Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Авиация и космонавтика->Контрольная работа
Основой эффективной деятельности в современных условиях хозяйствования является сертификация производства, цель которой обеспечение производства и рем...полностью>>
Авиация и космонавтика->Конспект
Техническая эксплуатация призванная обеспечить летную пригодность ВС, то есть работоспособность, надежность и исправность АТ, своевременную и полную п...полностью>>

Главная > Конспект >Авиация и космонавтика

Сохрани ссылку в одной из сетей:
  1. Электромагнитное излучение, исследуемое в астрофизике

Как известно, видимый свет является частным видом электромагнитного излучения, которое испускается не непрерывно, а отдельными порциями (квантами), характеризующимися величиной своей энергии. Совокупность всех видов излучения называется спектром электромагнитного излучения. За единицу измерения энергии квантов обычно принимают электрон-вольт (эв). Между гамма-лучами и радиоволнами последовательно располагаются рентгеновские, ультрафиолетовые, визуальные (видимые) и инфракрасные лучи. Табл.

Э/м излучение обладает волновыми свойствами, проявляющимися в таких явлениях, как интерференция и дифракция. Поэтому, его можно характеризовать длиной волны и частотой , произведение которых равно скорости распространения колебаний: c =

Электромагнитный спектр исследуемый в астрофизике

Область спектра

Длины волн

Поглощение земной атмосферой

Методы исследования

приборы

Гамма лучи

<0,1 ангстрем (Ао)

Сильное поглощение атомарным и молекулярный водородом О2,N2

Внеатмосферные методики измерений с помощью автомат.станций и пилотируемых космич.апаратов.

Счетчики фотонов, фотоэмульсии, ионизационные камеры.

Рентгеновские лучи

0,1-100 Ао

Сильное поглощение молекулами воздуха

То же.

Фотоэмульсии и фотоэлектронные установки

Дальний ультрафиолет

От 100-2100 Ао

Сильное поглощение молекулами воздуха

То же.

То же

Ближний ультрафиолет

2100-3500 Ао

Слабое поглощение земной атмосферой

наземные

То же

Видимый свет

3500-7600 Ао

То же

То же

Глаз человека, фотоэмульсии, фотокатоды.

инфракрасное

0,76 – 15 мкм

Частичное поглощение молекулами воды, углекисл газа, и др. молекулярных соединений

Атмосферные методы измерений с помощью зондов, аэростатов

Болометры, термопары, фотосопротивления,фотоэмульсии, фотокатоды.

инфракрасное

15 мкм-1мм

Сильное поглощение молекулярными соединениями

внеатмосферные

То же

радиоволны

>1 мм

Пропускаются волны длиной 1 мм, 4,5 мм, 8 мм, 1 см-20м.

С поверхности земли либо внеатмосферные

радиотелескопы

У всех электромагнитных волн скорость распространения в вакууме одинакова и составляет приближенно, с = 3,00 ×1010 см/сек. Области видимых лучей соответствует интервал длин волн примерно от 3900 Å (фиолетовая граница видимого спектра) до 7600 Å (красная граница). Между ними располагаются все цвета видимого спектра: фиолетовый синий голубой зеленый желтый оранжевый и красный. Указанные границы условны, и в действительности цвета излучения плавно переходят друг в друга. Земная атмосфера прозрачна для радиоволн в диапазоне примерно от 1 см до 20 м. Волны короче 1 см, за исключением узких областей около 1 мм, 4,5 мм и 8 мм, полностью поглощаются нижними слоями земной атмосферы, а волны длиннее нескольких десятков метров отражаются и поглощаются самыми верхними ее слоями — ионосферой.

2. Астрофотография

В отличие от глаза, фотографическая эмульсия способна к длительному накоплению светового эффекта. Очень важным свойством фотографии является панорамность: одновременно регистрируется сложное изображение которое может состоять из очень большого числа элементов. Фотографическая эмульсия состоит из зерен галоидного серебра взвешенных в желатине. Под действием света в зернах эмульсии протекают сложные фотохимические процессы, в результате которых выделяется металлическое серебро. Чем больше света поглотилось данным участком эмульсии, тем больше выделяется серебра.

Галоидное серебро поглощает свет в области < 5000 Å . Область спектра 3000-5000 Å называют иногда фотографической. Чтобы сделать эмульсию чувствительной к желтым и красным лучам, в нее вводят органические красители. Звезды на фотографиях выходят в виде кружков. Чем ярче звезда, тем большего диаметра получается кружок при данной экспозиции. Для каждого сорта эмульсии можно указать освещенность или экспозиции, при которых он наиболее эффективен. Чувствительные кино- и фотопленки, предназначенные для коротких экспозиций, не пригодны для длительных, применяемых в астрономии.

