Skip to main content
Global

11.E: الكواكب العملاقة (تمارين)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    197368

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    لمزيد من الاستكشاف

    مقالات

    المشتري

    أغيري، إدوين. «هابل يسلط الضوء على البقعة الحمراء الجديدة لكوكب المشتري.» السماء والتلسكوب (أغسطس 2006): 26.

    بيتي، جيه. «إنتو ذا جاينت». السماء والتلسكوب (أبريل 1996): 20. على مسبار غاليليو.

    بيبي، آر. «ملكة العواصف العملاقة». السماء والتلسكوب (أكتوبر 1990): 359. مراجعة ممتازة للبقعة الحمراء.

    جونسون، تي. «مهمة غاليليو إلى المشتري وأقماره.» ساينتفيك أمريكان (فبراير 2000): 40. نتائج حول جوبيتر وإيو وجانيميد وكاليستو.

    سيمون، أ. «البقعة الحمراء غير الرائعة». السماء والتلسكوب (مارس 2016): 18. حول كيفية تطور العاصفة الضخمة على كوكب المشتري بمرور الوقت.

    سميث، ب. «رحلة القرن». ناشيونال جيوغرافيك (أغسطس 1990): 48. ملخص جميل لمهمة Voyager إلى جميع الكواكب الخارجية الأربعة.

    ستيرن، س. «كوكب المشتري عن قرب وشخصي». علم الفلك (أغسطس 2007): 28. في مهمة نيو هورايزونز فلايبي في فبراير 2007.

    زحل

    غور، آر. «ريدل أوف ذا رينغز». ناشيونال جيوغرافيك (يوليو 1981): 3. تقرير ملون عن مهمة Voyager.

    ماكيوين، أ. «كاسيني تكشف عن زحل». علم الفلك (يوليو 2006): 30. تقرير عن العامين الأولين من الاكتشافات في نظام زحل.

    سبيلكر، ل. «ثورة زحل». علم الفلك (أكتوبر 2008): 34. لا توجد نتائج من بعثة كاسيني.

    تالكوت، آر. «مفاجآت زحل الحلوة». علم الفلك (يونيو 2007): 52. حول نتائج مهمة كاسيني.

    أورانوس ونبتون

    كاولينج، تي. «بيج بلو: العالمين التوأم لأورانوس ونبتون». علم الفلك (أكتوبر 1990): 42. مراجعة لطيفة وطويلة للكوكبين.

    جور، آر. «نيبتون: عرض الصور الأخير لفويجر». ناشيونال جيوغرافيك (أغسطس 1990): 35.

    لونين، جي. «نبتون في سن 150.» السماء والتلسكوب (سبتمبر 1996): 38. مراجعة لطيفة.

    مواقع الويب

    المشتري

    استكشاف نظام ناسا الشمسي: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/jupiter

    موقع الكواكب التسعة: http://nineplanets.org/jupiter.html

    موقع علوم الكواكب: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...piterpage.html

    زحل

    استكشاف نظام ناسا الشمسي: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/saturn

    موقع الكواكب التسعة: http://nineplanets.org/saturn.html

    موقع علوم الكواكب: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...aturnpage.html

    أورانوس

    استكشاف نظام ناسا الشمسي: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/uranus

    موقع الكواكب التسعة: http://nineplanets.org/uranus.html

    موقع علوم الكواكب: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...ranuspage.html

    نبتون

    استكشاف نظام ناسا الشمسي: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/neptune

    موقع الكواكب التسعة: http://nineplanets.org/neptune.html

    موقع علوم الكواكب: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...ptunepage.html

    البعثات

    موقع بعثة كاسيني في مختبر الدفع النفاث: http://saturn.jpl.nasa.gov/index.cfm

    موقع بعثة كاسيني-هويغنز في وكالة الفضاء الأوروبية: http://sci.esa.int/cassini-huygens/

    موقع مهمة ناسا غاليليو: http://Solarsystem.nasa.gov/galileo/

    بعثة جونو التابعة لناسا إلى كوكب المشتري: http://www.nasa.gov/mission_pages/ju...ain/index.html

    موقع مهمة فويجر في مختبر الدفع النفاث: http://voyager.jpl.nasa.gov/

    مقاطع فيديو

    كاسيني: 15 عامًا من الاستكشاف: https://www.youtube.com/watch?v=2z8fzz_MBAw. ملخص مرئي سريع لأبرز المهام (2:29).

