Исследование Мстинского метеорита
жүктеу/скачать 9.85 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Объект исследования
- Малые тела Солнечной системы. Астероиды.
- Метеоритное вещество и метеориты.
- Как узнать метеорит.
- Мстинский метеорит 1953 года
- Исследовательская часть.
Страница | Федеральное агентство по образованию РФ Комитет по образованию города Великого Новгорода Городское научное общество учащихся (секция «физика») Муниципальное (автономное) образовательное учреждение «Гимназия «Исток» Научно-исследовательская работа на тему «Исследование Мстинского метеорита» 
Выполнила:Андреева Анна, Ученица10 «А» класса Руководитель: Тихонова И.В., учитель физики Великий Новгород 2011год
Содержание Введение ………………………………..2 Малые тела Солнечной системы
Метеоритное вещество и метеориты…………………………….10 Болиды и метеориты………………..10 Как узнать метеорит………………..13 Мстинский метеорит 1953 года…...14 Исследовательская часть ( доказательство)……………………. 17 Источники…………………………… 25 Заключение и выводы ……………..26
Меня всегда увлекала астрономия, потому, что она изучает те объекты и явления, которые наблюдаются в небе, а небо ещё с древности притягивало людей. Все люди Земли живут под одним и тем же небом. Его красота пробуждает в нас высокие и светлые чувства, дарит радость, спокойствие, вдохновение. Притягивает… Недавно по счастливой случайности мне подарили метеорит. Я усомнилась в его подлинности и решила провести исследования.
В ночь на 1 января 1801 г. на обсерватории в Палермо (остров Сицилия) астроном Джузеппе Пиацци, занимаясь составлением каталога звёзд в созвездии Близнецов, обнаружил слабую звёздочку примерно 7-й звёздной величины, которая отсутствовала на звёздных картах. Через несколько дней учёный к удивлению своему заметил, что звёздочка движется, причём так, как должна перемещаться по небу планета, расположенная дальше Марса. К сожалению, сначала болезнь, потом неблагоприятные условия наблюдений прервали работу Пиацци. В результате слабый небесный объект затерялся среди звёзд. Об открытии узнал молодой немецкий математик Карл Фридрих Гаусс. Он разработал новый метод, позволявший по немногим наблюдениям рассчитать точную эллиптическую орбиту небесного тела и затем вычислить его положение на будущее время. Это стало большим достижением в области небесной механики. Через год утерянную планету нашли в предсказанном месте и больше уже не теряли. Пиацци предложил назвать её Церерой - по имени древнеримской богини плодородия, покровительницы Сицилии. Вдохновлённые успехом, европейские астрономы следили за движением Цереры (самый крупный астероид из всех обнаруженных - его диаметр 933 км) и неожиданно в марте 1802 г. вблизи неё обнаружили ещё одну похожую маленькую планету. Ей дали имя Паллада в честь древнегреческой богини Афины Паллады. Удивительным оказалось то, что среднее расстояние от Солнца обеих планет практически совпадает и составляет 2,8 а. е. Именно на этом расстоянии должна была бы обращаться пятая планета (между Марсом и Юпитером) в соответствии с правилом Тициуса - Боде. В 1804 г была открыта третья представительница этой семьи, получившая имя Юнона, а в 1807 г - четвёртая, Веста. Все они были настолько малы, что даже при тысячекратных увеличениях выглядели слабыми звёздочками, не имеющими заметного диска. Поэтому Уильям Гершель предложил называть новые планеты астероидами, то есть "звездоподобными". В последующие годы усовершенствование телескопов и изобретение фотографии вызвали всё увеличивающийся поток открытий астероидов. К 1880 г. их было известно около 200, в 1923 г. замечен тысячный, на 1980 г. в списки занесено почти 2500. По данным на 1991 г., постоянные номера в каталогах и названия получили 4646 астероидов, сейчас их известно значительно больше. Пока открыты лишь самые крупные астероиды. Мелких - ещё многие миллионы. Пояс астероидов. Орбиты 98% пронумерованных астероидов расположены между орбитами Марса и Юпитера. Их средние расстояния от Солнца составляют от 2,2 до 3,6 астрономических единиц. Они образуют так называемый главный пояс астероидов. Все астероиды, как и большие планеты, движутся в прямом направлении. Периоды их обращения вокруг Солнца составляют, в зависимости от расстояния, от трёх