지구 또는 우주에서의 천문 관측. 우주의 구조와 규모. 월식 관측

천문학은 가장 오래된 과학 중 하나입니다. 태곳적부터 사람들은 하늘을 가로질러 별의 움직임을 따라왔습니다. 당시의 천문 관측은 지형을 탐색하는 데 도움이 되었으며 철학 및 종교 시스템의 구축에도 필요했습니다. 그 이후로 많은 것이 바뀌었습니다. 천문학은 마침내 점성술에서 해방되어 방대한 지식과 기술력을 축적했습니다. 그러나 지구나 우주에서 이루어진 천문 관측은 여전히 ​​이 과학에서 데이터를 얻는 주요 방법 중 하나입니다. 정보 수집 방법은 바뀌었지만 방법론의 본질은 변하지 않았습니다.

천체관측이란?

선사시대에도 사람들이 달과 태양의 움직임에 대한 기본적인 지식을 가지고 있었다는 증거가 있습니다. 히파르코스(Hipparchus)와 프톨레마이오스(Ptolemy)의 작품은 고대에도 빛에 대한 지식이 요구되었고 많은 관심을 기울였음을 증언합니다. 그 시간과 그 후 오랜 기간 동안 천체관측은 밤하늘에 대한 연구와 종이에 보이는 것을 고정하거나 더 간단하게는 스케치였습니다.

르네상스 전까지는 가장 단순한 도구 만이이 문제에서 과학자의 조수였습니다. 망원경이 발명된 후 상당한 양의 데이터를 사용할 수 있게 되었습니다. 개선됨에 따라 수신된 정보의 정확도가 높아졌습니다. 그러나 기술 발전의 수준에 관계없이 천체 관측은 천체에 대한 정보를 수집하는 주요 방법입니다. 흥미롭게도 이것은 과학적 진보 이전 시대에 사용 된 방법, 즉 맨눈으로 또는 가장 간단한 장비의 도움으로 사용 된 방법이 관련성을 잃지 않은 과학 활동 영역 중 하나이기도합니다.

분류

오늘날 천체 관측은 활동의 상당히 광범위한 범주입니다. 몇 가지 기준에 따라 분류할 수 있습니다.

• 참가자의 자격;
• 기록된 데이터의 특성
• 위치.

첫 번째 경우에는 전문 관찰과 아마추어 관찰이 구별됩니다. 이 경우 얻은 데이터는 대부분 적외선 및 자외선을 포함한 가시 광선 또는 기타 전자기 복사의 등록입니다. 이 경우 정보는 어떤 경우에는 우리 행성의 표면에서만 또는 대기권 밖의 우주에서만 얻을 수 있습니다. 세 번째 특징에 따르면 지구 또는 우주에서 이루어진 천문 관측이 구별됩니다.

아마추어 천문학

별과 다른 천체에 대한 과학의 아름다움은 비전문가들 사이에서 말 그대로 활동적이고 지칠 줄 모르는 추종자들이 필요한 몇 안 되는 천체 중 하나라는 것입니다. 끊임없는 관심을 기울일 가치가있는 엄청난 수의 물체, 가장 복잡한 문제를 다루는 소수의 과학자가 있습니다. 따라서 나머지 근거리 공간의 천문 관측은 아마추어의 어깨에 떨어집니다.

천문학을 취미로 여기는 사람들이 이 과학에 기여한 바는 분명합니다. 지난 세기의 마지막 10 년 중반까지 혜성의 절반 이상이 아마추어에 의해 발견되었습니다. 그들의 관심 분야에는 종종 변광성, 신성 관측, 소행성이 천체의 범위를 추적하는 것이 포함됩니다. 후자는 오늘날 가장 유망하고 요구되는 작업입니다. New와 Supernovae에 관해서는, 원칙적으로 아마추어 천문학자들이 그들을 가장 먼저 알아차립니다.

비전문가 관찰을 위한 옵션

아마추어 천문학은 밀접하게 관련된 분야로 나눌 수 있습니다.

• 시각 천문학. 여기에는 쌍안경, 망원경 또는 육안으로 천체 관측이 포함됩니다. 이러한 활동의 ​​주요 목표는 원칙적으로 별의 움직임과 과정 자체를 관찰할 수 있는 기회를 즐기는 것입니다. 이 방향의 흥미로운 지점은 "보도" 천문학입니다. 일부 아마추어는 망원경을 거리로 꺼내 별, 행성 및 달을 감상하도록 모든 사람을 초대합니다.
• 천체 사진. 이 방향의 목적은 천체와 천체의 사진 이미지를 얻는 것입니다.
• 망원경 건물. 때로는 필요한 광학 기기, 망원경 및 액세서리가 아마추어에 의해 거의 처음부터 만들어집니다. 그러나 대부분의 경우 망원경 구성은 기존 장비를 새로운 구성 요소로 보완하는 것입니다.
• 연구. 일부 아마추어 천문학자들은 미적 쾌락 외에 더 많은 물질을 얻기 위해 노력합니다. 그들은 소행성, 변수, 신규 및 초신성, 혜성 및 유성우 연구에 종사하고 있습니다. 주기적으로 끊임없는 노력과 관찰의 과정에서 발견이 이루어집니다. 과학에 가장 큰 공헌을 한 것은 아마추어 천문학자들의 이러한 활동입니다.

전문가의 활동

전 세계의 전문 천문학자들은 아마추어보다 더 정교한 장비를 가지고 있습니다. 그들이 직면한 작업은 정보를 수집하는 데 있어 높은 정확도, 해석 및 예측을 위한 잘 작동하는 수학적 장치를 요구합니다. 일반적으로 매우 복잡하고 종종 멀리 떨어진 물체와 현상이 전문가 작업의 중심에 있습니다. 종종 우주의 확장에 대한 연구는 우주의 특정 법칙을 밝히고 우주의 기원, 구조 및 미래에 관한 이론적 구성을 명확히, 보완 또는 논박하는 것을 가능하게 합니다.

정보 유형별 분류

이미 언급했듯이 천문학에서의 관측은 다양한 방사선의 고정과 관련될 수 있습니다. 이를 기반으로 다음 지침이 구별됩니다.

• 광학 천문학은 가시 범위의 방사선을 연구합니다.
• 적외선 천문학;
• 자외선 천문학;
• 전파천문학;
• 엑스레이 천문학;
• 감마 천문학.

또한이 과학의 방향과 전자기 복사와 관련이없는 해당 관찰이 강조 표시됩니다. 여기에는 중성미자, 외계에서 오는 중성미자 복사 연구, 중력파 및 행성 천문학이 포함됩니다.

표면에서

천문학에서 연구된 현상 중 일부는 지상 실험실에서 연구할 수 있습니다. 지구에서의 천문 관측은 천체의 이동 궤적 연구, 별까지의 우주 거리 측정, 특정 유형의 방사선 및 전파 고정 등과 관련이 있습니다. 우주 비행의 시대가 시작될 때까지 천문학자들은 우리 행성의 조건에서 얻은 정보로만 만족할 수 있었습니다. 그리고 이것은 우주의 기원과 발달에 대한 이론을 세우고 우주에 존재하는 많은 패턴을 발견하기에 충분했습니다.

땅 위 높이

최초의 위성이 발사되면서 천문학의 새로운 시대가 열렸습니다. 우주선이 수집한 데이터는 매우 중요합니다. 그들은 우주의 신비에 대한 과학자들의 이해를 심화시키는 데 기여했습니다.

우주에서의 천문 관측을 통해 가시광선에서 감마선 및 X선에 이르기까지 모든 유형의 방사선을 감지할 수 있습니다. 행성의 대기가 그들을 흡수하고 표면으로 허용하지 않기 때문에 대부분은 지구에서 연구에 사용할 수 없습니다. 우주 시대가 시작된 후에야 가능해진 발견의 예는 X선 펄서입니다.

정보 광부

우주에서의 천문관측은 우주선과 궤도를 도는 인공위성에 설치된 다양한 장비를 이용하여 수행된다. 이러한 성질에 대한 많은 연구가 국제 우주 정거장에서 수행되고 있습니다. 지난 세기에 여러 번 출시된 광학 망원경의 기여는 매우 중요합니다. 그 중에서도 유명한 허블이 눈에 띈다. 평신도에게는 주로 깊은 우주의 놀랍도록 아름다운 사진 이미지의 출처입니다. 그러나 이것이 그가 "할 수 있는" 전부는 아닙니다. 그것의 도움으로 많은 물체의 구조, "행동"의 패턴에 대한 많은 양의 정보를 얻었습니다. 허블 및 기타 망원경은 우주 개발 문제를 연구하는 이론 천문학에 필요한 귀중한 데이터 소스입니다.

천체와 우주의 천체 관측은 천체와 현상의 과학을 위한 유일한 관측입니다. 그것들이 없었다면 과학자들은 현실과 비교하지 못한 채 다양한 이론을 발전시킬 수 밖에 없었습니다.

천문학 방법 중, 그렇지 않으면 천문학 연구 방법으로 세 가지 주요 그룹을 구별할 수 있습니다.

• 관찰,
• 측정,
• 우주 실험.

이러한 방법들을 살펴보자.

천체관측

비고 1

천체 관측은 천체와 사건을 연구하는 주요 방법입니다. 그들의 도움으로 근거리 및 원거리 공간에서 일어나는 일을 기록합니다. 천문 관측은 실험적으로 얻은 지식의 주요 원천입니다.

일반적으로 천문 관측 및 데이터 처리는 전문 연구 기관(천문대)에서 수행됩니다.

최초의 러시아 천문대는 상트페테르부르크 인근 풀코보에 건설되었습니다. 최고의 정확도로 별 목록을 편집한 것이 풀코보 천문대의 장점입니다. 19세기 후반에 그녀는 무대 뒤에서 "세계의 천문 수도"라는 칭호를 받았고, 1884년에는 Pulkovo가 영자오선(그리니치 원)을 주장했다고 ​​말할 수 있습니다.

현대의 천문대는 관측장비(망원경), 수광분석장비, 각종 보조장비, 고성능 컴퓨터 등이 갖춰져 있다.

천문 관측의 특징에 대해 살펴 보겠습니다.

• 기능 #1. 관찰은 매우 불활성이므로 일반적으로 다소 긴 시간이 필요합니다. 유인 및 무인 우주 비행사가 제공하는 드문 예외를 제외하고 우주 물체에 대한 적극적인 영향은 어렵습니다. 기본적으로 지구축의 경사각이 궤도면으로 변형되는 것과 같은 많은 현상은 기본적으로 수천 년에 걸친 관측을 통해서만 기록될 수 있습니다. 결과적으로 천년 전의 바빌론과 중국의 천문 유산은 현대 요구 사항과 약간의 불일치에도 불구하고 여전히 관련이 있습니다.
• 기능 #2. 관찰 과정은 원칙적으로 지구 표면에서 발생하는 동시에 지구는 복잡한 운동을 수행하므로 지구 관찰자는 별이 빛나는 하늘의 특정 부분만 봅니다.
• 기능 번호 3. 관찰을 기반으로 수행된 각도 측정은 물체의 선형 치수와 물체까지의 거리를 결정하는 계산의 기초입니다. 그리고 광학을 사용하여 측정한 별과 행성의 각 크기는 거리에 의존하지 않기 때문에 계산이 매우 부정확할 수 있습니다.

비고 2

천문 관측의 주요 도구는 광학 망원경입니다.

광학 망원경은 종류에 따라 작동 원리가 결정됩니다. 그러나 유형에 관계없이 주요 목표와 임무는 빛나는 물체(별, 행성, 혜성 등)에서 방출되는 최대 빛을 수집하여 이미지를 만드는 것입니다.

광학 망원경의 종류:

• 굴절기(렌즈),
• 반사경(거울),
• 뿐만 아니라 미러 렌즈.

굴절기(렌즈) 망원경에서 이미지는 대물 렌즈에서 빛의 굴절에 의해 달성됩니다. 굴절기의 단점은 이미지가 흐려지는 오류로 인한 것입니다.

