Исследовательская работа «История развития астрономии» - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Программа минимум кандидатского экзамена по курсу «История и философия... 1 99.43kb.
Научно-исследовательская работа по направлению «Православная история... 1 306.82kb.
Исследовательская работа (математика) «Новые подходы к применению... 1 230.2kb.
№ урока Тема урока Краткое содержание урока Практическая работа или... 1 54.18kb.
Конкурс «Уроки благотворительности» Исследовательская работа «История... 1 210.15kb.
Исследовательская работа «История одного храма» 1 216.09kb.
Конкурс исследовательских работ учащихся «интеллектуальное (инновационное) 1 258.54kb.
Исследовательская работа по теме: «Имя М. В. Ломоносова на географической... 1 108.54kb.
Исследовательская работа «История геометрии в лицах» 1 319.01kb.
Исследовательская работа по теме: «Системы повышения активной безопасности... 1 213.67kb.
Исследовательская работа. «Хобби разных поколений» 1 104.44kb.
Гук (Хук) (Нооkе) Роберт (1635-1703), английский естествоиспытатель... 1 60.55kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Исследовательская работа «История развития астрономии» - страница №1/1

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

дополнительного образования детей

«Центр внешкольной работы» г. Брянска

241016, г. Брянск, ул. Клубная, д.5, (4832) 51-59-22



Международная научно-исследовательская конференция учащихся и педагогов «Первые шаги в науку»

Исследовательская работа

«История развития астрономии»

Предметная область: Астрономия (дополнительное образование)


Автор:

Панкова Валентина Викторовна

МБОУДОД «ЦВР» г. Брянска,

объединение «Астрофизика»

Возрастная категория – 9 класс
Руководитель:

Широков Сергей Филиппович

педагог дополнительного образования

Брянск


2013

Содержание

Цели и задачи………………………………………………………………...1 стр.

Вступление…………………………………………………………………...2 стр.

Древнейшая астрономия……………………………………………………..2 стр.

Античная астрономия………………………………………………………..2 стр.

Средневековая астрономия………………………………………………….3 стр.

Астрономия 18-19 веков……………………………………………………..5 стр.

Астрономия 20 века…………………………………………………………7 стр.

Главные вопросы прошлого и будущего в астрономии…………………...9 стр.

Список используемой литературы………………………………………..8 стр.

Приложения ……………………………………….......................................12 стр.
Объект – Астрономия как наука
Предмет - История развития астрономии как науки
Цель работы – Проследить этапы развития астрономии как науки
Задачи:


  1. Проанализировать основные этапы зарождения и развития астрономии как науки.

  2. Изучить теоретически этапы развития астрономии как науки.

  3. Проанализировать и систематизировать описание этапов развития астрономии как науки.

  4. Рассмотреть роль личностей различных учёных в развитии астрономии как науки.

Методы: теоретический анализ научной и научно-популярной литературы, метод систематизации данных.

Вступление


Всю историю астрономии можно разделить на несколько временных этапов: древнейшая астрономия, античная астрономия, средневековая астрономия, астрономия 18-19 веков, астрономия 20 века.

Древнейшая астрономия


Древнейшую астрономию трудно назвать наукой в полном смысле этого слова. Все знания о звездах, их движении и положении на небе были разрознены и не систематизированы. Древние египтяне первыми вычислили длину года и использовали ее для предсказания разлива Нила. Шумерским астрономам были известны 5 планет и 70 созвездий. Они фиксировали даты наблюдаемых лунных затмений, умели вычислять положение Луны на небе, ввели понятие эклиптики.

Античная астрономия


Античная астрономия занимает особое место в истории развития науки. Именно в Древней Греции были заложены основы современного научного мышления. До определенных пор все мировоззрение строилось на мифологии. Первым человеком, рассмотревшим и создавшим первую модель Вселенной, был Анаксимандр Милетский Земля «парит» в центре мира, её окружают трубчатые кольца – торы, наполненные огнем. В самом близком кольце, где мало огня, имеются отверстия – планеты, во втором кольце находится Луна, представляющая большое отверстие, которое может иногда перекрываться (смена фаз Луны). На третьем кольце находится Солнце. Вселенную замыкает полая сфера с россыпью неподвижных относительно друг друга отверстий – звезд. Это была первая геоцентрическая модель Вселенной с жесткими орбитами, помогающих описать геометрию движения Солнца, Луны, светил.

Первым человеком, создавшим упорядоченную модель Вселенной, был Платон. Он создал в своей модели мира систему нерушимых орбит, закрепленных на сфере, на которых находятся небесные тела.

