Методы естественнонаучных исследований.

Стр 1 из 6Следующая ⇒

Методы естественнонаучных исследований.

Принято выделять:

- Общие методы – могут быть

- Эмпирические (наблюдение, измерение, эксперимент)

- Теоретические (анализ, синтез, индукция, дедукция, абстрагирование, моделирование, идеализация, классификация)

- Методы собственные

- Частные методы – методики выявления конкретных особенностей объекта исследования.

Гипотеза, теория, концепция.

Гипотеза – предположительное знание, носит вероятностный характер, требует эмпирической (подтверждающей) проверки, является началом теоретических знаний, опровергается в случае не подтверждения фактами.

Теория – (умозаключение) суммирование знаний, относительно определенной части действительности. Теория выступает как форма синтетического знания, в границах которой отдельные понятия, гипотезы и законы теряют прежнюю автономность и становятся элементами целостной системы. В теории каждое умозаключение выводится из других умозаключений на основе некоторых правил логического вывода. Способность прогнозировать — следствие теоретических построений.

Концепция – система взаимосвязанных взглядов на явление, процесс, объект окружающей действительности. Способ понимания, трактовки какие-либо явлений, событий, процессов. Явления основополагающей идеей, теории. Главная мысль теории. Суть. Концепция— главный замысел, руководящая идея. Концепция определяет стратегию действий. Также это система взглядов на явления в мире, в природе, в обществе. Это определённый способ понимания (трактовки, восприятия) какого-либо предмета, явления или процесса.

3 Основные ступени общего хода развития естествознания. Общий ход познания природы проходит следующие основные ступени: 1) непосредственное созерцание природы как нерасчлененного целого; 2) анализ природы, расчленение ее на части, выделение и изучение отдельных вещей и явлений, поиски отдельных причин и следствий; 3) воссоздание целостной картины на основе уже познанных частностей путем приведения в движение остановленного, оживление омертвленного, связывания изолированного раньше, т.е. на основе фактического соединения анализа с синтезом.

Первый этап " новейшей" революции в естествознании. В середине 90-х годов XIX века началась новейшая революция в естествознании, главным образом в физике, а также в химии и биологии. В 1913-1921 гг. на основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н. Бор создает модель атома, разработка которой ведется соответственно периодической системе Д.И. Менделеева. Это сопровождается нарушением прежних представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерностей, о пространстве и времени. Это был I этап революции в физике и во всем естествознании.

Второй этап " новейшей" революции в естествознании. - начался в середине 20-х годов XX века в связи с созданием квантовой механики и сочетанием ее с теорией относительности в общую квантово-релятивистскую концепцию. Происходит дальнейшее бурное развитие естествознания и в связи с этим продолжается коренная ломка старых понятий, главным образом тех, которые связаны со старой классической картиной мира.

Третий этап " новейшей" революции в естествознании. Началом 3-го этапа в естествознании было первое овладение атомной энергией в результате открытия деления ядра (1930) и последующих исследований, с которыми связано зарождение электронно-вычислительных машин и кибернетики. Теперь в естествознании на ряду с физикой лидирует биология, химия, а также науки, смежные с естествознанием - космонавтика, кибернетика.

Естественно-научная картина мироздания - упорядоченная целостность систематизированных знаний о Вселенной и человеке, формирующаяся на базе фундаментальных открытий и достижений, прежде всего естествознания (астрономии, физики, химии, биологии и др.)
1)Физическая картина мира.
Общее теоретическое знание в физике, которое включает:
-основополагающие философские и физические идеи
-фундаментальные физические теории
-основные принципы, законы и понятия
-принципы и методы познания.
С одной стороны, физическая картина мира есть обобщение всех ранее полученных знаний о природе и определенная ступень познания человеком материального мира и его закономерностей.
С другой стороны, физическая картина мира есть процесс введения в физику новых сновополагающих идей, принципов, понятий и гипотез, кторорые меняют основы теоретической физики; одна физическая картина заменяется другой.
Схема физической картины мира связана со сменой представлений о материи: от атомистических, коспускулярных представлений о материи к полевым, континуальным, а затем квантовм.Отсюда и три физических картины мира: механистическая, электромагнитная, квантово-полевая.
1.1.Механистическая
Механистическая картина мира, в отличие от античной картины мира, явилась фактически первой глобальной картиной мира.
Формируется на основе:
-механики Леонардо да Винчи
-гелиоцентрической системы Коперника
-экспериментального естествознания Галилея
-законов небесной механики Кеплера
-механики Ньютона
Характерные особенности:
1).В рамках механистической картины мира слоилась дискретная(корпускулярная) модель

