Вопросы по астрономии 10 класс

Внеклассное мероприятие по

астрономии «Путешествие по солнечной системе».

Учитель: Будзюк Т.И.

Участники: учащиеся гр. 21 р/с, 22 о/ф.

Данное мероприятие проводится в рамках предметной недели.

Время: 1 урок (40 -45 мин)

Ведущий:

Жюри: 4 человека

Ведущий:

Красота звездного неба пробуждает в нас высокие и светлые чувства, его тайна призывает разум к размышлению. Мы приглашаем вас совершить виртуальное путешествие по Солнечной системе, в котором мы получим общее представление о небесных телах, составляющих нашу планетную систему.

Наша игра состоит из конкурсов.

1 конкурс «Разминка». 1 балл за 1 ответ

1.Назовите планеты Солнечной системы.

2.Что такое Зодиак? (12 созвездий через которые проходит путь Солнца)

3.Самая большая планета Солнечной системы? (Юпитер)

4.Назовите самую удаленную планету? (Нептун)

5.Назовите четыре самые известные спутники Юпитера.

6.Планета с кольцами.

7.Что такое астероид? (Малая планета)

8.Комета означает ….(Волосатая)

2 конкурс «Знакомые лица».

Ведущий:

Мир очень сложен. Понять природу наблюдаемых явлений, узнать, как они возникают и развиваются, человек стремился всегда. Вашему вниманию предлагаются фотографии ученых. Необходимо назвать имя и заслуги в астрономии. (2 балла за 1 ответ)

ИНФОРМАЦИОННАЯ ПАУЗА (Сообщение об Эйнштейне)

3 конкурс «Уходят в космос корабли».

Ведущий:

Человечество с незапамятных времен стремилось преодолеть земное притяжение и вырваться за пределы нашей планеты. В середине 20 – го века удалось осуществить эту мечту. (за 1 ответ 1 балл)

  1. Когда был запущен первый искусственный спутник Земли (4 октября 1957г.)

  2. Кто был главным конструктором первого космического корабля (С.П. Королев)

  3. Кто побывал в космосе до человека (собаки…)

  4. Назовите космодром, расположенный на территории бывшего СССР.(Байконур)

  5. Как зовут человека, который первым полетел космос.(Гагарин)

  6. Как назывался корабль, на котором Ю. Гагарин облетел вокруг Земли.( Восток)

4 конкурс «Белорусы в космосе». (максимальное количество баллов 5)

  • Рассказать о белорусских космонавтах: П. Климук, В. Коваленок, О. Новицкий

5 конкурс «Узнай планету».

Ведущий:

История Земли, так же как и Солнечной системы в целом, насчитывает примерно 4,5 млрд. лет. Наша планета прошла в своей эволюции длинный и сложный путь. Вначале из-за очень высокой температуры Земля пребывала в расплавленном состоянии. Затем температура понизилась, и она начала твердеть. Если смотреть на нашу планету из космоса, то она кажется голубой. это не случайно, т.к. 2/3 поверхности покрыто водой и ее роль в происхождении жизни доминирует. По описанию планеты вам необходимо ее узнать(1 балл правильный ответ)

1.Марс. 2. Нептун. 3 .Венера. 4. Земля. 5.Ссатурн. 6. Меркурий. 7. Юпирер. 8.Ууран

6 конкурс «Астрономия в цифрах». (1 балл правильный ответ)

7 конкурс «Узнаваемые объекты». «. (1 балл правильный ответ)

8 конкурс «Знакомые слова». (2 балл правильный ответ)

  • Кому принадлежит высказывание:

― «Вся моя жизнь кажется мне сейчас одним прекрасным мгновением . Все, что прожито, что сделано прежде, было прожито и сделано ради этой минуты». (Гагарин);

― «Ракета для меня только способ, только метод проникновения в глубины космоса, но отнюдь не самоцель..» (К.Э. Циолковский);

― » Космонавтика имеет безграничное будущее, и ее перспективы беспредельны, как сама Вселенная» (С.П. Королев);

― «Не знаю, доказал ли я это всем, но я точно доказал это себе: мы не прикованы к этой планете» (Нил Армстронг);

― «Астрономия заставляет душу смотреть вверх и ведет нас из этого мира в другой» (Платон);

― «Я не уверен, что человеческая раса проживет еще хотя бы тысячу лет, если не найдет возможности вырваться в космос. Существует множество сценариев того, как может погибнуть все живое на маленькой планете. Но я оптимист. Мы точно достигнем звезд». ( Стивен Хокинг).

Музыкальная пауза

Просмотр фрагмента о космосе.

ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ:

Билеты по астрономии с ответами.

Вопросы.

1. Видимое движение светил как следствие их собственного движения в пространстве, вращения Земли и её обращения вокруг Солнца.

2. Принципы определения географических координат по астрономическим наблюдениям (П. 4 стр. 16).

3. Причины смены фаз Луны, условия наступления и периодичность Солнечных и Лунных затмений (П. 6 пп 1,2).

4. Особенности суточного движения Солнца на различных широтах в различное время года (П.4 пп 2, П. 5).

5. Принцип работы и назначение телескопа (П. 2).

6. Способы определения расстояний до тел Солнечной системы и их размеров (П. 12).

7. Возможности спектрального анализа и внеатмосферных наблюдений для изучения природы небесных тел (П. 14, «Физика» П. 62).

8. Важнейшие направления и задачи исследования и освоения космического пространства.

9. Закон Кеплера, его открытие, значение, границы применимости (П. 11).

10. Основные характеристики планет Земной группы, планет-гигантов (П. 18, 19).

11. Отличительные особенности Луны и спутников планет (П. 17-19).

12. Кометы и астероиды. Основные представления о происхождении Солнечной системы (П. 20, 21).

