Газ и пыль в галактике презентация 11 класс астрономия конспект

Обновлено: 05.07.2024

a. система из 200 миллиардов звезд,
межзвездной пыли, туманностей, звездных
скоплений, и других космических тел,
космических лучей и полей;
b. скопление звезд на Млечном Пути;
c. другое название Солнечной системы;
d. другое название Вселенной.

5. 2. Установите соответствие:

I. Плоскость нашей Галактики
a.
проходит горизонтально
через центр
II. Межзвездная пыль
b.
расположен центр нашей
Галактики
III. В нижней правой части c.
видны соседние
карты всего неба
галактики Большое и Малое
Магеллановы Облака
IV. В центре карты всего неба d.
находится в диске нашей
Галактики
V. Наибольшее
ярких звезд
количество e.
выделяется более темной
полосой

6. Объяснение нового материала

Межзвёздный газ — это разряженная газовая среда,
заполняющая всё пространство между звёздами.
Межзвёздный
газ
прозрачен.
Полная
масса
межзвёздного газа в Галактике превышает 10
миллиардов масс Солнца или несколько процентов
суммарной массы всех звёзд нашей Галактики. Средняя
концентрация атомов межзвёздного газа составляет
менее 1 атома в см³. Основная его масса заключена
вблизи плоскости Галактики в слое толщиной несколько
сотен парсек. Плотность газа в среднем составляет
около 10−21 кг/м³. Химический состав примерно такой
же, как и у большинства звёзд: он состоит из водорода
и гелия (90 % и 10 % по числу атомов, соответственно) с
небольшой примесью более тяжёлых элементов.

Самая яркая на небе
газовая туманность –
Большая
туманность
Ориона. Она видна в
бинокль, а при хорошем
зрении
ее
можно
заметить
и
невооруженным глазом
– чуть ниже трех звезд,
расположенных в одну
линию,
которые
образуют Пояс Ориона.
Расстояние
до
этой
туманности около 1000
световых лет.

10. Что заставляет светиться межзвездный газ?

В межзвездном газе происходят процессы, приводящие к
излучению света, однако они не всегда связаны с
бомбардировкой газа быстрыми частицами. Объяснить, как
возникает свечение межзвездного газа, можно на примере
атомарного водорода. Атом водорода состоит из ядра,
имеющего положительный электрический заряд, и
вращающегося вокруг него отрицательно заряженного
электрона. Они связаны между собой электрическим
притяжением. Затратив определенную энергию, их можно
разделить. Такое разделение приводит к ионизации атома.
Но электроны и ядра могут вновь соединиться друг с другом.
При каждом объединении частиц будет выделяться энергия.
Она излучается в виде порции (кванта) света определенного
цвета, соответствующего данной энергии.

11. Цвет газовых туманностей, как выяснилось позднее, различен: они бывают зеленоватые, розовые и других цветов и оттенков – в

21. Межзвездная пыль

22. Межзвёздная пыль

твёрдые микроскопические частицы, наряду с
межзвёздным
газом
заполняющие
пространство между звёзд. В настоящее время
считается что пылинки имеют тугоплавкое
ядро, окруженное органическим веществом
или ледяной оболочкой. Химический состав
ядра определяется тем, в атмосфере каких
звёзд они сконденсировались. Например в
случае углеродных звёзд, они будут состоять
из графита и карбида кремния

Типичный размер частиц межзвездной пыли от 0,01 до 0,2
мкм, полная масса пыли составляет порядка 1 % от полной
массы газа. Свет звёзд нагревает межзвёздную пыль до
нескольких
десятков
Кельвинов,
благодаря
чему
межзвёздная пыль является источником длинноволнового
инфракрасного излучения.
Пыль также влияет на химические процессы, проходящие в
межзвездной среде: пылевые гранулы содержат тяжелые
элементы, которые используются как катализатор в
различных химических процессах. Гранулы пыли участвуют
и в образовании молекул водорода, что увеличивает темп
звездообразования в металло-бедных облаках

Межзвездная
пыль
предстает
перед
наблюдателями не только
в
виде
темных
туманностей. Если вблизи
пылевого
облака
находится звезда, то это
облако будет видно уже
как светлая туманность. В
таком
случает
ее
называют отражательной
туманностью.

