Для чего используют радиотелескопы астрономия 10 класс
Телескопы
Телескоп — главный инструмент ученых-астрономов. Название «телескоп» происходит от греческих слов «теле» — «далеко» и «скопео» — «смотрю». Такое название предложил в 1611 г. греческий математик Иоаннис Димисианос. Телескоп — прибор, который собирает электромагнитное излучение (например, видимый свет) и позволяет наблюдать отдаленные объекты.
История телескопа насчитывает несколько столетий. Первые чертежи простого телескопа с линзами составил еще Леонардо да Винчи. Но только в 1608 г. голландец Ханс Липперсгей продемонстрировал в Гааге свой экземпляр подзорной трубы. Правда, в то время другие мастера тоже делали подобные приборы.
Однако превратил подзорную трубу в телескоп Галилео Галилей.
Он направил ее в небо и получил первые научные данные. Это произошло в 1609 г. Первая зрительная труба работы Галилея имела трехкратное увеличение, вторая — восьмикратное. Третий его телескоп давал уже 32-кратное увеличение.
Конструктивно телескоп представляет собой трубу, установленную на монтировке и снабженную осями для наведения на объект наблюдения. У визуального телескопа есть объектив и окуляр. Окуляр может заменяться фотопленкой или другим приемником излучения, и тогда телескоп превращается в астрограф.
Для исследования космических объектов в радиодиапазоне применяют радиотелескопы, снабженные принимающей антенной и радиометром. Для увеличения разрешающей способности телескопов их объединяют в интерферометры, причем в единую сеть могут входить телескопы, находящиеся в разных областях земного шара.
Атмосфера неоднородна, и постоянные ветры искажают изображение. Еще одним недостатком в использовании земных телескопов является их низкое разрешение, ограниченное значением приблизительно в 1 угловую секунду. Кроме того, атмосфера пропускает излучения только в оптическом, инфракрасном и радиодиапазонах. Но чем меньше длина волны, тем хуже восприятие, и наблюдения в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах возможны только в космосе. Поэтому на околоземных орбитах сегодня работают спутники-обсерватории.
Современные телескопы
Современные оптические телескопы и другие приборы на их основе — спектрографы, солнечные телескопы, астрографы — изменились до неузнаваемости по сравнению с инструментами Галилея и Ньютона.
Зеркальные телескопы нового поколения имеют главные зеркала диаметром 8—10 м и способны самостоятельно устранять помехи, возникающие в атмосфере. Рекордсмены среди этих гигантов по разрешающей способности — 10 метровые телескопы Кек I и Кек II (США), 9,2-метровый телескоп Хобби-Эберли и 8-метровые телескопы Джемини и Субару, телескоп VLT Европейской южной обсерватории, а также находящийся в стадии постройки Большой бинокулярный телескоп LBT в штате Аризона (США).
С помощью современных радиотелескопов можно принимать большинство видов космических излучений, которые возникают в результате различных процессов, происходящих в веществе Вселенной при определенных условиях. Многие из них можно использовать не только в качестве «приемников», но и «передатчиков» мощных сигналов. Посылая импульсы излучения, телескоп улавливает их отражение от небесных тел, что позволяет получать изображения поверхности планет, скрытых плотной атмосферой, и изучать глубины таких «газовых гигантов», как Сатурн и Юпитер. Антенны радиотелескопов используются также для осуществления связи с космическими аппаратами, отправленными в странствия к границам Солнечной системы. С помощью радиотелескопов были открыты такие неизвестные в недалеком прошлом объекты, как нейтронные звезды, квазары, реликтовое излучение Вселенной.
Еще более необычные инструменты познания — инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-телескопы — настолько чувствительны и сложны, что просто не могут работать в земных условиях. Чтобы защитить их от «земных помех» и получить новую важную информацию о глубинах мироздания, эти приборы устанавливают на борту орбитальных астрономических обсерваторий-автоматов.
