Fizika va astronomiya

P
(1)
(r) = p_eV(r)g_l/2Rf>

Bu yerda og‘irlik kuchini tezlanishini г = qatlamlami massasi

P{r) = pV(r) = p =^-m_e - belgilaydi

(u Quyoshning to‘la massasidan sakkiz marta kam) u holda

W(r)


= g


I

•m_u 8


⁽T'


1 Gm_e 1

2 /?’ 2^g°

Demak, (y-)’ faraz qilingan bir jinsli Quyosh markazidan masofada og‘irlik kuchining tezlanishi uning yuzidagidan ikki marta kam va uni (1) ga qo‘ysak

I
(3)

— m_eG

Ideal gazlar qonuniga (^ = —pT’-bu yerda R gazlar doimiysi) temperatur

e


п|*_в) =


fa,

R R« 4 Я Я,


(4)




р = 06 Quyosh moddasining molyar massasi (to‘Ia ionlangan vodorod gaz uchun _P =0,5).

Mashg ‘ulotga doir о 'quvchilarga vazifalar:

1. 
   Faraz qilinayotgan bir jinsli «Quyosh» markazidan ^r = masofada gaz bosimini toping.
   
2. 
   Yuqoridagi (4) formulaga asoslanib, temperaturani hisob- lang.
   
3. 
   Quyosh markazida bosim va temperaturani baholang.
   

6. Balandlik shkalasini topish. Gaz shaming \aj ichki qatlamlarida balandlik bo‘yicha bosimni o‘z- garib borishi, o'zgarish qonunini taqriban chiqa- raylik. '

Gaz shar ichida lining markazidan ixtiyoriy r_A \l r_v masofada joylashgnu ikkita, Л va V qatlam olaylik. Bu qatlainlurda zichlik va bosim >>,/*, va и -1, ,, bo'lsin, u holda bu qatlamlarda bosimlar ayimiasi

P₂-P, = pgh (5)

Ideal gazlar qonuni (p = _P—) ga asosan p

(6)

— masofa birlikka ega va gaz holatidagi osmon jismlarini pg

fizik tuzilishini o‘rganishda muhim ahamiyatga ega va balandlik shkalasi deb ataladi. (2)dan, ya’ni gaz shar ichida bosim H balandlikka 3 marta o‘zgarib boradi. Atmosferada balandlik bo yicha bosimm о zgarishi gidrostatika Р(л) = P„e ^RT qonuni bilan ifodalanadi.

Nazorat savollari:

1. 
   Yer va Quyoshning massasini hisoblang.
   
2. 
   Yer va Quyoshning o‘rtacha zichligini hisoblang.
   
3. 
   Quyosh yuzida og‘irlik kuchini, tezlanishi va parabolik tezlikni hisoblang va Yer yuzida bu ko‘rsatkichlar bilan solishtiring.
   
4. 
   Quyosh sirti temperaturasi 6000° К bo‘lsa, unda vodorod, geliy atomlarining kinetik tezligini toping va parabolik tezlik bilan solishtiring.
   
5. 
   Quyosh yuzida Yer sharidek kattalikdagi dog‘ qanday burchak ostida ko‘rinadi va Quyosh yarimshari yuzasining qancha qismini egallaydi?
   
6. 
   Quyoshning sirti ostida h ni hisoblang (// = 0.6).
   
7. 
   Bir jinsli «Quyosh» shaming markazida r = l/?_o da h ni hisoblang.
   

17-§. Astronomiyani o‘qitishda zamonaviy kompyuter va
dasturiy mahsulotlardan foydalanish usullari

Bugungi kunda zamonaviy axborot texnologiyalari hamda kosmik tadqiqotlaming ko‘pgina yutuqlari tufayli astronomiya tez rivojlanayotgan fanlardan biridir. Oxirgi 15-20 yil ichida teleskopsozlikda, nurlanish qabul qilgichlami yasash sohasida katta yutuqlarga erishildi. Bu texnik taraqqiyot mahsulidir. Natijada astronomik bilimlar chuqurlashdi va kengaydi. Tekshirishlar davom etmoqda, astronomiyani qancha chuqur o‘rganganimiz sari yangi muammolar paydo bo‘lmoqda. Bulaming hammasi astronomiya kursini har yili qayta qarab, yangiliklar bilan to‘ldirib borishni taqozo etadi.