13. Солнце как типичная звезда. Основные характеристики (П. 22).

14. Важнейшие проявления Солнечной активности. Их связь с географическими явлениями (П. 22 пп 4).

15. Способы определения расстояний до звёзд. Единицы расстояний и связь между ними (П. 23).

16. Основные физические характеристики звёзд и их взаимосвязь (П. 23 пп 3).

17. Физический смысл закона Стефана-Больцмана и его применение для определения физических характеристик звёзд (П. 24 пп 2).

18. Переменные и нестационарные звёзды. Их значение для изучения природы звёзд (П. 25).

19. Двойные звёзды и их роль в определении физических характеристик звёзд.

20. Эволюция звёзд, её этапы и конечные стадии (П. 26).

21. Состав, структура и размер нашей Галактики (П. 27 пп 1).

22. Звёздные скопления, физическое состояние межзвёздной среды (П. 27 пп 2, П. 28).

23. Основные типы галактик и их отличительные особенности (П. 29).

24. Основы современных представлений о строении и эволюции Вселенной (П. 30).

Практические задания.

1. Задание по звёздной карте.

2. Определение географической широты.

3. Определение склонения светила по широте и высоте.

4. Вычисление размеров светила по параллаксу.

5. Условия видимости Луны (Венеры, Марса) по данным школьного астрономического календаря.

6. Вычисление период обращения планет на основании 3-го закона Кеплера.

Ответы.

Билет № 1.

Земля совершает сложные движения: вращается вокруг своей оси (Т=24 ч.), движется вокруг Солнца (Т=1 год), вращается вместе с Галактикой (Т= 200 тыс. лет). Отсюда видно, что все наблюдения, совершаемые с Земли, отличаются кажущимися траекториями. Планеты делятся на внутренние и внешние (внутренние: Меркурий, Венера; внешние: Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон). Все эти планеты обращаются так же, как и Земля вокруг Солнца, но, благодаря движению Земли, можно наблюдать петлеобразное движение планет (календарь стр. 36). Благодаря сложному движению Земли и планет возникают различные конфигурации планет (рисунок).

для внутренних планет

для внешних планет

S – сидерический период (относительно звёзд), Т – синодический период (между фазами), ТÅ = 1 год.

Кометы и метеоритные тела движутся по эллиптическим, параболическим и гиперболическим траекториям.

Билет № 2.

Существует 2 географические координаты: географическая широта и географическая долгота. Астрономия как практическая наука позволяет находить эти координаты (рисунок «высота светила в верхней кульминации»). Высота полюса мира над горизонтом равна широте места наблюдения. Можно определить широту места наблюдения по высоте светила в верхней кульминации (Кульминация – момент прохождения светила через меридиан) по формуле:

h = 90° – j + d,

где h – высота светила, d – склонение, j – широта.

Географическая долгота – это вторая координата, отсчитывается от нулевого Гринвичского меридиана к востоку. Земля разделена на 24 часовых пояса, разница во времени – 1 час. Разница местных времён равна разнице долгот:

lм – lГр = tм – tГр

Местное время – это солнечное время в данном месте Земли. В каждой точке местное время различно, поэтому люди живут по поясному времени, т. е. по времени среднего меридиана данного пояса. Линия изменения даты проходит на востоке (Берингов пролив).

Билет № 3.

Луна движется вокруг Земли в ту же сторону, в какую Земля вращается вокруг своей оси. Отображением этого движения, как мы знаем, является видимое перемещение Луны на фоне звёзд навстречу вращению неба. Каждые сутки Луна смещается к востоку относительно звёзд примерно на 13°, а через 27,3 сут возвращается к тем же звёздам, описав на небесной сфере полный круг.

Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением её вида – сменой фаз. Происходит это оттого, что Луна занимает различные положения относительно освещающего её Солнца и Земли.

Когда Луна видна нам как узкий серп, остальная часть её диска тоже слегка светится. Это явление называется пепельным светом и объясняется тем, что Земля освещает ночную сторону Луны отражённым солнечным светом.

Земля и Луна, освещённые Солнцем, отбрасывают конусы тени и конусы полутени. Когда Луна попадает в тень Земли полностью или частично происходит полное или частное затмение Луны. С Земли оно видно одновременно повсюду, где Луна над горизонтом. Фаза полного затмения Луны продолжается, пока Луна не начнёт выходить из земной тени, и может длиться до 1 ч 40 мин. Солнечные лучи, преломляясь в атмосфере Земли, попадают в конус земной тени. При этом атмосфера сильно поглощает голубые и соседние с ними лучи, а пропускает внутрь конуса преимущественно красные. Вот почему Луна при большой фазе затмения окрашивается в красноватый свет, а не пропадает совсем. Лунные затмения бывают до трёх раз в году и, конечно, только в полнолуние.

Солнечное затмение как полное видно только там, где на Землю падает пятно лунной тени, диаметр пятна не превышает 250 км. Когда Луна перемещается по своей орбите, её тень движется по Земле с запада на восток, вычерчивая последовательно узкую полосу полного затмения. Там, где на Землю падает полутень Луны, наблюдается частное затмение Солнца.

Вследствие небольшого изменения расстояний Земли от Луны и Солнца видимый угловой диаметр бывает то немного больше, то немного меньше солнечного, то равен ему. В первом случае полное затмение Солнца длится до 7 мин 40 с, во втором – Луна вообще не закрывает Солнца целиком, а в третьем – только одно мгновение.

Солнечных затмений в году может быть от 2 до 5, в последнем случае непременно частных.

Билет № 4.

В течение года Солнце движется по эклиптике. Эклиптика проходит через 12 зодиакальных созвездий. В течение суток Солнце, как обычная звезда, движется параллельно небесному экватору
(-23°27¢ £ d £ +23°27¢). Такое изменение склонения вызвано наклоном земной оси к плоскости орбиты.

21 марта (g) – день весеннего равноденствия (d = 0).

22 июня – день летнего солнцестояния (d = 23°27¢).

21 сентября (W) – день осеннего равноденствия.

22 декабря – день зимнего солнцестояния.

На широте тропиков Рака (Южный) и Козерога (Северный) Солнце бывает в зените в дни летнего и зимнего солнцестояния.

На Северном полюсе Солнце и звёзды не заходят в период с 21 марта по 22 сентября. 22 сентября начинается полярная ночь.

Билет № 5.

Телескопы бывают двух видов: телескоп-рефлектор и телескоп-рефрактор (рисунки).

Помимо оптических телескопов существуют радиотелескопы, которые представляют собой устройства, регистрирующие излучение космоса. Радиотелескоп представляет собой параболическую антенну, диаметром около 100 м. В качестве ложа для антенны употребляют естественные образования, такие как кратеры или склоны гор. Радиоизлучение позволяет исследовать планеты и звёздные системы.

Билет № 6.

Горизонтальным параллаксом называют угол, под которым с планеты виден радиус Земли, перпендикулярный лучу зрения.

p² – параллакс, r² – угловой радиус, R – радиус Земли, r – радиус светила.

Сейчас для определения расстояния до светил используют методы радиолокации: посылают радиосигнал на планету, сигнал отражается и фиксируется приёмной антенной. Зная время прохождения сигнала определяют расстояние .

Билет № 7.

Спектральный анализ является важнейшим средством для исследования вселенной. Спектральный анализ является методом, с помощью которого определяется химический состав небесных тел, их температура, размеры, строение, расстояние до них и скорость их движения. Спектральный анализ проводится с использованием приборов спектрографа и спектроскопа. С помощью спектрального анализа определили химический состав звёзд, комет, галактик и тел солнечной системы, т. к. в спектре каждая линия или их совокупность характерна для какого-нибудь элемента. По интенсивности спектра можно определить температуру звёзд и других тел.

lmaxT = b b – постоянная Вина

По спектру звёзды относят к тому или иному спектральному классу. По спектральной диаграмме можно определить видимую звёздную величину звезды, а далее пользуясь формулами:

M = m + 5 + 5lg p

lg L = 0,4(5 – M)

найти абсолютную звёздную величину, светимость, а значит и размер звезды.

Используя формулу Доплера

Создание современных космических станций, кораблей многоразового использования, а также запуск космических кораблей к планетам («Вега», «Марс», «Луна», «Вояджер», «Гермес») позволили установить на них телескопы, через которые можно наблюдать эти светила вблизи без атмосферных помех.

Билет № 8.

Начало космической эры положено трудами русского учёного К. Э. Циолковского. Он предложил использовать реактивные двигатели для освоения космического пространства. Он впервые предложил идею использования многоступенчатых ракет для запусков космических кораблей. Россия была пионером в этом замысле. Первый искусственный спутник Земли был запущен 4 октября 1957 г., первый облёт Луны с получением фотографий – 1959 г., первый полёт человека в космос – 12 апреля 1961 г. Первый полёт на Луну американцев – 1964 г., запуск космических кораблей и космических станций.

Задачи:

1. Научные цели:

· пребывание человека в космосе;

· исследование космического пространства;

· отработка технологий космических полётов;

2. Военные цели (защита от ядерного нападения);

3. Телекоммуникации (спутниковая связь, осуществляемая с помощью спутников связи);

4. Прогнозы погоды, предсказание стихийных бедствий (метео-спутники);

5. Производственные цели:

· поиск полезных ископаемых;

· экологический мониторинг.

Билет № 9.

Заслуга открытия законов движения планет принадлежит выдающемуся учёному Иоганну Кеплеру.

Первый закон. Каждая планета обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Второй закон. (закон площадей). Радиус-вектор планеты за одинаковые промежутки времени описывает равные площади. Из этого закона следует, что скорость планеты при движении её по орбите тем больше, чем ближе она к Солнцу.

Третий закон. Квадраты звёздных периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Этот закон позволил установить относительные расстояния планет от Солнца (в единицах большой полуоси земной орбиты), поскольку звёздные периоды планет уже были вычислены. Большую полуось земной орбиты принята за астрономическую единицу (а. е.) расстояний.

Билет № 10.

План:

1. Перечислить все планеты;

2. Подразделение (планеты земной группы: Меркурий, Марс, Венера, Земля, Плутон; и планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун);

3. Рассказать об особенностях этих планет исходя из табл. 5 (стр. 144);

4. Указать основные особенности этих планет.

Билет № 11.

План:

1. Физические условия на Луне (размер, масса, плотность, температура);

Луна меньше Земли по массе в 81 раз, средняя её плотность 3300 кг/м3, т. е. меньше, чем у Земли. На Луне нет атмосферы, только разреженная пылевая оболочка. Огромные перепады температуры лунной поверхности от дня к ночи объясняются не только отсутствием атмосферы, но и продолжительностью лунного дня и лунной ночи, которая соответствует двум нашим неделям. Температура в подсолнечной точке Луны достигает + 120°С, а в противоположной точке ночного полушария – 170°С.

2. Рельеф, моря, кратеры;

3. Химические особенности поверхности;

4. Наличие тектонической деятельности.

Спутники планет:

1. Марс (2 небольших спутника: Фобос и Деймос);

2. Юпитер (16 спутников, самые известные 4 галлилеевых спутника: Европа, Каллисто, Ио, Ганимед; на Европе обнаружен океан воды);

3. Сатурн (17 спутников, особо известен Титан: имеет атмосферу);

4. Уран (16 спутников);

5. Нептун (8 спутников);

6. Плутон (1 спутник).

Билет № 12.

План:

1. Кометы (физическая природа, строение, орбиты, типы), наиболе известные кометы:

· комета Галлея (Т = 76 лет; 1910 – 1986 – 2062);

· комета Энка;

· комета Хиякутаки;

2. Астероиды (малые планеты). Наиболее известные Церера, Веста, Паллада, Юнона, Икар, Гермес, Аполлон (всего более 1500).

Исследование комет, астероидов, метеорных потоков показало, что все они имеют одинаковую физическую природу и одинаковый химический состав. Определение возраста Солнечной системы говорит о том, что Солнце и планеты имеют примерно один возраст (около 5,5 млрд. лет). По теории возникновения Солнечной системы академика О. Ю. Шмидта Земля и планеты возникли из газо-пылевого облака, которое вследствие закона всемирного тяготения было схвачено Солнцем и вращалось в том же направлении, что и Солнце. Постепенно в этом облаке формировались сгущения, которые дали начало планетам. Свидетельством того, что планеты образовались из таких сгущений является выпадение метеоритов на Землю и на другие планеты. Так в 1975 г. было отмечено падение кометы Вахмана-Штрассмана на Юпитер.

Билет № 13.

Солнце – ближайшая к нам звезда, у которой в отличие от всех других звёзд мы можем наблюдать диск и при помощи телескопа изучать на нём мелкие детали. Солнце – типичная звезда, а потому его изучение помогает понять природу звёзд вообще.

Масса Солнца в 333 тыс. раз больше массы Земли, мощность полного излучения Солнца составляет 4 * 1023 кВт, эффективная температура – 6000 К.

Как и все звёзды Солнце – раскалённый газовый шар. В основном оно состоит из водорода с примесью 10% (по числу атомов) гелия, 1-2% массы Солнца приходится на другие более тяжёлые элементы.

На Солнце вещество сильно ионизировано, т. е. атомы потеряли свои внешние электроны и вместе с ними стали свободными частицами ионизированного газа – плазмы.

Средняя плотность солнечного вещества 1400 кг/м3. Однако, это среднее число, и плотность в наружних слоях несоизмеримо меньше, а в центре в 100 раз больше.

Под действием сил гравитационного притяжения, направленных к центру Солнца, в его недрах создаётся огромное давление, которое в центре достигает 2 * 108 Па, при температуре около 15 млн К.

При таких условиях ядра атомов водорода имеют очень высокие скорости и могут сталкиваться друг с другом, несмотря на действие электростатической силы отталкивания. Некоторые столкновения заканчиваются ядерными реакциями, при которых из водорода образуется гелий и выделяется большое количество теплоты.

Поверхность солнца (фотосфера) имеет гранулярную структуру, т. е. состоит из «зёрнышек» размером в среднем около 1000 км. Грануляция является следствием движения газов, в зоне, расположенной по фотосферой. Временами в отдельных областях фотосферы тёмные промежутки между пятнами увеличиваются, и образуются большие тёмные пятна. Наблюдая солнечные пятна в телескоп Галилей заметил, что они перемещаются по видимому диску Солнца. На этом основании он сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси, с периодом 25 сут. на экваторе и 30 сут. вблизи полюсов.

Пятна – непостоянные образования, чаще всего появляются группами. Вокруг пятен иногда видны почти незаметные светлые образования, которые называют факелами. Главной особенностью пятен и факелов является присутствие магнитных полей с индукцией, достигающей 0,4-0,5 Тл.

Билет № 14.

Проявление солнечной активности на Земле:

1. Солнечные пятна являются активным источником электромагнитного излучения, вызывающего так называемые «магнитные бури». Эти «магнитные бури» влияют на теле- и радиосвязь, вызывают мощные полярные сияния.

2. Солнце излучает следующие виды излучения: ультрафиолетовое, рентгеновское, инфракрасное и космические лучи (электроны, протоны, нейтроны и тяжёлые частицы адроны). Эти излучения почти целиком задерживаются атмосферой Земли. Вот почему следует сохранять атмосферу Земли в нормальном состоянии. Периодически появляющиеся озоновые дыры пропускают излучение Солнца, которое достигает земной поверхности и пагубно влияет на органическую жизнь на Земле.

3. Солнечная активность проявляется через каждые 11 лет. Последний максимум солнечной активности был в 1991 году. Ожидаемый максимум – 2002 год. Максимум солнечной активности означает наибольшее количество пятен, излучения и протуберанцев. Давно установлено, что изменение солнечной активности Солнце влияет на следующие факторы:

· эпидемиологическую обстановку на Земле;

· количество разного рода стихийных бедствий (тайфуны, землетрясения, наводнения и т. д.);

· на количество автомобильных и железнодорожных аварий.

Максимум всего этого приходится на годы активного Солнца. Как установил учёный Чижевский, активное Солнце влияет на самочувствие человека. С тех пор составляются периодические прогнозы самочувствия человека.

Билет № 15.

Радиус земли оказывается слишком малым, чтобы служить базисом для измерения параллактического смещения звёзд и расстояния до них. Поэтому пользуются годичным параллаксом вместо горизонтального.

Годичным параллаксом звезды называют угол, под которым со звезды можно было бы видеть большую полуось земной орбиты, если она перпендикулярна лучу зрения.

a – большая полуось земной орбиты,

p – годичный параллакс.

Также используется единица расстояния парсек. Парсек – расстояние, с которого большая полуось земной орбиты, перпендикулярная лучу зрения видна под углом 1².

1 парсек = 3,26 светового года = 206265 а. е. = 3 * 1011 км.

Измерением годичного параллакса можно надёжно установить расстояние до звёзд, находящихся не далее 100 парсек или 300 св. лет.

Билет № 16.

Звёзды классифицируются по следующим параметрам: размеры, цвет, светимость, спектральный класс.

По размерам звёзды делятся на звёзды-карлики, средние звёзды, нормальные звёзды, звёзды гиганты и звёзды-сверхгиганты. Звёзды-карлики – спутник звезды Сириус; средние – Солнце, Капелла (Возничий); нормальные (t = 10 тыс. К) – имеют размеры между Солнцем и Капеллой; звёзды-гиганты – Антарес, Арктур; сверхгиганты – Бетельгейзе, Альдебаран.

По светимости звёзды классифицируют следующим образом. Если принять светимость Солнца за 1, то звёзды белые и голубые имеют светимость в 100 и 10 тыс. раз больше светимости Солнца, а красные карлики – в 10 раз меньше светимости Солнца.

По спектру звёзды подразделяют на спектральные классы (см. таблицу).

Условия равновесия: как известно, звёзды являются единственными объектами природы, внутри которых происходят неуправляемые термоядерные реакции синтеза, которые сопровождаются выделением большого количества энергии и определяют температуру звёзд. Большинство звёзд находятся в стационарном состоянии, т. е. не взрываются. Некоторые звёзды взрываются (так называемые новые и сверхновые звёзды). Почему же в основном звёзды находятся в равновесии? Сила ядерных взрывов у стационарных звёзд уравновешивается силой тяготения, вот почему эти звёзды сохраняют равновесие.

Билет № 17.

Закон Стефана-Больцмана определяет зависимость между излучением и температурой звёзд.

e = sТ4 s – коэффициент, s = 5,67 * 10-8 Вт/м2к4

e – энергия излучения единицы поверхности звезды

L – светимость звезды, R – радиус звезды.

С помощью формулы Стефана-Больцмана и закона Вина определяют длину волны, на которую приходится максимум излучения:

lmaxT = b b – постоянная Вина

Можно исходить из обратного, т. е. с помощью светимости и температуры определять размеры звёзд.

Билет № 18.

План:

1. Цефеиды

2. Новые звёзды

3. Сверхновые звёзды

Билет № 19.

План:

1. Визуально двойные, кратные

2. Спектрально-двойные

3. Затменно-переменные звёзды

Билет № 20.

Существуют разные типы звёзд: одиночные, двойные и кратные, стационарные и переменные, звёзды-гиганты и звёзды-карлики, новые и сверхновые. Существуют ли в этом многообразии звёзд, в кажущемся их хаосе закономерности? Такие закономерности, несмотря на разные светимости, температуры и размеры звёзд, существуют.

1. Установлено, что с увеличением массы растёт светимость звёзд, причём эта зависимость определяется формулой L = m3,9, кроме того для многих звёзд справедлива закономерность L » R5,2.

2. Зависимость L от t° и цвета (диаграмма «цвет – светимость).

Цвет

Красные

Жёлтые

Белые

Голубые

Т

3000 К

6000 К

10000 К

20-30000 К

Чем массивнее звезда, тем быстрее выгорает основное топливо – водород, превращаясь в гелий (). Массивные голубые и белые гиганты выгорают за время 107 лет. Жёлтые звёзды типа Капеллы и Солнца выгорают за 1010 лет (tСолнца = 5 * 109 лет). Белые и голубые звёзды, выгорая, превращаются в красные гиганты. В них происходит синтез 2С + Не ® С2He . С выгоранием гелия звезда сжимается и превращается в белого карлика. Белый карлик со временем превращается в очень плотную звезду, которая состоит из одних нейтронов. Уменьшение размеров звезды приводит к её очень быстрому вращению. Эта звезда как бы пульсирует, излучая радиоволны. Их называют пульсарами – конечная стадия звёзд-гигантов. Некоторые звёзды с массой значительно большей массы Солнца сжимаются настолько, что превращаются так называемые «чёрные дыры», которые, благодаря тяготению, не испускают видимого излучения.

Билет № 21.

Наша звёздная система – Галактика относится к числу эллиптических галактик. Млечный путь, который мы видим, – это только часть нашей Галактики. В современные телескопы можно увидеть звёзды до 21 звёздной величины. Количество этих звёзд 2 * 109, но это лишь малая часть населения нашей Галактики. Диаметр Галактики составляет примерно 100 тыс. световых лет. Наблюдая Галактику, можно заметить «раздвоение», которое вызвано межзвёздной пылью, закрывающей от нас звёзды Галактики.

Население Галактики.

В ядре Галактики много красных гигантов и короткопериодических цефеид. В ветвях дальше от центра много сверхгигантов и классических цефеид. В спиральных ветвях находятся горячие сверхгиганты и классические цефеиды. Наша Галактика вращается вокруг центра Галактики, который находится в созвездии Геркулеса. Солнечная система совершает полный оборот вокруг центра Галактики за 200 млн лет. По вращению Солнечной системы можно определить примерную массу Галактики – 2 * 1011mЗемли . Звёзды принято считать неподвижными, но на самом деле звёзды движутся. Но поскольку мы значительно удалены от них, то это движение можно наблюдать только в течение тысячелетий.

Билет № 22.

В нашей Галактике помимо одиночных звёзд существуют звёзды, которые объединяются в скопления. Различают 2 вида звёздных скоплений:

1. Рассеянные звёздные скопления, например звёздное скопление Плеяды в созвездиях Тельца и Гиады. Простым глазом в Плеядах видно, 6 звёзд, если же посмотреть в телескоп, то видна россыпь звёзд. Размер рассеянных скоплений – несколько парсек. Рассеянные звёздные скопления состоят из сотен звёзд главной последовательности и сверхгигантов.

2. Шаровые звёздные скопления имеют размеры до 100 парсек. Для этих скоплений характерны короткопериодические цефеиды и своеобразная звёздная величина (от –5 до +5 единиц).

Русский астроном В. Я. Струве открыл, что существует межзвёздное поглощение света. Именно межзвёздное поглощение света ослабляет яркость звёзд. Межзвёздная среда заполнена космической пылью, которая образует так называемые туманности, например, тёмные туманности Большие Магеллановы облака, Конская Голова. В созвездии Ориона существует газопылевая туманность, которая светится отражённым светом ближайших звёзд. В созвездии Водолея существует Большая Планетарная туманность, образовавшаяся в результате выброса газа ближайшими звёздами. Воронцов-Вельяминов доказал, что выброс газов звёздами-гигантами достаточен для образования новых звёзд. Газовые туманности образуют слой в Галактике толщиной в 200 парсек. Они состоят из H, He, OH, CO, CO2, NH3. Нейтральный водород излучает длину волны 0,21 м. По распределению этого радиоизлучение определяют распределение водорода в Галактике. Кроме того в Галактике есть источники тормозного (рентгеновского) радиоизлучения (квазары).

Билет № 23.

Вильям Гершель в XVII веке нанёс на звёздную карту очень много туманностей. Впоследствии оказалось, что это гигантские галактики, которые находятся за пределами нашей Галактики. С помощью цефеид американский астроном Хаббл доказал, что ближайшая к нам галактика М-31, находится на расстоянии 2 млн световых лет. В созвездии Вероники обнаружено около тысячи таких галактик, удалённых от нас на миллионы световых лет. Хаббл доказал, что в спектрах галактик есть красное смещение. Это смещение тем больше, чем дальше от нас галактика. Иначе говоря, чем дальше галактика, тем её скорость удаления от нас больше.

Vудаления = D * H H – постоянная Хаббла, D – смещение в спектре.

Модель расширяющейся вселенной на основании теории Эйнштейна подтвердил русский учёный Фридман.

Галактики по типу бывают неправильные, эллиптические и спиральные. Эллиптические галактики – в созвездии Тельца, спиральная галактика – наша, туманность Андромеды, неправильная галактика – в Магеллановых облаках. Помимо видимых галактик в звёздных системах существуют так называемые радиогалактики, т. е. мощные источники радиоизлучения. На месте этих радиогалактик нашли небольшие светящиеся объекты, красное смещение которых настолько велико, что они, очевидно, удалены от нас на миллиарды световых лет. Их назвали квазарами, потому что их излучение иногда мощнее, чем излучение целой галактики. Возможно, что квазары – это ядра очень мощных звёздных систем.

Билет № 24.

Последний звёздный каталог содержит более 30 тыс. галактик ярче 15 звёздной величины, а при помощи сильного телескопа можно сфотографировать сотни миллионов галактик. Всё это вместе с нашей Галактикой образует так называемую метагалактику. По своим размерам и количеству объектов метагалактика бесконечна, она не имеет ни начала, ни конца. По современным представлениям в каждой галактике происходит вымирание звёзд и целых галактик, равно как и возникновение новых звёзд и галактик. Наука, изучающая нашу Вселенную как единое целое, называется космологией. По теории Хаббла и Фридмана наша вселенная, учитывая общую теорию Эйнштейна, такая Вселенная расширяется примерно 15 млрд лет назад ближайшие галактики были ближе к нам, чем сейчас. В каком-то месте пространства возникают новые звёздные системы и, учитывая формулу Е = mc2, поскольку можно говорить о том, что поскольку массы и энергии эквивалентны, то взаимное превращение их друг в друга представляет собой основу материального мира.

1. Что образуют Солнце и планеты вокруг него:
а) Солнечную систему +
б) галактику
в) Вселенную

2. Какой по счёту планетой по мере удаления от солнца является Земля:
а) второй
б) третьей +
в) четвертой

3. Какая планета Солнечной системы самая маленькая:
а) Юпитер
б) Земля
в) Меркурий +

4. Какой космонавт первым высадился на Луну:
а) Армстронг +
б) Титов
в) Леонов

5. У какой планеты Солнечной системы нет кольца:
а) Уран
б) Юпитер
в) Марс +

6. Какая планета имеет самую большую массу:
а) Нептун
б) Юпитер +
в) Сатурн

7. Небесное тело, обращающее вокруг Солнца:
а) метеорит
б) спутник
в) планета +

8. Самая яркая планета Солнечной системы:
а) Венера +
б) Марс
в) Уран

9. «Хвостатые» небесные тела:
а) планеты
б) астероиды
в) кометы +

10. Центральное место в Солнечной системе занимает:
а) Земля
б) Солнце +
в) Юпитер

11. Планеты Солнечной системы изучают:
а) астрономы
б) астрологи
в) физики

12. Самая близкая звезда к планете Земля:
а) Антарес
б) Солнце +
в) Полярная звезда

13. Сколько планет в солнечной системе:
а) 8 +
б) 9
в) 10

14. Какая планета четвёртая от солнца:
а) Земля
б) Венера
в) Марс +

15. Смена дня и ночи является следствием:
а) осевого движения Земли +
б) осевого движения Солнца
в) орбитального движения Земли

16. Смена времён года является следствием:
а) орбитального движения Солнца
б) орбитального движения Земли +
в) осевого движения Земли

17. Дата зимнего солнцестояния:
а) 22 января
б) 23 декабря
в) 22 декабря +

18. Чем является Луна:
а) кометой
б) спутником +
в) планетой

19. Время движения Земли вокруг своей оси:
а) 365 дней
б) 30 дней
в) 24 часа +

20. За какое время Земля вращается вокруг Солнца:
а) сутки
б) год +
в) неделя

21. На какой планете будет самая высокая температура поверхности:
а) на Венере +
б) на Земле
в) на Уране

22. Планета, у которой есть кольцо:
а) Меркурий
б) Сатурн +
в) Марс

23. Планета, у которой есть кольцо:
а) Земля
б) Марс
в) Уран +

24. Планета, у которой есть кольцо:
а) Земля
б) Нептун +
в) Меркурий

25. Планетой земной группы является:
а) Сатурн
б) Юпитер
в) Венера +

26. Самая большая планета в земной группе:
а) Марс
б) Земля +
в) Венера

27. Температура Венеры составляет:
а) + 460°С +
б) + 360°С
в) + 260°С

28. В честь римской богини любви и красоты была названа планета:
а) Земля
б) Юпитер
в) Венера +

29. В 1781 г. В. Гершелем была открыта эта планета:
а) Уран +
б) Плутон
в) Юпитер

30. Рекордное число спутников имеет:
а) Уран
б) Юпитер +
в) Нептун

Универсальные учебные действия на уроках астрономии.

Примеры заданий с гуманитарной составляющей

Возвращение астрономии в школу происходит в новых условиях преподавания. Появились новые педагогические технологии и подходы. Должно быть больше практико-ориентированных заданий, необходимо дифференцирование универсальных учебных действий, изменилась парадигма, определяющая способы получения знаний.

В данной разработке рассмотрено несколько конкретных примеров, позволяющих организовать работу учащихся, так чтобы можно было их заинтересовать заданиями, с целью повышения мотивации обучения. То есть речь идёт о личностных УУД.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Найдите ошибки в рассказе «Вовка – «знаток» астрономии»

Вовка с уверенностью крупного специалиста рассказывал товарищам:

– Попал я как-то раз с экскурсией не в планетарий, как вы тут ходите, а в настоящую астрономическую лабораторию. Глянул в телескоп-рефрактор. Это тот, который с зеркалом, а там – звезда стала размером в 10 раз больше. Была 2-ой звёздной величины, а стала – 20-ой! И прямо на наше Солнце похожа: также планеты вокруг кружатся. Я ещё подумал: «Вдруг сейчас на меня кто-нибудь из их жителей смотрит? А если у него телескоп сильнее и он видит, что у меня пуговицы на рубашке нет? Колька вчера оторвал».

Перечень ошибок

  1. Правильно: «астрономическая обсерватория».

  2. С зеркалом – телескоп-рефлектор.

  3. Звёздная величина – это не размер, а блеск.

  4. 2-ая звёздная величина намного ярче 20-ой. Мы видим обычно до 5-ой (6-ой) звёздной величины. Разность на 5 звёздных величин соответствует отличию по яркости в 100 раз.

  5. Звёзды настолько далеки от нас, что даже при наблюдении с помощью телескопа всё равно остаются «точечными источниками света». Поэтому о пуговицах беспокоиться не надо.

ПРОВЕРКА-ОБСУЖДЕНИЕ производится сразу после выполнения работы. Ответ на задание может быть получен и записан учениками после обмена мнениями в парах. То есть здесь происходит учебное сотрудничество, что относится к коммуникативным УУД. Это происходит и на этапе поиска ответа, и на этапе дискуссии при проверке этого задания.

РАБОТА № 2 (с элементами соревнования). Сдавать работу учителю в письменном виде не надо.

Соревнование в парах (или по кольцу в 3-ках, если у кого-то нет пары).

Кто быстрее и больше даст верных ответов на вопрос «Основные точки и линии небесной сферы»?

ПРИМЕЧАНИЕ. На доске чертёж небесной сферы. Учащиеся выполняют задание письменно и проверяют друг друга по учебнику, выявляя победителя пары или тройки. Затем 2 -3 человека быстро отвечают на заданный вопрос у доски по чертежу. И здесь также выделяются лучшие ответы.

При выполнении задания были задействованы не только личностные и коммуникативные УУД, но и регулятивные, когда ученики самостоятельно обеспечивали организацию своей учебной деятельности.

3.Внимательно послушайте фрагмент рассказа и выскажите свои догадки и предположения.

Из дневника английского морского путешественника

15 октября. Вышли из Дувра.

16 октября. Идём на запад. Скучно.

17 октября. Атлантический океан. Чувствую себя точкой.

Небо заволокло тучами. Шторм.

Яхта потеряла ход и управление. Мы предоставлены воле волн.

20 октября. Ветер затих. Штиль. Наступила ночь. Чистое звёздное небо.

Нас снесло на 20° к югу.

Как герой рассказа узнал свою новую географическую широту?

ОТВЕТ

Примерно географическая широта равна высоте Полярной звезды над горизонтом. Полюс мира отстоит от этой звезды примерно на 1,5° (Это 1,5 диаметра Луны на небесной сфере). Для 20° это в пределах погрешности, тем более что в данном случае речь идёт о примерном определении координаты. Герой рассказа просто увидел, что Полярная звезда над горизонтом ниже, чем была видна первоначально. В рассказе не упоминаются угломерные инструменты. Хотя не исключено, что он воспользовался секстантом, который должен был быть на яхте.

ЗАДАНИЕ 4. для беседы о прецессии земной оси и собственном движении звёзд. Здесь предполагается усиление мотивационной составляющей обучения через создание ситуации дополнительного интереса к изучаемому материалу. (Упор на личностные УУД.)

ОТГАДАЙ ПРОДОЛЖЕНИЕ РАССКАЗА.