Большой Канарский телескоп
Крупнейшие астрономические обсерватории мира соревнуются между собой, создавая все более крупные инструменты и наращивая размеры их зеркал. Современный телескоп-рефлектор занимает целое здание, им управляет множество компьютеров. Самый мощный телескоп в Евразии построен в России — он находится на Северном Кавказе близ станицы Зеленчукской. Диаметр его главного зеркала — 6 м. Зеркало имеет массу около 70 т, а процесс его изготовления занял более двух лет. Но «королем» всех астрономических инструментов, расположенных на Земле, сегодня является Большой Канарский телескоп, построенный на Канарских островах по проекту ученых Мексики, Испании и США. Его зеркало имеет диаметр 10,4 м, он способен различать в межзвездном пространстве объекты в миллиард раз более слабые, чем человеческий глаз.
Какие существуют телескопы
Известны следующие виды телескопов для различных диапазонов электромагнитного спектра:
Классификация телескопов по оптической системе
Презентация по астрономии на тему «Телескопы» (10 класс)
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
Описание слайда:
На протяжении тысячелетий астрономы изучали положения небесных объектов на звёздном небе и их взаимное перемещение с течением времени. Конечно же древним астрономам приходилось очень нелегко, так как они имели возможность наблюдать за звёздным небом лишь невооружённым глазом. И в основном благодаря лишь своей железной логике, силе мысли и математическому расчёту Николай Коперник сделал свои гениальные открытия.
Описание слайда:
Настоящий переворот в астрономии произошёл в 1608 году, после того как голландский мастер по изготовлению очков Иоанн Липперсгей обнаружил, что две линзы, расположенные на одной прямой, могут увеличивать предметы. Так была изобретена зрительная труба.
Описание слайда:
Этой идеей сразу же воспользовался Галилей. В 1609 году он сконструировал свою первую зрительную трубу с трёхкратным увеличением и направил её в небо. Так зрительная труба превратилась в телескоп.
«Телескоп» происходит от двух греческих слов: «теле» — далеко, и «скопео» — смотреть. Оно было предложено в 1611 году греческим математиком Иоаннисом Димисианосом для одной из зрительных труб Галилея.
Описание слайда:
Телескопы применяют для того, чтобы собрать как можно больше света, идущего от изучаемого объекта, и чтобы получить возможность изучать его мелкие детали, которые недоступны невооружённому глазу. Чем более слабые объекты даёт возможность увидеть телескоп, тем больше его проницающая сила. А возможность различать мелкие детали характеризует разрешающую способность телескопа. Обе эти характеристики телескопа зависят от диаметра его объектива.
Разрешающая способность телескопа — это наименьший угол между такими двумя близкими звёздами, когда они уже видны как две, а не сливаются зрительно в одну.
Проще говоря, чем меньше размер изображения светящейся точки (в нашем случае, звезды), которое даёт телескоп, тем больше его разрешающая способность.
Описание слайда:
Оптический телескоп состоит из объектива и окуляра. Так вот, если в качестве объектива телескопа использовать линзу, то телескоп будет называть рефра́ктором (от латинского слова «преломляю»). Если же в качестве объектива используется вогнутое зеркало, то это телескоп называется рефле́ктором (от латинского «отражаю»).
Описание слайда:
В 1845 году британский астроном Уильям Парсонс построил в своём графском замке телескоп «Левиафан». Масса этого аппарата составляла более 150 тонн, длина трубы — 17 метров, а зеркало имело диаметр 183 сантиметра.
Описание слайда:
В настоящее время самым крупным оптическим телескопом считает Большой южноафриканский телескоп, открытый в 2005 году. Находится он в Южноафриканской астрономической обсерватории, расположенной вблизи города Сатерленд в полупустынном регионе Кару Южно-Африканской Республики. Главное зеркало этого телескопа имеет размеры 11 м х 9,8 м и состоит из 91 одинакового шестиугольника со стороной 1 метр.
Описание слайда:
Но и это не предел. В 2015 году произошла церемония закладки первого камня будущего Европейского чрезвычайно большого телескопа. Его главным инструментом станет сегментное зеркало диаметром в 39,3 метра.