4 Современную картину мира называют естественнонаучной, т.к.возникла в рамках естествознания. Она является результатом синтеза фундаментальных открытий и результатов исследования всех естественных наук в целом. Теория относительности радикально изменила наше понимание пространственно-временных отношений, аквантовая механика – причинно-следственных связей. Современная космология нарисовала историю эволюции Метагалактики. Биология выявила молекулярные основы процессов жизнедеятельности, Синергетика продемонстрировала, что процессы самоорганизации могут происходить не только в мире живого, но и в неживой природе. Неотъемлемой частью современной картины мира являются глобальные проблемы, выражающие глубинные противоречия современного этапа единого исторического процесса развития. В современное естествознание утверждает, что все существующее есть результат эволюции.

5 Материя, пространство, время движения – основные понятия науки. Все существующее во Вселенной (живое и неживое) имеет пространственно-временное измерение. Пространство и время неотделимы от материи, неразрывно связаны с ее движением и друг с другом, качественно и количественно бесконечны.

Человек познает мир с помощью органов чувств и созданные им приборов и систем для получения объективной информации.

Благодаря экспериментальным измерениям и наблюдениям, на которых основываются теории, объясняющие факты и углубляющие понимание природы, человек создает физическую картину мира. Точность знаний всегда относительна. Она постоянно меняется и оценивается количественно.

Материя – бесконечное множество всех сосуществующих в мире объектов и систем, совокупность их свойств и связей, отношений и форм движения. Она включает в себя не только непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но и все же, которые не даны человеку в ощущениях.

Свойства материи.

Неотъемлемым свойством материи является движение – любые изменения материальных объектов в результате их взаимодействий.

Виды движения: механическое, комбательное, волновое, тепловое движение атомов и молекул, радиоактивный распад, химические реакции, развитие живых организмов биосферы.

В настоящее время в физике различают следующие виды материи: вещество, физическое поле, физический вакуум.

Вещество – основной вид материи, обладающий массой покоя. К вещественным объектам относятся: элементарные частицы, атомы, молекулы, образованные из них материальные объекты.

Физическое поле – особый вид материи, обеспечивающий физическое взаимодействие материальных объектов и их систем. К физическим полям относятся: электромагнитное, гравитационное, поле ядерных сил, волновые поля, соответствующие различным частицам. Источником физических полей являются частицы.

Физический вакуум – низшее энергетическое состояние поля. Понятие гипотетическое. В физическом вакууме могут рождаться частицы в промежуточных состояниях и существовать короткое время.

Принцип Паули

Принцип Паули можно сформулировать следующим образом: в пределах одной квантовой системы в данном квантовом состоянии может находиться только одна частица, состояние другой должно отличаться хотя бы одним квантовым числом.

Гипотеза де Бройля

Луи де Бройль выдвинул гипотезу, что дуализм не является особенностью только оптических явлений, а имеет универсальный характер. Частицы вещества также обладают волновыми свойствами.

Волны, связанные с любыми микрочастицами и отражающие их волновую природу.

Принцип Бора

Принцип дополнительности — один из важнейших принципов квантовой механики, сформулированный в 1927 году Нильсом Бором. Согласно этому принципу, для полного описания квантовомеханических явлений необходимо применять два взаимоисключающих («дополнительных») набора классических понятий, совокупность которых даёт исчерпывающую информацию об этих явлениях как о целостных. Например, дополнительными в квантовой механике являются пространственно-временная и энергетически-импульсная картины.

9 Материя не может существовать вне движения, она всегда находится в состоянии движения, изменения и развития. При уничтожении движения объект прекращает свое существование, переходит в другие объекты, которым характерно движение покоя – состояния движений, обеспечивающих стабильность предмета, сохраняя его качества. Покой относителен, а движение абсолютно – это неотъемлемое свойство материи.

Материя не существует без движения, так же как движение не существует без материи.

Движение материи – постоянное ее взаимодействие, а также изменения состояния объектов, вызванные этими взаимодействиями. Формы движения материи различны. Пример формы движения материи: нагревание и охлаждение тел, излучение света, электрический ток, химические и физические превращения, жизненные процессы. Классификация форм движения материи:

1) неживая природа;

2) живая природа;

3) общество.