32. Проверь себя

33. 3. Почему на фотографии Млечного Пути межзвездная пыль выглядит более темными областями на светлом фоне?

a. Межзвездная пыль интенсивно поглощает свет звезд, находящихся за ней.
b. Масса пыли в нашей Галактике намного превышает массу звезд и
межзвездного газа.
c. Размер частиц межзвездной пыли большой и затмевает дальние звезды
галактики.

34. 4. В левой части Млечного Пути на данной модели видны красные туманности. В результате чего образуется красный цвет таких

a. Красные туманности – это межзвездный газ,
который подсвечивается светом красных гигантов
и сверхгигантов, при этом цвет туманностей
становится красным.
b. Красные туманности – это межзвездный газ,
который состоит преимущественно из водорода,
может светиться, если горячие звезды освещают
его
ультрафиолетовым
излучением.
Ультрафиолетовое излучение горячих звезд
ионизирует атомы водорода. Атом водорода при
переходе из возбужденного состояния с большей
энергией в состояние с меньшей энергией излучает
красный свет.
c. Красные туманности являются холодными
областями
межзвездного
газа,
богатыми
межзвездной пылью, в которых происходит
процесс звездообразования.
d. Красный цвет туманностей объясняется
поглощением и покраснением света межзвездной
пылью. Лучи красного цвета меньше поглощаются
и рассеиваются межзвездными пылинками, чем
синие.

После того как вы поделитесь материалом внизу появится ссылка для скачивания.

Подписи к слайдам:

Разумов Виктор Николаевич,

Лямбирского муниципального района Республики Мордовия

Млечный Путь и Галактика

Практически все объекты, которые видят на небе невооружённым глазом жители средних широт Северного полушария Земли, составляют единую систему небесных тел (главным образом звёзд) – нашу Галактику.

Из числа объектов, видимых невооружённым глазом на средних широтах Северного полушария Земли, в состав Галактики не входит лишь слабо заметное туманное пятно, видимое в созвездии Андромеды и напоминающее по форме пламя свечи, – туманность Андромеды.

Характерной деталью звёздного неба является Млечный Путь, который простирается через всё небо светлой белесоватой полосой клочковатой формы.

Уже первые наблюдения Млечного Пути с помощью телескопа позволили различить множество слабых звёзд нашей Галактики.

Однако лишь в конце XVIII века Уильям Гершель предложил первую модель строения нашей Галактики.

Наша Галактика по представлению Уильяма Гершеля.

На основе подсчётов звёзд в различных участках неба Гершель установил, что их число по мере удаления от Млечного Пути резко убывает.

По его расчётам, слабые звёзды Млечного Пути вместе с остальными, более яркими образуют единую звёздную систему, напоминающую по форме диск конечных размеров, диаметр которого более чем в 4 раза превышает его толщину.

Наблюдение цефеид позволило определить расстояние до неё и окончательно убедило учёных, что это не просто туманность, а другая, подобная нашей звёздная система.

Согласно современным данным, галактика Андромеды находится от нас на расстоянии немногим более 2 млн св. лет.

Успехи в исследовании нашей Галактики в значительной степени связаны с изучением туманности Андромеды и других галактик.

Поскольку характеристики и число звёзд, размеры и некоторые другие особенности строения нашей Галактики оказались сходными с данными, полученными для туманности Андромеды, предположили, что Млечный Путь также имеет спиральные рукава.

В последующем целенаправленные исследования подтвердили этот факт.

Млечный Путь (компьютерная модель)

В структуре Млечного Пути прослеживается ядро и окружающие его две системы звёзд: дискообразная и почти сферическая галактическая корона (гало).

Первая включает значительное число звёзд, концентрация которых возрастает по мере приближения к галактической плоскости.

Менее многочисленные звёзды второй имеют концентрацию к ядру.

Млечный Путь, который образуют звёзды диска, опоясывает небо вдоль большого круга, а это означает, что

Солнечная система находится вблизи галактической плоскости.

Диаметр нашей Галактики – около 100 тыс. св. лет (30 тыс. пк).

В ней около 200 млрд звёзд.

Они составляют более половины видимого вещества Галактики, а 2% – межзвёздное вещество в виде газа и пыли, при этом пыли примерно в 100 раз меньше, чем газа.

