Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://lnfm1.sai.msu.ru/~surdin/box/A4P_Q+P.doc Дата изменения: Thu Nov 19 00:57:42 2015 Дата индексирования: Sun Apr 10 02:06:31 2016 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: наблюдения метеорных потоков

Астрономия для физиков (Сурдин В.Г., НГУ, 2015 г.)

Билеты к экзамену (вопрос + задача)


Билет 1
Вопрос: Небесная сфера. Основные линии и точки на ней. Суточное движение
светил для наблюдателя на различных широтах. Горизонтальная,
экваториальная и эклиптическая системы координат.

Задача: Почему звезды-гиганты и звезды-карлики одинаковых спектральных
классов имеют разную температуру поверхности? Какие из них горячее?


Билет 2
Вопрос: Эклиптика. Движение Земли вокруг Солнца и видимое годичное
движение Солнца среди звезд. Способы и единицы измерения времени. Звездное
время. Солнечные времена: истинное, среднее, поясное, летнее и декретное.
Уравнение времени.

Задача: Если темной ясной ночью на вершине горы зажечь спичку, то на каком
расстоянии L ее будет видно? А если дело происходит не на Земле, а на
Луне?


Билет 3
Вопрос: Календарь - в чем главная проблема его создания? Юлианский и
григорианский календари. Соотношения между датами по старому и новому
стилю. Смена времен года на Земле и на других планетах - как происходит и
в чем причина?

Задача: Солнечный ветер (поток протонов, электронов и (-частиц) имеет
следующие средние параметры в районе земной орбиты: плотность числа частиц
около n = 10 см-3 (можно считать, что в основном это протоны) и скорость
около v = 450 км/с. А солнечная постоянная (т. е. интенсивность солнечного
излучения вблизи Земли) приблизительно равна I = 1,4 кВт/м2. В какой из
этих двух форм Солнце теряет больше энергии-массы?


Билет 4
Вопрос: Видимые движения планет. Конфигурации. Сидерический и синодический
периоды обращения. Связь между ними. Планетные системы Птолемея и
Коперника. Что сделали Кеплер и Галилей для развития астрономии?

Задача: Два астронома с одинаковыми оптическими телескопами диаметром D
=10 м находятся - один на Земле, другой на Луне. Кто из них различит более
мелкие детали на поверхности соседнего тела, и каков будет их линейный
размер?


Билет 5
Вопрос: Параллаксы. Их типы и определение. Связь между параллаксом и
расстоянием. Принципы определения размеров Земли. Единицы измерения
расстояний в астрономии. Определение размеров небесных тел.

Задача: Солнечный ветер (поток протонов, электронов и (-частиц) имеет
следующие средние параметры в районе земной орбиты: плотность числа частиц
около n = 10 см-3 (можно считать, что в основном это протоны) и скорость
около v = 450 км/с. А солнечная постоянная (т. е. интенсивность солнечного
излучения вблизи Земли) приблизительно равна I = 1,4 кВт/м2. Что оказывает
большее давление на абсолютно отражающую плоскость в космическом
пространстве - солнечный свет или солнечный ветер?

Билет 6
Вопрос: Задача двух тел. Законы Кеплера. Относительное движение.
Приведенная масса. Барицентр. Типы траекторий в задаче двух тел в
зависимости от формы закона тяготения. Траектория движения тела в
зависимости от его начальной скорости. Космические аппараты и их орбиты.
Гравитационный маневр.

Задача: Почему в недрах звезд термоядерные реакции идет вплоть до железа,
а первичный космологический нуклеосинтез практически остановился на гелии?


Билет 7
Вопрос: Третий закон Кеплера. Определение масс небесных тел. Определение
масс Солнца, Земли, Луны и планет. Измерение гравитационной постоянной.

Задача: Почему в недрах звезд для переработки заметной доли водорода в
гелий требуются миллиарды лет (в лучшем случае - миллионы), а в эпоху
Большого взрыва, когда температура и плотность вещества были примерно
такими же, как в недрах звезд, за первые 3 минуты после начала расширения
Вселенной вещество на четверть стало гелием?


Билет 8
Вопрос: Движение Луны и ее орбита. Покрытия светил. Солнечные затмения.
Лунные затмения. Сарос. Прохождения планет по диску Солнца. Покрытия
звезд Луной. Синодический, сидерический, драконический и
аномалистический месяцы.

Задача: Оптическая толща газово-пылевого облака для света составляет ( = 1

(т. е., проходя сквозь облако, свет ослабевает в e раз). Как изменится
значение (,
если облако сожмется настолько, что его радиус сократится в 10 раз?


Билет 9
Вопрос: Понятие о задаче трех тел. Возмущения. Ограниченная задача трех
тел:
точки Лагранжа, эквипотенциальные поверхности. Возмущенное движение Луны.
Характер орбиты Луны относительно Солнца. Возмущения в Солнечной системе.

Задача: Предположим, что в ядре Солнца мгновенно прекратились термоядерные
реакции. Когда и как мы сможем заметить это на Земле?


Билет 10
Вопрос: Гравитационные приливные явления. Земные приливы. Проявления
приливов на телах Солнечной системы. Прецессия оси вращения Земли.

Задача: Лунные затмения происходят, когда Луна попадает в тень Земли, а
солнечные - когда Луна «наползает» на диск Солнца. Но угловой размер
земной тени у орбиты Луны в несколько раз больше углового размера
солнечного диска. Почему же тогда солнечные затмения происходят в
несколько раз чаще лунных?

Билет 11
Вопрос: Шкала электромагнитных волн. Шкала видимых звездных величин.
Абсолютная звездная величина. Поглощающие свойства среды. Коэффициент
поглощения и оптическая толщина. Прохождение света через атмосферу Земли.
Внеатмосферная астрономия.

Задача: Земля остановилась на орбите. Через какое время она упадет на
Солнце?


Билет 12
Вопрос: Излучение абсолютно черного тела. Эффективная температура. Законы
Планка, Вина, Стефана-Больцмана.

Задача: В книге Дж. К. Роулинг «Гарри Поттер и философский камень»
перечислены предметы, необходимые ученикам Школы чародейства и волшебства
«Хогвартс». Оказалось, что молодым волшебникам среди прочего требуются и
телескопы, поскольку они должны изучать астрономию: «Каждую среду ровно в
полночь они приникали к телескопам, изучали ночное небо, записывали
названия разных звезд и запоминали, как движутся планеты». Вопрос: если
каждый раз наблюдения проводились в одно и то же время суток, то как же
ученики могли изучить разные звезды?


Билет 13
Вопрос: Назначение телескопа в астрономии. Принцип работы оптического
телескопа. Рефракторы и рефлекторы. Оптические схемы и типы монтировок.
Разрешающая способность телескопа. Приемники излучения, используемые в
астрономии.

Задача: Из какой точки на поверхности Луны должен выехать луноход, чтобы,
пройдя 35 км на север, затем 20 км на восток, а затем 35 км на юг,
оказался в исходной точке.


Билет 14

Вопрос: Радиотелескопы: типы и разрешающая способность.
Радиоинтерферометры. Детекторы нейтрино и гравитационных волн.

Задача: Поэт Лев Рубинштейн впервые посетил США весной 1991 года. Его
первое впечатление об Америке, как пишет с его слов Матвей Ганапольский,
«усугублялось тем,
что это другое полушарие. Например, в том же Сан-Франциско меня страшно
поразила
карта звездного неба, перевернутая наизнанку. Большая Медведица то ли
вверх ногами,
то ли вниз - там все было наоборот! Причем я это не сразу понял, не так
уж я хорошо знаю карту звездного неба, но потом мне объяснили, что здесь
все перевернуто». Проанализируйте слова поэта.


Билет 15
Вопрос: Понятие спектра. Условия образования непрерывного и эмиссионного
спектров. Эффект Доплера и его использование в астрономии. Принцип работы
спектрографа, его основные элементы. Наблюдаемые спектры различных
астрономических объектов: Солнца, звезд, планет, газовых туманностей.

Задача: Будет ли на Земле смена дня и ночи, если она перестанет вращаться

вокруг своей оси?


Билет 16
Вопрос: Солнце как звезда. Внутреннее строение. Структура атмосферы.
Активные образования в солнечной атмосфере. Цикличность солнечной
активности.

Задача: Сколько геостационарных спутников необходимо, чтобы поддерживать
круглосуточную связь между научными станциями на Северном и Южном полюсах?



Билет 17
Вопрос: Общие сведения о Солнечной системе: ее основные характеристики
и состав. Физические различия между типами объектов - центральной звездой,
планетами, астероидами, кометами.

Задача: В радиопостановке по роману Ж. Верна «Таинственный остров» в тот
момент, когда путешественники обнаружили выброшенный на берег сундук с
полезными
вещами, один из них, вынув из сундука подзорную трубу и осмотрев в нее
морскую
гладь, воскликнул: «Господа, миль на 100 вокруг не видно обломков
кораблекрушения!» Каково было увеличение подзорной трубы?

Билет 18
Вопрос: Планеты земной группы: сравнительные характеристики. Альбедо.
Физические условия на поверхности, наблюдаемые характеристики атмосфер.
Парниковый эффект.

Задача: Энди Вейер в своем фантастическом романе «Марсианин», так
описывает спуск астронавтов на поверхность Марса с корабля «Гермес»,
обращающегося на низкой околомарсианской орбите: «Сначала мы покинули
"Гермес", снизились и сбросили орбитальную скорость, чтобы начать падать.
Все шло гладко, пока мы не вошли в атмосферу. Если вас пугает
турбулентность на реактивном лайнере, летящем со скоростью 720 км/ч,
представьте, каково приходится при 28 000 км/ч». Вы не заметили ошибки в
словах автора? (Радиус Марса = 0,53 радиуса Земли. Масса Марса = 0,11
массы Земли)

Билет 19
Вопрос: Планеты-гиганты. Кольца и спутники планет. Планеты-карлики.

Задача: В галактической окрестности Солнца в результате поглощения света
межзвездной пылью поток излучения звезды ослабляется на 1%, пройдя
расстояние в 10 пк . Если считать пылинки непрозрачными шариками радиусом
r = 2(10-5 см, то каково среднее расстояние между пылинками?

Билет 20
Вопрос: Астероиды, кометы, метеорное вещество. Методы наблюдений, основные
наблюдаемые характеристики.

Задача: От Северного полюса Земли к Южному прорыта вертикальная шахта.
Один снаряд без начальной скорости отпускают падать в шахту, а другой из
той же точки запускают на низкую круговую полярную орбиту. Какой из них
быстрее достигнет Южного полюса?


Билет 21
Вопрос: Методы и результаты поиска планетных систем у других звезд.

Задача: Предположим, что в ядре Солнца мгновенно прекратились термоядерные
реакции. Когда и как мы сможем заметить это на Земле?


Билет 22
Вопрос: В чем отличие звезды от планеты? Каковы основные характеристики
звезд:
светимость, масса, температура, радиус. Спектральная классификация звезд.
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела.

Задача: Лунные затмения происходят, когда Луна попадает в тень Земли, а
солнечные - когда Луна «наползает» на диск Солнца. Но угловой размер
земной тени у орбиты Луны в несколько раз больше углового размера
солнечного диска. Почему же тогда солнечные затмения происходят в
несколько раз чаще лунных?

Билет 23
Вопрос: Способы измерения расстояний до планет и звезд. Параллаксы.
Единицы расстояния в астрономии.

Задача: Два астронома с одинаковыми оптическими телескопами диаметром D
=10 м находятся - один на Земле, другой на Луне. Кто из них различит более
мелкие детали на поверхности соседнего тела, и каков будет их линейный
размер?


Билет 24
Вопрос: Внутреннее строение звезд и их источники энергии.

Задача: Земля остановилась на орбите. Через какое время она упадет на
Солнце?


Билет 25
Вопрос: Понятие о гравитационной неустойчивости. Формирование звезд и
планетных систем.

