г
THE UNIVERSE
YOURS TO DISCOVER
Астрономическое образование
#
m
INTERNATIONAL YEAR OF
ASTRONOMY
2009
АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ОЛИМПИАДЫ ПРОДОЛЖАЮТСЯ!
Часто случается так, что сразу несколько юбилейных дат наступает почти одновременно. А бывает, что эти события совпадают с большими переменами, анализом прошлого и надеждами на будущее. Нынешняя Всероссийская олимпиада школьников по астрономии прошла в год 400-летия первых телескопических наблюдений, выполненных Г. Галилеем. 2009 год был, как известно, провозглашен ООН Международным годом астрономии (Земля и Вселенная, 2009, № 1).
Всероссийская олимпиада школьников по астрономии пережила непростой период, когда само ее дальнейшее существование оказалось под вопросом. Благодаря усилиям астрономической общественности нашей
XVI Всероссийская олимпиада ш школьников по астрономии
страны олимпиаду все-таки удалось отстоять. Не менее важная задача - построение системы работы в соответствии с новым Положением о Всероссийской олимпиаде школьников, принятым в конце 2007 г. и вступившим в силу в 2008/09 учебном году. Все это требовало координированных действий Оргкомитета и методической комиссии олимпиады, жюри регионального и заключительного этапов, учителей и наставников талантливых школьников.
Заключительный этап предыдущей олимпиады состоялся в апреле 2008 г. в городе-герое Новороссийске. Астрономическая олимпиада впервые в своей истории прибыла в Краснодарский край -самый красивый и теплый регион нашей страны. Олимпиада 2008 г. запомнилась не только настоящей весенней погодой, но и прекрасной организацией, научной и культурной программой. Все это обеспечили Департамент образования и науки Краснодарского края, Кубанский государственный университет и Морская академия им. Ф.Ф. Ушакова.
Следующую олимпиаду по астрономии наметили провести также в Краснодарском крае. Данное предложение поддержало Федеральное агентство по образованию Российской Федерации. В результате Олимпиада "переехала" в Анапу.
Всероссийская олимпиада школьников по астрономии 2009 г., уже шестнадцатая, тоже прошла на высоком организационном уровне. Торжественное открытие состоялось в День космонавтики, 12 апреля, что еще больше усилило атмосферу праздника астрономической науки на берегу Черного моря. В открытии Олимпиады участвовали заместитель главы муниципального образования города-курорта Анапы Н.А. Гущина, начальник управления общего и профессионального образования Анапы Д.А. Байдиков, представители Департамента образования и науки Краснодарского края, Кубанского государственного университета, жюри и методической комиссии Всероссийской олимпиады школьников по астрономии. Перед участниками
© Угольников О.С. 5. Земля и Вселенная, № 5
65
г
Торжественное открытие Олим- с концертами выступили хозяйственного техникума пиады-2009.Фото ГД. Корнеевои. коллективы детского состоялись основные соре--творчества Анапы. вновательные мероприя-
ТеоретическиИ тур Олимпиады. 13 и 15 апреля в поме- тия ОлимпиаДы - теоре-
Фото е.н. Фадеева. щении Анапского сельско- тический и практический
66
г
туры. Соревнования чередовались с интересными экскурсиями по городу, в музей "Горгиппия", природный заповедник "Большой Утриш", в Новороссийск. У школьников оставалось время для занятий спортом, прогулок и, самое главное, общения друг с другом. Ведь именно этого часто не хватает детям,
увлеченным астрономией. Анапа встретила участников Олимпиады немного прохладной, но при этом солнечной и по-весеннему приятной погодой.
Закрытие Олимпиады состоялось вечером 17 апреля. В трех возрастных параллелях (9-й, 10-й и 11-й классы) было названо 8 победителей
и 39 призеров Олимпиады. Они получили дипломы, ценные призы и возможность поступить без экзаменов в вузы на астрономические специальности. В этот вечер на сцене находились те, кто через 10-20 лет может стать у руля российской астрономической науки...
Победители Олимпиады-2009
Акиньщиков Алексей Николаевич,
9-й класс, Муниципальное общеобразовательное учреждение "Средняя общеобразовательная школа № 23 с углубленным изучением предметов гуманитарно-эстетического цикла", г. Великий Новгород, Новгородская область.
Исмагилов Искандер Ринатович, 9-й класс, Муниципальное образовательное учреждение "Гимназия № 2 имени Баки Урманче", г. Нижнекамск, Республика Татарстан.
Рухович Алексей Дмитриевич, 9-й класс, Государственное образовательное учреждение школа-интернат среднего (полного) общего образования "Интеллектуал", г. Москва.
Бобу Андрей Викторович, 10-й класс, Муниципальное образовательное учреж-
дение "Средняя общеобразовательная школа № 2", г. Елабуга, Республика Татарстан.
Кононов Яков Александрович, 10-й класс, Муниципальное образовательное учреждение "Российская гимназия № 59" г. Улан-Удэ, Республика Бурятия.
Шевелёв Виктор Олегович, 10-й класс, Муниципальное общеобразовательное учреждение "Лицей № 9", г. Белгород, Белгородская область.
Серебряков Дмитрий Андреевич, 11-й класс, Муниципальное образо- Щ
вательное учреждение "Лицей № 40", г. Нижний Новгород, Нижегородская область.
