Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Января 2011 в 00:40, курсовая работа
Вильям Гершель (Фридрих Вильгельм Гершель, англ. William Herschel; 15 ноября 1738, Ганновер — 25 августа 1822, Слау близ Лондона) — английский астроном немецкого происхождения. Брат Каролины Гершель, отец Джона Гершеля
1. Введение
2. Биография Вильяма Гершеля и его вклад в астрономию.
3. Заключение.
4. Список используемой литературы.
Содержание
Введение
Астрономия
— это наука о Вселенной, изучающая
движение, строение, происхождение
и развитие небесных тел и их систем.
Как и все на свете, астрономия
имеет длительную историю, едва ли не
большую, чем любая другая наука.
С древних
времен люди видели на небе звезды, и
хотели понять, что они из себя представляют.
Объяснить природу звезд
Звезды - это одна из основных форм вещества во Вселенной. В них сосредоточена большая часть вещества во вселенной. В основном звезды расположены в галактиках, вне галактик звезды редки.
Многие небесные “туманности”, если смотреть на них в телескоп, также оказываются группами звёзд. Таков, например, Млечный путь - наша Галактика, включающая сотни миллиардов звёзд. До недавнего времени считалось, что в звёздах сосредоточено почти всё вещество Вселенной. В Солнечной системе, например, масса центральной звезды, Солнца, намного превосходит суммарную массу всехдругих тел: планет, астероидов, комет, пылинок, льдинок. В середине 20-го века казалось, что мы понимаем строение Вселенной: множество Галактик, состоящих из звёзд, с планетными системами вокруг некоторых из них, и всей этой иерархией правит сила всемирного тяготения, или гравитация. Даже считавшиеся редкими двойные звёзды, планеты, газовые и пылевые облака должны подчиняться этой великой силе. Но изучая распределение и движение звёзд в окрестностях Солнечной системы и во всей Галактике, учёные открывали один неожиданный факт за другим.
В Солнечной
системе действует правило: чем
ближе планета к Солнцу, тем быстрее
она вращается вокруг него. То же самое
правило должно действовать в Галактике:
звёзды близкие к центру Галактики должны
вращаться вокруг него гораздо быстрее
звёзд, находящихся на периферии. Однако,
на самом краю Галактики звёзды движутся
также быстро, как близкие к центру. Это
не соответствует законам Кеплера, механики
Ньютона и, в конечном счёте, закону всемирного
тяготения. Чем пристальнее учёные следили
за движением звёзд, тем более странным
оно выглядело. Группы звёзд, которые должны
разлетаться в разные стороны, как выяснилось,
держатся вместе миллиарды лет.
Биография Вильяма Гершеля и его вклад в астрономию.
Вильям
Гершель (Фридрих
Вильгельм Гершель, англ.
William Herschel; 15 ноября 1738, Ганновер — 25 августа 1822,
Слау близ Лондона) — английский астроном
немецкого происхождения. Брат Каролины Гершель, отец Джона Гершеля.[1]
ГЕРШЕЛЬ Каролина Лукреция (16.III 1750 — 9.I 1848) Английский астроном, сестра и помощница В. Гершеля. Р. в Ганновере (Германия). Под руководством брата изучила основы математики и потом самостоятельно обрабатывала его наблюдения. Завершила к 1828 подготовку к печати каталогов открытых В. Гершелем туманностей и звездных скоплений (свыше 2500 объектов). Самостоятельно проводила астрономические наблюдения. Открыла 8 комет (1786—1797) и 14 туманностей. Выполнила большую и трудоемкую работу по составлению указателя со списком погрешностей для звездного каталога Дж. Флэмстида и составила новый дополнительный каталог, в который включила 561 звезду, пропущенную Флэмстидом. Написала воспоминания о В. Гершеле. Почетный член Ирландской королевской АН (1838) и Лондонского королевского астрономического об-ва (1835). Золотая медаль Лондонского королевского астрономического об-ва (1828).[3]