до девяти лет. Нетрудно сосчитать, что линейная скорость приблизительно равна 20 км/с. Орбиты многих астероидов заметно вытянуты. Эксцентриситеты редко превышают 0,4. Большинство орбит располагается близко к плоскости эклиптики, т. е. к плоскости орбиты Земли. Наклоны обычно составляют несколько градусов, однако бывают и исключения. Так, орбита Цереры имеет наклон 35°, известны и большие наклонения. Если на макете Солнечной системы орбиты астероидов изобразить проволочными кольцами, то получится рыхлый ажурный тор хаотически переплетённых в пространстве эллипсов. Кометы. В Солнечной системе кроме больших и малых планет существуют и другие небесные тела. Прежде всего, это кометы, которые еще называют хвостатыми звездами. Это небольшие, размером в несколько километров, глыбы из камня и льда. По законам Кеплера кометы, подобно прочим телам Солнечной системы, движутся по эллиптическим орбитам. Но их орбиты очень вытянуты, так что самая удаленная от Солнца точка обычно расположена намного дальше орбиты самой далекой планеты - Плутона. Когда комета из холодной глубины космоса приближается к Солнцу, она становится видна даже невооруженным глазом. По мере приближения к Солнцу его сильное излучение начинает нагревать тело кометы и замерзшие газы испаряются. Они расширяются, окутывая твердое тело кометы и образуя ее гигантскую газовую "голову". Солнечное излучение так сильно воздействует на газ, что часть его выдувается из головы кометы и образует кометный "хвост", сопровождающий ее на всем пути вблизи Солнца. Большинство комет появляется только один раз и затем навсегда исчезает в глубинах Солнечной системы, там, откуда они пришли. Но есть и исключения - периодические кометы. Размеры орбит большинства комет в тысячи раз больше поперечника планетной системы. Вблизи афелиев своих орбит кометы находятся большую часть времени, так что на далеких окраинах Солнечной системы существует облако комет - так называемое облако Оорта. Его происхождение связано, по-видимому, с гравитационным выбросом ледяных тел из зоны планет - гигантов во время их образования. Облако Оорта содержит миллиарды кометных ядер. У всех комет при их движении в области, занятой планетами, орбиты изменяются под действием притяжения планет. При этом среди комет, пришедших с периферии облака Оорта, около половины приобретает гиперболические орбиты и теряется в межзвездном пространстве. У других, наоборот, размеры орбит уменьшаются, и они начинают чаще возвращаться к Солнцу. Изменения орбит бывают особенно велики при тесных сближениях комет с планетами-гигантами. Известно около 100 короткопериодических комет, которые приближаются к Солнцу через несколько лет или десятков лет и поэтому сравнительно быстро растрачивают вещество своего ядра. Орбиты комет скрещиваются с орбитами планет, поэтому, изредка должны происходить столкновения комет с планетами. Часть кратеров на Луне, Меркурии, Марсе и других телах образовались в результате ударов ядер комет. Комета Галлея. В 1705 году Эдмонд Галлей, используя Ньютоновские законы движения, предсказал, что комета, которую наблюдали в 1531, 1607 и 1682 годах, должна возвратиться в 1758 году (что, увы, было уже после его смерти). Комета действительно возвратилась, как было предсказано, и позже была названа в его честь. Средний период обращения кометы Галлея вокруг Солнца равен 76 годам. Последнее ее прохождение через перигелий наблюдалось в феврале 1986 года. Ядро кометы Галлея имеет размеры приблизительно 16x8x8 километров. Вопреки ожиданиям, оно очень темное: его альбедо составляет всего лишь 0.03, что делает его еще более темным, чем каменный уголь. Таким образом, ядро кометы Галлея является одним из самых темных объектов в Солнечной системе. Плотность ядра кометы Галлея очень низкая, всего около 0.1 грамма на см3, что говорит о том, что оно имеет пористую структуру, поскольку состоит в основном из пыли со льдом. Комета Галлея вернется во внутреннюю Солнечную систему в следующий раз в 2062 году. Комета Хиакутаке. Первые месяцы 1996 года ознаменовались открытием новой кометы - кометы Хиакутаке, которая на протяжении нескольких недель являлась одним из наиболее ярких объектов на небесной сфере. Она была открыта, когда была удалена от