Старт в науке
Научный журнал для школьников ISSN 2542-0186
О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

Связь геометрии и астрономии

Наугольнов Д.В. 1
1 МБОУ Чердаклинская СШ №1
Таскина Лариса Николаевна (, МБОУ Чердаклинская средняя школа № 1 МБОУ Чердаклинская средняя школа № 1 имени доктора Леонида Михайловича Рошаля)
Майнцева Татьяна Александровна (, МБОУ Чердаклинская средняя школа № 1 имени доктора Леонида Михайловича Рошаля)
геометрия
астрономия
звёзды
1. Я. И. Перельман «Занимательная геометрия». М.-Л. Гос. изд-во технико-теоретической литературы.
2. В.Ю. Протасов «Геометрия звездного неба» - статья журнала «Квант»
3. Газета «Математика», приложение к газете «Первое сентября»
4. Журнал «Вокруг света» № 11, 2001
5. Цесевич В.П. Что и как наблюдать на небе. 6-е изд., перераб. - М.: Наука, 1984.
6. Нейгебауер О. Точные науки в древности. М.: Наука, 1968.
7. Интернет – ресурсы
• ask.com/Знаки+Зодиака+Характеристика
• ru.wikipedia.org/wiki/Телескоп
• http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/135/
• http://1interesnoe.info/2010/10/nazvaniya_zvezd_i_sozvezdii

Введение

В школе нам очень нравится такой предмет, как геометрия, а также нас интересует звездное небо, объединив два этих понятия, нам открывается интересная тема такая как «геометрия в астрономии». Мы беремся за исследование этой темы.

Какую роль играет геометрия в звездном небе?

Цель и задачи:

1.Изучить звездное небо

2.Собрать данные о геометрическом расположении звезд

Рене Декарт «Об астрономии и математике»

Еще древние греки изучали связи математики с природой, стремясь найти во всех ее проявлениях порядок, гармонию и совершенство: начиная со строения человеческого тела и заканчивая движением небесных светил. Труды многих античных ученых только укрепляли веру людей в то, что в основе построения Вселенной лежат математические принципы и что именно законы математики – ключ к пониманию природы. Невозможно постичь тайны природы и оценить ее красоту, не понимая языка, на котором она говорит.
А говорит она на языке математики, о чем писали еще Леонардо да Винчи и Галилей. Это язык формул и фигур. Он универсален и лаконичен.
Знакомство с ролью математики в познании природы логично начать с древнейшей науки АСТРОНОМИИ, сумевшей (не без помощи математики) приоткрыть человеку некоторые тайны мироздания.
Слово “астрономия” происходит от двух греческих слов: астрон - звезда и номос – закон. Астрономия – это наука о Вселенной.

Найдем взаимосвязь между астрономией и геометрией, но для начала разберемся, что означают эти понятия.

Астрономия- наука о Вселенной, изучающая расположение, движение, структуру, происхождение и развитие небесных тел и систем.

Геометрия-раздел математики, изучающий пространственные структуры и отношения, а также их обобщения. Геометрия как систематическая наука появилась в Древней Греции, её аксиоматические построения описаны в «Началах» Евклида.

Также разберемся, что такое Вселенная и узнаем, что изучает астрономия.

Вселенная- это квантовое пространство, заполненное небесными телами, по типу планет, квазаров, чёрных дыр и пульсаров.

Геометрию на звездном небе мы видим в качестве созвездий, которые имеет форму правильного многоугольника, но что такое созвездия?

Созвездия - в современной астрономии участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звёздном небе. В древности созвездиями назывались характерные фигуры, образуемые яркими звёздами.

3.Меры звездных расстояний

Наши крупные меры длины – км, морская миля (1852м) и географическая миля (равна 4 морским), достаточные для измерения на земном шаре, оказывается слишком ничтожными для измерений небесных.

Для измерений, например, в пределах солнечной системы считают единицей длины среднее расстояние от Земли до Солнца (149500000 км).

Это 1 астрономическая единица.

1 а.е. = 149500000 км.

Световой год – это путь, пробегаемый в пустом пространстве лучом света за год времени.

1 световой год=9460000000000 км.

Парсек – особая мера длины, употребляемая для звездных расстояний.

1 парсек = 30000000000000 км.

Созвездия

На сегодняшний день насчитывается 88 созвездий.

