امروز: شنبه 28 مهر 1397
دسته بندی محصولات
بخش همکاران
لینک دوستان
بلوک کد اختصاصی

بررسی جغرافیای ریاضی

بررسی جغرافیای ریاضی دسته: ریاضی
بازدید: 4 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 41 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 50

درس جغرافیای ریاضی یكی در دروس اصلی رشتة جغرافیا می باشد و موضوع آن نیز بررسی شكل هندسی زمین و به ویژه حركات آن درفضا می باشد، مطالعه وضعیت اجرام آسمانی ازقبیل سیارات، ستارگان، سحابیها و كهكشانها را نیز در بر می گیرد با فراگیری این دانش می توان دید وسیعی نسبت به جهان آفرینش از نظر جغرافیا را به دست آورد

قیمت فایل فقط 15,000 تومان

خرید

درس :

جغرافیای ریاضی

درس جغرافیای ریاضی یكی در دروس اصلی رشتة جغرافیا می باشد و موضوع آن نیز بررسی شكل هندسی زمین  و به ویژه حركات آن درفضا می باشد، مطالعه وضعیت اجرام آسمانی ازقبیل سیارات، ستارگان، سحابیها و كهكشانها را نیز در بر می گیرد. با فراگیری این دانش می توان دید وسیعی نسبت به جهان آفرینش از نظر جغرافیا را به دست آورد.

همبستگی جغرافیای ریاضی با دانش نجوم بسیار نزدیك و قابل بحث است و در واقع با كمك علم نجوم می توان دانش جغرافیای را فرا گرفت. این نكته قابل بررسی است كه هدف از دانش جغرافیای ریاضی وارد شدن به جزئیات اجرام سماوی، خواص آنها به ویژه فراگیری نجوم محض نمی باشد، بلكه از تركیب علم جغرافیا و نجوم می توان حوادث موجود در جهان مثل پدیده های خسوف و كسوف، جذر و مد و غیره را به راحی توجیه كرد.

امروزه بشر  با بهره جویی از كاوشهای فضای و انتفاع از كشفیات علمی بسیار، توانسته است گام كوچكی در پهنة اقیانوس بی كران جهان بردارد تا شاید بتواند به بخش مختصری از مجهولات فراوان خویش و موجودات حیرت انگیز جهان آفرینش نایل شود، به همین منظور درصد برآمد با كمك جغرافیا با آسمانها و مواد آن آشنا و به وسیلة این آشنایی و علاقه با توجه به اهمیت ویژه ای كه برای آن قایل است تا حدی به پیشرفتهای علمی دست یابد.

هنگامی كه بشر برای اولین بار آسمان بالای سر خود را مورد نظر قرار داد، دیدرس او فقط به آسمان بالای سرش محدود می شد. بعدها، او توانست وسایل علمی خاص را اختراع كند و به كمك آنها قادر به جستجو و مطالعه درفضای دورتر شود. در زمانهای اخیر اتفاقات جدید و هیجان انگیزی رخ داده است. بشر قادر به مسافرت و جستجو در فضا گشت و به همین علت هم اطلاعات او از جهان اطرافش به ناگهان افزایش یافت. بشر اولیه متوجه شد كه بسیاری از اجرام روشن موجود در آسمان، به آهستگی در میان ستارگان حركت می‌‌كنند. پس از طی قرون بسیار، او تشخیص داد كه زمین و بعضی از اجرام، در اطراف خورشید گردش می كنند. این اجرام فضایی متحرك، سیارات نامیده شده اند و همة آنها را همراه با خورشید، منظومة شمسی نامگذاری كرده اند. اگر چه كشف این سیستم اهمیت زیادی داشت، ولی واقعة با اهمیت تر در قرن هفدهم میلادی رخ داد. گالیله دانشمند ایتالیایی تلسكوپی را بنا كرد كه با كمك آن توانست عظمت و شگفتیهای كیهان را در اطراف سیستم خورشیدی مورد بررسی قرار دهد. او كهكشان راه شیری را مطالعه كرد و با كشف بزرگ خود نشان داد كه این راه، مركب از میلیاردها ستاره بسیار دور و كمرنگ می باشد. به كمك تلسكوپهای بسیار قوی و سایر وسایل علمی ( مانند نورسنج، طیف نگار و..) تاكنون بسیاری از اسرار این كهكشان كشف شده است.

