VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Солнечная система
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Цель проекта:
1) Изучить историю солнечной системы
2) Подробный анализ каждой планеты солнечной системы.
Метод изучения:
Будут использоваться ресурсы интернета.
Актуальность - исследования возросла в предыдущем столетии, когда был совершен прорыв, и человек полетел в космос. Изучение планет Солнечной системы позволяет расширить знания об их строении, возможной жизни на других планетах.
Проблема - знания о планетах необходимы для дальнейшего изучения космоса.
ИСТОРИЯ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг Солнца.
Солнечная система это дом, в котором мы живем. А что мы знаем о нашем доме? Много, на протяжении долгих лет человечество хранило и преумножало свои знания. Годами накапливая информацию астрономы хранили все сведения о вселенной, постоянно добавляя к ним все новые и новые сведения. На сегодня эти знания достаточно обширны и для обыкновенного человека, не специалиста, достаточно запутаны. А знать о своем доме нужно, поэтому давайте поговорим о нашем доме простым, понятным для всех языком.
Солнечная система образовалась около 4,6 млрд. лет путём гравитационного сжатия газопылевого облака.
В её составе находятся 8 планет и они поделены на группы: внутренняя группа (или земная) в неё входят - Меркурий, Венера, Земля, Марс; внешняя группа в неё входят - Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.
Планета Плутон не входи ни во одну группу выше перечисленных из-за своих особенностей и рассматривается обособленно.
СОСТАВ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
СОЛНЦЕ
Самое массивное тело солнечной системы, это конечно же, Солнце. Если не считать космической пыли, то на массу солнца приходится 99, 87 % общей массы солнечной системы.Солнце — это своего рода «матрешка» с множеством слоев, имеющих разный состав и плотность, в них проходят разные процессы. В привычном человеческому глазу спектре наблюдение звезды невозможно, однако в настоящее время созданы спектроскопы, телескопы, радиотелескопы и прочие приборы, фиксирующие ультрафиолетовое, инфракрасное, рентгеновское излучения Солнца. С Земли наиболее эффективным является наблюдение во время солнечного затмения. В этот короткий период астрономы во всем мире изучают корону, протуберанцы, хромосферу и различные явления, происходящие на единственной доступной для такого подробного изучения звезде.
Солнце состоит из водорода (~73 % от массы и ~92 % от объёма), гелия (~25 % от массы и ~7 % от объёма) и других элементов с меньшей концентрацией: железа, никеля, кислорода, азота, кремния, серы, магния, углерода, неона, кальция и хрома. На 1 млн атомов водорода приходится 98 000 атомов гелия, 851 кислорода, 398 углерода, 123 неона, 100 азота, 47 железа, 38 магния, 35 кремния, 16 серы, 4 аргона, 3 алюминия, по 2 атома никеля, натрия и кальция, а также совсем немного всех прочих элементов.
Температура на поверхности солнца достигает около 6000К.
Меркурий
Меркурий - самая ближайшая к Солнцу планета наименьшая из земной группы. Назван в честь древнеримского бога торговли - быстрого Меркурия т.к движется быстрее всех вокруг Солнца.
Первые данные, характеризующие химический состав Меркурия, были получены в ходе миссии аппарата “messenger” в 2011 году. Методом спектрометрии были изучены верхние слои грунта на площади 5 млн. кв. м. В этой области были обнаружены высокие концентрации соотношений Ca/Si, Mg/Si, S/Si и низкая концентрация Al/Si. Иными словами, в верхнем слое грунта Меркурия преобладает магний, кальций и сера, и в наименьшем количестве содержится алюминий.
Атмосфера Меркурия предельно разряжена. Ее давление составляет 10-15 бар, что в 5*1023 раз меньше земного. В атмосфере планеты присутствуют:
Кислород 42%
Натрий 29%
Водород 22%
Гелий 6%
Калий 0,5%
Остальные вещества 0,5% (углекислый газ, вода, кальций, магний, азот, ксенон, аргон, неон, криптон).
Средняя температура Меркурия составляет около 66,8С.
Венера
Вторая по счёту планета от Солнца, имеет почти круговую орбиту. Она проходит к Земле ближе, чем какая-либо другая планета. Названа в честь богини любви - Венеры.
Атмосфера Венеры состоит, в основном, из углекислого газа (96,5 %) и азота (3,5 %). Содержание других газов очень мало: диоксида серы - 0,018 %, аргона - 0,007 %, водяного пара — 0,003 %, и остальных составляющих - ещё меньше.
Найти Венеру на небе проще всего. Её плотные облака очень хорошо отражают солнечный свет и поэтому её называют - “утренняя звезда”.
Температура на поверхности Венеры составляет около 736К.
