Mikrobangos ir raidjo bangos (10kl.)

2. 3.4. 6. SAULĖS SISTEMA

 

-Jupiteris -Saturnas -Uranas                 didžiosios planetos -Neptūnas

1. Saulė– žvaigždė.
2. 8 planetos su savo palydovais:

-Merkurijus

-Venera

-Žemė               Žemės grupės planetos

-Marsas

        

  -Plutonas – jau ne planeta, o asteroidas.

PLAČIAU

Svarbiausias požymis, skiriantis vieną grupę nuo kitos, yra cheminė sudėtis:

• Žemės grupės planetos sudarytos daugiausia iš silikatų ir metalų.
• Didžiosios planetos- iš lengvųjų dujų (H₂, He ) bei trupučio sunkesnių metalų.

                    Kiti skirtumai:

• skiriasi matmenys ( Ž grupės planetų skersmuo 5000-12000 km, o didžiųjų- 48000-140 000 km )
• skiriasi tankis ( Ž grupės sunkesnės-4000-5000 kg/m³, o didžiosios 1000-2000 kg/m³ )
• Žemės grupės planetų paviršius – kietas
• Žemės grupės planetos lėčiau sukasi apie savo ašis
• Žemės grupės planetos turi nedaug palydovų arba visai jų neturi
• Žemės grupės planetos turi retesnes atmosferas
• Žemės grupės planetos neturi žiedų

(išsamios lentelės : V. Valantinavičius FIZIKA 10 kl, psl. 190 ir 202 )

APIE PLANETAS (planetos vardinamos tolimo nuo Saulės tvarka )

1. Merkurijus –      artimiausia Saulei planeta

• paviršius panašus į Mėnulio ( labai nelygus, daug meteoritų išmuštų kraterių, pasitaiko kalnų ( iki 4 km aukščio )
• magnetinis laukas 200-300 kartų silpnesnis už Žemės
• neturi palydovų.

1. Venera

• lietuviai vadina Vakarine ir Aušrine (nes matoma trumpai prieš saulėtekį ir trumpai po saulėtekio )
• labai tanki atmosfera, todėl labai ryškus „šiltnamio efektas“- regimieji Saulės spinduliai įšildo V-rą, o paviršiaus spinduliuojamus infraraudonuosius spindulius sulaiko atmosferos anglies dioksidas.
• Nesikeičia metų laikai, nes V-os sukimosi ašis beveik statmena orbitos plokštumai
• Sukasi apie savo ašį priešingai nei Žemė, todėl V-oje saulė teka vakaruose )
• Labai silpnas magnetinis laukas
• Neturi palydovų

1. Žemė

• Turi vieną gamtinį palydovą Mėnulį ( daug DŽP )

1. Marsas

• rausva spalva ( raudonoji planeta )
• ašies pokrypis į orbitos plokštumą panašus kaip ir Žemės, todėl Marse irgi kinta metų laikai
• atmosfera labai reta ( 170 kart retesnė nei Žemės ), todėl nėra „šiltnamio efekto“. Todėl labai svyruoja temperatūra ( pvz, ties pusiauju +17^oC dieną ir -103^oc naktį)
• paviršius panašus į Mėnulio, tik daug įvairesnis ( yra kraterių, plutos lūžių, upių senvagių ir išdžiūvusių ežerų )
• yra aukščiausias Saulės sistemoje kalnas – Olimpas ( 25 km )
• magnetinis laukas 1000 kartų silpnesnis už Žemės
• turi 2 palydovus – Fobą ir Deimą

1. Jupiteris

• pati didžiausia planeta
• jos masė 2,5 karto didesnė už kitų 8 planetų, kartu paėmus
• dėl greito sukimosi apie ašį J-ris šiek tiek suplotas per ašigalius
• atmosferoje jau 300 metų stebima Didžioji Raudonoji Dėmė ( ilgis 25 000 km, plotis 14 000 km)
• paviršius – apie 17 000 km storio skystas molekulinis vandenilis ( giliau – metalinis vandenilis ir branduolys – silikatai, susimaišę su vandens, amoniako ir metano ledais )
• išspinduliuoja 2 kartus daugiau energijos, nei gauna iš Saulės ( Tai siejama su milžiniškos planetos traukimusi, kurio metu išsiskiria šiluma )
• magnetinis laukas 20 kart stipresnis nei Žemės
• Nesikeičia metų laikai, nes J-rio sukimosi ašis beveik statmena orbitos plokštumai
• Turi iš Žemės nematomą vieną žiedą (sudaro ledo gabalėliai ir dulkės )
• Turi 16 palydovų

