Развитие представлений о строении мира. Древние представления о строении мира Представление о Земле у древних индийцев

Содержание.

I. Введение.

II. Картина мира.

III. Движение планет.

IV. Первые модели мира.

VI. Система Птолемея.

VII. Мир Коперника.

VIII. Солнце и звезды.

IX. Галактика.

X. Звездные миры.

XI. Вселенная.

XII. Заключение.

I. Введение.

Звездноенебо во все времена занимало воображение людей. Почему зажигаются звезды?Сколько их сияет в ночи? Далеко ли ониот нас? Есть ли границы у звездной Вселенной? С глубокой древности человекзадумывался над этими и многими другими вопросами, стремился понять, иосмыслить устройство того большого мира, в котором мы живем.

Самыеранние представления людей о немсохранились в сказках и легендах. Прошли века и тысячелетия, прежде чемвозникла и получила глубокое обоснование и развитие наука о Вселенной, раскрывшая нам замечательную простоту,удивительный порядок мироздания. Недаром еще в древней Греции ее называлиКосмосом, а это слово первоначально означало «порядок» и «красоту».

II. Картина мира.

В древнеиндийскойкниге, которая называется «Ригведа», что значит «Книга гимнов», можно найтиописание - одно из самых первых в истории человечества - всей Вселенной какединого целого. Согласно «Ригведе», она устроена не слишком сложно. В нейимеется, прежде всего, Земля. Она представляется плоской безграничнойповерхностью - «обширным пространством». Эта поверхность покрыта сверху небом.А небо - это голубой, усеянный звездами «свод». Между небом и Землей - «светящийся воздух».

От наукиэто было очень далеко. Но важно здесь другое. Замечательна и грандиозна самадерзкая цель - объять мыслью всю Вселенную. Отсюда берет истоки уверенность втом, что человеческий разум способен осмыслить, понять, разгадать ееустройство, создать в своем воображении полную картину мира.

III. Движение планет.

Наблюдая за годичнымперемещением Солнца среди звезд, древние люди научились заблаговременноопределять наступление того или иного времени года. Они разделили полосу небавдоль эклиптики на 12 созвездий, в каждом из которых Солнце находится примерномесяц. Как уже отмечалось, эти созвездия были названы зодиакальными. Все они заисключением одного носят названия животных.

С предутреннимвосходом того или иного созвездия древние люди связывали своисельскохозяйственные работы, и это отражено в самих названиях созвездий. Так,появление на небе созвездия Водолея указывало на ожидаемое половодье, появлениеРыб - на предстоящий ход рыбы для метания икры. С утренним появлением созвездияДевы начиналась уборка хлеба, которая проводилась преимущественно женщинами.Спустя месяц на небе появилась соседнее созвездие Весы, в это время как разпроисходило взвешивание и подсчет урожая.

Еще за 2000 лет до н.э. древние наблюдатели заметили средизодиакальных созвездий пять особых светил, которые, постоянно меняя своеположение на небе, переходят из одного зодиакального созвездия в другое. Впоследствии греческие астрономы назвали эти светила планетами, т. е.«блуждающими». Это Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн, сохранившие в своихназваниях до наших дней имена древнеримских богов. К блуждающим светилам былипричислены также Луна и Солнце.

Вероятно, прошло многостолетий, прежде чем древним астрономам удалось установить определенныезакономерности в движении планет и, прежде всего, установить промежуткивремени, по истечении которых положение планеты на небе по отношению к Солнцуповторяется. Этот промежуток времени позже был назван синодическим периодомобращения планеты. После этого можно было делать следующий шаг - строить общуюмодель мира, в которой для каждой из планет было бы отведено определенное место и, пользуясь которой,можно было бы заранее предсказать положение планеты на несколько месяцев илилет вперед.

По характеру своегодвижения на небесной сфере по отношению к Солнцу планеты (в нашем понимании)подразделяются на две группы. Меркурий и Венера названы внутренними илинижними, остальные - внешними или верхними.

Угловая скорость Солнца больше скорости прямогодвижения верхней планеты. Поэтому Солнце постепенно обгоняет планету. Как и длявнутренних планет, в момент, когда направление на планету и на Солнцесовпадает, наступает соединение планеты с Солнцем. После того как Солнцеобгонит планету, она становится видимой перед его восходом, во второй половиненочи. Момент, когда угол между направлением на Солнце и направлением на планетусоставляет 180 градусов, называется противостоянием планеты. В это время онанаходится в середине дуги своего попятного движения. Удаление планеты от Солнцана 90 градусов к востоку называется восточной квадратурой, а на 90 градусов кзападу - западной квадратурой. Все упомянутые здесь положения планетотносительно Солнца (с точки зрения земного наблюдателя) называютсяконфигурациями.

При раскопках древних городов и храмов Вавилонииобнаружены десятки тысяч глиняных табличек с астрономическими текстами. Ихрасшифровка показала, что древние вавилонские астрономы внимательно следили заположением планет на небе; они сумели определить их синодические периодыобращения и использовать эти данные при своих расчетах.

IV. Первые модели мира.

Несмотря на высокий уровень астрономических сведений народов древнего Востока, их взглядына строение мира ограничивались непосредственными зрительными ощущениями.Поэтому в Вавилоне сложились взгляды, согласно которым Земля имеет видвыпуклого острова, окруженного океаном. Внутри Земли будто бы находится«царство мертвых». Небо - это твердый купол, опирающийся на земную поверхностьи отделяющий «нижние воды» (океан, обтекающий земной остров) от «верхних»(дождевых) вод. На этом куполе прикреплены небесные светила, над небом будто быживут боги. Солнце восходит утром, выходя из восточных ворот, и заходит череззападные ворота, а ночью оно движется под Землей.

Согласно представлениям древних египтян, Вселеннаяимеет вид большой долины, вытянутой с севера на юг, в центре ее находитсяЕгипет. Небо уподоблялось большой железной крыше, которая поддерживается настолбах, на ней в виде светильников подвешены звезды.

В Древнем Китае существовалопредставление, согласно которому Земля имеет форму плоского прямоугольника, надкоторым на столбах поддерживается круглое выпуклое небо. Разъяренный драконбудто бы согнул центральный столб, вследствие чего Земля наклонилась к востоку.Поэтому все реки в Китае текут на восток. Небо же наклонилось на запад, поэтомувсе небесные светила движутся с востока на запад.

И лишь в греческих колониях на западных берегахМалой Азии (Иония), на юге Италии и в Сицилии в четвертом веке до нашей эрыначалось бурное развитие науки, в частности, философии, как учения о природе.Именно здесь на смену простому созерцанию явлений природы и их наивномутолкованию приходят попытки научно объяснить эти явления, разгадать их истинныепричины.

Одним из выдающихся древнегреческих мыслителей былГераклит Эфесский (около 530 - 470 гг. до н. э.). Это ему принадлежат слова: «Мир, единый извсего, не создан никем из богов и никем из людей, а был, есть и будет вечноживым огнем, закономерно воспламеняющимся и закономерно угасающим...» Тогда же Пифагор Самосский (ок. 580 - 500гг. до н. э.) высказал мысль о том, что Земля, как и другие небесные тела, имеетформу шара. Вселенная представлялась Пифагору в виде концентрических, вложенныхдруг в друга прозрачных хрустальных сфер, к которым будто бы прикрепленыпланеты. В центре мира в этой модели помещалась Земля, вокруг нее вращалисьсферы Луны, Меркурия, Венеры, Солнца, Марса, Юпитера и Сатурна. Дальше всехнаходилась сфера неподвижных звезд.

Первую теорию строения мира, объясняющую прямое ипопятное движение планет, создал греческий философ Евдокс Книдский (около 408 - 355 гг. до н. э.). Он предложил, что у каждой планеты имеется не одна, а несколькосфер, скрепленных друг с другом. Одна из них совершает один оборот в суткивокруг оси небесной сферы по направлению с востока на запад. Время обращениядругой (в обратную сторону)предполагалось равным периоду обращения планеты. Тем самым объяснялось движениепланеты вдоль эклиптики. При этом предполагалось, что ось второй сферынаклонена к оси первой под определенным углом. Комбинация с этими сферами ещедвух позволяла объяснить попятное движение по отношению к эклиптике. Всеособенности движения Солнца и Луны объяснялось с помощью трех сфер. ЗвездыЕвдокс разместил на одной сфере, вмещающей в себя все остальные. Таким образом,все видимое движение небесных светил Евдокс свел к вращению 27 сфер.

Уместно напомнить, что представление о равномерном,круговом, совершенно правильном движении небесных тел высказал философ Платон.Он же высказал предположение, что Земля находится в центре мира, что вокруг нееобращается Луна, Солнце, далее утренняя звезда Венера, звезда Гермеса, звездыАреса, Зевса и Кроноса. У Платона впервые встречаются названия планет по именибогов, полностью совпадающие с вавилонскими. Платон впервые сформулировалматематикам задачу: найти, с помощью каких равномерных и правильных круговыхдвижений можно «спасти явления, представляемые планетами». Другими словами,Платон ставил задачу построить геометрическую модель мира, в центре которой,безусловно, должна была находиться Земля.

Усовершенствованием системы мира Евдокса занялсяученик Платона Аристотель (384 - 322 гг. до н. э.). Так как взгляды этоговыдающегося философа - энциклопедиста безраздельно господствовали в физике иастрономии в течение почти двух тысяч лет, то остановимся на них поподробнее.

Аристотель, вслед за философом Эмпедоклом (около490 - 430 гг. до н. э.), предположил существование четырех «стихий»: земли,воды, воздуха и огня, из смешения которых будто бы произошли все тела,встречающиеся на Земле. По Аристотелю, стихии вода и земля естественным образомстремятся двигаться к центру мира («вниз»), тогда как огонь и воздух движутся«вверх» к периферии и тем быстрее, чем ближе они к своему «естественному»месту. Поэтому в центре мира находится Земля, над ней расположены вода, воздухи огонь. По Аристотелю, Вселенная ограничена в пространстве, хотя ее движениевечно, не имеет ни конца, ни начала. Это возможно как раз потому, что, кромеупомянутых четырех элементов, существует еще и пятая, неуничтожимая материя,которую Аристотель назвал эфиром. Из эфира будто бы и состоят все небесныетела, для которых вечное круговое движение - это естественное состояние. «Зонаэфира» начинается около Луны и простирается вверх, тогда как ниже Лунынаходится мир четырех элементов.