(англ. John Frederick William Herschel, 7 марта 1792 — 11 мая 1871) — известный английский астроном и физик, сын Вильяма Гершеля. Родился в Слау (графство Бакингемшир) и уже в детстве обнаруживал замечательные способности.[4] Хотя он был сперва помещён в местную школу, но вскоре родители взяли его оттуда и до 17 лет он занимался дома, под руководством наставника Роджерса, изучая классические и новые языки, математику, музыку и пр. Поступив в Кембриджский университет, в коллегию St. John, Гершель показал выдающиеся способности по математике и между прочим составил задачник по высшей математике. Первые его учёные труды были: «Some Remarkable Applications of Cotes' Theorem» (1812) и «Considerations of various Points of Analysis» (1814), когда он был уже членом Лондонского королевского общества. По окончании университетского курса Г. поселился в Лондоне, где знакомство с Волластоном обратило его внимание на физику и химию. К этому времени относятся его исследования об интерференции звука и поляризации света.[2] Между прочим, он первый показал теоретические начала, по которым должны составляться объективы из двух стёкол, чтобы по возможности ослабить влияние сферической и хроматической аберрации. Занимаясь исследованием солнечного света, он открыл существование тепловых лучей в части спектра за красными световыми лучами. В 1830 г. появились его классические сочинения о свете и о звуке, в издаваемой тогда в Англии «Encyclopaedia Metropolitana». Частые сношения с отцом и желание проверить и дополнить его наблюдения направили однако силы Г. к астрономии; он переехал в Слау, и установив новый зеркальный телескоп, начал наблюдения кратных звёзд и туманностей. После наблюдений светил северного полушария Гершель пожелал произвести таковые же в южном, и в конце 1833 г. поехал на мыс Доброй Надежды, где в течение четырёх лет неутомимо занимался астрономическими наблюдениями. Обработка этих наблюдений, произведенная без посторонней помощи, потребовала немало времени, и только в 1847 г. напечатаны были «Results of astronomical Observations Rade at the Cape of Good Hope», с обширным и поучительным введением), а также Общий каталог туманностей (General Catalogue of Nebulae, 1864).[4] Из теоретических работ Гершеля по астрономии известен его весьма изящный и практичный способ вычисления орбит двойных звёзд, вошедший во все учебники астрономии; обработав движение спутника звезды γ Virginis, он имел счастье ещё при жизни убедиться в точности своих вычислений, так как спутник следовал по пути им предсказанному. Он обнаружил более 3000 двойных звёзд, но главной темой его исследований стали туманности: в его каталоге их 2307. Гершель был также замечательный оратор и популяризатор научных истин. Его «Outlines of Astronomy», несмотря на устарелость (с 1849 по 1893 г. 12 изданий), до сих пор могут служит образцом общепонятной астрономии; книга эта переведена профессором Драшусовым на русский язык и издана под заглавием «Очерки по Астрономии». В ней, в частности, были введены в обращение Юлианские дни на основе идей, разработанных известным историком и хронологом Джозефом Скалигером.[2] Вернувшись из Африки,
Гершель был окружён почётом, получил
титул наследственного баронета, назначен
директором монетного двора (1850—1855)
и неоднократно был избираем председателем
Королевского астрономического общества.
Гершель женился в 1829 г.
и был отцом многочисленного семейства.
