на поверхности какой планеты земной группы наблюдается самая большая продолжительность солнечных

22.07.202209.08.2022 admin 0 Comments

Лекция по астрономии. природа планет земной группы

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Специальность 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

курс III группа: 1с1, 2с1, 3с1, 4с1

Преподаватель: Жданова Наталия Владимировна

ЛЕКЦИЯ 11. Природа планет земной группы. (2 часа)

Планеты земной группы

Планеты земной группы — Меркурий, Венера, Земля и Марс — по сравнению с планетами-гигантами имеют относительно небольшие размеры, твердую поверхность и значительную плотность (около 5 г/см 3 ), так как состоят преимущественно из тяжелых химических элементов.

По основной теории эти планеты имеют горячее металлическое ядро, окруженное мантией из силикатных пород. Верхний слой планет — кора, формируется под действием, как внутреннего тепла, так и внешних (космических) факторов. Но температура на поверхности планет земной группы существенно отличается, потому что они получают от Солнца разное количество энергии. К тому же в атмосферах Меркурия, Венеры и Марса почти нет кислорода, а давление существенно отличается от атмосферного давления на Земле. Если на поверхности Земли есть условия для существования жизни, то на поверхности других планет пока не обнаружено даже примитивных бактерий.

Меркурий

Меркурий является самой маленькой планетой Солнечной системы, которую редко кому приходилось наблюдать невооруженным глазом, потому что она находится близко от Солнца. Меркурий очень медленно вращается вокруг своей оси — солнечные сутки вдвое длиннее, чем период его обращения вокруг Солнца. Следовательно, в течение почти трех месяцев там светит Солнце и столько же продолжается ночь.

Снимки поверхности Меркурия, сделанные с помощью АМС «Маринер-10» (США), поражают сходством его рельефа с поверхностью Луны — такое же огромное количество кратеров, что свидетельствует природе этих космических тел. Кратеры на Меркурии названы именами известных поэтов, писателей, художников, композиторов. Один из крупных кратеров назван в честь Тараса Шевченко.

На поверхности Меркурия были обнаружены также огромные равнины, заполненные застывшей базальтовой лавой. Это свидетельствует о том, что планета была когда-то разогрета, вследствие чего в то время происходила интенсивная вулканическая деятельность. Застывшая лава на равнине Калорис свидетельствует о том, что Меркурий 3 млрд лет назад был разогрет за счет внутреннего тепла, и тогда действовали сотни вулканов. Свежие кратеры образовались после падения метеоритов.

Венера

Венера привлекает внимание людей тем, что на нашем небе ее яркость в десятки раз превышает блеск звезд первой звездной величины. Украинское название планеты — Вечерняя или Утренняя звезда, потому что она первой вечернем небосклоне и последней гаснет на рассвете.

Долгое время Венеру называли планетой загадок, ибо плотные облака закрывают ее поверхность. Только недавно радионаблюдения обнаружили, что Венера медленно вращается вокруг оси в обратном направлении (по сравнению с вращением Земли) и солнечные сутки там продолжаются 117 земных суток.

На первый взгляд, Венера очень похожа на Землю, потому, что эти планеты имеют почти одинаковые размеры и массу. Астрономы ожидали, что климат на Венере немного теплее по сравнению с земным, а фантасты даже писали о возможной жизни на этой таинственной планете. Впервые в истории человечества АМС серии «Венера» (СССР) совершили мягкую посадку на Венеру и передали на Землю телевизионное изображение ее поверхности.

Панорама поверхности Венеры, которую передала АМС «Венера-14». Небо днем тусклое, как на Земле перед дождем. Цвет облаков и поверхности красный, потому что атмосфера поглощает солнечные лучи в синей части спектра.

В облаках на Венере кроме паров воды образуются капли серной кислоты, но к поверхности эти кислотные дожди не долетают, так как под облаками температура резко повышается (на поверхности +480 °С) и капли испаряются. Основной слой облаков находится на значительной высоте (50—60 км), что объясняется большим атмосферным давлением, которое у поверхности достигает 90 атм — такое давление на Земле в океане на глубине 900 м.

