Таблицы по астрономии 11 класс: Таблица по астрономии «характеристики планет солнечной системы»10-11 класс

Таблица по астрономии «характеристики планет солнечной системы»10-11 класс

Название	Строение  планеты(литосфера,атмосфера, гидросфера, биосфера)	Физические характеристики	Характеристика рельефа планеты	Химический состав поверхности	Отличительные особенности
Меркурий	Литосфера: достаточно необычным: планета напоминает по своей структуре апельсин с толстой кожурой — за «корочкой» из относительно тонкой коры и мантии Атмосфера: имеет крайне низкую плотность. Она состоит из водорода, гелия, кислорода, паров кальция, натрия и калия. Водород и гелий планета, вероятно, получает от Солнца, а металлы испаряются с ее поверхности. Гидросфера: планета совершенно сухая	1.            Масса: 3,33022⋅1023 кг 2.            Радиус примерно 2439,7 ± 1,0 км 3.            Расстояние от Солнца: 58 млн км (57,91 млн км) 4.                Продолжительность суток: 58 д 15 ч 30 мин 5.                Продолжительность года: 58,646 дней 6.            Температура Максимальная: 427 °C 7.            Температура минимальная −193 °C 8.            Средняя температура 200°C 9.            Ускорение свободного падения: 3,7 м/с² 10.          Давление на поверхности: <~5⋅10-15 бар	Поверхность Меркурия покрыта ударными кратерами и внешне похожа на лунную, что указывает на отсутствие внутренней геологической активности в последние миллиарды лет.	42,0 % кислород 29,0 % натрий 22,0 % водород 6,0 % гелий 0,5 % калий 0,5 % остальные (вода, углекислый газ, азот, аргон, ксенон, криптон, неон, кальций, магний)	Особенность Меркурия — большой перепад температур. Отсутствие постоянной атмосферы, невысокая скорость вращения и плотность верхнего слоя коры не дают удерживать солнечное тепло.
Венера	Литосфера: защитная корка Атмосфера: углекислый газ (96,5 %) и азот (3,5 %). Содержание других газов очень мало: диоксида серы — 0,018 %, аргона — 0,007 %, водяного пара — 0,003 %, у остальных составляющих — ещё меньше Гидросфера: отсутствует из-за высоких температур, создаваемых газами.	1.            Масса:                 4,8675⋅1024 кг 2.            Радиус примерно                 6051,8 ± 1,0 км 3.            Расстояние от Солнца: 108 млн км 4.                Продолжительность суток: 116 д 18 ч 5.                Продолжительность года: 224,7 земных суток 6.            Температура Максимальная:477°C 7.            Температура минимальная 397°C 8.             Средняя температура 462 °C 9.            Ускорение свободного падения: 8,87 м/с² 10.          Давление на поверхности:93,3 бар	Ударные кратеры — редкий элемент венерианского пейзажа: на всей планете их лишь около 1000. Внутренняя область заполнена застывшим расплавом пород. «Лепестки» вокруг кратера образованы раздроблённой породой, выброшенной наружу во время взрыва при его образовании. Венцы, тессеры, арахноиды.	~96,5 % углекислый газ ~3,5 % азот 0,018 % диоксид серы 0,007 % аргон 0,003 % водяной пар 0,0017 % угарный газ 0,0012 % гелий 0,0007 % неон, следы хлороводорода, фтороводорода, криптона, ксенона и др.	Венера самая горячая планета Солнечной системы, температура на этой планете около 500 °С. Особенностью Венеры является то, что она вращается в противоположном для большинства тел направлении – с востока на запад. Здесь постоянно бушуют грозы и возникают молнии, а также идет кислотный дождь.
Земля	Литосфера: внутреннее ядро радиусом 1300 км, температура 8000-9000К, давление 350ГПа, плотность 1200кг/м3 состоит в основном из железа(88,8%) Атмосфера: азот 78%, кислород 21% смесь других газов 1% Гидросфера: 70% поверхности	1.Масса:5,98*1024 2.                   Радиус примерно 6400 км 3.Расстояние от  Солнца:1,5*108км(1 а. е.) 4.Продолжительность суток: 23ч 56мин 4сек 5.Продолжительность года:365.6ч.9мин. 10сек 6.Температура Максимальная: 70,70C (Иран пустыня Лут ) 7.Температура минимальная 89,2(Антарктида) 0C 8.Средняя температура 14,0 °C 9. Ускорение свободного падения:9,8 м/с2 10.                Давление на поверхности: 101330 Па	6 материков и острова. В среднем поверхность поднимается на 875 м над уровнем моря Горы:1/3 суши Самая высокая гора Эверест(8848 м) Пустыни 20 % Леса 30% Ледники 10%	Кислород 46,8% Кремний 27,3% Алюминий 8,7% Железо 5,1% Кальций3,6% Натрий 2,6% Калий 2,6% Магний 2,1% Прочее 1,2%	Наличие биосферы(оптимальный температурный режим, кислород и углекислый газ для животных и растений, наличие воды, наличие плодородной почвы) Естественный спутник Луна
Марс	Литосфера: Две трети поверхности Марса занимают светлые области, получившие название материков, около трети — тёмные участки, называемые морями, тепмные участки – споры. Атмосфера: однородный состав, более 95 % которого приходится на углекислый газ, газовая оболочка. Гидросфера: воды крайне мало.	1.            Масса: 6,4171⋅1023 кг 2.            Радиус примерно 3389,5 ± 0,2 км 3.            Расстояние от Солнца: 228 млн км 4.                Продолжительность суток: 1 д 37 мин 5.                Продолжительность года: 686,98 земных суток 6.            Температура Максимальная: +35 °C 7.            Температура минимальная −153 ° 8.            Средняя температура: −63 °C 9.            Ускорение свободного падения: 3,711 м/с² 10.          Давление на поверхности: 6 мбар	Особенностями поверхностного рельефа Марса можно считать ударные кратеры наподобие лунных, а также вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки наподобие земных	95,32 % углекислый газ 2,7 % азот 1,6 % аргон 0,145 % кислород 0,08 % угарный газ 0,021 % водяной пар 0,01 % окись азота 0,00025 % неон	Разреженная атмосфера не может выполнять защитную функцию и удерживать тепло, как это делает атмосфера Земли. Поэтому на Марсе наблюдаются большие перепады температур в зимний и летний периоды.
Юпитер	Литосфера: В основном он состоит из водорода и гелия, у него нет твердой поверхности. Атмосфера: планета окутана газовой оболочкой, состоящей из водорода и гелия, немного из метана, аммиака, сероводорода и воды. Гидросфера: в экваториальной области гиганта 0,25% всех молекул атмосферы являются молекулами воды.	1.            Масса:                 1,8986⋅1027 кг 2.            Радиус примерно:  69 911 ± 6 км 3.            Расстояние от Солнца: 778,57 млн км 4.                Продолжительность суток: 9 ч 56 мин 5.                Продолжительность года: 12 лет 6.            Температура Максимальная: 24000°C 7.            Температура минимальная: -145°C 8.            Средняя температура: 21°C 9.             Ускорение свободного падения: 24,79 м/с² 10.          Давление на поверхности:      20–220 кПа	На Юпитере отсутствует твёрдая поверхность и какой-то рельеф. Тепло из недр выносится путём вертикальной конвекции, порождающей турбулёнтные вихри.	89,8±2,0 % Водород 10,2±2,0 % Гелий ~0,3 %    Метан ~0,026 % Аммоний ~0,003 % Дейтерид водорода 0,0006 % Этан 0,0004 % Вода Льды:    Аммоний Вода Гидросульфид аммония	Юпитер — газовый гигант. В основном он состоит из водорода и гелия, у него нет твердой поверхности. Средняя плотность Юпитера составляет 1,3 г/см³, что лишь на треть больше плотности воды.
Сатурн	Литосфера: замороженная поверхность Титана имеет жидкие озера из метана и рельеф, покрытый жидким азотом. Атмосфера: состоят на 96,3 % из водорода и на 3,25 % — из гелия. Имеются примеси метана, аммиака, фосфина, этана и некоторых других газов Гидросфера: есть вода	1.            Масса: 568,46 х 10*24 кг 2.            Радиус примерно: 58232 км 3.            Расстояние от Солнца: 1,43353 млрд км 4.                Продолжительность суток: 10 ч 42 мин 5.                Продолжительность года: 29 лет 6.            Температура Максимальная: 11700°C 7.            Температура минимальная: -175°C 8.            Средняя температура: -93 С 9.            Ускорение свободного падения: 10,44 м/с2 10.          Давление на поверхности: 140 кПа	Нет твердой поверхности. То, что мы видим как «поверхность», является верхушками облаков. Верхний слой облаков на Сатурне состоит из замерзшего аммиака, ниже расположены облака из гидросульфида аммония.	~96 %     Водород ~3 %       Гелий ~0,4 %    Метан ~0,01 %  Аммиак ~0,01 % Дейтерид водорода ~0,0007 % Этан Льды:    Аммиачные Водяные Гидросульфид аммония	Сатурн является наименее плотной планетой Солнечной системы. Его средняя плотность составляет 0,68 г/см3 — почти на треть меньше плотности воды. 4. Небольшая плотность и относительно быстрый период вращения вокруг своей оси (около 10,5 часов) также делают Сатурн самой «сплюснутой» планетой Солнечной системы.
Уран	Литосфера: состоит из 93% молекулярного водорода, остальное гелий и следовые количества аммиака, ацетилена, этана, фосфина и метана Атмосфера: состоит из 75% водорода и 25% гелия, со следовыми количествами других веществ, таких как вода и метан. Гидросфера: По предположению учёных, вода на Уране есть. Более того, она там находится в огромном количестве.	1.            Масса: 8,681E25 кг 2.            Радиус примерно: 25 362 км 3.            Расстояние от Солнца: 2,871E9 км 4.                Продолжительность суток: 17 ч 14 мин 5.                Продолжительность года: 84 года 6.            Температура Максимальная: 4737°C 7.            Температура минимальная: -224°C 8.            Средняя температура: -213°C 9.            Ускорение свободного падения: 8,87 м/с² 10.          Давление на поверхности: 100 бар	Нет материков и кратеров. Поверхность Урана покрыта жидкостью и должна быть похожа на океаны Земли, так считают астрономы. Облака Урана состоят из твердого льда и аммиака.	83±3 %   Водород 15±3 %   Гелий 2,3 %      Метан Лёд: аммиачный водяной гидросульфидно-аммиачный метановый	Уникальная особенность Урана среди «настоящих» планет Солнечной системы заключается в необычно большом наклоне оси вращения к плоскости его орбиты. Этот наклон составляет почти 98 градусов. Уран вращается, как говорится, «лежа на боку».
Нептун	Литосфера: льды и камни. Атмосфера: состоит в основном из водорода и гелия, наряду со следами углеводородов и, возможно, азота, однако содержит более высокую долю льдов: водного, аммиачного, метанового. Гидросфера: планета в основном состоит из воды.	1.            Масса: 1,024E26 кг 2.            Радиус примерно: 24 622 км 3.            Расстояние от Солнца: 4,495E9 км 4.                Продолжительность суток: 16 ч 6 мин 5.                Продолжительность года: 165 лет 6.            Температура Максимальная: 7000°C. 7.            Температура минимальная: -218°C 8.            Средняя температура: -200°C 9.            Ускорение свободного падения: 11,15 м/с² 10.           Давление на поверхности: 10 ГПа.	Поверхность состоит главным образом изо льдов и камня.	80±3,2%водород 19±3,2 % гелий 1,5±0,5% метан ~0,019% дейтерид водорода ~0,00015 % этан Льды:    аммиачные водные гидросульфидно-аммониевые метановые	Недра Нептуна, как и Урана, состоят изо льдов и камня. Следы метана во внешних слоях атмосферы являются причиной синего цвета планеты. В атмосфере Нептуна бушуют самые сильные ветры среди планет Солнечной системы; по некоторым оценкам, их скорости могут достигать 600 м/с.

Таблица по астрономии на тему «Планеты СС»

Обобщающая таблица «Планеты Солнечной системы»

Сравнительный размер

(с диаметром Земли)

0,383

0,949

12756 км

0,532

11,279

9,449

4,007

3,962

Наличие магнитного поля

есть

Есть, но слабое

есть

Есть, очень слабое

есть

есть

есть

есть

Количество спутников

0

0

1

2

79

62

27

14

Известный спутник

—

—

Луна

Фобос, Деймос

Ио, Европа, Калисто, Ганнимед

 Мимас, Энцелад, Тефия, Диона, Рея, Титан и Япет

Титания, Оберон

Тритон

Атмосфера (есть/нет)

Практически не существует

есть

есть

есть

есть

есть

есть

есть

Состав атмосферы

«Тонкая атмосфера Меркурия или экзосфера, состоит в основном из кислорода (O2), натрия (Na), водорода (Н2), гелия (He) и калия (К). »¹

«Плотная и токсичная атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого газа (CO2) и азота (N2), с облаками из серной кислоты (h3SO4).»²

78,08 % — азот (N₂)
20,95 % — кислород (O₂)
0,93 % — аргон (Ar)
0,04 % — углекислый газ (СO₂)^[16]
Около 1 % водяного пара (в зависимости от климата)

95,32 % углекислый газ
2,7 % азот
1,6 % аргон
0,145 % кислород
0,08 % угарный газ
0,021 % водяной пар

0,01 % окись азота

Водород (H₂)

~3 %

Гелий

~0,4 %

Метан

~0,01 %

Аммиак

~0,01 %

Дейтерид водорода (HD)

~0,0007 %

Этан

Водород (H₂)

15±3 %

Гелий

2,3 %

Метан

водород (H₂)

19±3,2 %

гелий

1,5±0,5 %

метан

~0,019 %

дейтерид водорода (HD)

~0,00015 %

этан

Температура

у поверхности

мах

430

480⁰ С

70,7^о С

-31⁰ С

Min

-180

-82,2⁰ С

-89⁰ С

-150 ⁰ С

-180 ⁰ С

-224 ⁰ С

-220 ⁰ С

Особенности поверхности планеты

Меркурий является твердой планетой имеет прочную, сильно кратерированную поверхность.

Венера является твердой планетой. Она сильно кратерированна и имеет вулканический пейзаж.

Большая часть поверхности Земли укрыта водой (70%). Остальные 30% отведены суше.

 Особенностями поверхностного рельефа Марса можно считать ударные кратеры наподобие лунных, а также вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки наподобие земных.

планета полностью представлена водородом и гелием, лишена твердой основы.

он состоит в основном из газов и не имеет твёрдой поверхности. 

Леденая поверхность

 Нептун не имеет твёрдой поверхности

Есть ли вода

(в каком агрегатном состоянии)

Есть (газообразном и твердом)

нет

Есть (газообразном, жидком, твердом)

Есть

(твердом)

Есть (твердом, в жидком состоянии в мельчайшихкаплях в нижнем слое облаков)

Есть (твердом)

Есть (твердом)

Есть (твердом)

Есть ли на планете смена времен года

нет

нет

есть

есть

нет

есть

есть

есть

Название планеты связано с ….

Римляне назвали планету в честь быстроногого посланника бога Меркурия

названа именем древней римской богини любви и красоты

Называлась так испокон веков — от разнообразных слов с корнем «terr» — «земля, почва» в языках латинской ветви (Terra, Tierra и т.д.) и до образованной от «зимъ/земъ» («низ») «Земли» в славянских языках.

С открытием планет им давали имена греческих/римских богов, Землю же не считали планетой настолько долго, что когда поняли, что надо бы, название «Земля» уже прочно вошло в обиход.

Исключение — Древняя Греция, где Землю именовали именем богини Земли Геи.

Но в львином большинстве стран название Земли — просто отсылка к тому самому грунту, которым покрыта ее поверхность.

В римской мифологии Марс первоначально был богом плодородия; считалось, что он может либо наслать гибель урожая или падёж скота, либо отвратить их. В его честь первый месяц римского года, в который совершался обряд изгнания зимы, был назван мартом. Затем Марс был отождествлён с греческим Аресом и стал богом войны, а также стал олицетворять планету Марс

Римляне дали этой планете название в честь своего бога Юпитера

Сатурн назван в честь римского бога земледелия

 Немецкий астроном Иоганн Боде первым из учёных выдвинул предложение именовать планету Ураном, в честь бога неба из греческого пантеона. Он мотивировал это тем, что «так как Сатурн был отцом Юпитера, то новую планету следует назвать в честь отца Сатурна»

Планета была названа в честь римского бога морей

Особенности планеты (самая, самая, самая…)

Наименьшая из планет земной группы

Самая горячая планета

Венера вращается в обратном направлении (ретроградное вращение), по сравнению с другими планетами. Это означает, что Солнце на Венере встает на западе и заходит на востоке

Существует различные формы жизни

Крупнейшая планета солнечной системы

У Сатурна самые заметные кольца с нашей планеты

самой холодной из атмосфер в Солнечной системе.

ось Урана наклонена почти на 98°, что фактически означает, что Уран вращается на боку. Результатом такого положения оси планеты является то, что северный полюс Урана находится на Солнце половину планетарного года, а другая половина приходится на южный полюс планеты

ветра планеты можно назвать самыми быстрыми в Солнечной системе

Выводы по таблице:

1. СХОДСТВА: планет земной группы: у всех планет есть твердая поверхность, маленькое количество естественных спутниов или их отсутсвия.

2. СХОДСТВА: планет – гигантов: они состоят из газов и лишены твердой поверхности, так же у них большие размеры

3. ОТЛИЧИЕ: планет земной группы от группы планет – гигантов у планет земной группы плотность выше, чем у планет гигантов. Температура в разы выше у планет земной группы. Планеты гиганты в отличии от планет земной группы имеют газообразную поверхность. Размеры(сравнительный размер с диаметром) этих планет в разы превосходят размер планет земной группы. Очень большое количество спутников у планет гигантов. Ни у одной планеты земной группы нет колец.

Астрономы и их открытия | Большой новосибирский планетарий

Аристарх Белопольский Аристарх Белопольский (01.07.1854-16.05.1934) — русский и советский астроном и астрофизик. Разработал метод и сконструировал прибор, с помощью которых первым получил экспериментальное доказательство существования эффекта Доплера применительно к световым волнам. Белопольский применил эффект Доплера, проявляющийся в виде смещения спектральных линий в оптических спектрах, для исследований в астроспектроскопии. Он в числе первых определил элементы орбит нескольких переменных и спектрально-двойных звёзд, исследовал спектры новых звёзд и солнечной поверхности, краев и короны; — лучевые скорости небесных светил, один из пионеров в фотографировании их спектров с помощью спектрографов. Ученый обнаружил периодическое изменение лучевой скорости у цефеид. Он всесторонне исследовал кометы, вращение около оси Венеры, Юпитера и колец Сатурна. Внёс существенный вклад в развитие и оснащение Пулковской обсерватории и её отделений.

Василий Яковлевич Струве Василий Яковлевич Струве (15.04. 1793 — 23.11.1864) (при рождении Фридрих Георг Вильгельм Струве)— выдающийся российский астроном, один из основоположников звёздной астрономии, член Петербургской академии наук, первый директор Пулковской обсерватории. Родился в немецкой семье, близ Гамбурга. Из-за угрозы призыва в Великую армию Наполеона он бежал из Германии в Дерпт, где изучил астрономию и поступил на работу в Дерптскую университетскую астрономическую обсерваторию, позже став его директором. За двадцать лет на посту директора обсерватории он оснастил её первоклассными для того времени инструментами: рефрактором Фраунгофера и гелиометром фирмы Репсольд. Провёл микрометрические измерения 2714 двойных звезд. В 1830 году Николаю I был представлен доклад В. Я. Струве о задачах новой большой астрономической обсерватории под Санкт-Петербургом. 19 августа 1839 года была открыта Пулковская обсерватория, В. Я. Струве стал её первым директором. Благодаря его усилиям Пулковская обсерватория была оборудована совершенными инструментами (самым большим в мире рефрактором с 38-сантиметровым объективом). Было проведено градусное измерение дуги меридиана на огромном пространстве от побережья Ледовитого океана до устья Дуная и получены ценные материалы для определения формы и размеров Земли. Была определена система астрономических постоянных, получившая в своё время всемирное признание и использовавшаяся в течение 50 лет. С помощью построенного по его идее пассажного инструмента Струве определил постоянную аберрации света. В области звёздной астрономии Струве открыл реальное сгущение звёзд к центральным частям Галактики и обосновал вывод о существовании и величине межзвёздного поглощения света. Изучая двойные звёзды, составил два каталога. Струве принадлежит одно из первых в истории (1837) успешное измерение ‎годичного параллакса звезды (Веги в созвездии Лиры). В середине XIX века участвовал в создании Лиссабонской астрономической обсерватории. В. Я. Струве был почётным членом многих иностранных академий и обществ. В 1913 году открытая русским астрономом Г. Н. Неуйминым малая планета номер 768 была названа Струвеана, в честь астрономов семейной династии Струве.

Галилео Галилей Галилео Галилей (15.02.1564-08.01.1642) – итальянский физик, механик, астроном, философ, математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени. В 1609 году Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Труба давала приблизительно трёхкратное увеличение. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза. Сам термин телескоп ввёл в науку именно Галилей. Первые телескопические наблюдения небесных тел Галилей провёл 7 января 1610 года. Эти наблюдения показали, что Луна, подобно Земле, имеет сложный рельеф — покрыта горами и кратерами. Известный с древних времён пепельный свет Луны Галилей объяснил как результат попадания на наш естественный спутник солнечного света, отражённого Землёй. Галилей обнаружил также либрацию Луны и довольно точно оценил высоту лунных гор. У Юпитера обнаружились собственные луны — четыре спутника. Тем самым Галилей опроверг один из доводов противников гелиоцентризма: Земля не может вращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой вращается Луна. Ведь Юпитер заведомо должен был вращаться либо вокруг Земли (как в геоцентрической системе), либо вокруг Солнца (как в гелиоцентрической). Полтора года наблюдений позволили Галилею оценить период обращения этих спутников (1612), хотя приемлемая точность оценки была достигнута только в эпоху Ньютона. Галилей предложил использовать наблюдения затмений спутников Юпитера для решения важнейшей проблемы определения долготы на море. Галилей открыл также (независимо от Иоганна Фабрициуса и Хэрриота) солнечные пятна. Он установил, что Венера меняет фазы. Ученый отметил также странные «придатки» у Сатурна, но открытию кольца помешали слабость телескопа и поворот кольца, скрывший его от земного наблюдателя.

Гипатия Александрийская Гипатия Александрийская (350-370 (?) — март 415 г.)– женщина-ученый греческого происхождения, философ, математик, астроном. Около 400 года Гипатия была приглашена читать лекции в Александрийскую школу, где заняла одну из ведущих кафедр — кафедру философии. Преподавала философию Платона и Аристотеля; также преподавала математику, занималась вычислением астрономических таблиц.

Гиппарх Никейский Гиппарх Никейский (ок. 190 до н. э. — ок. 120 до н. э) — древнегреческий астроном, механик, географ и математик. Гиппарх составил первый в Европе звёздный каталог, включивший точные значения координат около тысячи звёзд. Новшеством Гиппарха при составлении каталога явилась система звёздных величин: звёзды первой величины самые яркие и шестой — самый слабые, видимые невооружённым взглядом. Эта система в усовершенствованном виде используется в настоящее время. Наиболее важным достижением древнегреческого ученого считается открытие предварения равноденствий, или астрономической прецессии, заключающееся в том, что точки равноденствий постепенно перемещаются среди звёзд, благодаря чему каждый год равноденствия наступают раньше, чем в предшествующие годы. Гиппарх сделал это открытие, сопоставляя определённые им самим координаты Спики с измерениями александрийского астронома Тимохариса.

Григорий Шайн Григорий Шайн (19.04. 1892 — 4.08. 1956) — советский астроном, академик АН СССР. Родился в Одессе, в семье столяра. В десятилетнем возрасте под влиянием книг Фламмариона он увлёкся астрономией, и его первая научная работа «Определение радианта Персеид», основанная на собственных наблюдениях метеоров, была опубликована в «Известиях Русского астрономического общества», когда ему было 18 лет. После окончания Юрьевского университета, работал в Пулковской обсерватории, затем в ее Симеизском отделении, где под его руководством был установлен телескоп-рефлектор с метровым зеркалом. Затем стал директором Крымской астрофизической обсерватории. Основные работы посвящены астрофизике: звёздной спектроскопии и физике газовых туманностей. Совместно с В. А. Альбицким определил лучевые скорости возле 800 звёзд и составил каталог, считавшийся одним из лучших в этой области. Совместно с О.Л.Струве предложил способ определения скоростей осевого вращения звёзд, показал, что звёзды ранних спектральных классов вращаются в десятки раз быстрее, чем Солнце. Исследовал содержание изотопов углерода в звёздах спектральных классов N и R. Открыл примерно 150 новых туманностей, обнаружил особенный класс туманностей, у которых значительная доля материи сосредоточена на периферии. Исследования Шайна показали, что звёзды и туманности образуются в едином процессе, причём существуют системы туманностей, которые должны распадаться за астрономически короткое время (порядка миллионов лет). Опубликовал совместно с В. Ф. Газе «Атлас диффузных газовых туманностей». Исследовал двойные звёзды, малые планеты, солнечную корону и другие объекты. Открыл новую непереодическую комету C/1925 F1 (Шайна — Комаса Сола) и немного десятков спектрально-двойных звезд, переоткрыл комету 16P/Брукса. Именем Шайна названа малая планета (1 648 Shajna) и лунный кратер. Созданный по его инициативе 2,6-м телескоп — рефлектор, установленный в Крымской астрофизической обсерватории, носит его имя (ЗТШ — «зеркальный телескоп Шайна»).

Жозеф Луи Лагранж Жозеф Луи Лагранж (25. 01.1736-10.04.1813) — французский математик, астроном и механик итальянского происхождения. В 1764 году Французская академия наук объявила конкурс на лучшую работу по проблеме движения Луны. Лагранж представил работу, посвященную либрации Луны. Точки либрации – это точки в системе из двух массивных тел, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой, не испытывающее воздействие никаких других сил, кроме гравитационных, со стороны двух первых тел, может оставаться неподвижным относительно этих тел. Более точно точки Лагранжа представляют собой частный случай при решении так называемой ограниченной задачи трёх тел — когда орбиты всех тел являются круговыми и масса одного из них намного меньше массы любого из двух других. В этом случае можно считать, что два массивных тела обращаются вокруг их общего центра масс с постоянной угловой скоростью. В пространстве вокруг них существуют пять точек, в которых третье тело с пренебрежимо малой массой может оставаться неподвижным во вращающейся системе отсчёта, связанной с массивными телами. В этих точках гравитационные силы, действующие на малое тело, уравновешиваются центробежной силой.

Иоганн Кеплер Иоганн Кеплер (27.12.1571-15.11.1630) – немецкий математик, астроном, механик, оптик, первооткрыватель законов движения планет Солнечной системы. В конце XVI века в астрономии ещё происходила борьба между геоцентрической системой Птолемея и гелиоцентрической системой Коперника. Противники системы Коперника ссылались на то, что в отношении погрешности расчётов она ничем не лучше птолемеевской. Открытые Кеплером три закона движения планет полностью и с превосходной точностью объяснили видимую неравномерность движений планет. Вместо многочисленных надуманных эпициклов модель Кеплера включает только одну кривую — эллипс. Второй закон установил, как меняется скорость планеты при удалении или приближении к Солнцу, а третий позволяет рассчитать эту скорость и период обращения вокруг Солнца. Хотя исторически кеплеровская система мира основана на модели Коперника, фактически у них очень мало общего (только суточное вращение Земли). Исчезли круговые движения сфер, несущих на себе планеты, появилось понятие планетной орбиты. В системе Коперника Земля всё ещё занимала несколько особое положение, поскольку центром мира Коперник объявил центр земной орбиты. У Кеплера Земля — рядовая планета, движение которой подчинено общим трём законам. Все орбиты небесных тел — эллипсы (движение по гиперболической траектории открыл позднее Ньютон), общим фокусом орбит является Солнце. Кеплер вывел также «уравнение Кеплера», используемое в астрономии для определения положения небесных тел. Законы планетной кинематики, открытые Кеплером, послужили позже Ньютону основой для создания теории тяготения. Ньютон математически доказал, что все законы Кеплера являются прямыми следствиями закона тяготения. Кеплер стал автором первого обширного (в трёх томах) изложения коперниканской астрономии (1617—22), которое немедленно удостоилось чести попасть в «Индекс запрещённых книг». В эту книгу, свой главный труд, Кеплер включил описание всех своих открытий в астрономии. Летом 1627 года Кеплер после 22 лет трудов опубликовал астрономические таблицы, которые в честь императора назвал «Рудольфовыми». Спрос на них был огромен, так как все прежние таблицы давно разошлись с наблюдениями. Немаловажно, что труд впервые включал удобные для расчётов таблицы логарифмов. Кеплеровы таблицы служили астрономам и морякам вплоть до начала XIX века.