Земля
Третья по счёту планета от Солнца - наш дом. У Земли есть свой естественный спутник - Луна. Земля обладает магнитным и электрическими полями. Земля образовалась 4,7 млрд лет назад из рассеянного в протосолнечной системе газопылевого вещества.
В составе Земли преобладают:
Железо (34,6%)
Кислород (29,5%)
Кремний (15,2%)
Магний (12,7%)
Большую часть на планете занимает мировой океан (361,1 млн.км^2, 70,2%); суша составляет 149,1 млн.км^2 и образует шесть материков и острова. Горы занимают 30% суши, пустыни закрывают около 20% поверхности суши, саваны и редколесья - около 20% - леса - около 30%, ледники - 10%. Средняя глубина океана около 3800 метров, наибольшая - 11022 метра (Марианский желоб в Тихом океане). Около 3 – 3,5 млрд. Лет назад в результате закономерной эволюции материи на Земле возникла жизнь и началось развитие биосферы.
Минимальная температура на Земле составляет около -89С а максимальная около 56,7С.
Марс
Четвёртая планета от Солнца названная в честь древнеримского бога войны - Марса. Марс входит в планеты земной группы с разреженной атмосферой (давление её в 160 раз меньше земного). Иногда Марс называют “красной планетой” из-за красноватого оттенка планеты, который ей придаёт минерал маггемит - оксид железа (III).
У Марса есть два естественных спутника - Фобос и Деймос, которые относительно малы и имеют неправильную форму. На планете имеются глубокие каньоны, гигантские вулканы и обширные пустыни. Марс - следующая за Землей планета, если считать от Солнца, и единственный, кроме Луны космический мир, который уже можно достичь при помощи современных ракет. Для астронавтов это путешествие длиной в 4 года могло бы явиться следующим рубежом в исследовании космического пространства.Вблизи экватора Марса, в районе называемом Тарсис, расположены вулканы колоссальных размеров. Тарсис - название, которое астрономы дали возвышенности, имеющей 400 км. в ширину и около 10 км. в высоту. На этом плато расположено четыре вулкана, каждый из которых просто гигант в сравнении с любым земным вулканом. Самый грандиозный вулкан Тарсиса, Гора Олимп, возвышается над окружающей местностью на 27 км. Около двух третей поверхности Марса представляет собой горную местность с большим количеством кратеров, возникших от ударов и окруженных обломками твердых пород. Вблизи вулканов Тарсиса змеится обширная система каньонов длинной около четверти экватора. Долина Маринер имеет ширину 600 км., а глубина ее такова, что гора Эверест целиком опустилась бы на её дно.
Состав атмосферы Марса:
CO2 (95%)
N2 (2,5%)
Ar (1,5 – 2%)
CO (0 – 06%)
H20 ( до 0,1%)
Средняя температура Марса составляет около 210К.
Юпитер
Крупнейшая планета Солнечной системы, пятая от Солнца. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном, Юпитер классифицируется как газовый гигант. Планета была известна людям с глубокой древности, что нашло своё отражение в мифологии и религиозных верованиях различных культур: месопотамской, вавилонской, греческой и других.
Современное название Юпитера происходит от имени древнеримского бога - громовержца - Юпитера.
Юпитер имеет около 79 спутников, самые крупные из которых - Ио, Европа, Ганимед и Каллисто - которые были открыты Галилео Галилеем в 1610 году по этому они называются Галилеевы спутники Юпитера.
Состав Юпитера:
H2 (85%)
CH4, NH3, He (14%)
Газовый состав Юпитера очень похож на солнечный. Юпитер - мощный источник теплового радиоизлучения.Скорость вращения Юпитера настолько велика, что планета выпячивается вдоль экватора. Кроме того, такое быстрое вращение является причиной очень сильных ветров в верхних слоях атмосферы, где облака вытягиваются длинными красочными лентами. В облаках Юпитера имеется очень большое количество вихревых пятен. Самое большое из них - так называемое Большое Красное пятно, превосходит по своим размерам Землю. Большое Красное пятно представляет собой огромных размеров бурю в атмосфере Юпитера, которую наблюдают вот уже 300 лет.Внутри планеты под огромным давлением водород из газа превращается в жидкость, а дальше из жидкости в твердое тело. На глубине 100 км. расположен безбрежный океан жидкого водорода. Ниже 17000 км. водород оказывается сжат настолько сильно, что его атомы разрушаются. И тогда он начинает вести себя, как металл; в этом состоянии он легко проводит электричество. Электрический ток, протекающий в металлическом водороде, создает вокруг Юпитера сильное магнитное поле.
Средняя температура Юпитера составляет около -108С.
Сатурн
Шестая планета от Солнца и наверно самая необычная и красивая из-за своей кольцевой системы. Также как и Юпитер, Сатурн газовый гигант. Сатурн назван в честь римского бога земледелия - Сатурна.
