Скачать Советский учебник

Назначение: В книге в доступной форме изложены основные сведения о небесной сфере, Земле, планетах, звездах и других небесных объектах. Дано описание простейших астрономических инструментов и наблюдений.

© "Просвещение" Москва 1981 

Авторство: Зигель Ф.Ю. 

Формат:DjVuРазмер файла: 5.88 MB

СОДЕРЖАНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЗЕМЛЯ И НЕБО  5

СО ДНА ВОЗДУШНОГО ОКЕАНА  9

СОЛНЦЕ ДВИЖЕТСЯ ПО НЕБУ  16

АДРЕС НА НЕБЕ  25

ПУТЕШЕСТВИЕ ВОКРУГ ЗЕМЛИ  35

ПОЯС ЗОДИАКА   42

КОТОРЫЙ ЧАС?  54

ЗВЕЗДНОЕ НЕБО В МИФАХ И ЛЕГЕНДАХ . . 65

СОСЕДНИЙ МИР  85

СЕМЬЯ ПЛАНЕТ  98

КОМЕТЫ, МЕТЕОРЫ И МЕТЕОРИТЫ  108

{spoiler=ОТКРЫТЬ:  оглавление полностью...}

 

СРЕДИ ЗВЕЗД 115

БИНОКЛЬ И ЕГО ИСТОРИЯ 139

ПЯТНА НА СОЛНЦЕ И ГОРЫ НА ЛУНЕ ... 145

НА ПОРОГЕ БЕСКОНЕЧНОСТИ . .... 150

САМОДЕЛЬНЫЙ ТЕЛЕСКОП . .... 157

КАК СТАТЬ АСТРОНОМОМ . .... 168

ПРИЛОЖЕНИЕ

I. Список рекомендуемой литературы . 171

И. Греческий алфавит  _

III. Карты звездного неба  172

IV. Данные о некоторых переменных звездах, доступных

для наблюдений невооруженным глазом и в бинокль 176

V. Таблица основных сведений о двадцати наиболее

ярких звездах  181

VI. Таблица главнейших метеорных потоков ... .182

VII. Цвета и температуры некоторых ярких звезд ... _

VIII. Список некоторых двойных звезд, доступных для

наблюдений невооруженным глазом и в бинокль 183

IX. Лунные кольцевые горы 184

X. Примерная программа занятий астрономического

кружка   187

XI. Наблюдение переменных звезд . 188

 

 {/spoilers}

Скачать бесплатный учебник  СССР - Звёздная азбука (Зигель) 1981 года

СКАЧАТЬ DjVu

{spoiler=ОТКРЫТЬ: - отрывок из учебника...}

 Воздушный океан, несмотря на огромную глубину (около 1000 км), так прозрачен, что свет небесных светил, доходящий до нашего глаза, не испытывает в воздухе сколько-нибудь значительного поглощения. Мы видим небесные светила почти не ослабленными в блеске, но для точных астрономических исследований непременно надо знать, что происходит со световым лучом при его движении сквозь атмосферу.

Приключения солнечных лучей

Прежде всего мельчайшие частицы воздуха—молекулы составляющих его газов — сортируют падающие на них солнечные лучи. Белый солнечный луч состоит из множества разноцветных лучей. Убедиться в этом просто. Возьмите в школьном физическом кабинете трехгранную стеклянную призму, пропустите сквозь нее солнечные лучи, и на стене класса или на потолке вы увидите разноцветную радужную полоску, называемую спектром. Стеклянная призма разложила белый солнечный луч на составные лучи,— в этом заключается одно из главнейших ее свойств. Дело в том, что лучи разного цвета призма преломляет по-разному: сильнее всего — фиолетовые, слабее всего — красные.

В атмосфере тоже иногда происходит разложение солнечного света на составные лучи. Так, например, всем известная радуга возникает при прохождении солнечного света сквозь маленькие капельки дождя, которые в этом случае играют роль стеклянных призмочек. Вы, наверно, видели также, как иногда около Солнца или Луны в морозную погоду появляются туманные радужные кольца или кресты. Это так называемые галосы. Они сходны с радугой, но только свет от Луны или Солнца разлагается в этом случае не водяными капельками, а образующимися в атмосфере мельчайшими кристалликами льда. И радуга и галосы —все это оптические явления в атмосфере, результат взаимодействия солнечного света с воздушным океаном.

Однако, когда мы говорили о сортировке солнечных лучей, то имели в виду иное. Вам, конечно, приходилось видеть тлеющую папиросу, испускающую дым из обоих своих концов. Но вот что удивительно: спереди папиросы, там, где вложен табак, дым выделяется в виде узенькой голубоватой струйки, а из другого конца папиросы выходит и стелется густой белый дымок. Табак один, а дым разный. В чем же причина этого явления?

Все дело, оказывается, в законах рассеяния света. Когда луч света попадает на какую-нибудь частицу, то он рассеивается, т. е. разбрасывается частицей в разные стороны. Но вот какие именно

ю

лучи рассеиваются и какие пропускаются частицей —это зависит от ее свойств, главное —от ее размеров.

