• 5

РАБОТА Я» 25

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БОЛЬШИХ ПЛАНЕТ

Цель работы. Изучение физических характеристик планет

Пособия: фотографии Венеры и Юпитера (планшеты 21—23); рисунок Са­турна (планшет 24); планетографическая координатная сетка (планшет 25); Астрономический календарь — постоянная часть или Справочник любителя астрономии; Астрономический календарь-ежегодник; логарифмическая линейка.

Литература: [1], глава VIII, § 87—95; [2], глава III, § 67, глава X, § 129, 134—139.

Дополнительная: [12], глава семнадцатая, § 251, 252, п. а; [13], глава VIII, §33, 34, 36; [16], глава XII, §84, 87, 88; [23], глава IV, §20, глава V, § 27; [24], глава II, § 5, 6, глава III, § 12—15; [25], раздел 2, 3, 5; [31], гла­ва IV, § 42—47; [33], глава I.

Задачи: [3], № 831, 853, 857, 858, 869, 872, 874; [4], № 188—195, 199, 200.

Линейный диаметр D планеты вычисляется по ее геоцентрическому расстоянию р (или горизонтальному экваториальному параллаксу р) и видимому угловому диаметру d, который измеряется либо микромет­ром при визуальных наблюдениях, либо шкалой измерительного прибора по фотографическому изображению планеты при известном масштабе фотографии [V. В последнем случае, очевидно,

d=^D\  (1)

где D'— измеренный в мм диаметр фотографического изображения планеты.

Диаметры планет, как правило, выражаются в диаметрах Земли. При различных экваториальном DB и полярном Dn диаметрах планеты ее форма характеризуется сжатием

и тогда объем планеты

V

Зная массу М планеты в массах Земли, можно вычислить среднюю плотность планеты 5 в плотностях Земли 50, а при необходимости — найти и абсолютное значение 5, поскольку известно, что 5 о=5,52 г!см3.

Положение деталей на дисках планет определяется планетографиче­скими координатами, которые измеряются специальными сетками и, подобно географическим координатам, отсчитываются от экватора пла­неты (планетографическая широта |3) и от одного из ее меридианов, при­нимаемого за начальный (планетографическая долгота Я). В северном полушарии планеты 0 положительна, а в южном — отрицательна. Планетографическая долгота Я всегда отсчитывается в одном направ­лении, с запада к востоку, от 0 до 360°. Вследствие обращения планеты вокруг Солнца и ее вращения вокруг оси, имеющей постоянный (но различный у разных планет) наклон, видимое положение экватора и

Рэ-D п

Р,

— TZDI Du. 6 3 п

(2) (3)

начального меридиана на диске планеты меняется в определенных пре­делах и может быть найдено на каждый день года в таблицах «Физиче­ских координат», публикуемых в астрономических календарях-еже­годниках.

Измерив на двух фотографиях планеты, полученных в различные моменты времени и Г2, планетографическую долготу и Х2 одной и той же детали, нетрудно вы­числить период Р вращения пла­неты вокруг оси, так как

Р =

360°

Х2 —

•(Г,-Г,), (4)

 

а зная Р,— определить угловую со и линейную v скорость различных точек ее поверхности. Очевидно,

ШЛ "Ф

360°

V = cor,

(5)

(6)

 

Рис. 62

где г — радиус вращения точки поверхности планеты (рис. 62), ко­торый определяется по планетографической широте |3 этой точки, экваториальному R3 и полярному Rn радиусу планеты

г =

Яэ

 

(7)

или по ее сжатию е:

Яэ

и тогда

г = -—===.     (8)

/tg»P + (1-Е)»

Если сжатие планеты мало, то можно полагать s=0, Rn=R3=R,

R- cos p.        (9)

Строго говоря, при точном определении периода вращения Р пла­неты необходимо учитывать смещение Земли по своей орбите за про­межуток времени Т2—Ти но для быстро вращающихся планет этим смещением Земли можно пренебречь. Точность вычислений не должна превышать точности исходных данных.

ЗАДАНИЕ

1*. По фотографиям Венеры и Юпитера и рисунку Сатурна, вы­полненным в эпохи нижнего соединения и противостояния, определить угловые и линейные диаметры этих планет и вычислить их объем и среднюю плотность.

2*. Сравнить сжатие тех же планет со сжатием Земли и объяснить причину различия в сжатии этих небесных тел.

3*. Вычислить линейный диаметр и ширину трех колец Сатурна, ширину щели Кассини и угол наклона плоскости экватора планеты к лучу зрения наблюдателя в день получения рисунка.

4*. На двух фотографиях Юпитера, снятых в один вечер с неболь­шим интервалом времени, отождествить одну деталь в экваториальной и одну деталь в умеренной зоне, и по их положениям вычислить период вращения, угловую и линейную скорость этих зон планеты.

5*, Из анализа результатов пункта 4 сформулировать вывод о характере вращения Юпитера вокруг оси и объяснить причину такого вращения планеты.

6*. Вычислить (в сравнении с освещенностью Земли) освещен­ность Солнцем планеты: 1) Меркурия; 2) Венеры; 3) Марса; 4) Юпите­ра; 5) Сатурна; 6) Урана; 7) Нептуна; 8) Плутона.

7*. По общим результатам пункта 6 построить график освещеннос­ти планет Солнцем и сформулировать вывод о пригодности теплового режима планет Солнечной системы для жизни земного человека.

Отчет представить по самостоятельно разработанной форме.

Авторы: 1379 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 1908 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я