Фотография позволяет проводить фотометрические исследования астрономических объектов, т.е. определять количественно их яркость и звездную величину. Для этого необходимо знать зависимость почернения негатива от освещенности. Чтобы измерить степень почернения, надо пропустить сквозь негатив световой пучок, интенсивность которого регистрируется. Тогда почернение D можно выразить через оптическую плотность негатива: где I0 — интенсивность падающего пучка, I — интенсивность пучка, прошедшего сквозь негатив. Зависимость называется характеристической кривой эмульсии. Зная характеристическую кривую, можно сравнивать освещенности, соответствующие различным точкам негатива, и в случае протяженных объектов, таких, как туманности или планеты, построить их изофоты. Этого достаточно для относительной фотометрии (т.е. измерения отношения яркости или блеска). Для измерения почернения негатива применяются фотоэлектрические микрофотометры. В этих приборах интенсивность светового пучка, прошедшего сквозь негатив, измеряется фотоэлементом. Главный недостаток фотографической пластинки как приемника излучения — это нелинейная зависимость почернения от освещенности. Кроме того, почернение зависит от условий обработки. В результате точность фотометрических измерений, производимых фотографическим методом, обычно не превышает 5-7%.

Фотоэлектрические приемники излучения

Для увеличения точности фотометрии применяются фотоэлементы, устанавливаемые в фокусе телескопа. Простые фотоэлементы с внешним фотоэффектом применяются сейчас сравнительно редко. На смену им пришли более сложные фотоэлектрические приемники — фотоумножители (ФЭУ). В этих приборах используется явление вторичной электронной эмиссии: электрон, попав на поверхность с малой работой выхода, может выбить несколько электронов. с помощью вторичной электронной эмиссии можно получить усиление фототока. Так же как и в фотоэлементах, в фотоумножителях имеется фон темнового тока, мешающий измерениям слабых световых потоков.

Фотометрические приборы, в которых в качестве приемника света используется фотоэлемент или фотоумножитель, называются электрофотометрами - прибор для фотоэлектрического измерения звездных величин. Когда звезды нет, прибор записывает отсчет от фона неба, обусловленного свечением верхней атмосферы. Когда звезда находится в диафрагме прибора, прибор записывает суммарный отсчет от фона и звезды и при обработке наблюдатель берет разность обоих отсчетов. Сравнивая отсчеты n1 и n2 от разных звезд, можно определить разность звездных величин, и по известной звездной величине m1 одной звезды вычислить звездную величину m2 другой звезды. Если звезды не очень слабые, то с помощью звездного электрофотометра можно получить точность 0m,005-0m,01. Пользуясь светофильтрами, можно электрофотометром определить цветовые характеристики звезд, а если ввести в оптический путь поляризационный анализатор, то можно измерять с высокой точностью степень поляризации света звезд.

В последнее время в астрономических наблюдениях все шире применяются преобразователи изображения — электронно-оптические преобразователи (ЭОП) и телевизионные системы.

Телевизионные системы с чувствительными телевизионными трубками также как и ЭОП позволяют регистрировать очень слабые изображения. В инфракрасной области спектра (> 1мк) для регистрации излучения используются главным образом фотосопротивления — пленочные слои или кристаллы определенных полупроводниковых веществ, концентрация или подвижность носителей заряда в которых возрастает при облучении. Это явление называется фотопроводимостью.

Красная граница спектральной характеристики фотосопротивления определяется конкретной природой материала. Фотосопротивления, чувствительные в инфракрасной области спектра, как правило, требуют охлаждения до низкой температуры.

Высокая чувствительность в инфракрасной области может быть получена также с помощью некоторых типов болометров, охлаждаемых жидким гелием. Болометры принадлежат к классу тепловых приемников, действие которых основано на увеличении температуры при поглощении излучения. К классу тепловых приемников относятся также термопары, в которых используется термоэлектрический эффект, и оптико-акустические преобразователи (ОАП), в которых излучение поглощается в некотором газовом объеме, нагревает его и расширяет. Преимущество тепловых приемников - их чувствительность не зависит от длины волны.

В приборах, установленных на искусственных спутниках, для регистрации рентгеновского излучения используются счетчики Гейгера, сцинтилляционные счетчики и фотоумножители с особыми фотокатодами. Счетчики Гейгера представляют собой колбу с двумя электродами, наполненную некоторым газом, ионизующимся под действием рентгеновского излучения, и имеющую прозрачное для него окно. Рентгеновский квант, пройдя через газ, образует пару ион — электрон, они ускоряются в электрическом поле между электродами, сталкиваются с нейтральными молекулами, ионизуют их, и в результате образуется лавина ионов и электронов, которая регистрируется в виде импульса тока. Сцинтилляционный счетчик состоит из сцинтиллятора — пластины вещества, которое дает световую вспышку при попадании рентгеновского кванта, — и фотоумножителя, который эту вспышку регистрирует.