با توجه به موارد فوق می توان دریافت كه علم نجوم در مسیر تحول خود به كشف بسیاری از قوانین حاكم بر اجرام سماوی نایل آمده است، ولی باید گفت كه كار تحقیق و پژوهش در این باره هرگز پایان پذیر نیست، زیرا با پیشرفت تكنولوژی، در هر زمان به اسرار تازه ای از جهان آفرینش دست می یابیم. به هر صورت، نقش و اهمیت نجوم در زندگی بشر انكار ناپذیر است و موارد كاربرد آن را میتوان در جهت یابی، هوانوردی، دریانوردی و مطالعات جغرافیایی، تهیه نقشه های مختلف جغرافیایی و نقشه برداری از زمین، پیش بینی جذر و مد، طوفان و توفند، توده های هوایی، انواع جبهه ها، اتمسفر و تركیب آن، فرایند های انتقال انرژی گرمایی، كیفیت پدیده های مربوط به تابش، تهیة تقویمهای مختلف و بررسی نیروی گرانش به كمك محاسبات نجومی، نام برد.

درحال حاضر علم نجوم را به پنج بخش كاملاً مجزا تقسیم می كنند كه هر بخش تخصص مخصوص به خود را می طلبد. این پنج بخش عبارتند از:

1-هیأت و نجوم Astronmy: در این مبحث تنها مسائل مربوط به حركت و جابجایی اجرام سماوی و اثران ناشی از این حركات مورد مطالعه قرار می گیرد و بیشترین مباحث درس جغرافیای ریاضی به این قسمت از دانش نجوم مربوط می شود.

2-اختر فیزیك Astrophysics:  در این بخش، ساختار، خواص فیزیكی، تركیب شیمیایی و تحولات درونی ستارگان مورد بحث قرار می گیرد. در دانش اختر فیزیك دربارة حركات ظاهری و حقیقی ستارگان و تعیین مواضع آنها نیز بحث می شود.

3-  طالع بینی Astrology : در این قسمت، به كمك حركت و مواضع اجرام سماوی، حوادث آسمانی پیشگویی می شود. البته آن دسته از پیشگویی های كه منطبق بر قوانین علمی است ( مانند رخداد خسوف و كسوف) مورد تأیید است و آن پیشگویی های كه پایة علمی ندارد و بیشتر جنبة فال گیری دارد، در این بخش مورد مطالعه قرار نمی گیرد.

4- كیهانشناسی Cosmology : این مقوله، قوانین عمومی تكامل طبیعی و مادی جهان و ساختار آن را بررسی می كند. به عبارت دیگر، جهان هستی را از دید كلی در نظر می گیرد و به مطالعة آن میپردازد. بررسی وضع كهكشانها، نواختران و به ویژه مسئلة انبساط جهان از مباحث این قسمت از دانش نجوم می باشد.

5- كیهان زایی Cosmogong : این بخش از دانش نجوم دربارة چگونگی پیدایش و منشأ كیهان بحث می كند. مسائل مربوط به پیدایش، تحول و تكوین عالم هستی در قلمرو مطالعات كیهان زایی است.

اكنون با توجه به تقسیم بندیهای ذكر شده در این قسمت، ملاحظه می شود كه دانش جغرافیای ریاضی ( زمین در فضا) در قسمت اول این تقسیم بندی یعنی در هیأت و نجوم قرار می گیرد. در این دانش تنها به مسائلی پرداخته می شود كه مربوط به حركات اجرام سماوی ( به خصوص سیاره زمین) و آثار ناشی از این حركات می باشد. مثلاً وقتی صحبت از دو رویداد آسمانی خسوف و كسوف می شود، این مطلب مستقیماً به جابه جایی و حركتهای سه جرم ارتباط و همبستگی بسیار نزدیك جغرافیای ریاضی و نجوم آشكار می گردد. از این رو نتیجه می گیریم كه در س جغرافیای ریاضی قسمتی از دانش هیأت است كه خوشبختانه پایه گزاران آن دانشمندان ایرانی مثل ابوریحان بیرونی، عبدالرحمن صوفی، خواجه نصرالدین طوسی و …بوده اند. اگر چه در عصر حاضر پیشرفتهای سریع و قابل ملاحظه ای در این علم به خاطر توسعه تكنولوژی و ساخت وسایل مدرن رصد اجرام سماوی، صورت گرفته است، ولی به اعتقاد همة دانشمندان غربی تمام كشفیات و پیشرفتهای دانش هیأت جدید بر پایة هیأت قدیم بنا نهاده شده است.