В Галактике сосуществуют как очень старые звёзды,

возраст которых приблизительно 13 млрд лет,

так и очень молодые, возраст которых не превышает 100 тыс. лет.

Звёздные скопления и ассоциации

Звёздное скопление – группа звёзд, которые расположены близко друг к другу и связаны взаимным тяготением.

Различаются два вида звёздных скоплений: шаровые и рассеянные.

Рассеянное звездное скопление М25,

находиться на расстоянии 2 000 световых лет от Земли,

возраст скопления 90 млн. лет.

Шаровое звездное скопление Терзан 5, находится в созвездии Стрельца, на расстоянии 19 000 световых лет от Земли, ровесник Млечного Пути.

В рассеянных скоплениях звёзд относительно немного –

от нескольких десятков до нескольких тысяч.

Самым известным рассеянным скоплением являются Плеяды,

видимые в созвездии Тельца.

В созвездии Тельца находится ещё одно скопление – Гиады – треугольник из слабых звёзд вблизи яркого Альдебарана.

Плея́ды (астрономическое обозначение – M45; иногда также используется собственное имя Семь сестёр, старинное русское название – Стожары или Волосожары); одно из ближайших к Земле и одно из наиболее заметных для невооружённого глаза звёздных скоплений.

Гиады (вверху справа, между Орионом и Плеядами)

Плеяды (справа вверху, над Орионом и Гиадами)

Часть звёзд, относящихся к созвездию Большой Медведицы,

также составляет рассеянное скопление.

5 внутренних звёзд Ковша (кроме крайних α и η) принадлежат единой группе в пространстве —

движущемуся скоплению Большой Медведицы.

Дубхе и Бенетнаш движутся в другую сторону, поэтому форма Ковша существенно меняется примерно за 100000 лет.

Практически все рассеянные скопления видны вблизи Млечного Пути.

Известно около 1200 рассеянных скоплений, но считается,

что их в Галактике может быть в несколько десятков раз больше.

Галактический центр Млечного Пути

Шаровые звёздные скопления насчитывают в своём составе

сотни тысяч и даже миллионы звёзд.

Некоторые скопления, в частности М13 в созвездии Геркулеса, можно увидеть невооружённым глазом в особо ясную погоду вдали от крупных городов.

Шаровое скопление северного полушария - М13 в созвездии Геркулеса.

Большая часть шаровых скоплений расположена вблизи центра Галактики,

а по мере удаления от него их концентрация в пространстве уменьшается.

В Галактике известно около 150 шаровых звёздных скоплений.

Шаровое скопление Паломар 2 в созвездии Возничего

В состав рассеянных скоплений входят в основном звёзды, относящиеся (как и Солнце) к главной последовательности.

В шаровых скоплениях много красных гигантов и субгигантов,

главную последовательность представляют только красные карлики.

Для всех звёзд данного звездного скопления химический состав и возраст можно считать одинаковыми (в первом приближении).

Наблюдаемое различие их свойств определяется только тем, что эволюция звёзд, различных по массе, происходит по-разному.

Звезды созвездия Центавра. Слева направо: Алфа и Бета Центавра.

Мелкие яркие кружочки и точки – это тоже звезды нашей Галактики.

Различия скоплений двух типов объясняются различием возраста звёзд, входящих в их состав, а следовательно, и возраста самих скоплений.

Возраст многих рассеянных скоплений не более 1–2 млрд лет.

Возраст шаровых скоплений может достигать 11–13 млрд лет.

Звездное скопление NGC 6193 (в центре)

своим мощным излучением приводит к свечению близлежащую туманность Венец (справа).

Группировки молодых звёзд, не связанных гравитационно, получили название звёздных ассоциаций.

Возраст некоторых из них не превышает миллиона лет.

Ассоциации существуют недолго – всего за 10–20 млн лет они расширяются настолько, что их звёзды уже невозможно выделить среди других звёзд.

Трапеция Ориона, центральная часть — OB-ассоциация молодых звёзд-гигантов спектральных классов O и B.

Существование в Галактике звёздных скоплений и ассоциаций самого различного возраста свидетельствует о том, что звёзды формируются не в одиночку, а группами, а сам

процесс звёздообразования продолжается и в настоящее время.

