Текст книги "Природоведение. 5 класс"

Аристотель – величайший ученый Древней Греции. Родом он был из города Стагира. Всю свою жизнь он посвятил сбору и осмыслению сведений, известных ученым его времени. Его интересовало все: поведение и строение животных, законы движения тел, строение Вселенной, поэзия, политика. Он был учителем выдающегося полководца Александра Македонского, который, достигнув славы, не забывал своего старого учителя. Из своих военных походов он постоянно направлял ему образцы неизвестных грекам растений и животных.

После себя Аристотель оставил многочисленные труды, например «Физика» в 8 книгах, «О частях животных» в 10 книгах. Авторитет Аристотеля многие века был непререкаем в науке.

Клавдий Птолемей родился в Египте, в местечке Птолемаиды, а затем учился и работал в Александрии, городе, основанном Александром Македонским. Это был крупнейший город Средиземноморья, столица Египетского царства. В его библиотеках были собраны научные сочинения из стран Востока и Греции. Только в знаменитом Музее Александрии хранилось более 700 тыс. рукописей. Здесь работали известные ученые древнего мира.

Птолемей был всесторонне образованным человеком: он занимался астрономией, географией, математикой. Обобщив работы древнегреческих астрономов, он создал свою систему мира.

Проверьте свои знания

1. Что такое Вселенная?

2. Как представляли себе Вселенную древние индийцы?

3. Как устроена Вселенная по Аристотелю?

4. Чем интересны взгляды Аристарха Самосского?

5. Как устроена Вселенная по Птолемею?

Подумайте!

Сравните модели Вселенной по Аристотелю и Птолемею, найдите в них черты сходства и различия.

Обратитесь к диску

Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Вселенная – это космическое пространство и все, что его заполняет: небесные тела, газ, пыль. Современные представления о строении Вселенной складывались постепенно. Долгое время ее центром считалась Земля. Именно этой точки зрения придерживались древнегреческие ученые Аристотель и Птолемей, создавшие свои системы мира.

От Коперника до наших дней

Система мира по Копернику

Много веков в науке о Вселенной господствовало учение Птолемея. Оно принималось и поддерживалось церковью и казалось истинным и неопровержимым. Но шло время, росли города, развивались ремесла и торговля, европейцы узнавали новые страны и народы. Открытия мореходов Португалии и Испании в XIV–XVI вв. изменили географическую карту. Люди поняли, как огромен мир, в котором они живут, а кругосветное путешествие Ф. Магеллана окончательно доказало шарообразность нашей планеты.

Человеком, которому удалось создать новую модель Вселенной, стал великий польский астроном Николай Коперник (1473–1543). Наблюдения за звездами и планетами, изучение трудов древних мыслителей и своих современников, сложные математические расчеты позволили ему сделать вывод о том, что Земля обращается вокруг Солнца. Центром мира, по убеждению Коперника, является Солнце, вокруг которого движутся все планеты, вращаясь одновременно вокруг своих осей. Звезды, по Копернику, неподвижны и находятся на огромных расстояниях от Земли и Солнца. Их вращение вокруг Земли кажущееся, и связано оно с тем, что наша планета сама вращается вокруг своей оси, совершая один оборот за 24 часа. Звезды образуют сферу, которая ограничивает Вселенную.

Учение Коперника сразу же нашло сторонников среди ученых XVI в. Они распространяли идеи великого астронома в своих странах, расширяли и углубляли их. Так, итальянский ученый Джордано Бруно (1548–1600) считал, что Вселенная бесконечна, она не имеет и не может иметь единого центра. Солнце – центр Солнечной системы. Но само оно – одна из множества звезд, вокруг которых обращаются планеты. Возможно, полагал Дж. Бруно, на них тоже есть жизнь. Да и Солнечная система пока полностью не изучена, не исключено, что в ней существуют еще не открытые планеты. Как стало ясно позднее, многие из этих догадок Дж. Бруно были верными.

