Презентация по теме Ломоносов-физик и астроном

Михаил Васильевич Ломоносов как астроном и физик

Ломоносов был основоположником многих отраслей знаний, он много сделал для развития физики, химии, геологии, минералогии. И в то же время он был выдающимся поэтом, историком, филологом и крупнейшим астрономом своего времени.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

В свое время наблюдения астрономов, имевших в своем распоряжении телескопы, подтвердили, что планеты имеют шарообразную форму. Но сходны ли другие планеты с Землей и по физическому устройству, есть ли на них атмосфера, подобная земной, - это долго оставалось неизвестным.

Открытие атмосферы Венеры Великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов в начале второй половины 18 в. доказал, что на Венере – одной из планет нашей солнечной системы – существует атмосфера.

Всю жизнь Ломоносову не была чужда астрономия. И родом он был из Холмогор – села , в котором была основана первая русская обсерватория, и угломерным поморским прибором умел пользоваться. Но звездный час для Ломоносова – астронома наступил в 50 лет.

Свое замечательное открытие Ломоносов сделал в 1761 г., наблюдая прохождение Венеры между Землей и Солнцем. Это очень редкое явление наблюдали ученые многих стран, специально организовавшие для этого далекие экспедиции. Рисунки Ломоносова, поясняющие прохождение Венеры между Землей и Солнцем.

Такие наблюдения Венеры давали возможность уточнить расстояние от Земли до Солнца. Но только Ломоносов, у себя дома, в Петербурге, наблюдая в небольшую трубу, сделал великое открытие, что на Венере есть атмосфера. Одного этого открытия было бы достаточно, чтобы имя ученого сохранилось в веках. Телескоп, созданный М. В. Ломоносовым

26 мая 1761 г. европейские астрономы прильнули к окулярам своих телескопов. Они всматривались в дрожащий край Солнца, на котором с минуты на минуту должна была появиться черная горошина – диск планеты Венера.

Точное измерение моментов его начала и конца в разных местах Земли отдаленных друг от друга, позволяло уточнить параллакс Солнца, а значит, и расстояние до него – астрономическую единицу, одну из фундаментальных постоянных в астрономии, входящую во многие формулы небесной механики.

Готовились к наблюдениям и русские астрономы. Их организатором был Ломоносов. Он направил 2 экспедиции в Сибирь: в Иркутск и в Селенгинск, организовал наблюдения в Петербурге на университетской обсерватории. Сам же Ломоносов наблюдал не по общей программе, но «любопытства больше для физических примечаний».

Вступление Венеры на солнечный диск началось в 4 утра. Край Солнца слегка прогнулся и стал «неявствен, а прежде был чист и везде равен». В последний момент вхождения ему показалось, что сзади Венеры на краю Солнца образовался выступ. Но Венера еще надвинулась на Солнце, и выступ исчез.

Времени для раздумий было достаточно. Шесть часов Венера ползла по солнечному диску к другому краю. Теперь Ломоносов знал, на что ему надо обратить внимание. До края Солнца оставалось еще 1/10 «Венерина диска», а на нем уже появился «пупырь».

«По сим замечаниям (наблюдениям), - писал ученый в академическом отчете, - господин советник Ломоносов рассуждает, что планета Венера окружена знатной атмосферой, таковой (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного».

Разумеется, явление Ломоносова видели многие астрономы. Но не увидели. Дело в том, какими глазами смотреть. Для геометра, измеряющего расстояние, «неясность края» мешает точности, для человека ищущего «физических примечаний», здесь масса тонкостей. Ломоносов смотрел как астрофизик. У него были глаза ученого 19 века.

Открытие атмосферы на другой планете – одно из ярчайших открытий 18 в. Ломоносов хотел развить его. В его планы входило детальное изучение поверхности планеты, которая могла быть обитаемой. Даже ее горам он заранее дал названия: «Семирамида, Клеопатра, Сафо…»(в его записках 1763 г.).

Однако атмосфера Венеры оказалась столь твердым орешком, что не только за четыре последних года жизни Ломоносова, но и за два века после него астрономы почти не продвинулись в ее изучении. Лишь в 1961 г., к Венере пошла отечественная космическая станция –первой в мире. Радиоастрономия и космонавтика 20 века раскрыли тайны Венеры. На Венере теперь есть и кратер Сафо, и кратер Клеопатра.

Стремясь вооружить астрономов лучшим инструментов для проникновения в глубь Вселенной, Ломоносов создал новый тип отражательного телескопа-рефлектора. У применявшихся тогда, конструкции Исаака Ньютона, было два зеркала, второе зеркало устанавливалось с наклоном и служило для более удобного рассматривания, но при этом терялась яркость.

В телескопе Ломоносова было только одно зеркало, расположенное с наклоном, - оно давало яркую картинку, т.к. свет не терялся, при отражении от второго зеркала. Испытав его, Ломоносов пришел к выводу, что «изобретение произошло в действие с желаемым успехом». Эта схема телескопа носит название Ломоносова-Гершеля.

Не было ни одной загадки в науке о Вселенной того времени, решением которой не занимался бы Ломоносов. Далеко опережая свое время, он первым разгадал, что поверхность Солнца представляет собой бушующий огненный океан. Также он высказал смелую мысль, что хвосты комет образуются под действием электрических сил, исходящих от Солнца.

В последние годы жизни Ломоносов вплотную подошел к решению таких вопросов, как определение блеска звезд при помощи прибора, над которым он работал, и точное определение расстояний до звезд. В то время сила видимого блеска звезд определялась приближенно, без специальных приборов.