Исаак Ньютон Исаак Ньютон (4.I. 1643 — 31.III. 1727)- английский физик, астроном и математик, член Лондонского королевского общества. Один из основоположников современного естествознания. Родился в Вулсторпе в семье фермера. В 12 лет Ньютон начал учебу в школе, в 19 лет поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета, который окончил в 22 года со степенью бакалавра. Возглавляя физико-математическую кафедру Кембриджского университета, он издал величайший труд «Математические начала натуральной философии», в котором изложил закон всемирного тяготения и три закона механики. На их основе Ньютон вывел законы движения тел Солнечной системы — планет, их спутников и комет. Объяснил главные особенности движения Луны, приливы и отливы в океанах, сжатие Юпитера и дал теорию фигуры Земли. В работах по оптике доказал, что с помощью стеклянной призмы можно разложить белый свет на лучи разных цветов, создал телескоп-рефлектор. Его открытия привели к пониманию природы изображения в телескопе. На основе его работ была развита небесная механика, давшая миру предсказание существования Нептуна и Плутона. В честь Ньютона названы кратеры на Луне и на Марсе

Клавдий Птолемей Клавдий Птолемей (ок. 100 – ок. 170) — позднеэллинистический астроном, математик, механик, оптик, теоретик музыки и географ. Жил и работал в Александрии Египетской, где проводил астрономические наблюдения. Основным трудом Птолемея стало «Великое математическое построение по астрономии в тринадцати книгах» , представлявшее собой энциклопедию астрономических и математических знаний древнегреческого мира. В своей книге Птолемей изложил собрание астрономических знаний древней Греции и Вавилона, сформулировав весьма сложную геоцентрическую модель мира. При создании данной системы он проявил себя как умелый механик, поскольку сумел представить неравномерные движения небесных светил в виде комбинации нескольких равномерных движений по окружностям. Книга также содержала каталог звёздного неба. Список из 48 созвездий не покрывал полностью небесной сферы: там были только те звёзды, которые Птолемей мог видеть, находясь в Александрии. Система Птолемея была практически общепринятой в западном и арабском мире — до создания гелиоцентрической системы Николая Коперника.

Михаил Ломоносов Михаил Ломоносов (08.11.1711 – 04.04.1765) — первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, энциклопедист, химик и физик. В астрономии прославился открытием атмосферы у планеты Венера. Это открытие он совершил 26 мая 1761 года, когда наблюдал прохождение Венеры по солнечному диску. Учёным было сконструировано и построено несколько принципиально новых оптических приборов, им создана русская школа научной и прикладной оптики. М. В. Ломоносов создал катоптрико-диоптрическую зажигательную систему; прибор «для сгущения света», названную им «ночезрительной трубой», предназначавшаяся для рассмотрения на море удалённых предметов в ночное время. Ломоносов, хорошо знавший телескопы И. Ньютона и Д. Грегори, предложил свою конструкцию. Суть и отличие от двух предыдущих предложенного им усовершенствования заключались в том, что новая конструкция имела лишь одно вогнутое зеркало, расположенное под углом около 4° к оси телескопа, и отражённые этим зеркалом лучи попадали в расположенный сбоку окуляр, что позволяло увеличить световой поток. Опытный образец такого телескопа был изготовлен под руководством М. В. Ломоносова в апреле 1762 года, а 13 мая учёный демонстрировал его на заседании Академического собрания. Изобретение это оставалось неопубликованным до 1827 года, поэтому, когда аналогичное усовершенствование телескопа предложил У. Гершель, такую систему стали называть его именем.

Николай Коперник Николай Коперник (19.02.1473-24.05.1543) – польский астроном, математик, механик, экономист. Наиболее известен как автор гелиоцентрической системы мира, положившей начало первой научной революции. Главное и почти единственное сочинение Коперника «О вращении небесных сфер» было издано в 1543 году. В нем говорится о шарообразности мира и Земли, а вместо положения о неподвижности Земли помещена иная аксиома: Земля и другие планеты вращаются вокруг оси и обращаются вокруг Солнца. Эта концепция подробно аргументируется, а «мнение древних» убедительно опровергается. С гелиоцентрических позиций он без труда объясняет возвратное движение планет. Коперник в своем труде дает сведения по сферической тригонометрии и правила вычисления видимых положений звезд, планет и Солнца на небесном своде. Упоминается Луна, планеты и причины изменения широт планет. Гелиоцентрическая система в варианте Коперника может быть сформулирована в семи утверждениях: • орбиты и небесные сферы не имеют общего центра; • центр Земли — не центр Вселенной, но только центр масс и орбиты Луны; • все планеты движутся по орбитам, центром которых является Солнце, и поэтому Солнце является центром мира; • расстояние между Землёй и Солнцем очень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижными звёздами; • суточное движение Солнца — воображаемо, и вызвано эффектом вращения Земли, которая поворачивается один раз за 24 часа вокруг своей оси, которая всегда остаётся параллельной самой себе; • Земля (вместе с Луной, как и другие планеты), обращается вокруг Солнца, и поэтому те перемещения, которые, как кажется, делает Солнце (суточное движение, а также годичное движение, когда Солнце перемещается по Зодиаку) — не более чем эффект движения Земли; • это движение Земли и других планет объясняет их расположение и конкретные характеристики движения планет.

Павел Карлович Штернберг Павел Карлович Штернберг (3. 04.1865 — 1.02.1920)- советский астроном. Родился в городе Орле. В гимназии увлёкся астрономией, когда 15-летнему подростку отец подарил подзорную трубу и шеститомное пособие по астрономии. Будущий учёный устрол на крыше дома астрономический наблюдательный пункт, где проводил все ясные летние ночи, наблюдая за небесными телами. После окончания физико-математического факультета Московского университета, был приглашён на работу в обсерваторию Московского университета. Затем стал директором этой обсерватории. Первая научная работа была посвящена продолжительности вращения Красного пятна на Юпитере. Остальные научные работы относятся к изучению вращательного движения Земли, фотографической астрономии, гравиметрии (определение силы тяжести). За свои гравиметрические определения в ряде пунктов европейской части России с маятником Репсольда получил серебряную медаль Русского географического общества. Изучал движение земных полюсов, вызывающее изменение широт различных мест на Земле. Выполнил капитальное исследование «Широта Московской обсерватории в связи с движением полюсов». Все эти работы помогают обнаруживать залежи полезных ископаемых. Сейчас такие исследования развернулись на территории нашей страны в огромных масштабах. Фотографические наблюдения двойных звезд, которые проводил Штернберг, были одними из первых в науке разработанные для точных измерений взаимного положения звездных пар. Полученные им сотни фотоснимков двойных звезд и других объектов служат и сейчас хорошим материалом для специальных исследований. Имя Штернберга носит Государственный астрономический институт Московского университета, лунный кратер и астериод № 995, открытый в 1923 году.

Пьер-Симон Лаплас Пьер-Симон Лаплас (23.03.1749-05.03.1827) — французский математик, механик, физик и астроном; известен работами в области небесной механики, дифференциальных уравнений, один из создателей теории вероятностей. Лаплас дал всесторонний анализ известных движений тел Солнечной системы на основе закона всемирного тяготения и доказал её устойчивость в смысле практической неизменности средних расстояний планет от Солнца и незначительности колебаний остальных элементов их орбит. Наряду с массой специальных результатов, касающихся движений отдельных планет, спутников и комет, фигуры планет, теории приливов и т. д., важнейшее значение имело общее заключение, опровергавшее мнение, что поддержание настоящего вида Солнечной системы требует вмешательства каких-то посторонних сверхъестественных сил. Лаплас доказал устойчивость солнечной системы, состоящую в том, что благодаря движению планет в одну сторону, малым эксцентриситетам и малым взаимным наклонам их орбит, должна существовать неизменяемость средних расстояний планет от Солнца, а колебания прочих элементов орбит должны быть заключены в весьма тесные пределы. Также, ученый открыл, что ускорение в движении Луны, приводившее в недоумение всех астрономов, является периодическим изменением эксцентриситета лунной орбиты, и возникает оно под влиянием притяжения крупных планет. Рассчитанное им смещение Луны под влиянием этих факторов хорошо соответствовало наблюдениям. По неравенствам в движении Луны Лаплас уточнил сжатие земного сфероида. Вообще исследования, произведенные Лапласом в движении нашего спутника, дали возможность составить более точные таблицы Луны, что, в свою очередь, способствовало решению навигационной проблемы определении долготы на море. Лаплас первый построил точную теорию движения галилеевых спутников Юпитера, орбиты которых из-за взаимовлияния постоянно отклоняются от кеплеровских. Он также обнаружил связь между параметрами их орбит, выражаемую двумя законами, получившими название «законов Лапласа». Вычислив условия равновесия кольца Сатурна, Лаплас доказал, что они возможны лишь при быстром вращении планеты около оси, и это действительно было доказано потом наблюдениями Уильяма Гершеля. Лаплас разработал теорию приливов при помощи двадцатилетних наблюдений уровня океана в Бресте. Опередив своё время, Лаплас в «Изложении системы мира» (1796) фактически предсказал «чёрные дыры».

Тихо Браге Тихо Браге (14.12.1546-24.10.1601) — датский астроном эпохи Возрождения. Первым в Европе начал проводить систематические и высокоточные астрономические наблюдения, на основании которых Кеплер вывел законы движения планет. В ноябре 1577 года на небе появилась яркая комета. Тихо Браге тщательно проследил её траекторию вплоть до исчезновения видимости в январе 1578 года. Сопоставив свои данные с полученными коллегами в других обсерваториях, он сделал однозначный вывод: кометы — не атмосферное явление, как полагал Аристотель, а внеземной объект, втрое дальше, чем Луна. Свои научные достижения Браге изложил в многотомном астрономическом трактате. Сначала вышел второй том, посвящённый системе мира Тихо Браге и комете 1577 года. Первый же том (о сверхновой 1572 года) вышел позднее, в 1592 году в неполном виде. В 1602 году, уже после смерти Браге, Иоганн Кеплер опубликовал окончательную редакцию этого тома. Браге собирался в последующих томах изложить теорию движения других комет, Солнца, Луны и планет, однако осуществить этот замысел уже не успел.

Уильям Гершель Уилльям Гершель (15.11.1738-25.08.1822) — английский астроном немецкого происхождения. Прославился открытием планеты Уран, а также двух её спутников — Титании и Оберона. Он также является первооткрывателем двух спутников Сатурна и инфракрасного излучения. В 1773 году, не имея средств для покупки большого телескопа, он стал сам шлифовать зеркала и конструировать телескопы и в дальнейшем сам изготавливал оптические приборы как для собственных наблюдений, так и на продажу. Король Великобритании Георг III, сам любитель астрономии, произвёл Гершеля в чин Королевского Астронома и снабдил его средствами для постройки отдельной обсерватории. С 1782 года Гершель и ассистировавшая ему сестра Каролина постоянно работали над совершенствованием телескопов и астрономическими наблюдениями. Благодаря некоторым техническим усовершенствованиям и увеличению диаметра зеркал Гершель смог в 1789 году изготовить самый большой телескоп своего времени (фокусное расстояние 12 метров). Однако главные работы Гершеля относятся к звёздной астрономии. Из наблюдений за двойными звёздами, предпринятых с целью определения параллаксов, Гершель сделал новаторский вывод о существовании звёздных систем. Гершель много наблюдал туманности и кометы, также составляя тщательные описания и каталоги. Он также изучал структуру Млечного Пути и пришёл к выводу, что он имеет форму диска, а Солнечная система находится в составе Млечного Пути. Также Гершель открыл движение Солнечной системы в сторону созвездия Геркулеса.

Фалес Милетский Фалес Милетский (640/624 — 548/545 до н. э.) — древнегреческий философ и математик. Считается, что Фалес «открыл» для греков созвездие Малой Медведицы как путеводный инструмент; ранее этим созвездием пользовались финикийцы. По мнению исследователей, Фалес первым открыл наклон эклиптики к экватору и провёл на небесной сфере пять кругов: арктический круг, летний тропик, небесный экватор, зимний тропик, антарктический круг. Он научился вычислять время солнцестояний и равноденствий, установил неравность промежутков между ними. Фалес первым указал, что Луна светит отражённым светом; что затмения Солнца происходят тогда, когда его закрывает Луна. Фалес первым определил угловой размер Луны и Солнца; он нашёл, что размер Солнца составляет 1/720 часть от его кругового пути, а размер Луны — такую же часть от лунного пути. Можно утверждать, что Фалес создал «математический метод» в изучении движения небесных тел. Также он ввёл календарь по египетскому образцу (в котором год состоял из 365 дней, делился на 12 месяцев по 30 дней, и пять дней оставались выпадающими).

Шарль Мессье Шарль Мессье (26.06.1730 – 12.04. 1817) – французский астроном, член Парижской Академии наук. Интерес к астрономии пробудился после его наблюдений Большой кометы 1744 года, а позже – кольцеобразного солнечного затмения 1748 года. В возрасте 21 год Шарль стал сотрудником обсерватории военно-морского флота в Париже. Здесь и начались его практические наблюдения, которые принесли ему заслуженную славу. За выдающиеся заслуги ученого французская Академия наук избрала его своим действительным членом в 1770 году. Свои наблюдения звездного неба Мессье продолжал до 1807 года. Коллеги назвали его «Ловец комет», поскольку большую часть своего времени посвятил именно наблюдениям за кометами. Первая из них была открыта 25 января 1760 года. За следующие восемь лет им было открыто еще 8. А всего за свою жизнь открыл 14 комет. Составил знаменитый каталог туманностей, включив в него все наблюдаемые планетарные и звездные туманности, а также галактики. В него вошло 103 туманности всех видов. Большую часть из них (около 60) Мессье открыл лично, как например знаменитую Крабовидную туманность, которая вошла в каталог под номером М1. Помимо комет, наблюдал и за другими объектами на небе. Это планета Уран, вскоре после ее обнаружения У.Гершелем, спутники Юпитера, кольца Сатурна, прохождения Венеры и Меркурия по солнечному диску. По результатам данных наблюдений удалось достаточно точно вычислить орбиту Урана и уточнить ряд элементов движения других небесных тел. Имя Шарля Мессье носит один из самых известных каталогов небесных объектов.

Эдвин Пауэлл Хаббл Эдвин Пауэлл Хаббл- выдающийся американский астроном. Хаббл родился в Менсфилде, США, 20 ноября 1889 г. в семье преуспевающего владельца страхового агентства. Он был третьим ребёнком, всего в семье было восемь детей. Духовная жизнь семьи Хаббл была разносторонней. Эдвин много читал, увлекался фантастическими романами Жюля Верна. Он рано заинтересовался астрономией. Окончив школу, поступил в Чикагский университет, где изучал астрономию, математику и физику. В числе наиболее способных студентов он получил стипендию для продолжения образования в Великобритании. Первая научная работа была посвящена собственным движениям звёзд. Хаббл открыл 512 новых туманностей на крупномасштабных фотографиях неба. Хаббл много наблюдал. Он разделил все туманности на два типа: галактические, связанные с Млечным Путём, и внегалактические, видимые в основном в стороне от него. Особый интерес Хаббл проявил к знаменитой туманности Андромеды. Хаббл оценил её удалённость в 1 млн световых лет (по современным данным, около 2 млн световых лет). Работая в обсерватории Маунт-Вилсон, исследует галактики, изучает их состав, структуру и вращение, их распределение в пространстве и движения. Им была предложена первая научная классификация галактик по их формам. Все внегалактические туманности Хаббл подразделил на три типа: эллиптические, спиральные и иррегулярные, неправильные. В ближайших галактиках Хаббл открыл новые звёзды, цефеиды, шаровые скопления, газовые туманности, красные и голубые сверхгиганты. Он установил шкалу внегалактических расстояний, разработал методику оценки расстояний до самых далёких объектов Вселенной. Хаббла интересовал вопрос об общем строении нашего мира — Вселенной. Он полагал, что только наблюдения могут привести к пониманию истинной природы вещей. Скончался 28 сентября 1953 г. Имя Эдвина Хаббла носит крупнейший космический телескоп.

Эдмунд Галлей Эдмунд Галлей (29.10.1656-14.01.1742) – английский Королевский астроном, физик, математик, метеоролог и демограф. Ещё в 1676 году, будучи студентом третьего курса Оксфордского университета, Галлей опубликовал свою первую научную работу — «Об орбитах планет» — и открыл большое неравенство Юпитера и Сатурна. Это открытие впервые поставило перед астрономами важнейший для человечества вопрос об устойчивости, долговечности Солнечной системы. В 1693 году Галлей обнаружил вековое ускорение Луны, что могло свидетельствовать о её непрерывном приближении к Земле. В 1677 году Галлей предложил новый метод определения расстояния до Солнца, то есть астрономическую единицу. Для этого необходимо было наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца из двух мест, удалённых по широте. Способ Галлея позволил к концу XIX века в 25 раз снизить ошибку при определении солнечного параллакса. Возвратился в Англию в ноябре 1678 года, а в 1679 году издал «Каталог Южного неба», в который включил информацию о 341 звезде Южного полушария. За особые достижения Галлей был представлен к званию магистра астрономии в Оксфорде и был принят в члены Лондонского Королевского Общества. С именем Эдмунда Галлея связан и коренной перелом в представлениях о кометах. В Новое время до Ньютона все считали их чужеродными странниками, лишь пролетающими сквозь Солнечную систему по незамкнутым параболическим орбитам. После того как в 1680 и 1682 годах появились две яркие кометы, Галлей рассчитал и опубликовал в 1705 году орбиты 24 комет и обратил внимание на сходство параметров орбит у нескольких из них, наблюдавшихся в XVI—XVII веках, с параметрами кометы 1682 года. Промежутки времени между появлениями этих комет оказались кратными 75—76 годам. В 1716 году он опубликовал подробные расчёты, указал, что это одна и та же комета, и следующее её появление должно произойти в конце 1758 года. И действительно, она была обнаружена Иоганном Георгом Паличем 25 декабря 1758 года. Возвращение кометы в предсказанный срок стало первым триумфальным подтверждением теории тяготения Ньютона и прославило имя самого Галлея. Эта комета в наши дни называется кометой Галлея. Галлей был первым, кто привлёк внимание астрономов к совершенно загадочному тогда объекту — туманностям. В статье 1715 года он уже утверждал, что это самосветящиеся космические объекты. Учёный также сделал и далеко идущее заключение, что таких объектов во Вселенной, «без сомнения», много больше и «они не могут не занимать огромных пространств, быть может, не менее, чем вся наша Солнечная система».

Ян Гевелий Ян Гевелий (1611 — 1687) — польский астроном, конструктор телескопов, градоначальник Гданьска. Астрономия была любительским занятием Гевелия. Свою первую обсерваторию он построил в 1641 году на средства, унаследованные от отца. Гевелий строил телескопы огромных размеров, самый большой из них имел 45 метров в длину. Это был «воздушный телескоп» без трубы и без жёсткой связи объектива и окуляра. Телескоп подвешивался на столбе при помощи системы канатов и блоков. Для управления такими телескопами использовались специальные команды из отставных матросов, знакомых с обслуживанием такелажа. Первым научным трудом Гевелия была «Селенография, или описание Луны». В ней содержалось детальное описание видимой поверхности Луны, 133 гравюры, изображавшие 60 участков лунной поверхности и общий вид Луны в различных фазах. Гевелий предложил названия для объектов на поверхности Луны, отчасти сохранённые до нашего времени, правильно оценил высоту лунных гор, открыл явление оптической либрации. Гевелию принадлежат астрономические открытия в разных областях. Он занимался вопросами лунного движения, измерял расстояние от Земли до Луны, период обращения Луны, период собственного вращения Солнца, периоды обращения спутников Юпитера. Занимался наблюдениями двойных и переменных звёзд. Составил каталог 1564 звёзд с точностью до 1’. Гевелий открыл четыре кометы и опубликовал трактат «Кометография», где изложил историю наблюдений всех известных в то время комет; показал, что некоторые кометы движутся по параболическим орбитам. В честь ученого названы кратер на поверхности Луны, борозды на Луне и малая планета № 5703.

Всероссийская олимпиада в Москве | Архив главных таблиц

Предмет⇑⇓	Задания
Английский язык	Школьный этап задания: 5-6 кл. + аудио | 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 5-6 кл. + скрипт | 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. письм. + аудио + устн. решения: 9-11 кл. письм. + скрипт + устн. разбор: 9-11 кл. письм.
Астрономия	Школьный этап задания: 5-7 кл. | 8-9 кл. | 10-11 кл. решения: 5-7 кл. | 8-9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 5-11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8-9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8-9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл.
Биология	Школьный этап задания: 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 6-7 кл. | 8-11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-9 кл. | 10-11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. | 10 кл. прак. | 11 кл. прак. решения: 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. | 10 кл. прак. | 11 кл. прак.
География	Школьный этап задания: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. задание 1, задание 2, задание 3, задание 4, прак., тест | 9 кл. задание 1, задание 2, задание 3, задание 4, прак. | 10 кл. задание 1, задание 2, задание 3, задание 4, прак. | 11 кл. задание 1, задание 2, задание 3, задание 4, прак. Региональный этап задания: 9 кл. части 1 и 2 | 10-11 кл. части 1 и 2 | 9-11 кл. часть 3 решения: 9-11 кл. часть 1 | 9-11 кл. часть 2 | 9-11 кл. часть 3
Информатика	Школьный этап задания: 5 кл. | 6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. решения: 5 кл. | 6 кл. | 7-8 кл. + архив с программами | 9-11 кл. + архив с тестами видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9-11 кл. решения: 7-8 кл. + архив с программами | 9-11 кл. + архив с тестами Региональный этап задания: 9-11 кл. 1 тур + 2 тур решения: 9-11 кл. разбор задач + архив жюри
Искусство (МХК)	Школьный этап  задания: 7 кл. + изображения | 8 кл. + изображения | 9 кл. + изображения + видео 1 + видео 2 | 10 кл. + изображения | 11 кл. + изображения  решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. + видео | 9 кл. + видео 1 + видео 2 | 10 кл. + видео | 11 кл. + видео  решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. + изображения | 10 кл. + изображения | 11 кл. + изображения решения: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл.
Испанский язык	Школьный этап задания: 5-6 кл. + аудио | 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио  решения: 5-6 кл. + скрипт | 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио  решения: 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. письм. + аудио + устн. решения: 9-11 кл. письм. + скрипт + устн.
История	Школьный этап задания: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 9-11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10-11 кл. 1 тур + 2 тур решения: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10-11 кл. 1 тур + 2 тур
Итальянский язык	Школьный этап задания: 5-7 кл. + аудио | 8-9 кл. + аудио | 10-11 кл. + аудио решения: 5-7 кл. + скрипт | 8-9 кл. + скрипт | 10-11 кл. + скрипт видеоразборы: 5-7 кл. | 8-9 кл. | 10-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-9 кл. + аудио | 10-11 кл. + аудио решения: 7-9 кл. + скрипт | 10-11 кл. + скрипт видеоразборы: 7-9 кл. | 10-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 письм. + аудио + устн. решения: 9-11 письм. + скрипт + устн.
Китайский язык	Школьный этап задания: 5-6 кл. + аудио | 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 5-6 кл. + скрипт | 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. письм. + аудио + устн.  решения: 9-11 кл. письм. + скрипт + устн.
Литература	Школьный этап задания: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 5-6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-11 кл. аналитическое задание + творческое задание Региональный этап задания: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. | 9-11 кл. крит.
Математика	Школьный этап задания: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. тренировочное прохождение: 4-7 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. 1 день + 2 день | 10 кл. 1 день + 2 день | 11 кл. 1 день + 2 день решения: 9 кл. 1 день + 2 день | 10 кл. 1 день + 2 день | 11 кл. 1 день + 2 день
Немецкий язык	Школьный этап задания: 5-6 кл. + аудио | 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 5-6 кл. + скрипт | 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл.  Муниципальный этап задания: 7-8 кл. письм. + устн. + аудио | 9-11 кл. письм. + устн. + аудио решения: 7-8 кл. письм. + устн. + скрипт | 9-11 кл. письм. + устн. + скрипт видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. письм. + аудио + устн. решения: 9-11 кл. письм. + скрипт + устн. разбор: 9-11 кл. письм.
ОБЖ	Школьный этап задания: 5-6 кл. | 7-8 кл. теор. + прак. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. решения: 5-6 кл. | 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. видеоразборы: 5-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. теор. + прак. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. решения: 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. видеоразборы: 7-11 кл. теор. Региональный этап задания: 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. решения: 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак.
Обществознание	Школьный этап задания: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 5-11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 тур 1 | 9 кл. тур 2 | 10 кл. тур 2 | 11 кл. тур 2 решения: 9-11 тур 1 | 9 кл. тур 2 | 10 кл. тур 2 | 11 кл. тур 2
Право	Школьный этап задания: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. решения: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл.
Русский язык	Школьный этап задания: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 5-11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: вступительное слово | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл.
Технология	Школьный этап Культура дома, дизайн и технологии задания: 5 кл. теор. + прак. | 6 кл. теор. + прак. | 7-8 кл. теор. + прак. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. решения: 5 кл. теор. | 6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. видеоразборы: 5-11 кл. Техника, технологии и техническое творчество задания: 5 кл. теор. + прак. | 6 кл. теор. + прак. | 7-8 кл. теор. + прак. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. решения: 5 кл. теор. | 6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. видеоразборы: 5 кл. теор. | 6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. | 5-11 кл. прак. | 7-11 кл. твор. Робототехника задания: 5-6 кл. теор. + прак. | 7-8 кл. теор. + прак. | 9-11 кл. теор. + прак. решения: 5-6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. видеоразборы: 5-6 кл. теор. + прак. | 7-8 кл. теор. + прак. | 9-11 кл. теор. + прак. Муниципальный этап Культура дома, дизайн и технологии задания: 7-8 кл. теор. + прак. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. решения: 7-8 кл. теор. + прак. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. видеоразборы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. Техника, технологии и техническое творчество задания: 7-8 кл. теор. + прак. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. решения: 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. видеоразборы: 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. | 7-11 прак. | 7-11 проект Робототехника задания: 7-8 кл. теор. + прак. | 9-11 кл. теор. + прак. решения: 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. видеоразборы: 7-8 кл. теор. + прак. 1 + прак. 2 | 9-11 кл. теор. + прак.  Региональный этап Культура дома, дизайн и технологии задания: 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. решения: 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. | 9-11 кл. проект Техника, технологии и техническое творчество задания: 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. решения: 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. | 9-11 кл. проект
Физика	Школьный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. + прак. | 11 кл. теор. + прак. решения: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. + прак. | 11 кл. теор. + прак. контрольные результаты, полученные с использованием оборудования, применявшегося при проведении практического тура в г. Москве: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл.
Физическая культура	Школьный этап задания: 5-6 кл. теор. + прак. | 7-8 кл. теор. + прак. | 9-11 кл. теор. + прак. решения: 5-6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. видеоразборы: 5-6 кл. гимнастика (юноши) + гимнастика (девушки) + полоса препятствий | 7-8 кл. гимнастика (юноши) + гимнастика (девушки) + полоса препятствий | 9-11 кл. гимнастика (юноши) + гимнастика (девушки) + полоса препятствий Муниципальный этап задания: 7-8 кл. теор. + гимнастика + полоса препятствий | 9-11 кл. теор. + гимнастика + полоса препятствий решения: 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. видеоразборы: 7-8 кл. гимнастика (юноши) + гимнастика (девушки) + полоса препятствий | 9-11 кл. гимнастика (юноши) + гимнастика (девушки) + полоса препятствий Региональный этап задания: 9-11 кл. теор. + прак. решения: 9-11 кл. теор. + прак.
Французский язык	Школьный этап задания: 5-6 кл. письм. + аудио + устн. | 7-8 кл. письм. + аудио + устн. | 9-11 кл. письм. + аудио + устн. решения: 5-6 кл. письм. + скрипт + устн. | 7-8 кл. письм. + скрипт + устн. | 9-11 кл. письм. + скрипт + устн. видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. письм. + аудио + устн. | 9-11 кл. письм. + аудио + устн. решения: 7-8 кл. письм. + скрипт + устн. | 9-11 кл. письм. + скрипт + устн. видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. письм. + аудио + устн. решения: 9-11 кл. письм. + скрипт + устн.
Химия	Школьный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 8 кл. задача 1, задача 2, задача 3, задача 4, задача 5, задача 6 | 9 кл. задача 1, задача 2, задача 3, задача 4, задача 5, задача 6 | 10 кл. задача 1, задача 2, задача 3, задача 4, задача 5, задача 6 | 11 кл. задача 1, задача 2, задача 3, задача 4, задача 5, задача 6  Региональный этап задания: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. + прак. | 11 кл. теор. + прак. решения: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. + прак. | 11 кл. теор. + прак.
Экология	Школьный этап задания: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. решения: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. решения: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. 1 тур | 10 кл. 1 тур | 11 кл. 1 тур решение: 9 кл. 1 тур | 10 кл. 1 тур | 11 кл. 1 тур | 9-11 кл. 2 тур
Экономика	Школьный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-8 кл. часть 1 + часть 2 + часть 3 | 9 кл. | 10 кл. часть 1 + часть 2 | 11 кл. часть 1 + часть 2 + часть 3 Региональный этап задания: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10-11 кл. 1 тур + 2 тур решения: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10-11 кл. 1 тур + 2 тур