10 Механика. Законы движения Ньютона. Абсолютное пространство и время

МЕХАНИКА - область физики, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними. Движением в механике называют изменение во времени взаимного положения тел или их частей в пространстве.

Законы движения Ньютона

1, Закон инерции. ( Инерция — это явление сохранения телом скорости движения (и по величине, и по направлению), когда на тело не действуют никакие силы. Чтобы изменить скорость движения тела, на него необходимо подействовать с некоторой силой. Естественно, результат действия одинаковых по величине сил на различные тела будет различным. Таким образом, говорят, что тела обладают инертностью. Инертность — это свойство тел сопротивляться изменению их текущего состояния. Величина инертности характеризуется массой тела.)

2. Дифференциальный закон движения. (дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и получающимся от этого ускорением этой точки. Фактически, второй закон Ньютона вводит массу как меру проявления инертности материальной точки в выбранной инерциальной системе отсчёта.

где — ускорение материальной точки;
— сила, приложенная к материальной точке;
— масса материальной точки.

Или в более известном виде:

)

3, Взаимодействие 2-х тел. (Этот закон объясняет, что происходит с двумя взаимодействующими телами. Возьмём для примера замкнутую систему, состоящую из двух тел. Первое тело может действовать на второе с некоторой силой , а второе — на первое с силой . Как соотносятся силы? Третий закон Ньютона утверждает: сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия. Подчеркнём, что эти силы приложены к разным телам, а потому вовсе не компенсируются.)

РАДИОАКТИВНОСТЬ

Радиоактивностью - называется способность атомного ядра самопроизвольно распадаться с испусканием частиц. Спонтанный распад изотопов ядер в условиях природной среды называют естественной радиоактивностью - это радиоактивность, которую можно наблюдать у существующих в природе неустойчивых изотопов. А в условиях лабораторий в результате деятельности человека – искусственной радиоактивностью - это радиоактивность изотопов, приобретенных в результате ядерных реакций. Радиоактивность сопровождается

превращением одного химического элемента в другой и всегда сопровождается выделением энергии.Для каждого радиоактивного элемента установлены количественные оценки. Так, вероятность распада одного атома в одну секунду характеризуется постоянной распада данного элемента, а время, за которое распадается половина радиоактивного образца, называется периодом полураспада.Число радиоактивных распадов в образце за одну секунду называют активностью радиоактивного препарата. Единица активности в системе СИ – Беккерель (Бк): 1 Бк=1распад/1с.

Радиоактивный распад — это процесс, являющийся статическим, при котором ядра радиоактивного элемента распадаются независимо друг от друга.

ВИДЫ РАДИОАКТИВНОГО РАСПАДА

Основными видами радиоактивного распада являются:

Альфа - распад

Альфа-частицы испускаются только тяжелыми ядрами, т.е. содержащими большое число протонов и нейтронов. Прочность тяжелых ядер мала. Для того, чтобы покинуть ядро, нуклон должен преодолеть ядерные силы, а для этого он должен обладать достаточной энергией. При объединении двух протонов и двух нейтронов в альфа-частицу ядерные силы в подобном сочетании являются наиболее крепкими, а связи с другими нуклонами слабее, поэтому альфа-частица способна " выйти" из ядра. Вылетевшая альфа-частица уносит положительный заряд в 2 единицы и массу в 4 единицы. В результате альфа-распада радиоактивный элемент превращается в другой элемент, порядковый номер которого на 2 единицы, а массовое число на 4 единицы, меньше.То ядро, которое распадается, называют материнским, а образовавшееся дочерним. Дочернее ядро оказывается обычно тоже радиоактивным и через некоторое время распадается. Процесс радиоактивного распада происходит до тех пор, пока не появится стабильное ядро, чаще всего ядро свинца или висмута.

Бета-распад

Явление бета-распада состоит в том, что ядра некоторых элементов самопроизвольно испускают электроны и элементарную частицу очень малой массы - антинейтрино. Так как электронов в ядрах нет, то появление бета-лучей из ядра атома можно объяснить способностью нейтронов ядра распадаться на протон, электрон и антинейтрино. Появившийся протон переходит во вновь образующееся ядро. Электрон, вылетающий из ядра, и является частицей бета-излучения. Такой процесс распада нейтронов характерен для ядер с большим количеством нейтронов. В результате бета-распада образуется новое ядро с таким же массовым числом, но с большим на единицу зарядом.