Astronomik ta’lim, axborot texnologiyalariga muhtoj soha bo‘lib, buning bir nechta obyektiv va subyektiv jihatlari mavjud, bular:

• 
  o‘quvchilar oddiy, kundalik hayotda kuzatmaydigan yoki kuzatsa ham shu darajada sekin va muntazam ro‘y beradigan jarayon va hodisalarki, ularga o‘quvchi e’tiborini qaratish va fikrini ushlab turish qiyinligi;
  
• 
  osmon yoritqichlarining yorug‘ligini fotoelektrik fotometrlar (elektron optik ko‘paytgichlar) yordamida o‘lchash imkonining yuzaga kelganligi;
  
• 
  kosmik tadqiqotlaming shiddat bilan rivojlanishi hamda bunday tekshiruvlarda raqamli texnikaning qo‘Hanilishi;
  
• 
  raqamli kameralaming eng yaxshi sifatlari (axboriylik va yuqori aniqlik)ni o‘zida mujassamlashtirgan bo‘lib, samaradorlik va aniqlik (sifati)ni o‘n va hatto yuz martaga oshirishi;
  
• 
  hozirgi zamon astronomik kuzatish-tekshirish ishlari to‘liq axborot texnologiyalari muhitida bajarilishi;
  
• 
  bugungi kunning kosmik teleskoplari to‘plagan ma’lumotlar internet axborot banklarida saqlanishining yo‘lga qo'yilganligi;
  

va nihoyat oddiy ta’lim muassasasi sharoitida shular kabi barcha astronomik kuzatish-tekshirish ishlarini bajarib bo‘lmasligidir.

Shuning uchun astronomiyani an’anaviy holda o‘qitishdan ko‘ra axborot texnologiyalari muhitida o‘qitish yaxshi samara beradi.

Masalan, yulduz.lar osnionining sutkaviy va yillik aylanishini va osmon sfcnisi to'g'risidagi tushunchalami olaylik. Sutkaviy itylnnishni snyyorulurda niunoyish etiladi, bu o'quvchilarni darsdan lashqari puytda, o'quv maskanidan chetga olib chiqishni taqozo etadi va bunday ekskursiyalami butun kurs davomida bir marta, ko‘pi bilan ikki marta uyushtirish mumkin. O‘qitish jarayonida bu yetarli emas.

Axborot - kommunikatsiya texnologiyalari, dastavval kosmo- navtika va kosmik tadqiqotlarda shakllandi, o‘z tatbig‘ini topdi va rivojlandi. Bu tadqiqotlaming aksariyati osmon jismlarini, ulaming yaqin atrofidan o‘tayotib rasmga olish (Merkuriy, Mars, Yupiter, Saturn va boshqalar) yoki sirtiga avtomatik apparatlar tushirish jarayonida, ulaming atmosferasini (Venera, Mars) va sirtini (Oy) tekshirish bilan bog‘liq. Bunda, olingan natijalar (axborotlar)ni Yerga yuborish va tahlil qilish kabi masalalar, axborot texnolo- giyalarini astronomiyaga qo‘llashga asosbo'ldi.

Kosmik tadqiqotlami rivojlanishi, raqamli texnikani qo‘llashga undadi. Dastavval kosmik observatoriyalar uchun ishlab chiqilgan va qo‘llanilgan telemetrik asboblar, raqamli kameralar Yerdagi observatoriyalarda ham keng qo‘Hani la boshlandi. Bunday raqamli kameralarga o‘xshash asboblar hozirgi kunga kelib, kundalik hayotda (raqamli fotoapparat, videokamera) ham keng qo‘llanil- moqda.