Всероссийская олимпиада в Москве

Предмет⇑⇓	Задания
Английский язык	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. + аудио | 6-7 кл. + аудио | 8-10 кл. + аудио решения: 4-5 кл. + текст | 6-7 кл. + текст | 8-10 кл. + текст видеоразборы: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. + аудио | 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 5-6 кл. + скрипт | 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Listening + Reading + Use of English Региональный этап задания: 9 кл. письм. | 10 кл. письм. | 11 кл. письм. | 9-11 кл. аудио + устн. решения: 9 кл. письм. | 10 кл. письм. | 11 кл. письм. | 9-11 кл. скрипт видеоразборы: 9-11 кл.
Астрономия	Пригласительный школьный этап задания: 4 кл. | 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. решения: 4 кл. | 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. видеоразборы: 4 кл. | 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. Школьный этап задания: 5 кл. | 6-7 кл. | 8-9 кл. | 10-11 кл. решения: 5 кл. | 6-7 кл. | 8-9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 5 кл. | 6-7 кл. | 8-9 кл. | 10-11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8-9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы: 7 кл. | 8-9 кл. | 10 кл. | 11 кл. критерии и пояснения: 7 кл. | 8-9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8-9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. | 9-11 кл. справ. данные решения: 9-11 кл. видеоразбор: 9-11 кл.
Биология	Пригласительный школьный этап задания: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. решения: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. видеоразборы: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 5-6 кл.| 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 5-6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл ответы и критерии: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. Региональный этап задания: 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. | 10 кл. прак. | 11 кл. прак. решения: 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. | 10 кл. прак. | 11 кл. прак. видеоразборы: 9-11 кл. теор. + 9 кл. прак. | 10-11 кл. прак.
География	Пригласительный школьный этап задания: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. решения: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. видеоразборы: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. 3 часть | 7 кл. 3 часть | 8 кл. 3 часть | 9 кл. 2 часть и 3 часть | 10 кл. 3 часть Школьный этап задания: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. + карта | 8 кл. + карта | 9 кл. + карта | 10 кл. + карта | 11 кл. + карта ответы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. критерии и ответы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 9-11 кл. «Белая ворона» Региональный этап задания: 9 кл. части 1 и 2 | 10-11 кл. части 1 и 2 | 9-11 кл. часть 3 решения: 9-11 кл. часть 1 + часть 2 + часть 3 видеоразбор: 9-11 кл. + презентация
Информатика	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. решения: 4-5 кл. + архив с программами | 6-7 кл. + архив с тестами и программами | 8-10 кл. + архив с тестами видеоразборы: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. решения: 5-6 кл. + архив с программами | 7-8 кл. + архив с программами | 9-11 кл. + архив с тестами Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9-11 кл. решения: 7-8 кл. + архив с программами | 9-11 кл. + архив с тестами Региональный этап задания: 9-11 кл. 1 день + 2 день решения: 9-11 кл. разбор + архив с тестами и решениями жюри видеоразборы: 9-11 кл. 1 задача + 2 задача + 3 задача + 4 задача + 5 задача + 6 задача + 7 задача + 8 задача
Искусство (МХК)	Пригласительный школьный этап задания: 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. решения: 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. видеоразборы: 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. Школьный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. критерии: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл.  Региональный этап задания: 9 кл. + изображение | 10 кл. + изображение | 11 кл. + изображение ответы: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл.
Испанский язык	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. + аудио | 6-7 кл. + аудио | 8-10 кл. + аудио решения: 4-5 кл. + текст | 6-7 кл. + текст | 8-10 кл. + текст видеоразборы: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. + аудио | 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио  решения: 5-6 кл. + скрипт | 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. письм. + аудио + устн. решения: 9-11 кл. письм. + скрипт + устн.
История	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. решения: 4-5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. видеоразборы: 4-5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. Школьный этап задания: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. критерии: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. Региональный этап: задания: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10 кл. 1 тур + 2 тур | 11 кл. 1 тур + 2 тур решения: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10 кл. 1 тур + 2 тур | 11 кл. 1 тур + 2 тур
Итальянский язык	Пригласительный школьный этап задания: 4-6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. решения: 4-6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. видеоразборы: 4-6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. + аудио | 7 кл. + аудио | 8-9 кл. + аудио | 10-11 кл. + аудио решения: 5-6 кл. | 7 кл. | 8-9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 5-7 кл. | 8-9 кл. | 10-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-9 кл. + аудио | 10-11 кл. + аудио решения: 7-9 кл. + скрипт | 10-11 кл. + скрипт видеоразборы: 7-9 кл. | 10-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. письм. + аудио + устн. решения: 9-11 кл. письм. + скрипт + устн.
Китайский язык	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. + аудио | 6-7 кл. + аудио | 8-10 кл. + аудио решения: 4-5 кл. + текст | 6-7 кл. + текст | 8-10 кл. + текст видеоразборы: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. + аудио | 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 5-6 кл. + скрипт | 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. письм. + аудио решения: 9-11 кл. письм. + устн.
Литература	Пригласительный школьный этап задания: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. решения: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. видеоразборы: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. Школьный этап задания: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. критерии: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. критерии: 9-11 кл. видеоразборы: 9-11 кл.
Математика	Пригласительный школьный этап задания: 3 кл. | 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. решения: 3 кл. | 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. видеоразборы: 3 кл. | 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. Школьный этап задания: 4-11 классы решения: 4-11 классы видеоразборы: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. 1 день + 2 день | 10 кл. 1 день + 2 день | 11 кл. 1 день + 2 день решения: 9 кл. 1 день + 2 день | 10 кл. 1 день + 2 день | 11 кл. 1 день + 2 день видеоразбор: 9-11 кл.
Немецкий язык	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. + аудио решения: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. + текст видеоразборы: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. + аудио | 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 5-6 кл. + скрипт | 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл.  Муниципальный этап задания: 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. письм. + аудио + устн. решения: 9-11 кл. письм. + скрипт + устн. видеоразбор: 9-11 кл.
ОБЖ	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8 кл. | 9-10 кл. решения: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8 кл. | 9-10 кл. видеоразборы: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8 кл. | 9-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. решения: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 5-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. решения: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 7-11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор.  | 11 кл. теор. | 10-11 кл. прак. решения: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. | 11 кл. теор. | 10-11 кл. прак. видеоразборы: 9-11 кл.
Обществознание	Пригласительный школьный этап задания: 4-6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. решения: 4-6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. видеоразборы: 4-6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. Школьный этап задания: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения и критерии: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. 1 тур | 9 кл. 2 тур | 10 кл. 2 тур | 11 кл. 2 тур ответы и критерии: 9-11 кл. 1 тур | 9 кл. 2 тур | 10 кл. 2 тур | 11 кл. 2 тур
Право	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8 кл. | 9-10 кл. решения: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8 кл. | 9-10 кл. видеоразборы: 8 кл. | 9-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. решения: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. критерии: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл.
Русский язык	Пригласительный школьный этап задания: 3 кл. | 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. решения: 3 кл. | 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. видеоразборы: 3 кл. | 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. Школьный этап задания: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 4-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы и критерии: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы и критерии: 9 кл. | 10 кл. | 11 кл.
Технология	Пригласительный школьный этап Культура дома, дизайн и технологии задания: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. решения: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. Робототехника задания: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. решения: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. видеоразборы: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. Техника, технологии и техническое творчество задания: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. решения: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. видеоразборы: 4 кл. | 5 кл. | 6 кл. | 7-8 кл. | 9-10 кл. Школьный этап Культура дома, дизайн и технологии задания: 5 кл. теор. | 6 кл. теор. | 7 кл. теор. | 8-9 кл. теор. | 10-11 кл. теор.  решения: 5 кл. теор. | 6 кл. теор. | 7 кл. теор. | 8-9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. Техника, технологии и техническое творчество задания: 5 кл. теор. | 6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. решения: 5 кл. теор. | 6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. Робототехника задания: 5-6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. решения: 5-6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап Культура дома, дизайн и технологии задания: 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. ответы: 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. критерии: 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. видеоразборы: 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. Техника, технологии и техническое творчество задания: 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. ответы: 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. | 10-11 кл. теор. критерии: 7-8 кл. теор. | 9 кл. теор. + прак. | 10-11 кл. теор. + прак. Робототехника задания: 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. + прак. ответы: 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. решения и критерии: 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. + прак. видеоразборы: 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. Региональный этап Культура дома, дизайн и технологии задания: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. + прак. | 11 кл. теор. + прак. ответы: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. | 11 кл. теор. | 10-11 кл. прак. Техника, технологии и техническое творчество задания: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. + прак. | 11 кл. теор. + прак. ответы: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. | 11 кл. теор. | 10-11 кл. прак.
Физика	Пригласительный школьный этап задания: 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. решения: 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. видеоразборы: 6 кл. | 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. Школьный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответ: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. критерии: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10 кл. 1 тур + 2 тур | 11 кл. 1 тур + 2 тур решения: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10 кл. 1 тур + 2 тур | 11 кл. 1 тур + 2 тур видеоразборы: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10 кл. 1 тур + 2 тур | 11 кл. 1 тур + 2 тур Олимпиада Максвелл задания: 7 кл. 1 тур + 2 тур | 8 кл. 1 тур + 2 тур решения: 7 кл. 1 тур + 2 тур | 8 кл. 1 тур + 2 тур видеоразборы: 7 кл. 1 тур + 2 тур | 8 кл. 1 тур + 2 тур
Физическая культура	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. решения: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. решения: 5-6 кл. теор. | 7-8 кл. теор. | 9-11 кл. теор. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9-11 кл. решения: 7-8 кл. | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. теор. + прак. решения: 9-11 кл. теор. + прак.
Французский язык	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. + аудио | 6-7 кл. + аудио | 8-10 кл. + аудио решения: 4-5 кл. + текст | 6-7 кл. + текст | 8-10 кл. + текст видеоразборы: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. + видео | 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. + аудио | 9-11 кл. + аудио решения: 7-8 кл. + скрипт | 9-11 кл. + скрипт видеоразборы: 7-8 кл. аудирование + поним. письм. текста | 9-11 кл. Региональный этап задания: 9-11 кл. письм. + устн. решения: 9-11 кл. письм. + скрипт + устн. виlеоразборы: 9-11 кл. лексико-грамматический тест + аудирование
Химия	Пригласительный школьный этап задания: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. решения: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. видеоразборы: 7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. Школьный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. решения: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. видеоразборы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. ответы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. критерии: 7-8 кл. | 9 кл. | 10 кл. | 11 кл. справочные данные: 7-11 кл. видеоразборы: 7-9 кл. | 10-11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. + прак. | 11 кл. теор. + прак. решения: 9 кл. теор. + прак. | 10 кл. теор. + прак. | 11 кл. теор. + прак.
Экология	Пригласительный школьный этап задания: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8 кл. | 9-10 кл. решения: 4-5 кл. | 6-7 кл. | 8 кл. | 9-10 кл. Школьный этап задания: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. решения: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 5-6 кл. | 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. ответы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. критерии и пояснения: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. 1 тур | 10 кл. 1 тур | 11 кл. 1 тур ответы: 9 кл. 1 тур | 10 кл. 1 тур | 11 кл. 1 тур
Экономика	Пригласительный школьный этап задания: 6-7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. решения: 6-7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. видеоразборы: 6-7 кл. | 8 кл. | 9 кл. | 10 кл. Школьный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. решения: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. Муниципальный этап задания: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. ответы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. решения: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. видеоразборы: 7-8 кл. | 9 кл. | 10-11 кл. Региональный этап задания: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10 кл. 1 тур + 2 тур | 11 кл. 1 тур + 2 тур решения: 9 кл. 1 тур + 2 тур | 10 кл. 1 тур + 2 тур | 11 кл. 1 тур + 2 тур

от Галилея до наших дней

Недавно в российских магазинах появился в продаже телескоп ТАЛ-35 ‒ копия рефлектора, созданного Исааком Ньютоном в 1668 году. Изобретение, в свое время ставшее прорывом в астрономии, в точности воспроизвели специалисты холдинга «Швабе».

Телескоп «Швабе» не отличается от оригинала ничем, кроме улучшенного качества изображения. Интересно, что принципиальные схемы телескопов были открыты еще в XVII веке и применяются до сих пор. Об эволюции телескопов и первооткрывателях телескопостроения – в нашем материале.
   

У истоков астрономии

410 лет назад, в 1609 году, итальянец Галилео Галилей, впервые наблюдая через телескоп небесные тела, смог разглядеть кратеры на Луне, отдельные звезды Млечного Пути и спутники Юпитера. Свои наблюдения Галилей описал в книге «Звездный вестник», которая произвела фурор в научной среде. Этот момент считается одним из поворотных в становлении астрономии как науки о Вселенной.

Галилео Галилей демонстрирует свой телескоп в Венеции. Фреска Джузеппе Бертини

Первые зрительные трубы, изучая которые Галилей собрал свой телескоп, были изготовлены в 1607 году в Голландии. Но до этого еще в 1509 году Леонардо да Винчи в своих записях сделал чертежи простейшего линзового телескопа и предлагал смотреть через него на Луну. 

Устройство первых телескопов было достаточно простым. В трубе на расстоянии располагались две линзы: объектив − выпуклая линза с фокусным расстоянием в 10, 20 или 30 дюймов и окуляр – вогнутая рассеивающая линза. Недостатками такого устройства являлись малое поле зрения и слабая яркость картинки.

В 1611 году немецкий ученый Иоганн Кеплер предлагает свою конструкцию телескопа – с двумя собирающими линзами. Эта схема давала перевернутое изображение, но зато оно было более ярким, и при этом значительно расширялось поле зрения. Первый телескоп по схеме Кеплера был сделан в 1613 году ученым-иезуитом Кристофом Шейнером. Он же впервые использовал для наведения телескопа две взаимно перпендикулярные оси, одна из которых стоит под прямым углом к плоскости экватора, что помогало компенсировать вращение Земли при наблюдениях.
 

Рефлектор Ньютона и другие телескопы

Первый телескоп, собранный Галилеем, имел трехкратное увеличение. Позже ему удалось добиться 32-кратного приближения. В дальнейшем ученые поняли, что увеличение фокусного расстояния улучшает качество изображения и помогает избежать аберраций, или искажений. Размеры телескопов при этом стали достигать 100 метров.

Одним из существенных искажений, которые мешали работе пионеров астрономии, был хроматизм, когда изображение становилось нечетким и у него появлялись яркие цветные контуры. Чтобы избавиться от хроматических аберраций, англичанин Исаак Ньютон, экспериментировавший в 1660-е годы с оптикой, решает заменить выпуклую линзу на сферическое зеркало. Для этого он добавляет в бронзу мышьяк и разрабатывает хорошо поддающийся шлифовке материал. Первый телескоп-рефлектор был построен Ньютоном в 1668 году. Длиной он был всего 15 см и диаметром 33 мм. Ученый смог добиться 40-кратного увеличения высокого качества. Новый телескоп настолько понравился королю, что Ньютон был избран членом Королевского общества.

Оригинальный телескоп-рефлектор Исаака Ньютона. Фото Лондонского королевского общества

В 1672 году француз Лоран Кассегрен предложил двухзеркальную схему, где первое зеркало было параболическим, а в качестве второго рефлектора выступал выпуклый гиперболоид, располагающийся перед фокусом первого. Первый подобный телескоп был сделан в 1732 году. Таким образом, уже в конце XVII века были разработаны все основные схемы телескопов, которые совершенствовались в последующие годы.
 

Время гигантов

В середине XIX века появились первые фотографии, выполненные с помощью телескопов. В 1860-е годы произошло важное событие в мире астрономии – англичанин Уильям Хаггинс впервые использовал вместе с телескопом спектроскоп. Ученый исследовал спектры излучения звезд и доказал различия между галактиками и туманностями.

Если во второй половине XIX века моду задавали телескопы-рефракторы, то в XX веке лидерами стали зеркальные рефлекторы. И сегодня в большинстве телескопов используются зеркальные схемы.

Большой телескоп азимутальный. Фото: Руслан Зимняков/Flickr

В 1917 году в Калифорнии был построен зеркальный телескоп Хукера диаметром 100 дюймов (2,54 м), с помощью которого Эдвин Хаббл делал свои открытия. В 1948-м там же был запущен телескоп Хейла диаметром 5,15 м. Он оставался самым крупным в мире до 1976 года, когда в СССР был открыт БТА (Большой телескоп азимутальный), установленный в Специальной астрофизической обсерватории на горе Семиродники около Нижнего Архыза. Это был первый телескоп с альт-азимутальной компьютеризованной монтировкой. Основные работы по телескопу выполняли предприятия, входящие сегодня в холдинг «Швабе»: Лыткаринский завод оптического стекла и Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова. По сей день зеркало БТА диаметром 605 см является самым большим по массе.

С каждым десятилетием сложность и размеры телескопов растут. Так, самый большой в мире телескоп с цельным зеркалом диаметром 10 м находится на Гавайских островах. На Канарских островах есть еще более крупный Большой Канарский телескоп диаметром 10,4 м. Но его первичное зеркало не является цельным − оно собрано из 36 зеркальных шестиугольных сегментов. Применение ячеистых зеркал стало новым шагом в развитии телескопов.
 

Реплика от «Швабе»

Сегодня ощутить себя астрономами далекого прошлого можно благодаря ученым из столицы Сибири. В 2008 году на Новосибирском приборостроительном заводе (НПЗ) холдинга «Швабе» воссоздали телескоп-рефлектор, созданный Исааком Ньютоном в 1668 году. Первые экземпляры устройства выпустили как памятные сувениры для гостей Новосибирска, приехавших посмотреть на полное солнечное затмение, так называемое русское. Но спрос оказался таким высоким, что телескопы продолжали выпускать по единичным заказам, а потом и вовсе решили запустить серийное производство – под названием ТАЛ-35.

Чертежи телескопа создавали практически с нуля – на основе архивной информации. Оптическая труба ТАЛ-35 состоит из двух частей: подвижной и основной. Монтировка (подвижная опора телескопа) представляет собой деревянный шар. В рефлекторе Ньютона зеркало повернуто к оптической оси под углом 45 градусов, поэтому наблюдение ведется не с торца телескопа, а в боковой части.

Реплика телескопа Ньютона. Фото: «Швабе»

Детали телескопа Ньютона изготавливают на тех же линиях, где серийно производят линейку известных в мире телескопов ТАЛ. Единственное отличие копии от исторического оригинала – это качество изображения. Если Ньютон использовал для отражения полированную бронзовую пластину, то реплику оснастили оптическим зеркалом, обработанным алюминием. Таким образом, несмотря на сувенирное назначение, эти телескопы можно использовать и для наблюдений.

Астрономия – одна из важнейших наук, формирующих мировоззрение. Несколько лет назад она вернулась в обязательную школьную программу старших классов. Выпускаются новые учебники, в ЕГЭ добавляются астрономические вопросы. Как отмечает генеральный директор НПЗ Василий Рассохин, в создании телескопа ТАЛ-35 новосибирцы руководствовались не только популярностью прибора как сувенира: «Мы уверены, что телескопы Ньютона станут первым шагом в большую науку для многих молодых людей». 

Астрономия в ЕГЭ по физике. Задание 24

Рассмотрим вопросы по порядку и проанализируем их на правильность.

1. Пункт 1. Белые карлики много меньше гигантов, поэтому их плотность намного больше плотности остальных звезд, включая и гигантов, поэтому это утверждение не верно.
2. Пункт 2. Да, звезда Канопус относится к сверхгигантам, так как имеет размер в 65 раз больше солнечного. Это утверждение правильное.
3. Пункт 3. На диаграмме мы видим, что температура класса А выше G. Да и как мы обсуждали ранее, чем выше класс, тем больше температура, поэтому утверждение верное.
4. Пункт 4. По диаграмме видно, что Солнце относится к спектральному классу G, а не к классу А. То есть утверждение ложное.
5. Пункт 5. На диаграмме видим, что температуре 8000 К соответствует классу А, поэтому данное утверждение правильное.

Правильные ответы: п.п. 2, 5.

Содержание заданий о Солнечной системе

Прежде чем приступать к рассмотрению задания по Солнечной системе вспомним некоторые основные сведения. Вот перечень некоторых фактов, которые необходимо знать:

1. Порядок расположения планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун;
2. Самая большая планета Солнечной системы – это Юпитер;
3. Солнечная система содержит 8 планет, которые делятся на две группы. В первую группу входят планеты земной группы – это Меркурий, Венера, Земля, Марс. Во вторую группу входят газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун; Логично, что газовые гиганты имеют меньшую плотность, чем твердые;
4. Между Марсом и Юпитером находится пояс астероидов;
5. Практически все планеты обладают спутниками; для Земли – это Луна; не имеют спутников – Венера и Меркурий; Существует множество факторов, влияющих на наличие спутников у планеты, но основным является гравитация, то есть, чем больше масса планеты, тем наиболее вероятно у нее есть спутники.2}\,\,\,\,\, (3) $$

   где \(M\) – масса планеты,

   \(R\) – расстояние от тела до центра планеты, \(G\) – гравитационная постоянная,

   Первая космическая скорость

   $$ {V}_{1}=\sqrt{g*R}\,\,\,\,\, (4)$$

   Вторая космическая скорость

   $$ {V}_{2}={V}_{1}\sqrt{2}\,\,\,\,\,(5)$$

   Используя эти формулы можно легко решать задачи посвященные планетам, спутникам.

   
   Пример 3

   астрономических заметок

   астрономических заметок

   Обратите внимание, что поиск Google сначала покажет несколько рекламных сайтов, прежде чем он перечислит соответствующие страницы Astronomy Notes.

   Как перемещаться по этому сайту Перейти на сайт Астрономического класса

   Купите книгу «Астрономические заметки»! Издание 2020 года теперь доступно через Xanedu. Этот сайт постоянно обновляется. Поддержите этот сайт! Награды

   Анимация просмотра обложки

   В подтверждение ценности этого материала многочисленные копии этот материал (на разных стадиях доработки) встречается повсюду Интернет.Вход « Стробеластрономия » в любой из поисковых систем Интернета принесет составил длинный список из или копий. Если ты найдешь старую копию, пожалуйста, сообщите менеджеру веб-сайта об официальной астрономии Веб-сайт Notes: www.astronomynotes.com . Эти документы были созданы Ником Штробелем для вводной астрономии. курсы, которые он преподает. Они защищены авторским правом Ник Штробель.Этот веб-сайт предлагается в сети как ресурс по астрономии. образование. См. Мое уведомление об авторских правах для справедливости использовать практики. Вы можете приобрести бумажную версию этого сайта! Выберите ссылку «Книга покупок» для оформления заказа. Информация. Этот веб-сайт постоянно обновляется, но ссылки на страницы СТАБИЛЬНЫ.

   ---

   В настоящее время эти заметки включают: краткий обзор места астрономии в научные усилия, философия науки и научный метод, астрономия, которую можно сделать без телескопа, история астрономии и науки, Закон всемирного тяготения Ньютона и его приложения к орбитам, теория относительности Эйнштейна теории, электромагнитное излучение, телескопы, все объекты солнечной системы, формирование солнечной системы, определение свойства звезд, Солнца, термоядерных реакций, звездное строение, звездная эволюция, межзвездная среда, строение галактика Млечный Путь, внегалактическая астрономия, в том числе активная галактики и квазары, космология и внеземная жизнь.На этом сайте также есть страницы с примерами углового момента, обзор математики, улучшение учебных навыков, астрономические таблицы и астрономия термины.

   Ссылки на страницы этого сайта СТАБИЛЬНЫ и не ломаются. Хотя этот сайт не такой яркий, как другие, структура веб-сайта является наиболее стабильной из всех веб-сайтов по астрономии. Ссылки на страницы этого веб-сайта с других внешних сайтов работают с 2001 года (это «навсегда» с точки зрения Интернета), в то время как содержимое на страницах постоянно обновляется.Страницы добавляются в структуру для совершенно новых материалов и тем, в то время как «старые» страницы обновляются, поэтому ссылки на старые страницы будут работать даже после обновления их содержимого. Если вам известен другой веб-сайт, который существует с 2001 года (или дольше) со стабильной структурой, позволяющей ссылкам с внешних сайтов на страницы внутри веб-сайта работать по мере обновления контента, сообщите мне.

   Все линейные рисунки были выполнены с помощью Create на моей старой машине NeXT или с помощью Freehand на ноутбуке wintel и Macintosh или Adobe Illustrator дома.Изображения линии искусства на на экране представлены изображения в формате GIF и PNG. Если у вас есть комментарии по поводу этих заметок, напишите мне.

   Содержание (главы + описания):

   1. Астрономия как наука и чувство масштаба. Я представляю место астрономии в науки, и дать представление о размерах и временных масштабах. Также обсуждение научного метода и того, почему астрология не является наукой и что делает астрономию наукой.

      На этом сайте доступен отдельный раздел об интерфейсе и взаимодействии между наукой и религией.Это , а не часть обычного учебника. Я выбираю средний путь между фундаменталистами по обе стороны «дебатов» / диалога.

   2. Метод поиска Научная правда. Заимствование из книги Пайна « Наука и Человеческая перспектива » Обсуждаю научный метод, соотношения, проблему индукция, позитивизм, уровни свидетельства, эмпиризм, соответствие моделей с реальностью, процессом экспертной оценки, дезинформацией и дезинформацией.

      Псевдонаука vs.научная статья. Заимствуя из книги Карла Сагана «Призрачный демонами мир», я поднимаю тему НЛО как космических кораблей инопланетян. Эта статья — , а не часть обычного учебника. Другие документы по астрономии. Заметки о фальшивой науке и новостях: «Семь предупреждающих знаков фальшивой науки» и «Фальшивка или реальность? Как самостоятельно проверить новости и получить факты» (от NPR’s All Tech Учитываются: исходная ссылка).

   3. Астрономия без телескопа. Я обсуждаю небесную сферу, движение Солнца (солнечные и звездные дни, часовые пояса, уравнение времени и сезоны), движения Луны (фазы и затмения, включая мои собственные изображения некоторых солнечных затмений) и движения планет.Обновление : дополнительных диаграмм и анимаций для описания фаз луны.
      
   4. История астрономии. Я сосредотачиваюсь на подъеме современной науки в Европе, от древних греков до Кеплер.
   5. Закон всемирного тяготения Ньютона. Законы Ньютона обсуждаются движение и его закон всемирного тяготения. Применение этих законов (особенно гравитации) охватываются (например, измерение масс планет и звезд, орбитальное движение, межпланетные путешествия, приливы и т. д.). Обновление : дополнительная диаграмма для раздела орбит.
   6. Теория относительности Эйнштейна. Я обсуждаю Специальная теория относительности и общая теория относительности Эйнштейна. В вводятся концепции пространства-времени и гравитации как искривления пространства-времени. наряду с наблюдательными доказательствами его теорий, включая поиск гравитационных волн с помощью LIGO. Обновление : открытие LIGO / Virgo.
   7. Электромагнитное излучение (свет). Общие свойства света, определение частоты, спектра, температуры. Производство света: непрерывные (тепловые) спектры, линии излучения, линии поглощения и модель Бора для атома.Эффект Доплера и почему необходимо использовать спектральные линии для измерения доплеровских сдвигов. Обновления: добавлено «Как ты это делаешь?» Ящик для расчета энергий фотонов для прыжков в атоме. Также ссылки на интерактивы о типах спектров.
   8. Телескопы. Крышки рефракторов, рефлекторов, радиотелескопы, светосила, разрешающая способность, интерферометры, увеличение и атмосферные искажения, такие как изображение, покраснение и угасание. Также раздел с советами по покупке телескопа. Обновления: добавлен раздел о покупке личного телескопа и обновлен материал о новых больших исследовательских телескопах в ближайшем будущем.
      