Шаровое звёздное скопление в созвездии Змееносца.

Какова структура и размеры нашей Галактики?
Какие объекты входят в состав Галактики?

Пространство между звездами заполнено разреженным веществом (пыль, газ), излучением и магнитным полем. В межзвездной среде открыты огромные холодные области (молекулярные облака) с температурой 5–50 К и очень горячий газ с температурой 10 6 К – корональный газ.

Урок Тема Газ и пыль в Галактике

I. Цель урока: дать представление учащимся о составных частях нашей Галактики - межзвездной пыли и ГМО. Кругооборот вещества в галактике.

II. Основная воспитательная идея: формирование фундаментальных астрономических понятий о космических объектах – межзвездной среде и туманностях как объектах познания астрономии и о космических процессах образования звезд и звездных систем.

III. Комплексные задачи урока:
1. Доминирующие образовательные задачи.

Знакомство с основными классами туманностей: гигантскими молекулярными облаками (ГМО); диффузными туманностями, темными туманностями и глобулами.

2. Доминирующие воспитательные задачи.

Формирование научного мировоззрения:

в ходе знакомства с физической природой звезд и звездных систем, туманностей и космической среды;

при изучении космических процессов формирования звезд и звездных систем: образование звезд при прохождением ГМО сквозь волну плотности в Галактике (спиральную ветвь).

3. Доминирующие задачи развития.

Формирование умений анализировать информацию, схемы, объяснять свойства космических объектов на основе важнейших физических теорий, использовать обобщенные планы изучения космических объектов, космических процессов и космических явлений, делать выводы.

IV. Тип урока: комбинированный (смешанный).

VI. Межпредметные связи: физика (спектральный анализ, излучение термоядерный синтез, скорость света, элементарные частицы), обществоведение (материальность мира и его познаваемость, основные формы существования материи, движение материи), биология (познание сущности жизни на клеточном и молекулярном уровнях).

VII. План урока:

Этапы урока

Актуализация астрономических знаний.

Изложение нового материала:

Состав нашей Галактики.

Космическая среда, ГМО и туманности.

Диаграмма энергетических уровней атома водорода и переходы, соответствующие различным спектральным сериям. Излучение водорода в нашей Галактике.

Ответы на контрольные вопросы

Самостоятельное решение задач и контрольных вопросов

Подведение итогов урока. Домашнее задание

VIII. Задание на дом: по материалу учебников:

28, вопросы к параграфу.

IX. Методические указания.

Учащиеся в процессе урока должны научиться отличать диффузные туманности от планетарных туманностей, различать темные туманности и глобулы.

Раздаточный материал для учащихся

В состав нашей Галактики входят не только звезды. Основная масса межзвездной среды приходится на разреженный газ.

Диаграмма энергетических уровней атома водорода и переходы, соответствующие различным спектральным сериям.

Изолированные атомы в виде разреженного газа испускают спектр, состоящий из отдельных спектральных линий – линейчатый спектр. Диффузные туманности имеют эмиссионные спектры с линиями излучения. У ярких туманностей бывает слабый непрерывный спектр.

Какие линии выделяются? Наиболее яркими являются линии водорода Н_ и Н_.

Около туманностей всегда можно найти звезду спектрального класса О или В, обладающую мощным ультрафиолетовым изучением с температурой около 20000-30000К. Она и является причиной свечения диффузной туманности. Поглощенная атомом туманности энергия ультрафиолетового кванта звезды большей частью идет на ионизацию атома. Атомы туманности переизлучают в менее энергичных квантах видимого диапазона.

Газ в межзвездной среде может быть либо ионизован, либо нейтрален. Первые области называют областями Н II, вторые – областями Н I.

Среди молекулярных облаков выделяются гигантские молекулярные облака с массами 10 5 –10 6 М. Температура таких облаков от 5 до 30 К. В галактическом диске более 6000 таких облаков, и в них содержится 90 % всего молекулярного газа. Гигантские молекулярные облака связаны с очагами звездообразования.