반사체의 특징은 천체 물리학에서의 사용입니다. 그들에서 가장 중요한 것은 빛이 굴절되는 방식이 아니라 반사되는 방식입니다. 렌즈보다 더 완벽하고 더 정확합니다.

거울 렌즈 망원경은 굴절기와 반사기의 기능을 결합합니다.

그림 1. 소형 광학 망원경. Author24 - 학생 논문의 온라인 교환

천문 측정

천문 연구에서 측정은 다양한 기구와 기구를 사용하여 이루어지기 때문에 간단히 살펴보도록 하겠습니다.

비고 3

주요 천문 측정기는 3차원 측정기입니다.

이 기계는 사진 이미지 또는 스펙트럼 다이어그램에서 하나 또는 두 개의 직교 좌표를 측정합니다. 3차원 측정기에는 사진을 올려 놓는 테이블과 발광체 또는 그 스펙트럼을 조준하는 데 사용되는 측정 기능이 있는 현미경이 장착되어 있습니다. 최신 장치는 최대 1미크론의 판독 정확도를 가질 수 있습니다.

측정 과정에서 오류가 발생할 수 있습니다.

• 악기 자체
• 운영자(인적 요인),
• 임의의.

기기 오류는 불완전함으로 인해 발생하므로 사전에 정확성을 확인해야 합니다. 특히 저울, 마이크로미터 나사, 대상 테이블의 가이드 및 측정 현미경, 기준 마이크로미터 등은 검증 대상입니다.

인적 요소 및 무작위성과 관련된 오류는 측정의 다중성에 의해 중단됩니다.

천문 측정에서는 자동 및 반자동 측정 기기가 널리 도입되었습니다.

자동 장치는 기존 장치보다 훨씬 빠르게 작동하며 평균 제곱 오차가 절반입니다.

우주 실험

정의 1

우주 실험은 이론, 가설, 과학적 지식의 발전에 기여할 수 있는 다양한 기술을 향상시킨다.

우주 실험의 주요 경향:

1. 물리적, 화학적 과정의 과정과 우주 공간에서 물질의 거동을 연구합니다.
2. 천체의 성질과 행동을 연구한다.
3. 인간에 대한 공간의 영향.
4. 우주 생물학 및 생명 공학 이론의 확인.
5. 우주 탐사의 방법.

여기에서 러시아 우주비행사들이 ISS에서 수행한 실험의 예를 제시하는 것이 적절합니다.

식물 성장 실험(Veg-01).

실험의 목적은 궤도 조건에서 식물의 행동을 연구하는 것입니다.

실험 "플라즈마 크리스탈"- 미세 중력 매개변수에서 플라즈마 먼지 결정 및 액체 물질 연구.

4단계가 수행되었습니다.

1. 고주파 용량성 방전에서 가스 방전 플라즈마의 플라즈마 먼지 구조를 연구했습니다.
2. 플라즈마의 플라즈마 먼지 구조는 직류를 이용한 글로우 방전에서 연구되었습니다.
3. 우주 방사선의 자외선 스펙트럼이 광 방출로 대전될 수 있는 거대 입자에 어떻게 영향을 미치는지 조사되었습니다.
4. 플라즈마 먼지 구조는 태양 자외선과 이온화 복사의 작용하에 열린 공간에서 연구되었습니다.

그림 2. 실험 "플라즈마 크리스탈". Author24 - 학생 논문의 온라인 교환

총 100개 이상의 우주 실험이 ISS에서 러시아 우주비행사에 의해 수행되었습니다.

천체와 현상을 연구하는 주요 방법. 육안으로 관찰하거나 다양한 방사선 수신기(분광기, 광도계 등)가 장착된 망원경, 천체 사진기, 특수 기기(특히 쌍안경)를 사용하여 관찰할 수 있습니다. 관찰의 목적은 매우 다양합니다. 별, 행성 및 기타 천체의 위치에 대한 정확한 측정은 거리(시차 참조), 별의 고유 운동을 결정하고 행성과 혜성의 운동 법칙을 연구하는 데 필요한 자료를 제공합니다. 발광체의 가시적 밝기 측정 결과(시각적으로 또는 천체 광도계의 도움으로)를 통해 별, 성단, 은하까지의 거리를 추정하고 변광성 등에서 발생하는 과정을 연구할 수 있습니다. 분광기의 도움으로 천체의 스펙트럼을 연구하면 발광체의 온도, 방사 속도를 측정할 수 있으며 별 및 기타 물체의 물리학에 대한 심층 연구를 위한 귀중한 자료를 제공할 수 있습니다.

그러나 천문관측의 결과는 관측자의 절차, 기구의 요건, 관측장소, 관측자료의 등록형식을 규정한 지시사항의 규정이 무조건 충족되어야 과학적 의의가 있다.

젊은 천문학자들이 이용할 수 있는 관측 방법에는 기구가 없는 시각, 천체 망원경, 천체 및 현상에 대한 사진 및 광전 관찰이 포함됩니다. 도구 기반, 1개의 관측 지점(도시, 마을, 마을)의 위치, 1개의 기후 조건 및 아마추어의 관심에 따라 제안된 주제 중 임의의(또는 여러 개) 관측 대상을 선택할 수 있습니다.

태양 활동의 관찰. 태양 활동을 관찰할 때 흑점은 매일 그려지고 그 좌표는 미리 준비된 측각 그리드를 사용하여 결정됩니다. 시차 삼각대에 대형 학교 굴절 망원경이나 집에서 만든 망원경을 사용하여 관찰하는 것이 가장 좋습니다(집에서 만든 망원경 참조). 어두운(보호) 필터 없이 태양을 바라보면 안 된다는 것을 항상 기억해야 합니다. 망원경에 특별히 맞춰진 스크린에 태양의 이미지를 투사하여 태양을 관찰하는 것이 편리합니다. 종이 템플릿에서 반점 그룹과 개별 반점의 윤곽을 잡고 모공을 표시하십시오. 그런 다음 좌표가 계산되고 그룹의 흑점 수가 계산되고 관측 시점에 태양 활동 지수인 늑대 수가 표시됩니다. 관찰자는 또한 모양, 크기 및 세부 사항의 상대적 위치를 가능한 한 정확하게 전달하기 위해 점 그룹 내에서 발생하는 모든 변경 사항을 연구합니다. 태양은 또한 망원경에 추가 광학 장치를 사용하여 사진으로 관찰할 수 있으며, 이는 장비의 등가 초점 거리를 증가시켜 표면에 있는 더 큰 개별 구조물을 촬영할 수 있게 합니다. 태양을 촬영하기 위한 판과 필름은 가능한 가장 낮은 감도를 가져야 합니다.

목성과 그 위성의 관측. 행성, 특히 목성을 관찰할 때는 렌즈 또는 거울 직경이 150mm 이상인 망원경이 사용됩니다. 관찰자는 목성의 띠와 띠 자체의 세부 사항을 주의 깊게 스케치하고 좌표를 결정합니다. 여러 밤에 걸쳐 관찰함으로써 행성의 구름 덮개의 변화 패턴을 연구할 수 있습니다. 목성의 원반에서 관찰할 수 있는 흥미로운 것은 적반인데, 그 물리적 성질은 아직 완전히 연구되지 않았습니다. 관찰자는 행성의 디스크에서 적점의 위치를 ​​​​그리고 좌표를 결정하고 색에 대한 설명, 반점의 밝기를 제공하고 관찰 된 특징을 주변의 구름 층에 등록합니다.

목성의 위성을 관찰하기 위해 학교 굴절 망원경이 사용됩니다. 관찰자는 접안 마이크로미터를 사용하여 행성의 디스크 가장자리를 기준으로 위성의 정확한 위치를 결정합니다. 또한 위성 시스템에서 현상을 관찰하고 이러한 현상의 순간을 기록하는 것이 중요합니다. 여기에는 위성의 일식, 행성 디스크의 진입 및 퇴장, 태양과 행성 사이, 지구와 행성 사이의 위성 통과가 포함됩니다.

혜성과 그 관찰을 검색합니다. 혜성에 대한 검색은 넓은 시야 (3-5 °)를 가진 조리개가 큰 광학 기기를 사용하여 수행됩니다. 현장 쌍안경, AT-1 천문관, TZK, BMT-110 쌍안경 및 혜성 탐지기를 이러한 목적으로 사용할 수 있습니다.

관찰자는 일몰 후 하늘의 서쪽 부분, 밤에는 하늘의 북쪽과 천정 부분, 일출 전 동쪽 부분을 체계적으로 관찰합니다. 관찰자는 가스 성운, 은하, 성단과 같은 고정 성운 물체의 하늘 위치를 아주 잘 알고 있어야 하며, 외관상 희미한 밝기를 가진 혜성과 비슷합니다. 이 경우 그는 별이 빛나는 하늘의 아틀라스, 특히 A.D. Marlensky의 "Educational Star Atlas"와 A.A. Mikhailov의 "Star Atlas"의 도움을 받을 것입니다. 새로운 혜성의 출현에 대해 모스크바의 PK Sternberg의 이름을 딴 Astronomical Institute에 전보가 즉시 전송됩니다. 혜성의 감지 시간, 대략적인 좌표, 관찰자의 이름과 성, 우편 주소를 보고해야 합니다.

관찰자는 별들 사이에서 혜성의 위치를 ​​그리고 혜성의 머리와 꼬리(있는 경우)의 눈에 보이는 구조를 연구하고 그 광도를 결정해야 합니다. 혜성이 있는 하늘의 영역을 촬영하면 스케치할 때보다 좌표를 더 정확하게 결정할 수 있으므로 결과적으로 혜성의 궤도를 더 정확하게 계산할 수 있습니다. 혜성을 촬영할 때 망원경에는 하늘의 명백한 회전으로 인해 움직이는 별 뒤에서 혜성을 이끄는 시계 메커니즘이 장착되어 있어야 합니다.

야광운의 관측. 야광운은 가장 흥미롭지 만 여전히 거의 연구되지 않은 자연 현상입니다. 소련에서는 위도 50° 북쪽의 여름에 관찰됩니다. 그들은 수평선 아래에 태양이 잠기는 각도가 6°에서 12°일 때 황혼 부분의 배경에서 볼 수 있습니다. 이때 태양 광선은 70-90km의 고도에서 야광운이 형성되는 대기의 상층만을 비춥니다. 황혼에 어둡게 보이는 일반 구름과 달리 야광운은 빛을 발합니다. 그들은 수평선보다 높지 않은 하늘의 북쪽에서 관찰됩니다.

관찰자는 매일 밤 15분 간격으로 황혼의 부분을 조사하고 야광운이 나타날 경우 밝기를 평가하고 모양의 변화를 기록하고 경위(aodolite) 또는 기타 측각 도구를 사용하여 구름 필드의 길이를 측정합니다. 높이와 방위각. 또한 야광운을 촬영하는 것이 좋습니다. 렌즈 조리개가 1:2이고 GOST에 따라 필름 감도가 130-180 단위인 경우 1-2초의 노출로 좋은 사진을 얻을 수 있습니다. 이미지는 구름 필드의 주요 부분과 건물 또는 나무의 실루엣을 보여야 합니다.

황혼 구간을 순찰하고 야광운을 관찰하는 목적은 구름의 발생 빈도, 우세한 형태, 야광운 분야의 역학 및 구름 분야 내의 개별 형성을 결정하는 것입니다.

유성 관측. 육안 관찰의 임무는 유성을 세고 유성 복사를 결정하는 것입니다. 첫 번째 경우 관찰자는 시야를 60°로 제한하는 원형 프레임 아래에 배치되고 프레임 내부에 나타나는 유성만 등록합니다. 관측 기록은 유성의 일련 번호, 1초의 정확도로 통과하는 순간, 크기, 각속도, 유성의 방향 및 프레임과 관련된 위치를 기록합니다. 이러한 관측을 통해 유성우의 밀도와 유성의 밝기 분포를 연구할 수 있습니다.

