А. Б. Медешова қыркүйек 2010ж



бет12/30
Дата18.06.2017
өлшемі3,08 Mb.
#19211
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   30

Дәрістің мазмұны:


1.Планеталар қозғалу заңы.

2.Меркурий, Шолпан планеталарына сипаттама.



Мақсаты: Күн жүйесіндегі планеталардың орналасу тәртібі мен олардың қозғалыс заңы білу.

Тірек сөздер: жер типтес, алып планеталар.

Негізгі сұрақтар: Жер типес деген ұғымды қалай түсінесің?

Алып планеталар деген не?

Планеталардың бұлай бөлінуінің себебі не?

1. Күн жүйесінің тоғыз үлкен планеталары мына тәртіппен орналасқан: Меркурий, Шолпан, Ай мен Жер, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Планеталар орбита аралығы Күннен алыстаған сайын ұлғая түседі.

Планеталар мөлшері, химиялық құрамы, массасы, тығыздығы, айналу периоды бойынша бір-бірінен айырмашылық жасайтын екі топқа бөлінеді. Бірінші топқа Жер типтес планеталар - Меркурий, Шолпан, Жер, Марс, екіншіге Юпитер типтес (алып планеталар) - Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун жатады. Күннен ең алыста орналасқан планета Плутон әлі онша белгілі емес кейбір сипаттарына қарап оны екінші топқа жатқызуға болмайды. Бірқатар ғалымдар оны Жер типтес планеталарға жатқызады, ал кейбіреулері оны ерекше қарап, Күннен соншалықта қашықта жатқан планета қатарына жатқызады.

Жер типтес планеталар онша үлкен емес, көбіне олар салмағы басым злементтерден тұрады және орбиталық қозғалыста үлкен жылдамдықпен айналады.

2.Күнге ең жақын орналасқаны Меркурий планетасы, ол шамамен Жерден үш есе кіші. Меркурийден Күнге дейінгі ара-қашықтық 46-70 млн. км жетеді. Меркурийлік күн тәулігі жердің 176-на тең келеді. Олар меркурийлік жылға қарағанда екі есе ұзынырақ (Күні кешеге дейін Меркурийдің өсі төңірегінде айналу периоды оның Күн төңірегінде айналу периодымен сәйкес келеді деп есептелінді, сондықтан да Меркурийде күн мен түннің ауысуы болмайды. Радиоастрономиялық және радиолокациялық зерттеулер мұның олай еместігін көрсетті.). Меркурий күн жылуын Жермен салыстырғанда 6,69 есе артық алады. Күндізгі жағының температурасы +420°С-қа көтеріліп, ал түнгі жағы -240°-қа дейін төмендейді. Тәуліктік температура жиілігінің осыншалықты ауытқуы температураның қарқынды желге ұшып кететіндігінен болады.

Меркурий атмосферасының тығыздығы шамамен 50 км жоғарыдағы жердің тығыздығындай болады. Кейде онда ақ түстес, қайдан шыққаны белгісіз онша тығыз емес бұлттар (мүмкін өзі ол тозаң да болуы) байқалады. Меркурийде ауырлық күші аз болғандықтан (жердікінен 3 есе аз), планетаның қойнауынан бөлініп шыққан газдар жеңіл ұшып кетеді. Меркурий атмосферасында азот, көмір қышқыл газы, атомдық сутегі, аргон, неон кездеседі. Меркурийде магнит өрісі бар деп болжанады. Ғалымдар Меркурийде жарылулар мен иіндер жүйесін тапты.



Шолпан Жер тобындағы Күннен есептегенде екінші планета, одан шеңбер дерлік орбита бойынша жердің 225 тәулігінде бір айналып өтеді. Шолпан мөлшері, массасы, тығыздығы жағынан Жерге ұқсас. Бірақ планеталардың ұқсастығына қарағанда олардың аралығында айырмашылықтар кем түспейді.

Шолпанның өсімен айналу периоды жердің 243 тәулігіндей айналу бағыты Жердің өсінен айналу бағытына қарама-қарсы (яғни дүниенің солтүстік полюс жағынан қарағанда сағат тілінің жүрісі бойынша). Шолпан Күнді бір айналып өтуі нәтижесінде планетада оның 2 рет батуы, 2 рет шығуы байқалады; шолпандық тәулік жердің 120 тәулігіне дерлік созылады.



