Алимова Балдырған. Қарағанды облысы, Жезқазған қаласы,
Қ.Ш.Шыңғысов атындағы №5 орта мектебінің информатика пәнінің мұғалімі.

Аспан шырақтарының қозғалысы туралы.

Біздің жыл санауымыздан бұрын IV ғасырда өмір сүрген грек ғалымы Аристотель     Жер-  қозғалмайды, дүние центрінде тұрады деген пікірді қолдады. Жердің шар тәрізді екендігін  сол уақытта Айдың тұтылуынан Жердің шар тәрізді екендігін білді.

Біздің заманымыздың екінші ғасырында өмір сүрген грек ғалымы Клавдий Птоломей (90-160 ж.ж.) өзінен бұрын өмір сүрген Аристотель, Гиппарх т.б. еңбектеріне сүйене отырып «геоцентрлік» жүйені жасады. Ол дүние осіне Жерді қойды да басқа шырақтар оны айналып жүреді деді.

Бұл  дүниеге геоцентрлік көзқарас он төрт ғасырға жуық уақыт бойы үстемдік етті. Бұл жүйеде ұзақ жылдар бойы мұқият орындалған тәжірибеге негізделген болатын.

К.Птоломей «Альмагест» - яғни «Кітаптардың ішіндегі ең ұлысы» - деп атаған трактатында әлемнің геоцентрлік жүйесінде планеталардың орбиталарының жүйесін құрды. Бұл жүйе олардың жұлдыздарға қатысты орындарына жүргізілген бақылауларымен жеткілікті дәл үйлесіп тұрды.  К.Птоломей жүйесі планеталардың траекторияларын, олардың алдағы уақытта болатын орындарын дәл айтып бере алды.

Ғылым дамыған сайын  К.Птоломей тұжырымдарына түзету енгізу қажет болды. Н.Коперник (1473ж), Галилео Галилей (1546ж), Джордано Бруно (1548ж), Тихо Браге (1546ж) Әлемнің центріне  Күнді қойса, онда планеталардың қозғалыс траекториясының соншалықты қарапайым түрге келетінін жақсы түсінді. Оны XVI ғасырда поляк ғалымы Николай Коперник (1473-1543) жүзеге асырды.

Күн жүйесі құрылысының қазіргі жобасын Жер өз өсін айналады, Ай Жерді айналады, ал Жер басқа планеталар сияқты Күнді айналады және  Күннен үшінші орында болады - деді қырық жыл бойы ойланған  Н.Коперник.

Поляк ғалымы Н.Коперник біздің галактиканың центрінде Күн тұрады дегендіктен  гелиоцентрлік жүйе (грекше гелиос- Күн ) деп аталады.

Бұл идеяны сол кездің ғалымдары қолдамады. Кейін Н.Коперниктің  «гелиоцентрлік» жүйесі әліде болса мүлтіксіз емес еді, ол қазіргі Күн жүйесі құрылысы сызбасынан өзгеше болды.

Себебі планеталар Күнді Коперник айтқандай дөңгелек орбита бойымен емес, эллипстік орбиталар бойымен айналады - деді Кеплер заңына сүйенген қазіргі Күн жүйесі құрылысының сызбасын жасаған астрономдар.

Барлық планета Күнді эллипстік орбита бойымен айналады және  эллипстің фокустарының бірінде Күн тұрады – дейді Кеплердің  бірінші заңында, бұдан Күн эллипстің қай фокусында тұратындығын нақты айтылмаған, бір фокусынан екінші фокусына секіріп барадыма деген ой туады.

Дат астрономы Тихо Браге  гелиоцентрлік  жүйенің қарапайымдылығына күмәнданбады. Ол 20 жылдай қашықтағы  жұлдыздар  сферасына қатысты планеталардың бұрыштық орнын мұқият өлшеді. Иоган Кеплердің (1571-1630) Т.Брагеден бір айырмашылығы – ол математиканың мүмкіндіктері алдында бас иетін теоретик ғалым еді.

Кеплер Т.Браге жасаған планеталар орындарының кестелерін ұзақ жылдар зерттеп, талдау жасадыда  Т.Брагенің аспан шырақтарының қозғалысы туралы сызбасын мойындамады.