Облака на Венере, скорее, напоминают слабую мглу, в которой видны предметы на расстоянии до 1 км. Загадкой Венеры остается вопрос: почему в атмосфере планеты так много углекислого газа и так мало воды? Исследования показывают, что общее количество углекислого газа и воды, которая выделялась при извержении вулканов на Земле и Венере, было когда-то примерно одинаковым. Возникает естественный вопрос: куда делась вода с поверхности Венеры? Были ли когда-то на Венере океаны и моря?

Астрономы составили подробную карту Венеры, на которой обозначены сотни кратеров, большинство из которых прежде были вулканами, потому что почти 80% поверхности Венеры покрыты вулканической лавой. Некоторые кратеры образовались после падения астероидов. По традиции названия кратеров на Венере даются в честь выдающихся женщин, сделавших существенный вклад в прогресс нашей цивилизации. Один из вулканов назвали в честь астронома Харьковской астрономической обсерватории Валентины Федорец.

При помощи радиолокатора удалось заглянуть под облака. Поверхность Венеры покрыта лавой от извержения вулканов.

Температура поверхности Венеры составляет +480°С, остается постоянной в течение суток и не меняется в зависимости от расстояния до полюса или экватора. При таких условиях на Венере не происходит резких изменений погоды — никогда не бывает ураганов, а скорость ветра у поверхности не превышает 1 м/с. Высокая температура у поверхности планеты обусловлена парниковым эффектом. Главная составляющая атмосферы Венеры — углекислый газ (СО₂) — около 97% объема. Неожиданностью оказалось то, что в течение двухмесячной ночи на поверхности Венеры не наблюдается абсолютной темноты. Кроме постоянных вспышек молний, сопровождающихся раскатами грома, ночью видно свечение верхних слоев атмосферы. Ночное освещение усиливают огни от действующих вулканов, которые, вследствие преломления лучей в атмосфере, видны на расстоянии сотен километров.

На поверхности Венеры человек выжить не сможет, так как современные скафандры не выдержат атмосферное давление в 90 атм. Возможно, что космонавты будут пользоваться самолетами и воздушными шарами, которые смогут летать в верхних слоях атмосферы планеты на высотах около 50 км, где температура и давление такие, как на Земле. Не исключена возможность существования чужих форм жизни, которые приспособились к условиям на Венере, ведь даже некоторые виды земных бактерий могли бы выжить в облаках на этих высотах. Фантасты предлагают поселить в облаках бактерии, которые будут поглощать углекислый газ и выделять кислород. Со временем на Венере может понизиться температура, на поверхность выпадут дожди, потекут реки и снова образуются моря.

Названный когда-то за свой красный цвет в честь бога войны, «кровавый» Марс во время противостояний по яркости уступает только Венере. Хотя масса и радиус Марса меньше, чем Земли, но продолжительность суток (24,6 ч) и смена времен года (ось вращения наклонена под углом 65° к плоскости орбиты) напоминают нашу планету. Правда, продолжительность сезонов на Марсе почти в 2 раза длиннее, чем на Земле. Даже в небольшие телескопы на Марсе видны белые полярные шапки, свидетельствующие о наличии воды в атмосфере планеты.

Марс привлек особое внимание людей после того, как в 1877 г. итальянский астроном Д. Скиапарелли открыл каналы. Тоненькие, едва заметные линии, соединявшие темные участки поверхности Марса, напоминали человечеству оросительные системы на Земле, поэтому фантасты выдвинули идею о высоком интеллекте марсианской цивилизации. Эти сообщения увлекли американского миллионера П. Ловелла, который оставил торговлю и специально для поисков жизни на Марсе построил огромную астрономическую обсерваторию. После исследования Марса с помощью АМС было установлено, что каналы являются своеобразной оптической иллюзией, которую создают отдельные участки марсианского ландшафта — горы, долины, кратеры.