Земли на расстояние в 300 млн. км. Предварительные данные не исключают возможности того, что предыдущий визит этой кометы в солнечную систему происходил 10-20 тысяч лет тому назад, однако окончательный ответ требует детальных исследований. Одной из основных особенностей кометы Хиакутаке является большой наклон ее орбиты к плоскости эклиптики. Этим определялись чрезвычайно удачные условия ее наблюдений. По мере приближения к Земле яркость кометы постоянно возрастала, и 23 марта комету можно было наблюдать даже невооруженным взглядом. С 23 по 27 марта 1996 года она быстро переместилась из созвездия Волопаса в созвездие Большой Медведицы и далее - к Полярной звезде. На минимальном расстоянии в 17 млн. км от Земли комета Хиакутаке находилась 25 марта 1996 года, двигаясь, со скоростью 50 км/сек. В настоящее время она удаляется от Солнца. !Рекорды комет Самая большая кома за все время наблюдений была у Большой кометы 1811года. Её ширина достигала 3 200 00 км – это больше диаметра Солнца! У Большой кометы 1843 года был самый длинный хвост: его можно было бы протянуть от Солнца до Марса. Больше всего хвостов было у кометы Де Шезо – не менее шести, и все яркие. Рекорд по продолжительности периода принадлежит комете Делевана, которую видели в 1914 году; возможно, её период составляет 24 000 000лет. Метеоры и метеориты. Метеором называется световое явление, возникающее на высоте от 130 до 80 км при вторжении в земную атмосферу частиц - метеорных тел из межпланетного пространства. Скорости движения метеорных тел по отношению к Земле могут быть различными - от 11 до 75 км/сек в зависимости от того, догоняет ли метеорное тело Землю при ее обращении вокруг Солнца или же движется ей навстречу. На протяжении суток можно зарегистрировать около 28 000 метеоритов. Масса метеорного тела, вызывающего такое явление, составляет всего 4.6 грамма. Кроме единичных метеоров несколько раз в год можно наблюдать целые метеорные потоки (метеорные дожди). И если обычно за один час наблюдатель регистрирует 5-15 метеоритов, то во время метеорного дождя - 100, 1000 и даже до 10 000. Это означает, что в межпланетном пространстве движутся целые рои метеорных частиц. Метеорные потоки на протяжении нескольких ночей появляются примерно в одной и той же области неба. Если их следы продолжить назад, то они пересекутся в одной точке, которая называется радиантом метеорного потока. Источником практически всех малых метеорных частиц являются, по-видимому, кометы. Крупные метеорные тела имеют астероидное происхождение. В отдельных случаях крупное метеорное тело при своем движении в атмосфере не успевает испариться и достигает поверхности Земли. Этот остаток метеорного тела называется метеоритом. Хондрами называют мелкие круглые частицы серого цвета, часто с коричневым оттенком, обильно вкрапленные в каменную массу. Железные метеориты практически полностью состоят из никелистого железа. Из расчетов следует, что наблюдаемая структура железных метеоритов образуется в случае, если в интервале температур примерно от 600 до 4000С вещество охлаждается со скоростью 1 - 100С за миллион лет. Каменные метеориты, в которых нет хондр, называются ахондритами. Анализ показал, что в хондрах содержатся практически все химические элементы. Крупнейший из известных метеоритов находится на месте падения в пустыне Адрар (Западная Африка), его вес оценивается в 100 000 тонн. Второй по величине железный метеорит Гоба, весом 60 тонн, находится в Юго-Западной Африке, третий, весом 50 тонн, хранится в Нью-йоркском музее естественной истории. Если в атмосферу Земли влетает метеорное тело, вес которого превышает 1 000 000 тонн, то оно углубляется в грунт на 4-5 своих диаметров, вся его огромная кинетическая энергия превращается в тепло. Возникает сильнейший взрыв, при котором метеорное тело в значительной степени испаряется. На месте взрыва образуется воронка - кратер. Одним из наиболее эффектных является кратер в штате Аризона (США). Его диаметр составляет 1200 м, а глубина - 175 м; вал кратера поднят над окружающей пустыней на высоту около 37 метров. Возраст этого кратера - около 5000 лет. 1)Хондрит (каменный метеорит). 2)Железный метеорит.   3)Ахондрит (каменный метеорит, не содержащий хондр).
