Chuyên đề học tập Vật lí 10 - Bài 5: Đặc Điểm Chuyển Động Nhìn Thấy Của Một Số Thiên Thể Trên Nền Trời Sao | Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

?

Hãy nêu cấu trúc của hệ Mặt Trời và sự chuyển động của các hành tinh trong hệ Mặt Trời.

Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh có thành phần chính từ băng, nước, ammonia và methane.

Hệ Mặt Trời có vành đai tiểu hành tinh nằm giữa quỹ đạo của Hoả tinh và Mộc tinh. Các tiểu hành tinh này cấu tạo phần nhiều bằng đá và kim loại. 

Đường đi của Mặt Trời quan sát thấy là một cung tròn hướng từ Đông sang Tây trên quả cầu không gian.

Hình 5.3. Hình ảnh nhìn thấy đường đi của Mặt Trời quan sát từ Trái Đất.

Hình 5.4. Mặt Trời mọc và lặn

Điểm cao nhất của Mặt Trời là lúc giữa trưa, ở vị trí giao giữa đường đi của Mặt Trời với cung tròn trên trục Bắc – Nam của Trái Đất.

Đường đi của Mặt Trời thay đổi theo các mùa làm ảnh hưởng đến khoảng thời gian giữa hai Mặt Trời mọc và lặn khác nhau. 

Hình 5.5. Mô tả đường đi quan sát thấy của Mặt Trời theo các mùa trong năm.

Đường đi của Mặt Trời cao dần từ mùa đông đến mùa hạ. Mùa hạ, Mặt Trời ở vị trí cao nhất trên hướng chính Nam.

Hình 5.6. Hình ảnh quan sát độ cao của Mặt Trời theo mùa đông và mùa hạ trong năm

Mặt Trăng là vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái Đất. Mặt Trăng không tự phát sáng mà phản xạ ánh sáng của Mặt Trời, hướng trái đất. Từ Trái Đất quan sát thấy Mặt Trăng mọc cong hướng Đông và lặn hướng Tây như Mặt Trời.

Mặt Trăng vào ngày rằm là tròn nhất và thường xuất hiện khoảng 6 giờ tối ở hướng Đông và lặn ở hướng Tây vào khoảng 6 giờ sáng. 

Hình 5.7. Hình ảnh đường đi của Trăng rằm quan sát thấy trên Trái Đất

Hình 5.8. Hình ảnh Mặt Trăng vào một số ngày trong tháng.

Mặt Trăng xoay quanh Trái Đất với chu kì là 29,5 ngày và chuyển động cùng Trái Đất quay quanh Mặt Trời. Ngoài chuyển động quay quanh Trái Đất, Mặt Trăng cũng tự quay quanh mình nó với chu kì bằng chu kì quay quanh Trái Đất. Nên Mặt Trăng luôn hướng một mặt duy nhất về phía Trái Đất.

Hình 5.9. Mô tả sự tự quay và sự chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất.

Hình 5.10. Hình ảnh Mặt Trăng ở vị trí và thời điểm khác nhau 

Thủy tinh, Kim tinh là hai hành tinh ta có thể nhìn thấy bằng mắt thường vào ban đêm.

Hình 5.11. Hình ảnh Thủy tinh, Kim tinh, Hỏa tinh và các hành tinh khác trong hệ Mặt Trời quan sát thấy từ Trái Đất.

Thủy tinh, Kim tinh chuyển động quanh Mặt Trời trên một quỹ đạo gần tròn. Kim tinh ở xa Mặt Trời hơn Thủy tinh nên có chu kì chuyển động lớn hơn, mất nhiều thời gian hơn để hoàn thành một vòng quay xung quanh Mặt Trời.

Hình 5.12. Hình ảnh Thủy tinh, Kim tinh và Mộc tinh trên bầu trời. 

?

1. Hãy so sánh mô hình hệ địa tâm của Ptolemy và hệ nhật tâm của Copernic về sự chuyển động của các hành tinh.
2. Tìm kiếm trên internet, sách báo để nêu một số hạn chế của mô hình hệ nhật tâm so với mô hình hệ Mặt Trời ngày nay.