Мынадай қарапайым эксперимент жасайық

(Эксперимент –физиканың ең басты зерттеу әдісі)

Әрбір жер бетіне тұрғызылған бөрене (столба) горизонтқа перпендикульяр болады. Есік алдындағы электр сымдарын тартқан бөренеге Темір қазыққа каратып бір шегемен рейка қақ. Сол рейканы кешке, таңертең, бір тәулікте, бір аптада, бір айда, үш айда, бір жылда қарап тексеріп отыр. Сонда ол біріңғай Темір қазықты көрсетіп тұрады.(№  1 сызба)

Яғни, сен қай белдікте тұрғандығыңды көрсетеді, әрине Темір қазықтың горизонттан биіктігін көрсетеді. Бойлықты уақыт арқылы  білуге болады.  Сонда тұрған жердің координатын анықтауға  болады. Бұл барлық жерде қолданылып жүрген тәжірибе.

Екіншіден, осы тәжірибеге сүйене отырып, мынадай қорытынды шығаруға болады.

Жер шарының осі біріңғай Темір қазыққа бағытталған.

Біздің Жер шарының солтүстік полюсін ойша Темір қазыққа жіппен байлаулы тұр деп есептеуге болады.

Бұл бір тәуліктегі, ал бір айда, бір жылда қалай болады. Әрине, бір тәуліктегі цикл бір айда да, бір жылда да қайталанады, себебі қаққан рейка Темір қазықтан бағытын еш өзгертпейді.

Демек, біздің Жер шарымыз бір тәулікте № 2 сызбадағыдай өз осін айнала отырып,  Экватордың ұзындығына (40055км) тең  бір айналым алға жылжиды яғни, тәулігіне Жердің радиусын  R=6378,16 км десек C= 40055 км  жол жүріп, бір жылда бір цикл жасайды және сызбада көрсетілгендей Жер Күнді айналмайды.

Жер 1°-қа бұрылғанда экватор бойымен  есептегенде 111,263 км алға жылжиды. Сонда 360° ·111,263 км =40055 км жол жүреді және 40055км  : 24сағ = 463,6 м/сек  жылдамдықпен алға жылжиды.

Жер өз осін айналғанда ол домалап отырады, яғни солтүстік полюс арқылы Темір қазыққа байлаулы тұр деп есептеу керек. Сонда Жер домалап отырып алға жылжиды. Сонда ол бір тәулікте жүретін жолы, R_жер=6378,16км десек, С=2πR=40055 км болады.

Физика -7 =2007 оқулығының 80 бет №2 жаттығу есебінде Жер Күнді айнала 30 км\сек жылдамдықпен қозғалады депті. Тіпті қисынсыз есеп. Жерді ондай жылдамдыққа қандай күш итереді және Жер бетіндегі тіршілік атмосфера оған ілесе алмас еді.

2-сызба

2005 жылы шыққан «Физика» 9 –сынып  оқулығының 1.10 жаттығуындағы №2 есебін шығарғандағы  жауабы 464 м/сек бұл шындыққа сәйкес келеді.

Жер бетіндегі жыл мезгілдерінің ауысуын қазіргі ғылымда мынадай үш себептен болады деп тұжырымдайды.

1. Жердің күнді айнала қозғалуы.
2. Жердің айналу осінің орбитаға көлбеулігі
3. Жер күнді айнала қозғалғанда оның осінің  өзіне-өзі паралель қалпын сақтауы.

Егер, Жер шарының бір жылда жасаған шеңберінің  (эллипстың) центріне Күнді қойса, онда Жер шарының осі біріңғай Темір қазыққа бағытталғандықтан  жыл мезгілдері ауыспайды, яғни біріңғай Солтүстік жарты шарда жаз болады да, Оңтүстік жарты шарда біріңғай  қыс болады. (сызба  № 3 )

3-сызба

Бұдан Жер Күнді айналмайды деп тұжырымдауға болады.

Яғни, бірінші себеп орындалмайды.

Жердің айналу осінің орбитаға көлбеулігі №  4    сызбада  көрсетілгендей Жердің осі біріңғай  Темір қазыққа бағытталған.  Жер осі  мен  Темір қазық арасындағы көлбеулік бұрыш  66° 34` сызбада көрсетілгендей ешбір өзгеріссіз тұрақты қалпын ұстап тұрады.