1-2- تعریف كیهان

كیهان را می توان تركیبی از ستارگان، سحابیها، سیارات، ستارگان دنباله دار و اجرام آسمانی دیگر تعریف كرد. به تصور ما این اجزاء جمع شده اند تا نقش كیهان را رقم بزنند. سیارات، سیاركها، اقمار، ستارگان دنباله دار، شهابسنگها به دور ستاره منفردی می گردند و ما آن را خورشید می نامیم. این مجموعة عظیم همه با هم منظومة شمسی را تشكیل می دهند. خورشید و بیلیونها ستاره دیگر اجتماعی از ستارگان را پدید می آورند كه كهشكان خودی یا راه شیری نامیده می شود. جهان، بسیاری از این كهكشانها یا اجتماعات ستاره ای را شامل می شود.

1-2-1- كهكشان

كهكشان عبارت است از تعداد زیادی ستاره و فضای بین ستاره ای ( اغلب گاز و گرد و غبار) كه تحت نیروی گرانش متقابل یكدیگر نگه داشته شده اند.ستارگان واقعی یك كهكشان در گستره ای وسیع به تعداد تقریبی صد میلیون تغییر می كند. به عبارت دیگر، خورشید و همسایگانش به انضمام مقدار زیادی از مادة میان ستاره ای و سحابیها، توسط نیروی گرانش، در یك خوشة بسیار بزرگ موسوم به كهكشان به یكدیگر پیوند خورده اند. اكثر ستارگان جهان درون چنین خوشه هایی جای گرفته اند.

منظومة شمسی ما جزء كهكشانی به نام راه شیری است كه در شبهای صاف به صورت ابری كشیده و بسیار رقیق دیده می شود. این كهكشان به شكل عدسی محدب بزرگی است كه ضخامت آن 10000 سال نوری و قطرش 100000سال نوری است. در كهكشان خودی متجاوز از 5میلیون منظومه و 10 میلیون ستاره وجود دارد. میلیونها منظومة شمسی تابع كهكشان راه شیری با سرعتهای متفاوتی به دور مركز كهكشان می گردند. منظومة شمسی ما با مركز كهكشان حدود 30000سال نوری فاصله دارد كه با سرعت 250كیلومتر بر ثانیه در هر 250 میلیون سال یك بار حول محور كهكشان راه شیری می گردد. جرم كل كهكشان راه شیری 10 مرتبه بیشر از جرم خورشید است ( شكل 1-1)

1-2-2- رده بندی كهكشانها

مهمترین كهكشانهای نزدیك به ما عبارت اند از:

الف – كهكشان امراه المسلسله[1] ( آندرومدا)

این كهكشان كه به نام31 M و یا 224 NGC معروف است. نزدیكترین كهكشان به كهكشان راه شیری بوده و از نظر اندازه و شكل با آن قابل مقایسه است. فاصله این كهكشان از كهكشان خودی حدود 2 میلیون سال نوری است و به صورت یك قرص مارپیچ متشكل در حدود 100 بیلیون ستاره، گاز و گرد و غبار می باشد. امراه المسلسمه ( زن زنجیر به پای) تنها كهكشان بزرگی است كه با چشم غیر مسلح قابل رؤیت است و درخشندگی آن 100 بیلیون برابر خورشید است.

ب- گروه محلی

اخترشناسان تقریباً به 20 كهكشان كوتوله مشهور به « ابرهای ماژولانی» كه 3 میلیون سال نوری از ما فاصله دارند، گروه محلی نام داده اند. در این گروه، كهكشانهای راه شیری، امراالمسلسله و 33M دارای شكل مارپیچ هستند.