К 4 столетию греческая наука перешла от общих рассуждений к последовательному изучению природы. Выдающимся ученым этого направления был Евдокс. Наиболее важной для математической астрономии стала его теория планетных движений. Для описания движения каждого тела Евдокс подбирал комбинацию из вложенных одна в другую сфер, причем полюса каждой последующей сферы были закреплены на предыдущей. Всего в системе Евдокса было 27 сфер.

Самым видным ученым античности считается Аристотель. Он четко и логично доказал, что Земля – шар, однако не считал возможным обращение Земли вокруг Солнца, и принимал лишь геоцентрическую систему мира. Аристотель довел число сфер из системы Евдокса до 55, желая связать сферы в единую систему.

Для оценки размеров Вселенной нужно было знать расстояния хотя бы до ближайших небесных объектов. Первым, кто сравнил расстояния от Земли до Солнца и Луны, а также размеры этих тел, был Аристарх Самосский. И хотя его результаты были далеки от реальных, он сделал вывод, что невозможно обращение столь большого Солнца вокруг столь маленькой Земли. Так была создана первая гелиоцентрическая система мира.

Первым ученым, описавшим орбиту движения, был Гиппарх. Считалось, что Солнце движется вокруг земли по окружности. Но как тогда объяснить разную продолжительность времен года (94,5 – 92,5 – 88 – 90)? Гиппарх предположил, что Земля смещена относительно центра этой окружности. Ученый занимался систематическим наблюдением небесных тел, и создал каталог, в который внес 1022 звезды.

Но самый большой труд в истории античной астрономии принадлежит Клавдию Птолемею. Его величайшее сочинение в 30 томах «Альмагест» долгое время было главным сокровищем астрономии. Он создал свою систему мира, которая, хоть и была геоцентрической, не имела никаких «хрустальных сфер», Солнце и планеты вращались вокруг Земли в пустом небесном пространстве.

Средневековая астрономия


Ученым, начавшим коренной переворот в астрономии и в мировоззрении был Николай Коперник (1473-1543). До определенного момента многие явления невозможно было объяснить из-за принятой геоцентрической системы мира. Прочитав «Альмагест» Птолемея, Коперник понял, что обращение Земли вокруг Солнца объясняет многие вещи. В гелиоцентрической системе Коперника впервые появилась возможность расчета расстояний до планет и определения их реального размера, а также рассчитать реальные пропорции Солнечной системы, пользуясь радиусом земной орбиты как астрономической единицей. Он понял, что, находясь на движущейся Земле, если мы смотрим на планеты, то они помимо движения по своим орбитам приобретают дополнительное круговое движение. Также Коперник установил точную (разница в 28 секунд в большую сторону) длину года: 365 суток 5 часов 49 минут 16 секунд.

Дело Коперника продолжил величайший датский астроном Тихо Браге. Датский король Фридрих II построил для Браге обсерваторию Ураниборг на о. Вен. Был составлен каталог 788 звезд, разработаны таблицы рефракции света в земной атмосфере и правила ее учета при наблюдениях, уточнен угол наклона эклиптики. Наблюдения за одной из комет привели ученого к выводу, что она находится дальше Луны, траектория движения кометы доказывала, что сфер не существует. Наблюдения датского астронома явились фундаментом, на котором построена современная теория тяготения. Помощником Браге в обсерватории, начиная с 1600 года, был знаменитый Иоганн Кеплер. Его задачей было изучение движений Марса, и Кеплер пришел к выводу, что орбита Марса – эллипс, в одном из фокусов которого находится Солнце. Позже это открытие получило формулировку I закона Кеплера.

В начале 17 века был создан телескоп, и закончилась эра наблюдений невооруженным взглядом. Первым телескоп на небо направил Галилео Галилей. Свой первый обзор Галилей совершил в конце 1609 – начале 1610 года, и обнаружил, что Млечный Путь – огромное скопление звезд. Вблизи Юпитера ученый обнаружил 4 звездочки, и правильно решил, что это спутники планеты. В конце 1610 года астроном обнаружил фазы Венеры, тогда же открыл пятна на Солнце. Он сделал вывод, что верна гелиоцентрическая система мира.

Помимо ученых, занимавшихся наблюдениями и расчетами, были те, кто своими трудами внес огромный вклад в развитие астрономии. Одним из таких людей был Джордано Бруно. Он решительно выступил в защиту учения Коперника. Бруно отверг гипотезу центризма, выдвинул гипотезу о том, что звезды – это другие Солнца, вокруг которых вращаются планеты, подобные нашей, и на которых есть жизнь. В 1600 году Джордано Бруно был сожжен на площади Цветов в Риме как еретик.