В голубом дыме папиросы частицы маленькие, легкие, свободно поднимающиеся вверх. Такие частицы, как установил английский физик Рэлей, рассеивают голубые лучи.4 Крупные же, тяжелые частицы, из которых состоит белый дым, представляют собой мельчайшие капельки воды. Они рассеивают все лучи одинаково, поэтому рассеянные разноцветные лучи, складываясь затем вместе, образуют снова белый цвет.

Почему небо синее?

Молекулы газов, составляющих воздух, по закону Рэлея, рассеивают синие и голубые лучи. Вот почему небо синее и в этом отношении похоже на голубоватый дымок тлеющей папиросы. Облака же в небе белые, потому что они состоят из мельчайших водяных капелек.

Закон Рэлея проявляется не только в синем цвете неба и белизне облаков. Когда Солнце или Луна находятся вблизи горизонта, они кажутся оранжевыми, а иногда и ярко-красными. В чем же причина этого факта? Луч Солнца или Луны, находящихся вблизи горизонта, проходит через большую толщу атмосферы, чем в полдень.

Кроме того, утренние и вечерние солнечные лучи пронизывают нижние запыленные слои атмосферы. В этих слоях рассеиваются не только синие и голубые, но Даже зеленые и часть желтых лучей. Только красные и оранжевые лучи беспрепятственно достигают человеческого глаза. Именно поэтому Солнце и Луна вблизи горизонта кажутся красновато-оранжевыми.

Кстати, такой же вид они имеют и сквозь густое облако дыма, потому что частицы дыма рассеивают все видимые лучи, кроме оранжевых и красных.

Нельзя в связи с этим не упомянуть о всем знакомом факте: Луна и Солнце, находясь у горизонта, не только краснеют, но и заметно увеличиваются в размерах. Это уже совсем странно: неужели Солнце и Луна на самом деле дважды в сутки распухают по непонятным причинам? Или, может быть, они при восходе и заходе становятся к нам ближе? На самом деле оба предположения совершенно неверны, абсурдны. Разгадка же проста: нам только кажется, что Луна и Солнце увеличиваются у горизонта. Поверить в это трудно, но проверить легко.

Возьмите обычную линейку и на одном из ее концов воткните 5—6 булавок. С помощью этого нехитрого приборчика посмотрите

11

на большую Луну и заметьте по булавкам размер ее поперечника. Такое же наблюдение повторите и тогда, когда Луна будет высоко над горизонтом. Вы убедитесь, что в обоих случаях размеры Луны (и Солнца) совершенно одинаковы. Перед вами еще один пример всем знакомого обмана зрения!

Цвет неба, окраска вечерних и утренних зорь, белизна облаков—все это результат рассеяния света на молекулах земной атмосферы.

С поднятием вверх все эти явления постепенно ослабевают. На высотах в сотни километров нет ни зорь, ни облаков — на совершенно черном небе сияют Солнце, Луна и немерцающие звезды. Космонавты во время полетов наблюдали очень красивые зори и облака «внизу», т. е. у краев Земли.

Мерцание звезд

Кстати, о мерцании звезд. Случалось ли вам, подъезжая к далекому городу, наблюдать из окна вагона море мерцающих огней? Мерцание звезд и мерцание далеких земных огней вызвано одной причиной—неоднородностью воздуха и его движением. В воздушном океане постоянно движутся различные струйки воздуха. Одни из них толще и плотнее, другие разреженнее. Лучи света, проходя сквозь эти струйки, преломляются по-разному, а так как струйки все время движутся, то и луч непрерывно дрожит, искривляется, «мерцает».

Свет от звезд, кроме того, еще разлагается на водяных капельках в атмосфере. Поэтому после дождя или перед дождем звезды не только сильно мерцают, но и переливаются всеми цветами радуги.

Мерцание звезд можно наблюдать лишь со дна воздушного океана. За пределами земной атмосферы звезды светят спокойно, не мигая и не переливаясь различными цветами.

Что касается Луны и Солнца, то каждая точка их поверхности мерцает, как и звезды. Но так как усиление и ослабление блеска равновероятны, то в целом большие дискй Луны и Солнца сохраняют постоянный блеск. Планеты, наблюдаемые с Земли не в виде точек, как звезды, а в виде крошечных дисков, почти не мерцают. В этом —одно из внешних отличий планет от звезд. Если вы увидите на небе яркую немерцающую звезду, знайте, что это планета. Но о планетах у нас еще будет разговор, а сейчас разберем одно важное для астрономов оптическое явление — преломление света или рефракцию.

Рефракция в атмосфере

Возьмите стакан с водой и опустите в него ложку (рис. 3).

У поверхности воды ложка кажется переломленной, хотя в действительности никакого излома у ложки нет. Причина этого явления в рефракции света. Луч света, переходя из одной среды в другую (например, из воды в воздух), преломляется, изменяя первоначальное направление.

