«Современные представления о происхождении Солнечной системы»
Вступление
На протяжении многих веков вопрос о происхождении Солнечной системы и Земли волновал прежде всего философов, так как фактический материал в этой области почти отсутствовал. Первые научные гипотезы о происхождении Солнечной системы и Земли, основанные на научных наблюдениях, появились лишь к концу 18 века.
Солнечная система глазами античных астрономов
В древности человек отождествлял все происходящее вокруг него с проявлениями могущественных сверхъестественных сил. Имена богов у разных народов отличались, но их суть оставалась везде одинаковой – они создали мир, небо, человека и вообще все живое и неживое. До развития астрономии в Древней Греции не существовала четких представлений о Солнечной системе. Все крупные небесные тела, видимые человеческим глазом, просто отождествлялись с богами. Земля же была неподвижным объектом, центром мира, который окружен твердью небесной.
Греки же первыми предложили геоцентрическую модель нашего Солнечного мира. Согласно их представлениям, Земля – неподвижный центр Вселенной. Вокруг нее вращаются Солнце, Луна, звезды и пять уже известных на тот момент планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн). Смена их положения на небосклоне объяснялась вращением космического пространства вокруг мировой оси. Первым, кто предложил данную модель, стал Клавдий Птолемей. Он же изложил свои размышле
Гелиоцентрическая система мира (гелиоцентризм) — представление о том, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты. Возникла в противовес геоцентрической системе мира в античности, но получила широкое распространение в XVI—XVII веках.
В гелиоцентрической системе Земля предполагается обращающейся вокруг своей оси за одни звёздные сутки и одновременно вокруг Солнца за один звёздный год. Следствием первого движения является видимое вращение небесной сферы, следствием второго — годовое перемещение Солнца среди звёзд по эклиптике. Солнце считается неподвижным относительно звёзд.
Геоцентрическая система мира (от др.-греч. Γῆ, Γαῖα — Земля) — представление об устройстве мироздания, согласно которому центральное положение во Вселенной занимает неподвижная Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звёзды. Впервые возникла в Древней Греции, являлась основой античной и средневековой астрономии и космологии. Альтернативой геоцентризму является гелиоцентрическая система мира, являвшаяся предтечей современных космологических моделей Вселенной.
Общие характеристики планет Солнечной системы. Гипотеза О.Ю.Шмидта о происхождении тел Солнечной системы. Научные подтверждения справедливости космогонической гипотезы происхождения Солнечной системы.
Учебник: Астрономия 10-11 класс. УМК Чаругина В.М.
План урока
Ответьте на вопросы:
Какие объекты присутствуют в Солнечной системе? На какие две группы делятся планеты Солнечной системы?
По каким характеристикам различаются две группы планет?
Чем объясняется различие плотности двух групп планет?
Есть ли различие между группами планет по количеству спутников?
По каким орбитам движутся планеты? Что можно сказать о направлении их движения?
Изучение нового материала:
Гипотезы происхождения Солнечной системы (гипотезы Канта и Лапласа)
Гипотезы об образовании нашей Солнечной системы можно разбить на две группы: катастрофические и эволюционные.
Первые гипотезы появились задолго до того, как стали известны многие важные закономерности Солнечной системы.
1. Гипотеза Канта - первая универсальная естественно-философская концепция, разработанная в 1747-1755гг. В его гипотезе небесные тела произошли из гигантского холодного пылевого облака под действием тяготения. В центре облака образовалось Солнце, а на периферии - планеты. Таким образом, изначально высказывалась мысль, что Солнце и планеты возникли одновременно.
2. Гипотеза Лапласа - в 1796г выдвинул гипотезу о происхождении Солнечной системы из единой раскаленной вращающейся газовой туманности, не зная теории И. Канта. Планеты зарождались на границе туманности путем конденсации охлажденных паров в плоскости экватора и от охлаждения туманности постепенно сжималась, вращаясь все быстрее и когда центробежная сила становится равной силе тяготения, образуются многочисленные кольца, которые, уплотняясь, делясь на новые кольца, создали сперва газовые планеты, а центральный сгусток превратился в Солнце. Газовые планеты, остывали и сжимались, образуют вокруг кольца из которых затем возникли спутнике планет (кольцо Сатурна считал верностью своих рассуждений). В теории одновременно происходит формирование всех тел Солнечной системы: Солнца, планет, спутников. Приводит 5 фактов (явно недостаточно)- особенностей Солнечной системы, исходя из закона тяготения. Это первая, разработанная в математической форме, теория и существовала почти 150 лет, вплоть до теории О. Ю. Шмидта.
Гипотеза Канта-Лапласа не могла объяснить, почему в солнечной системе более 98% момента количества движения принадлежит планетам.
Согласно наиболее разработанной гипотезе, выдвинутой советским академиком Отто Юльевичем Шмидтом, Солнечная система сформировалась в результате длительной эволюции огромного холодного газопылевого облака.
Космогоническая гипотеза разработана О.Ю. Шмидтом в 1944-1949 г. г. и развита его сотрудниками и последователями.
.- Все тела, которые в настоящее время составляют Солнечную систему, образовались примерно 4,5 - 5 млрд лет тому назад.
Анализ содержания радиоактивных элементов в земной коре, исследования метеоритов и лунного грунта, а также геологические данные указывают на то, что вероятный возраст Земли близок к 4,5 миллиардам лет.
Солнце и планеты начали формироваться около 5 млрд. лет назад.
Благодаря спокойной эволюции Солнца, умеренно обогревающего Землю, на ней около 3 млрд. лет назад зародилась жизнь.
Облако, из которого образовались тела Солнечной системы, представляло собой смесь частиц, которые относились к трем компонентам: скальному, ледяному и летучему.