   9. Планетарная наука. Эта глава представляет собой введение в планетологию. Я обсуждаю техники астрономы узнают о планетах, их атмосферы (что определяет наличие атмосферы; поведение газов; что определяет температуру поверхности; слои атмосферы; перенос энергия; эффекты облаков, гор и океанов; погода vs.агенты климата и изменения климата с обратной связью; и внешний вид), их магнитные поля (магнитное динамо теория) и их внутренности, включая геологические силы, изменяющие форму их поверхностей. В отдельном разделе я остановлюсь на сравнение атмосферы Земли, Венера и Марс и почему они теперь так кардинально отличаются друг от друга (парниковый эффект, углеродный цикл, неуправляемый холодильник, сбежавшая теплица и т. д.) Обсуждение Марса теперь включает доказательства существования жидкой воды в прошлом и подповерхностного водяного льда.Обсуждение Земли теперь включает роль тектоники плит в углеродном цикле, свидетельства вклада человека в атмосферный углекислый газ и наблюдаемое повышение глобальной температуры. Есть ссылки на две блок-схемы: сравнение Земля-Венера-Марс и блок-схема расчетов, участвующих в определении, прилипает ли атмосфера вокруг миллиарды лет. Я заканчиваю главу обсуждением главные спутники Солнечной системы и кольцевых систем. Обновления : погода vs.раздел климата, магнитные поля, ресурсы по землетрясениям, ресурсы для обсуждения изменения климата, луны Юпитера, кольца, Марс и исправление неработающих ссылок на внешние веб-сайты (бесконечная задача, потому что другие веб-сайты не имеют стабильной структуры).

      Beautiful Planet фотоальбом природы фотография содержит изображения гор, озер, ручьев, водопадов, больших деревьев, цветы, полярные сияния, другие изображения пейзажей и некоторые изображения насекомых и лягушки. Большинство изображений взяты из западной части США, но некоторые также из восточная Австралия и полярные сияния происходят из Фэрбенкса, Аляска.Наборы фотографий национального парка / памятника включают: Кратерное озеро, Брайс-Каньон, Гранд-Каньон, Сион, Гранд-Тетон, Йеллоустон, Башню Дьявола, Ледник, Колорадо, Арки, Северные Каскады и Долину Смерти. Есть также наборы фотографий для Canyon X комплекса Antelope Canyon и Oak Creek Canyon. Остальная часть альбома — из разных красивых мест на западе США и востоке Австралии.

      Ответы скептикам глобального потепления — отдельный раздел о дебатах об изменении климата, продолжающихся среди широкой общественности.Это , а не часть обычного учебника. Кроме того, это короткий документ в формате PDF «Как я знаю» со встроенными ссылками, объясняющий, почему я согласен с выводом о том, что климат Земли меняется и что люди играют определенную роль — всего лишь один лист бумаги, необходимый для печати. После дождливой зимы 2016-17 годов в статье California Water Future объясняется, почему экономия воды все еще необходима.

   10. Пух солнечной системы. Основы метеоритов, представлены астероиды и кометы, и как они могут сказать нам, « когда » и как образовалась Солнечная система.В конце — исследование принадлежащий другие планетные системы. Обновления : Миссия Rosetta к комете 67P / Чурюмова-Герасименко, Новые горизонты Плутона и экзопланет.
   11. Определение свойств звезды. Заметки о свойствах звезд и о том, как мы их определяем. Такие вещи, как расстояния до звезды, их массы, радиусы, состав и скорости. Также диаграмма ЧСС, спектральная типы и спектроскопический параллакс. Опасности эффектов отбора и предвзятости образцы также обсуждаются с приложением поиска того, что типичная звезда как.Обновление : настройка в разделе закона обратных квадратов.
   12. Солнце и структура звезды. В этой главе рассказывается о Солнце, недрах звезд и ядерный синтез, нейтрино, проблема солнечных нейтрино и гелиосейсмология. Концепция чего-либо гидростатическое равновесие используется для объяснения зависимости масса-светимость и причина массового отключения высоких и низких частот. Обновления : фотографии солнечного затмения 2017 г., исправлены неработающие ссылки на внешние сайты и добавлены дополнительные ресурсы.
   13. Жизни и смерти звезд. В этой главе рассказывается о звездной эволюции (все девять стадий) и звездных остатках. (белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры). Обновления: дополнительный материал и диаграммы в разделе звездного нуклеосинтеза, результаты LIGO / Virgo о черных дырах и исправлены неработающие ссылки на внешние веб-сайты.
   14. Межзвездная среда и Млечный Путь. В этой главе рассказывается о пыли и газе между звездами и о том, как мы используем 21-сантиметровый линия излучения для карты Галактики.Также структура Галактики Млечный Путь, наша место в нем и как мы это определяем. Кривая вращения и существование гало темной материи, звездное население и центр Галактики также обсуждали. Обновления : в исправлены неработающие ссылки на внешние веб-сайты и обновлен контент в цефеидах и центральных секциях сверхмассивных черных дыр.
   15. Другие галактики и активные галактики. В этой главе рассматриваются: характеристики других нормальных галактик, активных галактик и определение расстояний до другие галактики (включая лестницу шкалы расстояний).Также покрывается масштабная конструкция. (скопления галактик, столкновения и сверхскопления). Обновления : в исправлены неработающие ссылки на внешние веб-сайты и обновлены материалы о темной материи в галактиках, происхождении галактик, столкновениях и слияниях галактик, крупномасштабной структуре (сверхскопления), суперкомпьютерном моделировании движения и эволюции галактик, отображении сверхмассивной черной дыры M87 с помощью Телескоп горизонта событий и страница «Шаги к постоянной Хаббла».
   16. Космология.В этой главе рассматривается космология: изучение природы, происхождения и эволюция Вселенной в целом. Тема лестницы шкалы расстояний рассматривается в Документ «Шаги к постоянной Хаббла». Я обсуждаю Парадокс Ольберса, космическое микроволновое фоновое излучение, судьба Вселенная (открытая или закрытая), темная материя, темная энергия, инфляция и космологические постоянный. Обновления : исправлены неработающие ссылки на внешние веб-сайты и обновлены материалы о космическом микроволновом фоновом излучении от миссии Planck, наблюдениях первых галактик, темной материи, температурном спектре мощности (также добавлен график из окончательного выпуска данных Planck 2018), обсуждение BICEP2, темная энергия , и натяжение с измерениями постоянной Хаббла.
   17. Жизнь за пределами Земли. В этой главе рассматриваются: жизненные зоны (обитаемые зоны), типы звезд, на которых стоит сосредоточиться. поиск подходящих планет, характеристики жизни, эволюция путем естественного отбора, рабочие определения жизни, вид планета, на которой, по нашему мнению, вероятно возникнет жизнь, биомаркеры в спектрах экзопланет и, наконец, частоты, которые мы использование в поисках внеземного разума (S.E.T.I.). Обновления : открытие экзопланет, обитаемые зоны (включая новую цифру об оптимистичных и консервативных границах), жизнь в жидком метане, биомаркеры на протяжении всей истории планеты, уравнение Дрейка с результатами Кеплера, добавлен раздел о вопросе Ферми (парадокс) и исправлены неработающие ссылки на внешние сайты.

   ---

   Приложения

   1. Угловой момент в астрономии. Я определяю угловой момент и привести несколько примеров углового момента в астрономии: второй закон Кеплера орбитального движения, система Земля-Луна, быстро вращающиеся нейтронные звезды, аккреция диск в двойной системе и коллапсирующее галактическое облако.

   2. Краткий обзор математики. Вот быстрый бег через некоторые основы математики: работа с дробями и процентами, экспоненты, корни, степени десяти, работа с действительно БОЛЬШИМИ или очень маленькими числами — научные обозначения и метрическая система.Я предполагаю, что у читателя была эта штука раньше, поэтому быстрого прогона будет достаточно, чтобы пробудить спящую память.

   3. Таблицы. Астрономические константы, физические константы, планеты (орбитальные свойства, физические характеристики, атмосферы), 100 ближайших звезд и 100 самые яркие звезды, видимые с Земли.

   4. Глоссарий. Определения терминов астрономии, используемых на этом веб-сайте.

   5. Ночное небо Бейкерсфилда. Раз в два месяца (два раза в месяц) просматривайте последние новости астрономии и наблюдайте за происходящим в небе без телескопа.Этого нет в печатном виде и даже нет на сайте Astronomy Notes, НО это основная часть моего охвата миром по астрономическим темам, и на него следует ссылаться здесь, на домашней странице Astronomy Notes. Часто недавний результат астрономии обсуждается на сайте Bakersfield Night Sky, прежде чем он попадает в соответствующую главу сайта Astronomy Notes.

   Из руководства для студентов:

   1. Навыки обучения: большие надежды, Учебник « учиться чтение », домашнее задание, экзамены и написание (не печатание) конспектов лекций.Колледж — это не средняя школа — большие ожидания ученика! Кроме того, некоторые чаевые к улучшать ваш изучение навыки и умения так что ты изучение более эффективно а также сдавать экзамены с лучшими результатами. Хотя домашние задания и советы по экзаменам адресованные моим ученикам, большинство из этих советов применимо и к ученикам. в другие школы. Добавлена ​​новая страница о том, почему лучше ЗАПИСЫВАТЬ свои конспекты лекций, а не печатать их.
   2. Карьера в астрономии. Краткий обзор карьеры в области астрономических исследований.Он охватывает симпатии и отношения астрономов-исследователей, потребность в формальных способностях к письму, где работают астрономы, и ожидаемую шкалу заработной платы. Достаточно краткие, чтобы поместиться на одном листе бумаги вплотную друг к другу.
   3. Почему колледж? Образование платит! Данные Бюро статистики труда о средней заработной плате и уровне безработицы для разных уровней образования (ассоциированная степень, степень бакалавра, магистра и т. Д.). Обновляется ежегодно после составления всех налоговых деклараций.
   Астрономия за пределами этого сайта:

   Пожалуйста, поддержите этот сайт! (Выберите ссылку, чтобы сделать пожертвование)

   Последнее обновление этой страницы: 19 июля 2021 г.
   (обратите внимание, что отдельные страницы на этом веб-сайте могли быть обновлены после этой даты)

   Является ли эта страница копией книги Штробеля? Астрономические заметки?

   ---

   Автор оригинального содержания: Ник Штробель

   Солнечная математика

   
   Исправлено в мае 2010 г.

   Номера и операции

   Проблема 1 — Дроби в пространстве
   Студенты изучают множество способов образования простых дробей. вверх в изучении движения планет.
   Класс: 3 — 5
   Темы: работа с дробями; расчет времени.

   Проблема 2 — Кроссворд по космической науке
   Учащиеся решают положительные и отрицательные числа. кроссворд. Хорошее упражнение для предварительного изучения алгебры сложение и вычитание положительных и отрицательных чисел.
   Класс: 4–6
   Темы: Целочисленная арифметика; ассоциативные и распределительные законы; положительный и отрицательные числа.

   Проблема 3 — Жизненный цикл полярного сияния
   Студенты изучают два описания полярного сияния очевидцами. и определить общие элементы, чтобы они могли извлечь общая картина изменений.
   Оценка: 4–6
   Темы: Создание хронология из повествования; упорядочивание событий по дате и времени.

   Проблема 4 — Солнечная активность и спутниковая математика
   Когда солнечные бури вызывают проблемы со спутниками, они также могут заставляют спутники терять деньги.Самый большой источник дохода со спутников связи поступает от транспондеров, которые ретранслировать телепрограммы, транзакции в банкоматах и ​​многое другое жизненно важные формы информации. Их сдают в аренду разным клиентов и может стоить около 2 миллионов долларов в год за каждый транспондер. В этом упражнении исследуется, что происходит с одним спутником. когда испортилась космическая погода!
   Оценка: 4 — 6
   Темы: Десятичные знаки; Деньги; проц.

   Проблема 5 — Научная нотация I
   Ученые используют научную нотацию для обозначения очень больших и очень маленькие числа. В этом упражнении учащиеся конвертируют некоторые «астрономические» числа в форме SN.
   Оценка: 5 — 9
   Темы: Научные обозначение — преобразование из десятичного числа в SN.

   Проблема 6 — Научная нотация II
   В этом продолжении обзора научной нотации, студенты будут выполнять простые задачи на сложение и вычитание
   Класс: 5–9
   Темы: Научная запись — сложение и вычитание.

   Проблема 7 — Научная нотация III
   В этом продолжении обзора научной нотации, студенты будут выполнять простые задачи умножения и деления с фокусом на астрономию и космическую науку.
   Оценка: 5 — 9
   Темы: Научные обозначения — умножение и деление.

   Проблема 8 — Повреждение данных частицами высоких энергий
   Студенты увидят, как солнечные вспышки могут повредить спутниковые данные. и создайте график впечатляющего эпизода потери данных записанные спутником SOHO с использованием изображений, полученных спутник.Студенты также рассчитают скорость проведения мероприятия. поскольку частицы выбрасываются из Солнца и устремляются к Земле.
   Класс: 6 — 8
   Тем: Расчет времени и скорости; интерпретация научных данных.

   Проблема 9 — Работа с тарифами.
   Студенты изучают смешанные курсы для различных ситуаций и их связи с отношениями.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Коэффициенты; научный обозначение; преобразование единиц измерения.

   Проблема 10 — Миссия STEREO: донести сообщение до
   Учащиеся узнают о влиянии передачи данных по тому, как далеко находится спутник для двух спутников в Созвездие СТЕРЕО.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: умножение; разделение; десятичные числа.

   Проблема 11 — Солнечная буря 8 ноября 2004 г.
   Студенты вычисляют скорость CME и описывают свои Наблюдения за полярным сиянием посредством письма и рисования.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Расчет времени; расстояние = скорость x время.

   Проблема 12 — Как выделить тусклые предметы в ярком мире!
   Студенты узнают, что сложение изображений часто улучшает слабые вещи, которые не видны только на одном изображении; сила усреднения данные.
   Класс: 6 — 8
   Темы: Умножение; разделение; десятичные числа.

   Проблема 13 — Преобразование единиц
   Студенты работают с преобразованиями единиц и используют их для решения ряд практических задач в науке и солнечной энергетике.
   Класс: 6 — 10
   Тем: Преобразования единиц измерения.

   Проблема 14 — Преобразование единиц измерения II
   Студенты работают с большим количеством сложных преобразований единиц.
   Класс: 6 — 10
   Тем: Преобразования единиц измерения.

   Проблема 15 — Межпланетная ударная волна
   8 ноября 2000 года Солнце произвело выброс корональной массы. который отправился на Землю, и его эффекты были обнаружены на Юпитере и Сатурн несколько недель спустя.В этой задаче студенты будет использовать данные об этом шторме, чтобы отслеживать его скорость и ускорение когда он путешествовал по Солнечной системе.
   Оценка: 6 — 10
   Темы: Расчет времени; расстояние = скорость x время.

   Проблема 16 — Хронология солнечной бури.
   Сколько длится солнечная буря? Как быстро он движется? Студенты изучат график событий космической погоды. события и использовать навыки сложения и вычитания времени для расчета продолжительность и скорость шторма.
   Оценка: 7 — 9
   Темы: Математика времени; десятичная математика; скорость = расстояние / время.

   Проблема 17 — Научное обозначение — астрономическая перспектива.
   Этот сборник задач заставит учащихся проанализировать, как выполнять умножение и деление на большое и маленькое числа, узнавая о некоторых интересных астрономических Приложения. Они узнают о планете Осирис, как много времени требуется, чтобы загрузить весь архив данных НАСА, отставание во времени для радиосигналов к Плутону и многое другое в реальном мире Приложения.
   Оценка: 8 — 10
   Темы: Научная нотация; десятичная математика.

   Проблема 18 — Лед или вода?
   Содержит ли поверхность планеты лед или жидкую воду, зависит от от того, сколько тепла доступно. Студенты изучают концепции удельной теплоемкости и скрытой теплоты плавления, чтобы лучше понять и количественно определить энергию, необходимую для существования жидкой воды в различных условиях.
   Оценка: 8-10
   Темы: Научные обозначение; преобразование единиц измерения.

   Проблема 19 — Вода на поверхности планет
   Студенты работают с ваттами и джоулями, чтобы изучить тающий лед.
   Класс: 8–10
   Тем: Единица конверсия, курсы.

   Проблема 20 — Обсерватория солнечной динамики: работа с Giga, Tera, Пета и эксабайты.
   Недавний запуск SDO принесет «телевидение высокой четкости» в изучение деталей солнечной поверхности.Это также означает ОГРОМНЫЙ объем данных придется обрабатывать каждый день, чтобы справиться с потоком информации. Эта деятельность работает с префиксы giga, tera, peta и exa для ознакомления студентов с тем, как интерпретировать эти величины на практике. Студенты уже знают о «гигабайтах», но данные SDO поток представляет терабайты в день и петабайты в год в требованиях к хранению данных.
   Оценка: 8 — 12
   Темы: Полномочия десять; преобразование времени: секунды, минуты, дни, годы.

   Алгебра и исчисления

   Задача 1 — Система Солнце-Земля с высоты птичьего полета
   Учащиеся решают простые уравнения относительно x (например, 2x + 3 = 5) чтобы узнать, какие слова завершают эссе о причинах полярного сияния и ответьте на вопросы после прочтения заполненного сочинение.
   Класс: 5 — 7
   Темы: Решение проблемы X; распределительный закон; ассоциативный закон.

   Проблема 2 — Переменные и выражения из космоса
   Студенты оценивают линейные уравнения, описывающие различные астрономические ситуации.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Оценка простые уравнения с одной переменной.

   Проблема 3 — Уравнения с одной переменной — Часть I
   Учащиеся решают формулы вида 2001 = 1858 + 11x, чтобы найти ‘ИКС’.
   Оценка:
   Тем: Темы: сложение, вычитание, умножение, деление; решение простые уравнения.

   Проблема 4 — Уравнения с одной переменной — Часть II
   Учащиеся работают с уравнениями типа «4,3 = 3,26D», чтобы решить для D в ряде простых астрономических задач, связанных с расстояниями, преобразование скорости и температуры. Оценка: 6 — 8
   Темы: Уравнения в одна переменная; умножение; разделение; десятичные дроби.

   Проблема 5 — Теперь ты меня слышишь?
   Студенты узнают, как влияет на передачу данных насколько далеко находится спутник, для различных космических аппаратов в солнечной системе.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Умножение; разделение; десятичные числа.

   Проблема 6 — Магнитные силы и кинетическая энергия
   Учащиеся используют формулу кинетической энергии заряженного частицы для расчета скорости частиц для разных напряжений, и ответьте на простые вопросы о молниях, полярном сиянии и земных радиационные пояса.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Квадратный корень; время = скорость x расстояние; десятичная математика; значимые фигуры.

   Проблема 7 — Сверхбыстрые солнечные вспышки!
   Студенты проанализируют последовательные изображения извержения извержения. солнечной вспышки, и используйте предоставленную информацию для расчета скорость вспышки.
   Оценка: 6 — 9
   Темы: Масштаб изображения; расчет времени; расчет скорости.

   Проблема 8 — Ставки и наклоны: астрономическая перспектива.
   Студенты определяют наклон двух линейных графиков и составляют подключение к тарифам со смешанными агрегатами.
   Оценка: 7–9
   Темы: Поиск наклон линейного графика.

   Проблема 9 — Последнее полное солнечное затмение!
   Студенты изучают геометрию, необходимую для полного солнечного затмения, и оцените, на сколько лет вперед последняя сумма солнечное затмение произойдет, когда Луна будет медленно удаляться от Земли на 3 сантиметра / год.
   Оценка: 7-10
   Темы: Простые линейные уравнения.

   Проблема 10 — Событие разрушения хвоста кометы Энке
   20 апреля 2007 г. спутник НАСА STEREO запечатлел редкий столкновение кометы с быстро движущимся газом в солнечной выброс корональной массы. В этой задаче студенты анализируют Спутниковый снимок STEREO для определения скорости хвоста событие срыва.
   Оценка: 8 — 10
   Темы: Расчет времени; определение масштаба изображения; вычисление скорости по расстоянию и времени.

   Проблема 11 — Температура, размер и мощность звезды
   Учащиеся работают с основным уравнением, чтобы изучить взаимосвязь. между температурой, площадью поверхности и мощностью для выбора звезд.
   Класс: 8-11
   Темы: Алгебра; производные.

   Проблема 12 — Гелиопауза … вопрос баланса
   Студенты узнают о концепции равновесия давления изучая простую математическую модель гелиопаузы Солнца находится за орбитой Плутона. Они рассчитают расстояние до гелиопаузы, решив для ‘R’, а затем используя таблица Excel, чтобы изучить, как изменения в солнечном ветре плотность, скорость и плотность межзвездного газа относятся к значения для R.
   Оценка: 8 — 10
   Темы: Формулы с две переменные; научная нотация; программирование электронных таблиц.

   Проблема 13 — Системы уравнений в космической науке
   В этой задаче учащиеся решают две задачи, состоящие из трех уравнения с тремя неизвестными, чтобы узнать о солнечных вспышках, и рабочая мощность спутника связи.
   Оценка: 8–10
   Темы: Десятичные дроби, решение систем уравнений, матричная математика, алгебраическая подстановка.

   Проблема 14 — Магнитная энергия от B до V
   Студенты будут использовать формулы для определения объема сферы и цилиндра и магнитной энергии, чтобы рассчитать общую магнитную энергия двух важных «батарей» для явлений космической погоды — солнечные протуберанцы и хвост магнитосферы Земли. Это требует научная нотация, калькулятор и опыт алгебраических уравнения с целыми степенями 2 и 3.
   Оценка: 8 — 10
   Темы: Алгебра I; объемы; десятичная математика; научная нотация.

   Проблема 15 — Расстояние до магнитопаузы Земли
   Учащиеся используют алгебраическую формулу и некоторые реальные данные для вычислений. расстояние от Земли до магнитопаузы, где солнечный ветер и давление магнитосферы находятся в равновесии.
   Оценка: 8–10
   Темы: Оценка функция с двумя переменными; заполнение табличных записей.

   Проблема 16 — Наблюдение за солнечными бурями в STEREO — I
   Студенты отрабатывают детали стереоскопического зрения, используя элементарные свойства треугольников и закон косинусов для определения расстояния от земли до солнечного грозового облака.
   Класс: 8 — 10
   Темы: Геометрия, Закон косинусов, V = D / T

   Задача 17 — Наблюдение за солнечными бурями в STEREO — II
   Студенты изучают геометрию стереоизображения солнечная буря, наблюдаемая с двух спутников.
   Оценка: 10 — 12
   Темы: Геометрия; Тригонометрия.

   Проблема 18 — Осциллирующие сферы
   Многие астрономические тела имеют естественный период колебаний. В этой задаче учащиеся будут использовать простую математическую модель. для расчета периода колебаний звезды, планеты, и нейтронная звезда из оцененных плотностей этих тел.
   Класс: 9 — 11
   Темы: Алгебра; расчет по формуле.

   Проблема 19 — Реконструкция солнечной вспышки
   Студенты будут использовать данные солнечной вспышки, чтобы восстановить ее максимальное излучение с использованием графической оценки (предалгебра), аппроксимация степенной функции (алгебра 2), и определит область под профилем (исчисление).
   Оценка: 9–11
   Темы: Табличное построение данные; подгоночные функции; интеграция.

   Проблема 20 — Давление солнечной бури
   Студенты изучат три математические модели для определения какое давление производит солнечная буря, поскольку она влияет на Землю магнитное поле.Они узнают, что магнетизм производит давление, и этим объясняются многие детали, наблюдаемые в солнечной штормы.
   Класс: 9 — 11
   Темы: Подстановка чисел в уравнения; заполнение недостающих записей таблицы; интерпретация данных; математические модели.

   Проблема 21 — Функции монстров в космической науке
   В этой задаче учащиеся используют пару сложных алгебраических уравнения для оценки силы магнитного поля Солнца около орбиты Земли.Уравнения представляют собой модель солнечного магнитное поле в космосе на основе реальных исследований солнечной физик. Это знакомит студентов с реальным приложением. математического моделирования и извлечения прогнозов из теоретические модели, которые можно проверить. Студентам предоставляется значения соответствующих переменных и путем подстановки, вычислить числовые значения для двух компонент вектора магнитного поля Солнца вблизи орбиты Земли.
   Оценка: 9–11
   Темы: Десятичные дроби, научные обозначения, значащие числа.

   Проблема 22 — Параметрические функции и подстановка
   Взаимосвязь между силой солнечной бури и результирующее магнитное возмущение на Земле дается как серия уравнений. Студентам предлагается создать новые формулы на основе этих параметрических уравнений с использованием метода замены.
   Оценка: 10 — 11
   Темы: Алгебраика манипуляция, целочисленные показатели, научная запись, значащие цифры и округление.

   Проблема 23 — Дифференциация
   Студенты изучают частные производные, вычисляя ставки изменения простых уравнений, взятых из астрофизики.
   Класс: 11 — 12
   Темы: Дифференциация; алгебра.

   Проблема 24 — Определение массы в космосе
   Студенты выводят простую формулу, а затем используют ее для определения массы объектов во Вселенной с периодов обращения и расстояния до их спутников.
   Оценка: 9 — 12
   Темы: Научные Обозначение; Алгебра II; параметрические уравнения.

   Проблема 25 — Внутренняя плотность и масса Солнца
   Учащиеся используют простой сферически симметричный профиль плотности. определить массу Солнца с помощью интегрального исчисления.
   Класс: 11–12
   Темы: Алгебра II; Полиномы; интегральное исчисление.

   Геометрия, площадь и объем

   Проблема 1 — Солнечные затмения и мощность спутников
   Студенты создадут масштабный чертеж орбит трех спутники вокруг Земли, и рассчитайте, как долго каждый спутник будет в тени Земли.Им будет предложено вычислить как сохранить работу спутников даже без солнечного света для питания своих солнечных батарей.
   Класс: 5 — 8
   Темы: Геометрия, десятичная математика.

   Проблема 2 — Солнечная энергия и проектирование спутников
   Учащиеся выполняют простые вычисления площади поверхности для определения сколько солнечной энергии может генерировать спутник по сравнению с потребности спутника.
   Оценка: 5 — 8
   Темы: Площадь неправильной полигоны.

   Проблема 3 — Насколько высоко полярное сияние?
   Студенты используют свойства треугольника, чтобы определить, как высокие полярные сияния. Они также узнают о методе параллакса. для определения расстояний до удаленных объектов.
   Оценка: 5 — 8
   Темы: Геометрия; измерения углов.

   Проблема 4 — Детали солнечной поверхности
   Учащиеся проанализируют изображение солнечного пятна, чтобы узнать больше. о его размере и изучите размеры различных других функций на поверхности Солнца, которую изучают астрономы.
   Оценка: 6–8
   Темы: Поиск масштаб изображения; метрическое измерение; десятичная математика.

   Проблема 5 — Hinode Satellite Power
   Студенты изучат конструкцию солнечного спутника Hinode. и посчитайте, сколько энергии он может вырабатывать за счет солнечной панели.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Площадь прямоугольника, площадь цилиндра, преобразование единиц измерения.

   Проблема 6 — Солнечные вспышки и размеры солнечных пятен
   Студенты сравнивают размеры солнечных пятен с частотой солнечных вспышек и обнаружите, что не существует жесткого правила, связанного с размер пятна зависит от его способности производить очень большие вспышки.
   Класс: 6 — 8
   Тем: Интерпретация табличных данных; проценты; десятичная математика.

   Проблема 7 — Как быстро вращается Солнце?
   Студенты будут анализировать последовательные изображения, сделанные Hinode. спутник для определения скорости вращения Солнца, а приблизительная продолжительность его «дня».
   Оценка: 6 — 9
   Темы: Масштаб изображения; расчет времени; расчеты скорости, преобразование единиц измерения.

   Проблема 8 — Наблюдение за вращением Солнца
   Студенты используют телескоп «Солнечное пятно» для отслеживания солнечных пятен во время неделю с 7 ноября 2004 г. и вычислим период ротации. солнца.
   Примечание: Это было лабораторное упражнение и предоставляется здесь просто как пример того, как это сделать, когда солнечные пятна могут наблюдаться. Для получения дополнительной информации о том, как наблюдать за Солнцем безопасно, прочтите Наблюдение раздел Sun .
   В качестве альтернативы вы можете выполнить это упражнение с архивными солнечными изображений. Один из способов найти их — зайти в MDI. График интенсивности и просмотр изображений в формате GIF по месяцам и год. В любом случае вам нужно будет наложить солнечный координатная сетка на ваших изображениях!
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Лабораторные упражнения с помощью телескопа Sunspotter для измерения вращения Солнца.