Вот как описывает своепонимание мироздания сам Аристотель:

«Солнце и планеты обращаются около Земли, находящейсянеподвижно в центре мира. Наш огонь, относительно цвета своего, не имеетникакого сходства со светом солнечным, ослепительной белизны. Солнце не состоитиз огня; оно есть огромное скопление эфира; теплота Солнца причиняетсядействием его на эфир во время обращения вокруг Земли. Кометы сутьскоропреходящие явления, которые быстро рождаются в атмосфере и столь же быстроисчезают. Млечный Путь есть не что иное, как испарения, воспламененные быстрымвращением звезд около Земли… Движения небесных тел, вообще говоря, происходятгораздо правильнее, чем движения замечаемые на Земле; ибо, так как теланебесные совершеннее любых других тел, то им приличествует самое правильноедвижение, и вместе с тем самое простое, а такое движение может быть толькокруговым, потому что в этом случае движение бывает вместе с тем и равномерным.Небесные светила движутся свободно подобно богам, к которым они ближе, чем кжителям Земли; поэтому светила при движении своем не нуждаются в отдыхе ипричину своего движения заключают в самих себе. Поэтому высшие области неба,более совершенные, содержащие в себе неподвижные звезды, имеют наиболеесовершенное движение - всегда вправо. Что же касается части неба, ближайшей кЗемле, а поэтому и менее совершенной, то эта часть служит местопребываниемгораздо менее совершенных светил, каковы планеты. Эти последние движутся нетолько вправо, но и влево, и притом по орбитам, наклоненным к орбитамнеподвижных звезд. Все тяжелые тела стремятся к центру Земли, а так как всякоетело стремится к центру Вселенной, то поэтому и Земля должна находитьсянеподвижно в этом центре».

При построении своей системы мира Аристотельиспользовал представления Евдокса о концентрических сферах, на которыхрасположены планеты и которые вращаются вокруг Земли. По Аристотелю,первопричиной этого движения является «первый двигатель» - особая вращающаясясфера, расположенная за сферой «неподвижных звезд», которая и приводит вдвижение все остальное. По этой модели лишь одна сфера в каждой из планетвращается с востока на запад, остальные три - в противоположном направлении.Аристотель считал, что действие этих трех сфер должно компенсироватьсядополнительными тремя внутренними сферами, принадлежащими той же планете.Именно в этом случае на каждую последующую (по направлению к Земле) планетудействует лишь суточное вращение. Таким образом, в системе мира Аристотелядвижение небесных тел описывалось с помощью 55 твердых хрустальных сферическихоболочек.

Позже в этой системе мирабыло выделено восемь концентрических слоев (небес), которые передавали своедвижение друг другу. В каждом таком слое насчитывалось семь сфер, движущихданную планету.

Во времена Аристотеля высказывались и другиевзгляды на строение мира, в частности, что не Солнце обращается вокруг Земли, аЗемля вместе с другими планетами обращается вокруг Солнца. Против этогоАристотель выдвинул серьезный аргумент: если бы Земля двигалась в пространстве,то это движение приводило бы к регулярному видимому перемещению звезд на небе.Как мы знаем, этот эффект (годичное параллактическое смещение звезд) был открытлишь в середине 19 века, через 2150 лет после Аристотеля...

На склоне своих лет Аристотель был обвинен вбезбожии и бежал из Афин. На самом деле в своем понимании мира он колебалсямежду материализмом и идеализм. Его идеалистические взгляды и, в частности,представление о Земле как центре мироздания было приспособлено для защитырелигии. Вот почему в середине второго тысячелетия нашей эры борьба противвзглядов Аристотеля стала необходимым условием развития науки...

V. Первая гелиоцентрическая система.

Современникам Аристотеля ужебыло известно, что планета Марс в противостоянии, а также Венера во времяпопятного движения значительно ярче, чем в другие моменты. По теории сфер онидолжны были бы оставаться всегда на одинаковом расстоянии от Земли. Именнопоэтому тогда возникали и другие представления о строении мира.

Так, Гераклит Понтийский(388 - 315 гг. до н. э.) предполагал, что Земля движется «… вращательно, околосвоей оси, наподобие колеса, с запада на восток вокруг собственного центра». Онвысказал также мысль, что орбиты Венеры и Меркурия являются окружностями, вцентре которых находится Солнце. Вместе с Солнцем эти планеты будто бы иобращаются вокруг Земли.

Еще более смелых взглядовпридерживался Аристарх Самосский (около 310 - 230 гг. до н. э.). Выдающийсядревнегреческий ученый Архимед (около 287 - 212 гг. до н.э.) в своем сочинении«Псаммит» («Исчисление песчинок»), обращаясь к Гелону Сиракузскому, писал овзглядах Аристарха так:

«Ты знаешь, что по представлениюнекоторых астрономов мир имеет форму шара, центр которого совпадает с центромЗемли, а радиус равен длине прямой, соединяющей центры Земли и Солнца. НоАристарх Самосский в своих «Предложениях», написанных им против астрономов,отвергая это представление, приходит к заключению, что мир гораздо большихразмеров, чем только что указано. Он полагает, что неподвижные звезды и Солнцене меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности вокругСолнца, находящегося в его центре, и что центр сферы неподвижных звездсовпадает с центром Солнца, а размер этой сферы таков, что окружность,описываемая по его предположению, Землей, находится к расстоянию неподвижныхзвезд в таком же отношении, в каком центр шара находится к его поверхности».

VI. Cистема Птолемея.

Становление астрономии как точной науки началосьблагодаря работам выдающегося греческого ученого Гиппарха. Он первый началсистематические астрономические наблюдения и их всесторонний математическийанализ, заложил основы сферической астрономии и тригонометрии, разработалтеорию движения Солнца и Луны и на ее основе - методы предвычисления затмений.

Гиппарх обнаружил, что видимое движение Солнца иЛуны на небе является неравномерным. Поэтому он стал на точку зрения, что этисветила движутся равномерно по круговым орбитам, однако центр круга смещен поотношению к центру Земли. Такие орбиты были названы эксцентрами. Гиппархсоставил таблицы, по которым можно было определить положение Солнца и Луны нанебе на любой день года. Что же касается планет, то, по замечанию Птолемея, он«не сделал других попыток объяснения движения планет, а довольствовалсяприведением в порядок сделанных до него наблюдений, присоединив к ним ещегораздо большее количество своих собственных. Он ограничился указанием своимсовременникам на неудовлетворительность всех гипотез, при помощи которыхнекоторые астрономы думали объяснить движение небесных светил».

Благодаря работам Гиппарха астрономы отказались отмнимых хрустальных сфер, предположенных Евдоксом, и перешли к более сложнымпостроениям с помощью эпициклов и деферентов, предложенных еще до ГиппархаАполлоном Пергским. Классическую форму теории эпициклических движений придалКлавдий Птолемей.

Главное сочинение Птолемея«Математический синтаксис в 13 книгах» или, как его назвали позже арабы,«Альмагест» («Величайшее») стал известным в средневековой Европе лишь в XII в.В 1515 г. он был напечатан на латинском языке в переводе с арабского, а в 1528г. в переводе с греческого. Трижды «Альмагест» издавался на греческом языке, в1912 г. он издан на немецком языке.

«Альмагест» - это настоящаяэнциклопедия античной астрономии. В этой книге Птолемей сделал то, что неудавалось сделать ни одному из его предшественников. Он разработал метод,пользуясь которым можно было рассчитать положение той или другой планеты налюбой наперед заданный момент времени. Это ему далось нелегко, и в одном местеон заметил:

«Легче, кажется, двигать самые планеты, чемпостичь их сложное движение...»

«Установив» Землю в центре мира, Птолемей представилвидимое сложное и неравномерное движение каждой планеты как сумму несколькихпростых равномерных круговых движений.

Согласно Птолемею каждаяпланета движется равномерно по малому кругу - эпициклу. Центр эпицикла в своюочередь равномерно скользит по окружности большого круга, названого деферентом.Для лучшего совпадения теории с данными наблюдений пришлось предположить, чтоцентр деферента смещен по отношению к центру Земли. Но этого было недостаточно.Птолемей был вынужден предположить, что движение центра эпицикла по деферентуявляется равномерным (т. е. его угловая скорость движения постоянна), еслирассматривать это движение не из центра деферента и не из центра Земли, а снекоторой «выравнивающей точки», названной позже эквантом.

Комбинируя наблюдения с расчетами, Птолемей методомпоследовательных приближений получил, что отношения радиусов эпициклов крадиусам деферентов для Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна равнысоответственно 0.376, 0.720, 0.658, 0.192 и 0.103. Любопытно, что для предвычисленияположения планеты на небе не было необходимости знать расстояния до планеты, алишь упомянутое отношение радиусов эпициклов и деферентов.

При построении своей геометрической модели мираПтолемей учитывал тот факт, что в процессе своего движения планеты несколькоотклоняются от эклиптики. Поэтому для Марса, Юпитера и Сатурна он «наклонил»плоскости деферентов к эклиптике и плоскости эпициклов к плоскостям деферентов.Для Меркурия и Венеры он ввел колебания вверх и вниз с помощью небольших вертикальныхкругов. В целом для объяснения всех замеченных в то время особенностей вдвижении планет Птолемей ввел 40 эпициклов. Система мира Птолемея, в центрекоторой находится Земля, называется геоцентрической.

Кроме отношения радиусов эпициклов и деферентов длясопоставления теории с наблюдениями необходимо было задать периоды обращения поэтим кругам. По Птолемею, полный оборот по окружности эпициклов все верхниепланеты совершают за тот же промежуток времени, что и Солнце по эклиптике, т.е. за год. Поэтому радиусы эпициклов этих планет, направленные к планетам,всегда параллельны направлению с Земли на Солнце. У нижних планет - Меркурия иВенеры - период обращения по эпициклу равен промежутку времени, а течениикоторого планета возвращается к исходной точке на небе. Для периодов обращенийцентра эпицикла по окружности деферента картина обратная. У Меркурия и Венерыони равны году, поэтому центры их эпициклов всегда лежат на прямой, соединяющейСолнце и Землю. Для внешних планет они определяются временем, в течениекоторого планета, описав полную окружность на небе, возвращается к тем жезвездам.

Вслед за АристотелемПтолемей попытался опровергнуть представление о возможном движении Земли. Онписал:

«Существуют люди, которые утверждают, будто бы ничто немешает допустить, что небо неподвижно, а Земля вращается около своей оси отзапада к востоку, и что она делает такой оборот каждые сутки. Правда, говоря осветилах, ничто не мешает для большей простоты допустить это, если принимать врасчет только видимые движения. Но эти люди не сознают, до какой степени смешнотакое мнение, если присмотреться ко всему, что совершается вокруг нас и ввоздухе. Если мы согласимся с ними, - чего в действительности нет, - что самыелегкие тела вовсе не движутся или движутся так же, как и тела тяжелые, междутем как, очевидно, воздушные тела движутся с большей скоростью, чем телаземные; если бы мы согласились с ними, что предметы самые плотные и самыетяжелые имеют собственное движение, быстрое и постоянное, тогда как на самом делеони с трудом движутся от сообщаемых им толчков, - все - таки эти люди должныбыли бы сознаться, что Земля вследствие своего вращения имела бы движениезначительно быстрее всех тех, какие происходят вокруг нее, ибо она совершала бытакую большую, окружность в такой малый промежуток времени. Таким образом,тела, которые поддерживали бы Землю, казались бы всегда движущимися попротивоположному с ней направлению, и никакое облако, ничто летящее илиброшенное никогда не казалось бы направляющимся к востоку, ибо Земля опередилабы всякое движение в этом направлении».

