Состав и строение солнечной системы

 

ГОУ ВПО

КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

В г. АНЖЕРО-СУДЖЕНСКЕ 

ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАТИКИ, ЭКОНОМИКИ  
И МАТЕМАТИКИ,  ОЗО

 

Специальность - «Экономика и управление на предприятии»

 

Группа 990               

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

по дисциплине  КОНЦЕПЦИЯ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

 

На тему:  

Состав и строение солнечной системы

_______________________________________

 

 

 

 

 

 

Студентки III  курса

                                                      .

 

 

 

 

 

 

      Дата отправки работы в                           Место работы и занимаемая должность

       университет     24.10.11                      

                                                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кемеровская область  г. Анжеро-Судженск  2011 г.

Содержание:

Введение……………………………………………………………………..…...3

1. Формирование и эволюция  Солнечной системы……………………..……4

2. Строение солнечной системы…………………………………………..……6

2.1. Солнце………………………………………………………………..……..10

2.2. Планеты земной группы……………………………………………...……12

2.3. Планеты гиганты………………………………………………………...…16

2.4. Прочие космические объекты…………………………………………......19

Заключение……………………………………………………………………….23

Список использованных источников………………………………………...…25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Естествознание – наука о явлениях и законах природы. Современное естествознание включает многие естественнонаучные отрасли, затрагивает широкий спектр вопросов о многочисленных и многосторонних проявлениях свойств природы.

В современном обществе большое внимание уделяется не только различным областям естествознания, но и бурно развивающимся наукоемким технологиям, энергетике, экологии, астрономии.

Для студента-гуманитария  особенно принципиально осознание  проблем общественной жизни в  их связи с основными концепциями  и законами естествознания. При этом ключевые этапы развития естествознания показывают, каким образом протекал диалог науки и общества в разные исторические периоды, демонстрируя преемственность и непрерывность в изучении природы.

Знания концепций современного естествознания помогут понять и представить, каких материальных и интеллектуальных затрат стоят современные исследования, позволяющие проникнуть внутрь микромира и освоить внеземное пространство.

Актуальность темы данной контрольной работы состоит в  необходимости исследования астрономической темы естествознания, т.к. ознакомление с ней формирует целостный взгляд на окружающий мир.

Цель данной контрольной  работы состоит в том, чтобы рассмотреть  тему: состав и строение Солнечной Системы.

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач: рассмотреть тему, раскрыть суть понятий, изучить литературу по данной теме.

 

 

 

 

 

1. Формирование и эволюция Солнечной системы.

Согласно общепринятой в настоящее время гипотезе, формирование Солнечной системы началось около 4,6 млрд. лет назад с гравитационного коллапса небольшой части гигантского межзвёздного газопылевого облака. Это начальное облако было, вероятно, размером в несколько световых лет и являлось прародителем для нескольких звёзд.

Спусковым механизмом гравитационного коллапса стало небольшое (спонтанное) уплотнение вещества газопылевого облака (возможными причинами чего могли стать как естественная динамика облака, так и прохождение сквозь вещество облака ударной волны от взрыва сверхновой, и др.), которое стало центром гравитационного притяжения для окружающего вещества — центром гравитационного коллапса. Облако уже содержало не только первичные водород и гелий, но и многочисленные тяжёлые элементы (металлы), оставшиеся после звёзд предыдущих поколений. Кроме того, коллапсирующее облако обладало некоторым начальным угловым моментом. [7]

В процессе гравитационного  сжатия размеры газопылевого облака уменьшались и, в силу закона сохранения углового момента, росла скорость вращения облака. Центр, где собралась большая часть массы, становился всё более и более горячим, чем окружающий диск. Из-за вращения скорости сжатия облака параллельно и перпендикулярно оси вращения различались, что привело к уплощению облака и формированию характерного протопланетного диска.