Dastavval, raqamli kameralami qo‘llashdan oldin, an’ana bo‘yicha, astronomik kuzatish-tekshirish ishlari osmon yoritqich- larini surat (fotoplastinka yoki plyonka)ga tushirish va suratlarda yoritqich (yulduz) tasviri fotografik zichligini o‘Ichash orqali uning yorug‘ligi o‘lchanib, kuzatish, tekshirish jarayoni ikki bosqichda amalga oshirilar edi. Bunday usul bitta muhim afzallikka ega: uning yordamida yer sirtidan turib osmonning keng yuzasi suratini olish mumkin. Bunday suratda yuzdan ortiq yulduzlaming tasviri olinadi va laboratoriya sharoitida bu yulduzlar yorug‘ligini o‘lchash ishlari olib boriladi. Biroq bunday о‘Ichashlaming xatosi 10-20 % gacha yetadi, bu esa juda katta xatolik.

Keyinchalik, osmon yoritqichlarining yorug‘ligini fotoelek- trik fotometrlar (elektron optik ko‘paytgichlar) yordamida o‘Ichash imkoni yaratildi. Bunday o‘lchashlaming xatosi fotografik usulni- kidan 10 marta kichik bo‘lsada, ulami har bir yulduzga nisbatan qo‘llash taqozo etiladi. Bitta yulduz yorng‘ligini o‘Ichash uchun bir necha soat vaqt ketadi va mingdan ortiq yulduzlar yorug‘ligini o‘lchashni ko‘p yillarga cho‘zib yuboradi.

Raqamli kameralar yuqorida qayd qilingan ikkala usullaming eng yaxshi sifatlari (axboriylik va yuqori aniqlik)ni o‘zida mujassamlashtirgan bo‘lib, samaradorlik va aniqlik (sifatni)ni o‘n va hatto yuz martaga oshiradi. Raqamli kamerada uning fokal tekisligiga, fotoplyonka o‘matiladigan joyga, tomonlari bir santimetr bo‘lgan to‘trburchak shisha yuziga 512x512 yoki 1024x1024 ta nur sezuvchi yarim o‘tkazgich fotodiod joylashtirilgan chip o‘matilgan bo‘ladi. Fotodiodlaming o‘lchami bir necha mikronga teng va unga nur tushganda u kondensator singari zaryadlanib qoladi. Maxsus zaryad sanoqchi yordamida bu zaryadlar sanaladi va elektron disklarga yozib olinadi. Bunday elektron disklarda yozilgan raqamli tasvimi kompyuter ma’lum dastur asosida ekranda namoyish etadi. Bugungi kunda sirti ko‘rina- digan osmon jismlarining (sayyoralar, tumanliklar, galaktikalar) nihoyatda aniq tasvirlari olinmoqda. Astronomik kuzatish-tekshirish ishlari nihoyatda yuqori bosqichga ko‘tarildi. Bunday tasvirlami kompyuter orqali kuzatish va ulami qog‘ozga chiqarish mumkin.

Yuz yildan ortiq vaqt davomida qo‘llanib kelingan foto- grafik tekshirish usuli (fotoplastinkaga rasmga olish va uni keyin o‘lchash) o‘mini raqamli kameralar va ularga ulangan kompyuterlar egalladi. Osmon jismlari tasviri raqamli kameralar va «signal- raqam» almashtirgichlar yordamida kompyuter o‘qishi va qayta- ishlay oladigan ikki o‘lchamli raqamli massiv sifatida kompyuter xotirasiga, magnit tasma yoki disklarga yozib olish mumkin.

Hozirgi zamon astronomik kuzatish-tekshirish ishlari to‘liq axborot texnologiyalari muhitida bajariladi. Avtomatik kosmik apparatlarda sinovdan o‘tgan, masofadan turib teleskop (masalan, Xabbl Kosmik Teleskopi)ni boshqarish tizimi Yerdagi teleskop- larda ham qo‘llanilmoqda. Astronom olim teleskop yonida turishiga va uni boshqarishiga zarurat yo‘qoldi. Teleskop va unga o‘matilgan o‘lchash asboblarini ulardan masofada (hatto, boshqa shaharda, qit’ada) bo'lgan astronom kompyuter ekranida kuzatib turadi va u tclckommunikatsiyn aloqa vositalari yordamida kuzatishni nazorat qiladi va boshqnrudi. Ku/atish-o'lchash natijalari shu astronom- kuzatuvchinlng kompyutcri xotirasiga tushadi.