ج- ابرهای ماژولانی

در ماوراء قلمرو راه شیری، ابرواره های كم نوری مشاهده می شوند. درگذشته تصور بر این بود كه این ابرواره ها به مجموعه كهكشانی راه شیری تعلق دارند؛ ولی با توسعه تكنولوژی فضایی، مشخص شد كه آنها مجموعه ای از ستارگانند كه فاصلة زیادی با ما دارند و از نظر حجم با كهكشان خودی قابل مقایسه میباشند. تماشایی ترین این كهكشانها، ابرهای ماژولان بزرگ و كوچك می باشند. این دو كهكشان در نزدیكی قطب جنوب و در صورت فلكی ماهی طلایی و توكان قرار دارند و با چشم غیر مسلح به وضوح قابل رؤیتند و فاصله آنها از ما حدود 150000سال نوری است( شكل 1-2)

1-2-3- ساختار كهكشانها

درسال 1224/1845 م لرد راس، منجم ایرلندی با رصد كهكشان 51M برای نخستین بار به ساختار مارپیچی آن پی برد. پس از آن منجمان دریافتند كه 3/1 تمام كهكشانهای رصد شده مارپیچی اند. بقیه عمدتاً كهكشانهای بیضوی هستند و تعدادی هم كهكشانهای بی نظم.

كهكشانهای مارپیچی و بیضوی، علاوه بر تفلاوت ظاهریشان، تفاوتهای اساسی دیگری با هم دارند، در كهكشانهای بیضوی گاز و غبار یا وجد ندارد و یا بسیار اندك است. همچنین، این كهكشانها عمدتاً از ستاره های پیر تشكیل شده اند. از این دو عامل به راحتی میتوان نتیجه گرفت كه كهكشانهای بیضوی پیرند و گاز و غبارشان مدتها پیش به صورت ستاره در آمده اند، و

شكل 1-2. ابرهای ماژولانی

موادی برای تكوین ستاره های جدید در آنها وجود ندارد. برعكس در كهكشانهای مارپیچی مقادیر زیادی گاز و غبار وجود دارد. بررسی كهكشان راه شیری و برخی از كهكشانهای مارپیچی نزدیك نشان می دهد كه هنوز در آنها ستاره های جدیدی متولد می شوند.

در كهكشانهای مارپیچی سه بخش اصلی را می توان تشخیص داد. برآمدگی مركزی، كه مثل یك كهكشان بیضوی كوچك است، صفحه ای مسطح و گرد، كه بازوها در آن قرار دارند و قرص یا صفحه كهكشان هم نامیده می شود، و هاله ای تقریباً كروی كه كل كهكشان را در برگرفته است. اندازة برآمدگی مركزی چند هزار سال نوری است. این قسمت را عمدتاً ستاره های پیر و كم جرم سرخ آشغال كرده اند. هستة كهكشان در همین قسمت مركزی قرار دارد. بررسیهای اخیر تلسكوپ هابل، منجمان را متقاعد كرده است كه در هستة بعضی از این كهكشانها ممكن است سیاهچاله ای پرجرم وجود داشته باشد.

هاله كهكشان، دور تا دور قرص كهكشان را فرا گرفته است. تعداد ستاره هایی كه درهاله وجود دارند زیاد نیست، ولی عمدتاً از نوع ستاره های پیر هستند و بیشترشان عضو خوشه های كروی می باشند. صفحة كهكشان جایی است كه بازوهای مارپیچی در آن قرار دارند. در واقع، عمده ستاره های یك كهكشان در همین صفحه قرار دارد. پهنای صفحه یك كهكشان نوعی، در حدود 100000سال نوری و ضخامتش در حدود 3000 سال نوری است. كهكشان راه شیری كه به صورت نوار مه آلود در آسمان شب دیده می شود، در واقع منظرة صفحة كهكشان ما و بازوهای مارپیچی آن است.