В течение 50 млн лет  давление и плотность водорода в  центре протозвезды стали достаточно большими для начала термоядерной реакции. Температура, скорость реакции, давление и плотность увеличились, пока не было достигнуто гидростатическое равновесие, с тепловой энергией, противостоящей силе гравитационного сжатия. На этом этапе Солнце стало полноценной звездой главной последовательности. [6]

Солнечная система, насколько  известно сегодня, просуществует, пока Солнце не начнёт развиваться вне  главной последовательности диаграммы Герцшпрунга — Рассела. Поскольку Солнце сжигает запасы водородного топлива, выделяющаяся энергия, поддерживающая ядро, имеет тенденцию к исчерпанию, заставляя Солнце сжиматься. Это увеличивает давление в его недрах и нагревает ядро, таким образом ускоряя сжигание топлива. В результате Солнце становится ярче на примерно десять процентов каждые 1,1 млрд лет.

Через приблизительно 5,4 млрд лет с настоящего времени, водород  в ядре Солнца будет полностью  преобразован в гелий, что завершит фазу главной последовательности. В это время внешние слои Солнца расширятся примерно в 260 раз — Солнце станет красным гигантом. Из-за чрезвычайно увеличившейся площади поверхности, она будет гораздо более прохладной, чем при нахождении на главной последовательности (2600 K).

В конечном счёте внешние  слои Солнца будут выброшены мощным взрывом в окружающее пространство, образовав планетарную туманность, в центре которой останется лишь небольшое звёздное ядро — белый  карлик, необычно плотный объект в  половину первоначальной массы Солнца, но размером только с Землю. Эта туманность возвратит часть материала, который сформировал Солнце, в межзвёздную среду.[7]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Строение Солнечной системы.

Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду - Солнце и все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг неё.

Бо́льшая часть массы  объектов, связанных с Солнцем  гравитацией, содержится в восьми относительно уединённых планетах, имеющих почти  круговые орбиты и располагающихся  в пределах почти плоского диска — плоскости эклиптики. Совсем рядом с Солнцем обращаются четыре маленьких планеты, состоящие, в основном, из горных пород и металлов - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Эти планеты называются планетами земной группы. Между планетами земной группы и планетами-гигантами расположен пояс астероидов. Чуть дальше расположены четыре больших планеты, состоящие, в основном, из водорода и гелия. У планет-гигантов нет твердой поверхности, зато они имеют исключительно мощную атмосферу. Юпитер - самая большая из них. Далее следуют Сатурн, Уран и Нептун. [3 стр. 16]

Шесть планет из восьми и  три карликовые планеты окружены естественными спутниками. Каждая из внешних планет окружена кольцами пыли и других частиц.. Самой последней  планетой Солнечной системы является Плутон, который по своим физическим свойствам ближе к спутникам планет-гигантов. За орбитой Плутона открыт так называемый пояс Койпера, второй пояс астероидов.  Кометы проводят за орбитой Нептуна большую часть времени, так как в более дальней точке своей траектории их движение более медленное, чем около Солнца. Различие планет по физическим свойствам, вероятно, обусловлено тем, что планеты земной группы формировались из протопланетного облака рядом с Солнцем. Именно поэтому в них много более тяжелых элементов, металлов, например железа. Планеты-гиганты формировались на более далеких расстояниях от Солнца, поэтому, в основном, состоят из легких элементов. Солнечный ветер (поток плазмы от Солнца) создаёт пузырь в межзвёздной среде, называемый гелиосферой, который простирается до края рассеянного диска. Гипотетическое облако Оорта, служащее источником долгопериодических комет, может простираться на расстояние примерно в тысячу раз больше по сравнению с гелиосферой. [3. стр. 17]

Все планеты, астероиды, кометы вращаются вокруг Солнца в одном направлении (против хода часовой стрелки, если смотреть с северного полюса мира). Орбиты планет практически круговые, их плоскости мало наклонены к плоскости орбиты Земли. Только две планеты - Меркурий и Плутон - имеют орбиты с большим наклоном к эклиптике. Орбиты же комет вытянутые, имеют большой эксцентриситет. Большинство объектов Солнечной системы вращаются вокруг своей оси в одном направлении, которое называется прямым. Однако Венера вращается в обратном направлении, а Уран вращается, как говорят, «лежа на боку». Почти все спутники обращаются вокруг планеты в том же направлении, что и планеты вокруг Солнца.[2, стр. 73-75]