   Проблема 9 — Хиноде видит загадочные солнечные микровспышки
   Студенты проанализируют изображение, сделанное солнечным спутником Хиноде. для определения масштаба изображения в километрах на миллиметр, затем используйте это для определения размеров солнечных микровспышек.По количеству микровспышек, которые они считают на изображении, площадь изображения в квадратных километрах, а поверхность площадь сферического солнца, они рассчитают общее количество микровспышек на солнечной поверхности.
   Оценка: 6 — 9
   Темы: Масштаб изображения; расчет площади; преобразование единиц измерения.

   Проблема 10 — Площадь поверхности спутника
   Учащиеся вычисляют площадь поверхности восьмиугольного цилиндра. и рассчитайте мощность, которую он будет отдавать от солнечных батарей, покрывающих его поверхность.
   Оценка: 7 — 9
   Темы: Поверхности; шестиугольник; десятичная математика.

   Проблема 11 — Угловой размер и скорость
   Студенты изучают захватывающую фотографию пролетающей МКС. лицо Солнца, и определить угловые размеры и скорости транзита, чтобы выяснить, сколько времени заняло мероприятие по порядку сфотографировать это.
   Оценка: 8 — 10
   Темы: Геометрия; измерения углов.

   Проблема 12 — Применение эффекта параллакса
   Миссия STEREO рассматривает Солнце из двух разных мест. в космосе. Объединив эти данные, эффект параллакса может использоваться для определения того, насколько высоко над поверхностью Солнца расположены активные области. Студенты используют теорему Пифагора, немного геометрии и некоторые фактические данные STEREO для оценки высота активной области AR-978.
   Оценка: 8-10
   Темы: Пифагорейский Теорема; квадратный корень; решение для переменных.

   Проблема 13 — Лунный транзит Солнца из космоса
   Один из спутников STEREO наблюдал лунный диск. пройти через Солнце. Студенты будут использовать простую геометрию для определить, как далеко был спутник от Луны и Земли в то время, когда была сделана фотография.
   Оценка: 8 — 10
   Темы: Геометрия; параллакс; арифметика.

   Проблема 14 — Определение угла Солнца и Луны
   Учащиеся изучают угловой размер и масштаб, сравнивая два изображения Солнца и Луны, которые имеют одинаковый угловой размер, но совершенно разные масштабы.
   Оценка: 8 — 10
   Темы: Геометрия; угловая мера; область; пропорция.

   Проблема 15 — Прохождение Меркурия
   Планета Меркурий, если смотреть с Земли, иногда проходит мимо. по лицу Солнца; событие, которое астрономы называют транзит. По изображениям, сделанным спутником Hinode, студенты создаст модель солнечного диска в том же масштабе, что и изображение и вычислите расстояние до Солнца.
   Оценка: 9 — 11
   Темы: Масштаб изображения; угловая мера; градусы, минуты и секунды.

   Проблема 16 — Петельные солнечные пятна!
   Студенты проанализируют данные со спутника Hinode, чтобы определить объем и масса магнитной петли над пятном. Из рассчитанный объем, основанный на формуле для объема цилиндра, они будут использовать плотность плазмы, определенную спутником Hinode для определения массы в тоннах материал с магнитной ловушкой.
   Оценка: 9 — 11
   Темы: Масштаб изображения; расчет объема цилиндра; научная нотация; преобразование единиц измерения.

   Проблема 17 — Наблюдение за солнечными бурями в STEREO — I
   Студенты отрабатывают детали стереоскопического зрения, используя элементарные свойства треугольников и закон косинусов для определения расстояния от земли до солнечного грозового облака.
   Класс: 8 — 10
   Темы: Геометрия, Закон косинусов, V = D / T

   Задача 18 — Наблюдение за солнечными бурями в STEREO — II
   Студенты изучают геометрию стереоизображения, изучая солнечная буря, наблюдаемая с двух спутников.
   Оценка: 10 — 12
   Темы: Геометрия; Тригонометрия.

   Измерение, масштаб и расчет скорости

   Проблема 1 — Относительные размеры Солнца и звезд
   Учащиеся проводят серию сравнений относительных размеров. размер Солнца по сравнению с другими звездами, чтобы создать масштаб модель звездных размеров с использованием простых дробных соотношений.(например, если звезда A в 6 раз больше звезды B, а звезда C составляет 1/2 размера звезды B, насколько велика звезда C в терминах Звезды А?)
   Оценка: 4 — 6
   Рубрики: Работа с дробями; масштабные модели.

   Проблема 2 — Авроральный овал
   Студенты узнают, что полярные сияния наблюдаются как два «ореола». света, окружающего Северный и Южный полюсы. Студенты используют измерения, сделанные по двум спутниковым снимкам аврорального овалов ‘для определения диаметра колец и их примерного географические центры — которых нет на географических полюсах!
   Класс: 5–7
   Тем: Определение масштаба изображения; измерение; десятичная математика.

   Проблема 3 — Измерение скорости солнечного цунами!
   Последние данные со спутника Hinode используются для измерения скорость солнечного взрыва на поверхности Солнца с использованием серия изображений, сделанных спутником в трех разных раз. Студенты рассчитывают скорость взрыва между первая пара и последняя пара изображений, и определить, волна ускорялась или замедлялась во времени.
   Оценка: 5–8
   Темы: Поиск изображения шкала; расчет разницы во времени; вычисление скорости из расстояние и время.

   Проблема 4 — Солнечные монстры!
   Некоторые солнечные пятна настолько большие, что их можно увидеть с Земли. без телескопа. В этой задаче учащиеся будут использовать изображения трех суперпотов и рассчитываем их размеры по изображению информация о масштабировании.Затем они будут заказывать изображения из от самого маленького супер-места до самого большого супер-места.
   Оценка: 5 — 9
   Темы: Умножение; вычисление длины по масштабу изображения.

   Проблема 5 — Хиноде: крупный план солнечного пятна
   Студенты будут определять размеры солнечных пятен и солнечные грануляции. ячейки из недавнего изображения, сделанного солнечной обсерваторией Хиноде.
   Класс: 6 — 8
   Тем: Масштаб изображения, метрические единицы, преобразование единиц измерения.

   Проблема 6 — Спутник Hinode видит Солнце
   Студенты будут использовать изображение Солнца в полный рост, полученное с нового спутника Hinode. чтобы зарисовать расположение магнитных полей на поверхности Солнца используя информацию во вводной статье в качестве руководства.
   Класс: 6 — 8
   Тем: Интерпретация изображения; зрительно-моторная координация; чтение, чтобы быть сообщил.

   Проблема 7 — Движение магнитных волокон около солнечных пятен
   Студенты будут использовать два изображения из нового, Hinode (Solar-B). солнечная обсерватория для расчета скорости магнитных волокон возле пятна.На изображениях показано расположение магнитных функции в два разных времени. Студенты вычисляют изображение шкалы в километрах / мм и определение разницы во времени для оценки скорости выбранных функций.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: масштабирование, оценка, расчет скорости, арифметика времени.

   Проблема 8 — Измерение скорости во Вселенной.
   В этом упражнении учащиеся измеряют скорость астрономических явлений с использованием подсказок масштабирования и временных интервалов между фотографии трех явлений: взрыв сверхновой, корональный выброс массы и ударная волна солнечной вспышки.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Измерение, масштабирование, расчет скорости.

   Проблема 9 — SDO: Измерение скорости эруптивного выступа.
   Студенты используют недавние изображения Солнца с помощью программы «Первый свет», полученные от SDO чтобы вычислить скорость протуберанца, используя последовательность масштабированные изображения и вычисление сдвига позиции во временном интервале изображений.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Измерение, масштабирование, расчет скорости.

   Проблема 10 — SDO раскрывает детали на поверхности Солнца.
   Ученики используют эффектное цветное изображение Солнца для расчета масштаб изображения в километрах на миллиметр, а затем ищите мельчайшие детали относительно размеров Земли.
   Класс: 6–8
   Темы: Измерение, масштаб, пропорции.

   Проблема 11 — Изменение взгляда на диаметр Солнца.
   Студенты сравнивают два изображения Солнца, сделанные спутником SOHO для измерения видимого изменения диаметра с другой Земли локации на орбите зимой и летом.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Измерение; параллакс; метрические единицы; процентное изменение.

   Проблема 12 — СТЕРЕО наблюдает, как солнце поднимает бурю.
   Студенты используют изображения из наблюдений СТЕРЕО солнечной цунами », чтобы оценить его скорость и кинетическую энергию.
   Оценка: 9 — 11
   Темы: метрические измерения; масштабирование; расчет скорости; оценивая простое уравнение энергии.

   Анализ данных и вероятность

   Проблема 1 — Космические гистограммы
   Студенты интерпретируют простые гистограммы, взятые из астрономических данные.
   Оценка: 3–5
   Темы: Поиск максимумов и минимумы; фракции; экстраполяция данных.

   Проблема 2 — Солнечные бури: последовательности и вероятности — Часть I
   Студенты определяют вероятности для различных комбинаций солнечных бурь в течение данной недели.
   Оценка: 4 — 7
   Темы: Вероятность; нумерация возможных результатов.

   Проблема 3 — Солнечные бури: последовательности и вероятности — Часть II
   Студенты продолжают изучение штормовой недели на Солнце. путем определения вероятностей совместных мероприятий.
   Оценка: 4 — 7
   Темы: Вероятность; нумерация возможных результатов.

   Проблема 4 — Солнечные бури — доли и проценты
   Учащиеся создают диаграмму Венна для обобщения данных по серии солнечных бурь, и определить, как часто происходят солнечные вспышки когда происходит извержение солнечной плазмы.
   Оценка: 4 — 7
   Темы: Проценты; фракции; Диаграмма Венна.

   Проблема 5 — Сила Авроры!
   Студенты используют данные для оценки силы полярного сияния и сравните это с обычными вещами, такими как потребление электроэнергии дома, города и страны.
   Оценка: 5–7
   Темы: Устный перевод табличные данные.

   Проблема 6 — Солнечные вспышки, CME и полярное сияние
   Некоторые статьи о северном сиянии подразумевают, что солнечные вспышки вызвать их.Студенты будут использовать данные для построения простого Диаграмма и ответьте на важный вопрос о том, есть ли солнечные вспышки вызывают CME и полярное сияние.
   Оценка: 5 — 7
   Темы: Диаграммы Венна.

   Проблема 7 — Распад орбиты космической станции и космическая погода
   Студенты узнают о продолжающемся распаде орбиты Международной космической станции, изучив график высота станции во времени.Они рассчитают скорости затухания орбиты и выясните, почему это может происходить.
   Класс: 5 — 8
   Тем: Интерпретация графических данных; десятичная математика.

   Проблема 8 — Производят ли быстрые CME SPE?
   Последние данные о солнечных протонных бурях (СПС) и корональной массе выбросы (CME) сравниваются с помощью диаграмм Венна, чтобы увидеть если скорость CME делает солнечные протонные бури более вероятными или нет.
   Класс: 5 — 8
   Темы: Диаграммы Венна; подсчет; расчет процентов и разногласий.

   Проблема 9 — Энергия солнечного шторма и круговые диаграммы
   Студенты изучают два круговых диаграммы, описывающие солнечные вспышки и сделать выводы о процентах и ​​их различных формах энергии.
   Класс: 6 — 8
   Темы: Интерпретация круговых диаграмм.

   Проблема 10 — Солнечные бури: шансы, доли и проценты
   Студенты будут использовать фактические данные о солнечных бурях, чтобы узнать о них. о различных видах штормов и о том, насколько они распространены.Этот это фундаментальная научная деятельность, которой профессионалы занимаются, чтобы искать взаимосвязи между разными видами событий это может привести к разгадке их причин. Может ваш студенты придумывают что-то новое, о чем никто не подумал о раньше? Работа по построению диаграмм Венна является ключевым элементом деятельности и достаточно сложно!
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Усреднение; фракции; проценты; шансы; Арифметические операции; Venn Диаграммы.

   Проблема 11 — Магнитный футляр для «Что было первым?»
   Студенты создают график событий на основе нескольких данных графики из программы THEMIS и используйте их график, чтобы ответить вопросы о причинах магнитных бурь.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Расчет времени.

   Проблема 12 — Отказы спутников и цикл солнечных пятен
   На орбите Земли вращаются более 1500 работающих спутников, представляющих инвестиции в размере 160 миллиардов долларов.Каждый год между 10 и 30 из них повторно входят в атмосферу. В этой проблеме студенты сравнивают цикл солнечных пятен с записями спутников повторно войти в атмосферу и определить, есть ли корреляция. Они также исследуют, как широко распространенные спутниковые технологии стать в их повседневной жизни.
   Оценка: 6-8
   Темы: Табличные графики данные; десятичная математика.

   Проблема 13 — Цикл солнечных пятен — окончания и начало
   Студенты изучат график цикла солнечных пятен и извлекут информация из нанесенных на график данных о предыдущем пятне цикл и делать прогнозы относительно следующего, который вот-вот начнется в 2007 году.
   Класс: 6 — 9
   Рубрики: Чтение графиков; экстраполяция; расчет времени.

   Проблема 14 — Солнечные пятна сверхбольших размеров и солнечный цикл.
   Студенты сравнивают даты крупнейших солнечных пятен с 1900 года. с годом пика цикла солнечных пятен. Они проверяют, чтобы увидеть если сверхпятна чаще наблюдаются после максимума или раньше. Они также сравнивают размеры суперпятен с площадью Земли.
   Класс: 6 — 8
   Тем: Интерпретация табличных данных; десятичная математика

   Задача 15 — Магнитные бури I
   Студенты узнают о магнитных бурях, используя реальные данные в форма линейного графика.Они отвечают на простые вопросы о данных диапазон, максимум и минимум.
   Оценка: 7–9
   Темы: Устный перевод график; расчет времени.

   Проблема 16 — Magnetic Storms II
   Учащиеся узнают об индексе Kp с помощью гистограммы. Они используйте график, чтобы ответить на простые вопросы о максимумах и время.
   Класс: 7 — 9
   Темы: Толкование графика; расчет времени.

   Проблема 17 — Солнечные протонные события и повреждение спутников
   Студенты изучат статистику солнечных протонных событий. с 1996 года и оценить их ущерб спутниковой солнечной энергии системы.
   Класс: 7–9
   Темы: Устный перевод в таблицах данные; гистограмма.

   Проблема 18 — Изменения солнечной инсоляции и цикл солнечных пятен
   Студенты сравнивают изменения в количестве солнечной энергии, достигающей Земля с 11-летним циклом солнечных пятен, чтобы предсказать влияние по проектированию фотоэлектрической системы для дома.
   Оценка: 8-10
   Темы: Анализ графиков, соотношения, киловатт, киловатт-часы.

   Решение проблем

   Проблема 1 — Солнечная активность и годичные кольца — какая связь?
   Деревьям для роста необходим солнечный свет, и мы знаем, что солнечная активность меняется в зависимости от цикла солнечных пятен. Может ли обычное дерево почувствовать циклы солнечной активности и изменение ее роста из года в год в год? В этом упражнении используется одно дерево для сравнения его годичные кольца к циклу солнечных пятен.Это тоже интересный предложение для проектов научной ярмарки!
   Вот и завершено Таблица Excel для руководства для учителя.
   Класс: 4 — 6
   Темы: Электронные таблицы и технологии; десятичная математика.
   

   Проблема 2 — Хронология солнечной бури
   Учащиеся читают рассказ о событиях, связанных с солнечной бурей. шторм, создает хронологию последовательности событий и ответьте на несколько простых вопросов, связанных со временем.
   Оценка: 6 — 8
   Темы: Расчет времени.

   Проблема 3 — Авиарейсы и космическая погода
   Студенты прочитают отрывок из книги о космической погоде. «23-й цикл» доктора Стена Оденвальда и ответы на вопросы о путешествиях на самолете во время солнечных бурь. Они узнают о естественном радиационном фоне, которому они подвергаются каждый день, и сравните это с дозами радиации во время струйного путешествовать.
   Класс: 6 — 8
   Темы: Читаю, чтобы быть в курсе; десятичная математика.

   Проблема 4 — Солнечные бури в новостях
   Студенты будут использовать архив газет, чтобы узнать, как репортеры описывали причины полярных сияний с 1850-х гг. Они увидим, какие объяснения были популярны какое-то время, а затем канули в лету, так как лучшие научные объяснения созданный.
   Класс: 6 — 10
   Темы: Интернет-исследования; подсчет данные.

   Проблема 5 — Солнечная энергия в космосе
   Студенты рассчитают площадь поверхности спутника. используется для солнечных батарей из реальной фотографии ИЗОБРАЖЕНИЯ спутник. Они рассчитают предоставленную электрическую мощность. этой одной панелью. Студентам предстоит рассчитать площадь неправильной области с помощью вложенных прямоугольников.
   Оценка: 7-10
   Темы: Площадь неправильный многоугольник; десятичная математика.

   Проблема 6 — Математическая модель Солнца
   Студенты будут использовать формулу для сферы и оболочки, чтобы вычислить массу Солнца для различных вариантов его плотности. Цель состоит в том, чтобы воспроизвести измеренную массу и радиус Солнце путем тщательного выбора его плотности в области ядра и область оболочки.Студенты будут манипулировать значениями для плотность и размер скорлупы для достижения правильной общей массы. Это можно сделать вручную или запрограммировав электронную таблицу Excel.
   Класс: 8–10
   Темы: Научная нотация; объем шара и сферической оболочки; плотность, масса и объем.

   Проблема 7 — Кинетическая энергия и масса CME
   Выбросы корональной массы (CME) — это гигантские облака выпущенной плазмы. Солнцем со скоростью миллионы километров в час.В этой деятельности студенты рассчитывают кинетическую энергию и массу нескольких CME для определения типичных диапазонов масс и скоростей. Студенты будет использовать формулу кинетической энергии, чтобы заполнить недостающие записи в таблице. Затем они будут использовать заполненную таблицу чтобы ответить на некоторые основные вопросы о НМО.
   Оценка: 8 — 10
   Темы: Расчет времени; оценка простого уравнения; решение для переменных.

   Спектры звезд (и коричневых карликов)

   Цели обучения

   К концу этого раздела вы сможете:

   • Опишите, как астрономы используют спектральные классы для характеристики звезд
   • Объясните разницу между звездой и коричневым карликом

   Измерение цветов — это только один из способов анализа звездного света. Другой способ — использовать спектрограф для распределения света по спектру (см. Главы «Излучение и спектры» и «Астрономические инструменты»).В 1814 году немецкий физик Йозеф Фраунгофер заметил, что в спектре Солнца видны темные линии, пересекающие непрерывную цветовую полосу. В 1860-х годах английским астрономам сэру Уильяму Хаггинсу и леди Маргарет Хаггинс (рис.1) удалось идентифицировать некоторые линии в звездном спектре как линии известных элементов на Земле, показывая, что существуют те же химические элементы, что и на Солнце и планетах. в звездах. С тех пор астрономы усердно работали над совершенствованием экспериментальных методов получения и измерения спектров и разработали теоретическое понимание того, что можно узнать из спектров.Сегодня спектроскопический анализ является одним из краеугольных камней астрономических исследований.

   Рис. 1: Уильям Хаггинс (1824–1910) и Маргарет Хаггинс (1848–1915) . Уильям и Маргарет Хаггинс были первыми, кто идентифицировал линии в спектре звезды, отличной от Солнца; они также сделали первую спектрограмму или фотографию звездного спектра.

   Формирование звездных спектров

   Когда впервые наблюдались спектры разных звезд, астрономы обнаружили, что не все они идентичны.Поскольку темные линии образуются химическими элементами, присутствующими в звездах, астрономы сначала подумали, что спектры отличаются друг от друга, потому что не все звезды состоят из одних и тех же химических элементов. Эта гипотеза оказалась ошибочной. Основная причина того, что звездные спектры выглядят по-разному, заключается в том, что звезды имеют разные температуры . Большинство звезд имеют почти такой же состав, как Солнце, за некоторыми исключениями.

   Например, водород — самый распространенный элемент в большинстве звезд.Однако в спектрах самых горячих и самых холодных звезд линий водорода не видно. В атмосферах самых горячих звезд атомы водорода полностью ионизируются. Поскольку электрон и протон разделены, ионизированный водород не может образовывать линии поглощения. (Вспомните из раздела «Формирование спектральных линий», эти линии являются результатом движения электронов по орбите вокруг ядра, меняющего уровни энергии.)

   В атмосферах самых холодных звезд к атомам водорода прикреплены электроны, и они могут переключать уровни энергии, образуя линии.Однако практически все атомы водорода в этих звездах находятся в самом низком энергетическом состоянии (невозбужденные) и, таким образом, могут поглощать только те фотоны, которые способны поднять электрон с этого первого энергетического уровня на более высокий уровень. Фотоны с достаточной энергией для этого лежат в ультрафиолетовой части электромагнитного спектра, а в излучении холодной звезды очень мало ультрафиолетовых фотонов. Это означает, что если вы наблюдаете спектр очень горячей или очень холодной звезды с помощью обычного телескопа на поверхности Земли, наиболее распространенный элемент в этой звезде, водород, будет показывать очень слабые спектральные линии или вообще не показывать их.

   Линии водорода в видимой части спектра (называемые линиями Бальмера ) наиболее сильны у звезд с промежуточными температурами — не слишком горячими и не слишком холодными. Расчеты показывают, что оптимальная температура для получения видимых линий водорода составляет около 10 000 К. При этой температуре значительное количество атомов водорода возбуждается на второй энергетический уровень. Затем они могут поглощать дополнительные фотоны, подниматься до еще более высоких уровней возбуждения и создавать темную линию поглощения.Точно так же любой другой химический элемент на каждой из возможных стадий ионизации имеет характерную температуру, при которой он наиболее эффективно создает линии поглощения в любой конкретной части спектра.

   Классификация звездных спектров

   Астрономы используют образцы линий, наблюдаемых в звездном спектре , чтобы разделить звезды на спектральный класс . Поскольку температура звезды определяет, какие линии поглощения присутствуют в ее спектре, эти спектральные классы являются мерой температуры ее поверхности.Есть семь стандартных спектральных классов. От самых горячих до самых холодных эти семь спектральных классов обозначены как O, B, A, F, G, K и M. Недавно астрономы добавили три дополнительных класса для еще более холодных объектов — L, T и Y.

   В этот момент вы, возможно, смотрите на эти буквы с удивлением и спрашиваете себя, почему астрономы не назвали спектральные типы A, B, C и так далее. Когда мы будем рассказывать вам историю, вы увидите, что это пример, когда традиция победила здравый смысл.

   В 1880-х годах Уильямина Флеминг разработала систему классификации звезд на основе силы линий поглощения водорода. Спектры с самыми сильными линиями были классифицированы как звезды «А», следующие по силе «В» и так далее по алфавиту до звезд «О», в которых линии водорода были очень слабыми. Но мы видели выше, что сами по себе водородные линии не являются хорошим индикатором для классификации звезд, поскольку их линии исчезают из видимого спектра света, когда звезды становятся слишком горячими или слишком холодными.

   В 1890-х годах Annie Jump Cannon пересмотрела эту систему классификации, сосредоточив внимание всего на нескольких буквах из исходной системы: A, B, F, G, K, M и O. Вместо того, чтобы начинать заново, Cannon также изменила расположение существующие классы — в порядке убывания температуры — в последовательность, которую мы выучили: O, B, A, F, G, K, M. Как вы можете прочитать в статье об Энни Кэннон: Классификатор звезд в этой главе, она классифицировала около 500000 звезд за свою жизнь, классифицируя до трех звезд в минуту, глядя на звездные спектры.

   Чтобы глубже погрузиться в спектральные типы, изучите интерактивный проект Sloan Digital Sky Survey, в котором вы можете самостоятельно попрактиковаться в классификации звезд.

   Чтобы помочь астрономам запомнить этот сумасшедший порядок букв, Кэннон создал мнемонику «О, будь хорошей девочкой, поцелуй меня». (При желании вы можете легко заменить «Девушка» «Парень».) Другие мнемонические выражения, которые, как мы надеемся, не будут иметь отношения к вам, включают «О, брат, астрономы часто дают убийственные промежуточные оценки» и «О, мальчик, оценка F» Убивает меня!» С новыми спектральными классами L, T и Y мнемоника может быть расширена до «Oh Be A Fine Girl (Guy), Kiss Me Like That, Yo!»

   Каждый из этих спектральных классов, за исключением, возможно, класса Y, который все еще определяется, далее подразделяется на 10 подклассов, обозначенных номерами от 0 до 9.Звезда B0 — это самая горячая звезда типа B; Звезда B9 — самый холодный тип B-звезды, и она лишь немного горячее, чем звезда A0.

   И еще один словарный запас: по историческим причинам астрономы называют все элементы тяжелее гелия металлами , хотя большинство из них не проявляют металлических свойств. (Если вас раздражает особый жаргон, который используют астрономы, просто имейте в виду, что каждая область человеческой деятельности имеет тенденцию развивать свой собственный специализированный словарный запас.Просто попробуйте прочитать форму соглашения о кредитной карте или социальной сети в наши дни без юридической подготовки!)

   Давайте посмотрим на некоторые детали того, как спектры звезд меняются с температурой. (Именно эти детали позволили Энни Кэннон идентифицировать спектральные типы звезд с такой скоростью, как три в минуту!) Как показано на рисунке 2, у самых горячих О-звезд (с температурой более 28000 К) только линии ионизированного гелия и высоко бросаются в глаза ионизированные атомы других элементов.Линии водорода наиболее сильны в звездах типа А с атмосферной температурой около 10 000 К. Ионизированные металлы представляют собой наиболее заметные линии в звездах с температурами от 6000 до 7500 К (спектральный класс F). У самых холодных М-звезд (ниже 3500 К) полосы поглощения оксида титана и других молекул очень сильны. Кстати, Солнцу присвоен спектральный класс G2. Последовательность спектральных классов представлена ​​в таблице 1.

   Рисунок 2: Линии поглощения в звездах разной температуры .Этот график показывает силу линий поглощения различных химических частиц (атомов, ионов, молекул) по мере того, как мы движемся от горячих (слева) к холодным (справа) звездам. Также показана последовательность спектральных классов.

   Таблица 1. Спектральные классы звезд
   Спектральный класс	Цвет	Приблизительная температура (K)	Основные характеристики	Примеры
   O	Синий	> 30 000	Нейтральные и ионизированные линии гелия, слабые линии водорода	10 Lacertae
   В	Сине-белый	10 000–30 000	Нейтральные линии гелия, сильные линии водорода	Ригель, Спика
   А	Белый	7500–10 000	Сильнейшие линии водорода, линии слабо ионизированного кальция, слабоионизированный металл (например,г., железо, магний) линии	Сириус , Вега
   ф	Желто-белый	6000–7500	Сильные линии водорода, сильные линии ионизированного кальция, слабые линии натрия, линии многих ионизированных металлов	Канопус, Процион
   г	желтый	5200–6000	Более слабые линии водорода, сильные линии ионизированного кальция, сильные линии натрия, многие линии ионизированных и нейтральных металлов	Солнце , Капелла
   К	оранжевый	3700–5200	Очень слабые линии водорода, сильные линии ионизированного кальция, сильные линии натрия, многие линии нейтральных металлов	Арктур, Альдебаран
   м	Красный	2400–3700	Преобладают сильные линии нейтральных металлов и молекулярные полосы оксида титана	Бетельгейзе , Антарес
   л	Красный	1300–2400	Линии гидрида металлов, линии щелочных металлов (например,г., натрий, калий, рубидий)	Тейде 1
   т	пурпурный	700–1300	Метановые магистрали	Глизе 229B
   Y	Инфракрасный	<700	Трубопроводы аммиака	МУДРА 1828 + 2650

   Чтобы увидеть, как работает спектральная классификация, давайте воспользуемся рисунком 3. Предположим, у вас есть спектр, в котором линии водорода примерно вдвое слабее линий, наблюдаемых у звезды A.Глядя на линии на нашем рисунке, вы видите, что эта звезда может быть либо звездой B, либо звездой G. Но если спектр также содержит линии гелия, то это B-звезда, тогда как если он содержит линии ионизированного железа и других металлов, это должна быть G-звезда.

   Если вы посмотрите на рисунок 3, вы увидите, что вы тоже можете присвоить спектральный класс звезде, тип которой еще не был известен. Все, что вам нужно сделать, это сопоставить образец спектральных линий со стандартной звездой (например, показанной на рисунке), тип которой уже определен.

