Тест по астрономии: Астрономические наблюдения и телескопы (10 класс)
Тест по астрономии «Астрономические наблюдения и телескопы» для 10 класса — это интерактивная проверочная работа для комплексной оценки знаний. Она охватывает как особенности методов изучения космоса с Земли, так и устройство, принципы работы и характеристики основных астрономических инструментов.
Другое по теме:
1
В чем заключается главная особенность подавляющего большинства астрономических наблюдений?
Правильный ответ:
В их пассивном характере, без возможности повлиять на изучаемый объект.Пояснение:
В отличие от экспериментов в физике, химии или биологии, где учёный может активно взаимодействовать с объектом исследования, астроном является пассивным наблюдателем. Мы не можем «включить» или «выключить» звезду, изменить орбиту планеты или столкнуть галактики для изучения последствий. Мы можем лишь регистрировать и анализировать то излучение, которое доходит до нас от небесных тел сквозь огромные пространства и время. Лишь редкие миссии космических аппаратов к телам Солнечной системы позволяют проводить активные исследования.2
Какая из двух основных задач телескопа является первостепенной для изучения очень тусклых и далёких объектов?
Правильный ответ:
Сбор как можно большего количества света от объекта.Пояснение:
Хотя телескопы и увеличивают объекты, их главная миссия — работать как «световые вёдра». Многие объекты, такие как далёкие галактики или туманности, настолько тусклые, что их свет недоступен невооружённому глазу. Телескоп собирает фотоны, падающие на большую площадь его объектива (линзы или зеркала), и концентрирует их, делая изображение ярким и доступным для регистрации. Количество собранного света пропорционально площади объектива (квадрату его диаметра), поэтому для изучения слабых объектов строят телескопы с огромными зеркалами.3
Как называется тип телескопа, в котором в качестве светособирающего элемента (объектива) используется система линз?
Правильный ответ:
РефракторПояснение:
Телескоп-рефрактор получил свое название от латинского слова «refringo», что означает «преломляю». Его принцип действия основан на явлении преломления света. Объектив такого телескопа, состоящий из одной или нескольких линз, преломляет параллельные лучи света от далёкого объекта и собирает их в одной точке — фокусе, где формируется изображение. Именно рефракторы были первыми телескопами, с помощью которых Галилео Галилей совершил свои великие открытия. Они известны способностью давать очень контрастные и чёткие изображения.4
Какая фундаментальная особенность наблюдений заставляет астрономов использовать угловые единицы (градусы, минуты, секунды) для измерения расстояний между звёздами на небе?
Правильный ответ:
Невозможность визуально оценить реальное расстояние до объектов.Пояснение:
Расстояния до небесных тел настолько огромны, что человеческий глаз и мозг не способны воспринимать глубину космоса. Все звёзды и галактики кажутся нам одинаково далёкими, словно нанесёнными на внутреннюю поверхность гигантского купола — небесной сферы. В этих условиях единственная величина, которую можно измерить напрямую, — это угол между направлениями на объекты. Поэтому положение звёзд, их видимые размеры и расстояния между ними на небе измеряются не в километрах, а в угловых единицах, что позволяет точно картографировать небо.5
Как называется телескоп, объективом которого служит вогнутое зеркало?
Правильный ответ:
РефлекторПояснение:
Телескоп-рефлектор (от латинского «reflecto» — «отражаю») использует для сбора и фокусировки света вогнутое зеркало. Лучи света от небесного объекта падают на поверхность главного зеркала, отражаются от него и собираются в фокусе. Эта схема была предложена Исааком Ньютоном и имеет ключевое преимущество: зеркала не страдают от хроматической аберрации (радужной каймы), присущей линзам. Кроме того, большие зеркала технологически проще и дешевле изготовить, чем линзы, поэтому все крупнейшие телескопы мира являются рефлекторами.6
Почему вид звёздного неба меняется в течение года, и мы видим «летние» и «зимние» созвездия?
Правильный ответ:
Из-за обращения Земли вокруг Солнца.Пояснение:
Вращение Земли вокруг своей оси вызывает суточное движение неба, но смена сезонных созвездий связана с её годичным движением по орбите вокруг Солнца. В каждый момент времени ночная сторона Земли (с которой мы наблюдаем звёзды) обращена в определённом направлении в космос. Через полгода Земля перемещается на противоположную сторону своей орбиты, и теперь ночью мы видим совершенно другой участок звёздного неба. Те созвездия, что были видны зимой, летом находятся на небе днём и скрыты ярким светом Солнца.7
Какое явление в земной атмосфере является главной причиной того, что при наблюдениях с Земли редко используют увеличения свыше 500 крат?