Список созвездий неба в алфавитном порядке

Русское название

Латинское название

Сокращение

 

Площадь, км2

Число звезд ярче 6,0m

Андромеда

Andromeda

And

722

100

Близнецы

Gemini

Gem

514

70

Большая Медведица

Ursa Major

UMa

1280

125

Большой Пёс

Canis Major

CMa

380

80

Весы

Libra

Lib

538

50

Водолей

Aquarius

Aqr

980

90

Возничий

Auriga

Aur

657

90

Волк

Lupus

Lup

334

70

Волопас

Bootes

Boo

907

90

Волосы Вероники

Coma Berenices

Com

 

386

50

Ворон

Corvus

Crv

184

15

Геркулес

Hercules

Her

1225

140

Гидра

Hydra

Hya

1303

130

Голубь

Columba

Col

270

40

Гончие Псы

Canes Venatici

CVn

465

30

Дева

Virgo

Vir

1294

95

Дельфин

Delphinus

Del

189

30

Дракон

Draco

Dra

1083

80

Единорог

Monoceros

Mon

482

85

Жертвенник

Ara

Ara

237

30

Живописец

Pictor

Pic

247

30

Жираф

Camelopardalis

Cam

757

50

Журавль

Grus

Gru

366

30

Заяц

Lepus

Lep

290

40

Змееносец

Ophiuchus

Oph

948

100

Змея

Serpens

Ser

637

60

Золотая Рыба

Dorado

Dor

179

20

Индеец

Indus

Ind

294

20

Кассиопея

Cassiopeia

Cas

598

90

Киль

Carina

Car

494

110

Кит

Cetus

Cet

1231

100

Козерог

Capricornus

Cap

414

50

Компас

Pyxis

Pyx

221

25

Корма

Puppis

Pup

673

140

Лебедь

Cygnus

Cyg

804

150

Лев

Leo

Leo

947

70

Летучая Рыба

Volans

Vol

141

20

Лира

Lyra

Lyr

286

45

Лисичка

Vulpecula

Vul

268

45

Малая Медведица

Ursa Minor

UMi

256

20

Малый Конь

Equuleus

Equ

72

10

Малый Лев

Leo Minor

LMi

232

20

Малый Пёс

Canis Minor

CMi

183

20

Микроскоп

Microscopium

Mic

210

20

Муха

Musca

Mus

138

30

Насос

Antlia

Ant

239

20

Наугольник

Norma

Nor

165

20

Овен

Aries

Ari

441

50

Октант

Octans

Oct

291

35

Орёл

Aquila

Aql

952

70

Орион

Orion

Ori

594

120

Павлин

Pavo

Pav

378

45

Паруса

Vela

Vel

500

110

Пегас

Pegasus

Peg

1121

100

Персей

Perseus

Per

615

90

Печь

Fornax

For

398

35

Райская Птица

Apus

Aps

206

20

Рак

Cancer

Cnc

506

60

Резец

Caelum

Cae

125

10

Рыбы

Pisces

Psc

889

75

Рысь

Lynx

Lyn

545

60

Северная Корона

Corona Borealis

CrB

 

179

20

Секстант

Sextans

Sex

314

25

Сетка

Reticulum

Ret

114

15

Скорпион

Scorpius

Sco

497

100

Скульптор

Sculptor

Scl

475

30

Столовая Гора

Mensa

Men

153

15

Стрела

Sagitta

Sge

80

20

Стрелец

Sagittarius

Sgr

867

115

Телескоп

Telescopium

Tel

252

30

Телец

Taurus

Tau

797

125

Треугольник

Triangulum

Tri

132

15

Тукан

Tucana

Tuc

295

25

Феникс

Phoenix

Phe

469

40

Хамелеон

Chamaeleon

Cha

132

20

Центавр (Кентавр)

Centaurus

Cen

 

1060

150

Цефей

Cepheus

Cep

588

60

Циркуль

Circinus

Cir

93

20

Часы

Horologium

Hor

249

20

Чаша

Crater

Crt

282

20

Щит

Scutum

Sct

109

20

Эридан

Eridanus

Eri

1138

100

Южная Гидра

Hydrus

Hyi

243

20

Южная Корона

Corona Australis

CrA

128

25

Южная Рыба

Piscis Austrinus

PsA

245

25

Южный Крест

Crux

Cru

68

30

Южный Треугольник

Triangulum Australe

TrA

 