С современной точки зрения можно сказать, чтоПтолемей слишком переоценил роль центробежной силы. Он также придерживалсяошибочного утверждения Аристотеля, что в поле тяжести тела падают со скоростями,пропорциональными их массам...

В целом же, как заметил А. Паннекук,«Математическое сочинение» Птолемея «было карнавальным шествием геометрии,праздником глубочайшего создания человеческого ума в представлении Вселенной…труд Птолемея предстает перед нами как великий памятник науки античнойдревности...».

После высокого расцветаантичной культуры на европейском континенте наступил период застоя и регресса.Этот мрачный промежуток времени продолжительностью более тысячи лет был названсредневековьем. Ему предшествовало превращение христианства в господствующуюрелигию, при которой не было места для высокоразвитой науки античной древности.В это время произошел возврат к наиболее примитивным представлениям о плоскойЗемле.

И лишь начиная с XI в., подвлиянием роста торговых отношений, с усилением в городах нового класса –буржуазии, духовная жизнь в Европе начала пробуждаться. В середине XIII в.философия Аристотеля была приспособлена к христианской теологии, отмененырешения церковных соборов, запрещавших натурфилософские идеи великогодревнегреческого философа. Взгляды Аристотеля на устройство мира вскоре сталинеотъемлемыми элементами христианской веры. Теперь уже нельзя было сомневатьсяв том, что Земля имеет форму шара, установленного в центре мира, и что вокругнего обращаются все небесные светила. Система Птолемея стала как бы дополнениемк системе Аристотеля, помогающей проводить конкретные расчеты положений планет.

Основные параметры своеймодели мира Птолемей определил в высшей степени искусно и с высокой точностью.Со временем, однако, астрономы начали убеждаться в том, что между истиннымположением планеты на небе и расчетным существуют расхождения. Так, в начале 12века планета Марс оказалась на два градуса в стороне от того места, где ейнадлежало быть по таблицам Птолемея.

Чтобы объяснить всеособенности движения планет на небе, приходилось вводить для каждой из них додесяти и более эпициклов со всё уменьшающимися радиусами так, чтобы центрменьшего эпицикла обращался по кругу большего. К 16 веку движение Солнца, Луныи пяти планет объяснялось с помощью более чем 80 кругов! И всё же наблюдения,разделённые большими промежутками времени, было трудно «подогнать» под этусхему. Приходилось вводить новые эпициклы, несколько изменять их радиусы, смещатьцентры деферентов по отношению к центру Земли. В конечном итоге геоцентрическаясистема Птолемея, перегруженная эпициклами и эквантами, рухнула от собственнойтяжести...

VII. Мир Коперника.

Книга Коперника, вышедшая в год его смерти, в 1543году, носила скромное название: «О вращении небесных сфер». Но это было полноениспровержение взглядов Аристотеля на мир. Сложная махина прозрачныххрустальных полых сфер отошла в прошлое. С этого времени началась новая эпоха внашем понимании Вселенной. Продолжается она и поныне.

Благодаря Копернику мы узнали, что Солнце занимаетнадлежащее ему положение в центре планетной системы. Земля же никакой не центрмира, а одна из рядовых планет, обращающихся вокруг Солнца. Так все стало насвои места. Строение Солнечной системы было наконец разгадано.

Дальнейшие открытияастрономов пополнили семью большихпланет. Их девять: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептуни Плутон. В таком порядке они занимают свои орбиты вокруг Солнца. Открытомножество малых тел Солнечной системы - астероидов и комет. Но это не изменилоновой Коперниковой картины мира. Напротив, все эти открытия только подтверждаюти уточняют ее.

Теперь мы понимаем, чтоживем на небольшой планете, похожей на шар. Земля вращается вокруг Солнца поорбите, не слишком отличающейся от окружности. Радиус этой окружности близок к150 миллионам километров.

Расстояние от Солнца до Сатурна - самой дальней изизвестных во времена Коперника планет - приблизительно в десять раз большерадиуса земной орбиты. Это расстояние совершенно правильно определил ещеКоперник. Размеры Солнечной системы - расстояние от Солнца до орбиты девятойпланеты, Плутона, еще почти в четыре раза больше и составляет приблизительно 6миллиардов километров.

Такова картина Вселенной внашем непосредственном окружении. Это и есть мир по Копернику.

Но Солнечная система еще не вся Вселенная. Можносказать, что это только наш маленький мирок. А как же далекие звезды? О нихКоперник не рисковал высказывать никакого определенного мнения. Он простооставил их на прежнем месте, не дальней сфере, где были они у Аристотеля, илишь говорил, и совершенно правильно, что расстояние до звезд во множество разбольше размеров планетных орбит. Как и античные ученые, он представлялВселенную замкнутым пространством, ограниченным этой сферой.

VIII. Солнце и звезды.

В ясную безлунную ночь, когда ничто не мешает наблюдению,человек с острым зрением увидит на небосводе не более двух - трех тысячмерцающих точечек. В списке, составленном во 2 веке до нашей эры знаменитымдревнегреческим астрономом Гиппархом и дополненном позднее Птолемеем, значится1022 звезды. Гевелий же, последний астроном, производивший такие подсчеты безпомощи телескопа, довел их число до 1533.

Но уже в древностиподозревали о существовании большого числа звезд, невидимых глазом. Демокрит,великий ученый древности, говорил, что белесоватая полоса, протянувшаяся черезвсе небо, которую мы называем Млечным Путем, есть в действительности соединениесвета множества невидимых по отдельности звезд. Споры о строении Млечного Путипродолжались веками. Решение - в пользу догадки Демокрита - пришло в 1610 году,когда Галилей сообщил о первых открытиях, сделанных на небе с помощьютелескопа. Он писал с понятным волнением и гордостью, что теперь удалось«сделать доступными глазу звезды, которые раньше никогда не были видимыми ичисло которых, по меньшей мере, в десять раз больше числа звезд, известныхиздревле».

Но и это великое открытиевсе еще оставляло мир звезд загадочным. Неужели все они, видимые и невидимые,действительно сосредоточены в тонком сферическом слое вокруг Солнца?

Еще до открытия Галилея была высказана совершеннонеожиданная, по тем временам замечательно смелая мысль. Она принадлежитДжордано Бруно, трагическая судьба которого всем известна. Бруно выдвинул идеюо том, что наше Солнце - это одна из звезд Вселенной. Всего только одна извеликого множества, а не центр всей Вселенной. Но тогда и любая другая звездатоже вполне может обладать своей собственной планетной системой.

Если Коперник указал место Земли отнюдь не вцентре мира, то Бруно и Солнце лишил этой привилегии.

Идея Бруно породила немало поразительных следствий.Из нее вытекала оценка расстояний до звезд. Действительно, Солнце - это звезда,как и другие, но только самая близкая к нам. Поэтому - то оно такое большое ияркое. А на какое расстояние нужно отодвинуть светило, чтобы и оно выгляделотак, как, например, Сириус? Ответ на этот вопрос дал голландский астрономГюйгенс (1629 - 1695). Он сравнил блеск этих двух небесных тел, и вот чтооказалось: Сириус находится от нас в сотни раз дальше, чем Солнце.

Чтобы лучше представить,сколь велико расстояние до звезды, скажем, что луч света, пролетающий за однусекунду 300 тысяч километров, затрачивает на путешествие от Сириуса к нам нескольколет. Астрономы говорят в этом случае о расстоянии в несколько световых лет. Посовременным уточненным данным, расстояние до Сириуса - 8,7 световых лет. Арасстояние от нас до солнца всего 8 световых минут.

Конечно, разные звезды отличаются друг от друга(это и учтено в современной оценке расстояния до Сириуса). Поэтому определениерасстояний до них и сейчас часто остается очень трудной, а иногда и простонеразрешимой задачей для астрономов, хотя со времени Гюйгенса придумано дляэтого немало новых способов.

Замечательная идея Бруно и основанный на ней расчетГюйгенса стали решительным шаг

Случились вместе два Астронома в пиру
И спорили весьма между собой в жару.
Один твердил: земля, вертясь, вкруг Солнца ходит;
Другой, что Солнце все с собой планеты водит:
Один Коперник был, другой слыл Птолемей.
Тут повар спор решил усмешкою своей.
Хозяин спрашивал: “ ты звезд теченье знаешь?
Скажи, как ты о сем сомненье рассуждаешь?”
Он дал такой ответ: « Что в том Коперник прав
Я правду докажу, на Солнце не бывав.
Кто видел простака из поваров такого,
Который бы вертел очаг кругом жаркого?”
М. Ломоносов

Урок 2/8

Тема: Развитие представлений о Солнечной системе.

Цель: Познакомить учащихся со становлением представлений человечества о строении Солнечной системы, геоцентрической и гелиоцентрической системах. Объяснение петлеобразного движения планет.

Задачи :
1. Обучающая : Продолжить начатое в курсе истории формирование представлений о геоцентрической и гелиоцентрической системах мира и ввести их понятия.
2. Воспитывающая : На примере борьбы за гелиоцентрическое мировоззрение показать несовместимость науки и религии. Использовать примеры подвижнических судеб Дж. Бруно и Г. Галилея для формирования высоких нравственных представлений у учащихся. Содействуя эстетическому воспитанию учащихся, сделать акцент на простоту и красоту гелиоцентрической системы мира.
3. Развивающая : показать, как с позиций гелиоцентризма естественным образом было объяснено петлеобразное движение планет и получен простой метод определения относительных расстояний планет от Солнца. Для развития мышления учащихся и их познавательных интересов нужно, во-первых, использовать проблемное изложение материала (показав, что совершенствование гелиоцентрической системы привело ее к очень громоздкой схеме, которая все-таки позволяла с известной степенью точности предвычислять условия видимости планет, но нуждалась в дальнейшем усложнении), и, во-вторых, дать возможность изучить петлеобразное движение планет.

Знать:
1-й уровень (стандарт)
2-й уровень - понятие геоцентрической и гелиоцентрической системы строения мира.
Уметь:
1-й уровень (стандарт) - находить вид конфигурации и решать простые задачи с использованием синодического уравнения.
2-й уровень - находить вид конфигурации не только на чертежах, но и с помощью CD- "Red Shift 5.1", решать задачи с использованием синодического уравнения.