Много сделал для развития учения Коперника и другой итальянский ученый – Галилео Галилей (1564–1642). В своих наблюдениях за небесными телами он впервые использовал телескоп, который изготовил самостоятельно (кто был изобретателем этого прибора, сейчас сказать трудно). Лучший телескоп Галилея давал увеличение всего лишь в 30 раз. Но и этого было достаточно, чтобы увидеть неровности на поверхности Луны и темные пятна на Солнце. Солнечные пятна не оставались неподвижными, они перемещались по его поверхности, но всегда в одну сторону. Напрашивался вывод, что Солнце вращается вокруг собственной оси.

Телескоп Г. Галилея

Больше всего поразило современников открытие Галилеем спутников Юпитера. Это доказывало, что не только вокруг Земли могут обращаться небесные тела. Знакомя современников со своими открытиями, Галилей указывал на правильность учения Н. Коперника. Это учение медленно, в жестокой борьбе со старыми предрассудками завоевывало все новых и новых сторонников.

Первый большой телескоп Гершеля с зеркалом диаметром 1,2 м(1789 г.)

С тех пор прошло много времени. Чтобы создать современную модель Вселенной, трудилось не одно поколение ученых. Потребовались новые приборы и инструменты, новые методы исследования, полеты человека в космическое пространство.

Старинное изображение системы мира по Копернику

Современная наука предполагает такую модель Вселенной. Наша Земля входит в состав Солнечной системы, которая является частью Галактики (гигантского скопления звезд). Наша и другие галактики, в свою очередь, образуют скопления галактик, а они – сверхскопления. Мир Вселенной очень многообразен и содержит бесчисленное количество небесных тел и их систем.

К. Птолемей, Аристотель и Н. Коперник. Воображаемая встреча

Николай Коперник

Николай Коперник родился в польском городе Торунь. Рано лишился родителей, его воспитывал дядя. Образование Коперник получил в Кракове, а затем в Италии. Он изучал не только астрономию, но и право, медицину, философию. Это был всесторонне образованный человек. Идеи Коперника о строении Вселенной изложены в его книге «Об обращениях небесных сфер», которая вышла в 1543 г., незадолго до смерти ученого. На создание своего учения Н. Коперник потратил 30 лет упорного труда.

Джордано Бруно

Джордано Бруно родился на юге Италии. Посвятив свою жизнь распространению и развитию учения Н. Коперника, он вынужден был покинуть родину, скитаться по многим странам Европы. Его преследовала церковь, так как учение Н. Коперника было ею запрещено. В то время церковь жестоко наказывала тех, чьи взгляды противоречили ее установлениям. Дж. Бруно был схвачен и после нескольких мучительных лет тюрьмы сожжен в Риме 17 февраля 1600 г. Он погиб, но не отказался от своих убеждений.

Галилео Галилей

Галилео Галилей родился в итальянском городе Пиза. Он получил разностороннее образование (изучал медицину, математику). Галилей сделал много научных открытий и был широко известен. В 1632 г. он издал книгу «Диалог о двух главнейших системах мира», в которой отстаивал учение Н. Коперника и опровергал систему Птолемея. За эту книгу он был привлечен церковью к суду, на котором его, тогда уже старого человека, заставили отречься от своих убеждений.

Рисунки Луны, выполненные Галилеем

Проверьте свои знания

1. Чем система мира, созданная Коперником, отличалась от системы мира по Птолемею?

2. Каковы заслуги Дж. Бруно в развитии взглядов о Вселенной?

3. Какой вклад внес Галилей в изучение строения Вселенной?

4. Какую модель Вселенной предлагает современная наука?

Подумайте!

Сравните систему мира по Копернику и современную модель Вселенной, найдите черты сходства и различия.

Обратитесь к диску

Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Великий польский астроном Николай Коперник создал модель Вселенной, согласно которой центром мира является Солнце, а вокруг него обращаются Земля и другие планеты. Взгляды Н. Коперника распространяли и развивали Дж. Бруно и Г. Галилей. Согласно современным представлениям, Земля входит в состав Солнечной системы, которая является частью гигантского скопления звезд – Галактики. Вселенную составляет огромное число галактик.