Он погребён в Вестминстерском аббатстве
рядом с могилой Ньютона.[3] Вильям Гершель - один из десяти детей бедного музыканта-еврея Исаака Гершеля (1707—1768), принявшего для женитьбы христианство. Поступил на службу в военный оркестр (гобоистом) и в 1755 г. в составе полка был командирован из Ганновера в Англию (эти два государства были связаны личной унией). В 1757 г. ушёл с военной службы ради занятий музыкой. Работал органистом и учителем музыки в Галифаксе, затем переехал в курортный город Бат, где стал распорядителем публичных концертов. Интерес к музыкальной теории привёл Гершеля к математике, математика к оптике и наконец оптика к астрономии. В 1773 г., не имея средств для покупки большого телескопа, он стал сам шлифовать зеркала и конструировать телескопы и в дальнейшем сам изготавливал оптические приборы как для собственных наблюдений, так и на продажу.[1] На рубеже XVII и XVIII веков астрономия ограничивалась знаниями о солнечной системе. О природе звезд, о расстояниях между ними, об их распределении в пространстве еще ничего не было известно. Первые попытки глубже проникнуть в тайну строения звездной Вселенной путем тщательных наблюдений при помощи возможно более сильных телескопов связаны с именем астронома Гершеля. [1] Фридрих Вильгельм Гершель родился 15 ноября 1738 года в Ганновере в семье гобоиста ганноверской гвардии Исаака Гершеля я Анны Ильзы Морицен. Протестанты Гершели были выходцами из Моравии, которую покинули, вероятно, из религиозных соображений. Атмосферу родительского дома можно назвать интеллектуальной. «Биографическая записка», дневник и письма Вильгельма, воспоминания его младшей сестры Каролины вводят нас в дом и мир интересов Гершеля и показывают тот воистину титанический труд и увлеченность, создавшие выдающегося наблюдателя и исследователя. Он получил обширное, но несистематическое образование. Занятия по математике, астрономии, философии выявили его способности к точным наукам. Но, кроме этого, Вильгельм обладал большими музыкальными способностями и в четырнадцать лет вступил музыкантом в полковой оркестр. В 1757 году, после четырех лет военной службы, он уехал в Англию, куда несколько ранее переселился брат его Яков,капельмейстер ганноверского полка.[1] Не имея ни гроша в кармане, Вильгельм, переименованный в Англии в Вильяма, занялся в Лондоне перепиской нот. В 1766 году он переселился в Бат, где скоро достиг большой известности как исполнитель, дирижер и музыкальный педагог. Но такая жизнь не могла его полностью удовлетворить. Интерес Гершеля к естествознанию и философии, постоянное самостоятельное образование привели его к увлечению астрономией. «Как жаль, что музыка не в сотню раз труднее науки, я люблю деятельность имне необходимо занятие», — писал он брату. В 1773 году Гершель приобрел ряд трудов по оптике и астрономии. «Полная система оптики» Смита и «Астрономия» Фергюсона стали его настольными книгами. В том же году он впервые взглянул на небо в небольшой телескоп с фокусным расстоянием около 75 см, но наблюдения со столь малым увеличением не удовлетворили исследователя. Поскольку средств на покупку более светосильного телескопа не было, он решил сделать его сам. Купив необходимые инструменты и заготовки, он самостоятельно отлил и отшлифовал зеркало для своего первого телескопа. Преодолев большие трудности, Гершель в том же 1773 году изготовил рефлектор с фокусным расстоянием более 1,5 м. Шлифовку зеркал Гершель производил вручную (машину для этой цели он создал только через пятнадцать лет), часто работая по 10, 12 и даже 16 часов подряд, так как остановка процесса шлифовки ухудшала качество зеркала. Работа оказалась не только тяжелой, но и опасной, однажды при изготовлении заготовки для зеркала взорвалась плавильная печь. [1] Сестра Каролина
и брат Александр были верными
и терпеливыми помощниками Как пишет известный американский астроном Ч. Уитни, «с 1773 по 1782 годы Гершели были заняты тем, что превращались из профессиональных музыкантов в профессиональных астрономов». В 1775 году Гершель
начал свой первый «обзор неба» В
это время он еще продолжал
зарабатывать себе на жизнь музыкальной
деятельностью, но истинной его страстью