Hằng ngày Mặt Trời mọc lên ở phía Đông và sau đó lặn xuống ở phía Tây. Trung bình mất 24 giờ để từ giữa trưa quay trở lại giữa trưa của ngày hôm sau. Mỗi ngày ta sẽ thấy Mặt Trời mọc và lặn lặp đi lặp lại với hiện tượng một chu kì, nhưng vị trí của nó lúc mọc và lúc lặn so với đường chân trời lặp lại đúng một năm.

Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất theo quỹ đạo gần tròn. Mặt phẳng quỹ đạo của nó nghiêng với mặt phẳng quỹ đạo Trái Đất một góc khoảng 8°. Trên Hình 5.16 ta giả sử tia sáng mặt trời là những tia song song và nằm trong mặt phẳng hoàng đạo. Tia sáng mặt trời làm với tia sáng phản chiếu từ Mặt Trăng đến Trái Đất một góc (gọi là góc pha). Tuy vị trí cực Mặt Trăng so với Trái Đất và Mặt Trời ta sẽ có góc pha khác nhau, ứng với hình dạng khác nhau của Mặt Trăng.

Hình 5.16. Các pha của Mặt Trăng nhìn từ Trái Đất

Hình 5.19. Từ Trái Đất quan sát Kim tinh, Thuỷ tinh 

EM CÓ BIẾT?

Thủy tinh và Kim tinh đi vào trong ánh sáng của Mặt Trời, rồi lại xuất hiện ở phía bên phải Mặt Trời và chuyển dịch về phía Tây. Sau đó thì Thủy tinh và Kim tinh xuất hiện trên bầu trời vào rạng sáng, trước khi Mặt Trời mọc. Thủy tinh và Kim tinh đi xa khỏi Mặt Trời về phía Tây (Thủy tinh không vượt quá 28°, Kim tinh không vượt quá 48°). Thủy tinh và Kim tinh lại đến điểm dừng, rồi lại bắt đầu chuyển động theo hướng ngược lại gần Mặt Trời, biến mất trong ánh sáng rực rỡ của Mặt Trời và lại xuất hiện ở phía bên trái Mặt Trời.

Và như vậy, đối với người quan sát trên Trái Đất sẽ thấy Thủy tinh và Kim tinh chuyển động trên bầu trời tạo nên quỹ đạo hình vòng nút được thể hiện như Hình 5.20.

Hình 5.20. Từ Trái Đất khi quan sát các hành tinh vòng trong ta thây quỹ đạo hình nút

EM ĐÃ HỌC

• Mô hình hệ Mặt Trời, vị trí của hệ Mặt Trời trong thiên hà.
• Mô hình hệ nhật tâm của Copernic.
• Chuyển động nhìn thấy của Mặt Trời, Mặt Trăng, Thủy tinh, Kim tinh.
• Các pha của Mặt Trăng nhìn thấy từ Trái Đất.

EM CÓ THỂ

1. Giải thích được chuyển động của các thiên thể bằng mô hình hệ nhật tâm của Copernic.
2. Giải thích được các pha nhìn thấy của Mặt Trăng từ các vị trí khác nhau trên Trái Đất.
3. Vẽ hình mô tả và giải thích được chuyển động tạo thành hình vòng nút của các hành tinh.

EM CÓ BIẾT?

THÔNG ĐIỆP GỬI CÁC VÌ SAO

Vào năm 1973, hình ảnh bên đã được truyền vô vũ trụ bằng một kính thiên văn vô tuyến khổng lồ đặt tại Arecibo ở Puerto Rico. Thông điệp được nhằm vào M13, một đám mây hình cầu, là tập hợp của hàng ngàn vì sao. Thông điệp chứa 1 679 xung “bạn” và “tắt”, diễn tả một chuỗi các thông tin đơn, trắng của một bức tranh. Các xung này được sắp đặt theo 73 hàng và 23 cột. Thông điệp bắt đầu bằng sự minh hoạ cách thức diễn tả mã nhị phân. Tiếp theo là bảng liệt kê số nguyên tử hydrogen, nitrogen, oxygen, và phosphorus, những nguyên tố cơ bản của sự sống trên Trái Đất. Các số khác dựa vào khối lượng và cấu trúc của nucleotide, sơ đồ nhân đôi của DNA và RNA, và kèm theo một bức tranh phân tử DNA. Cùng có một bức tranh về con người, dân số thế giới, Hệ Mặt Trời và và kính thiên văn vô tuyến Arecibo cũng như kích thước của chúng.