Задача: Почему звезды-гиганты и звезды-карлики одинаковых спектральных
классов имеют разную температуру поверхности? Какие из них горячее?


Билет 26
Вопрос: Эволюция звезд на диаграмме Герцшпрунга-Рассела. Потеря массы
на стадии гиганта. Продолжительность жизни звезды и конечные стадии
эволюции.

Задача: Предположим, что в ядре Солнца мгновенно прекратились термоядерные
реакции. Когда и как мы сможем заметить это на Земле?


Билет 27
Вопрос: Вырожденные звезды: белые карлики и нейтронные звезды, их
наблюдательные свойства. Пульсары.

Задача: Солнечный ветер (поток протонов, электронов и (-частиц) имеет
следующие средние параметры в районе земной орбиты: плотность числа частиц
около n = 10 см-3 (можно считать, что в основном это протоны) и скорость
около v = 450 км/с. А солнечная постоянная (т. е. интенсивность солнечного
излучения вблизи Земли) приблизительно равна I = 1,4 кВт/м2. Что оказывает
большее давление на абсолютно отражающую плоскость в космическом
пространстве - солнечный свет или солнечный ветер?


Билет 28
Вопрос: Тесные двойные звездные системы. Аккреция вещества на компактную
звезду. Рентгеновские источники излучения.

Задача: Почему в недрах звезд термоядерные реакции идет вплоть до железа,
а первичный космологический нуклеосинтез практически остановился на
гелии?


Билет 29
Вопрос: Новые и сверхновые звезды: физическая природа вспышек.
Сверхновые как индикатор межгалактических расстояний.

Задача: какой точки на поверхности Луны должен выехать луноход, чтобы,
пройдя 35 км на север, затем 20 км на восток, а затем 35 км на юг,
оказался в исходной точке.


Билет 30
Вопрос: Строение Галактики. Звездные скопления (шаровые, рассеянные) и
ассоциации. Оценка возрастов скоплений по диаграмме Герцшпрунга-Рассела.

Задача: В радиопостановке по роману Ж. Верна «Таинственный остров» в тот
момент, когда путешественники обнаружили выброшенный на берег сундук с
полезными вещами, один из них, вынув из сундука подзорную трубу и
осмотрев в нее морскую гладь, воскликнул: «Господа, миль на 100 вокруг не
видно обломков кораблекрушения!» Каково было увеличение подзорной трубы?


Билет 31
Вопрос: Межзвездная среда. Пространственное распределение и структура
межзвездной среды. Различные типы газовых туманностей. Физические свойства
межзвездного газа.
Радионаблюдения нейтрального водорода.

Задача: Будет ли на Земле смена дня и ночи, если она перестанет вращаться

вокруг своей оси?


Билет 32
Вопрос: Ближайшие галактики. Местная группа галактик.
Морфологические типы и наблюдательные характеристики галактик.

Задача: От Северного полюса Земли к Южному прорыта вертикальная шахта.
Один снаряд без начальной скорости отпускают падать в шахту, а другой из
той же точки запускают на низкую круговую полярную орбиту. Какой из них
быстрее достигнет Южного полюса?


Билет 33
Вопрос: Вращение галактик и их массы. Темная материя. Скопления галактик.
Наблюдаемые проявления активности ядер галактик. Квазары.

Задача: Почему в недрах звезд термоядерные реакции идет вплоть до железа,
а первичный космологический нуклеосинтез практически остановился на
гелии?


Билет 34
Вопрос: Понятие о космологии, ее наблюдательные основы. Красное смещение
линий в спектрах галактик и закон Хаббла.

Задача: Почему звезды-гиганты и звезды-карлики одинаковых спектральных
классов имеют разную температуру поверхности? Какие из них горячее?


Билет 35
Вопрос: Понятие «возраста Вселенной». Наблюдательные проявления темной
энергии. Представление о дозвездной стадии эволюции Вселенной. Реликтовое
излучение.

Задача: Сколько геостационарных спутников необходимо, чтобы поддерживать
круглосуточную связь между научными станциями на Северном и Южном полюсах?