1. Saturnas

• antroji pagal dydį
• rečiausia iš visų planetų – tankis mažesnis už vandens ( 690 kg/m³)
• vidine sandara, greitu sukimusi apie ašį, susiplojimu panaši į Jupiterį
• išspinduliuoja 2,5 karto daugiau energijos, nei gauna iš Saulės ( priežastis- kaip Jupiterio)
• turi 7 pagrindinius žiedus, juosiančius pusiaujo plokštumą
• turi 18 palydovų ( daugiausiai)
• didžiausias palydovas – TITANAS- didumo kaip Merkurijus. Titanas vienintelis iš visų Saulės sistemos planetų palydovų turi atmosferą
• magnetinis laukas kelis kart stipresnis už Žemės

1. Uranas

• atmosfera labai šalta ( apie -210^oC) ir labai stora ( 11 000 km)
• turi 11 žiedų
• turi 17 palydovų
• turi magnetinį lauką
• apie saulę skrieja „gulėdama ant šono“ – jos sukimosi ašis yra beveik orbitos plokštumoje

1. Neptūnas

• tanki, audringa atmosfera
• pučia patys stipriausi saulės sistemoje vėjai – iki 500-700 m/s ( 1800- 2500 km/h)
• atmosferoje stebima didelė tamsi dėmė – Didžioji Tamsioji Dėmė (nepainioti su Didžiaja Raudonąja Dėme Jupiteryje)
• turi 5 žiedus
• turi silpną magnetinį lauką
• turi 8 palydovus

3. Mažieji Saulės sistemos kūnai :

• asteroidai
• kometos

Asteroidai

Asteroidai ( dar vadinami mažosiomis planetomis )- tai Saulės sistemos kūnai, kurių skersmuo ne mažesnis kaip 1 km.

95% asteroidų yra asteroidų žiede- skrieja orbitomis apie Saulę tarp Marso ir Jupiterio.

Per teleskopą asteroidai atrodo kaip žvaigždės. Vienintelė galimybė juos atpažinti- kasnakt stebėti jų judėjimą dangaus fono atžvilgiu (dabar asteroidai ieškomi fotografiniu būdu).

Asteroidų sudėtis ir kilmė neaiški. Hipotezė- tai gali būti skeveldros planetos, suskilusios per kokią nors katastrofą.

(Sudėjus visus asteroidus į vieną vietą, gautume kūną, dydžiu arba mase mažesnį už Mėnulį).

Pirmasis asteroidas aptiktas 1801 metais-pavadintas Cerera (romėnų žemdirbystės deivė). Jos skersmuo ≈ 1000 km.

Dabar žinoma virš 5000 asteroidų. Didieji yra beveik apskritos formos, juose matomi krateriai. Mažieji – netaisyklingos formos- yra didesnių asteroidų nuolaužos.

Kometos

Kometa ( graikiškai- uodeguota žvaigždė)- mažas, asteroido dydžio Saulės sistemos kūnas, kurio išvaizda priklauso nuo atstumo iki Saulės.

Didelė kometa susideda iš trijų dalių:

-branduolio                              -galvos (arba komos)                                   -uodegos

Branduolio masė sudaro didžiąją kometos masės dalį. Branduolys susideda iš į ledą sušalusių lengvai garuojančių medžiagų ( vandens, amoniako, anglies dioksido, metano ir kt.), dulkių ir mažų mete-oroidų.

Galva ir uodega atsiranda, kai kometa priartėja prie Saulės tokiu atstumu, kaip Marsas ar Jupiteris. Tada Saulės spinduliavimas garina branduolį – sušalusios dujos ima garuoti ir branduolį apsupa iki 50000 km skersmens dujų skraistė –kometos galva ( atskirais atvejais galvos skersmuo gali būti daug didesnis).