Шолпанның айналу өсі оның күн маңындағы орбитасының жазықтықтығына перпендикуляр болып келеді, ал мұның өзі Шолпанда жыл мезгілдерінің ауысуы жоқ екендігін көрсетеді. Шолпан мен Жердің арасындағы қашықтық 1,5 жылда бір рет 39 млн. км дейін қысқарады, одан кейін планеталар алыстайды, бір-бірінен 260 млн. км дейін қашықтайды. Оның бір қызығы Шолпан әрбір осындай жақындаған кезінде Жерге бетінің бір жағымен қарайды (әр уақытта түнгі жағымен келеді). Соған қарағанда, Жер көршілес планетаның айналуына әсерін тигізеді. Шолпанның бетін бұлт басып тұрады, сондықтан да «Венера» және ««Маринер» ғылыми автоматты станцияларын ұшырғанға дейін ол жөнінде түсінік аз болатын. Қазір Шолпан 93-97% көмір қышқыл газынан құралған қалың өте қызған (+400°-қа дейін) атмосферадан тұратындығы белгілі. Шолпан атмосферасында оттегі 0,1%, азот 2% көп емес. Шолпан атмосферасының ең жоғарғы қабаты Жердегі сияқты атомаралық сутегінен тұрады.

Шолпандағы бұлттардың шығу тегі және оның құрамы белгісіз, ол мұзды кристалдардан немесе атмосфералық газдан тұра ма? Шолпанды бұлт қаптап тұратындықтан, оның Жерге қарағанда шағылыстыру мүмкіншілігі екі есе дерлік көп. Оның бетіне атмосферасын жарып өтіп күн сәулесі аз түседі, сол себепті ол күңгірттеніп тұрады. Алайда Шолпанның бетінде температура жоғары, +500°-ке жақын. Оны «париктік эффектіден» атмосфера планетаның жылу сәулелерін жұтудан деп түсіндіреді, мүмкін әлі де ашылмаған себептері болуы. Неліктен кершілес екі планетаның сыртқы қабықтары мұндай әр түрлі? Бұған әзірге жауап табылған жоқ. Мүмкін Шолпанның Күнге салыстырмалы жақын орналасуы оның атмосферасының өзінше эволюциясын анықтауда маңызды шығар.

Шолпанның магниттік өрісі шын мәнінде жоқ және оның атмосферасы күн желінің өтуінен қорғалынбаған.
5 дәріс

Тақырып: Жер планетасы.

Дәрістің мазмұны:


1.Жердің фигурасы туралы түсініктің дамуы:шар, сфероид, геоид.

2.Жердің ішкі құрлысы.



Мақсаты: Жер планесының пайда болуы, фигурасының қалыптасуы, ішкі құрлысын білу.

Жер планетасының күн жүйесіндегі орнын анықтау.



Тірек сөздер: шар, сфероид, геоид, ядро, мантия, жер қыртысы, литосфера, шөгінді, гранит, базальт жыныстары.

Негізгі сұрақтар:1) Жер планетасының қалыптасуының күн жүйесіндегі планетармен ұқсастығы бар ма?

2) Жер фигурасының атауы?

3) Жердің ішкі құрлысы қандай бөліктерден тұрады?

1. Жердің фигурасы мен өлшемдері жайында бақылаулар мен есептеулер негізінде бірте-бірте түсінік қалыптасты.Ежелде дөңес диск ретінде Жер туралы түсініктің кеңінен таралуы адамдардың көргенімен түсіндіріледі, олар көкжиек сызығының дөңгеленіп тұрғанын, одан барып кемелердің біртіндеп көкжиек сыртына жоғалғанын немесе керісінше, көкжиек сыртынан шығып келе жатқанын байқаған. Б.з.д. VІІ ғасырда Жердің дөңгелек екені белгілі болған, сол кездің өзінде-ақ оны өлшеуге әрекет жасалған. Б.з.д. IV ғасырда Аристотель Жердің шар тәрізді екендігі жөніндегі деректерді жинақтап, негізін қалаған (Күн тұтылғанда жерді дөңгелене қара көлеңке басып, жердің үстіңгі бетінде жұлдыз аспанының өзгеруі болатындығын Аристотельдің жүргізген бақылауы дәлелдеп отыр.). Ал б.з.д. II ғасырда Эратосфен Киренский Асуан (Сиена) мен Александрия аралығындағы меридиан кесіндісінің (доғасын) градусын (бұрыштық қашықтығы) жергілікті жерде өлшеп, меридианның бір градусының ұзындығы 110,6 км тең екендігін есептеп шығарған. Мұның өзі шын орташа өлшеміне (111,2 км) жақын келеді.