Описание слайда:
Космический телескоп «Хаббл» — автоматическая обсерватория на орбите вокруг Земли, названная в честь Эдвина Хаббла. Телескоп «Хаббл» — совместный проект НАСА и Европейского космического агентства и входит в число Больших обсерваторий НАСА.
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Конспект урока в 10 классе астрономия по теме «Телескопы и их характеристики. Методы астрофизических исследований. Всеволновая астрономия»
10 класс. Астрономия.
Автор : Алексеева Л.Н.
Тема урока . Телескопы и их характеристики. Методы астрофизических исследований. Всеволновая астрономия
Тип : Урок открытия нового знания
1. воспроизводить определения терминов и понятий «волновая оптика», «виды оптических телескопов»
3. готовность и способность к образованию, в том числе самообразованию, на протяжении всей жизни;
Личностные : учебно-познавательная мотивация, мотивационная основа учебной деятельности, учебно-познавательный интерес, адекватное понимание причин успеха / неуспеха в учебной деятельности.
Регулятивные:саморегуляция, контроль, коррекция, осуществление самоконтроля по результату и по способу действия
Познавательные: анализ, синтез, сравнение, обобщение, классификация, аналогия, структурирование знаний,построение логических рассуждений, постановка и формулирование проблемы, самостоятельное создание алгоритмов деятельности, самостоятельный учет установленных ориентиров действия в новом учебном материале, построение речевых высказываний, использование общих приемов решения задач, использование знаково-символических средств, подведение под понятие, рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности.
Коммуникативные : планирование учебного сотрудничества, достаточно полное и точное выражение своих мыслей в соответствии с задачами и условиями коммуникации, формулирование и аргументация своего мнения и позиции в коммуникации, учет разных мнений, координирование в сотрудничестве разных позиций.
Использование новых технологий: интерактивная доска
Давайте ребята вспомним что мы проходили на прошлых уроках. Задаю вопросы:
На какие группы классифицируются планеты и назовите их. (Ответ: планеты земной группы: Меркурий, Венера, Земля и Марс и планеты гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
Опишите строение геоцентрической и гелиоцентрической системы.
В чем различие планет земной группы от планет гигантов? ( Размеры, плотность, большое наличие спутников у планет гигантов).
Что относится к малым телам солнечной системы?
Современные представления о происхождении солнечной системы. Космогоническая теория Шмидта.
Мотивация к учебной деятельности.
Где я смогу применять полученные знания?
Какую личную цель я ставлю на этом уроке?
Изучение нового материала.
Этап открытий новых знаний.
Методы астрофизических исследований
В отличие от физиков астрономы лишены возможности ставить эксперименты. Практически всю информацию о небесных телах приносит нам электромагнитное излучение. Только в последние сорок лет отдельные миры стали изучать непосредственно: зондировать атмосферы планет, изучать лунный и марсианский грунт, изучать непосредственно атмосферу Титана.
В XIX веке физические методы исследования проникли в астрономию, и возникла симбиотическая наука – астрофизика, которая изучает физические свойства космических тел. Астрофизика делится на: а) практическую астрофизику, в которой разрабатываются и применяются практические методы астрофизических исследований и соответствующие инструменты и приборы, способные получить максимально полную и объективную информацию о космических телах; б) теоретическую астрофизику, в которой на основании законов физики даются объяснения наблюдаемым физическим явлениям.
Изучение Вселенной началось и продолжается в течение нескольких тысячелетий, но вплоть до середины прошлого века исследования были исключительно в оптическом диапазоне электромагнитных волн. Поэтому доступной областью излучения был диапазон от 400 до 700 нм. Первые астрономические научные наблюдения являлись астрометрическими, изучалось только расположение планет, звёзд и их видимое движение на небесной сфере.
Телескопы для наблюдений в световых лучах называются оптическими. Существует два вида оптических телескопов- линзовые, или рефракторы и зеркальные, или рефлекторы. У рефракторов объектив, собирающий световые лучи, изготовлен из стеклянных линз, а у рефлекторов объективом служит вогнутое зеркало.