стали астрономические 13 марта 1781 года, во время наблюдений, Гершель заметил нечто необычное: «Между десятью и одиннадцатью вечера, когда я изучал слабые звезды в соседстве с Н Близнецов, я заметил одну, которая выглядела большей, чем остальные. Удивленный ее необычным размером, я сравнил ее с Н Близнецов и небольшой звездой в квадрате между созвездиями Возничего и Близнецов и обнаружил, что она значительно больше любой из них. Я заподозрил, что это — комета». Объект имел ярко выраженный диск и смещался вдоль эклиптики. Сообщив другим астрономам об открытии «кометы», Гершель продолжал ее наблюдать. Через несколько месяцев два известных ученых — академик Петербургской академии наук д.И. Лексель и академик Парижской академии наук П. Лаплас, — вычислив орбиту открытого небесного объекта, доказали, что Гершель открыл планету, которая располагалась за Сатурном. Планета, названная позднее Ураном, отстояла от Солнца почти на 3 миллиарда км и превышала объем Земли более чем в 60 раз. Впервые в истории науки была обнаружена новая планета, так как известные ранее пять планет испокон веков наблюдались на небе. [3] Открытие Урана История
открытия Урана. После открытия Урана, раздвинуло границы Солнечной системы более чем в два раза и принесло славу ее первооткрывателю. Через девять месяцев после открытия Урана, 7 декабря 1781 года, Гершель был избран членом Лондонского королевского астрономического общества, ему были присуждены степень доктора Оксфордского университета и золотая медаль Лондонского королевского общества (в 1789 году Петербургская академия наук избрала его почетным членом [1] Открытие Урана определило карьеру Гершеля. Король Георг III, сам любитель астрономии и покровитель ганноверцев, назначил его в 1782 году «Королевским астрономом» с ежегодным жалованьем 200 фунтов. Король также снабдил его средствами для постройки отдельной обсерватории в Слоу, близ Виндзора. Здесь Гершель с юношеским жаром и необыкновенным постоянством принялся за астрономические наблюдения. По словам биографа Араго, он выходил из обсерватории только для того, чтобы представлять королевскому обществу результаты своих неусыпных трудов. [4] Главное внимание Гершель по-прежнему уделял усовершенствованию телескопов. Употреблявшееся до тех пор второе малое зеркало он вовсе отбросил и тем значительно усилил яркость изображения. Постепенно Гершель увеличивал диаметры зеркал. Его вершиной стал построенный в 1789 году телескоп-гигант по тому времени, с трубой длиной 12 м и зеркалом диаметром 122 см. Этот телескоп оставался непревзойденным до 1845 года, когда ирландский астроном В. Парсонс построил еще больший телескоп — длиной почти 18 метров с зеркалом диаметром 183 см. При помощи новейшего телескопа Гершель открыл два спутника Урана и два спутника Сатурна. Таким образом, с именем Гершеля связано открытие сразу нескольких небесных тел в солнечной системе. Но не в этом главное значение его замечательной деятельности. И до Гершеля было известно несколько десятков двойных звезд. Но такие звездные пары рассматривались как случайные сближения составляющих их звезд, и не предполагалось, что двойные звезды широко распространены во Вселенной. Гершель тщательно исследовал разные участки неба на протяжении многих лет и открыл свыше 400 двойных звезд. Он исследовал расстояния между составляющими (в угловых мерах), их цвет и видимый блеск. В отдельных случаях звезды, считавшиеся ранее двойными, оказывались тройными и четверными (кратные звезды). Гершель пришел к выводу, что двойные и кратные звезды — это системы звезд физически связанных между собой и, как он убедился, обращающихся вокруг общего центра тяжести, согласно закону всемирного тяготения. Гершель был первым в истории науки астрономом, систематически исследовавшим двойные звезды. С давних времен были известны яркая туманность в созвездии Ориона, а также туманность в созвездии Андромеды, видимые невооруженным глазом. Но только в XVIII веке по мере совершенствования телескопов было открыто много туманностей. Кант и Ламберт считали, что туманности — это целые звездные системы, другие Млечные Пути, но удаленные на колоссальные расстояния, на которых не могут быть различимы отдельные звезды.[1] Гершель проделал
огромную работу, открывая и изучая
новые туманности. Он использовал
для этого все увеличивающуюся
силу своих телескопов. Достаточно
сказать, что составленные им на основе
его наблюдений каталоги, первый из
которых появился в 1786 году, насчитывают
около 2500 туманностей. Задачей Гершеля
было, однако, не просто отыскание туманностей,
а раскрытие их природы. В его
мощные телескопы многие туманности
отчетливо разделялись на отдельные
звезды и оказывались, таким образом,
далекими от солнечной системы звездными
скоплениями. В некоторых случаях
туманность оказывалась звездой, окруженной
туманным кольцом. Но другие туманности