Содан бері Жердің шар тәрізді екендігі жөнінде жаңа деректер шықты, мәселен, жер шарын айнала жүзулерде (Бір рет жер жүзін өту жердің шар тәрізді екендігіне дәлел бола алмайды. Жердің шар тәрізді екендігін дәлелдеу үшін оны бірнеше рет және әр түрлі бағытта айналып «өту» керек. Мұның қосымша ретінде маңызы бар.) бұрыштарды анықтау әдістері жетілдіріліп, жер қашықтығын өлшеудің жана әдістері қолданылған. Француз ғалымы Жан Пикардың 1669-1670 жж. өте жетілдірілген приборлармен триангуляция (Триангуляция – арнаулы жерлерге бөліп және оның жан жақтарын өлшейтін үшбұрыштардың бұрышын өлшейтін құрал арқылы қашықтықты анықтайтын әдіс. Жердің қашықтығын өлшеу дегеніміз – үшбұрыштың базистік жақтарының бірінің ұзындығын өлшеу. Голланд В.Снеллий 1615 ж. триангуляция әдісін алғаш қоолданды. Ол картография курсында жан жақты зерттелді.) әдісін қолдануы меридиан градусының мөлшерін соған дейінгі өлшегендердің барлығынан дәл анықтауға жағдай жасаған. Жердің радиусы 6371,7 км тең. Алайда көп ұзамай Жердің шар тәрізді еместігі дәлелденді. И.Ньютонның айналып тұрған дененің фигурасы міндетті түрде шардан ауытқиды дегені дұрыс болды. Бұл жайында Ришенің (Рише - француз астрономы.) сағатпен (1672 ж.) жүргізген белгілі тәжірибесі дәлел болды, Парижде (48°5Г с.е.) оның маятнигі Кайендегіге (4°56' с.е.) қарағанда тезірек жүрді. Кайендегі сағат Париждегідей жүруі үшін маятникті қысқарту керек болды. Қоңыржай ендіктен экваторлыққа ауыстырған кезде маятниктің жүруінің бәсеңдеуі осы бағытта оның Жердің орталығынан қашықтығының артуынан екендігі анықталды.

Ньютон Жердің сығылу себебін түсіндіріп қана қойған жоқ, ол оны есептеп шығарды. Ньютонның есебіне қарағанда Жердің полярлық жартылай өсі экваторлыққа (Жердің сығылуын Ньютонмен шамамен бір мезгілде голландық ғалымы Х.Гюйгенс есептеп шығарды.) қарағанда 24 км қысқа болып шықты.

Жер айналмаған жағдайда ғана шар тәрізді болар еді. Онда бүкіл жер бөлшектері өзара тартылыс күшінің нәтижесінде жалпы тартылыс фигура орталығының айналасында біркелкі орналасқан болар еді. Шардың бетінде тартылыс күші барлық жерде бірдей және орталыққа бағытталған. Бұл тепе-теңдіктің беті. Дене айналған кезде центрден тебу күші пайда болады, ол айналу жылдамдығының квадратына тура пропорционал және айналу өсінен қашықтыққа кері пропорционал (v2/R). Орталықтан тепкіш күштің бағыты айналу өсіне перпендикуляр. Орталықтан полюсте айналу жылдамдығы 0-ге тең болса, тепкіш күш те 0 болады; экваторда айналу жылдамдығы көп болса (жер үшін 464 м/сек) тепкіш күш те көп болады.