создать максимально резкое изображение и, при визуальных наблюдениях, увеличить угловые расстояния между объектами (звездами, галактиками и т. п.);
собрать как можно больше энергии излучения, увеличить освещенность изображения объектов
Самостоятельное задание для учеников. Дать характеристику телескопа.
W = 
Основное назначение телескопов состоит не в достижении большого увеличения, а в том, чтобы собрать как можно больше световой энергии от небесного тела и различить как можно меньшие детали. От небесных тел к Земле приходят параллельные лучи света, из которых в глаз попадает лишь очень маленькая доля, поскольку диаметр зрачка очень мал не превышает 6-7 мм. Объектив телескопа, имея значительные размеры ( диаметр D)? Воспринимает световой поток, и концентрируя его, позволяет видеть слабые небесные объекты, недоступные невооруженному глазу. Диаметр объектива D и его фокусное расстояние F определяют важную характеристику телескопа- светосилу:
Диаметр объектива определяет разрешающую способность (или разрешение) телескопа – способность телескопа видеть отдельно близко расположенные объекты и мелкие детали на поверхности небесного тела. Разрешение телескопа выражается минимальным углом Q между 2-мя точками, которые можно четко различить. Разрешающая способность телескопа обратно пропорциональна диаметру объектива и прямо пропорциональна длине электромагнитных волн, воспринимаемых телескопом. Вычисленное в секундах дуги разрешение: Q= 251640* /D. D-диаметр объектива. Разрешающая способность оптического телескопа равна Q=140 секунд/D т.к. лямбда=550 нм.
Школьный телескоп с диаметром объектива D=10 см. имеет разрешающую способность 1,4 секунды. Это означает, что если две звезды на небе отстоят друг от друга на угловое расстояние более 1,4секунд, то они в этот телескоп будут видны по отдельности. Если расстояние между ними менее 1,4 секунд, то они будут видны как одна точка.
Предельный (наименьший) блеск звезд, видимый в телескоп, характеризует проницающую способность телескопа ( m ), часто называемую его оптической мощью, которую вычисляют по формуле
Астрономические наблюдения проводятся во всем диапазоне электромагнитных волн.
Наша Земля надежно защищена атмосферой от проникающего жесткого электромагнитного излучения, от инфракрасного излучения. Поэтому современные инфракрасные, рентгеновские и гамма обсерватории вынесены за пределы земной атмосферы.
Наблюдения в рентгеновском и гамма-диапазонах позволяли исследовать космические объекты на поздних стадиях их жизни, открыть пульсары, черные дыры, столкновения скоплений галактик и т.д.
С помощью астрофизических методов можно определять скорости космических объектов, химический состав, массу, оценивать их размеры. Космос является гигантской физической лабораторией, в которой естественным путем создаются физические условия, невозможные на Земле, – экстремальные значения температур, плотностей, светимостей и т. д. Природа космических тел и космического пространства является предметом исследования не только астрономов, но и физиков.
4.Закрепление изученного материала
1. Какое из перечисленных электромагнитных излучений имеет наибольшую длину волны?
Б. Видимое излучение.
В. Ультрафиолетовое излучение
Г. Рентгеновское излучение
2. Термин «всеволновая астрономия» означает:
А. прозрачность земной атмосферы для всех волн электромагнитного излучения, приходящего из космоса;
Б. изучение излучения небесных объектов во всем диапазоне электромагнитного спектра от радиоволн до гамма-излучения;
В. изучение невидимых диапазонов электромагнитного спектра у небесных светил;
Г. изучение излучения небесных объектов во всем диапазоне видимого спектра электромагнитного излучения, от красного до синего цветов.
3. Разрешающая способность глаза, то есть восприятие двух звезд (точечных источников) раздельно, равна минимальному углу зрения:
4. Увеличение разрешающей способности телескопа возможно:
А. При уменьшении диаметра объектива;
Б. При уменьшении длины волны регистрируемого излучения
В. При уменьшении диаметра окуляра
Г. При увеличении длины волны регистрируемого излучения
5. Как можно вычислить увеличение телескопа?
А. Отношение диаметра объектива к фокусному расстоянию окуляра.