در صفحة كهكشان، علاوه بر بازوها ( كه عمدتاً از ستاره تشكیل شده اند)، مقادیر زیادی گاز و غبار وجود دارد. بیشتر این گاز هیدروژن است كه در حدود 5 تا 40 درصد جرم مرئی كهكشان مارپیچی را تشكیل میدهد. از این گاز و غبار است كه ستاره های جدید متولد می شوند. در واقع، بازوهای كهكشان مارپیچی مانند زایشگاهی هستند كه ستاره های نوزاد  و جوان در آن به مقدار زیاد دیده می شوند( شكل 1-3)

1-2-4- رده بندی مجدد

در سالهای دهه 689/1300 م ، ادوین هابل كهكشانها را از روی شكل ظاهریشان به دو گروه مارپیچی (S)  و بیضوی (E) تقسیم كرد. در كهكشانهای مارپیچی، میزان پیچ خوردگی بازوها، زیر رده هایی تعریف می شوند، كهكشانهای Sa هستة بزرگی دارند و بازوها كاملاً به دور هسته پیچ خورده اند. Sb بازوهای گشادتری دارد. علاوه بر اینها ردة دیگری از كهكشانهای مارپیچی وجود دارد كه از هستة آنها ساختاری میله مانند سربركشیده است و بازوها از دو سر این میله بیرون آمده اند. این كهكشانهای مارپیچی میله ای را با نماد SB نشان می دهند و دوباره برای مشخص كردن اندازة برآمدگی میله ها از حروف كوچك c,b, a و … استفاده می كنند. مثلاً Sba یعنی كهكشانی كه هستة میله ای بزرگی دارد كه طول میله بیش از 3/1 طول قرص كهكشان است. در SBb میله كوچكتر است و …(

 1-3. مشخصات كهكشان راه شیری

ما در درون یكی از زیباترین اجرام عالم كه كهكشان راه شیری است، زندگی می كنیم ستاره های متنوع آن- قرمز، آبی، بزرگ، كوچك، پیر و جوان- در سرتاسر آسمان پخش شده اند.

تمام این ستاره ها متعلق به یك كهكشان غول پیكرند كه بزرگتر، درخشانتر و بسیار پرجرمتر از اكثر كهكشانهایی است كه در عالم می بینیم. كهكشان ما آنقدر پرجرم است كه ده كهكشان دیگر برگرد آن می گردند، درست مثل قمرهایی كه به دور سیاره ای در حال گردشند. تقریباً همه آنچه با چشم غیر مسلح در آسمان می بینیم از آن كهكشان راه شیری است.

چون ما در درون كهكشان راه شیری زندگی می كنیم، نمی دانیم كه كهكشانمان چه شكل و شمایلی دارد. ما ظاهر كهكشانهای دیگر، مثلاً 51M، را بسیار بهتر از كهكشان خودمان می شناسیم. همین طور، ساكنان كهكشان 51M، نیز ظاهر كهكشان ما را بهتر از ما می شناسند و خودشان نمی دانند كه در چه كهكشان زیبایی زندگی می كنند. در نتیجه حتی پایه ای ترین حقایق دربارة كهكشان خودمان توأم با نایقینی است. مثلاً،‌ اندازه كهكشانمان را در نظر می گیریم. نورانی ترین بخش راه شیری شبیه قرص مدوری است كه قطرش به حدود 65000 سال نوری می رسد. اما،‌ همین رقم ممكن است تا 10000سال نوری كم و زیاد باشد. فاصلة خورشید از مركز كهكشان هم همینطور است. بهترین برآوردها،‌خورشید را بین 26000 و 28000 سال نوری از مركز كهكشان قرار می دهد، ولی نایقینی آنقدر زیاد است كه عدد واقعی ممكن است بین 21000 تا 32000سال نوری باشد.

قرص كهكشان را كره پهناور پخی از ستاره های پیر احاطه كرده است و آن را هاله كهكشان می نامیم. كسی نمی داند كه هاله به چه بزرگی است. قطعاً هاله تا فواصل زیادی از قرص كهكشان گسترده شده و حداقل تا 100000 سال نوری از مركز كهكشان امداد دارد. حتی ممكن است تا دور دستها، مثلاً تا 300000 سال نوری از مركز گسترش یافته باشد. قسمت اعظم جرم كهكشان در هاله آن است، اما نوری از این هاله بر نمی آید.

در كتابهای متعارف تعداد ستاره های كهكشان راه شیری را 100 میلیارد ستاره می نویسند كه قطعاً بسیار كم است. به احتمال، دست كم 200 تا 300 میلیارد ستاره فقط در قرص كهكشان وجود دارد. این در حالی است كه ستاره های هاله را به حساب نیاورده ایم كه در مجموع كهكشان ما بیش از یك تریلیون ستاره دارد.