«Каналы» на Марсе оказались своеобразной оптической иллюзией, которую создают отдельные участки марсианского ландшафта. Рисунок итальянского астронома Д. Скиапарелли.

С близкого расстояния Марс больше похож на Луну, чем на Землю, ибо множество круглых кратеров свидетельствует об интенсивной метеоритной бомбардировке в прошлом. На некоторых склонах метеоритных кратеров видны застывшие потоки какой-то жидкости, — возможно, при взрыве из недр выделялась вода, а потом при низкой температуре снова замерзала. Ряд кратеров на Марсе назвали в честь украинских астрономов: Барабашов, Герасимович, Семейкино, Струве, Фесенков.

Вулкан Олимп, расположенный недалеко от экватора Марса, — самая высокая гора Солнечной системы. Диаметр вулканической платформы достигает 700 км, вершина имеет высоту 27 км, а диаметр жерла вулкана — 75 км.

Есть ли жизнь на Марсе? Разреженная атмосфера и большие суточные перепады температуры делают невозможным существование высокоразвитых форм жизни растений или животных. На снимках поверхности видно красную пустыню с дюнами песка, который переносится ветром на тысячи километров. Красный цвет марсианского грунта объясняют значительным содержанием (до 16%) оксидов железа (обычной ржавчины). Об отсутствии жизни на поверхности Марса свидетельствуют также результаты экспериментов, которые непосредственно проводились при помощи АМС — присутствие микроорганизмов на поверхности не зарегистрировано.

Панорама поверхности Марса. Красный цвет поверхности придают окислы железа. Сильные ветры поднимают пыль, поэтому цвет неба тоже розовый.

На Марсе никогда не выпадает дождь, поэтому паров воды в атмосфере в 100 раз меньше, чем на Земле. На самой поверхности Марса вода в жидком состоянии не замечена, потому что при давлении 0,006 атм температура кипения воды снижается до +3°С. То есть как только на поверхности образуется небольшая лужа, вода закипает и испаряется. Запасов воды в виде снега и льда под поверхностью Марса может быть намного больше — если бы равномерно ее распределить по поверхности, то глубина такого моря могла бы достигать нескольких сотен метров. Русла высохших рек на поверхности свидетельствуют, что в прошлом на Марсе была более плотная атмосфера, выпадали дожди и могла существовать жизнь. Климат на Марсе мог измениться из-за столкновения с астероидом.

На поверхности Марса тоже следует одевать скафандры, но опыт космических экспедиций на Луну показывает, что люди смогут работать на этой планете. Основной проблемой марсианских экспедиций будет большая продолжительность космических перелетов Земля — Марс — Земля, потому что космонавты будут вынуждены находиться за пределами Земли более двух лет. Межпланетный корабль с массой в несколько тысяч тонн будут монтировать на орбите вокруг Земли, и возможно на Марс полетит международная экспедиция из 5—10 космонавтов. В будущем на Марсе могут создать космическую базу — строительным материалом послужат горные породы, а источником энергии — солнечные лучи. Воду можно использовать для получения кислорода и водорода, которые станут дополнительным источником энергии. Не исключено, что под поверхностью Марса могут существовать залежи нефти и газа. Наконец, экспедиции разгадают основную тайну этой планеты — есть ли на Марсе какие-либо живые организмы?

Выводы

Хотя планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) похожи по размерам, массе и внутреннему строению, но физические условия на поверхности Меркурия, Венеры и Марса очень отличаются от земных, поэтому там не обнаружены признаки жизни. На Меркурии отсутствует постоянная атмосфера, поэтому колебания температуры в течение суток там почти такие же, как на Луне. На Венере плотная атмосфера из углекислого газа создает невозможные для существования живых существ условия — там и днем и ночью температура +480 °С. Марс будет первой планетой, которую в недалеком будущем посетят люди, но жить там можно только в скафандрах. Есть предположение, что некогда на Марсе была более плотная атмосфера, выпадали дожди, текли реки и, возможно, существовала жизнь. Не исключено, что и теперь живые организмы существуют под поверхностью планеты, где обнаружено большое количество льда.