Б. Отношение фокусного расстояния окуляра к фокусному расстоянию объектива.
В. Отношение фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра.
Г. Отношение диаметра объектива к фокусному расстоянию объектива.
6. Самый большой в мире наземный телескоп имеет диаметр около:
1. Какое из перечисленных электромагнитных излучений имеет наименьшую длину волны?
А.Гамма-излучении Б. Видимое излучение.
В. Ультрафиолетовое излучение Г. Рентгеновское излучение
2. Термин «всеволновая астрономия» означает :
А. изучение невидимых диапазонов электромагнитного спектра у небесных светил;
Б. изучение излучения небесных объектов во всем диапазоне видимого спектра электромагнитного излучения, от красного до синего цветов.
В. прозрачность земной атмосферы для всех волн электромагнитного излучения, приходящего из космоса;
Г. изучение излучения небесных объектов во всем диапазоне электромагнитного спектра от радиоволн до гамма-излучения;
А. Для увеличения углового размера небесного объекта.
Б. Для усиления блеска звезд.
В. Для увеличения углового расстояния между небесными объектами
Г. Для всего вышеперечисленного
4. Космический телескоп им. Хаббла имеет диаметр:
5. Чем собирается свет в телескопе-рефлекторе?
А. Выпуклым зеркалом
В. Вогнутым зеркалом
Г. Рассеивающей линзой
6. Как можно вычислить увеличение телескопа?
А. Отношение диаметра объектива к фокусному расстоянию окуляра.
Б. Отношение фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра
В. Отношение диаметра объектива к фокусному расстоянию объектива
Г. Отношение фокусного расстояния окуляра к фокусному расстоянию объектива
Включение новых знаний в систему.
Почему можно проводить наблюдения на Земле в радиодиапазоне, но нельзя проводить в гамма-диапазоне?
Почему есть наземные радиотелескопы и нет наземных гамма-телескопов?
К какому типу телескопов относится орбитальная обсерватория Чандра? В каком диапазоне проводятся наблюдения на этой обсерватории?
На какой максимальной частоте проводятся наблюдения и к какому диапазону это относится?
Какие объекты являются яркими источниками рентгеновского излучения? Как их наблюдают с Земли или с помощью орбитальных рентгеновских телескопов?
Какие объекты являются мощными источниками гамма-излучения?
На каких самых длинных волнах ведутся наблюдения радиотелескопами? (Ответ: 30 м. Радиоволны с длиной волны λ > 30 м не проходят через атмосферу Земли).
На каких минимальных частотах ведутся наблюдения радиотелескопами? (Ответ: 10 МГц).
Что нового вы узнали на уроке?
-Чему вы научились на уроке?
Раньше я думал, теперь знаю…..
-Как вы оцениваете свою работу на
Записи в тетрадях, конспект. Продолжить заполнение следующей таблицы, используя материалы сайта www.astrolab.ru
прозрачности различных длин волн
фотоэмульсии и фотоэлектронные умножители
поглощение молекулами воздуха
Нейтринная и гравитационно-волновая астрономия
Телескопы в астрономии
Общие исторические сведения
На сегодняшний день существует несколько типов телескопов, различающихся принципом действия:
К телескопам также относятся нейтринные детекторы и детекторы гравитационных волн.
Первые телескопы представляли собой приборы оптического типа. Еще в работах Леонардо да Винчи есть упоминания о приборе с оптическими линзами, пусть и примитивной системы. Но самый первый рабочий телескоп был создан Иоанном Липперсгеем в 1608 году, хотя есть предположение, что отцом первого телескопа является Захарий Янсен.
Рисунок 1. Телескоп Липперсгея
Систему Липперсгея доработал Галилей, который модернизировал ее в телескоп-рефрактор, что позволило проводить более эффективные исследования космоса. На протяжении всей своей жизни Галилей постоянно вносил улучшения в конструкцию своего телескопа – его последняя модель имела увеличение 32х.
Само название «телескоп» впервые предложил греческий математик Иоаннис Димисианос в 1611 году, так как до этого свои приборы Галилей называл perspicillum – «очки».
Не нашли что искали?