유성 복사를 결정할 때 관찰자는 별이 빛나는 하늘 지도 사본에 관찰된 각 유성을 주의 깊게 표시하고 유성의 일련 번호, 통과 순간, 크기, 유성 길이(도), 각속도 및 색상을 기록합니다. 약한 유성은 현장 안경, AT-1 튜브, TZK 쌍안경의 도움으로 관찰됩니다. 이 프로그램에 따른 관측을 통해 천구의 작은 복사열 분포를 연구하고, 연구된 작은 복사열의 위치와 변위를 결정하고, 새로운 복사열의 발견으로 이어질 수 있습니다.

변광성의 관측. 변광성 관찰을 위한 주요 장비: 필드 쌍안경, AT-1 천문관, TZK 쌍안경, BMT-110, 넓은 시야를 제공하는 혜성 탐지기. 변광성의 관측을 통해 밝기 변화의 법칙을 연구하고 밝기 변화의 기간과 진폭을 지정하고 유형을 결정하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다.

처음에는 변광성이 관찰됩니다 - 충분히 큰 진폭으로 규칙적인 밝기 변동을 갖는 세페이드 및 그 후에야 반 규칙 및 불규칙한 변광성, 밝기 진폭이 작은 별의 관찰을 진행하고 별을 조사해야합니다 변동성이 의심되고 번쩍이는 별을 순찰합니다.

카메라의 도움으로 별이 빛나는 하늘을 촬영하여 장기 변광성을 관찰하고 새로운 변광성을 찾을 수 있습니다.

일식의 관측

개기 일식에 대한 아마추어 관측 프로그램에는 다음이 포함될 수 있습니다. 달의 원반 가장자리와 태양 원반 가장자리 사이의 접촉 순간(4개 접촉) 태양 코로나의 모양 스케치 - 모양, 구조, 크기, 색상; 달의 가장자리가 흑점과 플레어를 덮을 때 현상의 망원경 관찰; 기상 관측 - 온도, 기압, 대기 습도, 바람의 방향 및 강도 변화의 과정 등록; 동물과 새의 행동 관찰; 초점 거리가 60cm 이상인 망원경을 통해 일식의 부분적인 단계를 촬영하는 것; 초점거리가 20-30cm인 렌즈가 장착된 카메라를 사용하여 태양 코로나를 촬영하는 단계; 태양 코로나가 발발하기 전에 나타나는 이른바 베일리의 묵주를 촬영하는 것. 수제 광도계로 일식의 위상이 증가함에 따라 하늘의 밝기 변화 등록.

월식 관측

월식은 일식과 마찬가지로 비교적 드물게 발생하며, 동시에 각 일식에는 고유한 특성이 있습니다. 월식을 관찰하면 달의 궤도를 개선하고 지구 대기의 상층부에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. 월식 관찰 프로그램은 다음 요소로 구성될 수 있습니다. 6x 인식 쌍안경 또는 저배율 망원경을 통해 관찰할 때 월면의 세부 사항의 가시성에서 월식 디스크의 그림자 부분의 밝기 결정; 맨눈과 쌍안경(망원경)으로 달의 밝기와 색을 시각적으로 추정합니다. 색상 및 빛 현상이 발생할 수있는 영역에서 Herodotus, Aristarchus, Grimaldi, Atlas 및 Riccioli 분화구의 일식 전체에 걸쳐 90x 배율에서 렌즈 직경이 10cm 이상인 망원경을 통한 관찰; 달 표면의 일부 구조물의 지구의 그림자가 덮는 순간의 망원경으로 등록 (이 물체의 목록은 "천문 달력. 영구 부분"책에 나와 있음); 일식의 다양한 단계에서 달 표면의 밝기의 광도계를 사용하여 결정합니다.

인공 지구 위성의 관측

지구의 인공위성을 관찰 할 때 별지도에서 위성의 경로와 눈에 띄는 밝은 별 주위를 통과하는 시간이 기록됩니다. 시간은 스톱워치를 사용하여 가장 가까운 0.2초까지 기록해야 합니다. 밝은 위성을 촬영할 수 있습니다.

천문학은 지구에서 이루어진 관측을 기반으로 하며 우리 세기의 60년대 이후로 자동 및 기타 우주 정거장, 심지어 달에서도 우주에서 수행되었습니다. 이 장치를 통해 달의 토양 샘플을 얻고 다양한 도구를 제공하고 사람을 달에 착륙시킬 수 있었습니다. 하지만 당분간은 지구와 가장 가까운 천체만 탐사할 수 있다. 물리학과 화학에서의 실험과 같은 역할을 하는 천문학에서의 관측은 많은 특징을 가지고 있습니다.

첫 번째 기능 대부분의 경우 천문 관측은 연구 대상과 관련하여 수동적이라는 사실로 구성됩니다. 우리는 물리학, 생물학, 화학에서와 같이 천체에 적극적으로 영향을 미치고 실험을 수행할 수 없습니다(드문 경우 제외). 우주선의 사용만이 이 점에서 약간의 기회를 제공했습니다.

또한 많은 천체 현상은 너무 느리게 진행되어 관측에 엄청난 기간이 필요합니다. 예를 들어, 지구 축의 궤도면에 대한 기울기의 변화는 수백 년 후에야 눈에 띄게됩니다. 따라서 우리에게 수천 년 전에 바빌론과 중국에서 이루어진 일부 관찰은 그 중요성을 잃지 않았으며 현대 개념에 따르면 매우 부정확했습니다.

두 번째 기능 천체관측은 다음과 같다. 우리는 천체의 위치와 지구 자체가 움직이는 지구에서의 움직임을 관찰합니다. 따라서 지상 관찰자의 하늘 보기는 지구상의 위치뿐만 아니라 그가 관찰하는 시간과 연도에 따라 달라집니다. 예를 들어, 겨울 날이 남아메리카에서는 여름 밤이고 그 반대도 마찬가지입니다. 여름이나 겨울에만 볼 수 있는 별이 있습니다.

세 번째 기능 천문 관측은 모든 발광체가 우리로부터 매우 멀리 떨어져 있기 때문에 눈이나 망원경을 통해 그 중 어느 것이 더 가깝고 더 멀리 있는지 결정할 수 없기 때문입니다. 그것들은 모두 우리에게 똑같이 멀게 보입니다. 따라서 관찰하는 동안 일반적으로 각도 측정이 수행되며 이미 그로부터 몸체의 선형 거리와 크기에 대한 결론이 도출되는 경우가 많습니다.

하늘에 있는 물체(예: 별) 사이의 거리는 관측 지점에서 물체로 가는 광선이 이루는 각도로 측정됩니다. 이 거리는 각도라고 하며 도와 그 분수로 표시됩니다. 이 경우 우리가 보는 방향이 서로 가까우면 하늘에서 두 개의 별이 멀지 않은 것으로 간주됩니다(그림 1, 별 A와 B). L에서 더 멀리 떨어진 하늘에 있는 세 번째 별 C는 하지만별보다 가까운 에.

높이 측정, 수평선에서 물체의 각도 거리 측정은 atheodolite와 같은 특수 측각 광학 기기로 수행됩니다. odolite는 도구이며 주요 부분은 수직 및 수평 축을 중심으로 회전하는 망원경입니다(그림 2). 축에 부착된 원은 호의 각도와 분으로 나뉩니다. 이 원에서 망원경의 방향이 계산됩니다. 선박과 비행기에서 각도 측정은 육분의(6분의)라는 도구로 이루어집니다.

천체의 겉보기 치수는 각도 단위로도 표현할 수 있습니다. 각도 측정에서 태양과 달의 직경은 약 0.5 °로 거의 동일하며 선형 단위로 태양은 직경이 달보다 약 400 배 크지 만 지구에서 같은 배만큼 멀다 . 따라서 각 직경은 우리와 거의 같습니다.

당신의 관찰

천문학을 더 잘 이해하려면 가능한 한 빨리 천체 현상과 천체를 관찰하기 시작해야 합니다. 육안 관찰에 대한 지침은 부록 VI에 나와 있습니다. 교과서에 첨부된 무빙스타맵을 이용하여 별자리 찾기, 물리 지리학 과정에서 친숙한 북극성을 이용하여 지상에서 방향 찾기, 하늘의 매일 자전 관찰 등을 편리하게 수행할 수 있습니다. 하늘의 각거리를 대략적으로 추정하려면 큰곰자리 "디퍼"의 두 별 사이의 각거리가 약 5°라는 것을 아는 것이 유용합니다.

우선, 별이 빛나는 하늘의 전망에 익숙해지고 행성을 찾고 1-2 개월 이내에 별이나 태양에 대해 상대적으로 움직이는 지 확인해야합니다. (행성과 일부 천체 현상의 가시성에 대한 조건은 해당 연도의 학교 천문 달력에서 논의됩니다.) 이와 함께 달의 기복, 흑점, 그리고 다른 발광체 및 현상에 익숙해져야 합니다. , 부록 VI에 언급되어 있습니다. 이를 위해 망원경에 대한 소개가 아래에 나와 있습니다.

1. 천문학은 이 과정의 새로운 학문이지만 간단히 말해서 일부 주제에 익숙합니다.
2. 뭐가 필요하세요:

1. 교과서: . 천문학. 기본 레벨.11 등급:교과서 / 학사 Vorontsov-Velyaminov, E.K. Strout - 5th ed., 수정 .- M .: Bustard, 2018.-238s, with: ill., 8 sheets. 안부. 포함 - (러시아어 교과서).
2. 일반 노트북 - 48장.

1. 교과서로 작업하는 방법.

• (읽는 것이 아니라) 단락을 통해 작업하다
• 본질을 파고들다, 각각의 현상과 과정을 다루다
• 단락 뒤에 있는 모든 질문과 작업을 노트북에 간략하게 정리합니다.
• 주제 끝에 있는 질문 목록에서 지식을 확인하십시오.
• 인터넷에서 추가 자료 참조

주제 1.1 천문학의 주제. 관측은 천문학의 기초입니다.

1.1.1 천문학은 무엇을 연구합니까? 그 중요성과 다른 과학과의 연결

천문학은 가장 오래된 과학 중 하나이며 그 기원은 석기 시대(기원전 VI-III 천년기)로 거슬러 올라갑니다.

천문학 천체와 그 시스템의 움직임, 구조, 기원 및 발달을 연구하는 과학입니다..

천문학[그리스 어 Astron (astron) - 별, nomos (nomos) - 법칙] - 천체의 운동(섹션 "천체 역학"), 그 성질(섹션 "천체 물리학"), 기원 및 발달(섹션 "우주론")을 연구하는 과학

가장 흥미롭고 고대 자연과학 중 하나인 천문학은 우리를 둘러싼 거시세계의 현재뿐만 아니라 먼 과거를 탐구하고 우주의 미래에 대한 과학적 그림을 그릴 수 있게 해줍니다. 인간은 항상 자신을 둘러싼 세계가 어떻게 작동하고 그 안에서 어떤 위치를 차지하고 있는지에 대한 질문에 관심이 있었습니다. 문명의 여명기에 대부분의 사람들은 초기 혼돈에서 공간(질서)이 점차적으로 어떻게 생겨나고 사람을 둘러싸고 있는 모든 것이 나타납니다: 하늘과 땅, 산, 바다와 강, 식물과 동물, 그 사람 자신. 수천 년 동안 하늘에서 일어난 현상에 대한 정보가 점진적으로 축적되었습니다.

천문학적 지식의 필요성은 필수적인 필요성에 의해 결정되었습니다(영화 시연: " 우주의 모든 비밀 #21 - 발견 - 천문학의 역사" 그리고 천문학(2⁄15). 가장 오래된 과학.)