3. Физические свойства Планет земной группы

Четыре планеты земной группы имеют много общего в своих характеристиках. Почти все вещество сосредоточено в литосфере. Массы находятся в пределах от 1,5×10-7 до 3 × 10-6 M¤ и радиусы, примерно, от 3,5×10-3 до 9,0×10-3 R¤. Средние плотности лежат в еще более узких пределах — от 4,0 (Марс) до 5,4-5,5 г/см3 (остальные три планеты). По-видимому, в недрах всех планет этой группы имеется химическая дифференциация: тяжелые элементы (в частности, Fe) концентрируются к центру, легкие и вместе с тем более легкоплавкие — в наружных оболочках; кора и мантия состоят из силикатных пород. Возможно, все четыре планеты обладают жидким ядром. По крайней мере на двух планетах (Земля и Марс) имеются вулканы. На поверхности всех четырех планет имеются в тех или иных масштабах следы тектонической деятельности (процессов горообразования). Все подвергались сильной метеоритной бомбардировке, которая явилась одним из основных факторов в формировании поверхности Марса и Меркурия. На Земле метеоритные кратеры почти целиком стерты тектоническими и эрозионными процессами, на Венере они, сохранились гораздо лучше. Единственным энергетическим источником, определяющим температуру и климат планет земной группы, является солнечное излучение. Поток внутреннего тепла пренебрежимо мал по сравнению с потоком солнечного излучения.

Три планеты из четырех имеют атмосферу. Венера и Марс по составу атмосферы похожи: углекислый газ является главной составляющей в обоих случаях, но количества его очень разные. Состав земной атмосферы совсем другой: азот, кислород, углекислого газа очень мало, и, кроме того, у Земли имеется гидросфера — огромное количество воды (которой, наоборот, очень. мало на Венере и Марсе). Различия велики, но есть очень важные общие черты: легкие газы — водород и гелий, наиболее обильные элементы (входящие в состав Солнца, звезд и межзвездного газа) присутствуют только как малые составляющие; все газы, которые являются основными компонентами атмосфер — (СO2 , N2) и вода оказываются продуктами газовыделения вулканов. Кислород на Земле является вторичным продуктом, возникшим при разложении H2O в результате фотохимических и биологических процессов. Современные атмосферы планет земной группы (и гидросфера Земли) определенно имеют вторичное происхождение — в том смысле, что они были выделены литосферой уже после того, как она сформировалась. Первичная атмосфера, состоявшая главным образом из легких газов, оставшихся от протопланетной туманности, могла сохраниться (если такая атмосфера вообще существовала) лишь очень короткое время и должна была быстро диссипировать.

Количество СО2 и N2 , выделившееся за время существования планет (4,5×109 лет), примерно одинаково на Земле и на Венере, а воды, по-видимому, выделилось гораздо больше на Земле. Жидкая вода очень хорошо растворяет СО2 и переводит в карбонатные породы. Гидросфера на Земле удалила в результате почти весь углекислый газ, а на Венере она не образовалась, и СО2 полностью остался в атмосфере. На Марсе общая скорость газовыделения, видимо, на два порядка меньше, чем на Венере, и, кроме того, основная часть выделившегося количества СО2 и Н2О связана в полярных шапках и в грунте (в результате процессов адсорбции и образования вечной мерзлоты).

Практически полностью лишен атмосферы Меркурий. Между тем ускорение силы тяжести на его поверхности почти такое же, как у Марса, и он мог бы, вероятно, удержать СО2, если бы его накопилось столько же, сколько на Марсе.



Загрузить файл

Похожие страницы:

  1. Астрофизика (2)

    Реферат >> Астрономия
    ... , а также обоснование методов практической астрофизики Оба раздела астрофизики в свою очередь подразделяются на ... положения спектральных линий судить о движениях небесных тел и их вращении Космические телескопы (в оптическом ...
  2. Квазары самая поразительная загадка астрофизики

    Реферат >> Астрономия
    ... объекты. Чтобы установить природу странных небесных тел, сфотографировали их спектр. И ... в итоге которых подавляющее большинство астрофизиков пришли к выводу, что красное ... а массивные черные дыры. Индийские астрофизики Г.Падманабхан и С.Читре обратили внимание ...
  3. Малые тела Солнечной системы (4)

    Конспект урока >> Авиация и космонавтика
    ... о Вселенной. Астрономия изучает природу небесных тел. Вспомним Ф.И. Тютчева: Не то ... научной точки зрения. Выдающийся русский астрофизик Ф.А.Бредихин (1831 – 1904 гг ... движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем. Действительно, у ...
  4. Земля и Солнце основной фактор жизни на Земле

    Реферат >> Биология
    ... был поставлен астрофизиками, а величайшее достижение современной техники - создание искусственных небесных тел (спутников, ... физической природы небесных тел и значительно расширить границы исследуемого пространства. Возникла астрофизика, получившая особенно ...
  5. Астрономия как наука (2)

    Реферат >> Математика
    ... (исследование движения небесных тел), и их часто называют классической астрономией. Астрофизика изучает строение, физические ... задачи астрономии (строение небесных тел). Космогония рассматривает вопросы происхождения и эволюции небесных тел, в том числе ...

Хочу больше похожих работ...

Generated in 0.0015358924865723