Правильный ответ:
Турбулентные воздушные течения.Пояснение:
Земная атмосфера находится в постоянном движении. Неоднородные потоки воздуха разной температуры и плотности («атмосферная дрожь» или «seeing») действуют как множество подвижных линз, которые искажают и размывают световые лучи, идущие от звёзд. Это приводит к их мерцанию и значительно ухудшает качество изображения. При больших увеличениях эти искажения становятся настолько сильными, что изображение просто «расплывается», и никаких новых деталей увидеть невозможно. Поэтому атмосфера накладывает естественный предел на возможности наземных телескопов.8
Как называется угловое расстояние светила от линии горизонта?
Правильный ответ:
ВысотаПояснение:
Высота светила (обозначается как ‘h’) — это одна из двух координат в горизонтальной системе координат. Она представляет собой угол, измеряемый вдоль вертикального круга (воображаемой линии от зенита к надиру через светило) от плоскости математического горизонта до направления на светило. Высота измеряется в градусах и может принимать значения от 0° (когда светило находится на горизонте) до 90° (когда светило находится в зените, то есть прямо над головой). Эта величина постоянно меняется из-за суточного вращения Земли.9
Как изменится светособирающая способность телескопа, если диаметр его объектива увеличить в 2 раза?
Правильный ответ:
Увеличится в 4 раза.Пояснение:
Количество света, собираемого телескопом, прямо пропорционально площади его объектива. Площадь круга вычисляется по формуле S = π(D/2)², где D — диаметр. Таким образом, площадь пропорциональна квадрату диаметра (S ~ D²). Если мы увеличиваем диаметр в 2 раза, то площадь объектива, а вместе с ней и количество собранного света (светособирающая способность), увеличится в 2² = 4 раза. Это позволит телескопу видеть объекты в 4 раза более тусклые, чем до увеличения диаметра.10
Почему видимые угловые диаметры Солнца и Луны на небе для земного наблюдателя практически одинаковы?
Правильный ответ:
Солнце во столько же раз больше Луны по диаметру, во сколько раз оно дальше от Земли.Пояснение:
Это уникальное и случайное совпадение. Линейный (реальный) диаметр Солнца примерно в 400 раз больше, чем линейный диаметр Луны. В то же время, среднее расстояние от Земли до Солнца тоже примерно в 400 раз больше, чем среднее расстояние до Луны. Из-за этой пропорциональности их видимые угловые размеры на нашем небе оказываются почти одинаковыми — около 0,5 градуса. Именно благодаря этому удивительному совпадению мы можем наблюдать захватывающее явление полных солнечных затмений.11
Какую форму придают поверхности главного зеркала в крупных телескопах-рефлекторах, чтобы избежать сферической аберрации?
Правильный ответ:
ПараболическуюПояснение:
Сферическая аберрация — это оптический дефект, из-за которого лучи света, отражённые от краёв сферического зеркала, собираются не в той же точке, что лучи, отражённые от его центра. Это делает изображение нечётким. Для устранения этого искажения поверхности главного зеркала придают форму параболоида вращения. Параболическое зеркало обладает уникальным геометрическим свойством: оно способно собрать все параллельные лучи света, падающие на него, строго в одной точке — фокусе. Это обеспечивает максимальную резкость изображения.12
Какой навигационный прибор используется на кораблях для измерения высоты небесных светил над горизонтом?
Правильный ответ:
СекстантПояснение:
Секстант — это портативный угломерный инструмент, который стал незаменимым в морской и авиационной навигации. Он специально сконструирован для работы в условиях качки, позволяя точно измерить угол между видимой линией горизонта и небесным светилом (Солнцем, Луной, Полярной звездой). Зная точное время измерения и высоту светила, штурман с помощью специальных таблиц и расчётов может определить географические координаты своего местоположения. Теодолит для этих целей не подходит, так как требует стационарной установки.13
Какой элемент телескопа, по сути являющийся усовершенствованной лупой, служит для рассматривания изображения, построенного объективом?