Орталықтан тепкіш күш тартылыс күшін азайтады. Осы екі күштің біркелкі әсер етуі ауырлық күші деп аталады. Полюстен экваторға қарай салмақ күші азаяды (Салмақ күшін см/сек2 жылдамдату арқылы өлшеуге болады, ол өзінің алғашқы секундта құлауында еркін құлып бара жатқан денені біле алады. Салмақ күшін жылдамдату экваторда 978,05 см/сек2, полюсте 978,04 см/сек2.). Полюстерде және экваторда оның бағыты радиус бағытымен (яғни фигура орталығына) сай келеді. Полюс пен экватор аралығында бұл сияқты сай келу болмайды. Беттің тепе-теңдігі бұзылады, оны қалыпқа келтіруге тырысушылық массалардың экватор бағытына ауысуын тудырады. Бұл ауысу бет тепе-теңдікке (ауырлық күшін бағытына перпендикуляр) жеткенге дейін созылады. Массалардың полюстен «шығып», экваторға «қосылуы» бірінші кезекте беттің төмендеуін (радиустың қысқаруын), ал екінші кезекте оның көтерілуін (радиустың ұзаруын) болдырады. Сығылу пайда болып, фигура айналу эллипсоидына ауысады.

Массаның ағуы нәтижесінде полюсте бетінен орталыққа дейінгі қашықтықтың қысқаруы салмақ күшін арттырады, экваторда керісінше ол азая түседі. Полюс пен экватордың арасындағы салмақ күшінің өзгеруі 1/189 (1/189 = 0,6% ауырлық күшінің толық көлемі, яғни гирдің салмағы полюсте 1 кг тең, экваторда 994 г тартады.) тең, мұнымен бірге 1/549 массаның ағысына және центрден есептегенде қашықтықтың өзгеруіне кетеді.

Жер айналымы жылдамдығының әрбір өзгерісі оның полярлық сығылу дәрежесіне (массаның ағуы жағдайына байланысты) әсер етуі тиіс. Планеталардың фигуралары олардың айналу жылдамдығына сәйкес келеді. Өсінен айналу жылдамдығын 17 есе арттырған кезде 1,4 сағ. ішінде бір айналса біздің планетамыздың күлталқаны шығуы керек.

Эллипсоидтық айналу - тығыздығы біркелкі тараған немесе біртекті дене айналған кезде түзілетін дұрыс фигура. Жер мұндай дене бола алмайды, оның деңгейлік беті зллипсоидтың бетімен сай келмейді. Деңгейлік бетті әр деңгейде өте көп жүргізуге болады. Олар бір-бірін қиып өтпейді, бірақ олардың арасындағы қашықтық көп те, аз да болуы мүмкін, ол ауырлық күші өрісінің кернеуіне байланысты. Олардың ішінде, жер эллипсоиды бетіне жақын келетіні геоид беті деп аталады. Геоидті 1873 ж. неміс ғалымы И.Листинг ұсынған. Жер фигурасының нақты шартты аты - «геоид» - жер тәріздес. Геоид бетінің ауытқуы эллипсоидтың бетінен әрі кеткенде ±100 м аспайды. Геоид - дұрыс геометриялық дене емес. Оның формасын анықтау үшін арнаулы өлшеулер қажет, ал эллипсоид үшін оның бір меридианының қисығын өлшеудің өзі де жеткілікті.

Геоидтің беті Мұхиттың тыныш жатқан бетіне сай келеді, ал материктерде ол ауырлық күшін өлшеу нәтижесіне қарай шамалас анықталуы мүмкін. Жердің бетіне әсерін тигізетін ішкі және сыртқы күштер оның деңгейлік беттен ауытқуын болдырады. Олардың әрекеті тоқтаған кезде судың беті тез деңгейлік қалыпқа келеді, ал құрлық бетінің тегістелуі салыстырмалы баяу келеді. Біз көретін жердің беті сыртқы және ішкі процестердің әрекетімен күрделенген және ол Жердің нақты физикалық бетін құрайды. Ол эллипсоидтың бетінен кейбір жерлерде бірнеше км ауытқиды.

Ауырлық күші үнемі нақты физикалық бетті тегістеуге, оны деңгейлік бетпен теңестіруге бағытталған. Алайда геоидтің беті де өзгеріссіз қалмайды: оған Жердің айналу жылдамдығының өзгеруі және жер массасының қайта бөлінуі әсер етеді.

