вопросы по астрономии к экзамену 2014-2015
.docВОПРОСЫ К БИЛЕТАМ ПО АСТРОНОМИИ
-
4 курс
-
Астрономия как наука. Основные особенности астрономии. Основные разделы астрономии, названия разделов в зависимости от изучаемых объектов, от диапазона исследуемого излучения. Основные этапы развития. Единицы длины в астрономии (уметь объяснить метод геометрического параллакса при определении расстояний до звёзд). Масштабы Солнечной системы, Галактики, исследуемой части Вселенной, Связь с другими науками.
-
Небесная сфера. Созвездия. Эклиптика. Пояс зодиака. Изменения положения полюса мира и эклиптики вследствие прецессии и нутации (уметь объяснить причину прецессионного движения оси мира). Системы небесных координат: горизонтальная, 1-я и 2-я экваториальные, эклиптическая, галактическая. Элементы сферической геометрии, параллактический треугольник. Связь горизонтальных и экваториальных координат.
-
Суточное движение звёзд на различных широтах. Условия их видимости. Влияние рефракции атмосферы на условия видимости светил. Изменения в суточном движении Солнца в течение года на различных широтах. Причина смены времён года и наличия тепловых поясов Земли (уметь пояснить особенности астрономических наблюдений на границах тепловых поясов на полюсах и экваторе). Сумерки, белые ночи.
-
Основы измерения времени. Звёздное, истинное солнечное, среднее солнечное время и связь между ними (уметь пояснить различия звёздного и солнечного времени и вывести формулу их взаимосвязи). Всемирное время, местное, поясное, декретное (скоординированное (опережающее зимнее и летнее) время. Линия перемены дат.
-
Основные принципы составления календаря. Лунный, солнечный, солнечно-лунный календари (уметь привести примеры каждого вида календаря). Юлианский и григорианский календари. Варианты единого календаря. Координация летоисчисления на различных меридианах. Линия перемены дат.
-
Общее строение Солнечной системы. Закон Тициуса-Боде как способ приблизительной оценки расстояний между планетами. Системы Птолемея и Коперника. Объяснение попятного движения планет в этих системах.
-
Общее строение Солнечной системы. Взаимное расположение планет и Солнца (соединения, противостояния, элонгации, квадратуры). Эклиптическая гелиоцентрическая долгота, эклиптическая геоцентрическая долгота. Парад планет. Сидерический и синодический периоды и связь между ними, уметь вывести формулу).
-
Определение размеров Земли. Форма Земли. Доказательства вращения Земли вокруг оси (смещение русел рек, циклонов, пассатов, опыт Фуко, отклонение падающих тел, уметь объяснить).
-
Определение расстояний до планет Солнечной системы и их размеров. Метод определения параллакса Солнца (уметь вывести формулу).
-
Элементы орбит планет (перицентр, апоцентр, большая и малая полуоси, эксцентриситет, наклонение орбиты, узлы орбиты, линия узлов, долгота восходящего узла, расстояние перицентра от узла), эфемериды.
-
Законы Кеплера. Обобщённые законы Кеплера (уметь вывести формулу второго обобщённого закона Кеплера для случая круговых орбит). Определение масс космических объектов.
-
Сила тяготения. Закон всемирного тяготения и границы его применимости. Энергия гравитационного притяжения (уметь вывести формулу для расчёта второй космической скорости). Обобщённые законы Кеплера.
-
Движение искусственных спутников Земли и космических аппаратов. Первая, вторая и третья космические скорости космическая скорости. Орбиты Гомона-Цандера (уметь пояснить, почему она выгодна). Геостационарная орбита (уметь вывести формулу высоты геостационарной орбиты). Понятие о точках Лагранжа.
-
Влияние Солнца и Луны на форму и вращение Земли. Приливы (причины и влияние их на вращение Земли, уметь вывести формулу приливного ускорения). Влияние Луны на скорость вращения Земли. Прецессия и нутация земной оси (примерный период прецессионных и нутационных колебаний). Понятие о радиусе Роша.
-
Солнечные и лунные затмения, условия их наступления (уметь объяснить). Сарос. Наклонение лунной орбиты. Периоды высокой и низкой Луны (уметь объяснить). Размеры Луны. Элементы лунной орбиты (эксцентриситет, наклонение, удаление в перигее и апогее, линия узлов, линия апсид, долгота). Неравенства в движении Луны, (регрессия (обратное движение) узлов, прямое движение линии апсид, колебания наклонения орбиты, колебания эксцентриситета).
-
Звёздный и синодический лунные месяцы и связь между ними, драконический, аномалистический и тропический месяцы. Фазы Луны. Терминатор. Либрации Луны (по долготе, по широте, суточная, физическая), их причины (уметь объяснить).
-
Методы астрофизических исследований и приборы. Телескопы (оптические телескопы: зеркальные, линзовые, менисковые, принципы их действия (уметь объяснить), увеличение и их разрешающая способность, радиотелескопы, рентгеновские и гамма-телескопы), интерферометры, спектрографы.
-
Доказательства движения Земли вокруг Солнца: параллактическое и аберрационное смещение звёзд. Астрономические методы измерения скорости света (методы Рёмера и Брадлея (уметь объяснить идею методов и вывести расчётные формулы)).