Просто напиши и мы поможем
На протяжении ХХ века конструкция телескопа постоянно совершенствовалась. В 1937 году был изобретен телескоп работающих на радиоволнах. Впоследствии появились более продвинутые системы, работающие практически во всем волновом спектре.
Оптические телескопы
Все оптические телескопы можно разделить на три группы по их устройству:
Астрономы, занимающие научной деятельностью, для исследования Солнца используют специализированные телескопы, имеющих отличия в конструкции.
Рисунок 2. Оптический телескоп
Радиотелескопы
Для изучения космических объектов, излучающих радиоволны, используются радиотелескопы. Такой телескоп состоит из антенны и радиометра, задачей которого является замер энергетических параметров радиоизлучения.
Так как радиоволнового диапазона ширина намного больше, чем у оптического, для фиксации радиолучей используют различные конструкции телескопов. Для исследования метрового (длинноволнового) диапазон которого составляет от десяти до сотен МГц, применяются телескопы с множеством простейших приемников, например диполей. Для исследования сантиметровых и дециметровых волн, имеющих частоту в десятки ГГц, применяют мощные вращающиеся параболические антенны.
Объединение несколько радиотелескопов в одну систему позволяет усилить их разрешающую способность, поэтому для создания радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой объединяют несколько радиотелескопов, расположенных в разных точках Земли.
Рисунок 3. Радиотелескоп
Космические телескопы
Несмотря на хорошую проходимость оптического сигнала в атмосфере, из-за когерентного рассеивания у света с различной частотой различается и пропускная способность, что приводит к искажению звездного спектра. Также на качество картинки влияет и неоднородность атмосферы, поэтому расположенные на поверхности планеты телескопы имеют ограничение разрешения в одну угловую секунду. Чтобы этого избежать, телескопы устанавливают на максимальном возвышении, где атмосфера более разреженная.
При размещении телескопа за пределами атмосферы удается полностью избежать погрешностей при передаче изображения – в этом случае качество картинки зависит лишь от предела дифракции.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
При уменьшении длины волны до УФ, рентгеновского диапазона или диапазон гамма-излучения, уменьшается и пропускная способность земной атмосферы. Поэтому исследования этих волновых диапазонов также производятся с помощью телескопов, расположенных в космическом пространстве.
Современные радиотелескопы представляют собой связанные между собой станции-радиоинтерферометры, так как по отдельности у них слишком маленькое разрешение.
Самым мощным и известным космическим телескопом является «Хаббл», названный так в честь выдающегося американского астронома Эдвина Хаббла. Он представляет собой целую астрономическую обсерваторию, расположенную на орбите, работающую в автоматическом режиме. «Хаббл» был выведен на орбиту в 1990 году. Он имеет разрешающую способность в 0.1 угловой секунды и работает в ИК-диапазоне.
Не нашли нужную информацию?
Закажите подходящий материал на нашем сервисе. Разместите задание – система его автоматически разошлет в течение 59 секунд. Выберите подходящего эксперта, и он избавит вас от хлопот с учёбой.
Гарантия низких цен
Все работы выполняются без посредников, поэтому цены вас приятно удивят.
Доработки и консультации включены в стоимость
В рамках задания они бесплатны и выполняются в оговоренные сроки.
Вернем деньги за невыполненное задание
Если эксперт не справился – гарантируем 100% возврат средств.
Тех.поддержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры работают в выходные и праздники, чтобы оперативно отвечать на ваши вопросы.
Тысячи проверенных экспертов
Мы отбираем только надёжных исполнителей – профессионалов в своей области. Все они имеют высшее образование с оценками в дипломе «хорошо» и «отлично».
Гарантия возврата денег
Эксперт получил деньги, а работу не выполнил?
Только не у нас!
Деньги хранятся на вашем балансе во время работы над заданием и гарантийного срока
Гарантия возврата денег
В случае, если что-то пойдет не так, мы гарантируем возврат полной уплаченой суммы
Отзывы студентов о нашей работе
«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами
Используя «Всё сдал!», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:
Принимаем к оплате 