Соседи Солнца

Солнце и движущиеся вокруг него небесные тела составляют Солнечную систему. В ней 8 планет, многие из которых имеют спутники. В настоящее время ученые предполагают, что Солнечная система возникла примерно 4,5–5 млрд лет назад из газово-пылевого облака. Планеты делят на две группы: планеты земной группы и планеты-гиганты. К первой из них [относят Меркурий, Венеру, Землю, Марс. Все они намного меньше по размерам, чем планеты-гиганты.

Схема Солнечной системы

Меркурий

Меркурий – самая близкая к Солнцу планета. Свое название она получила в честь одного из древнеримских богов. Эта планета намного меньше Земли, по размерам и массе она схожа с Луной. Похожа на лунную и ее поверхность: те же многочисленные кратеры, горы. Слово «кратер» в переводе с греческого означает «большая чаша». Диаметры некоторых кратеров 200 км, а высота гор достигает 4 км. Из-за близости к Солнцу поверхность планеты нагревается до +400 °C. Меркурий практически лишен газовой оболочки – атмосферы. Спутников у него нет.

Кратер на Меркурии

Венера

Венера получила свое название в честь римской богини любви и красоты. И это не случайно. На небе она сияет ярче всех звезд и хорошо видна невооруженным глазом.

Венера

По размерам Венера лишь немного меньше Земли. Она имеет плотную облачную атмосферу, которая состоит в основном из углекислого газа. Такая атмосфера удерживает тепло, поэтому температура на Венере даже выше, чем на Меркурии, – до +500 °C!

Большую часть поверхности Венеры занимают холмистые равнины. Обнаружены на планете и горные районы. В одном из таких районов возвышается гигантский вулкан высотой 12 км. Спутников Венера не имеет.

Венерианский пейзаж

Земля

Земля – это самая большая из планет земной группы. Она имеет атмосферу, образованную азотом, кислородом и небольшим количеством углекислого газа. Более 70 % поверхности Земли покрыто водой, чего не встретишь на остальных планетах. Но главное отличие Земли от других планет состоит в том, что только на ней есть жизнь.

Земля

Каково строение Земли? Как развивалась жизнь на ней? Как человек на протяжении веков осваивал и изучал Землю? Обо всем этом вы узнаете, изучив следующие разделы. А сейчас давайте познакомимся с ее спутником – Луной.

Луна

Луна – единственный естественный спутник Земли, самое близкое к ней и поэтому особенно хорошо изученное небесное тело. Среднее расстояние от Земли до Луны около 400 тыс. км. Луна практически лишена атмосферы и воды. Бо́льшую часть ее поверхности занимают обширные гористые области. Их называют материками. Высота некоторых из расположенных здесь гор достигает 9 км. Материки выглядят более светлыми. Более темные участки лунной поверхности принято называть морями. Они сравнительно ровные и покрыты застывшей вулканической лавой.

Лунные кратеры

На поверхности Луны очень много кратеров. Большинство их – результат ударов метеоритов (космических камней) о поверхность Луны. Диаметр некоторых кратеров превышает 100 км.

Марс

Марс – красноватая планета, напоминающая своим цветом огонь и кровь, получила название в честь древнеримского бога войны. Эта планета в 2 раза меньше Земли по диаметру и почти в 10 раз меньше по массе.

Марс

Поверхность Марса – пустыни, кратеры, горы. Некоторые горы очень высоки. Например, потухший вулкан Олимп достигает высоты 27 км. Грунт Марса богат железом. Этим и объясняется красноватый цвет планеты.

У Марса тонкая разреженная атмосфера, которая образована в основном углекислым газом. У полюсов планеты видны белые полярные шапки. Они состоят из замерзшей смеси воды и углекислого газа.

Средняя температура на Марсе составляет -70 °C. Только вблизи экватора она может иногда подниматься выше 0 °C. На планете заметна смена времен года: размеры полярных шапок уменьшаются летом и увеличиваются зимой.