Лебедев Вадим Владимирович,
11-й класс, Государственное общеобразовательное учреждение "Гимназия № 261", Кировский район, г. Санкт-Петербург.
Примеры заданий с решениями
1. Кольцеобразно-полное затмение (теоретический тур, 9-й класс).
На Земле начинается кольцеобразно-полное солнечное затмение. В начале полосы центрального затмения на поверхности Земли наблюдается кольцеобразное затмение продолжительностью
5*
20 с. На какой высоте над горизонтом на Земле будет наблюдаться начало полного затмения (центральное полное затмение с фазой, в точности равной единице)? Рефракцией пренебречь (автор -О.С. Угольников). Решение. Как известно, кольцеобразно-полные затмения наступают, когда конус лунной тени не дотягивается до края Земли в начале и конце
центрального затмения на нашей планете, но достигает поверхности Земли в середине затмения.
В момент начала центрального затмения на Земле ширина области видимости кольцеобразного затмения б есть произведение орбитальной скорости Луны (1 км/с) и продолжительности кольцеобразного затмения (20 с), то есть 20 км. Осевое вращение Земли
67
#
в этот момент на продолжительность затмения не влияет, так как наблюдатель перемещается перпендикулярно движению тени. Угол раствора конуса лунной тени равен видимому диаметру Солнца г (32', или 0.0093 радиана). Конус тени не дотягивается до области наблюдения на расстояние 1-, равное d//', или 2150 км.
Центральное затмение будет наблюдаться как полное начиная с точки А, в которой конец тени вступит на поверхность Земли. При этом высота Солнца над горизонтом составит
к = атеят — = 20°, где Я
Я - радиус Земли. Данный вывод не зависит от того, пересекает лунная тень Землю по диаметру (в плоскости рисунка) или по хорде.
68
К заданию 'Кольцеобразно-полное затмение".
го удара, чтобы он попал в противоположные ворота. Так как мяч не касается поверхности астероида, он должен пролететь над астероидом, по крайней мере, половину его окружности. Для этого скорость мяча должна быть не менее первой космической:
V1 =
= Я
вм_
Я 4п&р
= 0.9157 м/с,
2. Космический футбол (теоретический тур, 9-10-й классы).
Половина сферической поверхности астероида с радиусом 1 км и плотностью 3 г/см3 оборудована под большое футбольное поле. Ворота шириной 7 м и высотой 3 м установлены на полюсах астероида. Мяч расположен на линии одних ворот точно в ее середине. В каком интервале должны находиться направление и величина скорости, которые нужно задать мячу, чтобы после горизонтального удара он попал в противоположные ворота, не касаясь в полете поверхности астероида? Вращением астероида пренебречь (автор -О.С. Угольников). Решение. Определим вначале, в каком интервале заключается скорость мяча после горизонтально-
где М, Я и р - это соответственно масса, радиус и плотность астероида. В этом случае мяч пролетит по траектории 1 и попадет в нижнюю часть противоположных ворот. Максимальная скорость мяча соответствует траектории 2, тогда он попадет в верхнюю часть ворот. Орбита мяча будет эллиптической с расстоянием в перицентре Я и расстоянием в апоцентре (Я + Л), где Л - высота ворот, причем Л значительно меньше Я. С учетом этого эксцентриситет орбиты составит
(Я + к)- Я к е =-.-,
(Я + к)+ Я 2Я
а скорость в перигелии
GM 1 + е
а
1-е
вм_
Я
(1+ е)
ом 11 + е
Я2
V
2
К заданию 'Космический футбол".
#
= V i I 1 +
4R
0.9163 м/с.
Мы видим: чтобы попасть в ворота, необходима высокая точность выполнения удара. Тогда как высокая точность по направлению, по крайней мере, в горизонтальной плоскости, не потребуется. Как видно на рисунке, орбита мяча, близкая к круговой, будет обязательно проходить через противоположный полюс астероида, где находятся ворота, даже если мяч будет лететь по траектории 3. Область возможных направлений удара из центра своих ворот охватывает угол 180°, то есть все футбольное поле.
3. Мира Кита (теоретический тур, 10-11-й классы).
Известно, что в видимом диапазоне длин волн амплитуда изменения блеска звезды Мира Кита составляет 8m, а в инфракрасной области - около 1.5m. Считая излучение звезды чер-нотельным, определите, во сколько раз изменяется радиус звезды, если ее эффективная температура в максимуме и минимуме равна соответственно 2800 и 2300 К (автор -А.М. Татарников). Решение. Оценим, на какой длине волны находится максимум излучения звезды: А = 2900/T ~ ~1 - 1.2 мкм, здесь T - эф-
фективная температура звезды. Практически всю энергию звезда излучает в инфракрасной области спектра, поэтому для определения радиуса звезды нужно использовать данные измерений блеска в этом электромагнитном диапазоне. По закону Сте-фана-Больцмана светимость звезды составляет L = 4rR2vT4. Для отношения светимостей в максимуме и минимуме имеем:
r 2 T4
Лmax max _ ^0.4 -Dm,
R 2 T4
-"min ^ min
R
Rm
max _ю0.2-Dm,
2 m
_ 1.35.
T2
4. Компенсатор рефракции (теоретический тур, 11-й класс).
С каким периодом должен вращать телескоп часовой механизм, чтобы удерживать точечный источник (звезду) со склонением
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.