4-сызба

Егер, Жер Күнді бір жылда № 5 сызбадағыдай бір айналып шығады десек, Жер осі біріңғай Темір қазыққа бағытталғандықтан

көлбеулік бұрыш (66° 34`) тұрақты қалпын сақтамайды.  Ал Жер өз орбитасы бойымен Темір қазыққа Жердің Солтүстік польюсінен жіппен байлап қойғандай бір жылда бір айналым жасайды, № 2 сызбадағыдай. Бұл Жер Күнді айналмайтындығының екінші себебі,

5- сызба

№2 сызбада көрсетілгендей Жердің бір жылда жасаған бір айналымы Жердің қозғалысын Күнде тұрып қараған адамға тұзақ тәрізді болып көрінеді. Жердің (планеталардың) қозғалысын бұлай тұзақ тәрізді қозғалуын Н.Коперникте  білген.

Оны сол кездегі аспан құбылыстарың және планеталардың тұзақ тәрізді болып көрінетін қозғалыстарын Жердің айналуынан және оның Күнді айнала қозғалуынан болады деп өз болжамының дұрыстығын батыл дәлелдеген.

Жер өзінің табиғи серігі Аймен бірге өз осін біріңғай Темір қазыққа бағыттаған қалыпта өз орбитасымен бір жылда бір айналым жасайды.  Сонда басқа планеталар жұлдыздарға қарағандағы орын ауысуы тұзақ тәрізді болып келеді.

Күн біздің Галактиканың центрінде тұрады, әрине Жер орбитасының центрінде емес. Жерді өзінің табиғи серігі Ай мен бірге біздің галактиканың бір  элементі ретінде қарастыру керек.  Жерді өз табиғи серігі Ай мен бірге біздің галактика ішіндегі бір жеке тұмандықтан пайда болған деп есептеуіміз керек. Себебі, Жер біздің Галактиканың ішінде өз орбитасы, өзінің айналу периоды бөлек болғандықтан. Біз жоғарыда Н.Коперниктің «гелиоцентрлік» жүйесін жоққа шығармаймыз дедік, оның жүйесі дұрыс, бірақ аспан шырақтарының қозғалыс сызбасында кеткен бір-біріне сәйкеспейтін қайшылықтар туралы айтып отырмыз.

Жердің Экваторлық радиусы 6378,16 км десек, ол бір тәулікте 40055км алға жылжиды және бір жылда 1,462·10⁷км жол жүріп бір цикл жасайды дедік. Сонда  Жер орбитасының центрінен күнге дейінгі орташа қашықтықты бір астрономиялық бірлік десек,

(1,496·10¹¹м ≈150 млн.км)  Жердің перигелий (перигелий сөзі гректің “peri”-қасында )  нүктесінде Жер Күнге 2 330 000 км  (22.XII қыс айында)  жақындайды. Бірақ Жер Күнге жақындағанымен Жер өсі Темір Қазыққа бағытталғандықтан Күннен шалқаяды да, Күн сәулесі Оңтүстік қоңыржай поясына тік түседі де, Солтүстік жарты шарда Күн қысқарып, қыс болады.

Жердің афелий ( афелий сөзі гректің “аро” - алыс) нүктесінде Жер Күннен 2,33·10⁶км   (22.VI-жазда) қашықтайды да Жер осінің орбита центріне қарай  яғни,  Күнге қарай еңкеюіне байланысты Солтүстік жарты шарда  күн ұзарып жаз болады.

Көктемде, күзде Жердің екі полюсіде Күннен бірдей қашықтықта және Жер осіде  № 2 сызбада көрсетілгендей,  Көктем  мен Күзде бірдей қашықтықта болғандықтан  Жер осі өз орбита осіне қарай еңкейгенімен, Жер экваторына  Күн тік түсетіндіктен Күн мен Түн тең болады.

Демек екінші себепте орындалмайды.

Жердің кез-келген нүктесіндегі бақылаушы үшін дүние осі біздің планетаның айналу осімен параллель болып келеді. Ойша алынған  Дүние осі Темір қазықтың жанынан 1°-қа жетпейтін жерде орналасқан дейді қазіргі астрономдар.

Ал шындығында Жер шарының осі эксперимент бойынша Темір қазық арқылы өтеді. Егер дүние осі Темір қазық арқылы өтеді десек, Жер шарының осі дүние осіне еш уақытта  параллель болмайды.

Математикалық заңдылықта параллель түзулердің ортақ нүктесі болмайды. Бұдан шығатын қорытынды Жер Күнді айнала қозғалмайды және осі өзіне-өзі параллель қалпын сақтамайды.  .

Дүние  осімен Жер шарының осі Темір қазықта қиылысады.