Гамма - распад - не существует.
В процессе радиоактивного излучения ядра атомов могут испускать гамма-кванты. Испускание гамма-квантов не сопровождается распадом ядра атома. Гамма излучение зачастую сопровождает явления альфа- или бета-распада. При альфа- и бета-распаде новое возникшее ядро первоначально находится в возбужденном состоянии и, когда оно переходит в нормальное состояние, то испускает гамма-кванты. Так как радиоактивное излучение состоит из альфа-частиц, бета-частиц и гамма-квантов, то явление радиоактивности сопровождается потерей массы и энергии ядра, атома и вещества в целом.

γ -распад – испускание атомным ядром γ -квантов;

спонтанное деление – распад атомного ядра на два или три осколка сравнимой массы.

16 Химия —это одна из отраслей естествознания, предметом изучения которой являются химические элементы (атомы), образуемые ими простые и сложные вещества (молекулы), их превращения и законы, которым подчиняются эти превращения.

Химия - наука о химических элементах, их соединениях и превращениях, происходящих в результате химических реакций. Она изучает, из каких веществ состоит тот или иной предмет; почему и как ржавеет железо, и почему олово не ржавеет; что происходит с пищей в организме; почему раствор соли проводит электрический ток, а раствор сахара — нет; почему одни химические изменения происходят быстро, а другие — медленно.

Химия - Наука о составе, строении, изменениях и превращениях, а также об образовании новых простых и сложных веществ. Химию, говорит Энгельс, можно назвать наукой о качественных изменениях тел, происходящих под влиянием изменения количественного состава.

Химия. - греч. наука о разложении и составлении веществ, тел, об отыскании неразлагаемых стихий, основ.

Химию довольно произвольно делят на несколько разделов, которые нельзя четко отграничить ни от других областей химии, ни от других наук (физики, геологии, биологии).
Неорганическая химия занимается изучением химической природы элементов и их соединений, за исключением большинства соединений углерода.

Органическая химия изучает соединения, состоящие в основном из углерода и водорода. Поскольку атомы углерода могут соединяться друг с другом с образованием колец и длинных цепочек, как линейных, так и разветвленных, таких соединений существует сотни тысяч. Из органических соединений состоят уголь и нефть, они составляют основу живых организмов. Химики-органики научились получать из угля, нефти, растительных материалов синтетические волокна, пестициды, красители, лекарства, пластики и множество других полезных вещей

Радиохимия - это наука о химическом воздействии высокоэнергетического излучения на вещества; она занимается также изучением поведения радиоактивных изотопов Физическая химия использует физические методы для изучения химических систем. Большое место в ней занимают вопросы энергетики химических процессов; соответствующий раздел химии называется химической термодинамикой. К важнейшим направлениям относятся химическая кинетика и строение молекул. Электрохимия изучает химические процессы, протекающие под действием электрического тока, а также способы получения электричества химическими методами. Среди других направлений следует отметить коллоидную химию (она занимается исследованием поведения дисперсных систем), химию поверхностных явлений, статистическую механику.

Аналитическая химия- старейшая область химии. Она занимается разложением сложных веществ на более простые, анализом самих веществ и их составляющих. Сегодня в ней широко используются сложное физическое оборудование и компьютеры, позволяющие автоматизировать рутинные процессы, сбор и обработку данных.

Биохимия изучает сложнейшие химические процессы, протекающие в живых организмах. Биохимик должен детально знать органическую химию, владеть многими химическими и физическими методами анализа. К биохимии примыкают биофизика и молекулярная биология.

Геохимия занимается исследованием химических процессов, протекающих в земной коре. Она изучает образование минералов, метаморфоз скальных пород, образование нефти, пересекается с органической химией и биохимией, а также физикой и физической химией.

Химический элемент – это простое вещество, состоящее из одинаковых атомов.

Природа разных химических элементов различна, так например, многие химические элементы содержатся в природе в чистом виде, некоторые из химических элементов можно вычленить из сложного вещества путем разложения, а можно и вовсе синтезировать новый химический элемент искусственным путем.

Атомы химических элементов – это своего рода строительный материал, из которого выстраиваются все окружающие нас с вами тела.