Saulės vėjas ir Saulės šviesos slėgis išstumia iš kometos galvos dalį dujų ir dulkių. Jos ir sudaro (vieną, kai kada kelias) kometos uodegą. Kadangi uodegą sudaro iš branduolio srūvantys garai ir dulkės, tai kometa nuolat praranda dalį branduolio medžiagos (pralėkdama pro Saulę, kometa kaskart praranda iki 0,5 % masės-uodegos medžiaga negrįžta į branduolį ir išsisklaido kosminėje erdvėje).

Viena būdingiausių uodegos savybių- ji daugiau ar mažiau nukreipta į priešingą pusę nuo Saulės. Todėl atgal savo orbita grįžtanti kometa juda uodega į priekį ( žr. pav.). Kometos apie saulę skrieja įvairiomis orbitomis. Dauguma kometų – parabolinėmis orbitomis. Kometos, kurių apskriejimo apie Saulę periodas trumpesnis nei 200 metų, vadinamos trumpa-periodinėmis. Kitų kometų periodas daug ilgesnis- tai ilgaperiodės (ar net vienkartinės) kometos.

 (dažniausiai apsilankanti kometa- Enkės kometa, žinoma nuo 1786 metų. Jos periodas- 3,3 meto. Halio kometa, kurios periodas 76 metai, pirmą kart minima kinų metraščiuose 239m.pr.Kristų)

Meteoroidai

Meteoroidai- mažesnio nei 1 km skersmens dangaus kūnai, skriejantys apie Saulę ir planetas. Tai kometų liekanos ar asteroidų nuolaužos.

Meteoras ( kai kada-bolidas- gr. svaidoma ietis). Kai meteoroidas, įlėkęs į Žemės atmosferą, dėl trinties įkaista ir sudega, jis sukelia reiškinį- meteorą-danguje matomą šviesos brūkšnį. Šis šviesus brūkšnys- tai atmosferos reakcija į įkaitusį kūną.

Meteoras matomas, kai į išorinius atmosferos sluoksnius įlekia pakankamai mažas meteoroidas. Apie 1 g kūnai sudega 80-110 km aukštyje. Kelių dešimčių gramų kūnai sudega 60-80 km aukštyje, palikdami ryškų pėdsaką-bolidą. Ryškūs bolidai matomi net dieną.

Įlėkimo į atmosferą greitis būna kelios dešimtys km/s.

Meteorų liūtis- tai per sekundę matomi šimtai ar tūkstančiai meteorų. Manoma, kad meteorų srautai- tai kometų pažertos skeveldros.(pvz, kasmet liepos 20 d.- rugpjūčio 20 d. Persėjo žvaigždyne galima matyti perseidus, lapkričio 8-18 dienomis Liūto žvaigždyne leonidus).

Kai į Žemės atmosferą įlekia daug meteorų (meteorų liūtis), stebėtojui atrodo, kad jie atlekia iš vieno taško –radianto, nors iš tikro jų trajektorijos yra lygiagrečios ( autostrados kraštinių matymo principas).

Meteoritai- tai stambūs, kelių šimtų gramų ir daugiau masės meteoroidai, kurie nespėja sudegti Žemės atmosferoje ir pasiekia Žemės paviršių.

Yra 3 pagrindinės meteoritų rūšys:

–akmeniniai (aerolitai)- jie dažniausiai sutinkami.

–geležiniai (sideritai)

–akmeniniai- geležiniai (siderolitai)

Kasmet ant Žemės nukrenta iki 100000 tonų meteoritų (nuo dulkių iki 1000 tonos dydžio).

Dideli meteoritai Žemėje išmuša kraterius- astroblemas.