Дни и годы на каждой из планет различны по своей продолжительности. Все планеты вращаются вокруг Солнца с разными скоростями. Самая большая скорость у Меркурия, медленнее всего вокруг Солнца вращается планета Плутон со своим спутником Хароном. Самые длинные сутки на Венере, они продолжаются 243 земных суток. Планеты-гиганты вращаются вокруг своей оси очень быстро. Продолжительность суток на Юпитере всего 9,92 часа. Солнечная система входит в состав галактики Млечный Путь. [7]

Состав Солнечной Системы  можно представить в таком  виде:

─ Солнце.

      ─ Межпланетная среда.

─ Внутренняя Солнечная система:

      ─ Планеты  земной группы:

1. Меркурий

2. Венера

3. Земля 

   ─Луна

4. Марс 

   ─спутники Марса

      ─ Пояс астероидов

─Церера (карликовая планета)

─ Внешняя Солнечная система

      ─Планеты-гиганты

5. Юпитер 

   ─спутники Юпитера

   ─кольца Юпитера

6. Сатурн 

   ─спутники Сатурна

   ─кольца Сатурна

7. Уран 

   ─спутники Урана

   ─кольца Урана

8. Нептун 

   ─спутники Нептуна

   ─кольца Нептуна

      ─Кометы

      ─Кентавры

      ─Транснептуновые объекты

─Пояс Койпера

   ─Плутон (карликовая планета)

       ─спутники Плутона

   ─Хаумеа (карликовая планета)

       ─спутники Хаумеа

   ─Макемаке (карликовая планета)

─Рассеянный диск

             ─Эрида (карликовая планета)

      ─спутник Эриды

─Отдалённые области

      ─Гелиосфера

      ─Облако Оорта

─Седна

 

           Схема расположения планет Солнечной  Системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1.   Солнце.

Солнце — единственная звезда Солнечной системы, вокруг которой обращаются другие объекты этой системы: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и космическая пыль. Масса Солнца составляет 99,866 % от суммарной массы всей Солнечной системы. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле (фотоны необходимы для начальных стадий процесса фотосинтеза), определяет климат. Солнце состоит из водорода (~73 % от массы и ~92 % от объёма), гелия (~25 % от массы и ~7 % от объёма) и других элементов с меньшей концентрацией: железа, никеля, кислорода, азота, кремния, серы, магния, углерода, неона, кальция и хрома.  Температура поверхности Солнца достигает 6000 K, поэтому Солнце светит почти белым светом, но из-за более сильного рассеяния и поглощения коротковолновой части спектра атмосферой Земли прямой свет Солнца у поверхности нашей планеты приобретает некоторый жёлтый оттенок (при ясном небе, в сумме с голубым оттенком рассеянного света от неба общее освещение объектов на земле вновь становится белым). [7]

Солнечный спектр содержит линии ионизированных и нейтральных  металлов, а также ионизированного  водорода. В нашей галактике Млечный Путь насчитывается свыше 100 миллиардов звёзд. При этом 85 % звёзд нашей галактики — это звёзды, менее яркие, чем Солнце (в большинстве своём красные карлики). Как и все звёзды главной последовательности, Солнце вырабатывает энергию путём термоядерного синтеза. В случае Солнца подавляющая часть энергии вырабатывается при синтезе гелия из водорода.

Удалённость Солнца от Земли, 149,6 миллиона километров, приблизительно равна астрономической единице, а видимый угловой диаметр, как  и у Луны — чуть больше полградуса (31-32 минуты). Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра Млечного Пути и вращается вокруг него, делая один оборот более чем за 200 миллионов лет[4]. Орбитальная скорость Солнца равна 217 км/с — таким образом, оно проходит один световой год за 1400 земных лет, а одну астрономическую единицу за 8 земных суток. Из звёзд, принадлежащих 50 самым близким звёздным системам в пределах 17 световых лет, известным в настоящее время, Солнце является четвёртой по яркости звездой (его абсолютная звёздная величина +4,83m).[7]