지구 자연의주기적인 변화는 별이 빛나는 하늘의 모양과 태양의 명백한 움직임의 변화를 동반한다는 것이 밝혀졌습니다. 파종, 물주기, 수확과 같은 특정 농업 작업을 제 시간에 수행하기 위해 연중 특정 시간의 시작을 계산해야했습니다. 그러나 이것은 태양과 달의 위치와 움직임을 장기간 관찰한 결과로 작성된 달력을 사용해야만 가능했습니다. 따라서 천체를 정기적으로 관찰할 필요가 있었던 것은 시간을 세는 실제적인 필요 때문이었습니다. 천체의 움직임에 내재된 엄격한 주기성은 오늘날에도 여전히 사용되는 시간 계산의 기본 단위인 일, 월, 년의 기초가 됩니다.

발생하는 현상에 대한 단순한 관조와 순진한 해석은 점차 관찰된 현상의 원인을 과학적으로 설명하려는 시도로 대체되었습니다. 고대 그리스(기원전 6세기)에서 자연 과학으로서의 철학의 급속한 발전이 시작되었을 때 천문학 지식은 인간 문화의 필수적인 부분이 되었습니다. 천문학은 수호신인 우라니아를 받은 유일한 과학입니다.

천문학 지식 발전의 초기 의의사람들의 실제적인 필요와 관련하여 판단될 수 있습니다. 여러 그룹으로 나눌 수 있습니다.

• 농업적 필요(시간을 셀 필요가 있는 것은 일, 월, 년이다. 예를 들어 고대 이집트에서는 파종과 수확의 시간은 태양의 선구자인 밝은 별 소티스의 지평선 뒤에서 일출 전 모습으로 결정되었다. 나일 홍수);
• 무역 확장 필요, 해양 포함 (항해, 무역로 찾기, 항해. 그래서 페니키아 선원들은 그리스인들이 페니키아 별이라고 불렀던 북극성에 의해 인도되었습니다);
• 미학적, 인지적 욕구, 전체론적 세계관의 필요성(인간은 자연 현상과 과정의 주기성, 주변 세계의 출현을 설명하려고 했습니다).

점성술 사상에서 천문학의 기원은 고대 문명의 신화적 세계관의 특징입니다.

I-th 골동품 세계(기원전). 철학 → 천문학 → 수학의 요소(기하학). 고대 이집트, 고대 아시리아, 고대 마야, 고대 중국, 수메르, 바빌로니아, 고대 그리스.

천문학 발전에 크게 기여한 과학자: 밀레투스의 탈레스(625-547, 그리스 박사), 크니도스의 에우독스(408-355, 기타 그리스), 아리스토텔레스(384-322, 마케도니아, 기타 그리스), 사모스의 아리스다르고(310-230, 알렉산드리아, 이집트), 에라토스펜(276-194, 이집트), 로도스의 히파르코스(190-125, 고대 그리스).

고고학자들은 인간이 이미 2만 년 전 석기 시대에 기본적인 천문 지식을 가지고 있었다는 사실을 입증했습니다.

• 기원전 25,000년부터 기원전 4,000년까지의 선사 시대(암벽화, 자연 전망대 등).
• 고대 단계는 조건부로 BC 4,000년에서 BC 1000년까지 고려될 수 있습니다.
  • 약 4천 기원전 고대 마야의 천문 기념물, 스톤헨지 석조 전망대(영국);
  • 기원전 3000년경 이집트, 바빌론, 중국 최초의 천문 기록인 피라미드의 방향;
  • 기원전 2500년경 이집트 태양력의 수립;
  • 기원전 2000년경 1차 천공지도 작성(중국);
  • 기원전 1100년경 적도에 대한 황도의 기울기 결정;
• 골동품 무대
  • 지구의 구형에 대한 아이디어 (Pythagoras, 535 BC);
  • 밀레투스의 탈레스(기원전 585년)에 의한 일식의 예측;
  • 19년 주기의 음력 주기 확립(메토닉 주기, 기원전 433년);
  • 축을 중심으로 한 지구의 회전에 대한 아이디어 (Pontus의 Heraclitus, 기원전 4 세기);
  • 동심원 (Eudoxus)의 아이디어, "하늘에서"아리스토텔레스 (지구와 행성의 구형 증명) 별 800 별의 첫 번째 카탈로그 편집, 중국 (기원전 4 세기);
  • 그리스 천문학자에 의한 별의 위치에 대한 체계적인 결정의 시작, 세계 시스템 이론의 발전(기원전 3세기);
  • 세차의 발견, 태양과 달의 운동에 대한 최초의 표, 850개의 별 목록(히파라쿠스, (기원전 2세기));
  • 태양 주위의 지구의 움직임과 지구의 크기 결정에 대한 아이디어 (Aristarchus of Samos, Eratosthenes 3-2 세기 BC);
  • 로마 제국에 율리우스력 도입(기원전 46년)
  • Claudius Ptolemy - "구문"(Almogest) - 고대 천문학의 백과사전, 운동 이론, 행성 표(140 AD).

호메로스와 헤시오도스의 시는 이 시기의 그리스인들의 천문학적 지식에 대한 아이디어를 제공합니다. 거기에는 수많은 별과 별자리가 언급되어 있으며, 항법 및 계절 결정을 위한 천체 사용에 대한 실용적인 조언이 제공됩니다. 그 해. 이 기간의 우주론적 개념은 신화에서 완전히 차용되었습니다. 지구는 평평한 것으로 간주되고 하늘은 지구를 기반으로 한 단단한 그릇입니다. 이 시대의 주인공들은 철학자, 나중에 과학적 인지 방법이라고 부를 것을 직관적으로 모색합니다. 동시에 최초의 전문적인 천체 관측이 이루어지고 달력의 이론과 실제가 개발되고 있습니다. 처음으로 기하학은 천문학의 기초로 간주되며 수학적 천문학의 여러 추상적 개념이 도입됩니다. 발광체의 움직임에서 물리적 패턴을 찾으려는 시도가 이루어지고 있습니다. 많은 천문학적 현상이 과학적으로 설명되었고 지구의 구형이 증명되었습니다.

II 사전 망원경기간. (1610년 이전의 우리 시대). 과학과 천문학의 쇠퇴. 로마 제국의 붕괴, 야만인의 습격, 기독교의 탄생. 아랍 과학의 급속한 발전. 유럽에서 과학의 부활. 세계 구조의 현대 태양 중심 시스템.

클라우디우스 프톨레마이오스 (클라우디우스 프톨로메우스)(87-165, 로마 박사), 비루니, 아부 레이한 모하메드 이븐 아메드 알-비루니(973-1048, 현대 우즈베키스탄), 미르자 모하메드 이븐 샤루크 이븐 티무르 (타라가이) 울룩벡(1394-1449, 현대 우즈베키스탄), 니콜라우스 코페르닉(1473-1543, 폴란드), 타이코(Tige) BRAGE(1546-1601, 덴마크).

• 아랍 시대. 유럽의 고대 국가가 몰락한 후 고대 과학 전통(천문학 포함)은 인도와 중국뿐만 아니라 아랍 칼리프에서도 계속 발전했습니다.
  • 813 바그다드에 천문학교(지혜의 집) 설립;
  • 827 티그리스와 유프라테스 사이의 각도 측정에 의한 지구의 크기 결정;
  • 829 바그다드 천문대의 기초;
  • 10세기 음력 불평등의 발견 (바그다드의 Abu-l-Wafa);
  • 1029개의 별 목록, 적도에 대한 황도 기울기의 설명, 자오선 1°의 길이 결정(1031g, Al-Biruni);
  • 15세기 말까지 천문학에 관한 수많은 작품(Omar Khayyam의 달력, 태양과 행성의 움직임에 대한 "Ilkhan 테이블"(아제르바이잔의 Nasiraddin Tussi), Ulugbek의 작품);
• 유럽의 부흥. 15세기 말에 유럽에서 천문학 지식의 부활이 시작되어 천문학의 첫 번째 혁명이 일어났습니다. 천문학의 이 혁명은 실천의 요구로 인해 발생했습니다. 위대한 지리적 발견의 시대가 시작되었습니다.
  • 장거리 항해에는 좌표를 결정하는 정확한 방법이 필요했습니다. 프톨레마이오스 체계는 증가된 요구를 충족시킬 수 없었습니다. 천문학 연구의 발전에 가장 먼저 주목한 나라들은 신대륙을 발견하고 개발하는 데 가장 큰 성공을 거두었다.
  • 포르투갈에서는 14세기로 돌아가서 Henry 왕자가 항해의 필요를 충족시키기 위해 천문대를 설립했으며, 포르투갈은 새로운 영토를 점령하고 개발하기 시작한 최초의 유럽 국가였습니다.
  • XV-XVI 세기의 유럽 천문학의 가장 중요한 업적은 행성 테이블입니다(1474년 Nuremberg의 Regiomontanus).
  • 천문학에서 첫 번째 혁명을 일으킨 N. 코페르니쿠스(1515-1540)의 작품,
  • Van 섬의 Uraniborg 천문대에서 덴마크 천문학자 Tycho Brahe가 관측한 것입니다(망원경 이전 시대에 가장 정확함).

III 망원경분광학(1610-1814)의 출현 이전. 망원경의 발명과 그것을 이용한 관측. 행성 운동의 법칙. 천왕성의 발견. 태양계 형성의 첫 번째 이론.

이 기간 동안 천문학 발전에 크게 기여한 과학자: 갈릴레오 갈릴레이(1564-1642, 이탈리아), 요하네스 케플러(1571-1630, 독일), 얀 가벨 (가벨리우스) (1611-1687, 폴란드), 한스 크리스티안 호이겐스(1629-1695, 네덜란드), Giovanni Domenico(장 도미닉) CASINI>(1625-1712, 이탈리아-프랑스), 아이작 뉴턴(1643-1727, 영국), 에드먼드 갤리 (할리, 1656-1742, 영국), William(윌리엄) Wilhelm Friedrich HERSHEL(1738-1822, 영국), 피에르 시몽 라플라스(1749-1827, 프랑스).

• 17세기 초(Lippershey, Galileo, 1608) 광학 망원경이 만들어지면서 인류의 세계 지식 지평이 크게 확장되었습니다.
  • 태양의 시차가 결정되어(1671), 천문 단위를 고정밀도로 결정하고 빛의 속도를 결정할 수 있었고,
  • 지구의 자전축의 미묘한 움직임, 별의 적절한 움직임, 달의 운동 법칙,
  • 1609-1618년 케플러는 화성에 대한 이러한 관찰을 바탕으로 행성 운동의 세 가지 법칙을 발견했습니다.
  • 1687년 뉴턴은 행성 운동의 원인을 설명하는 만유인력의 법칙을 발표했습니다.
  • 천체 역학이 만들어집니다.
  • 행성의 질량이 결정됩니다.
  • 19세기 초(1801년 1월 1일), Piazzi는 첫 번째 소행성(소행성) Ceres를 발견합니다.
  • Pallas와 Juno는 1802년과 1804년에 발견되었습니다.

IV 분광학 및 사진. (1814-1900). 분광 관찰. 별까지의 거리의 첫 번째 결정. 행성 해왕성의 발견.

이 기간 동안 천문학 발전에 크게 기여한 과학자: 요제프 폰 프라운호퍼(1787-1826, 독일), 바실리 야코블레비치(프리드리히 빌헬름 게오르크) 스트루브(1793-1864, 독일-러시아), 조지 비델 ERI(에어리, 1801-1892, 영국), 프리드리히 빌헬름 베셀(1784-1846, 독일), 요한 고트프리트 할레(1812-1910, 독일), 윌리엄 헤긴스 (허긴스, 1824-1910, 영국), 안젤로 세치(1818-1878, 이탈리아), 표도르 알렉산드로비치 브레디킨(1831-1904, 러시아), 에드워드 찰스 피커링(1846-1919, 미국).