не разделялись на звезды Сначала Гершель заключил, что почти все туманности в действительности являются собраниями звезд и самые дальние из них также разложатся на звезды в будущем — при наблюдениях в еще более мощные телескопы. При этом он допускал, что некоторые из этих туманностей представляют собой не звездные скопления в пределах Млечного Пути, а самостоятельные звездные системы. Дальнейшие исследования заставили Гершеля углубить и дополнить свои взгляды. Мир туманностей оказывался более сложным и многообразным, чем это ранее можно было предполагать.[4] Продолжая неутомимо наблюдать и размышлять, Гершель признал, что многие из наблюдаемых туманностей вообще нельзя разложить на звезды, так как они состоят из гораздо более разреженного вещества («светящейся жидкости», как думал Гершель), чем звезды. Таким образом,
Гершель пришел к выводу, что туманное
вещество, как и звезды, широко распространено
во Вселенной. Естественно, возникал вопрос
о роли этого вещества во Вселенной,
о том, не является ли оно материалом,
из которого возникли звезды. Еще в
1755 году И. Кант выдвинул гипотезу об образовании
целых звездных систем из первоначально
существовавшего рассеянного Эта идея Гершеля
оказалась потом забыта, и ошибочное
мнение о единовременном происхождении
всех звезд в далеком прошлом
долго господствовало в науке. Только
во второй половине XX века на основе огромных
успехов астрономии и в особенности
трудов советских ученых Вместе с тем Гершель и в конце жизни был убежден, что некоторые туманности являются далекими звездными системами, которые со временем будут разложены на отдельные звезды. И в этом он, так же как Кант и Ламберт, оказался прав.[4] Как уже было сказано, в XVIII веке было обнаружено собственное движение многих звезд. Гершелю путем расчетов удалось в 1783 году убедительно доказать, что и наша солнечная система движется по направлению к созвездию Геркулеса.[4] Но главной
своей задачей Гершель считал
выяснение строения звездной системы
Млечного Пути, или нашей Галактики,
ее формы и размеров. Этим он занимался
несколько десятилетий. В его
распоряжении не Но исходные
предположения Гершеля были ошибочны
Теперь известно, что звезды различаются
между собой по светимости и что
распределены они в Галактике
неравномерно. Галактика настолько
велика, что Гершель занимался
и другими вопросами Открытие инфракрасного излучения, произведенное в ходе изящного эксперимента: расщепив солнечный свет призмой, Гершель поместил термометр сразу за красной полосой видимого спектра и показал, что температура повышается, а следовательно, на термометр воздействует световое излучение, не доступное человеческому взгляду. Любопытно, что за пределами собственно астрономии и ближайших к ней областей физики научные взгляды Гершеля были весьма причудливы. Он, например, полагал, что все планеты обитаемы, что под горячей атмосферой Солнца находится плотный слой облаков, а ниже — твердая поверхность планетарного типа, и т. п. В честь Гершеля названы кратеры на Луне, Марсе и Мимасе, а также несколько новейших астрономических проектов. Гершель начал свою научную деятельность как скромный любитель, имевший возможность посвятить астрономии только свое свободное время. Преподавание музыки долго оставалось для него источником средств к существованию. Только в пожилом возрасте он приобрел материальные возможности для занятий наукой. Он сочетал в себе черты настоящего ученого и прекрасного человека. Гершель был искуснейшим наблюдателем, энергичным исследователем, глубоким и целеустремленным мыслителем. В самом зените своей славы он оставался обаятельным, добрым и простым человеком, что свойственно глубоким и благородным натурам. Свое увлечение
астрономией Гершель сумел В 1788 году Гершель женился на англичанке Мэри Питт. Их сын Джон, родившийся в Слоу в 1792 году, уже в детстве обнаружил замечательные способности. Он стал одним из наиболее известных английских астрономов и физиков XIX века. Его популярная книга «Очерки астрономии» была переведена на русский язык и сыграла большую роль в распространении астрономических знаний в России. Вильям Гершель умер 25 августа 1822 года и похоронен в маленькой церкви близ Виндзора.[3] |
Заключение
Гершель начал свою научную деятельность как скромный любитель, имевший возможность посвятить астрономии только свое свободное время. Преподавание музыки долго оставалось для него источником средств к существованию. Только в пожилом возрасте он приобрел материальные возможности для занятий наукой.
Величайшей
заслугой Гершеля является
Список
используемой литературы