Оборудование: Таблица “Солнечная система”, к/ф “Планетная система”, “Астрономия и мировоззрение”. ПКЗН. CD- "Red Shift 5.1"(принцип нахождение небесного объекта в заданный момент времени). Демонстрация и комментирование диафильмов «Борьба за становление научного мировоззрения в астрономии» (I и II фрагменты) и «Развитие представлений о Вселенной». Фильм "Астрономия" (ч.1, фр. 2 "Самая древняя наука")

Межпредметная связь : Представления о Земле в Древнем мире и Средние века (история, 5-6 кл). Солнечная система, ее состав; планеты, метеоры, метеориты (природоведение, 5 кл). Борьба церкви против передовой науки (история, 6 кл).

Ход урока:

1. Повторение материала (8-10мин).
А) Вопросы:

1. Конфигурация планет.
2. Состав Солнечной системы.
3. Решение задачи №8 (стр. 35). [1/S=1/Т - 1/Т з , отсюда Т= (Т з. S)/(S+Т з)= (1 . 1,6)/(1,6+1)= 224,7 d ]
4. Решение задачи №9 (стр. 35). [1/S=1/Т з - 1/Т , отсюда S=(1 . 12)/(12-1)=1,09 года]
5. "Red Shift 5.1" - найти планету на сегодня и дать характеристику ее видимости, координат, удаленности (можно несколько учеников, указав конкретную планету - желательно письменно, чтобы не отнимать времени на уроке).
6. "Red Shift 5.1" - когда будет ближайшее противостояние, соединение планет: Марса, Юпитера? [противостояние: Марса - 24.12.2007г, 30.01.2010г; Юпитера - 14.04.2008г, 9.07.2008г, 9.10.2008г, соединение: Марс - 5.12.2008г, ; Юпитер - 23.12.2007г, 24.01.2009г ]

Б) По карточкам:

В) Остальные:

1. Синодический период некоторой малой планеты 730,5 дней. Найдите звездный период ее обращения вокруг Солнца. {730,5 дней или 2 года}
2. Через какие промежутки времени встречаются на циферблате минутная и часовая стрелки? {1 1 / 11 ч}
3. Нарисуйте, как будут располагаться на своих орбитах планеты: Венера - в нижнем соединении, Марс - в противостоянии, Сатурн - западная квадратура, Меркурий -восточная элонгация.
4. Оцените примерно сколько времени может наблюдаться и когда (утром или вечером) Венера, если она удалена к востоку от Солнца на 45 о. {вечером, около 3 часов, т.к 45 о /15 о =3}

2. Новый материал (20мин)

Первичное представление окружающего мира :
Первые высеченные в камне звездные карты были созданы 32-35 тысяч лет назад. Знание созвездий и положений некоторых звезд обеспечивало первобытным людям ориентацию на местности и приблизительное определение времени ночью. Более чем за 2000 лет до НЭ люди заметили, что некоторые звезды перемещаются по небу - их позже греки назвали “блуждающими” - планетами. Это послужило основой для создание первых наивных представлений об окружающем нас мире (“Астрономия и мировоззрение” или кадры другого диафильма).
Фалес Милетский (624-547 гг. до н.э.) самостоятельно разработал теорию солнечных и лунных затмений, открыл сарос. Об истинной (сферической) форме Земли древнегреческие астрономы догадались на основе наблюдений формы земной тени во время лунных затмений.
Анаксимандр (610-547 гг. до н.э.) учил о бесчисленном множестве непрерывно рождающихся и гибнущих миров в замкнутой шарообразной Вселенной, центром которой является Земля; ему приписывалось изобретение небесной сферы, некоторых других астрономических инструментов и первых географических карт.
Пифагор (570-500 гг. до н.э.) первым назвал Вселенную Космосом, подчеркивая ее упорядоченность, соразмерность, гармоничность, пропорциональность, красоту. Земля имеет форму шара, потому что шар наиболее соразмерен из всех тел. Cчитал что Земля находится во Вселенной без всякой опоры, звездная сфера совершает полный оборот в течение дня и ночи и впервые высказал предположение, что вечерняя и утренняя звезда есть одно и то же тело (Венера). Считал что звезды находятся ближе планет.
Предлагает пироцентрическую схему строения мира = В центре священный огонь, а вокруг прозрачные сферы, входящие друг в друга на которых закреплена Земля, Луна и Солнце со звездами, затем планеты. Сферы, вращаясь с востока на запад и подчиняясь определенным математическим соотношениям. Расстояния до небесных светил не могут быть произвольными, они должны соответствовать гармоническому аккорду. Эта "музыка небесных сфер" может быть выражена математически. Чем дальше сфера от Земли, тем больше скорость и выше издаваемый тон.
Анаксагор (500-428 гг. г. до н.э.) предполагал, что Солнце - кусок раскаленного железа; Луна - холодное, отражающее свет тело; отрицал существование небесных сфер; самостоятельно дал объяснение солнечным и лунным затмениям.
Демокрит (460-370 гг. до н.э.) считал материю состоящей из мельчайших неделимых частиц - атомов и пустого пространства, в котором они движутся; Вселенную - вечной и бесконечной в пространстве; Млечный Путь состоящим из множества неразличимых глазом далеких звезд; звезды - далекими солнцами; Луну - похожей на Землю, с горами, морями, долинами... "Согласно Демокриту, миров бесконечно много и они различных размеров. В одних нет ни Луны, ни Солнца, в других они есть, но имеют значительно большие размеры. Лун и солнц может быть больше, чем в нашем мире. Расстояния между мирами различны, одни больше, другие меньше. В одно и то же время одни миры возникают, а другие умирают, одни уже растут, а другие достигли расцвета и находятся на краю гибели. Когда миры сталкиваются между собой, они разрушаются. На некоторых совсем нет влаги, а также животных и растений. Наш мир находится в самом расцвете" (Ипполит "Опровержение всякой ереси", 220 г. н.э.)
Евдокс (408-355 гг. до н.э.) - один из крупнейших математиков и географов древности; разработал теорию движения планет и первую из геоцентрических систем мира. Он подбирал комбинацию из нескольких вложенных одна в другую сфер, причём полюса каждой из них были последовательно закреплены на предыдущей. 27 сфер, из них одна для неподвижных звёзд, вращаются равномерно вокруг различных осей и расположены одна внутри другой, к которым прикреплены неподвижные небесные тела.
Архимед (283-312 гг. до н.э.) впервые попытался определить размеры Вселенной. Считая Вселенную шаром, ограниченным сферой неподвижных звезд, а диаметр Солнца в 1000 раз меньшим, он вычислил, что Вселенная может вмещать 10 63 песчинок.
Гиппарх (190-125 гг. до н.э.) "более, чем кто-либо доказал родство человека со звездами...он определил места и яркость многих звезд, чтобы можно было разобрать, не исчезают ли они, не появляются ли вновь, не движутся ли они, меняются ли они в яркости" (Плиний Старший). Гиппарх был создателем сферической геометрии; ввел сетку координат из меридианов и параллелей, позволявших определять географические координаты местности; составил звездный каталог, включавший 850 звезд, распределенные по 48 созвездиям; разделил звезды по блеску на 6 категорий - звездных величин; открыл прецессию; изучал движение Луны и планет; повторно измерил расстояние до Луны и Солнца и разработал одну из геоцентрических систем мира.

Геоцентрическая система строения мира (от Аристотеля до Птолемея).

По теории Птолемея: 1) Земля неподвижна и находится в центре мира; 2) планеты вращаются по строго круговым орбитам; 3) движение планет равномерно.

Первая научно обоснованная теория строения мира была разработана (384-322) и опубликована в 355г до НЭ в книге “О небе”, обобщив все знания предшественников и основываясь на умозаключениях, которые в то время не могли быть проверены. Развив более подробно учение Платона, переняв у него вращающиеся хрустальные сферы, рассчитав радиусы сфер, введя сферу комет (считал их всего лишь земным испарением, самовозгорающиеся высоко над Землей и не имеющие никакого отношения к небесным телам), как подлунную, взяв его название планет по именам богов: Гермес - Меркурий, Афродита - Венера, Арес - Марс, Зевс - Юпитер, Кронос - Сатурн. Признавая шарообразность Земли, Луны и небесных тел, отказывается от движения Земли и ставит ее в центр, так как считал, что звезды должны были бы описывать круги, а не находиться на месте (что было доказано лишь в 18 веке). Система получила название геоцентрической (Гея - Земля). С развитием астрономии и получении более точных знаний о движении планет, система была доработана Гиппархом и окончательно кинематически разработана к 150г НЭ александрийским астрономом (87-165) в сочинении, состоящем из 13 книг “Великое математическое построение астрономии” (Альмагест). Для объяснения движения планет, применив систему эпициклов и деферентов, сделав их гармоническими: сложное петлеобразное движение представлялось суммой нескольких гармонических движений, выражаемых формулой: , где где w n - круговая частота, t - время, A n - амплитуда, δ n - начальная фаза. Эпициклическая система Птолемея была простой, универсальной, экономичной и, несмотря на свою принципиальную неверность, позволяла предвычислять небесные явления с любой степенью точности; с её помощью можно было бы решать некоторые задачи современной астрометрии, небесной механики и космонавтики. Сам Птолемей, обладая честностью настоящего ученого, делал упор на чисто прикладной характер своей работы, отказываясь рассматривать её как космологическую ввиду отсутствия явных доказательств в пользу гео- или гелиоцентрической теорий мира.

Гелиоцентрическая система строения мира (Коперника).

Идея поместить в центр Солнечной системы не Землю а Солнце принадлежит (310-230) впервые определившему расстояние до Луны, Солнца и их размеры. Но заключений и доказательств о том, что Солнце больше и вокруг движутся планеты было явно недостаточно. "Он полагает, что неподвижные звезды и Солнце не меняют свои места в пространстве, что Земля движется по окружности вокруг Солнца, находящегося в её центре" - писал Архимед. В работе "О размерах и взаимных расстояниях Солнца и Луны" Аристарх Самосский, принимая гипотезу о суточном вращении Земли, зная диаметр Земли (по Эратосфену) и считая Луну в 3 раза меньше Земли, на основе собственных наблюдений рассчитал, что Солнце - одна, ближайшая из звезд - в 20 раз дальше от Земли, нежели Луна (на самом деле - в 400 раз) и больше Земли по объему в 200-300 раз. Только в эпоху Возрождения польский ученый (1473-1543) обосновал гелиоцентрическую систему строения мира к 1539г в книге “Об обращении небесных сфер” (1543г), объяснив суточное движение светил вращением Земли и петлеобразное движение планет их обращением вокруг Солнца, рассчитав расстояния и периоды обращения планет. Однако сферу неподвижных звезд он оставил, отодвинув её в 1000 раз дальше, чем Солнце.