• 1806-1817년에 I. Fraunthofer(독일)는 분광 분석의 기초를 만들고 태양 스펙트럼의 파장과 흡수선을 측정하여 천체 물리학의 기초를 놓았습니다.
• 1845년 I. Fizeau와 J. Foucault(프랑스)는 최초의 태양 사진을 얻었습니다.
• 1845~1850년에 아일랜드의 로스 경은 일부 성운의 나선 구조를 발견했습니다.
• 1846년 I. Galle(독일)은 W. Le Verrier(프랑스)의 계산에 따라 천체 역학의 승리였던 해왕성(Neptune)을 발견했습니다.
• 천문학에 사진이 도입되면서 태양 코로나와 달 표면의 사진을 얻을 수 있었고 별, 성운, 행성의 스펙트럼 연구를 시작할 수 있었습니다.
• 광학 및 망원경 건설의 발전으로 화성의 위성을 발견하고 화성 표면을 반대 방향으로 관찰하여 설명할 수 있게 되었습니다(D. Schiaparelli).
• 천체 관측의 정확도를 높이면 별의 연간 시차를 측정하고(Struve, Bessel, 1838) 지구의 극 운동을 발견할 수 있게 되었습니다.

V번째 현대의기간(1900-현재). 천문학에서 사진 및 분광 관측의 응용 개발. 별의 에너지원 문제를 해결합니다. 은하의 발견. 전파 천문학의 출현과 발전. 우주 연구.

• 20세기 초, K.E. Tsiolkovsky는 우주 비행에 관한 최초의 과학 에세이인 "제트 장치를 사용한 세계 공간 연구"를 출판했습니다.
• 1905년, A. 아인슈타인은 특수 상대성 이론을 만들었습니다.
• 1907~1916년, 기존의 물리 이론과 실제 사이에 존재하는 모순을 설명할 수 있게 한 일반 상대성 이론은 별 에너지의 신비를 푸는 데 박차를 가했고, 우주론의 발전을 자극했습니다.
• 1923년 E. Hubble은 다른 항성계인 은하계의 존재를 증명했습니다.
• 1929년 E. Hubble은 은하의 스펙트럼에서 "적색 편이"의 법칙을 발견했습니다.
• 1918년 윌슨산 천문대에 2.5미터 반사경을 설치했고 1947년에는 5미터 반사경을 가동했다.
• 전파 천문학은 1930년대 최초의 전파 망원경이 등장하면서 등장했습니다.
• 1933년 Bell Labs의 Karl Jansky는 은하 중심에서 오는 전파를 발견했습니다.
• Grote Reber는 1937년에 최초의 포물선 전파 망원경을 만들었습니다.
• 1948년에 로켓이 대기의 상층부(미국)로 발사되어 태양 코로나에서 나오는 X선 복사를 감지할 수 있었습니다.
• Aronomists는 천체의 물리적 성질을 연구하기 시작했고 연구 중인 공간의 경계를 크게 확장했습니다.
• 천체 물리학은 천문학의 주요 분야가 되었으며 20세기에 특히 크게 발전했습니다. 그리고 오늘날에도 계속해서 빠르게 성장하고 있습니다.
• 1957년에는 인공 천체의 사용을 기반으로 한 질적으로 새로운 연구 방법의 토대가 마련되었으며, 이는 이후 천체 물리학의 새로운 분과의 출현으로 이어졌습니다.
• 1957년 소련은 인류 최초의 인공 지구 위성을 발사하여 인류의 우주 시대의 시작을 알렸습니다.
• 우주선은 적외선, X선 및 감마선 망원경을 지구 대기에서 가져오는 것을 가능하게 했습니다.
• 최초의 유인 우주 비행(1961, 소련), 인류의 첫 달 착륙(1969, 미국)은 전 인류에게 획기적인 사건입니다.
• 달 토양을 지구로 전달(Luna-16, 소련, 1970),
• 금성과 화성의 표면에 강하 차량의 착륙,
• 자동 행성간 스테이션을 태양계의 더 먼 행성으로 보냅니다.

(자세한 내용은 우주 탐사의 타임라인및 우주 탐사의 타임 라인.)

1.1.2 천문학과 다른 과학의 연결.

한때 단일한 자연 과학(철학, 천문학, 수학, 물리학)에서 성장하여 서로 긴밀한 관계를 잃지 않았습니다. 천문학은 과학의 역사에서 매우 주도적인 역할을 하여 많은 과학자들이 이 문제를 해결하고 이러한 문제를 해결하는 방법을 만들어 왔습니다. 천문학, 수학 및 물리학은 결코 관계를 잃지 않았으며 이는 많은 과학자의 활동에 반영됩니다.

천문학과 다른 과학의 연결- 과학 분야의 상호 침투 및 상호 영향:

1.1.3 우주의 구조와 규모

위성이 있는 지구, 다른 행성과 그 위성, 혜성 및 작은 행성이 태양 주위를 돌고 있으며 이 모든 천체가 구성되어 있다는 것을 이미 알고 있습니다. 태양계.차례로, 하늘에서 볼 수 있는 태양과 다른 모든 별은 거대한 항성계, 즉 우리의 일부입니다. 은하.태양계에서 가장 가까운 별은 너무 멀리 떨어져 있어 300,000km/s의 속도로 이동하는 빛이 4년 이상 동안 태양계에서 지구까지 이동합니다. 별은 가장 흔한 유형의 천체이며 우리 은하에만 수천억 개의 천체가 있습니다. 이 별계가 차지하는 부피는 너무 커서 빛이 100,000년 안에만 통과할 수 있습니다.

~ 안에 우주우리 은하와 같은 다른 많은 은하들이 있습니다. 우주 전체의 구조와 구조를 결정하는 것은 은하의 위치와 움직임입니다. 은하계는 너무 멀리 떨어져 있어 맨눈으로 다음 3개만 볼 수 있습니다. 남반구에서 2개, 러시아 영토에서 안드로메다 성운 하나만 볼 수 있습니다. 가장 먼 은하에서 빛은 100억 년 후에 지구에 도달합니다. 별과 은하의 문제의 상당 부분은 지상의 실험실에서 창조하는 것이 불가능한 조건에 있습니다. 모든 우주 공간은 전자기 복사, 중력 및 자기장으로 가득 차 있으며, 은하계의 별들 사이와 은하계 사이에는 가스, 먼지, 개별 분자, 원자 및 이온, 원자 핵 및 소립자의 형태로 매우 희박한 물질이 있습니다.

우주의 모든 몸체는 다양한 복잡성의 시스템을 형성합니다.

1. 태양계 - 태양과 그 주위를 움직이는 천체 (행성, 혜성, 행성의 위성, 소행성), 태양은 자체 발광체이며 지구와 같은 다른 천체는 반사광으로 빛납니다. SS의 나이는 ~50억 년입니다. 우주에는 행성과 다른 천체가 있는 그러한 별 시스템이 엄청나게 많이 있습니다.
2. 하늘에 보이는 별 , 포함 은하수 구성하는 별의 아주 작은 부분입니다. 은하계 (또는 우리 은하를 은하수라고 부름) - 별 시스템, 성단 및 성간 매체. 그러한 은하가 많이 있으며 가장 가까운 은하의 빛은 수백만 년 동안 우리에게 전달됩니다. 은하의 나이는 100-150억 년입니다.
3. 은하계 일종의 클러스터(시스템)로 결합

모든 몸은 끊임없이 움직이고, 변화하고, 발전하고 있습니다. 행성, 별, 은하에는 종종 수십억 년으로 계산되는 고유한 역사가 있습니다.

아시다시피 지구에서 가장 가까운 천체인 달까지의 거리는 약 400,000km입니다. 가장 먼 물체는 우리로부터 달까지의 거리를 10배 이상 초과하는 거리에 있습니다.

우리 행성보다 5천만 배 작은 지구의 학교 지구라는 잘 알려진 모델을 사용하여 우주에서 천체의 크기와 천체 사이의 거리를 상상해 봅시다. 이 경우 달을 지구에서 약 7.5m 떨어진 곳에 지름 7cm의 공으로 그려야 하며, 태양의 모델은 지름이 28m, 거리가 3m가 됩니다. km, 그리고 태양계에서 가장 먼 행성인 명왕성의 모델은 120km 동안 우리에게서 제거될 것입니다. 이 모델 규모에서 우리에게 가장 가까운 별은 약 800,000km의 거리에 위치합니다. 즉, 달보다 2배 더 멀리 있습니다. 우리 은하는 거의 태양계 크기로 줄어들지만 가장 멀리 있는 별은 여전히 ​​태양계 밖에 있을 것입니다.

다이어그램은 시스템을 보여주고 거리:

1 천문 단위 = 1억 4,960만 km(지구에서 태양까지의 평균 거리).

1pc(파섹) = 206265AU = 3, 26 St. 연령

1광년(St. year)는 광선이 1년 동안 거의 300,000km/s의 속도로 이동하는 거리입니다. 1광년은 946만 킬로미터와 같습니다!

1.1.4 천문학의 특징과 그 방법

수천 년 동안 천문학자들은 별이 빛나는 하늘에서 천체의 위치와 시간에 따른 상호 움직임을 연구해 왔습니다. 그렇기 때문에 오랫동안 또는 오히려 BC III 세기부터 지배적이었습니다. 클라우디우스 프톨레마이오스의 세계 질서의 지구 중심 시스템. 그것에 따르면 행성 지구가 전체 우주의 중심에 있었고 태양을 포함한 다른 모든 천체가 그 주위를 돈다는 것을 기억하십시오.

그리고 16세기 중반, 아니 오히려 1543년에야 우리 시스템의 중심이 지구가 아니라 태양이라고 주장한 니콜라우스 코페르니쿠스의 "천구의 ​​회전에 관하여"의 위대한 저작이 나왔습니다. . 그렇게 된거야 태양 중심 교리, 우주에 대한 지식의 열쇠를 주었다.

천체 관측은 천체와 현상을 연구하는 주요 방법으로 사용됩니다.

천문 관측은 우주에서 발생하는 과정과 현상에 대한 정보를 목적에 맞게 적극적으로 등록하는 것입니다.

천문학은 우주의 구조, 운동, 물리적 성질, 천체의 기원과 진화 및 천체에 의해 형성된 시스템을 연구합니다. 천문학은 또한 우리 주변 우주의 근본적인 속성을 탐구합니다. 연구 대상과 현상의 거대한 시공간적 규모는 다음을 결정합니다. 천문학의 독특한 특징.

우주 공간에서 지구 밖에서 일어나는 일에 대한 정보, 과학자들은 주로 이러한 물체에서 나오는 빛과 다른 유형의 복사를 기반으로 받습니다. 관측은 천문학에서 정보의 주요 원천입니다.이것 첫 번째 기능천문학은 실험이 중요한 역할을 하는 다른 자연 과학(예: 물리학 또는 화학)과 구별됩니다. 지구 밖의 실험 기회는 우주 비행 덕분에 나타났습니다. 그러나 이러한 경우에도 예를 들어 달이나 화성 암석의 화학적 조성 연구와 같은 소규모 실험 연구를 수행하는 것에 대해 이야기하고 있습니다. 행성 전체, 별 또는 은하계에 대한 실험을 상상하는 것은 어렵습니다.

두 번째 기능천문학에서 연구된 여러 현상의 상당한 기간(수백에서 수백만 및 수십억 년)으로 인해. 따라서 일어나는 변화를 직접 관찰하는 것은 불가능합니다. 태양에서 일어나는 변화조차도 8분 19초(빛이 태양에서 지구까지의 거리를 이동하는 데 걸리는 시간) 후에야 지구에 기록됩니다. 먼 은하에 관해서는 여기서 우리는 이미 수십억 년에 대해 이야기하고 있습니다. 즉, 먼 별 시스템을 연구함으로써 우리는 그들의 과거를 연구합니다. 변화가 특히 느리면 별과 같은 많은 관련 물체를 관찰해야 합니다. 이러한 방식으로 별의 진화에 대한 기본 정보를 얻을 수 있습니다.

세 번째 기능천문학은 우주에서 천체의 위치(좌표)를 표시할 필요가 있고 어느 것이 우리에게서 더 가깝고 어느 것이 더 멀리 있는지 구별할 수 없기 때문입니다. 언뜻보기에 관찰 된 모든 발광체는 우리에게 똑같이 멀리 떨어져 있습니다. 고대의 사람들에 관해서는 모든 별이 우리에게서 똑같이 멀리 떨어져 있고 전체적으로 지구 주위를 회전하는 하늘의 특정 구형 표면-천구-에 위치하는 것으로 보입니다.

