Тест по астрономии: Методы астрофизических исследований (10-11 класс)
Тест по астрономии «Методы астрофизических исследований» для 10-11 классов — это проверочная работа, направленная на оценку знаний учащихся о физических основах и технических средствах современной наблюдательной астрономии. Тест охватывает темы: шкала электромагнитных волн, устройство оптических и радиотелескопов, характеристики астрономических инструментов и методы интерферометрии.
1
Какой фундаментальный физический процесс является источником возникновения электромагнитных волн?
Правильный ответ:
Движение электрически заряженных частиц в электромагнитном полеПояснение:
Электромагнитные волны порождаются при ускоренном движении электрически заряженных частиц, таких как электроны и ионы. В астрофизических объектах это происходит в плазме звезд, туманностей и в магнитных полях различных космических тел.2
Какое излучение характерно для холодных межзвездных облаков нейтрального водорода, невидимых в оптический телескоп?
Правильный ответ:
Радиоизлучение на волне длиной 21 смПояснение:
Межзвездные облака холодного нейтрального водорода не излучают видимого света, но они испускают радиоволны строго определенной длины — 21 см. Это излучение позволяет астрономам обнаруживать и исследовать газовые структуры Галактики.3
Какая главная функция телескопа является определяющей для исследования слабых и далеких объектов Вселенной?
Правильный ответ:
Сбор наибольшего количества световой энергии (светового потока)Пояснение:
Основное назначение телескопа — не просто увеличить объект, а собрать как можно больше света. Диаметр зрачка человека мал (6-7 мм), а объектив телескопа имеет большую площадь, что позволяет улавливать слабые потоки света от далеких звезд и галактик.4
В чем заключается принципиальное отличие телескопа-рефрактора от телескопа-рефлектора?
Правильный ответ:
В рефракторе объективом служит линза, а в рефлекторе — вогнутое зеркалоПояснение:
Названия телескопов происходят от физических принципов их работы. Рефрактор (от лат. refractus — преломленный) использует систему линз для преломления света. Рефлектор (от лат. reflectere — отражать) использует вогнутое зеркало для сбора и фокусировки света.5
Какой параметр телескопа определяет его разрешающую способность?
Правильный ответ:
Диаметр объективаПояснение:
Разрешающая способность телескопа (способность видеть раздельно две близкие точки) прямо пропорциональна диаметру его объектива. Чем больше диаметр зеркала или линзы, тем более мелкие детали можно различить (при отсутствии атмосферных помех).6
Почему астрономы стремятся вывести телескопы на орбиту вокруг Земли?
Правильный ответ:
Чтобы исключить поглощение и искажение излучения земной атмосферойПояснение:
Земная атмосфера непрозрачна для многих диапазонов излучения (гамма, рентген, ультрафиолет, часть ИК). Кроме того, воздух искажает изображения («дрожание» звезд). Космические телескопы работают без этих помех, получая четкие изображения во всем спектре.7
Кто из ученых считается основоположником радиоастрономии, обнаружившим космическое радиоизлучение в 1930-х годах?
Правильный ответ:
Карл ЯнскийПояснение:
Американский инженер Карл Янский в 1931 году, изучая атмосферные помехи для телефонной связи, обнаружил постоянный радиошум, источник которого перемещался по небу вместе со звездами. Позже он установил, что сигнал исходит из центра Млечного Пути.8
Какой российский телескоп является крупнейшим в мире радиотелескопом с кольцевой антенной?
Правильный ответ:
РАТАН-600Пояснение:
РАТАН-600 (РАдиоТелескоп Академии Наук) — крупнейший в мире радиотелескоп с рефлекторным зеркалом кольцевой формы. Его диаметр составляет 600 метров. Он расположен в России, вблизи станицы Зеленчукской (Карачаево-Черкесия).9
Как называется метод, при котором два удаленных друг от друга радиотелескопа наблюдают один объект для повышения разрешения?
Правильный ответ:
РадиоинтерферометрияПояснение:
Радиоинтерферометрия — это метод, позволяющий объединить сигналы с двух или более телескопов, разнесенных на большое расстояние. Это создает эффект гигантского телескопа с диаметром, равным расстоянию между антеннами, что колоссально повышает разрешение.10
Какое утверждение о проницающей способности телескопа является верным?