Из-за быстрого вращения вокруг своей оси Сатурн как бы сплюснут у полюсов. Скорость ветров на экваторе достигает 1800 км/ч. Ширина колец Сатурна 400 000 км., но в толщину они имеют всего несколько десятков метров. Внутренние части колец вращаются вокруг Сатурна быстрее, чем наружные. Кольца в основном состоят из миллиардов мелких частиц, каждая из которых обращается по орбите вокруг Сатурна как отдельный микроскопический спутник. Вероятно, эти «микроспутники» состоят из водяного льда или из камней, покрытых льдом. Размер их колеблются от нескольких сантиметров до десятков метров. В кольцах имеются и более крупные объекты - каменные глыбы и фрагменты до сотен метров в поперечнике. Щели между кольцами возникают под действием сил тяготения семнадцати лун (Гиперион, Мимас, Тефия, Титан, Энцелад и др.), которые заставляют кольца расщепляться.
В состав атмосферы Сатурна входят: CH4, H2, He, NH3.
Температура на поверхности Сатурна составляет около 134К.
Уран
Седьмая от Солнца планета. Была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем, и названа в честь греческого бога неба - Урана. Ориентация Урана в пространстве отличается от остальных планет Солнечной системы — его ось вращения лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца. Ось вращения наклонена на угол 98o. Вследствие этого планета бывает обращена к Солнцу попеременно то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами. Уран имеет более 27 спутников (Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон, Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульета и др.) и систему колец. В центре Урана находится ядро, состоящее из камня и железа. В состав атмосферы входят: H2, He, CH4 (14%).
Нептун
Восьмая планета и самая дальняя планета от Солнца, названая в честь римского бога морей - Нептуна. Орбита Нептуна пересекается с орбитой Плутона в некоторых местах. Экваториальный диаметр такой же, как и у Урана, хотя расположен Нептун на 1627 млн. км дальше от Урана (Уран расположен в 2869 млн. км от Солнца). Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что эту планету не смогли заметить в XVII веке. Одним из ярких достижений науки, одним из свидетельств неограниченной познаваемости природы было открытие планеты Нептун путем вычислений - "на кончике пера". Уран - планета, следующая за Сатурном, который много веков считался самой из далеких планет, была открыта В. Гершелем в конце XVIII в. Уран с трудом виден невооруженным глазом.
К 40-м годам XIX в. точные наблюдения показали, что Уран едва заметно уклоняется от того пути, по которому он должен следовать с учетом возмущений со стороны всех известных планет. Таким образом, теория движения небесных тел, столь строгая и точная, подверглась испытанию. Леверье (во Франции) и Адамс (в Англии) высказали предположение, что, если возмущения со стороны известных планет не объясняют отклонение в движении Урана, значит, на него действует притяжение еще не известного тела. Они почти одновременно рассчитали, где за Ураном должно быть неизвестное тело, производящее своим притяжением эти отклонения. Они вычислили орбиту неизвестной планеты, ее массу и указали место на небе, где в данное время должна была находиться неведомая планета. Эта планета и была найдена в телескоп на указанном ими месте в 1846 г. Ее назвали Нептуном. Нептун не виден невооруженным глазом. На этой планете дуют ветры со скоростями до 2400 км/час, направленные против вращения планеты. Это самые сильные ветры в Солнечной системе.
Состав атмосферы: H2, He, CH4. Имеет 6 спутников (один из них Тритон).
Температура на поверхности Нептуна составляет 72К.
Заключение
Эта исследовательская работа помогла сделать следующие выводы. Известно, что в состав Солнечной системы входят восемь больших планет. Они располагаются в соответствии с увеличением расстояния от центральной звезды: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Все планеты движутся против часовой стрелки и все кроме Венеры и Урана вращаются в том же направлении вокруг собственной оси.
Первые четыре планеты, в том числе и наша Земля, образуют Земную группу: они имеют твёрдые поверхности и сравнительно медленно вращаются вокруг своей оси.
Следующие четыре планеты являются планетами – гигантами, или планетами типа Юпитера. Они намного больше по размеру, чем Земля, но менее плотные, состоят в основном из водорода и гелия и не имеют твёрдой поверхности. Самая маленькая планета среди гигантов – Нептун. Она имеет диаметр в 3,82 раза больше земного, а наибольшая планета – Юпитер - по диаметру в 11 раз обогнала Землю.
Среди всех планет Земля выделяется тем, что находится от Солнца как раз на таком расстоянии, где не слишком холодно и не слишком жарко, так что на её поверхности существует жидкая вода и жизнь.
Возможно, что жизнь также существует и на Марсе, либо существовала там в прошлом.
Предпосылки к жизни на других планетах не обнаружены, что позволяет сделать вывод о том, что жизнь на них не существует.
https://www.sites.google.com/site/solnecnaasistema73/
https://ru.wikipedia.org
|
0 |