Параметры составляющих межзвездной среды

Название объектов

Температура Т, К

Концентрация атомов и молекул n, см  3

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Межзвёздная среда: газ и пыль

Межзвёздное вещество распределено в объёме Галактики неравномерно. Основная масса газа и пыли сосредоточена в слое небольшой толщины (около 200–300 пк) вблизи плоскости Млечного Пути. Местами это вещество сгущается в огромные (диаметром сотни световых лет) облака, которые загораживают от нас расположенные за ними звёзды. Веста Паллада Именно такие облака наблюдаются как тёмные промежутки в Млечном Пути, которые долгое время считались областями, где звёзд нет, а потому через них можно заглянуть за пределы Млечного Пути.

Веста Паллада Самое большое и близкое к нам облако вызывает хорошо заметное раздвоение Млечного Пути, которое протянулось от созвездия Орла до созвездия Скорпиона. Оно показано на картах звёздного неба.

Веста Паллада Свет звёзд рассеивает и поглощает космическая пыль (графит, силикаты, лёд), частицы которой по своим размерам сравнимы с длиной световой волны. Частицы такого размера сильнее поглощают более коротковолновое излучение в сине-фиолетовой части спектра; в длинноволновой (красной) его части поглощение слабее, поэтому наряду с ослаблением света далёких объектов наблюдается их покраснение. Межзвёздная среда

Веста Паллада В облаках газовая концентрация составляет несколько десятков атомов на 1 см3. В пространстве между облаками она в 100 раз меньше, чем в облаках. Но даже столь малое содержание пыли при тех огромных расстояниях, которые проходит свет от далёких звёзд, вызывает его значительное ослабление. Масса пыли составляет всего несколько процентов массы межзвёздного вещества, состоящего в основном из молекулярного водорода с небольшими примесями других газов.

Веста Паллада В среднем ослабление света составляет 1,5 звёздной величины на 1000 пк, а в облаках может достигать 30 звёздных величин. Сквозь такую завесу излучение в оптическом диапазоне практически не проникает, что лишает нас возможности увидеть ядро Галактики, которое можно изучать, только принимая его инфракрасное и радиоизлучение. Центр Галактики в инфракрасном свете

Веста Паллада Более половины межзвёздного вещества в Галактике составляет нейтральный водород, который не светится сам и не поглощает свет. Основной уровень энергии атома водорода имеет два подуровня. При переходе с одного из них на другой происходит испускание кванта с частотой, соответствующей длине волны 21 см. В каждом отдельном атоме такой переход происходит в среднем один раз за 11 млн лет, но благодаря тому, что водород составляет основную массу вещества Галактики, радиоизлучение на волне 21 см оказывается достаточно интенсивным. Распределение интенсивности радиоизлучения по небу

Веста Паллада По радиоизлучению водорода были выявлены спиральные ветви, вдоль которых он сконцентрирован. Спиральная структура в галактическом диске прослеживается по другим объектам: горячим звёздам классов O и B, а также светлым туманностям.

Веста Паллада Солнце (С) находится почти посередине между двумя спиральными ветвями, удалёнными от него примерно на 3 тыс. св. лет. Они названы по имени созвездий, в которых заметны их участки, – рукав Стрельца и рукав Персея. Спиральная структура Галактики по радиоизлучению

Веста Паллада По современным представлениям, спиральные ветви являются волнами плотности, причём движутся они вокруг центра Галактики с постоянной угловой скоростью независимо от звёзд и других объектов.

Веста Паллада Физические условия в межзвёздной среде весьма разнообразны, поэтому даже сходные по своей природе и близкие по составу газопылевые облака выглядят по-разному. Они могут наблюдаться как тёмные туманности, например Конская Голова в созвездии Ориона.

Веста Паллада Если поблизости от облака находится достаточно яркая горячая звезда, то пыль, входящая в его состав, отражает свет этой звезды, и облако выглядит как светлая туманность, спектр которой совпадает со спектром звезды. Очень горячие звёзды (с температурой 20 000–30 000 К), которые обладают значительным ультрафиолетовым излучением, вызывают видимое флуоресцентное свечение газов, входящих в состав облака. В спектре таких облаков, которые получили название диффузных газовых туманностей, наблюдаются яркие линии водорода, кислорода и других элементов. Типичным объектом является Большая туманность Ориона, которую можно видеть в хороший бинокль. Эмиссионная туманность Ориона (справа), маленькая пылевая туманность M43 (в центре), голубая отражательная туманность NGC 1977 (слева)