Марс имеет два спутника – Деймос и Фобос.

Спутники Марса – Деймос и Фобос

Год на Меркурии составляет 88 земных суток. Оборот вокруг своей оси эта планета совершает за 58,7 земных суток. Диаметр этой планеты 4880 км, а среднее расстояние до нее от Солнца 58 млн км.

Поверхность Меркурия покрыта кратерами

Год на Венере длится 225 земных суток, а один оборот этой планеты вокруг собственной оси продолжается около 243 земных суток. Таким образом, сутки на Венере длиннее года! Диаметр Венеры 12 100 км. Среднее расстояние ее от Солнца 108 млн км. Атмосфера на Венере была открыта великим русским ученым М. В. Ломоносовым в 1761 г.

Вулканы на Венере имеют иногда причудливую «паукообразную» форму

Год на Земле составляет 365 суток. Наша планета находится на расстоянии около 150 млн км от Солнца. Диаметр ее 12 742 км. Диаметр Луны 3476 км, она в 81 раз легче Земли. Луна – единственное пока небесное тело за пределами нашей планеты, на котором побывали люди.

Луна. Первые шаги человека на Луне

Год на Марсе длится 687 суток, т. е. около двух земных лет. Оборот вокруг своей оси эта планета совершает примерно за 24 часа, как и Земля. Марс находится на расстоянии 228 млн км от Солнца. Диаметр этой планеты 6790 км. Спутники Марса маленькие, они во много раз меньше Луны.

На поверхности Марса видны колоссальные природные образования. Потухший вулкан на Марсе – гора Олимп

Проверьте свои знания

1. Что такое Солнечная система?

2. На какие две группы делят планеты?

3. Какие планеты относят к планетам земной группы?

4. Какая планета земной группы расположена ближе всех к Солнцу, а какая – дальше всех от него?

5. Какая планета земной группы самая маленькая, а какая – самая большая?

6. Назовите главное отличие Земли от других планет.

7. Какие планеты земной группы имеют спутники?

Подумайте!

1. Дайте сравнительную характеристику планет земной группы по плану: а) удаленность от Солнца; б) размеры; в) атмосфера; г) поверхность; д) спутники.

2. Спутники планеты Марс носят названия Фобос и Деймос, что означает «страх» и «ужас». Почему именно так названы эти спутники?

3. Кто и по какому поводу сказал: «Маленький шаг для человека, огромный шаг для человечества»?

Обратитесь к диску

Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

В состав Солнечной системы входят 8 планет с их спутниками. Планеты делят на планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и планеты-гиганты.

Планеты-гиганты и маленький Плутон

В группу планет-гигантов входят Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Это действительно очень крупные планеты, которые во много раз больше любой из планет земной группы. Состоят эти планеты преимущественно из газов (в первую очередь из водорода) и не имеют твердых поверхностей, таких как у планет земной группы. Все планеты-гиганты окружены атмосферами, состоящими в основном из водорода, обладают большим количеством спутников и имеют кольца.

Юпитер

Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Ее масса превышает массу всех других планет, вместе взятых. Поэтому не случайно она названа в честь главного римского бога.

Юпитер представляет собой гигантский быстро вращающийся шар. В его атмосфере расположены длинные слои облаков, из-за которых Юпитер выглядит полосатым. Кольцо Юпитера, в отличие от кольца Сатурна, узкое и не такое заметное. Оно состоит из мелких частиц пыли.

Пока точно не известно, что представляет собой поверхность Юпитера. Ученые предполагают, что она жидкая или даже газообразная, а в центре Юпитера есть твердое ядро. Из-за большой удаленности от Солнца температура на поверхности этой планеты около -130 °C. На Юпитере заметно так называемое Большое Красное Пятно. Люди наблюдают за ним уже на протяжении 300 лет. За это время оно не раз меняло свои размеры и яркость, временами ненадолго исчезало. Ученые считают, что это гигантский атмосферный вихрь.

