Венера 2

Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия №3
Центрального района г. Волгограда






Прохождение Венеры по диску Солнца


Выполнила:
Семенова Мария Алексеевна,
ученица 10 «А» класса
Учитель:
Димитренко Марина Леонидовна,
учитель физики высшей категории





Волгоград 2014
Содержание
Введение3
Глава 1. Венера – планета Солнечной системы
1.1. Общая характеристика Венеры.......4
1.2. Физические свойства Венеры..7
1.3. История наблюдения прохождения Венеры по диску Солнца....9
Глава 2. Практическая часть................................11
Заключение...12
Библиография..13
Приложения...14














ВВЕДЕНИЕ
Венера вторая внутренняя планета Солнечной системы. Планета получила своё название в честь Венеры, богини любви из римского пантеона.
Венера дарит нам удивительное явление природы – прохождение Венеры по диску Солнца, которое помогает ученым получать важные астрономические сведения. Благодаря исследованию этого явления была открыта атмосфера Венеры, вычислен солнечный параллакс и величина астрономической единицы [1].
Актуальность темы заключается в том, что последнее прохождение Венеры по диску Солнца наблюдалось только в 2004 году.
Объект учебно-исследовательской работы – явление прохождения Венеры по диску Солнца.
Предмет – фотографии явления прохождения Венеры по диску Солнца.
Цель работы – исследовать прохождение Венеры по диску Солнца, наблюдаемое 6 июня 2012 года в обсерватории Волгоградского планетария.
Поставленную цель можно реализовать, решив следующие задачи:
1) изучить движение Венеры;
2) определить условия прохождения Венеры по диску Солнца;
3) осуществить наблюдение и анализ изучаемого явления.
Методы исследования – теоретический анализ литературы, наблюдение.






ГЛАВА 1
Венера – планета Солнечной системы
1.1. Общая характеристика Венеры
Венера вторая внутренняя планета Солнечной системы, третий по яркости объект на небе Земли после Солнца и Луны. Большая полуось орбиты Венеры – среднее расстояние от Солнца – составляет 0,723 а.е.
(108,2 млн. км). Орбита практически круговая, ее эксцентриситет равен 0,0068 – самый маленький в Солнечной системе. Наклонение орбиты к плоскости эклиптики 3°39ґ. Венера самая близкая к Земле планета – расстояние до нее меняется от 40 до 259 миллионов километров.
Средняя скорость движения по орбите – 35 км/с. Период обращения по орбите – 224,7 земных суток, а период вращения вокруг оси – 243,02 земных суток. При этом Венера вращается в сторону, противоположную своему движению по орбите (если смотреть с северного полюса Венеры, планета вращается по часовой стрелке, а не против неё, как Земля и остальные планеты, исключая Уран). Это приводит к тому, что сутки на Венере продолжаются 116,8 земных суток (половину венерианского года). Таким образом, день и ночь на Венере длятся по 58,4 земных суток. [3]
Орбита Венеры проходит между Солнцем и земной орбитой, Венера проецируется на диск Солнца очень редко из-за взаимного наклона орбит Венеры и Земли (3°). Данное явление происходит с периодичностью
121,5 лет, 8 лет, 105,5 лет и 8 лет. Такая странная периодичность объясняется тем, что Венера около узлов своей орбиты (точек пересечения с плоскостью эклиптики) в июне и в декабре. Только в эти месяцы и можно наблюдать ее прохождение по диску Солнца. Но из-за эксцентриситета земной орбиты промежутки времени от одного благоприятного периода видимости прохождений до другого не равны друг другу и составляют, то 121 год, то 105 лет. На переход от июньских прохождений к декабрьским и наоборот уходит еще полгода. [1]
У планеты нет спутников.
Наземные методы исследования Венеры не могут дать полной информации. Методы оптической, инфракрасной и ультрафиолетовой астрономии оказались непригодными для исследования подоблачной атмосферы планеты. Запуск первых искусственных спутников Земли, а затем посылка первых АМС к Луне показали возможность изучения Венеры с близких расстояний.
Первые попытки исследования Венеры с помощью межпланетных станций были предприняты в ОКБ-1 под руководством С. П. Королева. В феврале 1966 г. к Венере подлетали АМС «Венера-2», -3. Планировалось провести детальное изучение атмосферы планеты, включая исследования с помощью аэростатных зондов. Однако из-за досадной ошибки в технологии нанесения лакокрасочного покрытия на радиаторы системы терморегулирования, температура в отсеках АМС «Венера-2», -3 на заключительном этапе полета значительно увеличилась, и связь со станциями была потеряна. Исследование планеты провести не удалось.
12 июня 1967 г. ракета «Молния» вывела станцию «Венера-4» на межпланетную траекторию, исследования тоже не удались.
В январе 1969 г. на межпланетные траектории вышли АМС «Венера-5», -6. АМС «Венера-5», -6 замерили большие скорости ветра в атмосфере Венеры. Осуществить намеченную цель – их посадку на поверхность планеты – не удалось: корпуса спускаемых аппаратов (СА), рассчитанные на внешнее давление 25 кг/см2, были раздавлены атмосферой Венеры при давлении 27 кг/см2.
15 декабря 1970 г. СА станции «Венера-7» совершил спуск в атмосфере планеты и впервые достиг ее поверхности. Оказалось, что давление здесь составляет 100 кг/см2 при температуре 475°С! Первая задача исследований Венеры была решена.
Для решения следующей – получения панорамы места посадки СА – нужны были данные по уровню освещенности, которые можно было получить только при посадке на «светлую» сторону планеты. По законам небесной механики в момент прилета АМС освещенная поверхность Венеры видна с Земли в виде узкого серпа, как в завершающей стадии старения Луны. 22 июля 1972 г. СА станции «Венера-8» впервые совершил мягкую посадку на освещенную поверхность Венеры, определил уровень освещенности, характер поверхностных пород и провел ряд других исследований. Полетом этой станции завершился этап рекогносцировочных исследований планеты. Эти работы получили высокую оценку. Газета The New York Times от 13.09.72 писала: «Успех советских ученых в использовании станций «Венера» можно смело отнести к величайшим техническим достижениям нашего века» [4].




