Веста Паллада Протозвезда ещё не имеет термоядерных источников энергии, излучая за счёт энергии, выделяющейся при сжатии. На центральную, наиболее плотную часть протозвезды продолжает падать окружающий её газ. С ростом массы протозвезды растёт температура в её недрах, и когда она достигает нескольких миллионов кельвинов, начинаются термоядерные реакции. Сжатие прекращается, сила тяжести уравновешена внутренним давлением горячего газа – протозвезда превратилась в звезду. Этапы формирования звезды

Веста Паллада Согласно современным представлениям, рождающиеся звёзды на определённом этапе проходят стадию звезды-кокона. Протозвёзды и очень молодые звёзды обычно окружены газопылевой оболочкой из того вещества, которое ещё не упало на звезду. Эта оболочка делает невозможным наблюдение рождающейся звезды в оптическом диапазоне. Однако сама оболочка разогревается излучением звезды до температуры 300-600 К и является источником инфракрасного излучения. Этапы формирования звезды

Веста Паллада Излучение звезды нагревает окружающую газовую оболочку и постепенно рассеивает её полностью или частично. Разлёт остатков облака, разогретых родившимися в нём звёздами, наблюдается в огромном комплексе облаков в Орионе. Очаг звёздообразования в Орионе является одним из ближайших к Земле и наиболее заметным

Веста Две другие, самые близкие области звёздообразования находятся в тёмных облаках созвездий Тельца и Змееносца. Молекулярное облако Ро Змееносца – темная туманность, отдаленная от нас на 460 св. лет.

Веста Паллада В отдельных случаях от оболочки-кокона остаются газопылевые диски, частицы которых обращаются вокруг звёзд. Вероятно, из вещества одного из таких дисков около 5 млрд лет тому назад сформировалась наша Земля и все другие тела Солнечной системы.

Веста Паллада Иная форма взаимосвязи звёзд и межзвёздного вещества наблюдается в туманностях, которые образуются на определённых этапах эволюции звёзд. К их числу относятся планетарные туманности - внешние слои звёзд, отделившиеся от них при сжатии ядра и превращении звезды в белого карлика. Эти оболочки расширяются и в течение нескольких десятков тысяч лет рассеиваются в космическом пространстве. Туманность NGC 2818 в созвездии Компас

Веста Туманности другого типа образуются при взрывах сверхновых звёзд. Самая известная из них - Крабовидная туманность в созвездии Тельца. Она появилась как результат вспышки сверхновой в 1054 г. На этом месте в настоящее время внутри туманности наблюдается пульсар. Оболочка сверхновой расширяется со скоростью свыше 1000 км/с. Крабовидная туманность в созвездии Тельца

Веста В настоящее время объекты, имеющие разный возраст, по их распределению в пространстве принято разделять на ряд подсистем, образующих единую звёздную систему - Галактику. Наиболее чётко выделяются две: плоская (диск) и сферическая (гало). Изучение ядра нашей Галактики значительно затруднено, поскольку оно скрыто от нас мощными газопылевыми облаками.

Веста В центральных областях Галактики наблюдается повышенная концентрация звёзд, расстояния между которыми в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца. Так, в самой середине, в области радиусом всего 50 пк, сосредоточены сотни горячих звёзд.

Веста Область размером 10 пк, называемая ядром Галактики, является источником радиоизлучения, внутри которого находятся красные гиганты и отдельные плотные газовые конденсации размером около 0,1 пк. Два других радиоисточника находятся дальше от центра Галактики и представляют собой молекулярные облака, в которых идёт бурный процесс звёздообразования.

Веста По движению звёзд вокруг центра Галактики было установлено, что здесь в области размером немногим более Солнечной системы сосредоточена масса около 4 млн масс Солнца. Это означает, что здесь находится сверхмассивная чёрная дыра.

Конспекты по астрономии 11 класс собраны по порядку на этой странице. Они помогут вам наглядно показать учебный материал на своих уроках, а ученик с их помощью сможет самостоятельно изучить любую тему урока по видео или конспекту. Это готовые материалы для учителя астрономии, которые можно удобно использовать на каждом своем уроке.