Добро пожаловать во Вселенную - [6]
10. а Вычислите скорость движения Земли вокруг Солнца, если известно, что она за год обходит круг радиусом 1 а. е. = 150 миллионов километров.
Выразите ответ в километрах в секунду.
21
ЧАСТЬ I. Звезды, планеты, жизнь
10. b Зная, что скорость света составляет 300 000 километров в секунду, вычислите, сколько километров в 4 световых годах.
10. с Вернемся к космическому аппарату, движущемуся со скоростью, которую вы вычислили в части а). Рассчитайте, сколько времени займет у него путь к ближайшим звездам. Ответ выразите в годах.
11. Атмосфера Земли
Кубический метр воздуха на уровне моря содержит приблизительно
3 1025 молекул. В разумном приближении все эти молекулы — это молекулы азота N (то есть два атома азота, соединенные в двухатомную молекулу).
2
Отметим, что компонента воздуха, которая нужна, чтобы дышать, то есть молекулы кислорода (О), составляет лишь около 21 % объема воздуха, и здесь
2 мы пренебрегаем долей О и считаем, что атмосфера целиком состоит из N.
2
2
Каждый атом N обладает массой в 14 раз больше, чем атом водорода (Н).
11. а Вычислите массовую плотность (килограмм на кубический метр) воздуха на Земле. Выполните расчеты без калькулятора, расскажите о ходе своих рассуждений и дайте ответ в экспоненциальном представлении.
11. b Считайте атмосферу сферической оболочкой толщиной 8 километров и радиусом, равным радиусу самой Земли. Вычислите объем земной атмосферы.
11. с На основании вычислений, проделанных в частях а) и b), вычислите общую массу земной атмосферы в килограммах. Масса всех земных океанов составляет 1,4 1021 кг. Сравните массу мирового океана и массу атмосферы, вычислив их отношение.
11. d Сегодня углекислый газ (СО) составляет около 600 миллионных
2 долей (ppm, 10–6) общей массы земной атмосферы. Какова общая масса
СО в атмосфере Земли?
2
2. От дневного и ночного неба к орбитам планет
2
ОТ ДНЕВНОГО И НОЧНОГО НЕБА
К ОРБИТАМ ПЛАНЕТ
12. Движение Солнца, Луны и звезд
Объясните, где и когда на Земле (укажите время суток и/или время года, если нужно) создается каждая из перечисленных ситуаций. Вероятно, в каких-то случаях описанное невозможно. В каждом случае приведите подробное обоснование; если нужно, нарисуйте схемы.
12. а Солнце находится над горизонтом 24 часа подряд.
12. b Наполовину освещенная Луна видна на небе (то есть над горизонтом) одновременно с Солнцем (то есть днем).
12. с Видно, как планета Марс проходит через диск Солнца.
12. d Ни одна из видимых звезд не заходит (то есть не опускается за горизонт).
12. е Полярная звезда находится прямо над головой.
13. Взгляд на Луну
13. а В прошлом году вы как-то раз вышли ночью на улицу и увидели полную Луну на восточном горизонте. Примерно в котором часу это было?
13. b Рядом с этой полной Луной была видна одна из ярких планет —
либо Венера, либо Юпитер. Которая из них?
23
ЧАСТЬ I. Звезды, планеты, жизнь
13. с Увидят ли когда-нибудь Землю жители обратной стороны Луны
(то есть той стороны, которая сейчас обращена от Земли)? Сколько длятся у них «сутки» (то есть время от восхода до восхода Солнца)? Или они никогда не увидят Солнце?
14. Восходы и закаты
Из-за вращения Земли и звезды, и Солнце, и Луна восходят на востоке и заходят на западе, вращаясь вокруг оси, нацеленной на Северный полюс.
Ответьте на следующие вопросы с подробными объяснениями.
14. а Видит ли наблюдатель на Северном полюсе, как восходят и заходят звезды?
14. b Может ли наблюдатель на Северном полюсе увидеть в пределах одних суток и рассвет, и закат? А в течение одного года? Туристические буклеты об Аляске рекламируют ее как «Землю полуночного Солнца». Что это означает в нашем контексте? Подсказка: неподвижно ли Солнце на не-
босклоне относительно звезд?
14. с Яркая Полярная звезда лежит почти точно на Северном полюсе небесной сферы. То есть, если провести воображаемую линию от Южного к Северному полюсу Земли и продолжить ее в космос, она укажет прямо на эту звезду. Где видит Полярную звезду наблюдатель на Северном полюсе?