1.2 Физические свойства Венеры
Масса Венеры составляет 0,815 массы Земли (4,87
·1024 кг). Плотность Венеры равна 5,24 г/см3. Радиус составляет 0,949 радиуса Земли (6052 км). Венера имеет практически сферическую форму. Ускорение свободного падения на поверхности составляет 8,87 м/с2.
Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа, а также небольшого количества азота и других рассеянных элементов. Количество азота по сравнению с количеством углекислого газа относительно невелико, но поскольку атмосфера Венеры значительно плотнее, чем атмосфера Земли, то общее содержание азота на Венере примерно в четыре раза больше, чем на Земле (при этом содержание азота в земной атмосфере составляет 78 %, а в венерианской 3,5 %). Атмосфера Венеры содержит непрозрачные облака из серной кислоты, что делает невозможным проведение оптических наблюдений поверхности. Вследствие этого информация о поверхности получается благодаря радиолокационным исследованиям. Радиолокация область науки и техники, объединяющая методы и средства обнаружения, измерения координат, а также определение свойств и характеристик различных объектов, основанных на использовании радиоволн. [3]
Поверхность Венеры покрыта сотнями тысяч вулканов. Есть несколько очень больших: высотой 3 км и шириной 500 км. Большая часть вулканов имеет 2-3 км в поперечнике и около 100 м в высоту. Излияние лавы на Венере происходит значительно дольше, чем на Земле. Венера слишком горяча для того, чтобы там были лед, дожди или бури, поэтому там не происходит существенных атмосферных воздействий (выветривания). А значит, вулканы и кратеры почти не изменились с тех пор, как они образовались миллионы лет назад. На фотографиях Венеры, сделанных c междупланетной станции НАСА "Магеллан", мы видим такой древний ландшафт, какого не увидишь на Земле, - и все-таки он моложе, чем на многих других планетах и лунах. По-видимому, Венера покрыта твердыми породами. Под ними циркулирует раскаленная лава, вызывающая напряжение тонкого поверхностного слоя. Лава постоянно извергается из отверстий и разрывов в твердых породах. Кроме того, вулканы все время выбрасывают струи мелких капелек серной кислоты. В некоторых местах густая лава, постепенно сочась, скапливается в виде огромных луж шириной до 25 км. В других местах громадные пузыри лавы образуют на поверхности купола, которые затем опадают. [2]
























1.3. История наблюдения прохождения Венеры по диску Солнца
Впервые прохождение Венеры по солнечному диску предсказал на 7 декабря 1631 г. Иоганн Кеплер, австрийский астроном. Небесное явление состоялось точно в указанный им момент, равно как и следующее – 4 декабря 1639 г., предвычисленное английским астрономом Дж. Хорроксом, который и наблюдал его.
6 июня 1761 г. прохождение Венеры по диску Солнца наблюдал М. В. Ломоносов. Он решил наблюдать это явление дома, где у него был большой телескоп. Как писал впоследствии сам Ломоносов, «господин коллежский советник и профессор Ломоносов любопытствовал у себя больше для физических примечаний». Иначе, говоря, он предполагал наблюдать физические явления, сопутствующие прохождению. И он не ошибся – ему суждено было сделать замечательное открытие. При выходе Венеры с диска Солнца, когда ее передний край стал приближаться к солнечному краю, на краю Солнца появился пузырь. Ломоносов прекрасно понимал физический смысл этого явления и сделал совершенно правильный вывод: «По сим примечаниям господин советник Ломоносов рассуждает, что планета Венера окружена знатной воздушной атмосферою, таковою (лишь бы не больше), какова обливается около нашего шара земного». Так Ломоносов открыл атмосферу Венеры.
В то время астрономы еще не знали точного значения расстояния от Земли до Солнца. Эта величина, называемая астрономической единицей, входила во все формулы молодой тогда науки – небесной механики. Ее можно определить, если измерить солнечный параллакс – угол, под которым из центра Солнца виден радиус Земли. Но этот угол очень мал, меньше 9ґґ, да и Солнце на фоне звезд наблюдать было практически невозможно. Во время прохождения по солнечному диску Венера бывает почти в четыре раза ближе к Земле, чем Солнце. А если наблюдать моменты ее вступления на диск и схода с него из городов, удаленных друг от друга на тысячи километров, нетрудно определить угол, под которым радиус Земли виден с Венеры, а затем вычислить солнечный параллакс и величину астрономической единицы. Значение солнечного параллакса получил немецкий астроном Иоганн Франц Энке в 1824 г. (
· = 8,80ґґ) [1]


