따라서 과학으로서 천문학은 주로 관측을 기반으로 합니다. 물리학자들과 달리 천문학자들은 실험할 기회가 없습니다. 천체에 대한 거의 모든 정보는 전자기 복사에 의해 우리에게 제공됩니다. 지난 40년 동안에만 개별 세계가 직접 연구되었습니다. 즉, 행성의 대기를 조사하고, 달과 화성의 토양을 연구하고, 타이탄의 대기를 직접 연구했습니다.

19세기에는 물리 연구 방법이 천문학에 침투했고, 공생 과학, 즉 우주체의 물리적 특성을 연구하는 천체 물리학이 등장했습니다. 천체물리학로 나뉩니다: a) 실용 천체 물리학, 천체 물리학 연구의 실용적인 방법과 우주 물체에 대한 가장 완전하고 객관적인 정보를 얻을 수 있는 관련 도구 및 도구를 개발하고 적용합니다. 비) 이론 천체 물리학, 물리 법칙에 기초하여 관찰된 물리적 현상에 대한 설명이 제공됩니다.

현대 천문학 – 과학 및 기술 진보(STP)와 직접적인 관련이 있는 기초 물리 및 수학 과학.프로세스를 연구하고 설명하기 위해 새로 등장한 다양한 수학과 물리학 분야의 전체 현대 무기가 사용됩니다. 도 있습니다 천문학자의 직업. 우리나라의 천문학자들은 모스크바, 상트페테르부르크, 카잔, 예카테린부르크 및 기타 일부 대학의 물리학 또는 물리학 및 수학 학부에서 훈련을 받았습니다. 연간 약 100명의 전문가가 교육을 받습니다. 구소련 영토에서 약 2,000명의 천문학자가 일했고(현재 러시아에는 약 1,000명이 있고 약 100명이 활발히 활동하고 있다), 세계에는 약 10,000명의 전문 천문학자가 있다.진정한 천문학자는 넓은 시야를 가진 사람이다. 천문학자로 일하려면 필수 수학은 말할 것도 없고 물리학, 화학, 생물학을 알아야 합니다. 러시아 과학자들은 천문학에서 가장 중요한 근본적인 발견을 했습니다. Georgy Gamow는 우주의 팽창을 예언했습니다. 알렉산드르 프리드먼(Alexander Friedman)은 비정상 우주 이론을 창안했지만, 아인슈타인은 그것이 고정되어 있다고 주장했습니다. Zel'dovich는 강착, 즉 물질이 블랙홀로 떨어지는 것을 예견했습니다. Shklovsky는 중성 수소의 무선 라인을 예측했습니다. 싱크로트론 복사는 Ginzburg에 의해 설명되었습니다. 그러나 이러한 이론적 작업에 대한 실험적 검증은 노벨상을 받은 미국인에 의해 수행되었습니다. 우리는 미국에서와 같은 망원경과 같은 장비를 가진 적이 없습니다.

천문학자의 주요 서식지:

• 주립 연구소. P.K. 스턴버그(GAISH MSU)
• 우주연구소
• 러시아 과학 아카데미의 천문학 및 물리 연구소
• 메인(풀코보) 천문대
• 러시아 과학 아카데미 특별 천체 물리학 천문대 (북부 코카서스)

천문학의 주요 섹션:

1.1.5 망원경

정확한 연구를 위해서는 특별한 도구와 장치가 필요합니다.

하나). 기원전 595년 밀레토스의 탈레스가 처음 사용 노몬(고대 천문 기구, 수직 물체(오벨리스크 막대, 기둥, 기둥)로 태양의 각도 높이를 가장 짧은 그림자 길이(정오)로 결정할 수 있습니다. 이 도구를 해시계로 사용하고 동지, 춘분, 1년의 길이, 관찰자의 위도 등의 단계를 결정합니다.

2). 히파르코스(180-125 AD, 고대 그리스)는 기원전 129년에 달의 시차를 측정할 수 있는 점성기를 사용하여 1년의 길이를 365.25일로 설정하고 행렬을 결정하고 기원전 130년에 편집할 수 있었습니다. 1008개의 별을 위한 별 카탈로그 등

여러 시대에 천문 지팡이와 아스트로라본(최초 유형의 우도라이트), 사분면 및 기타 여러 장치와 도구가 있었습니다. 천체 및 물체의 관측은 천문학 BC의 발전 초기에 발생한 특수 기관인 천문대에서 수행됩니다. 이자형.

천문대는 여러 나라에서 가능한 연구와 관측을 위해 만들어졌습니다. 우리나라에는 러시아 과학 아카데미 (GAO RAS)의 주요 Pulkovo 천문대, 국가 천문 연구소가 있습니다. P.K. Sternberg(GAISh), 코카서스산 천문대(KGO SAISH) 등

실제 천문학 연구는 1609년 그들이 발명했을 때 시작되었습니다. 망원경.

1608년 네덜란드의 안경 제작자인 John Lippershey가 두 개의 렌즈를 일직선으로 배치하면 물체를 확대할 수 있다는 것을 발견한 후 천문학의 혁명이 일어났습니다. 따라서 스포팅 스코프가 발명되었습니다.

갈릴레오는 이 아이디어를 즉시 활용했습니다. 1609년 그는 자신의 첫 3배율 망원경을 만들어 하늘을 향하게 했습니다. 그래서 망원경은 망원경으로 바뀌었습니다.

망원경은 천체를 관찰하고, 천체로부터 오는 방사선을 수신 및 분석하기 위해 천문학에서 사용되는 주요 도구가 되었습니다. . 이 단어는 두 개의 그리스어 단어인 tele - far 및 skopeo - I look에서 유래했습니다.

망원경 - 천체를 볼 수 있는 화각을 증가시키는 광학 기기( 해결), 관찰자의 눈보다 몇 배나 더 많은 빛을 수집합니다( 관통력).

망원경은 첫째, 연구 대상에서 나오는 최대한 많은 빛을 모으기 위해 사용되며, 둘째, 육안으로 접근할 수 없는 작은 세부 사항을 연구할 기회를 제공하기 위해 사용됩니다. 망원경으로 볼 수 있는 희미한 물체일수록 관통력. 세세한 부분을 구별하는 능력이 특징 해결 망원경. 망원경의 이러한 두 가지 특성은 대물렌즈의 직경에 따라 다릅니다.

렌즈에 의해 수집되는 빛의 양은 면적(직경의 제곱)에 비례하여 증가합니다.. 완전한 어둠 속에서도 인간의 눈의 동공 직경은 8mm를 초과하지 않습니다. 망원경의 수정체는 눈의 동공 직경을 수십 배, 수백 배 초과할 수 있습니다. 이를 통해 망원경은 육안으로 볼 수 있는 물체보다 1억 배 더 희미한 별과 기타 물체를 감지할 수 있습니다.

망원경 작동 원리:

평행 광선(예: 별에서)이 렌즈에 떨어집니다. 렌즈는 초점면에 이미지를 만듭니다. 주 광축에 평행한 광선은 이 축에 있는 초점 F에서 수집됩니다. 다른 광선은 초점 근처(위 또는 아래)에서 수집됩니다. 이 이미지는 접안렌즈를 사용하여 관찰자가 봅니다.

아시다시피, 물체가 초점 거리의 두 배보다 더 멀리 있으면 물체의 축소된 반전된 실제 이미지를 제공합니다. 이 이미지는 렌즈의 초점과 이중 초점 사이에 있습니다. 달, 행성, 그리고 더 많은 별까지의 거리가 너무 커서 거기에서 오는 광선이 평행하다고 생각할 수 있습니다. 따라서, 물체의 이미지는 초점면에 위치합니다..

입력 빔과 출력 빔의 직경은 매우 다릅니다(입력에는 대물렌즈의 직경이 있고 출력에는 접안렌즈에 의해 구축된 대물렌즈 이미지의 직경이 있습니다). 적절하게 조정된 망원경에서는 렌즈에 의해 수집된 모든 빛이 관찰자의 동공으로 들어갑니다. 이 경우 이득은 렌즈와 동공 직경의 비율의 제곱에 비례합니다. 대형 망원경의 경우 이 값은 수만 배입니다. 이것이 망원경의 주요 작업 중 하나가 해결되는 방법입니다. 즉, 관찰된 물체에서 더 많은 빛을 수집하는 것입니다. 우리가 사진 망원경에 대해 이야기하고 있다면 - 천체 사진기, 사진 판의 조명이 증가합니다.

망원경의 주요 특징.

1) 망원경 조리개(디)- 망원경 또는 그 수렴 렌즈의 주경의 직경입니다..

더 구멍, 렌즈가 더 많은 빛을 수집하고 더 희미한 물체를 볼 수 있습니다.

2) 에프 망원경의 초점 거리 - 이것은 거울이나 대물 렌즈가 무한히 먼 물체의 상을 구성하는 거리입니다.

일반적으로 이것은 접안 렌즈(F)의 초점 거리를 나타냅니다. 접안렌즈는 교체 가능하고 각각 고유한 초점 거리가 있기 때문입니다.

에서 초점 거리배율뿐만 아니라 이미지의 품질에도 달려 있습니다. 더 초점 거리, 이미지 품질이 더 좋습니다. 망원경, 특히 뉴턴의 반사경과 굴절경의 길이는 망원경의 초점 거리에 따라 달라집니다.

3) 망원경의 배율(또는 배율)(여) 망원경이 물체를 몇 배나 확대할 수 있는지 보여줍니다.관찰자가 물체를 보는 각도. 대물렌즈 F와 접안렌즈 f의 초점거리의 비율과 같습니다.

망원경은 태양, 달, 행성 및 그 세부 사항의 가시 각도 치수를 증가시키지만 별은 엄청난 거리로 인해 망원경을 통해 여전히 빛나는 점으로 볼 수 있습니다.

F 가장 자주 변경할 수 없지만 f가 다른 접안렌즈를 사용하면 변경할 수 있습니다. 망원경의 확대 또는 확대 D. 교환식 접안렌즈가 있어 동일한 렌즈로 다른 배율을 얻을 수 있습니다. 그렇기 때문에 천문학에서 망원경의 기능은 일반적으로 증가가 아니라 렌즈 직경으로 특징 지어집니다.. 천문학에서는 원칙적으로 500배 미만의 배율이 사용됩니다. 큰 배율의 사용은 지구의 대기에 의해 방해를 받습니다. 육안으로 감지할 수 없는(또는 낮은 배율에서) 공기의 움직임으로 인해 이미지의 작은 세부 사항이 흐려지고 흐려집니다. 거울 직경이 2-3m인 대형 망원경을 사용하는 천문대는 대기 투명도가 높은 맑은 낮과 밤이 많은 좋은 천체 기후 지역에 배치하려고 합니다.

4) 해상도 – 별도로 본 두 별 사이의 최소 각도. 간단히 말해서 해상도는 이미지의 "선명도"로 이해될 수 있습니다.

해결다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

여기서 δ는 초 단위의 각도 분해능, 디

천문학에서 하늘의 물체 사이의 거리가 측정됩니다. 각도, 관찰자가 있는 지점에서 물체에 대해 그린 광선에 의해 형성됩니다.. 이 거리를 모서리, 도 및 도의 분수로 표시됩니다.

도 - 5 o, 분 - 13 "초 - 21"

특별한 도구가 없는 인간의 눈은 각 거리가 1-2주 이상인 경우 2개의 별을 서로 별도로 구별합니다.

우리가 태양과 달의 지름을 보는 각도 ~ 0.5o = 30".

최대 배율에 대한 제한은 회절 현상, 즉 렌즈 가장자리 주변의 광파가 휘는 현상에 의해 부과됩니다. 회절로 인해 점의 이미지 대신 고리가 생깁니다. 중심점의 각도 크기( 이론상 각 분해능):

여기서 δ는 초 단위의 각 분해능, λ - 방사선 파장 , 디밀리미터 단위의 렌즈 직경입니다.