Темір қазық  арқылы өтетін Дүние осі неге ойша алынады. Математикада «кез-келген екі нүкте  бір түзуді анықтайды» - дейді.

Егер Дүние осінің  Солтүстік польюсі Темір қазық арқылы өтсе, екінші нүктесін тапса,  Дүние осін табуға болады.

Ол, Н.Коперник  Дүние осі  Темір қазық арқылы өтетінін білді, бірақ оның бағытын білмеді. Ол Жер осіне параллель өтеді деп есептеді. (№ 6   сызба)

6-сызба

Жер осі № 6 сызбадағыдай  Дүние өсіне параллель болады  десек, әрі Жер Күнді айналады десек, онда Жер осі Темір қазыққа бағытталмайды. Тәжірибиеге сүйенсек олай емес.

Н. Коперникке сүйенген қазіргі астрономдар  жұлдыздар Жерден  өте қашықтықта орналасқандықтан Жер өсімен Дүние өсінің параллелдігі білінбейді деп түсіндіреді. Ал нақтысында  Темір қазық  Күнге қарағанда Жерге ең жақын орналасқан Жұлдыз.

Темір қазық
Әлемнің айналу осіне орналасқан «қозғалмайтын» жұлдызды, Кіші аю шоқжұлдызының шеткі жұлдызын қазақтар «Темір қазық » деп атаған. «Темір қазыққа » қарап сапар шеккенде жол бағдарын анықтап отырған.

Аңыз бойынша «Ақбозат пен көкбозат »  күзетшісі бар және «Темір қазыққа »  арқандаулы жылқылар. «Жетіқарақшы» оларды түні бойы аңдып жүрген ұрылар. Бірақ «күзетші» - Күн шығып оларды қуып тастайды. Кеш бата ұрылар қайта іске кіріседі. Бұл әр тәулік сайын қайталанып отырған.

Жердегі адамға кешке Жетіқарақшы төбеңде тұрса, тәңертең  Темір қазықтың келесі жағында тұрғандай болып көрінеді. Яғни,  Жетіқарақшы шоқжұлдызымен Темір қазықтың келесі жағында орналасқан Қарақұрт (Кассиопей) шоқжұлдызы орын ауыстырып, Темір қазықты тәулігіне бір айналып шығатын сияқты болып көрінеді.

Ал шындығында ол Жердің өз осін тәулігіне айналып шығатындығынан    Жердегі адамға солай болып көрінеді.  №1     сызба. Жер диаметрі 12634 км десек, Жетіқарақшы Темір қазықты айналып шығатын сияқты болып көрінуі Темір қазықтың Жер орбитасының осіне жақын екендігінің бір дәлелі.

Ал математикалық жолмен есептегенде, Жердің радиусы R=6378.16 десек, бір тәулікте 40055 км, бір жылда 1,463·10⁷ км жол жүріп бір цикл жасайды. Сонда Жер орбитасының радиусы 2,33·10⁶ км екендігін  біле орырып, Темір қазық пен Жер орбитасының ортасындағы қашықтықтың (ТО) Жер орбитасының радиусына (ОЖ) қатынасы ТО/ОЖ= tg 66⁰ 34¹ . Бұдан Жер орбитасының центрімен  Темір қазық  арасындағы қашықтық ТО=2,33·10⁶км · 2,304 = 5 368 320 км екендігі шығады.  Ал Жерден Күнге дейін 1,496*10⁸км десек,  Күнге қарағанда  Жерге Темір қазық 28 есеге жақын деген сөз.

«Күн»
Күн жүйесінің құрамында сегіз планета (ертеде гректер «қыдырма» шырақтарды осылай атаған.) бар. Бұлар Күнді эллипстік орбитамен айналып жүреді. Күнге ең жақын планета - Меркурий  өлшемдері жағынан және массасы жағынан Жердікіне қарағанда кіші  болғандықтан өз айналасында атмосфера ұстап тұра алмайды. Одан кейін орналасқан –Шолпан, көлемі мен массасы жағынан жерге жуық болғандықтан ерте кезден –ақ ғалымдардың назарын аударды. (Жер диаметрімен салыстырғанда экваторлық диаметрі Д_ш=0,95 ·Д_ж , Д_м=0,38 ·Д_ж , ал массасы жағынан -  m_ш=0,82· m_ж , m_м=0,06· m_ж)

Бір бетпен  Жерге қарап орналасқан Жер серігі Ай сияқты Меркурий мен Шолпанда бір жақ бетімен  Күнге қарап Күнді айналады.  Жер тәулігімен  алғанда шамамен күндік тәулік Меркурийде -176, Шолпанда - 118 тәулікке тең. Ал айналу периоды Меркуридікі Т=88^k, Шолпандікі T=225^k Күн экватор жазықтығына  Меркурий ғаламшарының осі бар болғаны 1⁰- қа еңкейген. Ал Шолпандікі -3⁰-қа еңкейген. Бірақ Шолпан планетасы теріс айналатындықтан ғаламшар өсінің қисаюы 177⁰-қа тең деп алынып келді.