-
Строение Солнечной системы. Земля и планеты земной группы, их спутники. Особенности магнитосферы Земли. Внутренний и внешний радиационные пояса. Понятие о Южно-Атлантической геомагнитной аномалии. Природа парникового эффекта на Венере и изменений климата Марса.
-
Строение Солнечной системы. Планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, их размеры и основные характеристики. Модели внутреннего строения, свойства основных оболочек и атмосфер. Планетарная динамика, природа характерных образований. Спутники и кольца планет-гигантов. Галилеевы спутники Юпитера, причина активного вулканизма на Ио и океана на Европе. Кольца Сатурна, "спутники-пастухи". Особенности природы Титана, Тритона.
-
Малые тела Солнечной системы: астероиды, кометы, космическая пыль, их основные характеристики. Классификация астероидов и основных областей их нахождения. Астероиды, сближающиеся с Землёй (NEO), астероидная опасность, возможные методы и средства её предотвращения. Кометы, их классификация и основные свойства. Метеорные потоки, связанные с кометами. Модель кометного ядра, понятие о формировании газово-пылевой оболочки и хвоста при сближении с Солнцем. Пояс Эджеворта-Койпера и облако Оорта.
-
Астрофизические методы получения сведений о Солнце (размеры, масса, температуры, светимость (уметь вывести расчётные формулы)).
-
Солнце как звезда нашей Галактики. Внутреннее строение, структура и особенности основных зон. Фотосфера, хромосфера, корона, их физические свойства.
-
Понятие о солнечно-земных связях. Гелио-сейсмология как методе зондирования солнечных недр. Циклы солнечной активности, числа Вольфа и дециметровый индекс. Солнечный ветер, основные параметры и происхождение. Наиболее мощные проявления солнечной активности, выбросы протонов и электронов (СПС и СМЕ события). Методы наблюдения за Солнцем.
-
Методы определения расстояний до звёзд и галактик. Понятие о годичном, фотометрическом, цефеидном и групповом параллаксе (уметь вывести формулу фотометрического и группового параллакса).
-
Определение скоростей звёзд (пространственная, тангенциальная и лучевая скорости звёзд) и галактик (уметь вывести формулы для связи тангенциальной скорости с собственным смещением и формулу Доплера).
-
Блеск звёзд. Закон Вебера-Фехнера. Видимые и абсолютные звёздные величины. Формулы Погсона. Светимость звёзд. Закон Стефана-Больцмана. Методы определение эффективной температуры звёзд. Связь между блеском звезды, светимостью и расстоянием до неё (уметь вывести).
-
Спектральный анализ. Спектрографы. Интерферометры. Болометры. Оценка температуры звезды по закону смещения Вина. Спектральные классы звёзд и температура их поверхности. Визуальная и болометрическая видимые звёздные величины, показатель цвета, цветовая температура звёзд.
-
Звёзды, их рождение, жизнь и смерть. Классификация звёзд и основные классы. Диаграмма Герцшпрунга-Рессела, Главная последовательность. Соотношения между светимостью, массой, температурой и радиусом для звёзд главной последовательности.
-
Понятие о звёздной эволюции. Критическая масса для начала термоядерных реакций. Понятие о протон-протонном и углеродном циклах (уметь записать формулы). Коричневые карлики и массивные планеты. Последовательные циклы горения водорода, гелия, углерода и т.д. Звёзды большой и малой массы, различия их времени жизни. Заключительная стадия звёздной эволюции в зависимости от массы звезды. Формирование красного гиганта и белого карлика или пульсара и чёрной дыры. Взрыв сверхновой. Понятие о нуклеосинтезе. Остатки сверхновых и планетарные туманности.
-
Основные представления о происхождении Солнечной системы. Исторический экскурс: гипотезы И. Канта и Ж-С. Лапласа, теория О.Ю. Шмидта. Области звёздообразования, последовательный процесс формирования дисков и планетных систем. Теория конденсации. Образование планетезималей. Открытие внесолнечных планет (экзопланет), их отличия от планет Солнечной системы (рассказать о методах обнаружения).
-
Наша Галактика - Млечный Путь, строение и размеры. Вращение Галактики, движение Солнца. Проблема скрытой массы Галактики. Магнитное поле Галактики. Межзвёздный газ и космическая пыль, космические лучи. Эмиссионные туманности. Звёздные скопления и ассоциации. Остатки сверхновых звёзд. Радиоизлучение водорода Галактики.
-
Типы и количество галактик. Масштабы во Вселенной и наше место в ней. Галактики, галактические кластеры, суперкластеры. Крупномасштабная структура Вселенной. Красное смещение и закон Хаббла. Космологическая постоянная H (постоянная Хаббла), размеры наблюдаемой Вселенной. Гипотеза Большого взрыва и аргументы для её подкрепления. Плотность и современные модели Вселенной.
-
Проблемы поиска разумной жизни во Вселенной. Программа SETI. Число потенциальных технологически-развитых цивилизаций, оценки и ограничения. Философские проблемы поиска внеземного разума. Представления о химической и биологической эволюции. Устойчивость земной жизни к экстремальным условиям. Проблемы поиска жизни в Солнечной системе, основные предпосылки. Возможности обнаружения биогенных форм на Марсе и Европе.