 

 

 

 

9. SAULĖ

 

1. Bendros žinios:

– artimiausia žvaigždė ( ≈ 150 000 000 km iki Žemės)

-Yra viena iš maždaug 200 milijardų mūsų Galaktikos žvaigždžių

– geltonoji G2 spektrinės klasės nykštukė- paviršiaus temperatūra ≈ 6000 K

– sudaro vandenilio ( 74,7%) , helio (23,7 %) ir 1,6% sunkesnių elementų

– skersmuo               1.392.000    km

– masė                      1,99 * 10³⁰ kg

– vidutinis tankis      1,409         g/cm³

– yra ≈30000 šm (28000 šm- 32000 šm) atstumu nuo Galaktikos centro

– vieną ratą apie Galaktikos centrą padaro per 225 mln metų.

2. Vidinė sandara

             4,5,6 –Atmosfera:

      4– fotosfera ryškus išorinis Saulės sluoksnis. Iš jo išspinduliuojama daugiausiai šviesos.

           Storis maždaug 400 km. Vidutinė temperatūra apie 4500 K.

      5- chromosfera – Saulės dalis virš fotosferos. Yra būdingos rausvos spalvos, retesnė už fotosferą. Temperatūra siekia 50.000 K.

      6– Saulės vainikas –išretėjusių ir karštų dujų apvalkalas. Temperatūra vietomis siekia 1-2 mln K.

(temperatūra chromosferoje ir vainike kyla dėl kelių priežasčių:

1. pofotosferinė konvekcija saulės atmosferoje sukelia vadinamąsias smūgines bangas.
2. Saulė yra didelis magnetas. Magnetinio lauko stiprumas Saulės paviršiuje ir apie ją kinta.

Smūginių bangų ir magnetinio lauko energijos dalis virsta šilumine energija, kuri ir didina chromo sferos ir vainiko temperatūrą.)

Saulės vainikas spinduliuoja apie milijoną kartų silpniau už fotosferą. Todėl vainikas matomas tik visiško Saulės užtemimo metu (pav.)

3. Saulės aktyvumas

Saulės paviršiuje vyksta įvairūs reiškiniai, susiję su Saulės aktyvumu (šių reiškinių sustiprėjimo periodas apie 11,2 metų). Tai :

1. Saulės dėmės (apie 1500 K vėsesnės fotosferos vietos, atrodančios tamsiau. Gali tęstis nuo kelių tūkstančių iki keliasdešimt tūkstančių km . Jų atsiradimas susijęs su Saulės magnetiniu lauku.)
2. Žibintai (Saulės dėmę supančios sritys būna 200-300 K karštesnės už aplinkinę fotosfe-rą, todėl atrodo šviesesnės. )
3. Protuberantai (į vainiką iš chromosferos išsiveržiantys vėsesnių dujų debesys. Gali siekti iki kelių tūkstančių km aukščio. Saulės diske matomi kaip tamsesni srautai, nes yra vėsesni. Geriausiai matomi visiško Saulės užtemimo metu.

(Pav. iš Jaunojo astronomo žinyno 112 psl. )

                      Saulė su didžiuliu protubetantu

10. Chromosferos žybsniai ( kelias minutes staigiai ima kilti temperatūra iki 10.000.000 K . Po to spinduliavimas mažėja kelias valandas.

Žybsnio metu susidaro ir sklinda įvairūs spinduliai:

• Rentgeno ir ultravioletiniai spinduliai ( Žemę pasiekia po 8,3 min )
• Kosminiai spinduliai- elementarios dalelės ir atomų branduoliai (Žemę pasiekia po 10-30 min ). Įsiveržę į Žemės atmosferą, didina atomų jonizaciją- trukdo radijo ryšio perdavimą trumpomis bangomis.
• Protonų ir elektronų srautai – Saulės vėjas (Žemę pasiekia po 1,5-2 dienų). Tai sutrikdo Žemės magnetinį lauką, sukelia poliarines pašvaistes, magnetines

4. Saulės užtemimai ( prie Mėnulio užtemimų )

ŽVAIGŽDĖS ( PERSISKAITYTI )

Žvaigždė– didelės masės ir skersmens įkaitusios plazmos rutulys, sudarytas iš vandenilio ir helio (su nedidele sunkesniųjų elementų priemaiša).

Žvaigždės skleidžia:

-elektromagnetines bangas (regimąją šviesą, infraraudonuosius, ultravioletinius ir Rentgeno spindulius)

-elektringąsias daleles ( daugiausiai protonus ir elektronus )

-neutrinus.

