Visuma izpēte

1. Visuma izpēte
P. Puķītis. Fizika 12. klasei: 175.-178. lpp.

2. Sasniedzamie rezultāti
• Analizē Visuma izpētes vēsturi un nākotnes perspektīvas.
• Apkopo un prezentē informāciju par Latvijas zinātnieku ieguldījumu
Visuma izpētē.
• Klasificē Nobela prēmijas laureātu pētījumu virzienus fizikā un analizē
fizikas atklājumu nozīmi sabiedrības attīstībā.
• Izprot citu dabaszinātņu, matemātikas un informācijas tehnoloģiju
nozīmi fizikas attīstībā un novērtē fizikas sasniegumu ietekmi uz citu
dabaszinātņu un informācijas tehnoloģiju attīstību.

3. • Vai taisnība, ka bērni biežāk
dzimst pilnmēness laikā?
Jā Nē

4. http://www.stellarium.org/

7. Astronomija VS Astroloģija
• Vai taisnība, ka bērni biežāk
dzimst pilnmēness laikā?
Jā Nē

8. Astronomijas ietekme uz senajām
civilizācijām
Ēģiptieši
Būvēja milzīgus tempļus un
piramīdas ar konkrētu,
zvaigznēm atbilstošu
orientāciju.
Zvaigznāji tika piesaistīti
dieviem.

9. Astronomijas ietekme uz senajām
civilizācijām
Eiropieši
Stounhendža, iespējams, ir
viena no pazīstamākajām
senajām vietām, ko saista ar
astronomiju.
Pētnieki uzskata, ka tas bija
kalendārs.
Tā celta ap 2800 - 1100
p.m.ē

10. Visuma izpētes vēsture
• Galileo Galilejs (1564-
1642)
– pirmais teleskops
– atklājis jaunus objektus
kosmosā (Jupitera
pavadoņi u.c.)
– atklājis kosmosa objektu
rotāciju ap savu asi
– heliocentrisma
koncepcijas piekritējs.
http://lr1.lsm.lv/lv/raksts/zinamais-nezinamaja/teleskopi-amatie
http://brunelleschi.imss.fi.it/esplora/cannocchiale/dswmedia/esplora/eesplora2.html

11. 1610. gada 19
janvāris – Saules
aptumsums
Galilejs novēroja Saules
aptumsumu, Mēness kalnus uc

12. Saulei ir plankumi, tā mainās un rotē

13. Galilejs bija vīlies, ka teleskops nepalielināja zvaigznes. Tās joprojām
bija gaismas punkti. Galilejs secināja, ka tas ir saistīts ar zvaigžņu
milzīgo attālumu no Zemes. Viņš redzēja tūkstošiem līdz šim
nezināmas zvaigznes.
Ar neapbruņotu aci Ar teleskopu

14. Visuma izpētes vēsture
• Johaness Keplers
(1571-1630)
– pilnveidojis
teleskopu optiku
– formulējis 3
planētu kustības
likumus
– novēroja
supernovu un
pierādīja, ka
kosmoss ir mainīgs
http://brunelleschi.imss.fi.it/esplora/cannocchiale/dswmedia/esplora/eesplora2
https://giphy.com/gifs/planet-closer-slice-pRqK2YcBYQp0s

15. Visuma izpētes vēsture
• Izaks Ņūtons (1643-
1727)
– uzbūvēja pirmo
spoguļteleskopu
– pierādīja, ka Zemes
objektu un debesu
ķermeņu kustību ietekmē
vieni un tie paši dabas
likumi
– sasaistīja Keplera likumus
ar savu gravitācija teoriju
http://www.taringa.net/posts/info/17866645/10-Curiosidades-de

16. Izaks Ņūtons pagatavoja teleskopu
no spoguļiem, nevis lēcām
Tas novērsa ar gaismas laušanu lēcās saistītās problēmas un atrisināja
citas lēcu teleskopu problēmas

17. Visuma izpētes vēsture
• Alberts Einšteins (1879-
1955)
– formulējis relativitātes
principu (gravitācija nav
spēks, bet gan
laiktelpas izliekuma sekas –
zvaigžņu gaismu izliec Saules
gravitācija)
– kvantu mehānikas teorijas
aizsācējs
https://astronomytopicoftheday.wordpress.com/2