Юпитер имеет 28 спутников. Самый большой из них – Ганимед – крупнейший из всех спутников в Солнечной системе.

Сатурн

Сатурн назван в честь одного из древнеримских богов, покровителя земледелия. Это, пожалуй, самая необычная по внешнему виду планета: ее окружают яркие кольца. Общая ширина всех колец огромна – десятки тысяч километров. Но их толщина невелика – не более одного километра. Считают, что кольца образованы различными частицами, камнями, глыбами разных размеров, покрытыми льдом, снегом или инеем.

Температура на этой планете приближается к -170 °C.

Сатурн имеет рекордное число спутников, сейчас их известно 33. Самый большой называется Титан.

Уран и Нептун

Уран и Нептун примерно в 2 раза меньше Сатурна и почти одинаковы по размерам. Их даже называют планетами-близнецами. Уран назван в честь древнейшего греческого божества, олицетворявшего небо, а Нептун – в честь древнеримского бога моря.

Обе эти планеты практически не видны с Земли невооруженным глазом. Уран стал первой планетой, открытой с помощью телескопа. Его случайно обнаружил в 1781 г. английский астроном Уильям Гершель. Нептун же был открыт сначала «на кончике пера», т. е. место его расположения было рассчитано учеными, и лишь позднее, в 1846 г., его удалось обнаружить с помощью телескопа. Недавно у Урана и Нептуна были открыты кольца. У Урана обнаружено 20 спутников, у Нептуна – 8.

Плутон

Плутон был открыт в 1930 г. и назван в честь греческого божества, владыки подземного мира. До 2006 г. Плутон был девятой, самой маленькой планетой Солнечной системы. Однако в августе 2006 г. Ассамблея Международного астрономического союза исключила Плутон из класса планет и перевела его в класс планет-карликов.

Диаметр Юпитера около 140 тыс. км. Эта громадная планета смогла бы вместить 1300 таких планет, как Земля. Год на Юпитере длится около 12 земных лет. Именно столько времени требуется Юпитеру для того, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца. Зато вокруг своей оси он оборачивается менее чем за 10 часов. Среднее расстояние Юпитера от Солнца составляет 778 млн км. Чтобы достичь этой планеты, космический аппарат с Земли должен лететь почти два года.

Диаметр Сатурна примерно 120 тыс. км. Год на Сатурне равен почти 30 земным годам, а сутки примерно такие же, как на Юпитере. Среднее расстояние от Солнца до Сатурна 1427 млн км. Полет космического аппарата к этой планете занимает несколько лет.

Диаметр Урана 51 тыс. км, Нептуна – 49 тыс. 500 км.

Уран находится на расстоянии 2870 млн км от Солнца, а Нептун – на расстоянии 4497 млн км! Время обращения Урана вокруг Солнца составляет 84 земных года, а Нептуна – почти 165 земных лет. Вот какой долгий год на этих планетах. Зато сутки там короче земных.

Плутон затрачивает на один полный оборот вокруг Солнца почти 250 земных лет! С момента открытия этой планеты в 1930 г. он еще не успел совершить ни одного оборота.

Проверьте свои знания

1. Какие планеты относят к группе планет-гигантов?

2. Что общего у всех планет-гигантов?

3. Какая планета самая большая в Солнечной системе?

4. У какой планеты больше всего спутников?

5. Какая планета имеет наиболее яркие кольца?

6. Какой газ составляет основу атмосферы планет-гигантов?

7. Какая планета была открыта сначала с помощью расчетов?

8. Какой объект Солнечной системы переведен в 2006 г. в класс планет-карликов?

Подумайте!

1. Составьте характеристику планет-гигантов по плану: а) удаленность от Солнца; б) размеры; в) атмосфера; г) поверхность; д) спутники. Сравните их по этому же плану с планетами земной группы.

2. Почему астрономы древности не знали о существовании огромных планет – Урана и Нептуна, хотя гораздо более маленькие – Меркурий и Марс были им хорошо известны?