Тесты

С поверхности какой планеты земной группы никогда нельзя увидеть Солнце?

А. Меркурия.
Б. Венеры.
В. Земли.
Г. Марса.

На каких планетах земной группы в облаках обнаружена серная кислота?

А. На Меркурии.
Б. На Венере.
В. На Земле.
Г. На Марсе.

На поверхности какой планеты земной группы наблюдается самый длинный день?

А. На Меркурии.
Б. На Венере.
В. На Земле.
Г. На Марсе.

Какая планета земной группы имеет самую плотную атмосферу?

А. Меркурий.
Б. Венера.
В. Земля.
Г. Марс.

На поверхности какой планеты земной группы наблюдается самая большая продолжительность солнечных суток?

А. На Меркурии.
Б. На Венере.
В. На Земле.
Г. На Марсе.

Почему Меркурий не может удерживать постоянную атмосферу?

Какая планета обращается вокруг оси в противоположном по сравнению с Землей направлении?

На каких планетах земной группы происходит смена времен года?

Венера находится дальше от Солнца, чем Меркурий, тогда почему температура на ее поверхности выше, чем на Меркурии?

Какие существуют доказательства того, что на поверхности Марса когда-то была вода в жидком состоянии?

На каких планетах земной группы возможно существование жизни?

Вычислите свой вес на поверхности Меркурия, Венеры и Марса.

Вычислите наименьшее и наибольшее расстояния между Землей и Марсом.

Диспуты на предложенные темы

Могли бы разумные марсиане, наблюдая Землю в свои телескопы, обнаружить доказательства существования жизни? Существование разумной цивилизации на Земле?

Ключевые понятия и термины:

Вечерняя или Утренняя заря, Марсианские каналы, пылевые бури, планеты земной группы, полярные шапки.

Астрономия. Базовый уровень. 11 класс: учебник / Б. А. Воронцов-Вельяминов, Е. К. Страут. – 5-е изд., пересмотр. – М.: Дрофа, 2018.

Астрономия. 11 класс. Методическое пособие к учебнику Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута «Астрономия. Базовый уровень. 11 класс»/ М. А. Кунаш. — М.: Дрофа, 2018.

Н.Н. Гомулина. Открытая астрономия/ Под ред. В.Г. Сурдина. – Электронный образовательный ресурс. http://www.college.ru/astronomy/course/content/index.htm

В.Г. Сурдин. Астрономические задачи с решениями/ Издательство ЛКИ, 2017 г.

Вселенная в вопросах и ответах. Задачи и тесты по астрономии и космонавтике. В.Г. Сурдин. 2017

Источник

1. Пользуясь справочными данными учебника, заполните таблицу с основными физическими характеристиками планет земной группы.

Заполните таблицу, сделайте выводы и укажите сходства и различия между планетами земной группы.

Выводы: Планеты земной группы практически все имеют одинаковые плоскости близких массы. Планеты земной группы, кроме Меркурия, имеют атмосферу.

2. На графиках показаны зависимости давления и температуры в атмосфере Венеры. На основе анализа графиков ответьте на вопросы.

На какой высоте давление атмосферы Венеры равно атмосферному давлению у поверхности Земли? (Примерно 50 км.)

Чему равна температура атмосферы Венеры на данной высоте? (Около 330К, или +50 °C.)

3. С помощью рисунка опишите внутреннее строение Земли.

4. Закончите предложения.