    في أرض السحر: القصة الملحمية لبعثة كاسيني إلى زحل: https://www.youtube.com/watch?v=Vx135n8VFxY. محاضرة مصورة ملهمة من قبل كاسيني ميشن تخيل العالمة الرائدة كارولين بوركو (1:37:52).

    كوكب المشتري: أكبر كوكب: http://www.youtube.com/watch?v=s56pxa9lpvo. من إنتاج مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا والعلوم على الكرة (7:29).

    أنشطة المجموعة التعاونية

    1. طلب عضو جديد في الكونجرس من مجموعتك التحقيق في سبب إطلاق مسبار غاليليو في الغلاف الجوي لكوكب المشتري في عام 1995 لمدة 57 دقيقة فقط وما إذا كان هذا مثالًا على فضيحة مروعة. ضع قائمة بجميع أسباب عدم استمرار المسبار لفترة أطول، ولماذا لم يتم جعله أكثر متانة. (تذكر أن المسبار كان عليه أن ينطلق في رحلة إلى كوكب المشتري!)
    2. حدد أحد كواكب جوفيان ونظّم مجموعتك لكتابة سيناريو لتقرير إخباري مسائي عن الطقس للكوكب الذي اخترته. تأكد من تحديد مدى ارتفاع الغلاف الجوي تقريبًا في المنطقة التي تقدم التقرير عنها.
    3. ما الذي تعتقد مجموعتك أنه يجب أن يكون الخطوة التالية لمعرفة المزيد عن الكواكب العملاقة؟ ضع اعتبارات التكلفة جانبًا للحظة: ما نوع المهمة التي توصي بها لناسا لمعرفة المزيد عن هذه العوالم العملاقة؟ أي عالم أو عوالم يجب أن تحظى بالأولوية القصوى ولماذا؟
    4. لنفترض أن فلكًا مخلصًا للغاية (ومجنونًا بعض الشيء) تطوع ليصبح مسبارًا بشريًا في كوكب المشتري (وتمكن بطريقة ما من النجاة من الرحلة عبر الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري على قيد الحياة). عندما تدخل الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري، هل ستسقط بشكل أسرع أو أبطأ مما ستسقط وهي تقوم بنفس القفزة الانتحارية في الغلاف الجوي للأرض الصلبة؟ يمكن للمجموعات التي لديها بعض الخلفية في الجبر حساب القوة التي ستشعر بها مقارنة بالقوة على الأرض. (سؤال إضافي: إذا كانت في كبسولة، سقطت على أقدام المشتري أولاً، وكان هناك مقياس في أرضية الكبسولة، فماذا سيُظهر المقياس بوزنها مقارنة بوزنها على الأرض؟)
    5. هل ستتطوع أنت أو أي شخص في مجموعتك في مهمة أحادية الاتجاه مدى الحياة إلى محطة فضائية تدور حول أي من عمالقة الغاز دون أن تتمكن أبدًا من العودة إلى الأرض؟ ما هي تحديات هذه المهمة؟ هل يجب أن نترك كل استكشاف النظام الشمسي الخارجي لمجسات الفضاء غير المأهولة؟