В природе существует около ста различных химических элементов. И именно эта сотня элементов является фундаментом всего, что нас окружает. Атомы могут соединяться в молекулы, совершенно разнообразными способами, которым нет числа.

Кроме всего прочего, каждый химический элемент имеет свое название. Все, наверное, слышали такие названия как: сера, водород, ртуть, мышьяк и другие. Это и есть названия химических элементов. Но помимо своих русскоязычных наименований химические элементы имеют еще и международные стандартные обозначения. Например, водород обозначается, как H, кислород – O и т.д.

Вещества чаще всего классифицируют по двум самым важным показателям — их строению и составу.

молекулярные и немолекулярные . Молекулярных веществ, т. е. веществ, состоящих из молекул, — подавляющее большинство. В немолекулярных веществах атомы сразу образуют макроскопические тела, не объединяясь перед этим в молекулы.

Для веществ немолекулярного строения характерны только эмпирические формулы, показывающие, какие атомы и в каком количестве содержатся в повторяющемся фрагменте. В нашем примере эмпирическая формула вещества — SiO₂, и это ни что иное, как самый обыкновенный песок.

органические и неорганические. Слово органи́ ческий происходит от слова организм, т. е. живой, живущий. И действительно, вся живая материя на Земле состоит из огромного разнообразия органических веществ. Несколько столетий назад считали, что органические вещества могут содержаться только в растениях и животных, однако сегодня мы встречаемся с ними и далеко за пределами живой природы: это пластмассы, пластики, клеи, краски, синтетические ткани и многие другие материалы.

Органические вещества обязаны своему существованию одному единственному элементу — углероду. В отличие от остальных элементов, именно углерод обладает удивительным свойством: его атомы способны соединяться непосредственно друг с другом, образуя всевозможные цепи и кольца.

углеродная цепь углеродное кольцо

Вещества, основу которых составляют углеродные цепи и кольца, и называются органическими. Например, приведенная выше цепь может лечь в основу вот такой органической молекулы

Все остальные вещества, т. е. не содержащие углеродных цепей и колец, называются неорганическими. Однако, неправильно было бы думать, что они не могут входить в состав живых организмов. Так, вода — вещество, без которого жизнь вообще немыслима, является, очевидно, неорганическим. На схеме (рис. 2) видно, что неорганических веществ значительно меньше, чем органических: всего около 700 тысяч, при том, что они приходятся на долю всех остальных химических элементов. Неорганические вещества, в свою очередь, образуют две обширные группы: простые и сложные.

Простыми называются вещества, состоящие из атомов только одного элемента, например H₂, O₂, Fe, Au. Как правило, элемент и простое вещество, образованное им, имеют одно и то же название: водород, кислород, железо, золото. Простые вещества, а также соответствующие им химические элементы, делятся на два класса: металлы и неметаллы. Металлы отличаются от неметаллов хорошей тепло- и электропроводностью, ковкостью, характерным блеском (рис. 3) и рядом других свойств.

Сложными называются неорганические вещества, образованные атомами разных элементов. Сложные вещества, или, как их еще называют — химические соединения, — невероятно разнообразны по строению и свойствам. Они составляют основную часть неживой природы (рис. 4), хотя, как мы уже знаем, могут встречаться и в составе живых организмов.

17космологические модели вселенной

КМВ - основывается на теории относительности Эйнштейна, в основе которой лежат два положения: 1). принцип относительности, заключающийся в том, что все физические явления протекают одинаково во всех инерциальных системах отчёта (это совокупность тел отсчёта и связанных с ними часов, по отношению к которым изучаются физические явления и процессы). 2). Независимость скорости света от движения системы отсчёта. Эмпирической базой для КМВ также послужило явление " разбегания" галактик, в основе которой лежит принцип, что Вселенная, заполненная тяготеющим веществом должна периодически расширяться и сжиматься. Общее в представлении КМВ основано нанестационарном изотропном однородном характере моделей Вселенной. I -Нестационарность означает, что Вселенная не может находиться в статическом, неизменным состоянии, а должна либо расширяться, либо сжиматься (" Пульсирующая Вселенная" ). II- Изотропность - указывает, что свойства Вселенной не зависят от направления. III -Однородность - характеризует распределение в среднем вещества во Вселенной. К последнему третьему утверждению добавляют, что во Вселенной отсутствуют силы, препятствующие силам тяготения, независимо от вектора направленности.