Правильный ответ:
ОкулярПояснение:
Окуляр (от латинского «oculus» — глаз) — это система линз, которая устанавливается в фокус объектива. Его задача — увеличить изображение, сформированное объективом, и передать его в глаз наблюдателя. По принципу действия окуляр очень похож на лупу: он позволяет рассмотреть мелкие детали изображения, которое само по себе может быть очень маленьким. Общее увеличение телескопа вычисляется как отношение фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра. Сменяя окуляры, можно менять увеличение телескопа.14
Почему астрономические записи, сделанные в древнем Вавилоне, до сих пор представляют научный интерес?
Правильный ответ:
Из-за очень медленного протекания многих небесных процессов.Пояснение:
Многие астрономические процессы, такие как прецессия земной оси (медленное изменение её наклона) или вековые изменения орбит планет, протекают на протяжении столетий и тысячелетий. Продолжительность существования современной науки слишком мала, чтобы отследить эти изменения в полной мере. Поэтому древние записи, зафиксировавшие положения планет или моменты затмений тысячи лет назад, служат бесценными реперными точками. Сравнивая их с современными данными, учёные могут изучать эти сверхдлительные процессы.15
Какое изображение даёт большинство астрономических телескопов простой конструкции?
Правильный ответ:
Перевёрнутое и увеличенноеПояснение:
Классическая оптическая схема телескопа, состоящая из объектива и окуляра (схема Кеплера), формирует изображение, перевёрнутое как по вертикали, так и по горизонтали. Для астрономических наблюдений это не имеет никакого значения, так как в космосе нет понятий «верх» и «низ». Для получения прямого изображения (как в биноклях или подзорных трубах) в оптическую схему вводят дополнительные оборачивающие элементы (призмы или линзы), что усложняет конструкцию и приводит к дополнительным потерям света, что для астрономии нежелательно.16
Что из перечисленного является примером активного метода исследования в астрономии?
Правильный ответ:
Доставка на Землю образцов лунного грунта.Пояснение:
Активное исследование подразумевает непосредственное физическое взаимодействие с изучаемым объектом. Фотографирование, спектрометрия и наблюдение за движением — это пассивные, дистанционные методы. А вот доставка образцов лунного грунта, осуществлённая как советскими автоматическими станциями серии «Луна», так и американскими астронавтами миссий «Аполлон», является ярчайшим примером активного метода. Он позволил изучить вещество другого небесного тела в земных лабораториях, получив уникальную информацию.17
От какой характеристики объектива телескопа зависит масштаб изображения, которое он строит?
Правильный ответ:
От его фокусного расстояния.Пояснение:
Фокусное расстояние объектива — это дистанция от его оптического центра (линзы или зеркала) до точки, где собираются параллельные лучи света. Масштаб изображения, то есть его линейный размер в фокальной плоскости, прямо пропорционален фокусному расстоянию. Чем длиннее фокус объектива, тем крупнее будет изображение одного и того же небесного тела. Поэтому для детальной съёмки планет или Луны используют длиннофокусные телескопы, а для съёмки широких участков Млечного Пути — короткофокусные.18
Если две звезды на небе видны очень близко друг к другу, что это означает?
Правильный ответ:
Это означает лишь то, что направления на них с точки зрения наблюдателя почти совпадают.Пояснение:
Малое угловое расстояние между звёздами на небе не даёт никакой информации об их реальной пространственной близости. Это может быть как физически двойная система, где звёзды действительно находятся рядом, так и оптически двойная звезда. В последнем случае звёзды просто случайно проецируются на один и тот же участок небесной сферы, при этом одна из них может быть в сотни раз дальше другой. Без дополнительных измерений (например, параллакса или спектра) сделать вывод об их физической связи невозможно.19
Телескоп, в котором для исправления искажений сферического зеркала используется специальная линза-мениск, был разработан…
Правильный ответ:
Дмитрием МаксутовымПояснение:
Эта гениальная зеркально-линзовая (катадиоптрическая) система была изобретена в 1941 году выдающимся советским оптиком Дмитрием Дмитриевичем Максутовым. Её суть заключается в том, что сферическая аберрация простого в изготовлении главного сферического зеркала компенсируется специальной линзой-корректором, установленной на входе в трубу — мениском. Это позволило создавать компактные, технологичные и относительно недорогие телескопы с очень высоким качеством изображения, которые пользуются огромной популярностью во всём мире.20
Почему звёзды даже в самые мощные телескопы видны как светящиеся точки, а не диски?