18. Visuma izpētes vēsture
• Stīvens Hokings (1942)
– pēta singularitātes
(laiktelpas vietas, kur
nedarbojas fizikas likumi),
piemēram, melnos
caurumus
– aktīvi piedalās
zinātniskajā un
sabiedriskajā dzīvē
https://www.pinterest.com/ozark280253/stephen-hawking/

19. Nobela prēmijas laureāti fizikā
• https://lv.wikipedia.org/wiki/Nobela_pr%C4%93m
https://sweden.se/society/the-nobel-prize-awarding-great-minds/

20. Visuma izpētes metodes
• Teleskopi uz Zemes un Kosmosā
• Kodolpētījumu centri (CERN jeb Lielais
Hadronu paātrinātājs Šveicē/Francijā)
• Pavadoņi
• Kosmiskie lidojumi

21. Riski kosmosa izpētē
• Kosmiskais starojums
• Kosmosa atkritumi
• Kosmisko lidaparātu kļūmes

22. Ilgonis Vilks
Teleskopi un observatorijas
ESF projekts „Profesionālajā izglītībā iesaistīto vispārizglītojošo mācību
priekšmetu pedagogu kompetences paaugstināšana”
(vienošanās Nr. 2009/0274/1DP/1.2.1.1.2/09/IPIA/VIAA/003)

23. Kāpēc ar teleskopu redz vairāk
• Teleskops savāc vairāk
gaismas
– Tātad, var redzēt vājākus
objektus
– Gaismas plūsma vienmērīgi
apgaismo apgaismo laukumu
Φ = ES
– Apaļam objektīvam
Φ = EπD2
/4 jeb Φ ~ D2

24. Optisko
teleskopu uzbūve
• Teleskops sastāv no
– montējuma, kurā
ievietoti optiskie
elementi,
– starojuma uztvērēja un
– reģistrācijas sistēmas.

25. Sastāvdaļas
Lejā – teleskopa spogulis slīpēšanas stadijā.
Pa labi – kabīne liela teleskopa fokusā, kur
var būt novietots sekundārais spogulis vai
starojuma uztvērējs.

26. Aktīvā optika
Teleskopa spoguli novieto uz daudziem
kustināmiem atbalstiem. Spogulis var
deformēties sasilšanas vai sašķiebuma dēļ.
Spoguļa formu kontrolē un, konstatējot atkāpes,
pārvieto atbalstus, lai tas atgūtu vēlamo formu.

27. Adaptīvā optika Adaptīvā optika, izmantojot nelielu
deformējamu palīgspoguli, daļēji novērš
atmosfēras viļņošanās radītos attēla
kropļojumus. Pa kreisi – attēls pirms un
pēc korekcijas. Pa labi – adaptīvā optikas
darbības shēma.

28. CCD uztvērēji
Lādiņsaites matrica (CCD) ir
ļoti jutīgs elektronisks
daudzelementu gaismas
uztvērējs. Gaismu pārvērš
elektriskajos signālos, kurus
nolasa un saglabā dators.
Pa kreisi CCD matrica, pa labi – CCD
nolasīšanas princips.

29. Atmosfēras ietekme
• Minimāla atmosfēras
turbulence;
• Sauss klimats (kur gaisā ir pēc
iespējas mazāk ūdens tvaiku);
• Minimāls putekļu daudzums,
kas izkliedē gaismu;
• Minimāls debess fons, ko rada
apdzīvoto vietu apgaismojums;
• Minimāla mākoņainība.
= astroklimats

30. Observatorijas
Observatorija ir komplekss, kurā
ietilpst teleskopi (parasti grozāmos
kupolos) un citas palīgēkas. Pa kreisi
– VLT teleskopa komplekss Paranala
kalnā Čīlē. Lejā – teleskopi
Maunakea kalnā Havaju salās.

31. Iekārtojums
Mūsdienās astronoms vada teleskopu
un reģistrējošās iekārtas no pults, ar
datoru palīdzību.

32. Optiskie teleskopi kosmosā
Lai izvairītos no atmosfēras ietekmes,
optiskos teleskopus palaiž arī kosmosā. Pa
kreisi – Habla kosmiskais teleskops.
Lejā – Džeimsa Veba kosmiskais teleskops.
Dots arī spoguļu izmēru salīdzinājums.