Геоид 1:298,2 сығылумен эллипсоидқа өте жақын. Оның эллипсоидтан ауытқуы заңды ақиқат. Оңтүстік полюс ауданына қарағанда солтүстік полюс ауданындағы геоид эллипсоидтан 20-30 м жоғары екен. Эллипсоидтан әсіресе қашықтай түсетін экваторлық белдеудің аймақтары: 6-10° б.б., 174-170° ш.б. Осы бағытта геоидтің үлкен экваторлық өсі орналасқан. Геоид полярлық қана емес, сонымен бірге экватор бойымен сығылған (Жердің фигурасы мен мөлшерін анықтауда жасанды серіктер зор роль атқарады.) екі өсті емес, үш өсті эллипсоидқа жақын тұратындығы анықталды.

Жер эллипсоидының өлшемдері:

экваторлық радиусы (үлкен жартылай осі) а = 6378,245 км;

полярлық радиусы (кіші жартылай осі) b = 6356,863 км;

орташа радиусы = 6371,110 км;

полярлық сығылуы= 1/298,3 (21,36 км);

экваторлық сығылуы = 1/30000 (213 м);

меридианның ұзындығы = 40 008,550 км;

экватордың үзындығы = 40 075,696 км;

жер бетінің ауданы 510,106 км2;

Жердің көлемі = 1,083-1012км3.

Осы келтірілген Жер өлшемдері СССР-де қабылданған. Олардың үш өсті эллипсоиды Ф.Н.Красовский эллипсоиды атанған.

Жердің фигурасы мен мөлшерінің географиялық маңызы өте зор. Жер фигурасы экватордан полюстерге қарай бағытта күн сәулелерінің жер бетіне түсу бұрышын заңды түрде азайтып отырады. Сол бағытта жер беті қабылдайтын күн энергиясы мөлшерінің азаюы және географиялық қабықтың басты заңдылығы - енді зоналылығы (Аймақтық Жердің шар тәрізді болуымен ғана анықталып қоймайды, сонымен бірге оның Күннен айналғанда өсінің орбитаға қарай айналғанда белгілі жағдайда көлбеу болуында.) сонымен байланысты.

Жердің мөлшері географиялық қабықтың мөлшерін, онда болып жатқан процестердің кеңістіктегі масштабтарын анықтайды.



2. Жердің құрылысы қабықтардан тұрады. Ядроның төңірегінде қабықтың дұрысқа жақын шеңберлі қабаттары орналасқан, олардың әрқайсысының өзіне тән құрамы мен қасиеттері бар. Жердің сыртқы газ қабығы - атмосфера, онда барлығы 5,1×1015 т зат (Жер массасының миллиардтай бөлігіне жуық) бар; атмосфераның үстіңгі шекарасы бірден білінбейді. Жердің мөлшерін және орташа тығыздығын анықтаған кезде бұл қабық есепке алынбайды. Жердің сұйық қабығы - гидросфераның 1,4×1018 т массасы бар. Оның орташа қалыңдығы 4000 км шамасында. Жердің қатты денесінің тікелей бақылауға берілетін тереңдігі 8 км жер радиусымен салыстырғанда соншалықты мардымсыз келеді. Сейсмикалық, гравитациялық, магниттік, электромагниттік, термикалық, ядролық және басқа да зерттеулер мәліметтеріне қарағанда жердің ядросы (жер көлемінің 16%, массасының 31,5%), оны қоршаған қалың қабығы - мантиясы (Жер көлемінің 83%, массасының 67%), оның бетінде жұқа жер қыртысы (Жер көлемінің 1,2%, массасының 0,5%) бар.

Жер қыртысы Мохоровичич бөлімі (А.Мохоровичич – осы бөлімді анықтаған югослав ғалымы.) арқылы мантиядан ажыратылған. Мохоровичич бөлімі биік таулардың астында 80 км тереңдікке түседі, жазықтықтар астында 30-40 км тереңде салыстырмалы бірыңғай орналасады, мұхит түбінде 10 км-ге дейін көтеріледі. Орташа жер қыртысының қалыңдығы континенттермен салыстырғанда мұхит астында 5 есе аз. Мұхиттың және континенттік қыртыстың айырмашылығы бір ғана қалыңдықта емес. Мұхит қыртысы екі қабатты: құрамы базальтқа жақын (орташа тығыздығы 2,85 г/см3 жуық) тау жынысы қабаты, оның бүкіл дерлік беті шөгінді жыныстармен жамылған. Континенттік қыртыста базальтты қабатпен шөгінді жыныстар арасында гранитті қабат бар, яғни ол үш қабатты.