Подтверждение гелиоцентрической системы мира.

Доказательство гелиоцентрическая система получила в трудах Галилео Галилея (1564-1642) и Иоганна Кеплера (1571-1630). - открыл смену фаз Венеры, доказывающую ее вращение вокруг Солнца. Открыл 4 спутника Юпитера, доказав что не только Земля (Солнце) может быть центром. Открыл горы на Луне и определил их высоту - значит нет существенного различия между земным и небесным. Наблюдал пятна на Солнце и сделал вывод о его вращении. Разложив Млечный путь в звезды делает вывод о различности расстояний до звезд и что никакой “сферы неподвижных звезд” не существует. Казнь Джордано Бруно (1548-1600), официальный запрет церковью учения Коперника, суд над Галилеем не могли остановить распространение коперниканства. В Австрии Иоганн Кеплер открывает движение планет, в Англии Исаак Ньютон (1643-1727) опубликовывает закон всемирного тяготения, в России Михайло Васильевич Ломоносов (1711-1765) не только высмеивает идеи геоцентризма в стихах, но и открывает атмосферу на Венере, защищает идею множества обитаемых миров.

III. Закрепление материала (8 мин).

1. Разбор задач решавшихся на уроке остальными учащимися класса (В) тех, что вызвали затруднение.
2. Решение .

Итог:
1) В чем отличие геоцентрической от гелиоцентрической системы строения мира?
2) Каких видных ученых-астрономов вы помните?
3) Оценки

Домашнее задание: §8; вопросы и задания стр. 40, стр. 52 п.1-5. Рассказ об ученом - астрономе (любом из перечисленных на уроке). Не решившим с/р №4 доделать. Можно дать составить презентацию о каком либо ученом с данного урока, открытиях Г. Галилея, об одной из систем строения мира и т.д.

Урок оформили члены кружка "Интернет-технологии" - Прытков Денис (10кл) и Березуцкая Аня (11кл)

Изменен 21.10.2009 года

В развитии наших представлений о картине Мира выделяются четыре этапа: I) древний; 2) средневековый; 3)новый и 4)новейший, или современный.

В течение первого этапа был сделан ряд открытий. Их следует оценивать как крупнейшие уже хотя бы потому, что отсчет сделанному здесь идет от нуля. Но не только поэтому. Открытия, о которых речь будет идти ниже, позволили в дальнейшем установить масштабы Мира. Остановимся вкратце на некоторых из них.

Пифагор (VI век до н.э.) высказал идею о том, что Земля и другие небесные тела - шары. Подтверждения этому были найдены еще в древности, в частности, Аристотелем в IV веке до н.э. (в этой связи возникает вопрос: какие данные указывают на то, что Земля - шар?). Эратосфен (III век до н.э.) с удивительной точностью определил радиус Земли . Согласно Эратосфену (современное значение ).

Задача №1. Предложите метод нахождения радиуса Земли. Как это можно сделать сейчас, и как это можно было сделать еще в древности?

Гиппарх (II век до н.э.) первым начал проводить систематические наблюдения положения на небе Солнца, Луны и планет. Он определил радиус Луны, расстояние до неё и разработал метод предвычисления моментов затмений.

Задача №2. Предложите метод определения расстояния до Луны.

Примерно за тысячу лет до нашей эры была установлена продолжительность года и то, что год содержит нецелое число суток. Последнее очень важно, так как оно характеризует точность его определения и уровень исследований. Сейчас мы знаем, что продолжительность года есть период вращения Земли вокруг Солнца, а суток - вокруг своей оси. И совершенно ясно, что в общем случае эти периоды не обязаны быть кратными друг другу*. Однако в то время природа этих периодов не была известна. Продолжительность года определялась с помощью измерения положения на небе небесных тел. Следовательно, эти измерения выполнялись с такой точностью, которая как раз и позволила установить, что в году нецелое число суток. (Чтобы почувствовать сложность этой проблемы, можно поставить такую задачу: предложите метод определения продолжительности года.). В I веке до н.э. при Юлии Цезаре был разработан календарь - он называется юлианским, который с незначительными изменениями дошел до наших дней.

Этот период заканчивается созданием геоцентрической системы Мира, которую принято называть Птолемеевой (II век н.э.), хотя в ее разработке принимали участие известнейшие ученые различных поколений, такие как Платон (V-IV век до н.э.), Аристотель и другие. Согласно этой системе в центре Мира находится Земля. Вокруг нее вращаются Луна, Солнце, планеты и звезды. Планеты и звезды видны как точки. Звезды отличаются от планет тем, что их расположения относительно друг друга не меняются, тогда как положения планет меняются относительно звезд и относительно друг друга (в переводе с греческого слово "планета" означает "блуждающая"). Во времена Птолемея были известны пять планет.

Обсудим вкратце систему Птолемея. В качестве первого шага естественно принять простейшую картину устройства Мира, согласно которой все небесные тела вращаются по круговым орбитам, скажем, вокруг Земли. Вообще говоря, такие идеи высказывались и до Птолемея (кстати, принцип исследования, основанный на том, что природа избирает простейшие решения, является весьма плодотворным и в дальнейшем будет неоднократно демонстрироваться). Однако уже во времена Птолемея были известны факты, которые не укладывались в эту схему. Главный из них - это так называемое попятное движение планет. Как показали наблюдения, планеты на небе прочерчивают замысловатые петлеобразные траектории (рис. 1). Необходимо было объяснить, почему в некоторые периоды планеты движутся назад.

С помощью собственных наблюдений, а также используя наблюдения Гиппарха и высказывавшиеся ранее идеи о том, что неравномерные движения небесных тел можно разложить на сумму равномерных движений по окружностям, Птолемей смог не просто объяснить попятное движение планет, но и дать метод, с помощью которого можно было наперед рассчитывать положения планет. Вкратце суть теории Птолемея заключается в следующем. Движение планет в первом приближении можно представить в виде суммы двух движений. Первое - это движение планеты по некоей окружности - эпициклу. В свою очередь, центр эпицикла, или как бы мы сейчас сказали - ведущий центр - движется по окружности большего радиуса, названной деферентом (рис. 2). В действительности для того, чтобы объяснить все известные в то время особенности в движении планет, Птолемею приходилось прибегать к более сложным построениям, номы ограничимся этой простейшей схемой.

В литературе иногда можно встретить категорическую оценку, что система Птолемея в принципе неверна и даже чуть ли не реакционная. На самом деле теория строения природных объектов сама по себе не может быть реакционной. Что же касается физического содержания, то оно, безусловно, отсутствовало в теории Птолемея. Это и неудивительно, ведь законы механики были открыты Ньютоном спустя примерно полторы тысячи лет. Система Птолемея носила чисто геометрический характер (впрочем, для того чтобы понять природу эпициклов, ниже предлагается Задача №6 ). Она прослужила до середины второго тысячелетия и вполне удовлетворяла практическим запросам того времени*.

Расположение Земли в центре Вселенной на современном языке означает, что Птолемей связал начало координат с Землей. С точки зрения современной физики выбор системы отсчета, вообще говоря, не является принципиальным в том смысле, что в любой системе отсчета можно правильно описывать явления природы. Просто некоторые системы отсчета являются более предпочтительными, поскольку в этих системах отсчета законы движения тел выглядят проще. Так, при описании движения замкнутой системы тел, взаимодействующих, скажем, гравитационно, предпочтительной является система координат, связанная с центром масс. Применительно к Солнечной системе можно сказать, что масса Солнца почти в I000 раз больше суммарной массы всех планет, и размеры ее таковы, что центр масс располагается внутри Солнца. Именно по этой причине система отсчета, связанная с Солнцем, оказывается наиболее предпочтительной при рассмотрении движения планет.

Во времена Птолемея почти не было наблюдательных данных, которые непосредственно указывали бы на движение Земли вокруг Солнца (попятные движения планет он объяснил с помощью эпициклов). Поэтому он естественно принял наиболее простую с его (да и не только его) точки зрения систему координат, связанную с Землей. Хотя еще задолго до него, в III веке до н.э. Аристарх Самосский пришел к выводу о том, что Солнце является самым большим телом в нашей системе, и поэтому оно должно быть в центре, а Земля вращается вокруг него. Однако эта идея не получила в то время должного признания, и восторжествовала геоцентрическая система Мира Птолемея - Аристотеля.

Как известно на смену античному миру пришла эпоха мрачного средневековья. Развитие всех наук затормозилось более чем на тысячу лет. Геоцентрическая система Мира совпала с установкой господствующей идеологии, что Земля в центре Вселенной. Поэтому в этот период если что и делается, то в основном для подтверждения ортодоксальной точки зрения, и напротив, пресекаются всякие попытки выйти за ее рамки. Этот период можно охарактеризовать отсутствием значительных открытий, хотя и нельзя сказать, что совершенно ничего не делалось. При каждом приличном дворе обязательно были ученые, занимавшиеся изучением небесных тел, строились обсерватории, накапливался наблюдательный материал. В частности, в начале второго тысячелетия было обнаружено значительное отклонение действительных положений планет на небе от предсказанных в рамках теории Птолемея. В общем, подготавливался фундамент для последующих эпохальных открытий.

Новое время принято отсчитывать с XVI-XVII веков, когда в Нидерландах, а затем в Англии произошли буржуазные революции. Капитализм, пришедший на смену феодализму, разрушил путы, сковывавшие развитие производительных сил и науки. Но еще раньше, в XV веке началась эпоха великих географических открытий. Освоение новых пространств, путешествия через океан, где нет никаких ориентиров, кроме звезд на небе, стимулировали разработку более точных и простых методов ориентирования и счисления времени, чем те, которые могла обеспечить геоцентрическая система Птолемея. Все это, а также накопленный материал подготовили почву для революции в наших представлениях о строении Мира, которую и совершил в середине XVI века Николай Коперник. Коперник предложил ставшую сейчас общепринятой гелиоцентрическую систему, согласно которой Солнце расположено в центре, а Земля и другие планеты вращаются вокруг него (кстати сказать, эта система строения Солнечной системы даже еще проще, чем геоцентрическая, так что принцип максимальной простоты устройства Природы здесь полностью оправдался). Попятное движение планет в теории Коперника объясняется совершенно непринужденно (как?).