망원경 렌즈가 제공하는 광점(별) 이미지의 크기가 작을수록 해상도가 높아집니다. 두 별의 이미지 사이의 거리가 이미지 자체의 크기보다 작으면 하나로 병합됩니다. 별 이미지의 최소 크기(초 단위)는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

여기서 λ는 빛의 파장이고, 디렌즈 직경입니다. 60mm 대물렌즈가 장착된 학교 망원경의 이론적 해상도는 약 2입니다. Ѕ . 이것은 육안(2")의 해상도보다 60배 높다는 점을 기억하십시오. 망원경의 실제 해상도는 대기 상태와 공기의 움직임에 크게 영향을 받기 때문에 망원경의 실제 해상도는 더 낮습니다.

직경이 있는 망원경에서 λ = 550 nm의 가시 파장용 디= 1 m, 이론적인 각 분해능은 δ = 0.1"이 됩니다. 실제로 대형 망원경의 각 분해능은 대기 진동에 의해 제한됩니다. 사진 관찰에서 분해능은 항상 지구의 대기 및 안내 오류에 의해 제한되며 이보다 더 좋을 수 없습니다. 0.3"보다. 눈으로 관찰하면 대기가 비교적 잔잔한(몇 초면 충분) 순간을 포착하려고 할 수 있기 때문에 지름이 작은 망원경의 해상도는 디, 큰 2m, 이론에 가까울 수 있습니다. 망원경은 0.5인치 원에서 방사선의 50% 이상을 수집하는 경우 우수한 것으로 간주됩니다.

망원경의 해상도를 높이는 방법:

1) 망원경의 직경 증가

2) 연구된 방사선의 파장 감소

5) 관통력 망원경ㅏ 최상의 관측 조건에서 이 기기로 볼 수 있는 가장 희미한 별의 한계 등급 m으로 특징지어짐. 이러한 조건의 경우 관통력은 다음 공식으로 결정할 수 있습니다.

중= 2.1 + 5 lg 디

어디 디밀리미터 단위의 렌즈 직경, m은 제한 크기입니다.

6) 상대 구멍 – 직경 비율디초점 거리 F:

육안 관찰용 망원경은 일반적으로 개구율이 1/10 이하입니다. 현대 망원경의 경우 1/4 이상입니다.

7) 종종 상대 구멍 대신 개념이 사용됩니다. 밝기동일 ( 디/에프) 2 . 구멍 초점면에서 렌즈에 의해 생성된 조명을 특성화합니다..

8) 망원경의 상대 초점 거리(역문자 A로 표시)는 상대 구멍의 역수입니다.

사진에서 이 양은 흔히 횡격막 .

상대 조리개와 상대 초점 거리는 망원경 대물렌즈의 중요한 특성입니다. 이들은 서로 반대입니다. 상대 조리개가 클수록 상대 초점 거리가 작아지고 망원경 렌즈 초점면의 조명이 높아져 사진 촬영에 유리합니다(노출을 유지하면서 셔터 속도를 줄일 수 있음). 그러나 동시에 광검출기 프레임에서 더 작은 이미지 스케일을 얻습니다.

렌즈를 제공하는 달의 이미지를 구축합시다. 초점 거리 에프(그림 1.6). 그림에서 렌즈가 관찰 대상의 각도 치수(각도 α)를 변경하지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 이제 렌즈를 하나 더 사용합시다 - 접안 렌즈 2, 달의 이미지에서 배치 (포인트 F1)이 렌즈의 초점 거리와 같은 거리에서 - 에프, 바로 그거죠 F2.접안렌즈의 초점거리는 대물렌즈의 초점거리보다 작아야 합니다. 접안 렌즈가 제공하는 이미지를 구축한 후에는 그것이 달의 각도 치수를 증가시키는지 확인할 것입니다. 각도 β는 각도 α보다 눈에 띄게 큽니다.

망원경의 종류:

1. 광학 망원경
   1. 굴절.
   2. 반사기.
   3. 미러렌즈.

망원경의 대물렌즈로 렌즈를 사용한다면 굴절기(라틴어 굴절에서 - 나는 굴절), 그리고 오목 거울이라면, 반사기(반사 - 나는 반영). 거울 렌즈 망원경은 거울과 렌즈의 조합을 사용합니다.

망원경 - 굴절기 빛의 굴절을 사용. 천체에서 오는 광선은 렌즈 또는 렌즈 시스템에 의해 수집됩니다.

원생 동물의 주요 부분 굴절기 – 렌즈 - 망원경 앞에 장착된 양면 볼록 렌즈. 렌즈는 방사선을 수집합니다. 렌즈가 클수록 디, 망원경이 더 많은 방사선을 수집할수록 더 약한 소스를 탐지할 수 있습니다. 색수차를 방지하기 위해 렌즈를 합성합니다. 그러나 시스템에서 산란을 최소화해야 하는 경우에는 단일 렌즈도 사용해야 합니다. 렌즈에서 주 초점까지의 거리를 주 초점 거리 에프.

망원경 - 반사경 빛 반사를 사용합니다.그들은 반사 광선을 집중시킬 수 있는 오목 거울을 사용합니다.

주요 요소 반사기 거울 - 구형, 포물선 또는 쌍곡선 모양의 반사 표면입니다. 그것은 일반적으로 둥근 유리 조각이나 석영으로 만든 다음 반사 코팅(은 또는 알루미늄의 얇은 층)으로 코팅됩니다. 경면의 제조 정확도, 즉 주어진 모양에서 허용되는 최대 편차는 거울이 작동하는 빛의 파장에 따라 다릅니다. 정확도는 λ/8보다 높아야 합니다. 예를 들어, 가시광선(파장 λ = 0.5미크론)에서 작동하는 거울은 0.06미크론(0.00006mm)의 정확도로 제조되어야 합니다.

관찰자의 눈을 향하는 광학 시스템을 접안 렌즈 . 가장 간단한 경우 접안렌즈는 단 하나의 포지티브 렌즈로 구성될 수 있습니다(이 경우 색수차로 인해 이미지가 크게 왜곡됨).

굴절기, 반사판 외에도 다양한 종류가 현재 사용되고 있습니다. 거울 렌즈 망원경.

학교 망원경은 대부분 굴절기이며 일반적으로 대물렌즈로 양면이 볼록한 수렴 렌즈를 사용합니다.

현재의 천문대에서는 대형 광학 망원경을 볼 수 있습니다. 직경 6m의 거울이 있는 러시아에서 가장 큰 반사 망원경은 레닌그라드 광학 및 기계 협회에서 설계 및 제작했습니다. 그것은 "대형 방위각 망원경"(BTA로 약칭)이라고 불립니다.

약 40톤의 질량을 가진 거대한 오목 거울은 마이크로미터 단위로 연마됩니다. 거울의 초점 거리는 24m이고 전체 망원경 설치의 질량은 850톤 이상이고 높이는 42m입니다. 망원경은 컴퓨터에 의해 제어되므로 망원경이 아래에 있는 물체를 정확하게 가리킬 수 있습니다. 지구 자전을 따라 망원경을 부드럽게 돌리면서 오랫동안 시야에서 연구하고 유지하십시오. 망원경은 러시아 과학 아카데미 특별 천체 물리학 천문대의 일부이며 해발 2100m 고도의 북 코카서스(카라차이-체르케스 공화국의 젤렌추크스카야 마을 근처)에 설치되어 있습니다.

현재 지상 망원경에 일체형 거울이 아닌 별도의 조각으로 구성된 거울을 사용하는 것이 가능해졌습니다. 두 개의 망원경이 이미 제작되어 작동 중이며 각 망원경에는 렌즈가 있습니다. 직경 10m, 36개의 별도 육각 거울로 구성되어 있습니다. 이러한 거울을 컴퓨터로 제어하면 관찰 대상의 빛을 모두 단일 초점으로 모으도록 항상 배치할 수 있습니다. 동일한 원리로 작동하는 직경 32m의 합성 거울로 망원경을 만들 계획입니다.

망원경은 광학(일반 천체 물리학 목적, 검시관, 인공위성 관찰용 망원경), 전파 망원경, 적외선, 중성미자, 엑스레이와 같이 매우 다릅니다. 모든 다양성에 대해 전자기 복사를 받는 모든 망원경은 다음을 결정합니다. 두 가지 주요 작업:

• 가능한 가장 선명한 이미지를 만들고 시각적 관찰의 경우 물체(별, 은하 등) 사이의 각도 거리를 늘립니다.
• 가능한 한 많은 방사선 에너지를 수집하고 물체 이미지의 조명을 높입니다..

현대 망원경은 종종 렌즈가 제공하는 이미지를 촬영하는 데 사용됩니다. 이것은 교과서 페이지, 인기있는 책과 잡지, 인터넷 사이트에서 볼 수 있는 태양, 은하 및 기타 물체의 사진을 얻은 방법입니다. 천체 촬영에 적합한 망원경은 점성기.사진 관찰은 시각적 관찰보다 많은 장점이 있습니다. 주요 이점은 다음과 같습니다.

1. 문서화 - 발생하는 현상 및 프로세스를 기록하고 수신한 정보를 오랫동안 저장하는 능력;
2. 즉시성 - 현재 발생하는 단기 현상을 등록하는 능력;
3. 파노라마 - 사진 판에서 동시에 여러 개체와 상대 위치를 캡처하는 기능.
4. 완전성 - 약한 광원에서 빛을 축적하는 능력; 결과 이미지의 세부 사항.

망원경의 도움으로 육안 및 사진 관찰뿐만 아니라 주로 고주파 광전 및 분광 관찰이 이루어집니다. 온도, 화학 성분, 천체의 자기장 및 움직임에 대한 정보는 분광 관측을 통해 얻을 수 있습니다. 천체는 빛 외에도 빛(적외선, 전파)보다 길거나 빛(자외선, X선, 감마선)보다 짧은 전자기파를 방출합니다.

우주에 대한 연구는 수천 년 동안 시작되어 계속되었지만 지난 세기 중반까지 연구는 독점적으로 이루어졌습니다. 광학 범위전자파. 따라서 사용 가능한 방사선 영역은 400~700nm 범위였습니다. 최초의 천문학적 과학적 관측은 천체 측정이었고, 천구에서 행성, 별 및 겉보기 운동의 위치만 연구되었습니다.

그러나 천체는 가시 광선, 적외선, 자외선, 전파, 엑스레이, 감마선과 같은 다른 방사선을 방출합니다. 20세기에 천문학은 전파. 천문학은 전파(all-wave)라고 불린다., 물체의 관찰은 광학 범위에서만 수행되는 것이 아니기 때문입니다. 현재 우주 물체의 복사는 장파 전파 방출(주파수 10 7 , 파장 l = 30 m)에서 감마 복사(주파수 10 27 Hz, 파장 l = 3∙10 –19)까지 전자기 스펙트럼의 전체 범위에서 기록됩니다. ×m = 3∙10 –10 nm). 이를 위해 적외선, 자외선, 엑스레이, 감마 및 라디오 방사선과 같은 특정 범위의 전자기파에서 방사선을 수신 할 수있는 다양한 장치가 사용됩니다.

현대 천문학에서 광학 및 기타 유형의 방사선을 수신하고 분석하기 위해 광전자 증배관, 전자 광학 변환기 등 물리학 및 기술의 모든 업적이 사용됩니다. 현재 가장 민감한 수광기는 전하 결합 장치(CCD)입니다. ), 개별 광량을 기록할 수 있습니다. 내부 광전 효과를 사용하는 복잡한 반도체 시스템(반도체 어레이)입니다. 이 경우 및 기타 경우에 얻은 데이터는 컴퓨터 디스플레이에서 재생산하거나 처리 및 분석을 위해 디지털 형식으로 표시할 수 있습니다.

