çox şey haqqında qısa və aydın məlumat verəcəkdir mühüm kəşflər astronomiya sahəsində, onları yaradan insanlar haqqında.
Elmi kəşflərdən xəbərdar olun - cəmi bir saat ərzində!
Kitab:
| <<< Назад
|
İrəli >>> |
Tycho Brahe'nin müşahidələri və ölçmələri tələbəsi, alman alimi İohannes Keplerə imkan verdi. növbəti addım astronomiyanın inkişafında.
Geosentrik Ptolemey dünya sistemi və Kopernik heliosentrik sistemi
Marsın orbitini hesablayan Kepler onun Kopernik və digər elm adamlarının inandığı kimi dairə deyil, ellips olduğunu kəşf etdi. Əvvəlcə o, bu qənaətini başqa planetlərə də şamil etmədi, lakin sonradan təkcə Marsın deyil, bütün planetlərin ellipsoidal orbitə malik olduğunu anladı.Beləliklə, Keplerin planetlərin birinci hərəkət qanunu kəşf edildi. IN müasir formula belə səslənir: Günəş sisteminin hər bir planeti Günəşin yerləşdiyi fokuslardan birində ellipsdə fırlanır.
Planetlərin hərəkətinin ikinci qanunu birincinin məntiqi nəticəsi idi. Kepler hələ birinci qanunun formalaşmasından əvvəl Marsın hərəkətini müşahidə edərkən planetin Günəşdən uzaqlaşdıqca daha yavaş hərəkət etdiyini fərq etmişdi. Orbitin elliptik forması hərəkətin bu xüsusiyyətini tam izah edir. Bərabər zaman dövrlərində bir planeti Günəşlə birləşdirən düz xətt bərabər sahələri təsvir edir - bu, Keplerin ikinci qanunudur.
İkinci qanun planetin sürətinin dəyişməsini izah edir, lakin heç bir hesablama vermir. Planetlərin nə qədər sürətlə fırlandığını və Günəş ətrafında səyahət etmək üçün nə qədər vaxt lazım olduğunu hesablayan düstur Keplerin üçüncü qanunudur.
Keplerin tədqiqatı Ptolemey və Kopernik dünya sistemləri arasındakı mübahisəyə son qoydu. O, sistemimizin mərkəzində Yerin deyil, Günəşin olduğunu inandırıcı şəkildə sübut etdi. Keplerdən sonra elm aləmində geosentrik sistemi canlandırmaq üçün başqa cəhdlər edilmədi.
Kepler tərəfindən kəşf edilmiş üç planet hərəkət qanununun dəqiqliyi çoxsaylı tədqiqatlar tərəfindən təsdiq edilmişdir. astronomik müşahidələr. Buna baxmayaraq, bu qanunların əsasları və səbəbləri 17-ci əsrin sonlarına qədər qeyri-müəyyən olaraq qaldı. Nyutonun dühası özünü büruzə vermədi.
Nyutonun ümumdünya cazibə qanununu necə kəşf etməsi hekayəsini hamı bilir: başına alma düşdü və Nyuton almanın Yerə çəkildiyini başa düşdü. Bu əfsanənin uzadılmış variantında alimin alma ağacının altında oturarkən ona baxdığı Ay da var.
Alma düşəndən sonra Nyuton başa düşdü ki, almanın düşməsinə səbəb olan qüvvə ilə Ayı Yerin orbitində saxlayan qüvvə eyni xarakter daşıyır.
Reallıqda təbii ki, hər şey bu qədər sadə deyildi.Məşhur qanunun kəşfindən əvvəl Nyuton uzun illər mexanikanın, hərəkət qanunlarının və cisimlər arasında qarşılıqlı təsirin öyrənilməsinə həsr olunmuşdu. O, cazibə qüvvələrinin mövcudluğunu ilk irəli sürən deyildi. Galileo Galilei bu barədə danışdı, lakin o, Yerə cazibənin yalnız planetimizdə hərəkət etdiyinə və yalnız Aya qədər uzandığına inanırdı. Planetlərin hərəkət qanunlarını kəşf edən Kepler onların yalnız kosmosda işlədiyinə və yer fizikası ilə heç bir əlaqəsi olmadığına əmin idi. Nyuton bu iki yanaşmanı birləşdirə bildi - bunu ilk dərk edən o oldu fiziki qanunlar, ilk növbədə universal cazibə qanunu universaldır və bütün maddi cisimlərə şamil edilir.
Ümumdünya cazibə qanununun mahiyyəti ondan ibarətdir ki, Kainatdakı tamamilə bütün cisimlər arasında cazibə var. Cazibə qüvvəsi iki əsas kəmiyyətdən - cisimlərin kütləsindən və aralarındakı məsafədən asılıdır. Bədən nə qədər ağır olsa, yüngül bədənləri bir o qədər güclü şəkildə cəlb edir. Yer Ayı özünə çəkir və onu öz orbitində saxlayır. Ayın da planetimizə müəyyən təsiri var (bu, gelgitlərə səbəb olur), lakin daha böyük kütləsi sayəsində Yerin cazibə qüvvəsi daha böyükdür.
Ümumdünya cazibə qanununa əlavə olaraq, Nyuton üç hərəkət qanununu tərtib etdi. Bunlardan birincisi ətalət qanunu adlanır. Orada deyilir: bədənə heç bir qüvvə tətbiq edilmədikdə, o, istirahət və ya vahid vəziyyətdə qalacaq düzxətli hərəkət. İkinci qanun qüvvə və təcil anlayışını təqdim edir və bu iki kəmiyyət, Nyutonun sübut etdiyi kimi, bədənin kütləsindən asılıdır. Kütlə nə qədər böyükdürsə, müəyyən bir tətbiq olunan qüvvə üçün sürətlənmə bir o qədər az olacaqdır. Nyutonun üçüncü qanunu iki maddi obyektin qarşılıqlı təsirini təsvir edir. Onun ən sadə formulunda deyilir: hərəkət reaksiyaya bərabərdir.
İsaak Nyutonun etdiyi kəşflər və onun əldə etdiyi düsturlar astronomiyaya bu elmi daha da irəli aparmağa imkan verən güclü bir alət verdi. Əvvəllər heç bir izahı olmayan bir çox fenomen öz təbiətini ortaya qoydu. Planetlərin Günəş ətrafında, peyklərin isə kosmosa uçmadan planetlərin ətrafında fırlanmasının səbəbi aydın oldu: onları cazibə qüvvəsi tutur. Planetlərin sürəti ətalət qanununa görə vahid olaraq qalır. Göy cisimlərinin yuvarlaq forması da öz izahını aldı: o, cazibə qüvvəsi, daha kütləvi mərkəzə cazibə səbəbindən əldə edilir.
| <<< Назад
|
İrəli >>> |