   Рисунок 3: Спектры звезд с различными спектральными классами . На этом изображении сравниваются спектры разных спектральных классов. Спектральный класс, присвоенный каждому из этих звездных спектров, указан слева от изображения. Самые сильные четыре линии, наблюдаемые в спектральном классе A1 (одна в красном, одна в сине-зеленой и две в синем), являются бальмеровскими линиями водорода. Обратите внимание на то, как эти линии ослабевают как при более высоких, так и при более низких температурах, как также показано на рисунке 2. Сильная пара близко расположенных желтых линий у холодных звезд связана с нейтральным натрием (одним из нейтральных металлов на рисунке 2).(Кредит: модификация работы NOAO / AURA / NSF)

   И цвета, и спектральные классы могут использоваться для оценки температуры звезды. Спектры труднее измерить, потому что свет должен быть достаточно ярким, чтобы распространяться на все цвета радуги, а детекторы должны быть достаточно чувствительными, чтобы реагировать на отдельные длины волн. Для измерения цветов детекторам необходимо реагировать только на множество длин волн, которые одновременно проходят через выбранные цветные фильтры, то есть на все, — синий свет или — все, — желто-зеленый свет.

   Энни Кэннон: Классификатор звезд

   Энни Джамп Кэннон родилась в Делавэре в 1863 году. В 1880 году она поступила в колледж Уэллсли, один из колледжей нового поколения в США, открывающихся для обучения молодых женщин. Уэлсли, которому в то время было всего 5 лет, была вторая студенческая физическая лаборатория в стране, и он обеспечил отличную подготовку в области фундаментальных наук. После колледжа Кэннон провела десять лет со своими родителями, но осталась очень недовольной, так как хотела заниматься научной работой. После смерти матери в 1893 году она вернулась в Уэллсли в качестве ассистента преподавателя, а также начала посещать курсы в Рэдклиффе, женском колледже при Гарварде.

   Рисунок 4: Пушка Энни Джамп (1863–1941) . Кэннон хорошо известна своей классификацией звездных спектров. (кредит: модификация работы Смитсоновского института)

   В конце 1800-х годов директору Гарвардской обсерватории Эдварду К. Пикерингу потребовалась огромная помощь с его амбициозной программой классификации звездных спектров. Основой для этих исследований послужила монументальная коллекция из почти миллиона фотографических спектров звезд, полученных в результате многолетних наблюдений, проведенных в обсерватории Гарвардского колледжа в Массачусетсе, а также на ее удаленных станциях наблюдения в Южной Америке и Южной Африке.Пикеринг быстро обнаружил, что образованных молодых женщин можно нанимать в качестве помощников за треть или четверть заработной платы, выплачиваемой мужчинам, и они часто мирились с условиями работы и повторяющимися задачами, которые мужчины с таким же образованием не терпели. Эти женщины стали известны как «Гарвардские компьютеры». (Следует подчеркнуть, что не только астрономы пришли к таким выводам относительно относительно новой идеи о том, что образованные женщины из высшего класса работают вне дома: женщин эксплуатировали и недооценивали во многих областях.Это наследие, из которого наше общество только начинает формироваться.)

   Пикеринг нанял

   Cannon в качестве одного из «компьютеров», чтобы помочь с классификацией спектров. Она настолько преуспела в этом, что могла визуально исследовать и определять спектральные классы нескольких сотен звезд в час (диктуя свои выводы ассистенту). Она сделала много открытий, исследуя гарвардские фотопластинки, в том числе 300 переменных звезд (звезд, светимость которых периодически меняется).Но ее главное наследие — чудесный каталог спектральных типов для сотен тысяч звезд, который послужил основой для большей части астрономии двадцатого века.

   В 1911 году приглашенный комитет астрономов сообщил, что «она — единственный человек в мире, который может выполнять эту работу быстро и точно», и призвал Гарвард назначить Кэннон официальное назначение в соответствии с ее навыками и известностью. Однако только в 1938 году Гарвард назначил ее астрономом в университете; ей тогда было 75 лет.

   Кэннон получила первую почетную степень Оксфорда, присужденную женщине, и она стала первой женщиной, избранной офицером Американского астрономического общества, главной профессиональной организации астрономов в США. Она щедро пожертвовала деньги от одного из крупных призов, которые она выиграла, чтобы основать специальную награду для женщин-астрономов, теперь известную как Приз Энни Джамп-Пушка. Как и следовало ожидать, она продолжала классифицировать звездные спектры почти до самого конца своей жизни в 1941 году.

   Спектральные классы L, T и Y

   Схема, разработанная Кэнноном, хорошо работала до 1988 года, когда астрономы начали открывать объекты, даже более холодные, чем звезды типа M9. Мы используем слово объект , потому что многие из новых открытий не являются настоящими звездами. Звезда определяется как объект, который в течение некоторой части своей жизни получает 100% своей энергии от того же процесса, который заставляет сиять Солнце — слияния ядер водорода (протонов) в гелий. Объекты с массой менее 7.5% массы нашего Солнца (около 0,075 M _Sun ) не нагреваются до температуры, достаточной для синтеза водорода. Еще до того, как была обнаружена первая такая «неудавшаяся звезда», этот класс объектов с массой, промежуточной между звездами и планетами, получил название коричневых карликов .

   Коричневых карликов очень трудно наблюдать, потому что они очень тусклые и холодные, и они излучают большую часть своего света в инфракрасной части спектра. Только после создания очень больших телескопов, таких как телескопы Кека на Гавайях, и разработки очень чувствительных инфракрасных детекторов поиск коричневых карликов увенчался успехом.Первый коричневый карлик был обнаружен в 1988 году, а по состоянию на лето 2015 года известно более 2200 коричневых карликов.

   Изначально коричневым карликам были присвоены спектральные классы, такие как M10 ⁺ или «намного холоднее, чем M9», но теперь известно так много их, что можно приступить к назначению спектральных классов. Самым горячим коричневым карликам присваиваются типы L0 – L9 (температура в диапазоне 2400–1300 K), тогда как более холодным (1300–700 K) объектам присваиваются типы T0 – T9 (см. Рис. 5). В коричневых карликах класса L исчезли линии оксида титана, сильные у М-звезд.Это потому, что L-карлики настолько холодны, что атомы и молекулы могут собираться вместе в пылевые частицы в своей атмосфере; титан заключен в пылинках, а не может образовывать молекулы оксида титана. Присутствуют линии пара (горячего водяного пара), а также линии окиси углерода и нейтрального натрия, калия, цезия и рубидия. Линии метана (CH ₄ ) сильны у коричневых карликов класса T, поскольку метан существует в атмосфере планет-гигантов в нашей солнечной системе.

   В 2009 году астрономы обнаружили сверххолодные коричневые карлики с температурами 500–600 К. Эти объекты демонстрировали линии поглощения, обусловленные аммиаком (NH ₃ ), которые не наблюдаются у Т-карликов. Для этих объектов был создан новый спектральный класс Y. По состоянию на 2015 год было обнаружено более двух десятков коричневых карликов, принадлежащих к спектральному классу Y, причем температура некоторых из них сопоставима с температурой человеческого тела (около 300 К).

   Рисунок 5: Коричневые карлики . На этой иллюстрации показаны размеры и температура поверхности коричневых карликов Teide 1, Gliese 229B и WISE1828 по отношению к Солнцу, красному карлику (Gliese 229A) и Юпитеру.(кредит: модификация работы MPIA / V. Joergens)

   Большинство коричневых карликов начинаются с атмосферными температурами и спектрами, как у настоящих звезд со спектральным классом M6,5 и более поздних, даже несмотря на то, что коричневые карлики недостаточно горячие и плотные внутри, чтобы плавить водород. Фактически, спектры коричневых карликов и настоящих звезд настолько похожи для спектральных классов от поздних M до L, что невозможно различить два типа объектов только по спектрам. Независимая мера массы необходима, чтобы определить, является ли конкретный объект коричневым карликом или звездой с очень малой массой.Поскольку коричневые карлики неуклонно охлаждаются на протяжении всей своей жизни, спектральный класс данного коричневого карлика изменяется со временем в течение миллиарда лет или более от поздних M до L, T и Y спектральных классов.

   Коричневые карлики малой массы против планет большой массы

   Интересным свойством коричневых карликов является то, что все они имеют примерно тот же радиус, что и Юпитер , независимо от их массы. Удивительно, но это охватывает диапазон масс от 13 до 80 масс Юпитера ( M _J ).Из-за этого очень сложно отличить коричневый карлик с малой массой от планеты с большой массой.

   Итак, в чем разница между маломассивным коричневым карликом и большой планетой? Международный астрономический союз считает, что отличительной особенностью является синтез дейтерия . Хотя коричневые карлики не поддерживают регулярный (протон-протонный) синтез водорода, они способны синтезировать дейтерий (редкая форма водорода с одним протоном и одним нейтроном в ядре). Синтез дейтерия может происходить при более низкой температуре, чем синтез водорода.Если у объекта достаточно массы для плавления дейтерия (около 13 M _J или 0,012 M _Солнце ), это коричневый карлик. Объекты с размером менее 13 M _J не синтезируют дейтерий и обычно считаются планетами.

   Ключевые концепции и резюме

   Различия в спектрах звезд в основном связаны с различиями в температуре, а не в составе. Спектры звезд описаны в терминах спектральных классов. В порядке уменьшения температуры эти спектральные классы: O, B, A, F, G, K, M, L, T и Y.Далее они делятся на подклассы, пронумерованные от 0 до 9. Классы L, T и Y были добавлены недавно для описания недавно открытых звездоподобных объектов — в основном коричневых карликов — которые холоднее M9. Наше Солнце имеет спектральный класс G2.

   Глоссарий

   коричневый карлик: объект, промежуточный по размеру между планетой и звездой; приблизительный диапазон масс составляет примерно от 1/100 массы Солнца до нижнего предела массы для самоподдерживающихся ядерных реакций, который составляет около 0.075 масса Солнца; коричневые карлики способны синтезировать дейтерий, но не синтезируют водород

   спектральный класс: (или спектральный класс) классификация звезд по их температурам с использованием характеристик их спектров; это типы O, B, A, F, G, K и M с L, T и Y, добавленными недавно для более холодных звездоподобных объектов, которые недавний обзор показал

   ---

   Планетарные размеры и сравнение расстояний

   1.Просмотрите порядок и относительные размеры планет в нашей солнечной системе.
   Покажите иллюстрацию НАСА: Все размеры планет. Попросите учащихся указать местонахождение Земли. Затем предложите им определить все планеты, расположенные снаружи от Солнца (слева направо): внутренние планеты Меркурий, Венера, Земля, Марс; внешние планеты Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Напомните студентам, что Плутон больше не считается планетой в нашей солнечной системе; в 2006 году он был понижен до статуса карликовой планеты.Укажите местоположения пояса астероидов (между Марсом и Юпитером) и пояса Койпера (после Плутона), если они были включены в эту иллюстрацию. Объясните студентам, что на рисунке показаны планеты в относительном размере. Спросите: Как вы думаете, что означает относительный размер? Сообщите учащимся, что картинки показывают, насколько велики планеты по сравнению друг с другом и с Солнцем. Спросите: Какая планета самая маленькая? (Меркурий) Какой самый большой? (Юпитер)

   2.Попросите учащихся собрать данные и сравнить размеры планет.
   Разделите учащихся на небольшие группы. Раздайте по одной копии таблицы «Сравнение планетарных размеров» каждой группе. Попросите группы использовать интерактивный метод «Сравнение размеров планет» для поиска и записи данных о диаметрах и соотношениях планет. Спросите:

   • Что вы заметили в размерах планет? (Возможный ответ: внутренние скалистые планеты меньше внешних газообразных планет.)
   • Как вы думаете, сравниваются размеры планет? (Возможный ответ: существует большая разница в размерах планет.Некоторые из них довольно маленькие, а другие очень большие.)
   • Легко ли смоделировать размеры планеты? Почему или почему нет? (Возможный ответ: нет, из-за большой разницы в размерах.)
   • Как мы можем моделировать различия? Какие предметы повседневного обихода могут представлять планеты и солнце? (Возможные ответы: горошек / пляжный мяч; песчинки / апельсин)

   Предложите учащимся обсудить ответы в своих небольших группах. Затем соберитесь вместе с классом, чтобы обсудить идеи студентов.

   3. Постройте фон об астрономической единице (AU).
   Объясните студентам, что астрономическая единица или AU — это упрощенное число, используемое для описания расстояния планеты от Солнца. Это единица длины, равная среднему расстоянию от Земли до Солнца, примерно 149 600 000 километров (92 957 000 миль). Только Земля может быть отнесена к AU 1. Планеты, расположенные дальше, будут иметь AU больше 1; у ближайших планет будет меньше 1. Спросите: Как вы думаете, почему ученые считают полезным использовать астрономические единицы? (Возможный ответ: расстояния в солнечной системе очень большие.Использование AU помогает держать числа управляемыми или меньшими, поэтому мы можем легко вычислить очень большие расстояния.) Какие проблемы возникают при использовании вместо них километров или миль? (Возможный ответ: использование километров или миль затруднит вычисления и может привести к ошибкам в измерениях, необходимых для точной отправки зонда или посадочного модуля на другую планету.) Объясните учащимся, что астрономическая единица обеспечивает способ выразить и связать расстояния между объектами в солнечной системе и проводить астрономические расчеты.Например, утверждение, что планета Юпитер находится на расстоянии 5,2 а.е. (5,2 земных расстояния) от Солнца, а Плутон — почти 40 а.е., позволяет вам легче сравнивать расстояния всех трех тел.

   4. Начните заниматься моделированием.
   Скажите студентам, что они собираются заменить планеты и планетарные объекты, чтобы создать модель относительных размеров планет и относительных расстояний. Покажите иллюстрацию НАСА: Насколько велико Солнце? чтобы дать учащимся представление об относительных размерах планет по сравнению с обычным предметом, таким как баскетбольный мяч.Убедитесь, что учащиеся понимают, что расстояния между планетами очень большие по сравнению с размерами каждой планеты. Это чрезвычайно затрудняет создание точного масштаба нашей Солнечной системы, поэтому в этом упражнении мы сосредоточимся на сравнении расстояний.

   5. Попросите группы создать модели относительных планетарных расстояний.
   Разделите учащихся на группы по 9, 10 или 11 человек, в зависимости от размера класса. (Если 9, один ученик представляет солнце, а остальные ученики представляют 8 планет; если 10, солнце, планеты и пояс астероидов; если 11, солнце, планеты, пояс астероидов и пояса Койпера) Отведите учеников на большую территорию , например спортзал или пустая автостоянка.Каждой группе потребуется достаточно места, чтобы разложиться и создать свою модель в следующем масштабе, каждый шаг которого составляет примерно 1 метр (примерно 3,28 фута):

   • Солнце: стоит на краю площади
   • Меркурий = 1 шаг от Солнца
   • Венера = 2 шага от Солнца
   • Земля = 2,5 шага от Солнца
   • Марс = 4 шага от Солнца
   • Пояс астероидов = 8 шагов от Солнца
   • Юпитер = 13 шагов от Солнца
   • Сатурн = 24 шага от Солнца
   • Уран = 49 шагов от солнца
   • Нептун = 76 шагов от солнца
   • Пояс Койпера = 100 шагов от солнца

   Подчеркните, что в этом масштабе солнце было бы меньше единицы.3 сантиметра (0,5 дюйма) в диаметре. Попросите учащихся описать, что они замечают в планетных расстояниях от модели. При необходимости позвольте одному ученику из каждой группы поставить предмет на свое место и обойти модель своей группы, чтобы сделать наблюдения.

   6. Попросите учащихся установить математическую связь.
   Раздайте каждой группе копии рабочего листа «Выход за пределы солнечной системы». Попросите учащихся пересчитать количество шагов для орбиты каждой планеты в зависимости от размера доступной области.Используйте предоставленный ключ ответа, чтобы проверить работу групп. Затем попросите учащихся воссоздать модель.

   Проектирование и разработка адаптивной оптической системы в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне для 2-метрового телескопа Межуниверситетского центра астрономии и астрофизики

   iRobo-AO состоит из двух основных подсистем: (a) LGSF, установленный сбоку от телескоп и (б) установка Кассегрена АО, установленная в фокусе Кассегрена телескопа.

   2.1.

   Laser Guide Star Facility

   Для оптимальной коррекции системой AO требуется точная выборка волнового фронта датчиком волнового фронта (WFS), а для этого необходимо большое количество фотонов, падающих через его рабочую апертуру.Поэтому необходимость в яркой путеводной звезде рядом с целевой звездой является настоятельной. ⁴

   Из-за отсутствия достаточно ярких естественных опорных звезд (NGS), достаточно близких к каждой цели на небе, системы оптической стабилизации не могут работать во всех направлениях неба. Это серьезно ограничивает корректировки AO. Чтобы преодолеть это ограничение, Фой и Лабейри ¹³ предложили альтернативную технику, создание искусственной звезды-проводника в небе с помощью лазера; LGS остается в пределах изопланатического угла и, несмотря на некоторые ограничения эффекта конуса, увеличивает покрытие неба, тем самым преодолевая ограничение, установленное недоступностью ярких NGS.

   iRobo-AO использует рэлеевский обратно-рассеянный свет ультрафиолетового (УФ) LGS для коррекции волнового фронта. Яркость рэлеевских звезд-проводников зависит от плотности молекул воздуха, присутствующих на данной высоте, и экспоненциально падает с высотой. iRobo-AO LGSF оптимизирован для средней высоты 10 км.

   Лазерный проектор состоит из УФ-лазера, внешнего затвора, одного быстродействующего поворотного зеркала (FSM), складывающегося зеркала (FM), одной выпуклой линзы и плосковыпуклой линзы проектора.Ниже приводится краткое описание каждого компонента системы лазерного проектора (рис. 1). Технические характеристики всей оптики приведены в таблице 1.

   Рис. 1

   Оптическая схема лазерного проектора.

   Таблица 1

   Характеристики оптики лазерного проектора.

   Название оптики	Спецификация
   FSM, FM	Диаметр: 25 мм, материал: плавленый кварц
   Выпуклая линза (готовая к продаже)	ROCa: ± 14.4 мм, толщина центра: 5,9 мм; материал: плавленый кварц; диаметр: 12,7 мм; фокусное расстояние: 15 мм
   Объектив проектора (изготовленный на заказ)	Planoconvex ROC: 727,39 мм, толщина центра: 35 мм, материал: Corning HPFS grade 1A (C79-80), диаметр: 165 мм, коническая постоянная: — 0,58759, фокусное расстояние: 1,527 м

   Ядром системы лазерного проектора является УФ-лазер с модуляцией добротности (10 Вт при 355 нм, с шириной импульса 33 нс и частотой повторения 10 кГц), установленный в закрытом корпусе. сборка проектора.Для циркуляции холодной воды через лазер используется отдельный охладитель, так что температура лазерного диода поддерживается на оптимальном уровне.

   Поскольку лазер относится к классу IV, дополнительный внешний диэлектрический лазерный затвор используется для облегчения аварийного отключения независимо от внутреннего лазерного затвора.

   Изгибы и ошибки центровки LGSF могут привести к ошибке наведения LGS в небе. Конечный автомат используется для компенсации любой механической ошибки наведения, чтобы все субапертуры на главном зеркале были правильно освещены.На автомате установлено зеркало с лазерной линией и УФ-покрытием на длине волны 350 нм с максимальным механическим ходом ± 26 мрад, что соответствует ± 1,89 ‘в небе.

   Выпуклая линза с УФ-покрытием, установленная на линейном приводе, расширяет лазерный луч, заполняя всю линзу проектора. Сцена управляется компьютером и может использоваться для фокусировки LGS.

   Затем используется зеркало с лазерной линией с покрытием на длине волны 350 нм, которое направляет луч к линзе проектора. Сложенная геометрия с использованием FSM и FM делает лазерный проектор очень компактным.

   Линза главного проектора представляет собой плоско-выпуклую линзу диаметром 165 мм, изготовленную по индивидуальному заказу из плавленого кварца, пригодного для УФ-излучения; эта линза имеет слегка асферическую форму и фокусирует выходной лазерный луч на подходящей высоте от 10 до 12 км.

   Полная сборка лазерного проектора показана на рис. 2.

   Рис. 2

   Лазерный проектор в сборе (длина: 1,5 м, ширина: 0,37 м, высота: 0,2 м, вес: 65 кг).

   2.1.1.

   Periscope

   Лазерный проектор устанавливается сбоку от телескопа, как показано на рис.3. Излучаемый луч дважды изгибается в верхней части телескопа, так что луч выходит в небо с задней стороны вторичного зеркала. Система перископа состоит из двух специально изготовленных зеркал с лазерным покрытием диаметром 250 мм. Одно из зеркал установлено на верхнем крае телескопа прямо над лазерным проектором, и оно отражает лазерный свет от проектора к второму зеркалу, установленному за крышкой в ​​задней части вторичного зеркала. С помощью перископа лазерный луч может быть направлен в осевом направлении по отношению к телескопу.Это полезно, как объясняется в следующем разделе. На рис. 4 показан тестовый лазерный луч обсерватории IUCAA Girawali (IGO) — фотография была сделана с помощью U-фильтра, установленного перед модифицированной цифровой однообъективной зеркальной камерой.

   Рис. 3

   Лазерный проектор, установленный на телескопе.

   Рис. 4

   LGSF испытательный запуск с IGO.

   2.2.

   Зависимость лазерных маяков от геометрии обзора

   Форма лазерного пятна не будет одинаковой на всех субапертурах больших телескопов из-за геометрии обзора.По мере удаления субапертур от оси проекции пятна выглядят более вытянутыми. Эта ситуация подробно обсуждалась несколькими авторами, например, в работах [3]. 4 и 1415. – 16.

   Здесь мы сравниваем две возможности геометрии лазерной проекции — проецируемую из-за вторичной обмотки и со стороны телескопа; независимо от геометрии проекции, некоторые пятна будут выглядеть удлиненными. Моделирование было выполнено для определения радиального удлинения лазерных пятен через различные субапертуры из-за геометрии обзора в двух случаях.

   2.2.1.

   Simulation

   Первое требование при этом — оценить приблизительное количество обратно рассеянных фотонов от LGS на субапертуру (np), достигающих WFS. Это было оценено в соответствии с Харди ⁴ и с использованием лидара соотношения, как в уравнении. (1), который первоначально был дан Gardner et al. ¹⁷ Все используемые параметры приведены в таблице 2 с их значениями и единицами измерения. Здесь σBN (z) (m2) — эффективное сечение обратного рассеяния, а N (z) (m − 3) — плотность рассеивателей в диапазоне z.Обратите внимание, что σBN (z) для различных z и длин волн представлены в табличном формате в Hardy ⁴ , а Δz обычно изменяется от 100 до 400 м. ^{18 — 21}

   Ур. (1)

   np = (λBhc) TA2σBN (z) 4π (Δzz2) (ETLd2T0). (1) и Таблица 2 мы получаем 34,639 фотонов / импульс / субапертуру, а с учетом экспозиции 1 мс мы получаем около ≈346 фотонов на субапертуру.

   Таблица 2

   Параметры и их значения для оценки np.

   Параметр	Значение
   Длина волны лазерного маяка, λB	0.355 мкм
   Одностороннее прохождение атмосферы между телескопом и маяком (на расстоянии 10 км и 45 градусов), TA	0,36
   Параметр обратного рассеяния Рэлея, σBN (z) a	27,2 фотонов на миллион метров
   Полученная длина строба дальности, Δz	400 м
   Дальность до центра строба дальности, z	10 км
   Мощность лазера	10 Вт
   Частота следования импульсов	104 Гц
   Энергия импульса, E	10-3 Дж
   Прохождение лазерного луча до проекционной апертуры, TL	0.8855
   Размер субапертуры у входного зрачка телескопа, d	0,181 м
   Прохождение лазерного пути от главного зеркала к WFS, T0	0.6025

   На рисунке 5 показана геометрия обзора лазерного маяка. Видно, что удлинение будет происходить в радиальном направлении от оси проекции. Рассматривая идеальную ситуацию, когда нет удлинения, мы находим из программного обеспечения Zemax Optical Design Software, что диаметр пятна размера одной линзы матрицы линз — датчика волнового фронта Шака – Гартмана (SHWFS) (см. WFS в разд.2.3) изображение на WFS-камере должно быть 36 мкм с использованием подпрограммы Zemax FFT PSF сечения. Предполагая, что пятно является симметричным и гауссовым по природе, мы приравниваем это к обрезанию 6σорг (т.е. диапазон ± 3σорг), где σорг — стандартное отклонение размера пятна без какого-либо удлинения. Для размера пикселя камеры 24 мкм мы получаем

   Eq. (2)

   σорг = 0,25 пикселя.

   Рис. 5

   Удлинение ЛГС на расстоянии L от оси проекции лазера.

   Угловой размер удлинения (рис.5), βelo, было оценено в [5]. 22 будет

   Ур. (3)

   βelo≈ (Δz × Lz2) (206265 × Ps24) пиксель, где Ps, масштаб пластины на камере WFS, составляет 32,4 мкм / ″, а L — расстояние субапертур (на первичной стороне) от лазера. точка запуска; максимальное значение L для внеосевой и осевой проекций в нашем случае составляет 2 и 1 м соответственно.

   Стандартное отклонение этого удлиненного пятна, σ *, снова с учетом гауссова распределения [диапазон 6 STD (т. Е. ± 3 STD)] может быть приблизительно равно одной шестой от βelo и эффективного стандартного отклонения удлиненного лазерного пятна вдоль направление удлинения задается как

   Eq.(4)

   σelo = σ * 2 + σorg2 пиксель.

   Угловое изменение удлиненного пятна на различных субапертурах можно оценить следующим образом. Мы определяем координату лазерной проекции как (xcenter, ycenter) относительно координаты субапертуры (x, y). Угол поворота пятна определяется как

   Eq. (5)

   γ = tan − 1 (y − ycenterx − xcenter).

   Ковариационная матрица для двумерного гауссова распределения, большая и малая оси которого выровнены по оси относительно системы отсчета, может быть записана как

   COVmatrix = [σelo200σorg2].

   Когда пятно поворачивается на γ, общая ковариационная матрица может быть переписана как

   Eq. (6)

   COVgen = R (γ) COVmatrixR (γ) T, где R (γ) — матрица ротатора

   Eq. (8)

   R (γ) = [cos (γ) −sin (γ) sin (γ) cos (γ)], а элементами ковариационной матрицы являются a = σelo2 cos2 γ + σorg2 sin2 γb = (σelo2 − σorg2) sin γ cos γc = bd = σelo2 sin2 γ + σorg2 cos2 γ.

   Использование подпрограммы генератора случайных чисел Python «numpy.random.multivariate_normal (mean, COVgen, np)» [эта подпрограмма Python рисует np-количество случайных выборок из многомерного нормального распределения с центром в «среднем» и имеющим обобщенную дисперсию («COVgen») ) относительно произвольной оси] и Ур.(7) np-фотоны случайным образом распределяются внутри каждой субапертуры, где средним положением распределения является центр субапертуры. Это было сделано как для коаксиальной (0≤L≤1, 0≤γ≤2π), так и для боковой (0≤L≤2, 0≤γ≤π) геометрии проекции.

   Результаты моделирования представлены на рис. 6 и 7, где красное пятно представляет ось проекции лазера, а квадратная матрица представляет в общей сложности 11 × 11 субапертур. Видно, что по мере того, как мы перемещаемся наружу от точки проецирования, пятна удлиняются в радиальном направлении и в большей степени для геометрии боковой проекции; максимальное удлинение для соосных и боковых выступов составило ∼1.2 ″ и ∼2 ″ для нашего случая. Как обсуждалось Харди (1998), ⁴ удлинение лазерных пятен вносит значительный вклад в ошибки измерения WFS, а также ошибки из-за углового изопланатизма. В системе iRobo-AO эти ошибки для геометрии боковой проекции будут в ≈1,67 раза больше, чем для осевой проекции. Поэтому мы выбрали осевую лазерную проекцию.

   Рис. 6

   Массив пятен LGS на каждой субапертуре для проекции коаксиального лазера (красное пятно — ось проекции).

   Рис. 7

   Массив пятен LGS на каждой субапертуре для лазерной проекции со стороны телескопа (красное пятно — ось проекции).

   2.2.2.

   Механизм фокусировки

   Чрезвычайно важно, чтобы LGS была хорошо сфокусирована в небе. Для этого двояковыпуклая линза, установленная на высокоточном линейном приводе в лазерном проекторе, перемещается вдоль оптической оси лазерного проектора. На фиг.8 показана разница в диаметре луча на расстоянии 22 м между линзой проектора и экраном для различных положений исполнительного механизма; разница минимальна для положения привода ∼6 мм.

   Рис. 8

   Изменение диаметра луча на 22 м для различных положений привода.

   Ширина видимого ограниченного пятна LGS на расстоянии 10 км будет около 1,629 ″ на длине волны 0,355 мкм. Кумулятивный эффект в размере пятна создается квадратурным добавлением чистого размытия LGS из-за расфокусировки и пятна с ограниченным обзором. Ширина LGS до ≈2 ′ (половина субапертуры камеры CCD39 WFS, раздел 2.3 — датчик волнового фронта) находится в пределах допустимого диапазона. Совокупный диаметр пятна LGS на расстоянии 10 км, вызванный перемещением выпуклой линзы из оптимального положения исполнительным механизмом прецессии, показан на рис.9. Привод имеет шаговое разрешение 0,10 мкм, что более чем достаточно для фокусировки LGS в пределах требуемого размера пятна на расстоянии 10 км.