Правильный ответ:
Она характеризует предельный звездный блеск, доступный для наблюденияПояснение:
Проницающая способность (оптическая мощь) телескопа показывает, насколько слабые звезды можно в него увидеть. Она выражается в звездных величинах (m) и напрямую зависит от диаметра объектива: чем больше диаметр, тем слабее объекты видны.11
Какой диапазон электромагнитных волн полностью проходит сквозь земную атмосферу, достигая поверхности?
Правильный ответ:
Видимый свет и радиоволныПояснение:
Атмосфера Земли имеет два основных «окна прозрачности»: оптическое окно (видимый свет) и радиоокно (радиоволны). Жесткое излучение (гамма, рентген, УФ) и значительная часть инфракрасного поглощаются молекулами воздуха (озоном, водой, углекислым газом).12
Что представляет собой объектив в радиотелескопе?
Правильный ответ:
Металлическая антенна (чаша или каркас с сеткой)Пояснение:
В радиотелескопах роль объектива, собирающего излучение, выполняет металлическая антенна. Она часто имеет параболическую форму и может быть сплошной или сетчатой, так как радиоволны отражаются от металлических поверхностей.13
Как соотносятся разрешающая способность оптического телескопа и радиотелескопа одинакового диаметра?
Правильный ответ:
У оптического телескопа разрешение намного вышеПояснение:
Разрешающая способность телескопа прямо пропорциональна диаметру, но обратно пропорциональна длине волны. Поскольку длина радиоволн в миллионы раз больше длины световых волн, одиночный радиотелескоп имеет гораздо худшее разрешение, чем оптический того же размера.14
Для чего предназначена формула m = 2,1 + 5 · lgD в контексте телескопостроения?
Правильный ответ:
Для расчета проницающей способности (предельной звездной величины)Пояснение:
Данная формула позволяет вычислить предельную звездную величину (m), доступную для наблюдения в телескоп с диаметром объектива D (в миллиметрах). Это количественная оценка того, насколько слабые звезды способен «увидеть» инструмент.15
Где установлен крупнейший в России оптический телескоп БТА с диаметром зеркала 6 метров?
Правильный ответ:
В горах Северного КавказаПояснение:
Большой Телескоп Азимутальный (БТА) Специальной астрофизической обсерватории РАН установлен на горе Семиродники в Карачаево-Черкесии (Северный Кавказ). Место выбрано из-за хорошего астроклимата и прозрачности атмосферы.16
Что такое космический проект «Радиоастрон»?
Правильный ответ:
Радиоинтерферометр со сверхдлинной базой с участием космического телескопаПояснение:
«Радиоастрон» — это международный космический проект с ведущим российским участием. Он представлял собой космический радиотелескоп, работавший в связке с наземными антеннами, образуя интерферометр с базой до 350 000 км и рекордным угловым разрешением.17
Какое утверждение описывает зависимость увеличения телескопа от фокусных расстояний?
Правильный ответ:
Увеличение равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляраПояснение:
Увеличение телескопа (Г) вычисляется по формуле Г = F/f, где F — фокусное расстояние объектива, а f — фокусное расстояние окуляра. Чтобы получить большее увеличение, нужен длиннофокусный объектив и короткофокусный окуляр.18
Почему одиночные звезды (кроме Солнца) даже в самые мощные телескопы видны как точки?
Правильный ответ:
Из-за огромных расстояний их угловые размеры меньше предела разрешения телескопаПояснение:
Звезды находятся на колоссальных расстояниях от Земли. Их угловые размеры настолько малы (сотые и тысячные доли угловой секунды), что даже для крупнейших телескопов они остаются точечными источниками света из-за дифракционного предела оптики.19
Какой вид электромагнитного излучения обладает наибольшей энергией и наименьшей длиной волны?
Правильный ответ:
Гамма-излучениеПояснение:
В спектре электромагнитных волн гамма-излучение занимает область самых высоких частот и энергий. Оно имеет самую короткую длину волны (менее 0,01 нанометра) и порождается в ходе самых мощных катастрофических процессов во Вселенной.20
Какой термин используется для обозначения способности телескопа различать мелкие детали?