Астрономия 18 - 19 веков


На пороге 18 столетия И. Ньютон соединил мощные математические методы с данными астрономических наблюдений, что вывело науку в центр внимания человека. Сначала ученые рассматривали движение небесных объектов для доказательства истинности ньютоновской теории тяготения. В конце того же века Пьер Симон Лаплас в своем «Изложении системы мира» завершил картину мира гравитационной Вселенной – мира, построенного на принципах тяготения.

В 18 веке были открыты 5 спутников и кольцо Сатурна, изучено вращение Солнца, а также определена астрономическая единица – с точностью до 8%. Тогда же была вычислена скорость света. Датский астроном Оле Ремер оценил ее в 215000 км/с, что на 28% меньше реального значения. Вторым центром науки после Франции была Англия, самым выдающимся ученым того времени был Эдмонд Галлей. Он предложил новый метод определения астрономической единицы, и ошибку удалось снизить в 25 раз. Но главным трудом Галлея считается его теория движения комет. Он рассчитал орбиты 24 комет, и обнаружил сходство параметров некоторых из них. Галлей предсказал появление кометы в конце 1758 – начале 1759 года, что и подтвердилось.

В 1781 году была открыта седьмая планета Солнечной системы. Это открытие принадлежит Уильяму Гершелю. Его телескоп был вершиной оптических приборов на ближайшие 100 лет. Имея длину трубы 12 метров и диаметр зеркала 147 см, он давал увеличение в 2,5 тыс. раз. Также были открыты 2 спутника Урана и их обратное движение, 2 новых спутника

Сатурна, сезонные изменения размеров полярных шапок на Марсе. Гершель составил каталог 145 двойных звезд с детальным исследованием орбит.

19 век – век быстрого становления и развития астрофизики. К тому времени в сферу внимания ученых попали принципы устройства и эволюции небесных тел, физика процессов, происходящих в космическом пространстве. Термин «Астрофизика» появился в середине 60-х годов 19 века. «Крестным отцом» этой науки был немецкий астролог Иоганн Карл Фридрих Цельнер (1834-1882), профессор Лейпцигского университета.

В начале 19 века при помощи спектроскопа были найдены темные линии в спектре Солнца. Ученые объяснили это поглощением лучей газами земной атмосферы. Во второй половине 19 века при помощи все того же спектроскопа на Солнце были найдены K, Cr, Fe, Na, Mg и другие металлы, а также Н и неизвестный тогда Не. В 1899 году был составлен первый атлас поверхности Солнца. Помимо Солнца, были изучены спектры еще 4000 звезд, была составлена первая классификация звездных спектров.

В 1842 году австрийский физик Кристиан Доплер теоретически доказал, что частота звуковых и световых колебаний зависит от скорости приближения или удаления их источника. Также предложили определять скорость звезд по лучу зрения, т. е. лучевую скорость – по смещению спектральных линий. Так была измерена лучевая скорость Сириуса, и было установлено, что он приближается к Земле со скоростью 8 км/с. Это явление получило название Эффекта Доплера

Астрономической столицей мира 19 столетия стала Пулковская обсерватория. Основателем ее был В.Я. Струве. С 1819 года он вел наблюдения двойных и кратных звезд, открытых Гершелем. В 1822 году Струве опубликовал первый каталог, содержащий сведения о 795 системах. Он сумел найти индивидуальные параллаксы звезд. Струве выделил ряд признаков, по которым можно судить по удаленности звезды: 1) видимый блеск, 2) чем более удалена звезда от наблюдателя, тем меньше должна быть угловая величина ее собственного движения. Однако эти данные справедливы в полной мере, если допустить, что все звезды имеют одинаковые светимости, скорости, массы. Струве в точности определил параллакс Веги в 1837. Изучение параллаксов позволило определить расстояние до звезд, а по расстояниям определили масштабы Вселенной. Струве в 1843 году издал каталог положений 17 тысяч звезд. Также астрономом было открыто поглощение света в межзвездном пространстве.


Астрономия 20 века


В 20 веке ученые узнали физическую природу звезд и разгадали тайну их рождения, изучили мир галактик и почти полностью восстановили историю Вселенной, «посетили» соседние планеты и обнаружили другие планетные системы. Умея в начале столетия измерять расстояние до ближайших звезд, в конце века ученые «дотянулись» почти до границ Вселенной.

Успехи астрономов в 20 веке связаны с революцией в физике. При создании и проверке теории относительности и квантовой теории атомов использовались астрономические данные.