Именно из этих трех компонентов в различных соотношениях и состоят все тела Солнечной системы.
Облако сжималось и вращение его ускорялось.
Под действием усилившихся при этом центробежных сил облако превратилось в диск
Вещество уплотнилось и превратилось в кольцо, вращающееся вокруг центра.
Под влиянием сильного нагрева из окрестностей Солнца улетучивались газы (в основном это самые распространенные во Вселенной – водород и гелий) и оставались лишь твердые тугоплавкие частицы.
Вначале сжатие облака гравитационными силами привело к образованию центрального горячего ядра – будущего Солнца. Оно захватило себе основную часть массы облака – примерно 99,87% .
Согласно гипотезе Шмидта, процесс формирования планет представляется следующим образом.
В дискообразном газопылевом облаке вследствие взаимодействия его частиц возникали многочисленные сгущения. Множество мелких сгущений разрушалось из-за взаимных столкновений, некоторые выпадали на крупные сгущения, которые в свою очередь ещё больше увеличивались в размерах и уплотнялись, создавая зародыши планет.
Неупругие удары при столкновениях сгущений вели к тому, что зародыши планет постепенно обособлялись, а их орбиты становились всё более похожими на окружности.
Эволюция облака привела к тому, что основная масса вещества оказалась сосредоточенной в немногих крупных телах – больших планетах.
Из этого вещества впоследствии сформировались планеты земной группы, поэтому они оказались небольших размеров.
Вдали от Солнца летучие вещества намерзали на твердые частицы, относительное содержание водорода и гелия оказалось повышенным.
Объем периферийных частей облака был больше, а стало быть, больше и масса вещества, из которого образовались далекие от Солнца планеты.
Не всё вещество протопланетного облака вошло в состав планет и их спутников.
Между орбитами Марса и Юпитера, где значительное гравитационное влияние Юпитера мешало росту сгущений и нарушало устойчивость их орбит, образовались малые планеты – астероиды, которые и в нашу эпоху часто сталкиваются друг с другом и с планетами.
Согласно современным представлениям, образование протопланетного облака связано с процессом формирования звезд.
Ответьте на вопросы по изученному материалу
По каким характеристикам прослеживается разделение планет на две группы?
Каков возраст планет Солнечной системы?
Какая гипотеза происхождения Солнечной системы на сегодняшний день считается общепризнанной гипотезой?
Какие процессы происходили в ходе формирования планет по данной гипотезе?
Строение Солнечной системы
1. Организационный момент.
2. Мотивация. Однажды великого мыслителя Сократа спросили о том, что, по его мнению, легче всего в жизни. Он ответил, что легче всего – поучать других, а труднее – познать самого себя. Легко ли познать себя? Мы это делаем всю нашу жизнь, и порой усилия наши остаются напрасными. А легко ли познать окружающий нас мир, Вселенную???? (Нет!). Какая наука изучает Вселенную? (Астрономия). На уроках астрономии мы говорим о познании Вселенной. Посмотрите на слайд и ответьте на вопросы:
Что может быть общего между такими различными объектами?
Они составляют Солнечную систему
Можно ли сказать, что Солнечная система состоит из однородных тел?
Нет, тела различаются по размерам, массе, форме, химическому составу, траекториям движения.
Как вы думаете, что мы сегодня будем изучать?
Строение Солнечной системы.
.
Объяснение нового материала. Так давайте выясним, из чего состоит Солнечная система.
Солнечная система – это система космических тел, которая кроме центрального светила – Солнца, включает в себя восемь планет, их спутники, множество маленьких планет, кометы, космическую пыль и мелкие метеорные тела. Радиус около двух световых лет.
В средине XVI века польским астрономом Николаем Коперником была раскрыта общая структура строения Солнечной системы. Он опровергнул представление того, что Земля – это центр Вселенной и обосновал движение планет вокруг Солнца. Какое название получила такая модель Солнечной системы? (гелиоцентрическая).
Кто в XVII веке открыл законы движения планет? (Кеплер), а кто сформулировал закон всемирного притяжения? (Ньютон). Но только после того, как Галилей в 1609 году изобрел телескоп, стало возможным изучение физических характеристик космических тел, входящих в состав Солнечной системы.
Так Галилей, наблюдая за солнечными пятнами, впервые открыл вращение Солнца вокруг своей оси.
Для того чтобы изучить движение тел, мы должны сначала определиться с характеристиками, описывающими это движение. Самыми главными орбитальными характеристиками движения космических тел являются сидерический и синодический периоды обращения.
Сидерический период обращения — промежуток времени, в течение которого какое-либо небесное тело-спутник совершает вокруг главного тела полный оборот относительно звёзд.
Синодический период обращения (от греч. соединение) — промежуток времени между двумя последовательными соединениями Луны или какой-нибудь планеты Солнечной системы с Солнцем при наблюдении за ними с Земли.
По современным данным, вокруг Солнца обращаются восемь крупных шарообразных тел, называемых планетами. Наряду с планетами и их спутниками вокруг Солнца обращаются планеты-карлики, тысячи малых планет, называемых астероидами, а также кометы и частички пыли.
Планеты вращаются вокруг Солнца в том же направлении, что и Солнце вокруг своей оси, и удалены от Солнца в следующем порядке:
Меркурий(0,4а.е), Венера, Земля, Марс, пояс астероидов, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун (по современным данным Плутон (40а.е.) относят к планетам-карликам), за орбитой Нептуна находится пояс Койпера, а за поясом Койпера, вероятно, расположено облако Оорта.
Но физическим характеристикам их объединяют в две группы, разграниченные в пространстве поясом астероидов (ширина 3 а.е.).планеты земной группы и планеты гиганты.
3 798
15 391 