Oxirgi yillarda astronomik kuzatish-o‘lchash ishlariga raqamli kameralar tatbiq etilmoqda. Ular astronomik o‘lchashlami raqamli tizimga o‘tkazishga va ularga hisoblash texnikasini qo‘llashga imkon berdi. Natijada, astronomik kuzatish natijalari magnit disklarda to‘plana boshlandi. Astronomik o‘lchash natijalari saqla- nadigan internet banklar hosil bo‘ldi va ularda to‘plangan ma’lumotlar keng ilmiy jamoatchilik uchun ochiq deb e’lon qilindi. Bunday sharoitda internet nihoyatda katta xizmat ko‘rsatmoqda.

Kosmik va radio-teleskoplar hozirgi zamon astronomiyasiga elektromagnit to‘lqinlar shkalasining barcha qismlarida kuzatish- o‘lchash va tekshirish ishlari bajarish imkoniyatini berdi. Optik diapazondan tashqarida joylashgan bu diapazonlarda bajarilayotgan ushbu qimmatbaho tekshirishlar nafaqat pedagogik ta’lim muas- sasalari uchun, balki akademik ilmiy tekshirish institutlari uchun ham katta muammoli masaladir. Yuqorida tilga olingan kompyu- terda bajariladigan laboratoriya ishlari orasida kvazarlar (yulduz- simon radionurlanish manbalari)ni tekshirishga bag‘ishlangan va radiolokatsiya qilish usuli bilan Merkuriyning o‘q atrofida ayla- nishini o‘lchaydigan ishlar kiritilgan. Bulardan tashqari Quyoshning rentgen va chetki ultrabinafsha nurda olingan rasmlarida Quyosh tojini kuzatish va tekshirish mumkin.

Astronomik kuzatishlar turli ko‘rinishlarda bo‘lib, ulaming ayrimlari osmon yoritqichlarining koordinatalarini aniqlash bilan bog‘liq bo‘Isa, boshqalari yoritqichlaming yorug‘ligini o‘lchashni ko‘zda tutadi. Uchinchilari esa yoritqich spektrini olishni va o‘lchashni taqozo etadi. Yana bir turi kosmik stansiya yordamida yoritqich spektrining rentgen, uzoq ultrabinafsha qismida o‘lchash- lar bilan bog‘liq.

Oddiy ta’lim muassasi sharoitida bunday ishlami bajarib bo‘lmaydi. Bunday sharoitda internet tizimidan foydalanish, astronomik internet banklardan olingan kerakli kuzatish natijalari astronomiyani o‘qitishda, kuzatish va laboratoriya ishlarini bajarishda katta samara beradi va hozirgi zarnon talablariga javob beradigan mutaxassislar tayyorlashda muhim ahamiyat kasb etadi.

Masalan, Xabbl Kosmik Teleskopi to‘plagan ma’lumotlar Kosmik Teleskop institutida (HST), Quyosh va geliosferik obser- vatoriya (SOHO - Solar and Heliospheric Observatory, u Yerdan bir million kilometr uzoqlikda, Quyosh-Yer tizimining birinchi Lagranj nuqtasiga joylashtirilgan) nomli apparat yordamida olinayotgan Quyoshning rentgen, ultrabinafsha nurlardagi tasvirlari, magnito- grammalari va dopplerogrammalari Goddard va Marshall uchish markazlarida to‘plangan, ulami ushbu http://umbrawww.nascom. nasa.gov internet sahifadan olish mumkin. Bu materiallar asosida astronomiya o‘qituvchilari uchun ko‘rgazmaviy qurollar va filmlar tayyorlanmoqda.

Yuqorida qayd qilingan internet sahifasida yerdan turib va kosmosdan olingan Quyoshning tasvirlari bilan birgalikda, Quyoshning Yerga ta’sirini tekshirishdan olinayotgan ko‘plab ma’lumotlar joylashtirilgan. Bu internet sahifa ulkan axborot maydonidir. Bugungi kunda bunday axborot maydonlari ko‘paygan bo'lib, ulardan astronomik bilimlami berishda keng foydalanilsa, yuqori darajadagi ta’lim samaradorligiga erishish mumkin.