33. Radioteleskopi
Radioteleskops uztver debess ķermeņu
radiostarojumu un reģistrē tā intensitāti. Augšā
– radiostarojuma intensitātes līnijas, kas
uzliktas uz objekta optiskā attēla. Lejā –
radioteleskopa darbības shēma.

34. Lielākie radioteleskopi
Radioteleskopa
izšķirtspēja
R ≈ λ/D radiāni
Pa labi – lielākais grozāmais
radioteleskops (110 m) Grīnbenkā ASV.
Lejā – lielākais nekustīgais
radioteleskops (305 m) Aresibo,
Puertoriko salā.

35. ALMA
Eiropas Dienvidu observatorijas
radioteleskopu komplekss ALMA.
Gatavs 2012. Izšķirtspēja 0,01
loka sekunde.

36. Infrasarkanie un
ultravioletie teleskopi
Infrasarkakanā starojuma
teleskopus izvieto kalnos,
balonos vai kosmosā.
Ultravioletā starojuma
teleskopus – tikai kosmosā.
Oriona zvaigznājs redzamajā
gaismā.
Oriona zvaigznājs
infrasarkanajā diapazonā.
Oriona zvaigznājs ultravioleta
gaismā.

37. Rentgenteleskopi
Rentgenstarojumam ir liela caurspiedība, tā atstarošanos panākt grūti. Lai iegūtu
kosmisko objektu rentgenattēlus, izmanto atstarošanos nelielā leņķī no metāla virsmas.
Rentgenteleskops
kosmosā

38. Gamma teleskopi
Gamma teleskopus var izmantot tikai kosmosā, jo šo starojumu aiztur Zemes
atmosfēra. Tie maz līdzinās tradicionāliem teleskopiem, tajos izmanto dažādus
kodolfizikas instrumentus. Augšā – gamma teleskopa CGRO izskats un shēma.

39. Visuma izpēte Latvijā
• Frīdrihs Canders
(1887-1933)
– Izgudrojis reaktīvo
dzinēju, kas darbojās ar
sašķidrinātu
skābekli un benzīnu
– radījis kosmisko
lidojumu teoriju http://www.rtu.lv/lv/universitate/atzinibas-un-ap
http://www.vatp.lv/sites/default/files/kosmosa_nozare_latvija_vesturiskie_sasniegumi_2009.pdf

40. Visuma izpēte Latvijā
• Latvijas kosmonauti:
– Aleksandrs Kaleri (1956)
– studējis Maskavā,
bortinženieris,
piedalījies 5 misijās
– Anatolijs Solovjovs
(1948) – studējis Rīgā,
ekipāžas komandieris,
rekordists darbā atklātā
kosmosā (82 h 21 m)
https://lv.wikipedia.org/wiki/Ale
http://topalbums.me/search/a

41. Kosmosa izpēte ikdienas dzīvē
• Autiņbiksītes
• Dūmu detektori
• Atmiņas putas (spilveni, matrači)
• Briļļu pretskrāpējumu pārklājums
• Ūdens filtri
• Satelīttelevīzija
• Datori, mobilie telefoni
• Internets
• .........................

42. Kosmosa izpētes nākotne
http://www.thebestschools.org/features/worlds-50-smartest-teenagers/http://abcnewspapers.com/2016/01/21/first-e

43. Sasniedzamie rezultāti
• Analizē Visuma izpētes vēsturi un nākotnes perspektīvas.
• Apkopo un prezentē informāciju par Latvijas zinātnieku ieguldījumu
Visuma izpētē.
• Klasificē Nobela prēmijas laureātu pētījumu virzienus fizikā un analizē
fizikas atklājumu nozīmi sabiedrības attīstībā.
• Izprot citu dabaszinātņu, matemātikas un informācijas tehnoloģiju
nozīmi fizikas attīstībā un novērtē fizikas sasniegumu ietekmi uz citu
dabaszinātņu un informācijas tehnoloģiju attīstību.

44. Papildus informācijas avoti:
• http://profizgl.lu.lv/course/view.php?id=4 -
MEGAPASAULES (kosmosa) FIZIKA (Ilgonis Vilks)
• http://lr1.lsm.lv/lv/raksts/zinamais-nezinamaja/tel
• http://www.lu.lv/zvd/2011/vasara/devums/

45. JAUTĀJUMI?