Открытие Коперника оценивается как первая революция в естествознании. Оно явилось началом целой серии эпохальных открытий. После Коперника в течение короткого времени, порядка ста лет, произошел качественный скачок в понимании фундаментальных принципов устройства окружающего нас Мира. Спустя приблизительно полвека И. Кеплер открыл законы движения планет, а еще примерно через полвека И. Ньютон установил законы механики и закон всемирного тяготения. Сюда нужно также добавить развитие математики, в особенности, дифференциального и интегрального исчисления. В совокупности эти открытия позволили не только вычислять с огромной точностью движения небесных тел, но и предсказать существование новых планет - Нептуна и Плутона, Блестящим подтверждением этих идей явилось также предсказанное Ньютоном возвращение кометы Галлея.

На эту же эпоху приходится изобретение Г. Галилеем телескопа (начало XVII века). Дальнейшее его усовершенствования позволило сделать ряд новых открытий. С точностью до нескольких процентов было определено расстояние до Солнца, то есть установлены абсолютные масштабы Солнечной системы (Дж.Кассини, начало XVIII века), и стало возможным найти массу Солнца. В XIX веке измерены расстояния до ближайших звезд (Ф. Бесселем и др.).

В середине XVII века Ньютон положил начало спектральным исследованиям, разложив с помощью трехгранной призмы солнечный свет в спектр. В прошлом веке было замечено, что между видом спектра (скажем, наличием тех или иных спектральных линий) и химическим составом излучающего вещества есть связь. Тем самым появилась возможность изучать химический состав Солнца, планет и звезд. Поразительным результатом этих работ стало открытие на Солнце нового элемента - гелия, второго элемента в таблице Менделеева. Самое удивительное заключается в том, что гелий на Земле был обнаружен лишь после того, как он был открыт на Солнце. Это открытие явилось блестящим подтверждением идеи о материальном единстве Мира.

Во второй, половине прошлого века были начаты работы по спектральной классификации звезд. Одной из самых важных вех в этом направлении явилось обнаружение Э. Герцщпрунгом и Г. Ресселом в начале нашего века зависимости между светимостями, то есть мощностью излучения звезд и их спектрами. На этом фактически завершился период накопления и классификации звездных данных. Установленные связи между звездными параметрами и должна была объяснить теория строения звезд. Этим заканчивается третий этап.

Непременно нужно отметить, что огромную роль, как на этом, так и на последующем этапе сыграло изобретение в прошлом веке фотографии.

Последний, современный этап развития наших представлений о строении природы в больших масштабах можно охарактеризовать несколькими наиболее главными моментами. Становление квантовой механики сделало возможным анализ звездных спектров и определения по ним физического состояния и количественного элементного состава вещества звезд. Наконец, развитие ядерной физики привело к решению основной проблемы звезд - проблемы источниковихэнергии (А. Эддингтон, Р. Аткинсон, Ф. Хоутерманс, Г. Бете, К.-Ф. Вайцзеккер). Последующее развитие вычислительной техники позволило более-менее детально рассчитывать внутреннее строение звезд. Тем самым в основном получил свое решение вопрос о том, что представляют собой и как устроены звезды, хотя исследования звезд на этом не закончились. Они продолжаются и в нестоящее время. Можно с уверенностью сказать, что звезды - это проблема, которой еще долго будут заниматься. Нас ждет еще немало открытий. Иллюстрацией к тому является открытие нейтронных звезд.

Второе важнейшее направление исследований связано с открытием мира галактик. Спиральные туманности были известны еще в прошлом веке, но лишь в 1923 г. Э. Хаббл надежно определил расстояние до одной из ближайших галактик - Туманности Андромеды. К 30-му году были установлены размеры Млечного Пути. В I922-I924 гг. наш соотечественник А.М. Фридман на основе общей теорий относительности, созданной в 1915 г. А. Эйнштейном, разработал теорию расширяющейся Вселенной. В 1929 г. Хаббл открыл связь между скоростью удаления галактик и расстоянием до них, блестяще подтвердив тем самым теорию Фридмана. Бурное развитие этого направления началось в 60-е годы после открытия реликтового излучения и квазаров. Уже в наше время создана, пожалуй, одна из самых красивых теорий - теория "пенной" структуры Вселенной.

Что еще отличает исследования в нашу эпоху - это вывод аппаратуры за пределы земной атмосферы с помощью космических аппаратов. Исследованиям стал доступен весь диапазон электромагнитного излучения - от инфракрасного до гамма. Образно говоря, окно, через которое к нам поступает информация, стало существенно больше. Благодаря этому, сделан целый ряд крупных открытий, но еще большее количество открытий впереди. Возможно, уже в ближайшие годы мы сможем увидеть планеты у других звезд и, быть может, узнать что-то о жизни вне Земли. Это было бы самым крупным событием за всю историю человечества.

В заключение хотелось бы остановиться на таком вопросе. Прослеживая развитие науки за большой промежуток времени, можно заметить определенную корреляцию между периодами подъема в науке и потребностями той или иной эпохи. В целом, так сказать, статистически этот вывод вряд ли подлежит сомнению. Развитие общества и производительных сил, безусловно, стимулирует развитие науки и даже чуть ли не диктует те или иные открытия. Вместе с тем развитие науки может происходить относительно самостоятельно. Классическим примером тому является создание Эйнштейном общей теории относительности, которая в отличие от, скажем, специальной теории относительности или квантовой механики "в дверь не стучалась".

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Предмет и цели курса

Учреждение высшего профессионального образования.. южный федеральный университет.. кафедра физики космоса..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Предмет и цели курса
Предметом изучения настоящего курса являются планеты, звезды, Солнце как ближайшая звезда и Солнечная система, межзвездная среда, наша Галактика, другие галактики, крупномасштабная структура Вселен

В больших масштабах
Сейчас трудно определенно сказать, что побудило человека заинтересоваться звездами - практические потребности или любопытство. Скорее всего, и то и другое, хотя не исключено, что любопытство было п

Достоверность знаний о мегамире
Вопрос о достоверности наших знаний об устройстве природы в больших масштабах занимает особое место. Изучая космические объекты, приходится сталкиваться с громадными расстояниями и промежутками вре

Измерение расстояний до небесных тел
Проблема расстояний в астрофизике - проблема номер один. Ведь от ее решения зависят масштабы тех или иных объектов, следовательно, строение этих объектов и процессы, которые привлекаются для объясн

Законы Кеплера
Отталкиваясь от идеи Коперника о том, что планеты движутся по окружностям, Кеплер в течение длительного времени пытался подобрать параметры орбит так, чтобы они удовлетворяли наблюдательным данным

Движение Земли вокруг Солнца
Существуют три факта, которые непосредственно указывает на движение Земли вокруг Солнца. 1. Наблюдения показали, что угловое расстояние в полдень Солнца от экватора на одн

Солнечная система
Задача №10. Оценить отношение моментов импульса, связанных с вращением Юпитера вокруг Солнца и Солнца вокруг своей оси (табличные данные см. в Приложении 1).

Строение недр планет зонной группы
Каково строение недр планет? Наиболее изученной является Земля, поэтому естественно начать с описания недр Земли. По аналогии с Землей разрабатываются модели строения ПЗГ. Внутреннее строение недр

Химический состав Земли
Химический состав коры изучается непосредственно, информацию о составе недр Земли получают опять же с помощью сейсмических волн. Как? По зависимости r(r), а также упругих свойств среды от ра

Возраст Земли
Возраст Земли - это очень важный параметр. Знание его позволяет, в частности, сделать выбор между различными моделями эволюции Вселенной. Но как установить возраст Земли? Идея его определе

Внутреннее строение планет-гигантов
Как уже говорилось, изучать непосредственно недра планет-гигантов (ПГ) не представляется возможным. Основную роль в их исследовании играют теоретические методы, основанные на некоторых общих данных

Окраина солнечной системы
Что находится за пределами орбиты Плутона? Возможно, за пределами орбиты Плутона располагаются еще планеты. Так, в 1992 и 1993 гг. обнаружены еще две планеты, размеры которых оказались достаточно м

Температура поверхности Солнца
Температура излучающего тела определяется с помощью законов излучения (см. Приложение 1). Первый метод заключается в следующем. Получаем спектр излучающего тела. Затем, варьируя T в формуле

Условия в недрах Солнца
Звезды, как и планеты, находятся в состоянии гидростатического равновесия. Чтобы убедиться в том, насколько точно выполняется это утверждение, сделаем следующие оценки. Предположим вначале, что гра

В чем заключается проблема? Оценим запас тепловой энергии Солнца ETO. Очевидно, что

Чтобы подойти к решению поставленного вопроса, оценим запас энергии Солнца. Для этого необходимо вспомнить известное

Активность Солнца
Как уже говорилось, глобальные характеристики Солнца практически не менялись на протяжении нескольких миллиардов лет. Однако локальные могут претерпевать временные флуктуации. Общей причиной зарожд

Звездная величина
Приемная аппаратура регистрирует освещенность Em , создаваемую той или иной звездой на Земле, т.е. количество энергии, падающей в единицу времени на единичную площадку в некотором

Спектры нормальных звезд
Спектр звезды, т.е. распределение энергии по длинам волн является наиболее полной характеристикой ее излучения. Если известен спектр звезды, то путем интегрирования по длине волны рассчитывается ос

Диаграмма спектр - светимость
В начале нашего века Герцшпрунг и Рессел установили связь между дифференциальными и интегральными характеристиками звезд, построив по результатам наблюдений диаграмму спектр - светимость (рис. 27;

Определение расстояний до удаленных звезд
Отвлечемся на короткое время от изучения строения звезд и обратимся к проблеме расстояний. Расстояния до удаленных звезд можно определить с помощью диаграммы Г-Р. В самом деле, спектральный класс з

Определение радиусов и масс звезд
Для понимания диаграммы Г-Р очень важным является вопрос о радиусах и массах звезд. Непосредственно измерить радиусы звезд не удается, т.к. из-за громадных расстояний их видимые размеры ок

Феноменологическая связь между параметрами для звезд ГП
После того, как были определены из наблюдений радиусы и массы звезд, встал вопрос: существует ли связь между светимостью звезды, ее массой и радиусом? Оказалось, что такая связь действительно сущес

Качественное рассмотрение проблемы
Выше получена связь между различными параметрами звезд на основе эмпирических данных. Поставим теперь такой вопрос: каковы модели строения звезд различных типов? Следует сразу оговориться: ответить

Математическая формулировка проблемы
Сформулируем уравнения, описывающие внутреннее строение звезд. Уравнение равновесия (2.3): . (4.13)

Применение методов подобия
Уравнения равновесия звезды для заданного химического состава, конкретного типа ТЯР и механизма переноса энергии можно решить численно с помощью компьютеров, и тем самым рассчитать структуру звезд

Внутреннее строение звезд
Звезда является весьма сложным природным объектом. Поэтому, как уже говорилось выше, рассчитать в деталях ее структуру можно, лишь привлекая компьютерные методы. Однако и в этом случае приходится с