Žvaigždę kaitina ties jos centru ir apie jį vykstančios termobranduolinės reakcijos tarp H, He, C, N, O ir kitų atomų branduolių. Reakcijos vietoje temperatūra siekia 10-100 mln K.

Žvaigždžių paviršiaus temperatūra būna 1500-50000 K.

Tolstant nuo centro, mažėja ne tik tankis, bet ir temperatūra. Žinoma, kad kai temperatūra yra:

-t = keli tūkstančiai K, jonizuojasi metalų atomai,

-t ≈ 10000 K, jonizuojasi vandenilis H,

-t ≈ 25000-30000 K, jonizuojasi helis He.

Todėl ties centru žvaigždinė medžiaga yra visiškai jonizuota- ten daužosi pliki atomų branduoliai ir laisvieji elektronai. Kai dideliu greičiu lekiantys branduoliai, nugalėję elektrostatines stūmos jėgas, susiduria, įvyksta jų termobranduolinės reakcijos ir išsiskiria  energija.

Termobranduolinių reakcijų metų atsiradusi energija iš žvaigždžių gelmių į paviršių skverbiasi dviem būdais:

1)konvekcija (tai įkaitusių medžiagos masių judėjimas į išorę, o vėsesnių- slinkimas centro link)

2)spinduliavimu (žvaigždės medžiagos atomai iš pradžių sugeria iš jos vidaus sklindančias elektromagnetinius spindulius, o po to juos vėl išspinduliuoja).

Medžiagos tankis žvaigždėje mažėja išorės link. Pvz, Saulės centre ρ = 160 g/cm³, o paviršiuje ρ= 10^-7-10^-8 g/cm³. Pasiekę tokio mažo tankio sluoksnius, elektromagnetiniai spinduliai jau nekliudomi sklinda iš žvaigždės. Šis žvaigždės sluoksnis matomas kaip spindintis jos paviršius ir vadinamas fotosfera. Fotosferos temperatūra yra nuo 1500 K iki 50000 K.

Kadangi tiesiogiai galima tyrinėti tik žvaigždės fotosferos spinduliavimą, vidinė jos sandara numatoma teoriškai, sukuriant žvaigždės modelį.

10. GALAKTIKOS

Prieš Didįjį sprogimą mūsų Visata buvo singuliarios ( t.y. ypatingos ) būsenos ir be galo tanki.

Per pirmąsias sekundes po sprogimo pradžios susidarė visi dabar žinomi jėgų laukai (gravitacinis, elektromagnetinis, stiprusis- arba branduolinis ) ir elektromagnetinio spinduliavimo kvantai- fotonai.

Po to pusę milijono metų Visata buvo tokia tanki ir karšta kaip ištisinis ir neskaidrus ugnies kamuolys. Kai dėl plėtimosi Visatos medžiagos tankis sumažėjo, o temperatūra nukrito iki 3000 K, staiga pradėjo formuotis H ir He atomų branduoliai. Visata praskaidrėjo ir ėmė spinduliuoti į aplinką.

Praėjus 250 mln metų po sprogimo dujų temperatūra nukrito iki 200 K. tada dujos pradėjo telktis į 10¹¹-10¹² M๏ masės progalaktinius gniužulus, sudarytus tik iš H ir He atomų.

Iš šių gniužulų susiformavo pirmosios galaktikos. Vėliau progalaktikos suskilo į dar mažesnius gniužulus, iš kurių susidarė pirmosios žvaigždės ir jų spiečiai.

Galaktika – tai žvaigždžių sistema, žvaigždžių ir didelio kiekio tarpžvaigždinės medžiagos telkiniai, kurių gravitacinė sąveika žymiai viršija sąveiką su kitų galaktikų medžiaga.

Galaktika dažniausiai turi nuo vieno milijardo iki 1000 milijardų žvaigždžių. Vidutinis atstumas tarp galaktikų ≈ 100- 200 galaktikų skersmenų ( ≈ 700 kpc ).