 
 
 
 1) и 4)Комета Галлея.
2)Комета Хиакутаке. 3)Комета Хейла-Боппа. 5)Последовательные стадии падения кометы Шумейкера-Леви 9 на Юпитер. Метеоритное вещество и метеориты. Каменные и железные тела, упавшие на Землю из межпланетного пространства, называются метеоритами, а наука, их изучающая - метеоритикой. В околоземном космическом пространстве движутся самые различные метеороиды (космические осколки больших астероидов и комет). Их скорости лежат в диапазоне от 11 до 72 км/с. Часто бывает так, что пути их движения пересекаются с орбитой Земли, и они залетают в её атмосферу. Явления вторжения космических тел в атмосферу имеют три основные стадии: 1. Полёт в разреженной атмосфере (до высоты около 80 км). Частицы воздуха соударяются с телом, прилипают к нему или отражаются и передают ему часть своей энергии. Тело нагревается от непрерывной бомбардировки молекулами воздуха, но не испытывает заметного сопротивления, и его скорость остаётся почти неизменной. 2. Полёт в атмосфере в режиме непрерывного обтекания тела потоком воздуха, то есть когда воздух считается сплошной средой и атомно-молекулярный характер его состава явно не учитывается. На этой стадии перед телом возникает головная ударная волна, за которой резко повышается давление и температура. Само тело нагревается за счет конвективной теплопередачи, а так же за счет радиационного нагрева. Температура может достигать несколько десятков тысяч градусов, а давление до сотен атмосфер. При резком торможении появляются значительные перегрузки. Возникают деформации тел, оплавление и испарение их поверхностей, унос массы набегающим воздушным потоком. 3. При приближении к поверхности Земли плотность воздуха растёт, сопротивление тела увеличивается, и оно либо практически останавливается на какой-либо высоте, либо продолжает путь до прямого столкновения с Землёй. При этом часто крупные тела разделяются на несколько частей, каждая из которых падает отдельно на Землю. При сильном торможении космической массы над Землёй сопровождающие его ударные волны продолжают своё движение к поверхности Земли, отражаются от неё и производят возмущения нижних слоёв атмосферы, а так же земной поверхности. Болиды и метеориты Болидом называется довольно редкое явление—летящий по небу огненный шар. Это явление вызывается вторжением в плотные слои атмосферы крупных твердых частиц, называемых метеорными телами. Двигаясь в атмосфере, частица нагревается вследствие торможения, и вокруг неё образуется обширная светящаяся оболочка, состоящая из горячих газов. Болиды часто имеют заметный угловой диаметр и бывают, видны даже днём. Суеверные люди принимали такие огненные шары за летящих драконов с огнедышащей пастью. От сильного сопротивления воздуха метеорное тело нередко раскалывается и с грохотом выпадает на Землю в виде осколков. Остатки метеорных тел, упавшие на Землю, называются метеоритами. Метеорное тело, имеющее небольшие размеры, иногда целиком испаряется в атмосфере Земли. В большинстве случаев его масса за время полета сильно уменьшается, и до Земли долетают лишь остатки, обычно успевающие остыть, когда космическая скорость уже погашена сопротивлением воздуха. Иногда выпадает целый метеоритный дождь. При полете метеориты оплавляются и покрываются черной корочкой. Один такой "черный камень" (Кабба) в Мекке вделан в стену храма и служит предметом религиозного поклонения. Метеориты — каменные или железные тела, падающие на Землю из межпланетного пространства; представляют собой остатки метеорных тел, не разрушившихся полностью при движении в атмосфере. Падения метеоритов на Землю сопровождаются световыми, звуковыми и механическими явлениями. По небу проносится яркий огненный шар, называемый болидом, сопровождаемый хвостом и разлетающимися искрами. По пути движения болида на небе остается след в виде дымной полосы, который из прямолинейного под влиянием воздушных течений принимает зигзагообразную форму. Ночью болид освещает