다른 스펙트럼 범위의 관측은 중요한 발견을 가능하게 했습니다. 처음 발명 전파 망원경. 우주에서 방출되는 전파는 상당한 흡수 없이 지구 표면에 도달합니다. 그것을 받기 위해 가장 큰 천체 기구인 전파 망원경이 만들어졌습니다.

직경이 수십 미터에 달하는 금속 안테나 거울은 전파를 반사하고 광학 반사 망원경처럼 수집합니다. 전파 방출을 등록하기 위해 특수 민감한 무선 수신기가 사용됩니다. 어느 전파 망원경작동 원리는 광학과 유사합니다. 방사선을 수집하고 선택한 파장에 맞춰 조정된 검출기에 초점을 맞춘 다음 이 신호를 변환하여 하늘이나 물체의 기존 색상 이미지를 표시합니다.

따라서 전파는 차가운 분자 구름, 활성 은하, 우리 은하를 포함한 은하의 핵 구조에 대한 큰 분자의 존재에 대한 정보를 가져 왔으며 은하 중심의 광학 복사는 우주 먼지에 의해 완전히 지연되었습니다.

각 분해능을 크게 향상시키기 위해 전파 천문학은 다음을 사용합니다. 전파 간섭계. 가장 단순한 전파 간섭계는 두 개의 전파 망원경으로 구성되어 있습니다. 간섭계 베이스. 다른 국가와 다른 대륙에 위치한 전파 망원경도 단일 관측 시스템에 연결할 수 있습니다. 이러한 시스템을 초장기선 전파 간섭계(RSDB). 이러한 시스템은 광학 망원경보다 수천 배 더 나은 가능한 가장 높은 각도 분해능을 제공합니다.

우리의 지구는 침투하는 단단한 전자기 복사, 적외선 복사로부터 대기에 의해 안정적으로 보호됩니다. 대기가 지구에 광선의 침투를 방지하기 때문에 c λ< λ света (ультрафиолетовые, рентгеновские, γ - излучения), то последнее время на орбиту Земли выводятся телескопы и целые орбитальные обсерватории: (т.е развиваются внеатмосферные наблюдения). Т.е. современные инфракрасные, рентгеновские и гамма обсерватории вынесены за пределы земной атмосферы.

다른 유형의 방사선을 연구하기 위한 기기는 일반적으로 망원경이라고도 하지만, 설계상 광학 망원경과 크게 다를 때도 있습니다. 일반적으로 인공위성, 궤도 스테이션 및 기타 우주선에 설치됩니다. 이러한 방사선은 실제로 지구 대기를 관통하지 않기 때문입니다. 그녀는 그것들을 분산시키고 흡수합니다.

궤도에 있는 광학 망원경도 지상에 있는 망원경보다 몇 가지 장점이 있습니다. 대부분 큰그들의 우주 망원경. 허블미국에서 만든 거울 직경 2.4m지구에 있는 동일한 망원경보다 10-15배 더 어두운 물체를 사용할 수 있습니다. 그 분해능은 0.1S로 더 큰 지상 망원경으로도 얻을 수 없습니다. 성운과 다른 멀리 있는 물체의 이미지는 지구에서 관찰할 때 구별할 수 없는 미세한 세부 사항을 보여줍니다.

1.1.6 망원경을 유형별로 더 자세히 살펴 보겠습니다.

1) 굴절기(굴절 - 나는 굴절) - 렌즈에서 빛의 굴절이 사용됨(굴절).

최초의 망원경은 단일 렌즈를 대물렌즈로 사용하는 굴절 망원경이었습니다. 네덜란드제 "스포팅 스코프"[H. 리퍼시]. 대략적인 설명에 따르면 갈릴레오 갈릴레이는 1609년에 만들어 1609년 11월에 처음으로 하늘로 보냈고, 1610년 1월에는 목성의 위성 4개를 발견했습니다.

오늘날 단일 렌즈가 있는 굴절기는 아마도 검시계 및 일부 분광 기기에서만 사용됩니다. 모든 최신 굴절 장치에는 무채색 대물렌즈가 장착되어 있습니다. 세계에서 가장 큰 굴절기는 렌즈가 1m인 미국 Yerk Observatory의 망원경입니다. Alvan Clark(미국 안경점) 제조. 그것의 렌즈는 102cm(40인치)이고 1897년에 Yerk 천문대(시카고 근처)에 설치되었습니다. 그것은 지난 세기 말에 지어졌으며 그 이후로 전문가들은 거대한 굴절기를 만들지 않았습니다. Clark은 1885년 풀코보 천문대에 설치되어 제2차 세계 대전 중에 파괴된 또 다른 30인치 굴절기를 만들었습니다.

Yerkes 천문대의 40인치 굴절 망원경. 2006년 스냅샷(위키피디아)

b) 반사판(반사 - 반영) - 오목 거울은 광선을 집중시키는 데 사용됩니다.

뉴턴 반사판.

1667년에 I. Newton(1643-1727, 영국)이 41배 배율에서 2.5cm의 거울 직경을 가진 최초의 거울 망원경을 발명했습니다. 여기서 초점 근처에 위치한 평평한 대각선 거울은 이미지가 접안 렌즈를 통해 보거나 촬영되는 튜브 외부의 광선을 편향시킵니다. 메인 미러는 포물선이지만 조리개 비율이 너무 크지 않으면 구형이 될 수 있습니다. 그 당시 거울은 금속 합금으로 만들어졌으며 빠르게 흐려졌습니다.

세계에서 가장 큰 망원경 W. Keka는 1996년 Maun Kea 천문대(미국 캘리포니아)에 직경 10m의 거울(두 거울 중 첫 번째 거울은 일체형이 아니라 36개의 육각 거울로 구성)을 설치했습니다.

켁 전망대

Keck II 망원경의 분할된 기본 거울

1995년에는 4대의 망원경(거울 직경 8m) 중 첫 번째 망원경이 가동되었습니다(ESO 천문대, 칠레).

그 전에는 소련에서 가장 큰 거울 직경이 6m였으며 소련 과학 아카데미의 특별 천체 물리학 천문대(모놀리식 거울 42t, 600t 망원경, 당신은 별을 볼 수 있습니다 24m). 소련 과학 아카데미의 특별 천체 물리학 천문대는 정부가 기초 우주 연구를 위한 국내 최대 규모의 천문대를 설립하기로 결정한 지 6년 후인 1966년에 설립되었습니다. 천문대는 거울직경 6m의 광학망원경 BTA(Large Azimuthal Telescope)와 링안테나 지름 600m의 RATAN-600 전파망원경의 운용을 보장하기 위한 집합적 사용의 중심지로 만들어졌다. 가장 큰 천문 악기. 그들은 1975-1977 년에 작동되었으며 지상 기반 천문학 방법을 사용하여 근거리 및 원거리의 물체를 연구하도록 설계되었습니다.

BTA 타워

c) 미러 렌즈.(슈미트 챔버) - 두 가지 유형의 조합.

슈미트-카세그레인 망원경.코마(코마 수차)가 없고 시야가 넓은 대형 조리개.

첫 번째 건물은 1930년에 지어졌습니다. B.V. 함부르크 천문대 직원인 Schmidt(1879-1935, Estonia) 렌즈 직경 44cm 에스토니아 안경사, 함부르크 천문대 직원 Barnhard Schmidt는 구면 거울의 곡률 중심에 조리개를 설치하여 혼수 수차(코마 수차)와 난시를 즉시 제거했습니다. 구면 수차를 제거하기 위해 그는 조리개에 특수 모양의 렌즈를 배치했습니다. 그 결과 필드의 곡률과 놀라운 품질의 유일한 수차를 가진 사진 카메라가 탄생했습니다. 카메라의 조리개가 클수록 더 나은 이미지를 제공하고 더 큰 시야를 확보할 수 있습니다!

1946년 James Baker는 Schmidt 챔버에 볼록한 2차 거울을 설치하고 평평한 필드를 얻었습니다. 다소 후에 이 시스템은 수정되어 가장 진보된 시스템 중 하나가 되었습니다. Schmidt-Cassegrain은 직경 2도의 필드에서 회절 이미지 품질을 제공합니다.

슈미트-카세그레인 망원경

1941년 디.디. 막수토프(소련)은 짧은 튜브에 유리한 메니스커스 망원경을 만들었습니다. 아마추어 천문학자들이 사용합니다.

망원경 Maksutov-Cassegrain.

1941년 D. D. Maksutov는 구면 거울의 구면 수차가 높은 곡률의 메니스커스에 의해 보상될 수 있음을 발견했습니다. 반월상 연골과 거울 사이에 좋은 거리를 찾은 Maksutov는 혼수 상태와 난시를 제거했습니다. Schmidt 카메라에서와 같이 필드의 곡률은 초점면 근처에 평면 볼록 렌즈(소위 Piazzi-Smith 렌즈)를 설치하여 제거할 수 있습니다. 메니스커스의 중앙 부분을 알루미늄화한 Maksutov는 Cassegrain 및 Gregory 망원경의 메니스커스 유사체를 얻었습니다. 천문학자들이 관심을 갖는 거의 모든 망원경의 메니스커스 유사체가 제안되었습니다.

망원경 Maksutov - 직경 150mm의 카세그레인

1995년, 광학 간섭계의 경우 100m 밑면을 가진 8m 거울(4개 중 4개)이 있는 최초의 망원경이 작동되었습니다(칠레의 아타카마 사막, ESO).

1996년, 직경 10m(기저 85m의 2개 중 2개)의 최초의 망원경의 이름을 따서 명명되었습니다. 마운케아 천문대에서 소개된 W. Keka(미국 하와이, 캘리포니아)

2. - 이익: 어떤 날씨와 시간에도 광학 물체에 접근할 수 없는 물체를 관찰할 수 있습니다. 그들은 (로케이터와 같은) 그릇을 나타냅니다.

전파천문학은 전쟁 후에 발전했다. 현재 가장 큰 전파 망원경은 러시아의 고정형 RATAN-600(광학 망원경에서 40km, 2.1x7.4m 크기의 개별 거울 895개로 구성되어 있으며 지름 588m의 닫힌 고리가 있음), 러시아의 Arecibo( 푸에르토리코, 305m- 사화산 콘크리트 사발, 1963년 도입). 이동식 망원경 중 100m 그릇이 있는 전파 망원경 2개가 있습니다.

우리의 우주 시대에서 특히 중요한 것은 다음과 같습니다. 궤도 천문대. 그 중 가장 유명한 것은 우주 망원경. 허블- 1990년 4월에 발사되었으며 직경이 2.4m이며 1993년에 교정 블록을 설치한 후 망원경은 최대 30등급의 물체를 등록하고 각 배율은 0.1 "(이 각도에서 완두콩은 거리 수십 킬로미터).

망원경의 개략도. 허블

엘. 재료 고정.

1. 다른 과목에서 어떤 천문학 정보를 공부했습니까? (자연과학, 물리학, 역사 등)
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6. 천문학에서 지식의 대상은 무엇입니까?
7. 천문학에서 지식의 어떤 방법과 도구를 알고 있습니까?
8. 망원경의 목적과 종류
9. 오늘날 국가 경제에서 천문학의 중요성은 무엇입니까?

국가 경제의 가치:

• - 수평선의 측면을 결정하기 위해 별에 의한 방향
• - 항법(항법, 항공, 우주 비행) - 항성 항법의 기술
• - 과거를 이해하고 미래를 예측하는 우주탐사
• - 우주 비행사:
• - 지구 고유의 자연을 보존하기 위한 지구 탐사
• - 지상 조건에서 얻을 수 없는 재료 획득
• - 일기예보 및 자연재해예보
• - 조난 선박 구조
• - 지구의 발달을 예측하기 위한 다른 행성 탐사

1. 천문학 저널(Sky와 같은 전자)의 예인 Observer's Calendar를 봅니다.
2. 인터넷에서 천문학에 대한 강의를 찾고 Astrotop astrolinks, 포털을 참조하십시오. 천문학안에 위키피디아, - 관심 문제에 대한 정보를 얻거나 찾을 수 있습니다.