Глава 2
Практическая часть

Получение фотографий явления

У зеркального фотоаппарата CANON вынимался объектив, а сам фотоаппарат прикреплялся к большому телескопу, в результате чего объективом фотоаппарата стал объектив телескопа с диаметром 30 см и фокусным расстоянием 5м. Съемка была в главном фокусе, без увеличения (см. Приложение 1).

Ход прохождения

Земля, Солнце и Венера действительно выстроились 6 июня 2012 в 02:08 в ряд и представили незабываемое зрелище: Венера находилась точно между Солнцем и Землёй, закрывая собой крошечную часть солнечного диска. 4 предыдущих прохождения наблюдались в 1769, 1874, 1882, 2004 годах. Периодичность данного явления подтвердилась.
Венера при прохождении по диску Солнца совершала с ним 4 контакта (см. Приложение 2).
I и II контакты наблюдать было невозможно, так как диск Солнца находился под горизонтом. Наблюдение осуществлялось за III и IV контактами.
В западной части двора Волгоградского планетария был установлен новый телескоп (CELESTRON Advanced C 9,25 – SGT). Пока Солнце не поднялось на достаточную высоту, за движением Венеры от левого края диска к правому мы наблюдали именно там, где было хорошо видно поднимающееся на северо-востоке Солнце. III контакт, когда диск Венеры коснулся края Солнца с внутренней стороны, наблюдался в 8 ч 36 мин 45 с уже в обсерватории в большой телескоп, хоть по прогнозу он должен был наступить в 8 ч 36 мин 42 с [5]. После III контакта, при сходе Венеры с диска Солнца, можно было наблюдать сияние вокруг планеты, что доказывает наличие атмосферы Венеры. IVконтакт – касание диска Венеры с внешнего края Солнца произошло в 8 ч 54 мин 7 с, что отличается от прогноза на 3 с, по которому IV контакт должен был наступить в 8 ч 54 мин 4 с [5].
Прохождения схожи с солнечными затмениями, когда наша звезда закрывается Луной, но хотя диаметр Венеры почти в 4 раза больше, чем у Луны, во время прохождения она выглядит примерно в 30 раз меньше Солнца, так как находится значительно дальше от Земли, чем Луна.
заключение

Венера – ближайшая к Земле планета, и поэтому хорошо изучена человеком. Прохождение Венеры по диску Солнца – особенное, редкое природное явление, когда Венера проецируется на диск Солнца, благодаря которому астрономы рассчитали величину астрономической единицы.
В результате наблюдения 6 июня 2012 года подтверждена периодичность данного явления и уточнены прогнозы наступления контактов Венеры с диском Солнца. При сходе Венеры с диска Солнца, можно было наблюдать сияние вокруг планеты, что доказывает наличие атмосферы Венеры. Были сделаны фотографии явления прохождения Венеры по диску Солнца 6 июня 2012 года.
Выполненную работу можно использовать в качестве учебного пособия при изучении главы «Астрономия» на уроках физики и для популяризации астрономических знаний среди школьников.















Библиография
Абалакин В.К., Земля и Вселенная. М.: Наука, 2004.
Левитан Е.П., Астрономия, Учебник для 11кл. общеобразоват. учреждений. М.: Просвещение, 2005.
Мур П. Астрономия с Патриком Муром. М.: ФАИР-ПРЕСС, 1999.
Прохождение Венеры по Солнечному диску 6 июня 2012 года. URL: http://2012god.ru/proxozhdenie-venery-po-solnechnomu-disku-6-iyunya-2012-goda/
Фролов В.И. Звездный дом Волгограда: Волгоградский планетарий. Волгоград: Издатель, 2004.




















Приложение 1

Фотографии прохождения венеры по диску солнца
6 июня 2012 года















Приложение 2

Ход прохождения венеры по диску солнца
6 июня 2012 года





























13PAGE \* MERGEFORMAT141515





8:23

7:44

8:39




Приложенные файлы

  • doc venera_2_
    Размер файла: 279 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий