Физическая природа Луны

Физическая природа Луны

Технологическая карта по выполнению лабораторной работы составлена в помощь преподавателям физики и астрономии. Карта содержит краткие теоретические сведения, нормативно-справочную литературу в виде таблиц с наименованиями лунных морей и других объектов лунной поверхности, инструкции по выполнению работы.

Содержание работы

Краткие теоретические сведения

Луна – естественный спутник Земли. Её поверхность покрыта горами,

цирками и кратерами, протяженными горными хребтами. Она имеет широкие впадины, изрезана глубокими трещинами. Тёмные пятна на поверхности Луны (низменности) были названы «морями». Большую часть поверхности Луны занимают «материки» - более светлые возвышенности. Видимое с земли полушарие Луны очень хорошо изучено. Обратное полушарие Луны принципиально не отличается от видимого, но на нём меньше «морских» впадин и обнаружены небольшие светлые равнинные участки, названные галассоидами.

На лунной поверхности зарегистрировано около 200000 деталей, из которых 4800 занесены в каталоги. Рельеф Луны формировался в сложном процессе эволюции с участием внутренних и внешних сил.

Изучение лунной поверхности осуществляется по фотографиям и картам, составленным на их основе. При этом следует помнить, что фотографии и карты воспроизводят телескопическое изображение Луны, на которых её северный полюс находится внизу.

Определение линейных размеров лунных образований.

Пусть d1 – линейный диаметр Луны, выраженный в километрах;

d2 – угловой диаметр Луны, выраженный в минутах;

D – линейный диаметр фотографического изображения Луны в миллиметрах.

Тогда масштабы фотографического снимка будут:

линейный масштаб:

l = d1/D, (1) угловой масштаб:

ρ = d2/D. (2) Видимый угловой диаметр

Луны изменяется в зависимости от её параллакса, и его значения на каждый день года приводятся в астрономических календарях-ежегодниках. Однако приближённо можно принять d2 = 32’. Зная

расстояние до Луны (r = 380000 км) и её угловой диаметр, можно вычислить линейный диаметр d1 = r ⋅ d2. Измерив в миллиметрах размер d лунного объекта на фотографии с известными масштабами, получим угловые dρ и линейные d1

его размеры:

dρ = ρ ⋅ d, (3)

d1 = l ⋅ d. (4)

По известным масштабам l и ρ фотографии полной Луны можно определять масштабы l1 и ρ1 фотографии участка лунной поверхности. Для этого необходимо отождествить одинаковые объекты и измерить в миллиметрах размеры d и d’ их изображений на фотографиях.

В масштабах фотографии участка лунной поверхности:

dρ = ρ1 ⋅ d’, (5)

d1 = l1 ⋅ d. (6)

Используя формулы (3) и (4), имеем:

l1 = l ⋅ d/d’, (7)

ρ1 = ρ ⋅ d/d’. (8)

Используя полученные масштабы ρ1 и l1, можно определить угловые и

линейные размеры лунных объектов с достаточной точностью.

Ход работы.

1. Установить названия лунных объектов, значащихся под номерами, указанными преподавателем.

2. Вычислить угловой и линейный масштабы фотографической карты видимого полушария Луны и определить угловые и линейные размеры моря,

протяжённость горного хребта и диаметры двух кратеров (по заданию преподавателя). Заполнить таблицу.

3. По фотографии участка лунной поверхности отождествить объекты лунной поверхности, по размерам которых вычислить масштаб данной фотографии.

Инструкция по выполнению задания

Задание выполнить в соответствии с содержанием работы.

Инструкция по охране труда (техника безопасности) № 075, № 083 в журнале по ТБ в лаборатории физики

Контрольные вопросы.

1. Какие наблюдения Луны доказывают, что там происходит смена дня и ночи?

2. Сколько оборотов вокруг своей оси в течение года делает Луна по отношению к Солнцу?

3. Можно ли, находясь на Луне наблюдать лунные полярные сияния?

4. Почему Луна обращена к Земле одной стороной, но наблюдается в разных фазах?

5. Почему с Земли можно наблюдать больше 50% поверхности Луны?

Фотография Лунной поверхности

Таблица 1 Наименования лунных морей

Таблица 2

Критерии оценки:

5 баллов – лабораторная работа выполнена с соблюдением правил техники безопасности; отчет лабораторной работы оформлен во время занятия, содержит подробное описание всех этапов лабораторной работы.

4 балла – лабораторная работа выполнена с соблюдением правил техники безопасности; отчет лабораторной работы оформлен во время занятия; этапы лабораторной работы описаны недостаточно подробно.

3 балла - лабораторная работа выполнена с небольшими нарушениями правил техники безопасности; отчет лабораторной работы оформлен во время занятия, но в нем отсутствует описание некоторых этапов лабораторной работы.

2 балла – лабораторная работы выполнена с серьезными нарушениями техники безопасности, протокол лабораторной работы не оформлен во время занятия или содержит грубые ошибки в оформлении и заключении.