Мен, Меркурий мен Шолпан планеталары бұл екеуі де планета емес Күннің серігі деп айтар едім. Себебі бұл екеуіде өз осінен айналмайды. Жердің серігі Ай сияқты Күнге бір бетін қаратып айналады. Егер ертедегі гректің планета сөзі «қыдырма» -«жихангер»  дегеніне қарай, планета деуге болады, себебі олар жұлдыздарға ұқсап қозғалмай тұра алмайды. Ал олар үнемі Күнді айналып қозғалыста жүрген Меркурий мен Шолпанды  кеңістікте үнемі қозғалыста болғандықтан планетаға жатқызсақ Жермен бірге үнемі спираль жасап қозғалыста жүрген  Айды да  планета деуіміз керек.

Күннің бетінде көптеген қоңыр дақтар болатыны белгілі. Мінеки, осы дақтардың өзара орналасуын бақылай отырып, ғалымдар олардың  Күннің шығыс шетінен  батыс шетіне қарай ығысатынын анықтаған.

Батыс Еуропада күн дақтарын күнді телескоппен бақылау кезінде  алғаш рет 1610 жылдың желтоқсанында  Г. Галилей (1564-1642) және оған қатыссыз 1611 жылы Х. Шейнер (1575-1650)  мен  И. Фабриций (1587-1615) ашты. Сол кезде ол үшеуі де Күн дақтарының Күннің шығыс шетінен батыс шетіне қарай жайлап жылжитынын байқайды, ол Күннің айналатынын көрсетеді.

Күн бетіндегі дақтар  шығыстан батыс шетіне қарай ығысса, Күн шығыстан батысқа қарай айналады деген сөз. Күнді бір бетімен айналатын Шолпан да теріс, шығыстан батысқа қарай айналады, яғни Күн серігі деп отырған – Шолпан екеуінің айналу бағыты бір-біріне сәйкес келіп тұр.

Егер Күн шығыстан батысқа қарай айналса және Күнді айналып жүрген Шолпанда солай айналады десек екеуінің ортасындағы Болпан (Меркурий) да солай теріс (шығыстан батысқа) айналуы керек. Күн мен Шолпаннның ортасындағы Меркурий ол екеуінің бағытына қарсы айналуы ғылыми тұрғыда да, табиғи тұрғыда да мүмкін емес.

№2 сызбада көрсетілгендей Жер Күнді айналмайды дедік,  ендеше Жер серігі –Ай, Күн серігі- Меркурий, Шолпан.

Бұдан шығатын қорытынды: Күн өз серіктері Болпан (Меркурий) мен Шолпанды қоса олардың қозғалыс бағытымен  шығыстан  батысқа қарай өз осін айнала отырып   қозғалады.

Ұқсас тақырыптар:

• Технология. Жалпы білім беретін мектептерде шығармашылық жоба негізінде оқыту.
• XXI- ғасыр көшбасшысы интеллектуальдық ойын (СТС).
• Абай және ислам (баяндама)
• Авторлық жоба: Халық ауыз әдебиетін оқыта отырып, оқушыларды шығармашылық өнерге баулу.
• ОҚУШЫЛАРДЫҢ МАТЕМАТИКА САБАҒЫНДА ШЫҒАРМАШЫЛЫҚ ҚАБІЛЕТТЕРІН ДАМЫТУ
• Педагогика. Оқушы портфолиосы.
• Информатика. Ғалами жұмыс. Информатиканы ойын–пән ортасында оқытуда қолданылатын ойын түрлері.
• ҚАЗАҚ АСПАНЫНДАҒЫ ЕРЛІК ПЕН ЕЛДІКТІҢ ЖАРЫҚ ЖҰЛДЫЗЫ.
• Информатика. Шағын жоба: Интернет желісі
• Оқушы жобасы: «Сиқырлы сандар құпиясы»