Белые карлики
Задача №33. Из соображений подобия найти качественную связь между радиусом R u массой. MS звезды, вещество которой подчиняется уравнению состояния

Эволюция звезд
Проблема звездной эволюции принадлежит к числу фундаментальных проблем. Решалось она в течение нескольких десятилетий. Были и неправильные пути. Так, наличие ГП на диаграмме ГР наталкивало на мысль

Изохроны. Определение возрастов шаровых скоплений
Из рис. 42 видно, что положение той или иной звезды на диаграмме Г-Р определяется ее массой и временем, прошедшим от момента, когда звезда зажглась (на самом деле есть и другие факторы, влияющие на

Особенности эволюции тесных двойных звезд
Интерес к проблеме двойных звезд очень велик. Исследования их дают наиболее надежную информацию о массах и радиусах звезд, а также дополнительные сведения, которые позволяют более глубоко проверить

Физически переменные звезды
Задача №40. Из соображений размерности установить связь между периодом пульсации звезды и ее средней плотностью. Указание: независимыми размерностными константами, которые

Заключительные этапы эволюции звезд
Финал звездной эволюции определяется рядом факторов: массой звезды, ее вращением, магнитным полем, входит ли звезда в состав тесной двойной системы или нет, начальным химическим составом. В дальней

Белые карлики
Сама структура красного гиганта - вырожденное ядро в центре и раздувающаяся оболочка - подсказывает, как рождается белый карлик. Если звезда сбросит оболочку, то остаток будет иметь параметры белог

Сверхновые звезды
Задача №42. Из соображений размерности найти закон расширения оболочки сверхновой. Указание: считать, что расширение оболочки, есть следств

Нейтронные звезды
Задача №45.Оценить критические значения массы и радиуса звезды вещество которой полностью состоит из нейтронов. Указания: 1) принять, что п

Рентгеновские пульсары
Выше речь ила о радиопульсарах. Известны также рентгеновские пульсары (РП). То есть объекты, излучающие строго периодические импульсы в рентгеновском диапазоне. Запись излучения одного из них приве

Черные дыры
Задача №50.Рассчитать радиус rg звезды массы M, при котором свет не может от нее оторваться (Дж. Мичел, П. Лаплас). Оценить r

Тема урока: Развитие представлений о строении мира. 11кл Цель урока: Воспроизвести исторические сведения о становлении и развитии гелиоцентрической системы мира. Раскрыть сущность каждой из теорий. Рассказать о жизни учёных, которые занимались созданием теорий о строении мира. Ход урока: 1. Орг.момент 2. Изложение нового материала: Мотивация: Мне хочется, чтобы сегодня урок наш прошёл под девизом русской пословицы: «Ученье – свет, а не ученье – тьма». Почему я такой девиз взяла вы мне объясните в конце урока. 1. Звёздное небо во все времена занимало воображение людей. Почему зажигаются звезды? Сколько их сияет в ночи? Далеко ли они от нас? Есть ли границы у звездной Вселенной? С глубокой древности человек задумывался над этими и многими другими вопросами, стремился понять и осмыслить устройство того большого мира, в котором мы живем. Прошли века и тысячелетия, прежде чем возникла и получила глубокое обоснование и развитие наука о Вселенной, раскрывшая нам удивительный порядок мироздания. Недаром еще в древней Греции Вселенную называли Космосом, а это слово первоначально означало “порядок” и “красота”. Системы мира – это представления о расположении в пространстве и движении Земли, Солнца, Луны, планет, звезд и других небесных тел. Рассмотрим вопрос о том, как развивались представления о Мироздании. 2. Наблюдения за движением Солнца, Луны, планет и звёзд люди вели с глубокой древности. На основании таких наблюдений они высказали предположение об устройстве мира. 1) Древние индусы думали, что Земля держится на четырёх слонах, которые стоят на гигантской черепахе, плавающей в океане. Первые представления о мироздании были очень наивными. На протяжении многих веков обожествлялись Луна, Солнце, планеты.

Раньше думали, что существует «твердь небесная», к которой прикреплены звезды, а Землю принимали за неподвижный центр мироздания. 2). Считается, что идею о шарообразности Земли и находится во Вселенной без всякой опоры, впервые высказал в 6 веке до н.э. древнегреческий учёный Пифагор. Аристотель (384 – 322 гг.до н.э) для доказательства 3) шарообразности Земли приводит тот факт, что во время лунных затмений край тени Земли на диске Луны всегда имеет форму дуги окружности. Причина такой формы тени в том, что Земля шарообразная. На вопрос, почему же Земля без опоры не падает вниз, отвечал, а где расположен низ? Низ там, куда падают все тела. Все тела падают по направлению к центру Земли. Центр мира совпадает с центром Земли Земле некуда падать: её центр находиться в центре мира. Планеты, Солнце, Луна и звёзды размещены на хрустальных сферах, которые вращаются вокруг Земли. Такая система мира получила название геоцентрической (по имени греческой богини Земли – Гея). Геоцентрическая система мира: В центре Вселенной находится шарообразная Земля, а вокруг Земли вращаются на хрустальных сферах звёзды, Солнце, Луна и пять планет – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. 4). Эту систему мира через 5 столетий усовершенствовал александрийский астроном Клавдий Птолемей (ок 90 – ок 160 н.э.). Он утверждал, что каждая планета равномерно движется по эпициклу – малому кругу, центр которого движется вокруг Земли по деференту – большому кругу. Тем самым ему удалось объяснить особый характер движения планет, которым они отличались от Солнца и Луны. Поэтому геоцентрическую систему мира часто называют птолемеевской системой мира. 5). Среди ученых древности выделяется смелостью своих догадок Аристарх Самосский, живший в III в. до н. э. Он первым определил расстояние до Луны и её радиус, вычислил размеры Солнца, которое, по его данным, оказалось в 300 с лишним раз больше Земли по объему. Он усомнился в том, что в центре мира находится маленькая Земля, а вокруг неё с большой скоростью обращается за сутки громадное Солнце.

Он сделал вывод: центром мира является Солнце. Он создал первую гелиоцентрическую систему мира. (от греческого «гелиос» - солнце). В наши дни Аристарха Самосского стали называть «Коперником античного мира». За попытку объяснить природные явления без участия богов Аристарха Самосского обвинили в богохульстве и изгнали из Александрии. На протяжении почти двух столетий после открытия Аристарха неправильной Самосского учёные продолжали пользоваться геоцентрической системой. 6). Революцию в научных представлениях об устройстве мира произошла после 1543 года. Польский астроном Николай Коперник 1473–1543), свою систему мира изложил в книге «О вращениях небесных сфер». Он обосновал гелиоцентрическую систему мира: В центре мира находится Солнце. Вокруг Земли движется лишь Луна. Земля является третьей по удаленности от Солнца планетой. Она обращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. На очень большом расстоянии от Солнца Коперник поместил «сферу неподвижных звезд». Но точно установить истинную форму орбит планет он не смог. Коперник показал, что суточное движение всех светил можно объяснить вращением Земли вокруг оси, а петлеобразное движение планет – тем, что все они, включая Землю, обращаются вокруг Солнца. Но учение Коперника, переносившего человека из центра мира на одну из планет Солнечной системы, получило отрицательную оценку со стороны католической церкви как противоречащее Библии. 7). последователь Коперника Джордано Бруно (1548 – 1600). Он утверждал, что во Вселенной нет и не может быть центра, что Солнце – это только центр Солнечной системы Он утверждал, что звёзды – это очень далёкие от нас солнца, что Вселенная бесконечна и миров в ней – звёзд и планет – бесчисленное множество, и наконец, что на других планетах, в других мирах тоже должна существовать жизнь. Озлобленные представители церкви предали Бруно суду инквизиции. От него потребовали отречься от своих убеждений. Он не согласился и его предали мучительной казни – сожгли живым на костре в Риме в 1600 году. 8). Последовательным учения Коперника был великий итальянский учёный Галилео Галилей, который впервые Учение Коперника поддерживал итальянский философ,

использовал подзорную трубу (телескоп) для астрономических наблюдений. Он с её помощью открыл: 1. существование гор на Луне 2. 4 спутника обращаются вокруг планеты Юпитер (подобно тому, как Луна обращается вокруг Земли) 3. Фазы у Венеры (значит Венера – шарообразное тело, которое светит отражённым солнечным светом и обращается именно вокруг Солнца, а не вокруг Земли). 4. обнаружил, что Млечный Путь – эта светящаяся полоса на звёздном небе – является скопищем множества слабых звёздочек. Это и многое другое подтвердило истинность открытия Коперника. В 1616 году ему запретили защищать и распространять учение Коперника. Но преданный науке он продолжал отстаивать передовые взгляды в науке. В 1633 году Галилея отдали под суд инквизиции. Престарелого учёного угрозами вынудили «раскаяться» и приговорили к пожизненному заключению. Только спустя 340 лет, в 1982 году папа римский Иоанн Павел II признал преследования Галилея несправедливыми и снял с него все обвинения в ереси. 9). Но это не остановило распространения учения Коперника. В Австралии немецкий учёный - Иоганн Кеплер (1511 – 1630) - развил учение Коперника, открыв законы движения планет. (три закона планетных движений, которые он вывел из наблюдений перемещений планет по небесной сфере). В Англии Исаак Ньютон (1643 – 1727) опубликовал свой знаменитый закон всемирного тяготения. В России учение Коперника смело поддерживал Михаил Васильевич Ломоносов (1711 – 1765). Он открыл атмосферу на Венере, М.В. Ломоносов смог объяснить природу полярных сияний и кометных хвостов Защищал идею о множественности обитаемых миров. Он добивался невмешательства церкви в распространения научных знаний. Материалистическая наука подтвердила правильность взглядов этих учёных. 10). Современные представления о Вселенной.

3. Закрепление темы урока: Выполните тест: 1. Кто развил представление о строении Вселенной, согласно которым многие миры являются обитаемыми? А) Бруно Б) Галилей В) Коперник Г). Кеплер С). Птолемей 2. Как называется система, в которой центральное место во Вселенной занимает Земля? А) гелиоцентрическая Б) геоцентрическая 3. Основатель гелиоцентрической системы мира? А) Аристарх Самосский Б) Николай Коперник В) Джордано Бруно 4). Греческое название Солнца? А) «Гелиос» Б) Гея В). «Ра» 5). Светлая полоса, видимая в безлунную ночь на небе? А) луч Солнца Б) Млечный путь 6.). Кто обнаружил, что Млечный путь состоит из множества слабых звёзд? А) Бруно Б) Коперник В). Галилей Г) Ломоносов 7). Как называется система мира, предложенная Н.Коперником? А) гелиоцентрическая Б) геоцентрическая 8). Учёный, открывший законы движения планет? А) Ньютон Б) Кеплер В) Ломоносов Г) Галилей 9. Учёный, открывший закон всемирного тяготения? А) Ньютон Б) Кеплер В) Ломоносов Г) Галилей Ответы: 9 правильных ответов – оценка «5» 7 – 8 правильных ответов – оценка «4» 4 – 6 правильных ответов - оценка «3» 3 и меньше правильных ответов – оценка «неуд.» 4. Рефлексия:

1. Вспомните девиз урока и дайте, пожалуйста, ему объяснение? 2. Вспомните цель урока и скажите, пожалуйста, как мы выполнили её? 3. Что нового вы узнали на уроке? 4. Вам было интересно на уроке, что именно вас заинтересовало на уроке? 5. Итог урока. Оценки 6. Спасибо за урок.

Астрономия Урок № 8.

Тема урока: Развитие представлений о строении мира.

Цель урока: Воспроизвести исторические сведения о становлении и развитии гелиоцентрической системы мира. Раскрыть сущность каждой из теорий. Рассказать о жизни учёных, которые занимались созданием теорий о строении мира.

Оборудование: презентация по теме «Развитие представлений о строении мире».

(Рассказ учителя сопровождается презентацией).

Ход урока:

2. Изложение нового материала:

Мотивация:

Мне хочется, чтобы сегодня урок наш прошёл под девизом русской пословицы: «Ученье – свет, а не ученье – тьма». (сл 1)

Почему я такой девиз взяла вы мне объясните в конце урока.

1. Звёздное небо во все времена занимало воображение людей. Почему зажигаются звезды?
Сколько их сияет в ночи? Далеко ли они от нас? Есть ли границы у звездной Вселенной? С глубокой древности человек задумывался над этими и многими другими вопросами, стремился понять и осмыслить устройство того большого мира, в котором мы живем. Прошли века и тысячелетия, прежде чем возникла и получила глубокое обоснование и развитие наука о Вселенной, раскрывшая нам удивительный порядок мироздания.
Недаром еще в древней Греции Вселенную называли Космосом, а это слово первоначально означало “порядок” и “красота”. (сл.2 – 3).

Системы мира – это представления о расположении в пространстве и движении Земли,
Солнца, Луны, планет, звезд и других небесных тел. (сл. 4)

Рассмотрим вопрос о том, как развивались представления о Мироздании.

2. Наблюдения за движением Солнца, Луны, планет и звёзд люди вели с глубокой древности. На основании таких наблюдений они высказали предположение об устройстве мира.

1) Древние индусы думали, что Земля держится на четырёх слонах, которые стоят на гигантской черепахе, плавающей в океане.(сл 5)

Первые представления о мироздании были очень наивными.

На протяжении многих веков обожествлялись Луна, Солнце, планеты.

Раньше думали, что существует «твердь небесная», к которой прикреплены звезды, а Землю принимали за неподвижный центр мироздания.(сл 6 – 7)

2). Считается, что идею о шарообразности Земли и находится во Вселенной без всякой опоры, впервые высказал в 6 веке до н.э. древнегреческий учёный Пифагор . (сл 8 – 9)

3) Аристотель (384 – 322 гг.до н.э) для доказательства шарообразности Земли приводит тот факт, что во время лунных затмений край тени Земли на диске Луны всегда имеет форму дуги окружности. Причина такой формы тени в том, что Земля шарообразная.

На вопрос, почему же Земля без опоры не падает вниз, отвечал, а где расположен низ?

Низ там, куда падают все тела. Все тела падают по направлению к центру Земли. Центр мира совпадает с центром Земли Земле некуда падать: её центр находиться в центре мира.

Планеты, Солнце, Луна и звёзды размещены на хрустальных сферах, которые вращаются вокруг Земли. Такая система мира получила название геоцентрической

(по имени греческой богини Земли – Гея) . (сл 10)

Геоцентрическая система мира:

В центре Вселенной находится шарообразная Земля, а вокруг Земли вращаются на хрустальных сферах звёзды, Солнце, Луна и пять планет – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн.

4). Эту систему мира через 5 столетий усовершенствовал александрийский астроном Клавдий Птолемей (ок 90 – ок 160 н.э.). (сл. 11 – 12) Он утверждал, что каждая планета равномерно

движется по эпициклу – малому кругу, центр которого движется вокруг Земли по деференту – большому кругу. Тем самым ему удалось объяснить особый характер движения планет, которым они отличались от Солнца и Луны. Поэтому геоцентрическую систему мира часто называют птолемеевской системой мира .

5). Среди ученых древности выделяется смелостью своих догадок

Аристарх Самосский, живший в III в. до н. э. (сл 13 – 14)

Он первым определил расстояние до Луны и её радиус, вычислил размеры Солнца, которое, по его данным, оказалось в 300 с лишним раз больше Земли по объему. Он усомнился в том, что в центре мира находится маленькая Земля, а вокруг неё с большой скоростью обращается за сутки громадное Солнце.

Он сделал вывод: центром мира является Солнце. Он создал первую гелиоцентрическую систему мира.

(от греческого «гелиос» - солнце).

В наши дни Аристарха Самосского стали называть «Коперником античного мира».

За попытку объяснить природные явления без участия богов Аристарха Самосского обвинили в богохульстве и изгнали из Александрии.

На протяжении почти двух столетий после открытия Аристарха Самосского учёные продолжали пользоваться неправильной геоцентрической системой.

6). Революцию в научных представлениях об устройстве мира произошла после 1543 года. Польский астроном Николай Коперник 1473–1543), свою систему мира изложил в книге «О вращениях небесных сфер». (сл. 15 – 18)

Он обосновал гелиоцентрическую систему мира:

В центре мира находится Солнце. Вокруг Земли движется лишь Луна. Земля является третьей по удаленности от Солнца планетой. Она обращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. На очень большом расстоянии от Солнца Коперник поместил «сферу неподвижных звезд».

Но точно установить истинную форму орбит планет он не смог.

Коперник показал, что суточное движение всех светил можно объяснить вращением Земли вокруг оси, а петлеобразное движение планет – тем, что все они, включая Землю, обращаются вокруг Солнца.

Но учение Коперника, переносившего человека из центра мира на одну из планет Солнечной системы, получило отрицательную оценку со стороны католической церкви как противоречащее Библии.

7). Учение Коперника поддерживал итальянский философ, последователь Коперника Джордано Бруно (1548 – 1600). (сл 19 – 21)

Он утверждал, что во Вселенной нет и не может быть центра, что Солнце – это только центр Солнечной системы Он утверждал, что звёзды – это очень далёкие от нас солнца, что Вселенная бесконечна и миров в ней – звёзд и планет – бесчисленное множество, и наконец, что на других планетах, в других мирах тоже должна существовать жизнь. Озлобленные представители церкви предали Бруно суду инквизиции. От него потребовали отречься от своих убеждений. Он не согласился и его предали мучительной казни – сожгли живым на костре в Риме в 1600 году. 8). Последовательным учения Коперника был великий итальянский учёный Галилео Галилей, который впервые использовал подзорную трубу (телескоп) для астрономических наблюдений. (сл 22 – 28)

Он с её помощью открыл:

1. существование гор на Луне

2. 4 спутника обращаются вокруг планеты Юпитер (подобно тому, как Луна обращается вокруг Земли)

3. Фазы у Венеры (значит Венера – шарообразное тело, которое светит отражённым солнечным светом и обращается именно вокруг Солнца, а не вокруг Земли).

4. обнаружил, что Млечный Путь – эта светящаяся полоса на звёздном небе – является скопищем множества слабых звёздочек.

Это и многое другое подтвердило истинность открытия Коперника.

В 1616 году ему запретили защищать и распространять учение Коперника. Но преданный науке он продолжал отстаивать передовые взгляды в науке. В 1633 году Галилея отдали под суд инквизиции. Престарелого учёного угрозами вынудили «раскаяться» и приговорили к пожизненному заключению.

Только спустя 340 лет, в 1982 году папа римский Иоанн Павел II признал преследования Галилея несправедливыми и снял с него все обвинения в ереси.

9). Но это не остановило распространения учения Коперника.

В Австралии немецкий учёный - Иоганн Кеплер (1511 – 1630) - развил учение Коперника, открыв законы движения планет. (три закона планетных движений, которые он вывел из наблюдений перемещений планет по небесной сфере). (сл 29)

В Англии Исаак Ньютон (1643 – 1727) опубликовал свой знаменитый закон всемирного тяготения. (сл 30).

В России учение Коперника смело поддерживал Михаил Васильевич Ломоносов (1711 – 1765). (сл. 31).

Он открыл атмосферу на Венере, М.В. Ломоносов смог объяснить природу полярных сияний и кометных хвостов Защищал идею о множественности обитаемых миров. Он добивался невмешательства церкви в распространения научных знаний.

Материалистическая наука подтвердила правильность взглядов этих учёных.

10). Современные представления о Вселенной. (сл. 32 – 33).

3. Закрепление темы урока:

Выполните тест: (сл. 34)

1. Кто развил представление о строении Вселенной, согласно которым многие миры являются обитаемыми?

А) Бруно Б) Галилей В) Коперник Г). Кеплер С). Птолемей

2. Как называется система, в которой центральное место во Вселенной занимает Земля?

3. Основатель гелиоцентрической системы мира?

А) Аристарх Самосский Б) Николай Коперник В) Джордано Бруно

4). Греческое название Солнца?

А) «Гелиос» Б) Гея В). «Ра»

5). Светлая полоса, видимая в безлунную ночь на небе?

А) луч Солнца Б) Млечный путь

6.). Кто обнаружил, что Млечный путь состоит из множества слабых звёзд?

А) Бруно Б) Коперник В). Галилей Г) Ломоносов

7). Как называется система мира, предложенная Н.Коперником?

А) гелиоцентрическая Б) геоцентрическая

8). Учёный, открывший законы движения планет?

9. Учёный, открывший закон всемирного тяготения?

А) Ньютон Б) Кеплер В) Ломоносов Г) Галилей

Ответы: (сл. 35).

9 правильных ответов – оценка «5»

7 – 8 правильных ответов – оценка «4»

4 – 6 правильных ответов - оценка «3»

3 и меньше правильных ответов – оценка «неуд.»

4. Рефлексия: (сл. 36)

1. Вспомните девиз урока и дайте, пожалуйста, ему объяснение?

2. Вспомните цель урока и скажите, пожалуйста, как мы выполнили её?

3. Что нового вы узнали на уроке?

4. Вам было интересно на уроке, что именно вас заинтересовало на уроке?

5. Итог урока. Оценки

6. Спасибо за урок. (сл. 37).