Вариант 1.
Самый большой перепад дневной и ночной температур поверхности у планеты Меркурий.
Высокая температуры поверхности Венеры обусловлена парниковым эффектом.
Планета земной группы, средняя температура поверхности которой ниже 0 °C, — это Марс.
Большая часть поверхности покрыта водой у планеты Земля.
В состав облаков входят капельки серной кислоты у планеты Венера.

Вариант 2.
Планета, суточный перепад температур поверхности которой составляет около 100 °C, — это Марс.
Планеты, температуры поверхности которых бывает выше +400 °C, — это Меркурий и Венера.
Планета, в атмосфере которой часто происходят глобальные пылевые бури, — это Марс.
Практически не имеют атмосферы планета Меркурий.
Планета, обладающая биосферой, — это Земля.

5. Какие физические характеристики планеты необходимо знать, чтобы вычислить её среднюю плотность?

Необходимо знать массу планеты и её средний радиус. Средняя плотность определяется делением массы на объём планеты.

Источник

От чего зависит продолжительность суток и года на планетах Солнечной системы

Для планет, расположенных в пределах Солнечной системы, характерна различная продолжительность суток и года. Известно, что Земля делает полный оборот вокруг оси вращения за 23 часа 56 минут и 4 секунды. Практически столько же длится день и на Марсе. Есть в этой части галактики небесные тела, где сутки длятся менее десяти часов, и также есть те, у которых смена дня и ночи происходит за 2/3 земных года.

От чего же зависит продолжительность суток на всех планетах Солнечной системы?

Смена дня и ночи

Период времени, за который небесное тело в нашей звездной системе 1 раз оборачивается вокруг своей оси относительно Солнца, называется солнечными сутками. Именно это понятие имеют в виду, когда описывают смену дня и ночи на телах, которые вращаются вокруг небесного светила.

Длительность периода обращения вокруг Солнца на разных планетах существенно отличается:

Такая разница в продолжительности суток обусловлена различиями в скорости вращения планет Солнечной системы вокруг своей оси. Заметно, что день на газовых гигантах более короткий, что связано с быстротой вращения их атмосферы. Для сравнения, экваториальные скорости вращения Земли и Юпитера составляют 1620 км/с и 45000 км/с соответственно. Самая же медлительная среди всех Венера вращается со скоростью всего 6,5 км/ч, поэтому день на ней длиннее года.

Времена года

Если день и ночь сменяют друг друга на каждой из планет, то сезонность наблюдается лишь на некоторых. Это связано с углом наклона оси вращения к плоскости орбитального пути. Если отношение оси к орбите представляет собой перпендикуляр или близко к нему, то на небесном теле смена сезонов наблюдаться не будет и Солнце всегда будет подниматься на одну и ту же точку над горизонтом в течение всего года.

Времена года наблюдаются на тех планетах Солнечной системы, угол наклона которых колеблется от 20° до 30°. Это Земля(23,4), Марс (25,2), Сатурн (29) и Нептун (30). При этом длительность сезонов определяется периодом обращения небесного тела вокруг Солнца. Так на Нептуне, имеющем самую протяженную орбиту, сезоны длятся по 41 году.

«Лето» и «зима» на каждой из этих планет имеют свои характерные особенности:

Источник

Характеристика планет земной группы

Планеты земной группы (те которые имеют твёрдую поверхность) находятся внутри пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Поэтому их ещё называют внутренними планетами. К ним относятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. Ниже будёт дана краткая характеристика планет земной группы.

Эти планеты, в большей степени, состоят из силикатов и металлического железа, в отличие от планет-гигантов. Также в их составе много кислорода, магния, алюминия, кремния, железа и других тяжёлых металлов.

Все внутренние планеты имеют одинаковое строение:

У двух планет земной группы есть спутники (Земля и Марс).

В таблице ниже, приведена выборочная характеристика планет земной группы.