Из вышеперечисленных основных черт КМВ родились две основные модели мира: открытая и закрытая.

Открытая - основана на том, что расстояния между скоплениями галактик со временем непрерывно увеличивается, что соответствует бесконечной Вселенной.

Закрытая - основана на том, что Вселенная оказывается конечной, но столь же неограниченной, так как двигаясь по ней, нельзя достичь какой-либо границы, ибо суть есть переходящая материя (см. ниже).

Но независимо от того какой модели придерживаться многие учёные сходятся в том, что первоначально Вселенная находилась в условиях, характеризующих наличие высокой температуры и сосредоточения материи, что обеспечило дальнейшее " расширение" Вселенной и постепенное охлаждение её.

Если следовать этой модели, то из-за высокой плотности материи и высокой температуры, неизбежно произошёл взрыв - " Теория Большого Взрыва", и постепенно Вселенная начала эволюционизировать, а также охлаждаться.

Любая эволюция ведёт к изменению материи, отсюда " переходящая материя" .

Космологи́ ческая сингуля́ рность — состояние Вселенной в начальный момент Большого Взрыва, характеризующееся бесконечной плотностью и температурой вещества. Космологическая сингулярность является одним из примеров гравитационных сингулярностей, предсказываемых общей теорией относительности (ОТО) и некоторыми другими теориями гравитации.

Возникновение этой сингулярности при продолжении назад во времени любого решения ОТО^], описывающего динамику расширения Вселенной, было строго доказано в1967 году Стивеном Хокингом^[2]. Также он писал:

«Результаты наших наблюдений подтверждают предположение о том, что Вселенная возникла в определённый момент времени. Однако сам момент начала творения, сингулярность, не подчиняется ни одному из известных законов физики».

Например, не могут быть одновременно бесконечными плотность и температура, т. к. при бесконечной плотности мера хаоса стремится к нулю, что не может совмещаться с бесконечной температурой. Проблема существования космологической сингулярности является одной из наиболее серьёзных проблем физической космологии. Дело в том, что никакие наши сведения о том, что произошло после Большого Взрыва, не могут дать нам никакой информации о том, что происходило до этого.

18Галактика (др.-греч.млечный) — гигантская, гравитационно-связанная система из звёзд и звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, и тёмной материи. Все объекты в составе галактики участвуют в движении относительно общего центра масс

Классификацию галактик, предложенную Хабблом, часто называют камертонной, так как последовательность расположения в ней типов галактик напоминает вилку камертона По этой классификации галактики объединяются в пять основных типов:
– эллиптические (Е); – линзообразные (SO); – обычные спиральные (S); – пересеченные спиральные (SB); – неправильные (

Эллиптические галактики составляют 25% от общего числа галактик. Они выглядят как нерезкий круг или эллипс, яркость которого быстро уменьшается от центра к периферии. По форме эллиптические галактики очень разнообразны: бывают как шаровые, так и очень сплюснутые. Это наиболее простые по структуре галактики. Состоят, преимущественно, из старых звезд. цвет этих галактик красноватый. Вращение обнаружено лишь у наиболее сжатых из эллиптических галактик. Примером эллиптической галактики служит галактика в созвездии Девы. Спиральные галактики – составляют около 50 % всех наблюдаемых галактик. Большая часть звезд галактики занимает линзообразный объем (галактический диск). На галактическом диске заметен спиральный узор из двух или более закрученных в одну сторону ветвей или рукавов, выходящих из центра галактики. Различаются два типа спиралей. У одних, подобных нашей Галактике и обозначаемых SA или S, спиральные ветви выходят непосредственно из центрального уплотнения. У других они начинаются у концов продолговатого образования, в центре которого находится овальное уплотнение. Промежуточным типом между спиральной и эллиптической галактиками является линзовидная галактика типа SB0. У галактик этого типа яркое центральное сгущение (балдж) сильно сжато и похоже на линзу, а ветви отсутствуют или очень слабо прослеживаются. Состоят галактики из старых звёзд- гигантов, поэтому и цвет их – красноватый. Неправильные галактики - это галактики неправильного вида, без ядра и без какой-либо общей структуры. Состоят из молодых звезд, содержат много межзвездного газа: от 10 до 50% общей массы галактики. Несмотря на всё их разнообразие, неправильные галактики можно разбить на два основных подкласса: галактики типа Большого Магелланова Облака и голубые компактные галактики. Млечный Путь (также Галактика) — название галактики, в которой находится Солнечная система. Истинные размеры Галактики были установлены только в XX в. Оказалось, что она является значительно более плоским образованием, чем предполагали ранее. Диаметр галактического диска превышает 100 тыс. световых лет, а толщина - около 1000 световых лет. По внешнему виду Галактика напоминает чечевичное зерно с утолщением посередине. Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Радиус гало значительно больше размеров диска и, по некоторым данным, достигает нескольких сотен тысяч световых лет. Центр симметрии гало Млечного Пути совпадает с центром галактического диска. Звезды и звездные скопления гало движутся вокруг центра Галактики по очень вытянутым орбитам. Из-за того что вращение отдельных звезд происходит почти беспорядочно (т. е. скорости соседних звезд могут иметь самые различные направления), само гало в целом вращается очень медленно. Диск. По сравнению с гало диск вращается заметно быстрее. Скорость его вращения не одинакова на различных расстояниях от центра. Вблизи плоскости диска концентрируются молодые звезды и звездные скопления, возраст которых не превышает нескольких миллиардов лет. Они образуют так называемую плоскую составляющую. Среди них очень много ярких и горячих звезд. Ядро. Одной из самых интересных областей Галактики считается ее центр, или ядро, расположенное в направлении созвездия Стрельца. Помимо большого количества звезд в центральной области Галактики наблюдается около ядерный газовый диск, состоящий преимущественно из молекулярного водорода. Спиральные ветви (рукава)Одним из наиболее заметных образований в дисках галактик, подобных нашей, являются спиральные ветви (или рукава). Они и дали название этому типу объектов - спиральные галактики. Спиральная структура в нашей Галактике очень хорошо развита. Вдоль рукавов в основном сосредоточены самые молодые звезды, многие рассеянные звездные скопления и ассоциации, а также цепочки плотных облаков межзвездного газа, в которых продолжают образовываться звезды. В спиральных ветвях находится большое количество переменных и вспыхивающих звезд, в них чаще всего наблюдаются взрывы некоторых типов сверхновых звезд. В отличие от гало, где какие-либо проявления звездной активности чрезвычайно редки, в ветвях продолжается бурная жизнь, связанная с непрерывным переходом вещества из межзвездного пространства в звезды и обратно. Галактическое магнитное поле, пронизывающее весь газовый диск, также сосредоточено главным образом в спиральных образованиях.

19 Классификация звезд.

Главнейшей характеристикой классификации является различная степень ионизации элементов, зависящая от температур. В горячих голубых звёздах с температурой свыше 10-15 тыс. кельвинов большая часть атомов ионизована, так как лишена электронов. Полностью ионизованные атомы не дают спектральных линий, поэтому в спектрах таких звёзд линий мало. Самые заметные принадлежат гелию. У звёзд с температурой 5-10 тыс. кельвинов (к ним относится Солнце) выделяются линии водорода, кальция, железа, магния и ряда других металлов. Наконец, у более холодных звёзд преобладают линии металлов и молекул, выдерживающих высокие температуры (например, молекул окисититана).

В начале ХХ в. в Гарвардской обсерватории (США) была разработана спектральная классификация звёзд. Основные классы в ней обозначаются латинскими буквами (О, В, А, F, G, К, М), они отличаются набором наблюдаемых линий и плавно переходят один в другой. Вдоль этой последовательности уменьшается температура звёзд и меняется их цвет от голубого к красному. Звёзды, относящиеся к классам О, В и А, называют горячими или ранними, F и G – солнечными, К и М – холодными или поздними. Для более точной характеристики каждый класс разделён ещё на 10 подклассов, обозначаемых цифрами от 0 до 9, которые ставятся после буквы (например, Солнце G2). Таким образом, получается плавная последовательность подклассов.

По размерам звезды делятся на карликов и гигантов. Самые маленькие звезды, наблюдаемые в оптических лучах – белые карлики – имеют в диаметре несколько тысяч километров. Размеры же наиболее крупных, красных сверхгигантов, сопоставимы с орбитами Сатурна.

Общее строение.

Ядро - центральная часть Солнца со сверхвысоким давлением и температурой, обеспечивающими течение ядерных реакций. Они выделяют огромное количество электромагнитной энергии в предельно коротких диапазонах волн.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