Методы изучения физической природы тел Солнечной системы. Применение спектрального анализа. Важнейшим источником информации о большинстве небесных объектов является их изучение. Наиболее ценные и разнообразные сведения о телах позволяет получить спектральный анализ их изучения. Он позволяет установить из анализа излучения качественный и количественный химический состав светила, его температуру, наличие магнитного поля, скорость движения по лучу зрения и многое другое.
Спектральный анализ основан на разложении белого света на составные части. Если узкий пучок света пустить на боковую грань трхгранной призмы, то, преломляясь в стекле по-разному, составляющие белый свет лучи дадут на экране радужную полоску, называемую спектром. В спектре все цвета расположены всегда в определнном порядке. Под спектральными наблюдениями понимают обычно наблюдения в интервале от инфракрасных до ультрафиолетовых лучей.
Для изучения спектров применяют приборы, называемые спектроскопом и спектрографом. В спектроскоп спектр рассматривают, а спектрографом его фотографируют, фотография спектра называется спектрограммой. Существуют следующие виды спектров. Сплошной или непрерывный спектр в виде радужной полоски дают тврдые и жидкие раскалнные тела уголь, нить электролампы и достаточно плотные массы газа. Линейчатый спектр излучения дают разреженные газы и пары при сильном нагревании или под действием электрического разряда.
Каждый газ излучает свет строго определнных длин волн и дат характерный для данного химического элемента линейчатый спектр. Сильные изменения состояния газа или условий его свечения, например нагревание или ионизация, вызывают определнные изменения в спектре данного газа. Линейчатый спектр поглощения дают газы и пары, когда за ними находится яркий источник, дающий непрерывный спектр. Спектр поглощения представляет собой непрерывный спектр, перерезанный тмными линиями, которые находятся в тех самых местах, где должны быть расположены яркие линии, присущие данному газу. Изучение спектров позволяет проводить анализ химического состава газов, излучающих или поглощающих свет. Количество атомов или молекул, излучающих или поглощающих энергию, определяются по интенсивности линий.
Чем больше атомов, тем ярче линия в спектре излучения или тем она темнее в спектре поглощения. Когда тело раскалено до красна, в его сплошном спектре ярче всего красная часть. При дальнейшем нагревании наибольшая яркость в спектре переходит в жлтую, потом в зелную часть и так далее.
Теория излучения света, проверенная на опыте, показывает, что распределение яркости вдоль сплошного спектра зависит от температуры тела. Зная эту зависимость, можно установить температуру Солнца и звзд. Надо помнить, что спектральный анализ позволяет определять химический состав только самосветящихся или поглощающих излучение газов. Химический состав тврдого тела при помощи спектрального анализа определить нельзя. 2. Оптические и радионаблюдения.
Для изучения небесных объектов применяют и другие методы, например фотографирование светил при помощи астрографов телескоп, предназначенный специально для фотографирования участков неба. С помощью астрономических фотографий можно измерить медленные перемещения сравнительно близких звзд на фоне более далких, увидеть изображение очень слабых объектов на негативе, измерить величину потоков излучения, приходящего от звзд, планет и других космических объектов. Наши представления о небесных телах и их системах чрезвычайно обогатились после того, как стало возможным изучать их радиоизлучение.
Для этого созданы радиотелескопы различных систем. Антенны некоторых радиотелескопов похожи на обычные рефлекторы, они собирают радиоволны в фокусе металлического вогнутого зеркала. Это зеркало можно сделать рештчатым и огромных размеров диаметром в десятки и сотни метров. Такой способ позволяет узнать структуру радиоисточника и измерить его угловой размер, даже если он во много раз меньше угловой секунды. 3.Обсерватории.
Астрономические исследования проводятся в научных институтах, университетах и обсерваториях. Но не каждая обсерватория ведт все виды астрономических работ, но на многих есть специальное оборудование, предназначенное для решения определнного класса астрономических задач, например для определения точного положения звзд на небе, а также быстродействующие счтные машины. 4. Исследования с помощью космической техники занимают особое место в методах изучения небесных тел и космической среды.
К настоящему времени космонавтика сделала возможным 1 создание внеатмосферных искусственных спутников Земли 2 создание искусственных спутников Луны и планет 3 доставку приборов, управляемых с Земли, на Луну и планеты 4 создание автоматов, доставляющих с Луны пробы грунта 5 полты в космос лабораторий с людьми и высадку космонавтов на Луну. Внеатмосферные наблюдения позволяют принимать излучения, которые сильно поглощаются земной атмосферой далкие ультрафиолетовые, рентгеновские и инфракрасные лучи, радиоизлучения некоторых длин волн, а также корпускулярные излучения Солнца и других тел. Внеатмосферные наблюдения Луны и планет, звзд и туманностей, межпланетной и межзвздной среды очень обогатили наши знания о природе и физических свойствах этих объектов.