110

20

Ящерица

Lacerta

Lac

201

35

 

Расположение неярких звезд можно определить благодаря нахождению ярких, и таким образом, найти необходимое созвездие. С давних времен, с целью простоты нахождения созвездий, яркие звезды были объединены в группы. Эти созвездия получили названия животных (Скорпион, Большая медведица и прочее), были названы именами героев греческих мифов (Персей, Андромеда и т.п.), или же простыми названиями предметов (Весы, Стрела, Северная Корона и т.д). С 18-го столетия некоторые яркие звезды каждого созвездия начали называть буквами греческого алфавита. Помимо этого около 130 ярко светящихся звезд были названы своими именами. Спустя некоторое время астрономы обозначали их числами, которыми на сегодняшний день пользуются для звезд слабой яркости. С 1922 года некоторые крупные созвездия были разделены на малые, а вместо групп созвездий, стали считать участками звездного неба. На данный момент в небе насчитывается 88 отдельных участков, называемых созвездиями.

Движение небесных объектов по созвездиям

По произведенным наблюдениям видно, что Луна не находится все время в одном и том же созвездии, а совершает передвижение из одного в другое, передвигаясь с запада на восток на 13 градусов в сутки. По небу луна совершает полный круг за 27.32 суток, проходя 12 созвездий. Солнце проделывает аналогичный путь как и Луна, правда, скорость движения Солнца составляет 1 градус в сутки и весь путь проходит за год.

Зодиакальные созвездия

Названия созвездий, по которым проходят Солнце и Луна, получили имена зодиаков (Рыбы, Козерог, Дева, Весы, Стрелец, Скорпион, Лев, Водолей, Телец, Близнецы, Рак, Овен). Первые три созвездия Солнце проходит весной, следующие три летом, последующие таким же образом. Только через полгода становятся видны те созвездия, в которых сейчас находится Солнце.

Что такое телескоп? История телескопа.

Телескоп — прибор, с помощью которого можно наблюдать отдалённые объекты путём сбора электромагнитного излучения (например, видимого света).

Годом изобретения телескопа, а вернее зрительной трубы, считают 1607 год, когда голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей продемонстрировал своё изобретение в Гааге. Тем не менее в выдаче патента ему было отказано в силу того, что и другие мастера, как Захарий Янсен из Мидделбурга и Якоб Метиус из Алкмара, уже обладали экземплярами подзорных труб, а последний вскоре после Липперсгея подал в Генеральные штаты (голландский парламент) запрос на патент. Позднейшее исследование показало, что, вероятно, подзорные трубы были известны ранее, ещё в 1605 году. В «Дополнениях в Вителлию», опубликованных в 1604 г., Кеплер рассмотрел ход лучей в оптической системе, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа (причём как однолинзового, так и двухлинзового) были обнаружены ещё в записях Леонардо да Винчи, датируемых 1509 годом. Сохранилась его запись: «Сделай стекла, чтобы смотреть на полную Луну» («Атлантический кодекс»).

Первым, кто направил зрительную трубу в небо, превратив её в телескоп, и получил новые научные данные, стал Галилео Галилей. В 1609 году он создал свою первую зрительную трубу с трёхкратным увеличением. В том же году он построил телескоп с восьмикратным увеличением длиной около полуметра. Позже им был создан телескоп, дававший 32-кратное увеличение: длина телескопа была около метра, а диаметр объектива — 4,5 см. Это был очень несовершенный инструмент, обладавший всеми возможными аберрациями. Тем не менее, с его помощью Галилей сделал ряд открытий.

Название «телескоп» предложил в 1611 году греческий математик Иоаннис Димисианос (Giovanni Demisiani-Джованни Демизиани) для одного из инструментов Галилея, показанного на загородном симпосии Академии деи Линчеи. Сам Галилей использовал для своих телескопов термин лат. perspicillum.

В 20-м веке также наблюдалось развитие телескопов, которые работали в широком диапазоне длин волн от радио до гамма-лучей. Первый специально созданный радиотелескоп вступил в строй в 1937 году. С тех пор было разработано огромное множество сложных астрономических приборов.


Библиографическая ссылка

Наугольнов Д.В. Связь геометрии и астрономии // Старт в науке. – 2020. – № 5. ;
URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=1960 (дата обращения: 20.04.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674