وجه تسمیه راه شیری یا راه كاهشكان از آن است كه ظاهر آن مانند نوار سفید كم نوری دیده می شود كه در پهنة آسمان كشیده شده است. راه شیری را در تابستان و زمستان بهتر می توان دید. اما متأسفانه، راه شیری همانقدر كه زیباست، مستور هم هست؛ هیچ سازگاری با آلودگی نوری ندارد و تنها در شبهایی دیده می شود كه آسمان صاف، تاریك و بدون مهتاب باشد

ستاره های جوان در بازوهای مارپیچی كهكشانها به دنیا می آیند.

برای همین است كه بازوهای مارپیچی، به خاطر داشتن تعداد زیادی ستاره پرنور و پرجرم، درخشانتر دیده می شوند. در بازوها ستاره های كم جرم و كم نور هم فراوانند، ولی ما آنها را نمی بینیم. در واقع، در نواحی تاریك بین بازوها تقریباً به همان اندازه ستاره وجود دارد كه در خود بازوها، اما چون بازوهای مارپیچی صاحب تمام ستاره های جوان و پرنورند، آنچه كه در یك كهكشان مارپیچی بارزتر دیده می شود همان بازوهاست. در واقع، این ساختار مارپیچی كهكشان است كه منظره آسمان شب را تعیین می كند.

1-4. موقعیت خورشید در كهكشان راه شیری

خورشید مانند همة ستاره های كهكشان حركت می كند. ستارة مركزی منظومة شمسی به دور مركز كهكشان در حال گردش است، همانطور كه زمین به دور خورشید می گردد.

خورشید در جهت حركت عقربه های ساعت، در هر 230 میلیون سلا یك بار به دور كهكشان می گردد. این عدد هم زیاد دقیق نیست چون فاصلة خورشید از مركز كهكشان به دقت معلوم نیست. سرعت گردش آن را هم دقیق نمی دانیم، با وجود این، قطعاً می توان گفت كه خورشید 6/4 میلیارد سالة ما تاكنون 20 بار به دور مركز كهكشان گشته است.

در هر بار گردش خورشید، فاصلة آن از مركز كهكشان به اندازة 3000 سال نوری تغییر می كند. اگر فرض كنیم كه فاصلة خورشید از مركز كهكشان 27000سال نوری باشد، بیشترین فاصلة آن به 30000 سال نوری می رسد كه به این نقطه اوج كهكشانی می گویند.

توزیع جرم در منظومة شمسی متفاوت با توزیع جرم در كهكشان است. این جرم است كه شدت گرانش و در نتیجه نحوة حركت مداری را تعیین می كند. تقریباً تمام جرم منظومة شمسی در خورشید متمركز شده است. در نتیجه، حركت مداری را تعیین می كند تقریباً تمام جرم منظومة شمسی در خورشید متمركز شده است. در نتیجه، حركت مداری و حركت رو به بیرون یا رو به درون سیارات با هم برابر است. علاوه بر این، ستاره های كهكشان در صفحه ای مستدیر حركت نمی كند، بلكه نسبت به صفحة كهكشان بالا و پایین می روند.

خورشید در اواسط صفحة كهكشان قرار دارد، ولی هر سال در حدود 230 میلیون كیلومتر (بة اندازة فاصلة خورشید و مریخ) بالاتر می رود. 15 میلیون سال بعد، خورشید 200 تا 250 میلیون سال نوری بالاتر از صفحة كهكشان خواهد بود. بعد از آن حركت رو به پایین خورشید شروع  خواهد شد. 15 میلیون سال بعدتر، خورشید مجدداً صفحة كهكشان را قطع خواهد كرد و رو به پایین خواهد رفت. 15 میلیون سال بعد از آن فاصلة خورشید از صفحة كهكشان بین 200 تا 250 میلیون سال نوری خواهد بود و .. بنابراین، دورة این حركت بالا- پایین در حدود 60 میلیون سال نوری است.

قیمت فایل فقط 15,000 تومان

خرید

برچسب ها : بررسی جغرافیای ریاضی , كیهان زایی Cosmogong , كیهانشناسی Cosmology

نظرات کاربران در مورد این کالا
تا کنون هیچ نظری درباره این کالا ثبت نگردیده است.
ارسال نظر