    مراجعة الأسئلة

    1. ما هي التحديات الرئيسية التي ينطوي عليها إرسال المجسات إلى الكواكب العملاقة؟
    2. لماذا يصعب إسقاط مسبار مثل غاليليو؟ كيف حل المهندسون هذه المشكلة؟
    3. اشرح سبب عدم كفاية الملاحظة البصرية لعمالقة الغاز لتحديد فترات دورانها، وما هي الأدلة المستخدمة لاستنتاج الفترات الصحيحة.
    4. ما هي المواسم على كوكب المشتري؟
    5. ما نتيجة كون محور دوران أورانوس على بُعد ٩٨ درجة من عموديته على المستوى المداري؟
    6. وصف الفصول على كوكب أورانوس.
    7. عند الضغط في الجزء الداخلي لكوكب المشتري، وصف الحالة الفيزيائية للهيدروجين الموجود هناك.
    8. أي من عمالقة الغاز يحتوي على أكبر نواة جليدية/صخرية مقارنة بحجمها الكلي؟
    9. في سياق الكواكب العملاقة والظروف الداخلية، ما المقصود بـ «الصخور» و «الجليد»؟
    10. ما المصدر الرئيسي للحرارة الداخلية لكوكب المشتري؟
    11. وصف مصدر الحرارة الداخلي لزحل.
    12. ما الكوكب الذي يحتوي على أقوى مجال مغناطيسي، وبالتالي أكبر غلاف مغناطيسي؟ ما هو مصدرها؟
    13. ما هي الغيوم المرئية على الكواكب الأربعة العملاقة، ولماذا تختلف عن بعضها البعض؟
    14. قارن دوران الغلاف الجوي (الطقس) للكواكب العملاقة الأربعة.
    15. ما هي مصادر حرارة الغلاف الجوي الرئيسية لكل من الكواكب العملاقة؟
    16. لماذا تظهر المستويات العليا من الغلاف الجوي لنبتون باللون الأزرق؟
    17. كيف تختلف العواصف على كوكب المشتري عن أنظمة العواصف على الأرض؟

    أسئلة الفكر

    1. وصف الاختلافات في التركيب الكيميائي للأجزاء الداخلية والخارجية من النظام الشمسي. ما العلاقة بين مكونات الكواكب ودرجة الحرارة التي تشكلت فيها؟
    2. كيف نمت الكواكب العملاقة لتصبح بهذا الحجم؟
    3. كوكب المشتري أكثر كثافة من الماء، ولكنه يتكون في معظمه من غازين خفيفين، الهيدروجين والهيليوم. ما الذي يجعل كوكب المشتري كثيفًا كما هو؟
    4. هل تتوقع العثور على غاز الأكسجين الحر في أجواء الكواكب العملاقة؟ لماذا أو لماذا لا؟
    5. لماذا يجب مراجعة كتيب سياحي (للمستقبل) يصف المشاهد الطبيعية الأكثر إثارة للكواكب العملاقة أكثر من مرة واحدة للكواكب الأرضية؟
    6. توجد السحب المائية التي يُعتقد أنها موجودة على كوكب المشتري وزحل في درجات حرارة وضغوط مماثلة لتلك الموجودة في غيوم الغلاف الجوي الأرضي. كيف ستكون زيارة مثل هذا الموقع على كوكب المشتري أو زحل؟ ما هي الطرق التي قد تختلف بها البيئة عن تلك الموجودة في غيوم الأرض؟
    7. وصف العمليات المختلفة التي تؤدي إلى مصادر حرارة داخلية كبيرة لكوكب المشتري وزحل. نظرًا لأن هذين الجسمين يولدان الكثير من طاقتهما داخليًا، فهل يجب تسميتهما بالنجوم بدلاً من الكواكب؟ برر إجابتك.
    8. ابحث في مهمة غاليليو. ما هي المشاكل الفنية التي حدثت بين إطلاق المهمة ووصول المركبة إلى نظام المشتري، وكيف تعامل مهندسو المهمة معها؟ (تشمل المصادر الجيدة للمعلومات مقالات عن علم الفلك والسماء والتلسكوب، بالإضافة إلى موقع البعثة.)

    اكتشاف نفسك

    1. كم مرة يوجد ضغط أكبر في الجزء الداخلي من كوكب المشتري مقارنة بضغط الأرض؟
    2. احسب سرعة الرياح عند حافة البقعة المظلمة الكبرى في كوكب نبتون، والتي كان قطرها 10,000 كم ودُوِّرت في 17 d.
    3. احسب عدد الأرض التي يمكن أن تتناسب مع أحجام زحل وأورانوس ونبتون.
    4. عندما اخترقت المركبة الفضائية Voyager النظام الشمسي الخارجي، انخفضت الإضاءة من الشمس. بالنسبة للوضع على الأرض، ما مدى سطوع ضوء الشمس في كل من الكواكب الجوفانية؟
    5. تدور الأيونات الموجودة في الأجزاء الداخلية من الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري في نفس فترة دوران المشتري. احسب السرعة التي يتحركون بها في مدار قمر المشتري Io (انظر الملحق G). هل ستضرب هذه الأيونات Io من الخلف أو من الأمام أثناء تحركها حول كوكب المشتري؟