Название планеты	Меркурий	Венера	Земля	Марс
Расстояние до Солнца, млн. км	57,9	108,2	149,6	227,9
Расстояние до Солнца, а.е.	0,24085	0,61521	1,00004	1,88078
Наклонение орбиты, градусы	7,005	3,395	0,0002	1,850
Эксцентриситет	0,20564	0,00676	0,01672	0,09344
Период обращение вокруг своей оси, сутки	58,6	243,0	0,9973	1,026
Орбитальная скорость, км/с	47,9	35,0	29,8	24,1
Наклон экватора к орбите, градус	0,01	177,36	23,44	25,19
Число спутников, шт.	—	—	1	2

Меркурий

Из-за сильно вытянутой орбиты Меркурия, его расстояние от Солнца меняется от 45,9 млн. км. до 69,7 млн.км.

Меркурий, по своему вращению, уникальная планета Солнечной системы. В первую очередь сутки на нём занимают 2/3 его же года. Т.е. за один меркурианский год там только пройдут сутки с «хвостиком». Объясняется это сильным приливным воздействием Солнца на планету. Ещё одна его уникальность заключается в том, что возле перигелия (самая близкая от Солнца точка орбиты), в течении 8 земных суток, угловая скорость движения по орбите превышает угловую скорость обращения Меркурия вокруг своей оси. В результате чего, на меркурианском небе, Солнце останавливается и начинает двигаться в обратном направлении!

На Меркурии нет времён года из-за того, что плоскость его оси находится почти под прямым углом к плоскости его же орбиты. Через этот факт, на полюсах планеты есть области, которых не достигает солнечный свет.

Венера

Её часто называют утренняя звезда. Венеру можно наблюдать невооруженным взглядом, на закате и при рассвете.

Венера обладает очень плотной атмосферой (всего в 14 раз меньше плотности воды), состоящей на 96% из углекислого газа, почти на 4% из азота, водяной пар и кислород составляют 0,1%. Из-за такой плотности давление на поверхности составляет 93 атм. и температура в 475 градусов по Цельсию. Такая высокая температура объясняется парниковым эффектом. Причём разница между дневной и ночной температурами не наблюдается – очень велика тепловая инерция венерианской атмосферы.

Земля

Наша планета – воистину уникальное явление Солнечной системы. Состав её атмосферы, удаленность от Солнца, размеры, периоды вращения – всё это даёт возможность существования одного, из самых главных, элементов существования земной жизни. Это вода в жидком состоянии.

Атмосфера Земли состоит на 78% из азота, 21% кислород. Остальное занимают углекислый газ, аргон и другие элементы.

Земля имеет один естественный спутник – Луну.

Марс ещё называет красной планетой, через свой вид. Просто на нем всегда дуют сильные ветра и поэтому, при наблюдениях, его почва дает красный оттенок.

На Марсе находятся самая высокая точка Солнечной системы – вулкан Олимп, и самый большой каньон в Солнечной системе – долина Маринер.

Вокруг Марса ходит много споров – существует ли там вода или нет, была ли там жизнь, а может она есть там до сих пор? Ответы на эти и другие вопросы, надеюсь, человечество получит уже в скором времени!

Марс имеет два естественных спутника – Деймос и Фобос.

В этой статье изложена не полная характеристика планет земной группы и каждой планеты в отдельности, и даёт лишь небольшие представление по вышеизложенной теме.

Если Вам понравилась статья, поделитесь ней

Источник

§ 8. Планеты земной группы

Планеты земной группы

Рис. 8.1. Относительные размеры планет земной группы

Эти планеты имеют горячее металлическое ядро, окруженное мантией из силикатных пород. Верхний слой планет — кора, формируется под действием, как внутреннего тепла, так и внешних (космических) факторов. Но температура на поверхности планет земной группы существенно отличается, потому что они получают от Солнца разное количество энергии. К тому же в атмосферах Меркурия, Венеры и Марса почти нет кислорода, а давление существенно отличается от атмосферного давления на Земле. Если на поверхности Земли есть условия для существования жизни, то на поверхности других планет пока не обнаружено даже примитивных бактерий.