Мантия Мохоровичич бөлімінен төмен 2900 км тереңдікке дейін орналасқан. Ғалымдар мантияның температурасы бетінде 100-150°С-тан ядроның шекарасында 3800° С-қа дейін деп болжайды. Заттың тығыздығы тереңдеген сайын үздіксіз өседі: 3,5 г/см3-ден 5,2 г/см3-ке дейін. Жоғарғы мантияда континенттің астындағы 100-200 км, мұхиттың астындағы 50-60 км тереңдікте астеносфера (әлсіз сфера) жатыр. Астеносферада температура балқу температурасына жақын, бірақ үлкен қысым заттың балқуына мүмкіндік бермейді. Бұл зат өте тұтқырлы болғандықтан қысымның салдарынан баяу ағуы да мүмкін. Астеносферадан жоғары жатқан қабаттар: мантияның кристалды жыныстардан түзілген ең жоғарғы бөлігі мен жер қыртысы қосылып литосфера (тасты сфера) деп аталады. Жарылулар арқылы плиталарға бөлінген литосфера «аққан» астеносферамен бірге жылжуы мүмкін. Жарықтар бойымен плиталарды жылжыта отырып, астеносфера заттары кейбір жерлерде жер бетіне көтеріледі.

Жер ядросының (радиусы 3500 км шамасы) тығыздығы 12,3 г/см3, температурасы 4000-5000°С, қысымы 3,6 млн. атм. Ядро бөлінеді: сыртқы ядро, аралық аймақ және радиусы 1280 км ішкі ядро. Сыртқы ядросы сұйық, ішкісі қатты деп болжанады.

Күн жүйесінің барлық планеталары сияқты түзіліп, Жер үздіксіз дамып отырды: заттары өзгерді, араласты, оған қабаттар пайда болды. Бұл процестер аяқталған жоқ. Олар зор мөлшерде энергия шығарып және жұтып отырғанда жүріп жатады. Жердің ішінде энергия радиоактивті элементтердің ыдырауының нәтижесінде бөлінеді, Жердің заттарының тығыздалуы, оның сығылуынан гравитацияланады. Бұл ядролық энергия, деформацияланған атом энергиясы болуы мүмкін. Осы энергияның есебінен Жердің ішкі бөлігінде жоғары температура болады. Жылына жердің 2×1020 кал мөлшерінде жылуы оның беті арқылы кетіп жатады. Бір жыл ішінде жердің бетіне түсетін күн жылуының мөлшері оның небары 1/1000-і географиялық қабыққа түседі, ол тек жоғарыдан ғана емес, төменнен де келеді, бұл онда болып жатқан процестер үшін өте маңызды.

Жердің тартылыс күші заттардың тығыздығына, планета массасына байланысты. Егер Жердің массасы аздау болса, ол қазіргі бар газ бен су қабықтарын ұстап тұра алмаған болар еді. Оның массасы зорырақ болса, ол сутек, метан сияқты газдарды көп мөлшерде ұстап тұрар еді және атмосфераның құрамы мен қалыңдығы да басқаша болар еді.

Жердің қабықтық құрылысы, планетаның сыртқы бөлігіндегі қабықтардың әр түрлі құрамдағы заттарының бір-бірімен жанасуы және өзара сіңісуі, мөлдір атмосфера арқылы күн сәулелерінің олардың жанасу қабатына енуі кешенді қабықтың пайда болуына жағдай жасады, мұнда жаңа құрам бөлік ретінде тіршілік туып, дами түсті.



Өзін бақылауға раналған сұрақтар:1) Жер фигурасының нақты атауын ашқан ғалым?

2) Геоид деген қандай фигураны білдіреді?

3) Жердің ішікі құрлысының географиялық қабықтағы ролі?

Ұсынылған әдебиеттер:1,3,4,5,6,7,11.

6 дәріс



Тақырып: Марс планетасы.


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   30




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет