Реферат : Юпитер (работа 3) 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Остальные работы


Юпитер (работа 3)




Средняя общеобразовательная школа №28

РЕФЕРАТ

на тему:

ЮПИТЕР

Выполнила:

ученица 11 класса «А»

Гречихина К.Я

Проверил:

преподаватель физики и

астрономии

Лисова Л.В.

г. Наб. Челны

2003г.

ЮПИТЕР, пятая по расстоянию от Солн­ца большая планета Солнечной системы.

Общие сведения. Ю.— самая крупная из планет-гигантов. Известен с древних времён. Движется вокруг Солнца на ср. расстоянии 5,203 а. е. (778 млн. км.). Эксцентриситет орбиты 0,048, наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики 1,3°. Полный оборот вокруг Солнца Ю. совершает за 11,862 года, двигаясь со средней скоростью 13,06 км\сек. Ср. си-нодич. период обращения 399 сут. За 12 лет Ю. обходит всё небо вдоль эклип­тики и в противостоянии виден как чуть желтоватая звезда —2,6 звёздной вели­чины; уступает в блеске только Венере , и Марсу во время великого противостояния.

Видимый диск Юпитера имеет форму эллипса, оси которого в ср. противостоянии видны под углом 46,5» и 43,7». В соединении с Солнцем Юпитер имеет угловые размеры на 1/3 меньше, а блеск на 0,84 звёздной величины слабее, чем в противостояниях. Визуальное альбедо Юпитера равно 0,67. Экваториальный диаметр Юпитера равен 142 600 км, полярный — 134 140 км; сжатие Юпитера (1 : 15,9) обусловлено быстрым его осевым вращением. Период враще­ния близ экватора составляет 9 ч 50 мин 30 сек (РI), а на средних широтах — 9 ч 55 мин 40 сек (РII). Объём Юпитера превосходит объём Земли в 1315 раз, а масса — в 318 раз. Масса Юпитера составляет 1 : 1047,39 долю Солнца. Средняя плотность (1,33 г!см3) мало отличается от средней плотности Солнца. Ус­корение силы притяжения на полюсе Юпитера равно 27,90 м/сек2, на экваторе — 25,90 м/сек2: центробежное ускорение на экваторе — 2,25 м/сек2. Параболическая ско­рость (скорость убегания) на поверхности Юпитера равна 61 км/сек. Все геометрические, механические и физические характеристики указаны по данным на 1974. Сведения о Юпитере и его спутниках были значительно обогащены результатами измерений и наблюдений, полученными американскими автоматическими межпла­нетными станциями «Пионер-10» (1973) и «Пионер-11» (1974).

Атмосфера Юпитера. Наблюдаемая поверх­ность Юпитера состоит из облаков и других атмо­сферных образований и пересечена мно­гочисленными тёмными полосами (по­ясами), разделёнными светлыми зонами, расположенными параллельно экватору, который наклонён всего лишь на 3°04' к плоскости орбиты Юпитера. Полосы имеют разнообразную окраску и сложную струк­туру, которая постоянно изменяется. Особенно изменчив вид Южной и Северной экваториаль­ных полос, которые временами исчезают, а затем восстанавливаются с намечающейся цикличностью около 4 лет. Очень узкая экваториальная полоса также нередко становится невидимой. Околополярные же области сравнительно устойчивы.

Количество тепла, приходящего от Солн­ца на единицу площади Юпитера, составляет 51,0 вт/м2, т. е. в 27 раз меньше, чем на еди­ницу площади Земли. Такое количество тепла способно нагреть поверхность Юпитер до температуры (равновесной) 110 К. Между тем прямые из­мерения как наземными средствами, так и с помощью космических зондов указывают на температуру до 145 К по измерениям инфракрас­ного излучения Юпитера и на более высокие значе­ния — до 170 К в сантиметровом радиодиа­пазоне. В отдельных местах тёмных полос инфракрасное излучение в очень длинных волнах приводит к значениям температуры от 200 до 270 К. Рекордно высокая температура 310 К была обнаружена в одном тёмном пятне (6*12 тыс. км) близ экватора. Такая температура может быть обусловлена только потоком тепла из недр планеты, превышающим поток, приходящий от Солнца, в 2 раза.