19 век оставил в наследство 2 великих изобретения – фотографию и спектральный анализ. К 1950 году благодаря фотопластинке и спектроскопу была разгадана природа звезд и галактик, открыто расширение Вселенной. Инженеры-физики, делая первые шаги в электронике и космической технике, подготовили условия для новой революции в астрономии. Рождение наземной радиоастрономии и внеатмосферной рентгеновской, инфракрасной, ультрафиолетовой, гамма-астрономии привело к гигантскому открытию: пульсары, квазары, радиогалактики, межзвездные молекулы, протозвезды, нейтронные звезды, черные дыры, так что на несколько десятилетий оптическая астрономия отошла на второй план.

В местах с наиболее прозрачной и спокойной атмосферой – на островах, горных вершинах – были построены новые телескопы с зеркалами диаметрами 4-10 метров, в 1990 году был выведен на орбиту крупный оптический телескоп Хаббла. Но, несмотря на стремительное развитие науки, профессиональных ученых в мире не так уж много – около 10 тысяч.

Выдвинутая в 20-х годах гипотеза эволюции звезд предполагала, что все они проходят один и тот же путь развития, а мы их наблюдаем на разных этапах. Считалось, что в своем развитии звезда теряет значительную массу, проходя последовательные стадии: красный гигант – желтый гигант – желтый карлик – красный карлик. Но в начале века были открыты белые карлики – звезды весьма малых размеров, но с огромной плотностью, естественно, эти звезды не укладывались в общепринятую схему. В 1934 году эстонский астрофизик Эрнест Эпик (1893-1985) высказал идею о том, что звезды разной массы проходят различные пути развития.

Важнейшей проблемой теории внутреннего строения звезд была проблема поиска звездной энергии. Открытие источника звездной энергии дало начало исследованиям термоядерных реакций в недрах звезд. Были выяснены условия протекания этих реакций: температура, давление. Удалось доказать, что гелий не конечный продукт этих реакций, что и он может превращаться в более тяжелые элементы: углерод, азот, кислород.

Научный переворот в представлении о пространстве и времени произвела теория относительности Альберта Эйнштейна. Эйнштейн начал с 2-х постулатов: все законы физики имеют одинаковый вид во всех инерциальных системах отчета и в любой из этих систем скорость света одинакова. Физик доказал связь между массой и энергией в современных обозначениях. Эйнштейн понял, что его теория должна определять общую структуру Вселенной. Вселенная Эйнштейна оказалась замкнутой на себе. Она была конечна, но безгранична.

В начале 20-х годов Э.П. Хаббл рассмотрел механизмы свечения диффузных планетарных галактических туманностей. Он доказал, что диффузные туманности светят отраженным светом близлежащих горячих звезд, а свечение планетарных туманностей сродни флуоресценции: от центральной звезды исходит интенсивное ультрафиолетовое излучение, которое затем переизлучается туманностью в видимом диапазоне спектра. Э.П. Хаббл нашел зависимость между яркостью отражательных туманностей и блеском освещающих их звезд. Фотографируя туманность Андромеды, Э.П. Хаббл открыл в ней классическую цефеиду. По блеску цефеид можно определить расстояние до нее, а т.к. она входит в состав туманности, то это позволяет определить расстояние до туманности Андромеды. Открытие Хаббла легло в основу концепции расширяющейся Вселенной.


Главные вопросы прошлого и будущего в астрономии


К концу 20 века были решены многие проблемы, но не все. Наука никогда не стоит на месте, и уже другие вопросы ждут решения от астрономов 21 века: как образовывались и распределялись по Вселенной биологически важные элементы: углерод, кислород? Являются ли черные дыры источниками энергии активных галактик и квазаров? Где и когда формировались галактики? Будет ли Вселенная расширяться вечно или расширение сменится коллапсом? и многие другие…


Список используемой литературы


1)Энциклопедия для детей. Т. 8. Астрономия.-2-изд./Гл.ред. М.Д.Аксёнова.- М .: Аванта +, 1998.

2)О.С.Угольников. Небо начала века 2001-2012.-М.:Сельянов А.Д., 2000.

3)Webster`s Consice Encyclopedia(Astronomy and Physics).

4)http://www/ihst.ru/personal/akm/sec6(2001).htm.

5)М.М. Дагаев, В.М. Чаругин. Книга для чтения по астрономии. Астрофизика .- М.: Просвещение, 1988.

6) http://www.rubrikon.ru/

7)http://virlib.eunnet.net/paint/metod_materials/wm3/solsys.zip

8)http://parshakov.chat.ru/



9)http://virlib.eunnet.net/win/metod_materials/wm3/






Ад должен быть изотермальным. В противном случае помещенные туда инженеры и физико-химики (а их там должно быть немало) смогли бы сконструировать тепловую установку, которая питала бы холодильник, с тем чтобы охладить часть своего окружения до любой заранее выбранной температуры. Генри Бент
ещё >>