Galaktikos skirstomos į tris klases:

• elipsinės galaktikos ( E )
• spiralinės galaktikos ( S )
• netaisyklingos galaktikos ( Ir )

Elipsinės galaktikos. Jas sudaro beveik vien žvaigždės su maža ūkanotos medžiagos priemaiša. Jos yra seniausios (amžius- virš 10 milijardų metų ). Labiausiai skiriasi viena nuo kitos pagal masę ( masyviausios yra sunkesnės už mūsų Galaktiką 3-4 kartus, o lengviausių masė lygi mūsų Galaktikos stambių kamuolinių žvaigždžių spiečiaus masei).

Spiralinės galaktikos. Yra nevienodos: vienos turi stambius branduolius su išeinančiomis trumpomis spiralinėmis „rankovėmis“. Kitos turi nežymius branduolius su ilgomis „rankovėmis“.

Netaisyklingosios galaktikos. Sudarytos iš žvaigždžių ir kosminių dujų su dulkių priemaiša. Jos yra įvairiausios formos : iš vienų kyšo vienapusiai kyšuliai, kitos atrodo lyg sulipdytos iš dviejų galaktikų, trečios atrodo kaip po sprogimo.

 

Mūsų Galaktika, Paukščių Tako sistema.

– Tai žvaigždžių, kosminių ūkų ir tarpžvaigždinės medžiagos telkinys, į kurį įeina Saulė.

–  Tai spiralinė galaktika.

PT galaktiką sudaro apie 200 milijardų žvaigždžių.    Masė ≈ 150 milijardų M๏.

PT – balzgana juosta nakties danguje. Tai – galaktikos projekcija dangaus sferoje, matoma iš Žemės.

Mūsų Galaktika sudaryta iš :

1) centrinio telkinio (-spindulys 8.000 šm

                                 – sutelkta apie 5% žvaigždžių

                                 -yra kamuolinių žvaigždžių spiečių, dujų ir dulkių debesų)

2) disko                    (-spindulys -50.000 šm

                                 – sutelkta apie 90% žvaigždžių

                                 -yra padrikųjų žvaigždžių spiečių, tarpžvaigždinių dujų ir dulkių debesų )

         

3) steroido               (-spindulys 80.000 šm

                                 – sutelkta apie 5% žvaigždžių

                                 -yra kamuolinių žvaigždžių spiečių. Beveik nėra dujų ir dulkių)

4) vainiko               (-spindulys 700.000 šm

                                 -sudaro tolimi kamuolinių žvaigždžių spiečiai. Beveik nėra pavienių žvaigždžių).

5. MĖNULIO FAZĖS. SAULĖS IR MĖNULIO UŽTEMIMAI

 

Mėnulis apie Žemę apsisuka per 27,3 paros. Todėl M- lis atsiduria įvairiose padėtyse Saulės atžvilgiu. Dėl to kinta ir Mėnulio fazės– jo apšviestos dalies išvaizda. Kiekviena Mėnulio fazė trunka apie savaitę.

MĖNULIO UŽTEMIMAS Tai įvykis, kai visas ar bent dalis Mėnulio patenka į Žemės šešėlį. Žemės šešėlio skersmuo ties mėnulio orbita yra ≈ 9100 km ( o paties Mėnulio skersmuo tik 3460 km) Ar matai, kad Mėnulio užtemimas galimas tik pilnaties fazėje? Užtemimo metu Mėnulis atrodo rusvas- Žemės atmosfera geriau praleidžia joje lūžusius raudonus (ilgesnius ) spindulius ir išbarsto mėlynus bei violetinius (trumpuosius).

SAULĖS UŽTEMIMAS Saulės užtemimas galimas tik Mėnulio jaunaties fazėje. Mėnulio šešėlio skersmuo ant Žemės paviršiaus dažniausiai yra  40- 100 km. Tačiau kai Mėnulis yra arčiausiai Žemės, šešėlio skersmuo gali būti apie 270 km. Visiškas Saulės užtemimas trunka apie 2- 3 minutes. Taip yra todėl, kad Mėnulio šešėlis juda Žemės paviršiumi į rytus apie 0,5- 1 km/s greičiu. Dalinis užtemimas gali tęstis ir iki 2 valandų.