В облачной структуре Юпитера существуют более пли менее постоянные образования, примером которых служит Большое красное пятно (БКП), расположенное на широте около 22° в Южной тропической зоне. БКП имеет форму овала длиной до 40 000 км и шириной около 13 000 км. Цвет его — красный, но бывают годы, когда оно лишь с трудом выделяется на белом фоне зоны. Эффекты вращения и вертикальные движе­ния в атмосфере в сочетании с различными уровнями облаков обусловливают сложную зависимость видимых систематических движений на разных удалениях от экватора. Периоды вращения РI и РII лишь в среднем описывают вращение атмосферы Юпитера. В действительности же систематически направленные ветры, дейст­вующие в той или иной полосе или зоне, приводят к сильно отличающимся значени­ям периода вращения.

Химический состав атмосферы Юпитера определяется спектроскопически. По сильным полосам поглощения раньше всего в атмосфере Юпитера были обнаружены метан СН4 и аммиак NН3. Позднее по слабым полосам в инфракрасной области спектра был обнаружен молекуляр­ный водород Н2, затем пары воды Н2О, молекулы ацетилена С2Н2, этана С2Н6, фос-фина РН3 и, наконец, окиси углерода СО.

Тёмные полосы Юпитера имеют аэрозольную природу и состоят из частиц диаметром 0,2 — 0,3 мкм. Над уровнем, где атмосферное давление составляет 1 агпм (к нему относятся приведённые выше геом. размеры Ю.), рас­полагаются кристаллы аммиака. Несколько ниже этого уровня находятся твёрдые части­цы полисульфидов, ещё ниже — ледяные кристаллики воды и, наконец, на 60 км ниже этого уровня — взвешенные капли раствора аммиака в воде.

Внутреннее строение Юпитера. Существуют несколько моделей строения Юпитера при разных предполо­жениях о его химическом составе. Вследствие большой силы тяжести на Юпитере давление газов возрастает с глубиной очень быстро и уже на расстоянии 10 тыс. км от поверхности ста­новится настолько большим, что преобладаю­щий газ (водород) изменяет своё состояние и переходит из нормальной молекулярной фазы в металлическую. С ростом температуры по мере приближения к центру планеты металлический водород расплавляется (температура вблизи центра Юпитера приближается к 20 000 К при давлении порядка 100 млн. агпм и плот­ности 20—30 г!см3). В некоторых моделях Юпитера предполагается существование слоя льда (Н2О) значительной толщины, но лишь вбли­зи поверхности, где температура невысока.

По-видимому, Юпитер имеет твёрдую оболочку сравнительно недалеко от поверхности. Пред­положение о существовании такой оболочки могло бы объяснить магнитное поле, жёстко вращающееся вместе с планетой, и неоднород­ности тепловых потоков, проявляющиеся в многочисленных деталях полос и особенно в дли­тельно существующих БКП, вращающихся почти с тем же периодом, что и магнитное поле Юпитера.

Магнитное поле Юпитера обнаруживается по сильному радиоизлучению, особенно интен­сивному в дециметровом и декаметровом диа­пазонах. Дециметровые волны исходят из околопланетного пространства и представляют собой синхротронное излучение электронов, захваченных магнитосферой Юпитера в радиацион­ные пояса, подобные земным. Декаметровое излучение (на волне 7,5 м) имеет характер шумовых бурь, длящихся от нескольких часов до нескольких минут. Излучение направлено и исходит из определённых малых участков поверхно­сти Юпитера. Из повторяемости радиовсплесков следует, что их источники вращаются с пе­риодом РIII = 9 ч 55 мин 30 сек. С периодом РIII изменяется также дециметровое излуче­ние. Именно этот период приписывают вра­щению твёрдого слоя, собственно образую­щего поверхность Юпитера. Природа твёрдого слоя Юпитера пока ещё неясна. Его верхняя граница должна находиться вблизи видимой поверхности, нижняя же граница может быть расположена там, где металлический водород пе­реходит от твёрдой фазы к жидкой. На этой границе и в глубине жидкого ядра возникают электрические токи, являющиеся причиной маг­нитного поля Юпитера. Напряжённость магнитного поля Юпитера 4 э. Направление магнитной оси Юпитера составляет угол около 10° с его осью вращения.

Магнитосфера Юпитера имеет очень большие размеры. В ближайших к планете областях (до 20 радиусов) она имеет явно выраженный дипольный характер и содержит радиационные поя­са, в которых движутся захваченные полем элек­троны, обладающие энергией св. 6 Мэв. Их взаимодействие с полем порождает децимет­ровое синхротронное излучение. В более отда­лённых областях ср. магнитосфера простира­ется до 60 планетных радиусов и деформиро­вана вращением. Здесь возможны плазмен­ные истечения и колебания, излучающие в декаметровом диапазоне. Ещё дальше, до 90—100 планетных радиусов, находится внешняя магнитосфера, простирающаяся до магнито-паузы, размеры которой изменчивы. С ночной стороны она простирается за орбиту Сатур­на. Все 5 ближайших к Юпитеру его спутников постоянно охвачены средней магнитосферой. Ближайший большой спутник — Ио обладает, по-видимому, своим магнитным полем и существенно влияет на частоту радиовсплес­ков Юпитера.

Спутники. Известны 13 спутников Юпитера. Последний из них Юпитер XIII, открыт в 1974. Первые 4 самых больших спутни­ка были открыты Г. Галилеем в 1610. Пятый спутник — Юпитер V, открытый в 1892, почти три столетия спустя,— самый близкий к планете: он удалён от планеты всего лишь на 2,54 эквато­риальных радиуса Юпитера. Все эти спутники движутся практически по круговым орби­там, плоскости которых совпадают с пло­скостью экватора Юпитера. Их периоды обра­щения — от 12 ч у Юпитера V до 16,8 сут у Юпитера IV. Все остальные спутники Юпитера, открытые в 20 в., удалены от планеты на большие расстояния. В 1976 были заново утверждены названия спутников. Поч­ти все они взяты из мифологии среди персонажей, так или иначе связанных с деятельностью Юпитера (первые 4 спут­ника были названы ещё Галилеем). Ниже приведены названия спутников; в скобках даны их радиусы в км и видимые звёзд­ные величины в противостоянии (1976):

I — Ио (1820; 4,9); II — Европа (1530; 5,3); III — Ганимед (2610; 4,6); IV — Каллисто (2450; 5,6); V — Амальтея (120; 13); VI — Гамалия (80; 14,2); VII — Элара (50; 17); VIII — Пасифея (12; 18); IX — Синопа (10;

18.6); X — Лизифоя (8; 18,3); XI — Карма (-9; 18,6); XII — Ананке (8;

18.7); XIII — Леда (5; 20).

Четыре галилеевых спутника по разме­рам своим приближаются к планетам (Ганимед и Каллисто больше Меркурия). Периоды их осевого вращения и обраще­ния вокруг Юпитера совпадают. Средние плотности больше, чем у Юпитера: 2,89; 3,20; 2,07 и 1,54 г!см3. Все они имеют низкую температуру, близкую к равновесной. Их альбедо довольно высокое, но ниже, чем у Юпитера, что указывает скорее на особенности по­верхности, чем на наличие мощной атмо­сферы. Действительно, радарные и ин­фракрасные наблюдения позволили уста­новить, что поверхность их составлена из льда или смеси льда и скал, т. к. от­мечаются значит, неровности. «Пионер-10» и «Пионер-11» сфотографировали Ганимеда с близкого расстояния, причём были обнаружены устойчивые тёмные и светло-зеленые образования. Ио имеет атмосферу и значит, ионосферу. По близкому сов­падению плоскостей первых пяти спут­ников с плоскостью экватора Юпитера можно полагать, что эти спутники образовались одновременно с планетой из одного сгу­стка первичного вещества. Что касается остальных спутников, то они скорее всего в прошлом являлись астероидами и были захвачены Юпитером.

Использованная литература:

  1. Мороз В. И., Физика планет, М., 1967;

  2. Физические характеристики пла­нет-гигантов, А.-А., 1971;

  3. Жарков В. Н., Внутреннее строение Земли, Луны и планет, М., 1973;

  4. Долги нов Ш. Ш., Магнетизм планет, М., 1974;

  5. Мартынов Д. Я., Планеты. Решенные и нерешенные проблемы, М., 1970;

  6. «3емля и Вселенная», ст. и заметки о Юпитере за годы 1974 — 77.

Похожие работы:

  • Юпитер

    Реферат >> Математика
    ... факторами. Во-первых, вращение Юпитера в экваториальных и полярных областях ... колец являются небольшие спутники Юпитера. Изучение Юпитера космическими аппаратами В 1973 ... магнитного поля и магнитосферы Юпитера. В 1979 около Юпитера пролетели «Вояджеры» (на ...
  • Юпитер - пятая и самая большая планета Солнечной системы

    Реферат >> Авиация и космонавтика
    ... земного, расположенный между кольцом Юпитера и самыми верхними атмосферными ... обеспечивающие наблюдаемые вариации. Магнитосфера Юпитера удерживает окружающую плазму в ... см, соответствующего температуре 145К, Юпитер является источником радиовсплесков (резких ...
  • Юпитер – планета-гигант

    Реферат >> Математика
    ... установлено наличие колец. Кольца Юпитера представляют собой совокупность сравнительно мелких ... передано несколько сотен качественных фотоснимков Юпитера, также была впервые измерена ... миссия по изучению спутников Юпитера. Спутник Юпитера (Ио) на фоне ...
  • Юпитер, Cатурн, Уран и Нептун

    Дипломная работа >> Авиация и космонавтика
    ... что помимо теплового радиоизлучения Юпитер испускает нетепловое излучение, имеющее ... теплового и дециметрового излучений, Юпитер является источником радиовсплесков на ... О сложной системе циркуляции в атмосфере Юпитера говорят и прямые фотографии «Пионеров». ...
  • Планета Юпитер

    Реферат >> Авиация и космонавтика
    ... -Леви 9…………………………………….....….15 Кольца Юпитера………………………………………………....…..16 Спутники Юпитера……………………..…………………………...17 История открытий…………………………..……………………………..18 ... содержания этих веществ. 3.5. КОЛЬЦА ЮПИТЕРА Юпитер преподносит много сюрпризов: он генерирует ...
  • Планета Юпитер

    Реферат >> Математика
    ... звезды главной последовательности. Однако Юпитер обладает собственным источником тепла ... проводником и источником магнитного поля Юпитера. Этот водородный слой, возможно ... в направлении к Солнцу. Спутники Юпитера, следовательно, находятся в пределах его ...
  • Галилеевы спутники Юпитера

    Доклад >> Авиация и космонавтика
    ... приливным гравитационным воздействиям со стороны Юпитера, Европы и Ганимеда. ... долгое время считались «загадкой Юпитера». Электроток течёт благодаря наличию ... мощную магнитосферу Юпитера. В результате уровень радиации в окрестностях Юпитера чрезвычайно высок. ...
  • Определение скорости выброса вещества из вулканов Ио – спутника Юпитера

    Реферат >> Математика
    ... вещества из вулканов Ио – спутника Юпитера Задвицкий Кирилл Викторович - 8 кл ... серы. Ио (греч. Ιώ) — спутник Юпитера, самый близкий к планете из четырёх ... прекрасной девушки Ио, возлюбленной Зевса (Юпитера). Ио обладает наибольше²耀вулканической активностью ...
  • Планеты гиганты

    Реферат >> Астрономия
    ... проводником и источником магнитного поля Юпитера. Этот водородный слой, возможно ... цвета, видимые в облаках Юпитера, являются результатом протекания различных ... километров в направлении к Солнцу. Спутники Юпитера, следовательно, находятся в пределах его ...