местность на сотни километров вокруг. После того как болид исчезает, через несколько секунд раздаются похожие на взрывы удары, вызываемые ударными волнами. Эти волны иногда вызывают значительное сотрясение грунта и зданий. Метеориты могут выпадать в тех случаях, когда скорость вторгшегося в земную атмосферу метеорного тела не превосходит 22 км/с и если это тело обладает достаточной механической прочностью. Встречая сопротивление воздуха, метеорное тело тормозится, кинетическая энергия его переходит в теплоту и свет. В результате поверхностный слой метеорита и образующаяся вокруг него воздушная оболочка нагреваются до нескольких тысяч градусов. Вещество метеорного тела после вскипания испаряется, частично разбрызгивается на мельчайшие капельки. Падая на Землю почти отвесно, обломки метеорного тела остывают и при достижении грунта оказываются только теплыми. Они бывают покрыты затвердевшей корой плавления. В месте падения метеоритов образуются углубления, размеры и форма которых зависят от массы метеоритов и скорости их падения. Самый крупный метеорит был найден в Юго-Западной Африке в 1920 г. Метеорит этот, названный Гоба (названия даются по населенному пункту, ближайшему к месту падения), железный, масса его около 60 т. Такие крупные метеориты падают редко. Как правило, массы метеоритов составляют сотни граммов или несколько килограммов. К крупнейшим метеоритам относится железный Сихотэ-алинский, упавший в СССР в 1947 г. Он еще в атмосфере раскололся на тысячи частей и выпал на Землю "железным дождём". При ударе о грунт части метеорита раздробили скальные породы, образовали в них кратеры и воронки. Было обнаружено 200 кратеров и воронок диаметром от 20 см до 26 м. Масса Сихотэ-алинского метеорита оценивается в 70 т, собрано более 23т.
Метеориты состоят из тех же химических элементов, которые имеются и на Земле. Это в основном следующие восемь элементов: железо, никель, магний, кремнии, сера, алюминий, кальций и кислород. Остальные элементы встречаются в метеоритах в очень малых количествах. Соединяясь между собой, эти элементы образуют в метеоритах различные минералы, большинство которых имеется и на Земле. Но встречаются метеориты и с неизвестными на Земле минералами. Железные метеориты почти целиком состоят из железа в соединении с никелем и незначительным количеством кобальта. В каменистых метеоритах находятся силикаты — минералы, представляющие собой соединения кремния с кислородом и примесью других элементов (магния, алюминия, кальция и др.). Встречается в каменных метеоритах и никелистое железо в виде зёрнышек, рассеянных по всей массе метеорита. Железокаменные метеориты состоят почти из равных количеств каменистого вещества и никелистого железа. Если взглянуть на излом каменного метеорита, то можно заметить округлые частицы - хондры. Они имеют форму шариков диаметром 2—5 мм. Встреча с Землей. Земля встречается лишь с теми метеорными потоками, орбита которых пересекает земную орбиту. При встрече Земли с потоками метеорных частиц наблюдаются метеоры с почти параллельными траекториями в атмосфере (метеорный поток). Как узнать метеорит. За год на поверхность Земли падает не менее тысячи метеоритов, но в руки учёных попадают немногие. Практически все они найдены случайно. Известно три основных класса метеоритов. Железные представляют собой монолитные куски железоникелевого сплава. Железокаменные напоминают металлическую губку, заполненную силикатным веществом. На Земле такие горные породы не встречаются. Каменные метеориты узнать труднее. Надёжно это сделать могут только специалисты. Однако простейшие признаки метеоритов указать можно. 1. Большая плотность: метеориты тяжелее, чем, например, гранит или осадочные породы. 2. На поверхности метеоритов часто видны регмаглипты — сглаженные углубления, напоминающие вмятины пальцев на глине. 3. На свежих экземплярах видна темная, тонкая (толщиной около 1 мм) кора плавления. 