3. Во сколько раз диаметр каждой из планет-гигантов больше диаметра Земли?

Обратитесь к диску

Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Планеты-гиганты – это Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Все они имеют огромные размеры и плотную атмосферу. Эти планеты состоят преимущественно из газов и лишены твердых поверхностей. У них есть кольца и многочисленные спутники. С 2006 г. к планетам Солнечной системы не относится Плутон.

Астероиды. Кометы. Метеоры. Метеориты

1 января 1801 г. итальянский астроном Джузеппе Пиацци в свой телескоп обнаружил новое небесное тело, которое выглядело как звезда. Оно и подобные ему тела, открытые позже, получили название астероиды, что означает «звездоподобные» (от греческих слов «астер» – звезда и «оидос» – вид).

В настоящее время обнаружено более 5 тыс. астероидов. Обычно это небольшие, неправильной формы небесные тела диаметром от одного до нескольких десятков километров.

Астероид Ида

Конечно, астероиды – это не звезды. Как и планеты, они не испускают собственного света и обращаются вокруг Солнца. Поэтому их еще называют малыми планетами.

Астероид Гаспра (назван в честь небольшого городка в Крыму)

Астероиды – часть Солнечной системы. Большинство из них движется между орбитами Марса и Юпитера.

Происхождение астероидов до конца еще не выяснено. Долгое время ученые предполагали, что это остатки некой разрушившейся планеты. Но последние исследования показывают, что, скорее всего, это остатки того «строительного материала», из которого когда-то образовались все известные нам планеты Солнечной системы.

Кометы. Эти небесные тела получили свое название от греческого слова «кометес», что значит «волосатая». Немногие природные явления пугали людей так, как появление яркой кометы. Оно считалось предвестником различных бед, таких как эпидемии, голод, войны.

Кометы

Но постепенно ученые накапливали знания об этих необычных небесных телах, и теперь известно, что они – часть Солнечной системы. Кометы движутся по вытянутым орбитам, то приближаясь к Солнцу, то удаляясь от него.

Строение кометы

Главная часть кометы – твердое ядро. Его диаметр обычно бывает от 1 до 10 км. Состоит ядро из льда, замерзших газов и твердых частичек некоторых других веществ.

По мере приближения кометы к Солнцу ядро нагревается, и его вещества начинают испаряться. Вокруг ядра образуется газовая оболочка, а затем появляется длинный хвост. Хвост кометы может вытягиваться на миллионы километров! Он всегда направлен в сторону от Солнца и состоит из газов и мелкой пыли. Когда комета удаляется от Солнца, ее хвост и газовая оболочка постепенно исчезают.

Со временем под действием солнечного тепла многие кометы полностью разрушаются. Их частички рассеиваются в космическом пространстве.

Кометы, заметные невооруженным глазом, появляются редко. Но при помощи телескопов ученые наблюдают их довольно часто.

В межпланетном пространстве движется огромное количество так называемой космической пыли. В большинстве случаев это остатки разрушившихся комет. Временами они врываются в атмосферу Земли и вспыхивают, проносясь по черному небу яркой светящейся черточкой: кажется, что падает звезда. Эти световые вспышки называют метеорами (от греческого слова «метеорос» – парящий в воздухе).

Космические частицы раскаляются в результате трения об атмосферу, вспыхивают и сгорают. Обычно это происходит на высоте 80—100 км над Землей.

Кроме космической пыли, в межпланетном пространстве движутся и более крупные тела, в основном это обломки астероидов. Попадая в атмосферу Земли, они не успевают в ней сгореть. Их остатки падают на поверхность Земли. Упавшие на Землю космические тела называют метеоритами. Метеориты делят на три большие класса: каменные, железные и железокаменные.

Падение крупных метеоритов на Землю – явление довольно редкое. Обычно их масса колеблется от сотен граммов до нескольких килограммов. Самый большой из найденных метеоритов весил более 60 т.

Ученые внимательно изучают этих космических «пришельцев», так как они позволяют судить о составе небесных тел, о процессах, происходящих в космосе.