Установлено, что при переходе из более плотной среды в менее плотную луч приближается к поверхности, которая разделяет обе среды; в обратном случае угол между поверхностью раздела и лучом света увеличивается. Это изменение направления луча света при переходе границы двух различных веществ и называется преломлением или рефракцией.

Излом ложки в стакане с водой вызван рефракцией. Благодаря рефракции дно реки или озера кажется менее глубоким, чем в действительности. Рефракция очень сильно искажает предметы, если их рассматривать сквозь толстый слой воды. Поэтому картины надводного мира, наблюдаемые рыбами, по-видимому, сильно отличаются от реальных. Воздушный океан тоже вносит некоторые искажения в картину вселенной, но так как плотность воздуха в сравнении с водой очень мала, то искажения эти незначительны.

Представьте себе Землю, покрывающий ее слой земной атмосферы и звезду, обозначенную буквой А (рис. 4). Луч, идущий от звезды, преломится на границе атмосферы и попадет в глаз по иному направлению, чем первоначальное. Естественно, что наблюдатель увидит звезду не там, где она на самом деле находится (точка А)у а в направлении, по которому пришел в его глаз луч света от звезды (точка Б). Значит, из-за рефракции видимые положения светил не совпадают с истинными. Правда, разница в положениях невелика и зависит от высоты светила над горизонтом. Чем выше светило, тем меньше рефракция, а для светил, находящихся над головой, в зените, рефракция равна нулю.

Наибольшего значения рефракция достигает у горизонта, но и там она близка к 35 минутам дуги. Этот угол почти равен угловому поперечнику Солнца или Луны.

Рис. 3. Рефракция в стакане с водой.

Рис. 4. Рефракция в атмосфере.

Объяснение рефракции, которое мы только что дали, очень приближенно. Ведь на самом деле плотность атмосферы убывает с высотой. Земля не плоска, а шарообразна, как и атмосфера. Поэтому путь луча в атмосфере вовсе не прямолинеен, а представляет собой сложную кривую, подробно изучаемую в специальной теории рефракции.

Легко, однако, сообразить, что каков бы ни был путь луча в атмосфере, рефракция всегда приподнимает светило над горизонтом по сравнению с его действительным положением. Может быть и так, что Солнце или Луна находятся под горизонтом, но благодаря рефракции мы их уже видим, так как рефракция подняла эти светила на высоту их поперечника. При заходе повторяется подобная же картина: Солнце и Луна уже зашли за горизонт, но некоторое время мы продолжаем их видеть.

Рефракция увеличивает продолжительность дня. Не будь атмосферы, дни на Земле были бы на несколько минут короче, чем в дей ствител ь но сти.

Есть еще одно всем знакомое явление, которое объясняется рефракцией. Вы, конечно, не раз наблюдали, как Солнце и Луна у горизонта расплющиваются, теряя обычную форму круга. Эти искажения вызваны рефракцией. Для разных точек вертикального поперечника Солнца рефракция различна. Она сильнее всего для нижнего края и наиболее слаба для верхнего края Солнца. Поэтому из-за разной величины рефракции вертикальный поперечник Солнца сжимается. Что же касается горизонтального поперечника, то все его точки имеют одинаковую высоту над горизонтом, рефракция для них одинакова, а потому он остается неизменным.

Мы выяснили, как искажает вид вселенной тот воздушный океан, на дне которого мы живем. Все эти искажения невелики. Воздух — самое прозрачное из всего того, что нас окружает. Сквозь воздушную оболочку Земли мы видим небесные тела почти такими, какие они есть на самом деле.

Иногда в земной атмосфере возникают редкие по красоте явления — полярные сияния. На фоне ночного неба появляются причудливые разноцветные движущиеся ленты, полосы, столбы света. Особенно красивь «короны» — совокупность светящихся лучей, идущих из единого центра. Некоторые из полярных сияний выглядят менее эффектно — красноватые размазанные пятна, сквозь которые легко просвечивают звезды. Несмотря на множество форм и оттенков, полярные сияния подробно описаны и составлена даже их классификация.

Полярные сияния — свечение верхних, разреженных слоев атмосферы. Они вызываются взаимодействием атомов и молекул, находящихся на высотах от ста до нескольких сот километров, с заряженными частицами больших энергий, вторгающимися в земную атмосферу из космоса. Так, Солнце непрерывно выбрасывает со своей поверхности в окружающее мировое пространство великое множество мельчайших частиц вещества (потоки корпускул), несущих электрические заряды. Многие из них проникают в верхние, разреженные слои земной атмосферы и сталкиваются с отдельными ее частицами, вызывая их свечение, — так возникают полярные сияния. Чем активнее процессы на Солнце, тем чаще вспыхивают полярные сияния. Земная атмосфера чутко отзывается на то, что происходит на далеком Солнце.

Полярные сияния чаще всего возникают в высоких широтах. Объясняется это тем, что полярные сияния есть результат сложного взаимодействия заряженных частиц с магнитным полем Земли, полюсы которых расположены вблизи географических полюсов.

{/spoilers}