Ученые уже знали, что расстояния до звезд по сравнению с расстоянием до Солнца и планет непомерно велики, но точному определению они не поддавались. Ломоносов был близок к решению этих вопросов, но смерть помешала ему довести исследования до конца.

До Ломоносова, в его время и после него астрономы изучали только формы и движения небесных тел. Ломоносов был одним из первых, кто поставил задачу постигнуть подлинную природу далеких небесных тел. Никто не заботился так, как Михаил Васильевич о практическом применении астрономии.

Ломоносов один из передовых ученых своего времени утверждал, что Вселенная бесконечна, что обитаемых миров в ней бесконечное множество, что Земля, как и все существующее в природе изменяется, и не всегда была такой, какой мы ее видим сейчас.

М.В. Ломоносовым была выдвинута идея объяснения цветного зрения. Восприятие любого цвета происходит как восприятие трех основных цветов: красного, зеленого и фиолетового в различных пропорциях. Впоследствии эти идеи были развиты в теорию, получившую название трехкомпонентной теории зрения.

Еще в 1748 г. Ломоносов утверждал, что «причина теплоты состоит во внутреннем вращательном движении связанной материи». Он сделал вывод, что чем сильнее нагрето тело, чем больше подведено к нему теплоты, тем быстрее происходит внутреннее движение его частиц – молекул. В его сочинениях содержатся мысли, подтвердившиеся на опыте много позднее.

Ломоносов пишет, что молекула может быть однородной и разнородной. В первом случае в молекулы группируются однородные атомы. Во втором - молекула состоит из атомов, отличных друг от друга. Если тело состоит из однородных молекул, то его надо считать простым. Если тело состоит из молекул, построенных из различных атомов, то его Ломоносов называет смешанным. Теперь мы знаем, что различные тела имеют именно такое строение.

В середине 18 в. Ломоносовым был открыт закон сохранения массы и изложен в письме академику Л. Эйлеру. Если выделить совершенно изолированную систему тел, то при всех условиях общая энергия и общая масса этих тел остаются совершенно неизменными. В этом состоит закон сохранения материи: материя вечна, ее количество во вселенной неизменно. Это основной закон естествознания.

Ломоносов установил причину упругости воздуха. Исходя из того, что воздух представляет собой смесь различных газов, состоящих из атомов, Ломоносов пришел к выводу, что каждый газ в отдельности и смесь газов в целом обладают упругостью потому, что их атомы все время находятся в движении.

Ломоносов писал: «Свойства упругости проявляют не единичные частички, не имеющие какой-либо физической сложности и организованного строения, но производит совокупность их».

Он утверждал, что сила упругости обусловлена взаимным действием частиц между собой: «Так как эта сила при прочих равных условиях увеличивается и уменьшается в отношении плотности собственной материи воздуха, то нет сомнения, что она происходит от какого-то непосредственного взаимодействия атомов».

Размышляя над взаимодействием частиц воздуха, Ломоносов не забывал, что воздух можно сжимать, а значит, между частицами существуют значительные расстояния и они действуют друг на друга, когда сталкиваются. Время столкновения, полагал Ломоносов, длится весьма недолго.

Вот как он пишет об этом: «Очевидно, что отдельные атомы воздуха, взаимно приблизившись, сталкиваются с ближайшими в нечувствительные моменты времени, и, когда они находятся в соприкосновении, вторые атомы друг от друга отпрыгнули, ударились в более близкие к ним и снова отскочили, таким образом, они стремятся рассеяться во все стороны».

Эти выводы Ломоносова помогли уяснить общее «поведение» атмосферы. Воздух смесь газов, молекулы находятся в непрерывном и хаотичном движении. Если бы не притяжение Земли, то стремление воздуха занять больший объем рассеяло бы атмосферу. Падению молекул газов на Землю препятствует их взаимодействие.

Почему сияния происходят главным образом в полярных областях? Потому, что Земля – гигантский магнит, ее магнитное поле отклоняет заряженные корпускулы от прямолинейного пути, и они попадают в полярные области.

Ломоносов дал первое научное объяснение полярных сияний. В своей работе «Слово о явлениях воздушных, от електрической силы происходящих» он высказал мысль, что полярные сияния порождаются электрическими силами. Ломоносов провел известный опыт, в котором, действуя электричеством на разреженный воздух, заключенный в стеклянном шаре, получил свечение, напоминавшее полярное сияние.

В этом опыте ионы газа разгонялись приложенным электрическим напряжением и, сталкиваясь с молекулами, ионизировали их, создавая мощный поток ионов. Часть энергии при столкновении частиц расходуется на возбуждение их и сопровождается излучением света. То же происходит в ионосфере. Быстрые солнечные корпускулы, влетая в атмосферу, сталкиваются с частицами воздуха, возбуждают их и заставляют светиться.

Ломоносов понимал, какое большое значение имеет мореплавание для нашей огромной страны с ее большой морской границей. Чтобы правильно вести корабль в море и океане, необходима астрономия: нужно точно знать широту и долготу места, где находится корабль.

Ломоносов проявлял интерес к созданию приборов, которые помогли бы морякам ориентироваться в пути. Много внимания уделял он обучению моряков, вооружению их астрономическими знаниями. В помощь им Ломоносов изобрел «ночезрительную трубу», в которую можно было наблюдать море ночью. Тогда изобретение не вошло в обиход. Сейчас же применяют приборы ночного видения.

Ломоносов был не только великим ученым, но и великим патриотом. Он видел в науке могучую силу для улучшения жизни людей. Недаром его имя увековечено в названиях городов, улиц, научных премий и конкурсов. Наша национальная гордость - Московский Государственный Университет носит имя М. В. Ломоносова.