   Рис. 9

   Суммарное влияние на размытие LGS с учетом как видимости, так и эффектов различных положений исполнительного механизма согласно Zemax.

   2.3.

   Лаборатория Кассегрена, АО

   Установка Кассегрена в основном состоит из трех рукавов: двух научных рукавов, работающих в видимом и инфракрасном (ИК) диапазонах, и УФ рукава, считывающего волновой фронт.Вся оптическая релейная система показана на рис. 10. Она в основном состоит из пяти внеосевых параболических (OAP) зеркал, деформируемого зеркала (DM), зеркала, корректирующего наклон наконечника (TTM), пары вращающихся призм, используемых в качестве корректор атмосферной дисперсии (ADC) и два дихроичных фильтра для разделения света на различные полосы. Помимо этого, он также имеет камеру электронного умножителя с заряженными парами (EMCCD), камеру CCD39 с быстрым считыванием УФ-чувствительных датчиков волнового фронта и инфракрасную камеру (ИК-камеру), которая была разработана в IUCAA (подробности ИК-камеры будут представлены в нашей следующей статье).Размер всего ящика Кассегрена составляет примерно 1 м × 0,8 м × 0,2 м.

   Рис. 10

   Здесь приводится краткое описание всех элементов, которые собираются на установке Кассегрена, со спецификациями оптики в Таблице 3.

   Таблица 3

   Технические характеристики оптики Кассегрена iRobo-AO.

   Название оптики	Спецификация
   FM1 (эллиптическая)	Большой и малый диаметры: 35,3 и 20 мм
   	Толщина: 2 мм, материал: плавленый кварц (степень УФ)
   OAP1a	OADb: 23.556 мм, основной ROCc: 78,056 мм, материал: Zerodur
   DM (на основе MEMS)	Диафрагма: 4,4 × 4,4 мм2, сплошная поверхность
   	Ход: 3,5 мкм, приводы: 140
   УФ-оптика плеча
   Дихроичный лазер	Диаметр: 22 мм, толщина: 2 мм, отражает 355 нм и пропускает от 390 до 2500 нм
   Линза	Поверхность1, ROC: 141,669 мм (выпуклая)
   	Поверхность2, ROC: 80.1968 мм (выпуклый)
   	Толщина центра: 5 мм, диаметр: 19 мм
   	Материал: плавленый кварц (УФ-класс)
   FM4,5	Диаметр: 25,4 мм, материал: плавленый кварц ( Класс УФ)
   OAP5	OAD: 68,812 мм, исходный ROC: 303,086 мм, материал: Zerodur
   Retarder	Замедление: λ / 2 при 355 нм, размер: 10 × 10 × 1,6 мм3
   	Материал: кварц
   Ячейка Поккельса	BBO Ячейка Поккеля на 355 нм, апертура: 6 мм
   SHWFS	Planoconvex, фокусное расстояние: 76.6 мм при 633 нм
   	Набор линз: 11 × 11, размер каждой линзы: 0,5 × 0,5 × 1 мм3
   Анализатор	Поляризационный кубический светоделитель, 15 × 15 × 15 мм3
   	Материал: плавленый кварц (УФ-класс)
   Линза реле1	Поверхность1, плоскость, поверхность2, ROC: 38,6 мм (выпуклая)
   	Толщина центра: 2 мм, диаметр: 15 мм
   	Материал: плавленый кварц ( Класс УФ)
   Линза реле2	Поверхность1,2 ROC: ± 21.5 мм (выпуклый), толщина в центре: 3,1 мм
   	Материал: плавленый кварц (УФ-класс), диаметр: 15 мм
   Оптика видимого и инфракрасного оружия
   OAP2	OAD: 62,648 мм, родительский ROC: 118,919 мм, материал: Zerodur
   OAP3	OAD: 57,595 мм, родительский ROC: 326,64 мм, материал: Zerodur
   OAP4	OAD: 304,468 мм, исходный ROC: 730,583 мм , материал: Zerodur
   FM2, TTM	Диаметр: 30 мм, материал: Zerodur
   ADC	Специальная конструкция IGO (рис.15)
   Science dichroic	Диаметр: 76 мм, толщина: 10 мм
   	Отражает видимое (от 390 до 900 нм) и
   	Передает спектр в ближнем ИК-диапазоне (от 900 до 2500 нм)
   FM3	Диаметр: 101,6 мм, толщина: 19,1 мм, материал: плавленый кварц
   	Покрытие: защищенное золото (от 700 до 10 000 нм)
   Видимые фильтры	Bessell U, B, V, R и I, диаметр: 25 мм, толщина: 5 мм

   Имитатор телескопа. Имитатор внутренней оптики телескопа также является неотъемлемой частью iRobo-AO. Вся оптическая юстировка iRobo-AO была проведена с помощью симулятора. Он может моделировать два фокуса — один для УФ-источника на конечной высоте, скажем, 10 км над телескопом, и второй для бесконечно удаленного источника в видимом диапазоне. В обоих случаях диафрагменное число совпадает с диафрагменным лучом телескопа. FM1, установленный на линейной платформе, используется для направления света от телескопа в основную систему AO.На рисунке 11 показана оптическая схема имитатора телескопа, видно, что УФ-фокус (LGS) и видимый (целевой) фокус разделены на 40 мм с лучом f / 10, как и в случае с оптикой телескопа.

   Рис. 11

   Оптическая схема имитатора телескопа.

   Зеркала OAP. iRobo-AO использует пять изготовленных на заказ зеркал OAP для передачи света от фокуса телескопа к различным компонентам видимого, инфракрасного и УФ-лучей. Они также помогают повторно отображать входной зрачок телескопа на DM, ADC и WFS.

   Зеркало деформируемое. Входной зрачок телескопа сначала повторно отображается на поверхности DM через его чистую рабочую апертуру 4,4 мм. Атмосферная турбулентность требует размера хода [Ур. (5)] ²³

   Ур. (9)

   δ = 3λ2πl (Dpupilr0) 5/6, где l = 1,03, если DM компенсирует наклон наконечника плюс аберрации более высокого порядка, и равно 0,134, если наклон наконечника учитывается и удаляется отдельно, например с помощью ТТМ. Здесь Dpupil — диаметр входного зрачка телескопа.Из уравнения видно, что при изменении r0 как λ6 / 5 ход DM не зависит от длины волны.

   В IGO для r0≈7,6 см при λ = 0,550 мкм чистый ход, необходимый для полной коррекции аберраций, составляет 4 мкм и 1,5 мкм с отдельной коррекцией наклона наконечника. DM от Boston Micromachines на основе MEMS с максимальным размером хода 3,5 мкм, прозрачной апертурой 4,4 мм и в общей сложности 140 рабочих исполнительных механизмов был выбран для iRobo-AO для обработки только коррекций более высокого порядка.

   Дихроичные фильтры. Набор из двух дихроичных фильтров используется для разделения входного луча на УФ, видимое и ИК-лучи (более подробная информация представлена ​​в разделе 2.3.1).

   Фильтры. Перед научной камерой EMCCD установлены два моторизованных колеса фильтра с шестью прорезями на каждом. Набор фильтров Bessell U, B, V, R и I. Остальные слоты будут заполнены в соответствии с будущими требованиями.

   Корректор атмосферной дисперсии. Атмосферная дисперсия также оказывает серьезное влияние, особенно при наблюдении за объектами под большими зенитными углами.В таких случаях изображения объектов обычно имеют тенденцию к удлинению из-за рассеивания. Характеристики АЦП подробно обсуждаются в разд. 2.3.2.

   Наклонное зеркало. Коррекция наклона наконечника является коррекцией АО низшего порядка, только когда r0≈Dpupil; для Dpupil> r0 мощность наклона наконечника меньше. ^{24 , 25} Наличие NGS (может быть слабее, чем LGS), однако, является обязательным условием для коррекции наклона наконечника. LGS не могут использоваться для этой цели, потому что после двухстороннего прохождения лазерных лучей через атмосферу информация о наклоне наконечника теряется.Общая дисперсия наклона по одной оси дается как ⁴

   Ур. (10)

   αtilt2 = 0,184 (λDpupil) 2 (Dpupilr0) 53 рад2.

   Чистый угловой наклон с учетом изменения ± 3 сигма будет составлять ≈11 мкрад для параметров IGO; это общий наклон волнового фронта по одной оси у главного зеркала. При угловом увеличении луча при TTM ≈95 общий атмосферный наклон после увеличения при TTM будет ≈1 мрад. Следовательно, для наших целей достаточно выбранной пьезо-наклонной платформы с максимальным ходом 2 мрад.

   И АЦП, и ТТМ являются общими для видимого и ИК-диапазона. Здесь необходимо упомянуть, что, хотя TTM является неотъемлемой частью iRobo-AO, его можно использовать на полную мощность только после ввода ИК-камеры в эксплуатацию. Для коррекции наклона наконечника можно использовать либо камеру видимого диапазона EMCCD, либо ИК-камеру, в зависимости от того, какую научную руку мы выберем. Он контролируется путем обнаружения движения центра тяжести быстро считываемых изображений с помощью видимой или инфракрасной камеры. В качестве альтернативы для удаления наклона наконечника можно использовать технику удачной визуализации ^{26 , 27} .

   Камера видимого диапазона EMCCD. iRobo-AO использует EMCCD размером 1 К × 1 К (Andor iXon3 888) с размером пикселя 13 мкм в качестве научной камеры в видимой части (от 0,4 до 0,9 мкм). Камера может работать как в однокадровом, так и в быстром покадровом режиме с различным заранее заданным усилением ЭМ. Всего имеется 16 предустановленных режимов, в которых может работать камера, включая режим наклона и наклона. Быстрое считывание с камеры (~ 9 полных кадров в секунду) позволяет корректировать наклон даже без ИК-камеры.Данные хранятся в формате подходящего куба и обрабатываются с алгоритмом сдвига и добавления удачного изображения. ^{26 , 27} Масштаб пластины и поле зрения (FOV) составляют 2,25 ″ / мм и ± 15 ″.

   Дальность ворот. Луч от лазерного проектора непрерывно рассеивается по Рэлею, когда он распространяется вверх через атмосферу. Чтобы улавливать рассеянный свет только из глубины Рэлея и не позволять рассеянному рассеянному свету достигать WFS, установлена ​​система стробирования дальности ²⁸ .Стробирование работает путем открытия высокоскоростного электрооптического затвора, основанного на эффекте Поккельса, на определенное время, так что только рассеянный свет из глубины Рэлея достигает WFS. Более подробная информация представлена ​​в гл. 2.3.3. Система стробирования соединена с генератором задержки (DG) для учета времени возврата импульса и может быть индивидуально запрограммирована для регулировки задержки и ширины импульса.

   Датчик волнового фронта. iRobo-AO использует матрицу линз Шака – Хартмана для WFS, которая состоит из прямоугольной матрицы 11 × 11 плосковыпуклых линз, каждая с фокусным расстоянием 76.6 мм и шаг 0,5 мм. Он помещается сразу после ячейки Поккельса. Камера считывания волнового фронта имеет чип e2v CCD39, который имеет 80 × 80 пикселей каждый размером 24 мкм. В четырех углах CCD39 расположены четыре усилителя, которые можно считывать одновременно для быстрого считывания. Более подробная информация о структуре восприятия волнового фронта камеры CCD39 представлена ​​в разд. 3. Масштаб пластины и угол обзора / субапертура составляют 0,675 дюйма / пиксель и 4 дюйма.

   2.3.1.

   Оптическое реле

   Как показано на рис.10, входящий свет от телескопа сначала направляется перпендикулярно оси телескопа с помощью FM1, а входной зрачок телескопа сначала повторно отображается на DM с помощью OAP1. После отражения от DM и с помощью дихроичного фильтра (УФ-дихроичный) весь УФ-свет отражается в сторону чувствительного плеча волнового фронта. Переданный видимый и инфракрасный луч после отражения от OAP2 и OAP3 проходит через ADC и направляется TTM к OAP4. Наконец, с помощью другого дихроичного фильтра (научный дихроичный) видимый свет проходит на EMCCD, а инфракрасный свет — на инфракрасную камеру.

   В УФ-плече с помощью линзы и OAP5 зрачок снова отображается на SHWFS после прохождения через систему стробирования по дальности. Система стробирования по дальности устанавливается между двумя перекрещивающимися поляризационными светоделителями (PBS). Вращающаяся полуволновая пластина-замедлитель на входе в первый PBS удерживает ось поляризации света LGS фиксированной по отношению к оси компонентов поляризации, следующих за ним. Система стробирования по дальности подробно обсуждается в разд. 2.3.3. Наконец, изображение после SHWFS передается на CCD39 с парой ретрансляционных линз.На рис. 10 показано оптическое реле в сборе, а на рис. 12 показана полная механическая сборка iRobo-AO.

   Рис. 12

   Механическая сборка iRobo-AO.

   Оптические характеристики. При светосиле f / 45,42 и шкале пластины 2,25 ″ / мм на входе EMCCD теоретическая оценка FWHM при λ = 0,65 мкм составляет ∼30,4 мкм или 2,34 пикселя, что удовлетворяет критериям Найквиста. На рисунке 13 показана диаграмма полихроматических пятен на EMCCD для общего поля зрения ± 15 ″.Изменение среднеквадратичного размера пятна на EMCCD в зависимости от положения поля показано на рис. 14.

   Рис. 13

   Диаграмма полихроматических пятен на EMCCD.

   Рис. 14

   Изменение среднеквадратичного размера пятна на EMCCD в зависимости от положения поля.

   В УФ-плече наиболее важным параметром, кроме диаметра зрачка на SHWFS, является ошибка волнового фронта и степень коллимации луча. После нескольких раундов итерации линзы (после УФ-дихроики) и параметров OAP5 мы получаем 0.5 ″ коллимированный пучок с удаленным наклоном P – V и среднеквадратичной ошибкой волнового фронта 0,04λ и 0,0072λ на 0,355 мкм.

   2.3.2.

   Корректор атмосферной дисперсии

   Помимо астрономического зрения, другое вредное воздействие атмосферы Земли на проходящий через нее свет вызвано атмосферной дисперсией. Атмосферная дисперсия размывает свет в разные длины волн из-за дифференциальной рефракции, когда свет проходит через атмосферу. Атмосферная дисперсия — это совокупный эффект давления, температуры, влажности и местоположения обсерватории, но высота объекта оказывает максимальное влияние на дисперсию; чем ниже объект (дальше от зенита), тем больше рассеивание, поскольку свет проходит через более толстый слой атмосферы.

   Чистый эффект дисперсии — удлинение изображения объекта на камере, что приводит к потере разрешения, тем самым сводя на нет цель АО. Следовательно, АЦП играют очень важную роль в системах AO.

   Среди множества типов конструкций АЦП конструкция с вращающейся двойной призмой Амичи наиболее широко используется в астрономии. ^{29 , 30}

   Дизайн. Как показано на рис. 16, он состоит из двух идентичных призматических узлов, каждый из которых может независимо вращаться вокруг оптической оси.Каждая из наших призм состоит из цементированных стеклянных пластин клиновидной формы (рис. 15), последовательно изготовленных из N-FK51A, N-LASF31A и N-FK51A. Эти очки обладают хорошей пропускающей способностью в рабочем диапазоне длин волн. Для максимальной, промежуточной и минимальной дисперсий ориентация призм показана на рис. 16. Диаметр луча на АЦП ≈10 мм. Чтобы минимизировать потери на отражение, открытые поверхности были покрыты просветляющим покрытием. Оптическая схема АЦП была выполнена с использованием Zemax, и для учета атмосферных параметров мы использовали подпрограмму Zemax «Атмосфера» (эта подпрограмма имитирует эффекты преломления в атмосфере Земли при просмотре точечного источника или звезды).Он предназначен для работы в диапазоне длин волн от 0,4 до 2,2 мкм.

   Рис. 15

   Блок АЦП имеет две идентичные цементированные призмы, каждая из которых состоит из трех компонентов, как показано на рисунке (размеры указаны в миллиметрах).

   Рис. 16

   Иллюстрация отношения угла призмы к зенитным углам для трех случаев: A, B и C с углами призмы 0, 30, 90 градусов и зенитными углами 65, 61,8 и 0 градусов по порядку.

   Работоспособность конструкции во всем рабочем диапазоне длин волн показана на рис.17. Размер полихроматического среднеквадратичного пятна находится в пределах радиуса диска Эйри 12 мкм (определяемого на промежуточной длине волны 1 мкм) для различных зенитных углов (z) объекта. Аналогичное поведение также наблюдается в отдельных диапазонах B, V, R, I, J, H и K. Из рисунка мы также делаем вывод, что при z ≈ 65 градусов (случай максимальной дисперсии) призмы выравниваются с углом призмы (θ) ∼0 градусов, а дисперсия отдельных призм складывается таким образом, что сводится к нулю атмосферная дисперсия.

   Фиг.17

   Оптимальный угол призмы и среднеквадратичный размер пятна для трех рабочих температур в зависимости от зенитного угла.

   График отклонения положения монохроматического пятна от опорного положения (т. Е. Положения основной длины волны на 1 мкм) в зависимости от длины волны при оптимальном угле призмы для различных зенитных углов показан на рис. 18. Размеры всех пятен указаны на рис. хорошо в пределах диска Эйри.

   Рис. 18

   Отклонение положения монохроматического пятна в рабочем диапазоне длин волн в зависимости от разного зенитного угла (z) при T = 280 К.

   Анализ проводился с использованием специальных параметров IGO для высоты обсерватории, давления, влажности и широты 1005 м, 993 мбар, 50% и 19,0883 ° с.ш., а также трех различных температур.

   Связь между углом призмы и дисперсией. Атмосферная угловая дисперсия между длинами волн λmax и λmin в конкретном месте и положении объекта может быть определена как

   Eq. (11)

   Datm = ξλmax − ξλmin, где ξλ — суммарное отклонение света от верхних слоев атмосферы к наблюдателю на λ.Предполагая, что p представляет собой дисперсию отдельных призм, которые повернуты на ± θ (одна призма вращается на + θ, а другая — на −θ, а дифференциальный угол между двумя призмами равен 2θ) от номинального положения, можно показать используя уравнение сложения векторов ³¹ , дисперсия АЦП может быть задана как

   Eq. (12)

   Dadc = 2p cos (θ). Это выражение можно инвертировать, чтобы оценить угол поворота призмы θ для конкретного D как

   Eq. (13)

   θ = cos − 1 (Dadc2p). Аналитический метод оценки Datm обсуждается в разд.2.3.2. Чтобы обнулить атмосферную дисперсию, Dadc должен быть равен Datm, но противоположен по знаку.

   Лабораторные характеристики АЦП. Для проверки лабораторных характеристик АЦП точки данных дисперсии были получены экспериментально и с Zemax между длинами волн 0,355 и 0,556 мкм путем вращения призм от 0 до 90 градусов. Атмосферные эффекты здесь не рассматривались. На рис. 19 дисперсия АЦП под разными углами призмы, полученная из Zemax (данные Zemax), совмещена с данными дисперсии, полученными из уравнения.12 (модель, данные Zemax) с p∼1,9039 ″, где дисперсия отдельной призмы снова оценивалась с помощью Zemax. Чтобы соответствовать лабораторным данным, дисперсионное уравнение в более общем виде было записано как

   Eq. (14)

   Dadc = dc + 2pexp cos (θ + ϕ), где термин dc и эпоха ϕ были введены в уравнение. (14). Эта модель была подогнана (модель, экспериментальные данные) к лабораторным данным (экспериментальным данным), из которых мы получили pexp∼1,548543 ″ ± 0,057332 ″, ϕ∼0,557698 ° ± 2,525664 ° и dc∼0,936802 ″ ± 0,155637 ″.

   Рис.19

   Сравнение лабораторных показателей ADC с Zemax.

   Различие между экспериментальными данными и предсказанием Zemax, как видно из рис.19, может быть связано с ошибками юстировки, незначительной разницей в показателях преломления стекол расплава с показателями из каталога стекла Zemax, а также из-за незначительного изготовления погрешность, особенно в углах клина призм.

   Оценка атмосферной дисперсии: Здесь мы обсуждаем два случая.

   Фиксированные атмосферные параметры. Следуя Smart и Green, ³² , мы принимаем модель атмосферной дисперсии как

   Equating Eq. (15) к уравнению. (12) можно показать, что где k — константа пропорциональности. Перестановка,

   Ур. (17)

   θ = cos − 1 [k tan (z)].

   Используя оптимизированные значения θ для различных z из рис. 17 в уравнении. (16), среднее значение k было оценено как 0,466 для T = 280 K. Рисунок 20 показывает хорошее соответствие между формулой. (17) и данные на рис. 17. Аналогичное поведение наблюдается при других температурах, но с другими значениями k.Поскольку значение k изменяется в зависимости от температуры в течение ночи, этот метод устанавливает серьезные ограничения на расчетное значение Datm. Следовательно, необходимо рассмотреть более общие методы оценки Datm с использованием только атмосферных параметров, а также принять во внимание их изменение в реальном времени.

   Рис. 20

   Разница угла призмы, полученная с помощью Zemax и модели при T = 280 K.

   Различные атмосферные параметры. Здесь мы оцениваем Datm в соответствии с атмосферной моделью, предложенной Sinclair ³³ и Hohenkerk et al. ³⁴ Все атмосферные и объектные параметры хранятся в файле, который может обновляться через определенные промежутки времени и вызываться компьютерной программой, которая вычисляет требуемый угол поворота призмы. Программа также может учитывать все параметры, связанные с обсерваторией, что делает ее достаточно универсальной для использования в любой обсерватории. Вычисляя Datm для набора атмосферных параметров (как в разделе 2.3.2) и используя уравнение. (13) с p∼2,266 ″ для всего рабочего диапазона длин волн, получаем θ для различных z, как показано на рис.21. Чтобы учесть небольшое несоответствие (это несоответствие не связано с результатами лабораторных измерений, упомянутых в параграфе «Лабораторные характеристики АЦП») при более высоких значениях z, мы немного изменили выражение для A [переменная A является частью выражения (Уравнение Коши) показателя преломления воздуха в тропосфере] в тропосфере ³⁴ с коэффициентом 0,92257. Окончательное выражение можно записать как

   Eq. (18)

   A = 0,92257 (287.604 + 1.6288λ2 + 0,0136λ4) 273,15 1013,25.

   Рис. 21

   Сравнение вычисленных данных в соответствии с техническим примечанием NAO с Zemax при T = 280 K.

   На рисунке 22 показано хорошее совпадение между вычисленными значениями и точками данных Zemax. Мы использовали этот алгоритм для управления блоком АЦП iRobo-AO.

   Рис. 22

   Сравнение расчетных данных по технической записке NAO с Zemax при T = 280 K после модификации.

   Эффект деротатора телескопа. Когда высотный азимутальный телескоп (как в IGO) направлен точно в северном (южном) направлении (азимутальный угол 0 или π), ось возвышения перемещается по линии постоянного прямого восхождения, и изменение возвышения телескопа вызывает только изменение склонение.Для любой другой азимутальной ориентации существует некоторая угловая разница между линией постоянного прямого восхождения и линией, доступ к которой осуществляется при перемещении телескопа по углу места; этот угол известен как параллактический угол. Таким образом, параллактический угол — это угол между линией постоянного азимута и линией постоянного прямого восхождения. Линии постоянного азимута сходятся в зените, а линии постоянного прямого восхождения сходятся в проекции Северного полюса Земли на небо.

   Кроме того, когда альт-азимутальный телескоп отслеживает поле объекта, изображение этого поля вращается со временем.Ориентация поля объекта в фокальной плоскости поддерживается стабильной за счет перемещения деротатора на угол, равный параллактическому углу. ³⁵

   В фокусе Кассегрена альт-азимутального телескопа средний угол двух призм должен оставаться фиксированным относительно трубы телескопа, так как направление дисперсии всегда перпендикулярно оси возвышения. Поскольку блок АЦП расположен за деротатором, весь блок будет вращаться относительно трубы телескопа. Призма 1 и призма 2 установлены на двух независимых ступенях вращения.Таким образом, чтобы удерживать средний угол призм фиксированным относительно оси дисперсии, мы должны повернуть обе призмы точно в противоположном направлении относительно деротатора на величину, равную параллактическому углу. Это в дополнение к дифференциальным углам призм, необходимым для коррекции дисперсии. Угол призмы (θ) — это теоретический угол призмы, рассчитанный по формуле. (17). Чистый угол поворота ступеней призмы 1 и призмы 2 будет тогда ³⁶

   Ур. (19)

   Ом1 = θ − ωpa + смещение1,

   Ур.(20)

   Ω2 = −θ − ωpa + offset2, соответственно, где ωpa — параллактический угол, а смещения (offset1, offset2 двух ступеней призм) — это разница между фактическим механическим и теоретическим расчетным углом призмы (Ω − θ ) соответствует, когда ωpa = 0, то есть когда объект пересекает меридиан. Знаки углов в уравнениях. (19) и (20) лучше всего оцениваются с неба. Компьютерная программа оценивает ωpa и θ и обновляет Ω со скоростью, обсуждаемой в следующем разделе.

   Скорость вращения. Поскольку нежелательно, чтобы призмы отставали во времени от предусмотренных положений, необходимо выполнить оценку оптимальной скорости вращения. Для k = 0,466 из уравнения. (17) и Смарт и Грин ³² получаем [скорость изменения часового угла составляет 360 градусов 23h56m04.0905s = 153600 (1 + 1365,2422) град / с, пренебрегая членами более высокого порядка]

   Eq. (21)

   dΩ1dt = dθdt − dωpadt,

   Ур. (22)

   dθdt = dθdzdzdtdθdz = −k sec2 (z) 1− [k tan (z)] 2dzdt = 153600 (1 + 1365,2422) sin A cos ϕ deg / sdθdt = −153600 (1 + 1365.2422) [k sec2 (z) 1− [k tan (z)] 2] ⁢sin A cos ϕ град / с, и

   Eq. (23)

   dωpadt = −153600 (1 + 1365,2422) cos ϕ cos A cosec (z) град / с,

   Ур. (24)

   dΩ1dt = 1240 (1 + 1365,2422) [- k sec2 (z) 1− [k tan (z)] 2 ⁢sin A + cos A cosec (z)] cos ϕ deg / s, где A и ϕ — азимутальный угол и широта соответственно. Используя уравнения. (19), (22) и (23), оценка скорости вращения для одной призмы [Ур. (24)] показано на рис. 23 для T = 280 K, где среднее значение k больше по сравнению с T = 293 K и T = 303 K.Другой угол призмы (Ω2) изменяется аналогичным образом, но с противоположным знаком. Видно, что требуемая максимальная скорость вращения составляет ∼0,28 град / с, а скорость вращения каскадов АЦП по умолчанию установлена ​​на 2,0 град / с, что намного выше расчетного максимального значения.

   Рис. 23

   Скорость вращения призмы АЦП для различных азимутальных и зенитных углов.

   АЦП быстро перемещается с максимальной скоростью, установленной по умолчанию, останавливается и ждет около 3 с до следующего обновления.Максимальное несовпадение примерно 0,84 градуса (= 0,28 градуса × 3) между требуемым и достигнутым положениями происходит при максимальном зенитном угле (z) ≈65 градусов в интервале 3 с. Изменения среднеквадратичного значения и геометрического радиуса пятна находятся в пределах диска Эйри из-за несоответствия до угла призмы ± 2 градуса (рис. 24), что оправдывает частоту обновления 3 с.

   Рис. 24

   Изменение пятна из-за несоответствия требуемого и достигнутого угла призмы при зенитном угле 65 градусов.

   2.3.3.

   Строб дальнего действия

   В основе системы AO на основе LGS лежит импульсный УФ-лазер с модуляцией добротности мощностью 10 Вт, длительностью импульса 33 нс и частотой повторения 10 кГц.Сигнал с модуляцией добротности от лазера подается на импульс DG, который запускает состояния ВКЛ / ВЫКЛ электрооптического затвора ячейки Поккельса. Когда соответствующее напряжение подается на ячейку Поккельса, она ведет себя как полуволновой оптический замедлитель на оптическом пути. Ячейка Поккельса помещается между двумя ортогональными PBS. Когда на ячейку Поккельса подается напряжение до 3,3 кВ (для 355 нм), заслонка переключается в «открытый» режим, и кристалл бета-BaB2O4 ячейки Поккельса поворачивает плоскость поляризации входного луча на 90 градусов. , который может проходить через ортогональный PBS.Когда на кристалл не подается напряжение, свет блокируется скрещенным PBS.