4. Излом чаще всего серого цвета, на котором иногда заметны маленькие (размером около 1 мм) шарики — хондры. 5. Заметна намагниченность: стрелка компаса заметно отклоняется. 6. С течением времени окисляются на воздухе, приобретая бурый, ржавый цвет. Мстинский метеорит 1953 года Историческая справка: 8 мая 1953 года в среднем течении реки Мста (Новгородская область) произошло явление, до сих пор не поддающееся объяснениям современной науки. Около 20 часов небо было освещено неизвестным "телом", движущимся в направлении северо-запад - юго-восток, явление сопровождалось громким, свистящим звуком, за "телом" тянулся длинный разноцветный шлейф. "Болид" врезался в землю в 100 метрах от берега реки, произошел мощный взрыв, сопровождавшийся большим выбросом тепловой энергии (сгорело несколько гектаров леса, семь колхозных стогов). После взрыва в земле осталась воронка более 20 метров в диаметре. Полет болида был зафиксирован учеными Пулковской обсерватории. Осколки метеорита. Крупный осколок - 3.886 гр. Место падения за полвека овеяно мифами и легендами. Жители близлежащих деревень рассказывают о часто появляющихся в районе падения НЛО. Во время грозы все молнии бьют исключительно в кратер от болида. Сильно изменился состав растительности. Дикие животные обходят кратер стороной. По рассказам потомственного народного целителя Волкова В.С., осколки метеорита обладают удивительными свойствами, и он уже несколько лет успешно использует их в своей лечебной практике.
Большая плотность: метеориты тяжелее, чем, например, гранит или осадочные породы. Лабораторная работа Сравнение плотности исследуемого физического тела с плотностями гранита и осадочных пород. Цель: измерить плотности твёрдых тел и сравнить их. Оборудование: отливной стакан, мензурка, нитка, различные твердые тела. Ход работы:
Вывод: плотность исследуемого тела больше, чем плотность гранита и осадочных пород. 2) признак метеорита На поверхности метеоритов часто видны регмаглипты — сглаженные углубления, напоминающие вмятины пальцев на глине.
3) признак метеорита На свежих экземплярах видна темная, тонкая (толщиной около1мм) кора плавления. 4) признак метеорита Излом чаще всего серого цвета, на котором иногда заметны маленькие (размером около 1 мм) шарики — хондры.
5) признак метеорита Заметна намагниченность: стрелка компаса заметно отклоняется.
6 признак метеорита С течением времени окисляются на воздухе, приобретая бурый, ржавый цвет.
1)Я растворила метеорит в соляной кислоте. По внешнему виду можно предположить, что здесь присутствует железо, причем 3 валентное, потому, что если образовался раствор желтого цвета, то у нас в большей степени железо переходит в степень окисления +3.Когда я растворяла, я наблюдала выделение газа, это говорит о том, что железо есть. 2Fe +6 HCl =2 FeCl3+3H2↑ 2)Приведу теперь качественную реакцию на 3 валентное железо. Когда я добавляю родонит калия и я вижу, что появилось характерное красное окрашивание т.к. получился хлорид гексоциана железа 3, т.е. я доказала наличие трех валентного железа. Fe+3Cl3+3KNCS= Fe+3(NCS)3+3KCl 3)Потом я еще хотела подтвердить свои предположения и в исследуемый раствор добавила гидроксид натрия, но бурого осадка не получилось, а получился зеленоватый осадок, значит, мы можем сделать предположение, что здесь и 2 валентное железо и 3 валентное. Fe+2Cl2 +2 NaOH=Fe+2(OH)2 + 2 NaCl Затем я провела реакцию с красной и желтой кровяной солью, и пошла и та и другая реакция значит и 2 валентное и 3 валентное железо присутствуют. Красная кровяная соль определяет 3валентное железо Желтая кровяная соль определяет 2 валентное железо Вывод: основной компонент - железо. Источники.
Заключение. Я изучила большое количество научной и научно-популярной литературы. Провела физические и химические исследования. И по результатам исследований можно сделать вывод, что данное физическое тело – железно-каменный метеорит. жүктеу/скачать 9.85 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