Зависит ли ответ от того, который сейчас час или какое время года?
14. d Где расположена Полярная звезда с точки зрения наблюдателя, живущего в Кито, столице Эквадора (то есть на земном экваторе)? Зависит ли ответ от того, который сейчас час или какое время года?
14. е При помощи телескопа самые яркие звезды можно увидеть даже днем. Есть ли такие звезды, которые круглые сутки (в ясную погоду) видны из Принстона (примерно 40° северной широты)? Точнее, есть ли звезды, которые, если смотреть на них из Принстона, никогда не заходят? Если ответ утвердительный, объясните, где эти звезды находятся на небе. По возможности дайте количественный ответ. Вероятно, нужно нарисовать схему.
24
2. От дневного и ночного неба к орбитам планет
15. Небесные объекты
Наблюдать ночное небо поучительно: можно очень многое узнать.
15. а Вы долгие часы прилежно трудились над домашним заданием по астрономии и вот наконец после этого марафона выбрались на улицу, не зная, который час. Вы смотрите в небо и видите высоко в нем красивую полную Луну. Примерно в котором часу это происходит? Ответ поясните.
15. b Небесный объект называют околополярным, если он остается над горизонтом в течение 24 часов, то есть никогда не восходит и не садится. Бывает ли околополярна Луна, если наблюдать ее с экватора? Ответ поясните.
Нил Деграсс Тайсон – известный американский астрофизик и популяризатор науки, обладающий особым даром рассказывать о самых сложных научных вопросах понятно, захватывающе и с юмором. В этой книге вы найдете ответы на самые интересные вопросы о Вселенной: «Что будет, если упасть в черную дыру?», «Какие ошибки допускают создатели голливудских фильмов о космосе?», «Зачем построили Стоунхендж?», «Наступит ли когда-нибудь конец света?», «Как могут выглядеть инопланетяне?» и многие другие.Эта книга будет интересна и школьникам, и взрослым, интересующимся наукой.
В своей книге «Астрофизика начинающим: как понять Вселенную» знаменитый астрофизик и популяризатор науки Нил Деграсс Тайсон раскрывает все тайны большой физики, загадки нашей Вселенной и отвечает на множество вопросов о том, как все устроено в нашем мире. В книге много полноцветных фотографий, инфографики и остроумных разъяснений самых сложных научных концепций.
Наше происхождение началось не на Земле, а, на самом деле, в космосе. Основываясь на научных открытиях и исследованиях, где пересекаются несколько наук — геология, биология, астрофизика и космология, — вы узнаете, как сформировались наши знания о космосе. В этой книге Нил Деграсс Тайсон и Дональд Голдсмит отправят вас в космический тур, где вы узнаете о рождении галактики, исследованиях Марса, об открытии воды на одной из лун Юпитера и многое другое.
Задумывались ли вы когда-нибудь, что, если бы не космические исследования, наша жизнь была бы совсем другой? Нам кажется, что мы далеки от космоса, однако Нил Деграсс Тайсон с присущим ему остроумием показывает, что даже незначительные, на первый взгляд, открытия в космической отрасли вызвали прорыв в других областях науки, позволили сделать технологический скачок и вывести на новый уровень нашу повседневную жизнь. А что нас ждет завтра? Какие исследования будут определять нашу жизнь? Может быть, то, что сегодня кажется фантастикой, уже реально, но скрыто от нас в космических лабораториях.
Темное вещество, гравитация, возможность межгалактических полетов и Теория Большого взрыва… Изучение тайн Вселенной подобно чтению захватывающего романа. Но только если вы хорошо понимаете физику, знаете, что скрывается за всеми сложными терминами и определениями. В самых головоломных вопросах науки вам поможет разобраться Нил Деграсс Тайсон – один из самых авторитетных и в то же время остроумных астрофизиков нашего времени. Он обладает особым даром рассказывать о сложнейших научных теориях понятно, интересно и с юмором. Новая книга Нила Тайсона – это очередное захватывающее путешествие в мир современной науки.
Новая книга известного американского астрофизика Нила Деграсса Тайсона, написанная в соавторстве с Эвис Лэнг, посвящена исследованию многолетних отношений науки и армии. Что объединяет астрофизиков и военных специалистов, в чем точки их пересечения, как наука служит войне? Как выясняется, многие открытия и достижения астрофизики, такие как, например, многоспектральное обнаружение, дальность, отслеживание, визуализация, ядерный синтез и доступ в космос, – это не просто научные открытия, а инструменты в руках войны.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.