   Затвор сначала был тщательно выровнен на оптической скамье, чтобы лазерный луч проходил через кристалл параллельно направлению оси Z кристалла. Коммерческий лазер сначала был изготовлен параллельно оптической скамье, а затем кристалл был вставлен в оптический путь. Была произведена точная регулировка с помощью прецизионного карданного подвеса, чтобы гарантировать, что ось кристалла и ось лазера коллинеарны, что можно определить по изогирам, видимым на экране, как показано на рис.25.

   Рис. 25

   Изогиры на экране.

   Чтобы проверить поведение заслонки при подаче на нее напряжения, мы запустили ДГ с помощью прямоугольного сигнала 500 Гц от функционального генератора. Выходной сигнал ВКЛ / ВЫКЛ от DG запускает состояние ВКЛ / ВЫКЛ ячейки Поккельса; сигналы ВКЛ / ВЫКЛ разделены на 2.3 мкс (соответствует 345 м на небе, что является ожидаемой высотой лазерного «пятна»), тогда как временная задержка между включением DG и сигналом от функционального генератора была установлена ​​на 66.67 мкс (соответствует времени возврата луча с высоты 10 км в небе). Для приема стробируемого сигнала от ячейки Поккельса использовался высокочувствительный фотодиод, как показано на рис. 26.

   Рис. 26

   Стробируемый импульс длительностью 2,3 мкс, снимаемый фотодиодом с использованием функционального генератора (время / основное деление: 10 мкс / деление).

   Эффект деротатора Кассегрена. Поскольку лазерный проектор расположен сбоку от телескопа, который имеет альт-азимутальную систему крепления, деротатор Кассегрена заставляет плоскость поляризации лазерного луча (как видно из ячейки Поккельса) со временем изменяться.Однако ячейка Поккельса работает только тогда, когда плоскость поляризации входного луча ориентирована в определенном направлении относительно осей кристалла. Чтобы гарантировать, что это происходит, на входе в систему управления дальностью установлен оптический полуволновой пластинчатый замедлитель, установленный на вращающейся платформе. Замедлитель вращается так, чтобы выровнять плоскость поляризации входного лазерного луча с его первоначальным оптимальным направлением каждые 3 с. Скорость вращения замедлителя схватывания синхронизирована с вращением деротатора Кассегрена.

   Поскольку один и тот же модуль контроллера управляет как АЦП, так и устройством-замедлителем, хотя каждый из них имеет разные принципы работы, в структуру программного обеспечения была введена функция многопоточности для одновременной связи с обоими модулями.

   Новые возможности. Весь инструмент оптимизирован для 2-метровой высотноазимутальной системы IUCAA в главном порту Кассегрена, тогда как первый Robo-AO был разработан для 1,5-метрового телескопа Palomar P60 с экваториальной установкой. При этом все основные оптические компоненты пришлось модернизировать, чтобы они соответствовали требованиям iRobo-AO, как указано в таблице 3.Существенные различия заключаются во включении ретардера перед ячейкой Поккельса, чтобы удовлетворить требованиям нашего альт-азимутального телескопа, и к общему программному обеспечению АЦП, чувствительному к параметрам атмосферы. Оба компонента — АЦП и замедлитель — работают синхронно и управляются одним и тем же главным контроллером.

   Как сделать звездное колесо и наблюдать за ночным небом | Небо и телескоп

   Это удобное Звездное Колесо, которое поможет вам легко ориентироваться в ночном небе, займет всего несколько минут! Нажмите на изображение, чтобы увеличить его.

   Келли Битти

   Как и большинству людей, вам, вероятно, нравится находиться под чистым ночным небом, чтобы полюбоваться прекрасным гобеленом из звезд и планет над головой. Но что, если вы не можете отличить Полярную звезду от Поллукса или Сатурн от Стрельца? Без проблем! Используя это простое и легкое в изготовлении звездное колесо, вы сможете уверенно перемещаться по ночному небу в кратчайшие сроки.

   Движение звезд отмечает течение ночи. Когда Земля вращается вокруг своей оси, кажется, что звезды восходят на востоке и заходят на западе, как Солнце и Луна.Это означает, что вы увидите над головой разные звезды в разное время ночи. Точно так же, когда Земля совершает свой ежегодный обход вокруг Солнца, из месяца в месяц вы будете видеть разные звезды.

   Итак, какие звезды будут сегодня вечером на вашем небе? Чтобы узнать это, следуйте этим простым инструкциям, чтобы сделать звездное колесо, которое вы сможете использовать сегодня вечером!

   Сделайте звездное колесо

   Во-первых, вам нужно отобразить (щелкнуть левой кнопкой мыши) или загрузить (щелкнуть правой кнопкой мыши) две части для вашего звездного колеса (также известного как планисфера).Убедитесь, что ваш компьютер может отображать файлы PDF; если нет, загрузите и установите бесплатную Adobe Reader .

   Часть 1 , представляющая собой круговую карту неба.

   Деталь 2 , которая представляет собой внешнюю втулку звездочки.

   Размер каждой части Звездного колеса соответствует размеру одного листа бумаги формата Letter. Распечатайте оба листа и вырежьте детали. Для карты звездного неба (часть 1) обрежьте серые углы, чтобы получился круг диаметром 8 дюймов.Что касается внешнего рукава (Часть 2), убедитесь, что внизу есть большой белый прямоугольник; также вырежьте белый овал посередине.

   Чтобы сделать Звездное Колесо, сложите белый прямоугольник в нижней части внешнего рукава так, чтобы он находился под передней частью. Затем скрепите прямоугольник спереди в местах, отмеченных короткими белыми линиями по обе стороны от овала. Теперь проскользните по круговой карте неба, чтобы она была видна сквозь овал. Это оно!

   Чтобы использовать Звездное колесо, совместите желаемую дату с желаемым временем.Этот пример установлен на 22:00. (летнее время) 15 июня.

   Келли Битти

   Использование звездного колеса

   Выберите дату и час, которые вы хотите наблюдать, и установите Звездное колесо так, чтобы эта дата (на ободе круглого диска) совпадала со временем, указанным на краю внешнего рукава. Используйте белые часы, когда действует стандартное время, и оранжевые часы, когда часы настроены на летнее (летнее) время.

   Большой овал Звездного колеса показывает все небо, а изогнутый край овала представляет горизонт, с которым вы сталкиваетесь.Выйдя на улицу, держите Звездное Колесо перед собой и посмотрите на желтые надписи «Лицевая сторона» вокруг овала. Поверните колесо целиком так, чтобы желтая метка, указывающая направление, в котором вы смотрите, была внизу, а надпись — вправо вверх. Если вы не знаете, куда идти, просто запомните, где садится Солнце; это запад.

   После того, как вы установите дату и время, поверните звездное колесо так, чтобы метка «Лицом к лицу» в нижней части овала совпадала с направлением в небе, которое вы смотрите.

   Келли Битти

   Теперь звезды над горизонтом карты должны совпадать с настоящими звездами перед вами.Помните, что звездные узоры на небе будут выглядеть намного крупнее, чем на карте. Чем дальше от края овала появятся звезды, тем выше они будут сиять на вашем небе. Звезды в центре овала появятся прямо над головой.

   Если вам нужно больше наглядного руководства, посмотрите наше видео о том, как использовать звездочку.

   Это звездное колесо можно использовать для северных широт от 30 ° до 50 °, которые покрывают практически всю континентальную часть США, юг Канады и Европу.В него вошли названия самых ярких звезд и самых ярких созвездий. В зависимости от того, насколько темное небо в вашем районе, над головой может быть больше звезд, чем показано на карте. Небо у всех выглядит немного по-разному. Если вы видите меньше звезд, чем их видно на Звездном колесе, постарайтесь найти место для наблюдений, которое не залито домом или уличным фонарем. Кроме того, чем дольше вы находитесь на улице, тем больше шансов, что ваши глаза приспособятся к темноте, и тем больше звезд вы сможете увидеть.

   Проведя линию через «указательные» звезды на конце чаши Большой Медведицы, вы легко найдете Полярную звезду.

   Келли Битти

   Звезды на северном небе не восходят и не садятся — вместо этого в течение ночи они, кажется, медленно вращаются против часовой стрелки вокруг Полярной звезды, Полярной звезды, которая, кажется, остается в одном и том же месте на небе независимо от времени ночи или времени года. год. Итак, давайте найдем Полярную звезду!

   Начните с обнаружения Большой Медведицы.Эта гигантская ложка на самом деле является частью более крупного созвездия под названием Большая Медведица, Большая Медведица. Найдите две конечные звезды в чаше Диппера — посмотрите напротив ручки. Они известны как «указатели». Почему? Потому что линия, проведенная между ними и продолжающаяся от дна чаши, приведет вас к Полярной звезде, Полярной звезде. Теперь, когда вы знаете, как найти Полярную звезду, вы также знаете, как найти правильный север, независимо от того, где вы находитесь в Северном полушарии!

   Планеты не нанесены на Звездное Колесо, но они движутся по небу по воображаемой линии, называемой эклиптикой .

   Келли Битти

   Луна и планеты не показаны на карте, потому что их повседневные движения более сложны, чем движения звезд. Однако изогнутая линия, пересекающая карту, называется эклиптикой . Он представляет собой путь в небе, по которому следуют самые яркие планеты. Если вы видите яркую «звезду», непрерывно сияющую на этой изогнутой линии или рядом с ней, а объект не нанесен на звездное колесо, вы смотрите на планету.Луна также движется очень близко к эклиптике по своей орбите вокруг Земли.

   Вы также можете использовать нашу интерактивную карту звездного неба, чтобы увидеть, что находится в небе для вашего времени и места.

   Независимо от того, насколько хорошо вы знаете небо, вы обнаружите, что звездное колесо пригодится для быстрой проверки того, «что происходит» в любую ночь. Если вам нужна лучшая версия звездного колеса, которое вы видите здесь, вы можете найти несколько звездных колес в нашем интернет-магазине.

   Деятельность мини-лаборатории для вводных курсов по астрономии

   Электронная почта: cpilacho @ indiana.edu

   Доступные ниже задания были подготовлены для Кэти Пилаховски. вводные классы астрономии для ненаучных специальностей в Университете Индианы. Источники изображений, данных и действий с благодарностью указаны в отдельных файлах. Все файлы имеют формат Word, что позволяет легко редактировать и адаптировать мини-лаборатории к ситуации в классе.

   Эти мини-лабораторные задания были разработаны для студентов с ограниченным знанием математики и дают студентам возможность использовать уравнения или графический подход.Однако требуется базовое знание математики в старших классах, включая простую тригонометрию. В некоторых из этих мероприятий использовались веб-инструменты на других сайтах. Некоторые из них подойдут в качестве домашних заданий, а другие предназначены для выполнения в качестве групповых заданий в классе.

   Эти задания все еще находятся в разработке и будут обновляться и улучшаться по мере возможности после дополнительного тестирования в классе. Они предоставляются здесь в помощь другим инструкторам и, как всегда, YMMV.

   Обратите внимание, что для некоторых действий может быть доступно несколько версий. Кроме того, я обновил версии многих из этих минилабов, которые, вероятно, лучше, чем оригинальные файлы, доступные здесь. Просто спросите, интересует ли вас одна из этих минилабораторий.

   Некоторые из этих минилабов используют онлайн-ресурсы с других сайтов. Их постоянная доступность не гарантируется!
   

   Основы астрономии

   • Размер и масштаб просит учащихся исследовать размеры и расстояния до важных объектов во Вселенной, а также ранжировать объекты по расстоянию, размеру и массе.
   • Где мы? просит студентов нанести знакомые астрономические объекты на проекцию плоскости Млечного Пути и нанести на карту спиральные рукава Галактики.
   • Parallax использует две фотографии, сделанные в кампусе IU. Студенты вычисляют расстояние до фонарного столба с позиции фотографа.
   • Научная нотация. Это упражнение адаптировано из Института исследований энергетики и окружающей среды и помогает студентам проверять и практиковать научные обозначения.
   • Звезда Барнарда.Студенты определяют правильное движение звезды Барнарда по двум снимкам, сделанным с разницей в 60 лет.
   • Essential Facts and Concepts (файл Word) определяет конкретные факты, определения, количества и отношения, которые будут использоваться на протяжении всего курса и которые студенты должны запомнить, чтобы сформировать общий словарный запас.

   Ночное небо

   • Просмотр неба (файл Word) содержит базовые инструкции по использованию карты звездного неба и некоторые простые действия при просмотре неба.
   • Визуализация Земли и Луны в космосе (файл Word) позволяет студентам практиковаться в визуализации пространственных отношений между Землей, Луной и Солнцем.
   • Утренняя / вечерняя звезда (файл Word) использует симулятор солнечной системы НАСА для изучения положения Земли, Венеры и Солнца в определенные даты, чтобы помочь студентам связать положение планет в небе с их местоположением в Солнечной системе. Вам придется пересмотреть свои собственные даты!
   • Stellarium: Знакомство с приложением Stellarium для исследования ночного неба.

   Легкая

   • Электромагнитное излучение (файл Word) знакомит студентов с понятиями частоты и длины волны и обеспечивает базовый словарный запас для обсуждения света.
   • Waves просит студентов вычислить длину, скорость или частоту звуковых волн, волн цунами, световых волн и гравитационных волн.
   • Свет и цвет. Студенты изучают астрономические изображения, используя красные и синие театральные гели, чтобы понять, как астрономы используют фильтры для извлечения астрономической информации.Вы можете использовать литографии НАСА или отображать изображения в виде слайдов PowerPoint.
   • Старый верный в ИК. Студенты изучают оптические и инфракрасные изображения гейзера Old Faithful в Йеллоустонском национальном парке, чтобы получить опыт работы с псевдоцветом и изучить, как псевдоцвет может использоваться для передачи информации о физических условиях. Адаптировано из Cool Cosmos в IPAC.
   • Инфракрасная камера. Студенты экспериментируют с инфракрасной камерой, чтобы выяснить, как яркость в инфракрасном диапазоне зависит от температуры.
   • Температура. Студенты применяют закон Вина для определения температуры и максимальной длины волны для знакомых объектов. Для определения температуры можно использовать инфракрасную камеру или термометры. Также включен раздел о температуре реликтового излучения.
   • Спектры излучения. Студенты просматривают и рисуют спектры излучения водорода, неона и ртути с помощью катодных ламп. Это также можно сделать с помощью веб-апплетов или спектров в презентации PowerPoint.
   • Создание цветного изображения .Студенты могут использовать веб-сайт «Астрономия в цвете» для создания цветных изображений из многоволновых данных.

   Солнечная система

   • 1-й и 2-й законы Кеплера: студенты изучают формы орбит в Солнечной системе и их значение для планет.
   • 3-й закон Кеплера: Студенты исследуют взаимосвязь между большой полуосью и периодом обращения в Солнечной системе и их значение для планет.
   • Исследование: Краткий рабочий лист об исследовании НАСА Солнечной системы.Требуется обновление!
   • Ударные кратеры: студенты смотрят на ударные кратеры на Земле и оценивают частоту таких ударов.
   • Планеты земной группы: студенты сравнивают поверхности планет земной группы. Требуется обновление с результатами Messenger!
   • Спутники Сатурна: студенты сравнивают поверхности спутников Сатурна.
   • Солнце. Студенты смотрят замедленные фильмы о Солнце, чтобы узнать о солнечном цикле.

   Орбиты

   Звезды

   • Солнечная энергия (файл Word) — студенты оценивают время жизни Солнца.Студентам предоставляется вся информация, необходимая для этой оценки, включая массу Солнца, массу водорода, большую полуось Земли и эффективность синтеза водорода с гелием. Все эти числа даны в простых терминах, подходящих для общего образования, и учащиеся шаг за шагом проходят через математику, чтобы сделать оценку.
   • Ближайшие и самые яркие звезды (файл Word) — это упражнение по построению и интерпретации диаграмм Герцшпрунга-Рассела.Студентам даются данные о двух звездных популяциях; звезды, которые находятся ближе всего к нашему Солнцу, и звезды, которые кажутся наиболее яркими, если смотреть с Земли. Данные в таблицах включают информацию о расстоянии до каждой звезды, абсолютной и видимой звездной величине и температуре. Каждой группе предлагается построить графики зависимости абсолютной величины от температуры для каждого из этих звездных популяций. Затем они должны идентифицировать главную последовательность, а также звезды-гиганты и белые карлики на полученных диаграммах HR.Упражнение завершается серией вопросов, которые анализируют диаграмму ЧСС, сравнивают яркость с расстоянием и определяют различия между двумя выборками.
   • 30 Район звездообразования Дорадуса. Учащиеся определяют особенности изображения области звездообразования 30 дорадусов.
   • Молекулярные облака. Учащиеся используют физические параметры молекулярных облаков, чтобы определить, устойчивы ли облака против гравитационного коллапса.
   • Proplyds. Студенты идентифицируют proplyds на изображении Хаббла области звездообразования Ориона.
   • Звездное образование Мультфильм. Учащиеся создают мультфильм, показывающий процесс и этапы звездообразования.
   • Stellar Spectra (файл Word) демонстрирует студентам, как астрономы используют линии поглощения для сортировки звезд по спектральным классам. Каждой группе дается огибающая, содержащая 20 или более спектров, охватывающих широту системы классификации Гарварда. Учащимся предлагается изучить эти спектры и отсортировать их по как можно меньшему количеству групп, сохраняя при этом только группы со звездами, которые выглядят одинаково.
   • Концептуальная карта звездообразования (файл PPT) помогает организовать процесс звездообразования в конкретные этапы. Учащиеся используют список терминов, чтобы заполнить концептуальную карту звездообразования.
   • Диски для мусора. Учащиеся находят диски обломков вокруг звезд в IC 4556, используя данные Spitzer, чтобы найти избыток ИК-излучения на 24 микронах.
   • Поиск пыльных дисков с помощью Spitzer : Руководство для учителей, Рабочий лист студента, Силовая установка, Кривые черного тела, Данные.
   • Исследование пыли в Трехраздельной туманности (это требует времени!): Изображения доступны по запросу.Руководство для учителей, Рабочий лист ученика.
   • Знакомые звезды. Учащиеся исследуют роль температуры, радиуса и расстояния в яркости ближайших звезд.
   • Диаграмма HR. Диаграмма HR. Учащиеся рисуют как ближайшие звезды, так и самые яркие звезды на небе, чтобы построить диаграмму ЧСС.
   • Шкатулка. Учащиеся измеряют цвет и яркость звезд в звездном скоплении Jewelbox и наносят их на диаграмму HR, чтобы определить возраст скопления. Эта минилаборатория основана на действии NOAO Jewels of the Night.
   • Исследование звездных скоплений . Используя инструмент «Звездное скопление», учащиеся могут оценивать яркость и температуру звезд в скоплениях и использовать их для определения возраста скоплений.
   • Обнаружение новых звезд в Андромеде . Студенты могут использовать инструмент NovaSearch для обнаружения новых звезд в галактике Андромеды и измерения их яркости с течением времени.
   • Воздушные шары — отличный способ смоделировать как начальную функцию масс, так и эволюцию звездного скопления.В большом классе ученики поднимают воздушный шар из чаши по пути в класс. Чаша включает большие синие и белые воздушные шары, средние желтые воздушные шары и маленькие оранжевые и красные воздушные шары, в числах, согласующихся с начальной функцией масс скопления. В подходящее время в классе ученики надувают воздушные шары — белые, синие, оранжевые и красные шары привязаны, но желтый воздушных шаров нет. Как только звездное скопление «сформировано», это разрешено. стареть. Выскакивают синие, а затем белые воздушные шары, желтые одни могут «шипеть», а оранжевый и красный свисают вокруг «навсегда.»Я обычно показываю Роба Шарейна Симулятор HR-диаграммы во время развития кластера, чтобы помочь студентам понять, когда лопнуть или выдыхать воздушные шары. (Обязательно попросите учеников подобрать и утилизировать обломки воздушного шара в конце урока!)
   • Воздушные шары — также отличный способ имитировать радиационную и конвективную теплопередачу, когда мы узнаем о внутренней части Солнца.
   • Звездные скопления. Учащиеся изучают набор диаграмм цветовой амплитуды кластеров, чтобы определить возраст и расстояние.
   • Кривая блеска Новой Аквилы 1999 г. (файл Word) просит студентов построить кривую блеска Нова Аквилы 1999 г.
   • Нуклеосинтез сверхновых. Студенты идентифицируют линии излучения различных элементов в рентгеновском спектре остатка сверхновой.
   • Крабовидная туманность. Студенты измеряют скорость расширения и возраст Крабовидной туманности.
   • Химическая эволюция. Студенты рассматривают состав Вселенной, если бы она содержала только звезды с большой или малой массой.
   • Интервью. Студенты пишут сценарий разговорного радиоинтервью с туманностью Кольцо, Сириусом B, остатком сверхновой звезды Касса А или черной дырой Лебедь X-1.

   Галактики

   • Шаровые скопления. Студенты наносят на карту местоположения шаровых скоплений, чтобы найти центр Млечного Пути.
   • Орбита Солнца. Учащиеся вычисляют период обращения Солнца вокруг Млечного Пути, количество обращений Солнца по орбите и массу внутри солнечного круга.
   • Определение спиральной структуры. Учащиеся наносят на карту местоположения областей H II, чтобы определить расположение спирального рукава Галактики.
   • Кривая вращения Млечного Пути. Студенты используют закон Кеплера для оценки орбитальных скоростей звезд во внешней части Млечного Пути и сравнивают свои оценки с наблюдаемой кривой вращения.
   • Млечный Путь SMBH. Студенты оценивают массу центральной черной дыры Млечного Пути по орбите облака, падающего в черную дыру.
   • Классификация галактик. Учащиеся рисуют, классифицируют и маркируют галактики, показанные на слайде Powerpoint. Выбери свои любимые галактики!
   • Цефеиды в M100.Студенты определяют расстояние до M100, исследуя кривые блеска цефеид в этой галактике. Эта минилаборатория основана на упражнении ESO.
   • Диаметры спиральных галактик. Студенты измеряют диаметры спиральных галактик, чтобы определить расстояния до этих галактик. Эта минилаборатория использует веб-инструмент Вашингтонского университета, первоначально разработанный Аной Ларсон.
   • SN Ia в M51. Учащиеся изучают изображения сверхновой в M51, чтобы определить, относится ли она к типу Ia или типу II.
   • Звездные величины SN Ia. Студенты исследуют кривые блеска нескольких SN Ia в галактиках с известным расстоянием, чтобы определить абсолютную звездную величину SN Ia. Эта минилаборатория основана на оригинальной лаборатории из Принстона. Кривые блеска SN Ia из Принстона
   • Закон Хаббла. Студенты измеряют красные смещения линий Ca II в спектрах галактик, чтобы определить постоянную Хаббла. Эта минилаборатория использует веб-инструмент Вашингтонского университета и основана на лаборатории, разработанной Аной Ларсон.
   • Шкала внегалактических расстояний и закон Хаббла (файл Word) знакомит студентов с пропорциональностью, которая существует между расстояние до галактики и скорость ее удаления.Студентам дается таблица данных, содержащая скорости и расстояния в мегапарсеках до нескольких скоплений галактик, и попросили построить расстояние как функцию скорости. Как только это будет выполнено, и линейная связь обнаружено, есть несколько вопросов, связанных с использованием графа для оценки постоянной Хаббла, скорости разбегания и т. д. Упражнение завершается оценкой возраста Вселенной.
   • Возраст Вселенной. Учащиеся оценивают возраст Вселенной на основе своих измерений расстояния и скорости.
   • Эволюция галактики. Студенты изучают изображения скоплений галактик, чтобы определить долю эллиптических галактик в скоплениях на разных расстояниях (это требует дополнительной работы).
   • Сверхмассивные черные дыры. Студенты определяют массы сверхмассивных чёрных дыр в галактиках по измерениям дисперсии скоростей.
   • сталкивающиеся галактики. Студенты используют приложение GalCrash, разработанное Крисом Михосом, чтобы узнать о столкновениях галактик и о том, как они влияют на эволюцию галактик.
   • Слияние галактик.Студенты используют приложение Cannibal, разработанное Крисом Михосом, чтобы узнать о слиянии галактик и о том, как они влияют на эволюцию галактик.
   • Кривая вращения. Студенты измеряют кривую вращения NGC 2742, чтобы измерить ее динамическую массу, а также оценивают ее светящуюся массу, чтобы оценить соотношение темной и светящейся материи.
   • Дисперсия скопления комы по скоростям. Студенты используют Java-апплет, разработанный Крисом Михосом из Case Western для определения динамической массы кластера.
   • Бюджет массы комы. Студенты сравнивают темную массу и светящуюся массу в скоплении галактик Кома.

   Космология

   • Что такое красное смещение ?. Учащиеся изучают связь между красным смещением, расстоянием и временем обзора далеких галактик.
   • Космическое ускорение. Учащиеся изучают данные об объектах с большим красным смещением, чтобы обнаружить ускорение Вселенной.
   • Крупномасштабная структура с глубоким полем Хаббла (HDF).Студенты строят гистограмму красных смещений в глубоком поле Хаббла, чтобы найти крупномасштабную структуру. Для этого упражнения требуется изображение HDF, разработанное в Вашингтонском университете: (hdf_z.gif).
   • Галактические пустоты. Студенты изучают карты галактик, чтобы узнать о распределении галактик в космосе.
   • Температуры реликтового излучения. Студенты определяют «фактор растяжения» с момента происхождения реликтового излучения.
   • Вариации реликтового излучения. Студенты изучают распределение размеров более теплых и более холодных областей реликтового излучения.
   • Нуклеосинтез Большого взрыва. Студенты бросают гроши, чтобы определить количество гелия, образовавшегося в результате Большого взрыва.
   • Создать-Вселенную. Учащиеся исследуют влияние различных предположений и моделей на возраст и размер Вселенной. В этом упражнении используется Java-апплет.
   • Предположения в космологии просит студентов обсудить и записать, какие предположения о Вселенной кажутся уместными и каковы могут быть последствия этих предположений. Студенты также рассматривают модельные вселенные, которые являются / не являются однородными и / или изотропными.
   • Устойчивое состояние и модели большого взрыва просит студентов сравнить, как могут выглядеть вселенные в устойчивом состоянии и вселенная большого взрыва, и какие наблюдения могут помочь нам решить, какая модель лучше описывает нашу Вселенную.

   Экзопланеты

   • 51 Планета Пег. Учащиеся изучают кривую скорости 51 Peg, чтобы узнать о его планете.
   • Транзиты планет. Учащиеся используют данные о транзите планет для определения свойств экзопланет.
   • Жилые зоны.Учащиеся используют сетевой калькулятор температуры планет в IU, чтобы определить, попадают ли экзопланеты в зоны обитаемости их звезд.
   • Формула Дрейка. Студенты используют веб-калькулятор формул Дрейка в IUB для оценки количества разумных цивилизаций в Галактике.
   • Масса звезды-хозяина планеты Кеплер 22. Студенты используют закон Кеплера для вычисления массы центральной звезды системы Кеплера 22.
   • Планеты вокруг других звезд (файл Word) заставляет ученика задуматься о том, как планеты обнаруживаются по лучевой скорости измерения и сравнение планет с планетами в нашей солнечной системе.
   • Насколько распространена жизнь в Млечном Пути? (Файл Word) позволяет студентам оценить, насколько обычна жизнь в нашей галактике, используя уравнение Дрейка.

   Прочие

   • Simple Telescope просит студентов измерить фокусное расстояние и радиус кривизны 16-футового параболического зеркала, используя веревку, мерку, белую карточку и источник света. Инструкторы IU могут взять у меня в офисе комплект из четырех зеркал.
   • Панель финансирования. Студенты рассматривают ряд предложений по новым телескопам, чтобы рекомендовать, следует ли строить предлагаемый объект.Студенты должны учитывать научные цели, местоположение (в космосе или на земле), пропускание в атмосфере, угловое разрешение и стоимость.
   • Черные дыры! (Файл Word) побуждает студентов задуматься о том, что такое черная дыра и почему они трудно обнаружить. Студентам дается график радиуса Шварцшильда. как функция массы. Ряд вопросов помогает учащимся развить чувство массы и масштаба.
   • Также доступна страница предлагаемых студенческих проектов.

   | Дом | Деятельность | Бакалавриат | Выпускник | Исследовать | Курсы | K-12 Ресурсы | Услуги | Факультет | Ссылки | Контакты |

   Отдел астрономии
   727 East 3rd Street, Swain Hall West 318
   Bloomington, IN 47405-7105
   Комментарии: webmaster @ astro.

   Добавить комментарий Отменить ответ

   Комментарий *

   Имя *

   Email *

   Сайт

   Деятельность мини-лаборатории для вводных курсов астрономии