Васильеву в редакции журнала заказали небольшой фантастический рассказ. Что-нибудь про машину времени. Писатель начал с середины рассказа. «Оживив» для этого древнеегипетского жреца он написал:

«Имхотеп любил разные поездки и неоднократно путешествовал по Нилу. Но, как и прежде, даже попав в будущее, жрец не стал менять свои многолетние привычки звездочёта. Стемнело, и он поднялся на плоскую крышу столичного отеля. Внизу море огней. Свет и дымка, висящая над городом, мешали разглядеть звёздное небо. Имхотеп сокрушённо вздохнул и, перекрыв руками, порождённый человеческой суетой свет, идущий снизу, стал вглядываться в зенит. Туда, где были ВЕЧНОСТЬ и ПОСТОЯНСТВО. Но что это? За 5 тысяч лет ночное небо Египта…»

Но тут писателя позвали обедать. Что он напишет дальше?

ПЕДПОЛАГАЕМЫЕ РАССУЖДЕНИЯ:

1. Из текста следует, что изменения наблюдаемой картины звёздного неба при изменении географической широты места наблюдения жрецу должны были быть известны. Перемещения вдоль Нила, текущего с юга на север, показывают хорошо наблюдаемую зависимость вида звёздного неба от географической широты.

2. В результате прецессии земной оси вокруг Северного полюса эклиптики ось мира описывает в пространстве конус за 25 765 лет, и Северный полюс мира перемещается по небесной сфере. Во времена Имхотепа (3 000 г. до н.э.) «Полярной звездой» была α Дракона (Тубан). В Древней Греции эту роль выполняла Кохаб – β Малой Медведицы.

3. Кроме того, звёзды имеют собственное смещение на небесной сфере. И хотя оно мало, но за 5 тысяч лет какие-то изменения могут быть заметны. К сожалению, «летящую» звезду Барнарда невооружённым глазом не видно. Но она смещается на 0,5° (видимые угловые размеры Солнца и Луны) за 174 года.

Собственное движение звёзд обнаружил Галлей, сравнивая координаты звёзд, зафиксированные в далёкие времена Гиппархом и Птолемеем. Так, например, Арктур (α Волопаса) смещается на 2 секунды в год. Заметные смещения есть у Альдебарана (α Тельца) и Сириуса (α Большого Пса).

Следовательно, жрец заметит результат прецессии земной оси и смещение (движение) некоторых звёзд.

ЗАДАНИЕ №5 к теме «Движение искусственных спутников Земли и космических аппаратов к планетам».

В дискуссии — упор на коммуникативные УУД.

НАЙДИ В РАССКАЗЕ ОШИБКИ ИЛИ СПОРНЫЕ МОМЕНТЫ

Звездолёт «Мирный атом» нёсся в чёрной пустоте. Мелкими бриллиантами в иллюминаторах мерцали звёзды. Путь к созвездию Дракон южного полушария неблизкий.

Аварийная сигнализация включила автоматику и вывела из анабиоза командира корабля и некоторых членов экипажа. Открыв крышки капсул, в которых они провели долгих 3 года, космонавты побежали к пульту управления.

На табло мигала надпись: «Утечка топлива».

– Видимо произошла разгерметизация топливного модуля от удара какого-нибудь микрометеорита, – задумчиво произнёс главный инженер Глеб, – утечка слабая. Надо…

Но его, как обычно, перебила медик – блондинка Анжела:

– Мы что, теперь никуда не долетим? Нам не хватит топлива?

– Да, мы остановимся посреди космоса, но ты можешь дальше идти пешком, – в ответ девушке съязвил Глеб, – Может, я могу закончить то, что собирался сказать?

ОТВЕТ:

  1. Мерцание звёзд, которое мы привыкли наблюдать на Земле – результат флуктуаций плотности воздуха нашей атмосферы.

  2. Долететь до созвездия нельзя, так как наблюдаемые звёзды на самом деле находятся от нас на разных расстояниях. По мере движения в выбранном направлении картина звёздного неба будет меняться.

  3. Созвездие ДРАКОН находится в северном полушарии, возле Малой Медведицы.

  4. «Долгих 3 года» для космоса – ничто. До ближайшей звезды (Проксима Кентавра) расстояние более 4 световых лет. И, будем надеяться, писатель не приписал данному кораблю движение со скоростью света.

  5. Космический корабль – это не автомобиль с бензобаком, где мы учитываем трение и сопротивление воздуха. Корабль продолжит движение по инерции. А если пофантазировать и предположить, что космонавты включили реверс, то уменьшив скорость до нуля относительно одной системы отсчёта, они будут в движении относительно каких-то других систем отсчёта, так как в космосе всё куда-то движется.

  6. Дополнительно можно затронуть вопрос о психологической совместимости членов экипажа, которые должны общаться и сотрудничать в замкнутом пространстве. Кроме того, так как человек – существо, порождённое данной Вселенной, существо социальное, то можно потратить немного времени на другой смежный вопрос: » А как ты общаешься с товарищами; с кем бы ты смог быть в одном экипаже, с кем –нет?»

  7. Вопрос технического содержания: «Что мог предложить Глеб?»

(Как вариант: выйти из корабля, найти место повреждения и заделать отверстие. На космических станциях были прецеденты с микрометеоритами.)

ЗАДАНИЕ №6 к теме «Эклиптика. Зодиак».

ЗАГАДКА

Тётка, рыбы и весы –

Не базар, а для красы

Только странно, что вокруг

Их зовут «Звериный круг».

ОТВЕТ: зодиак, созвездия: Дева, Рыбы, Весы.

Упор на познавательные УУД.

Внеурочная форма работы с текстом

Рассказ «Найди ошибки по астрономии и физике». Фантастика.

Для нахождения правильных ответов учащимся обязательно понадобится тщательно поработать с учебниками (или Интернетом) и раскрепостить своё воображение. При подготовке упор на познавательные и регулятивные УУД, при подведении итогов – на коммуникативные.

Туристическими маршрутами

Маленькие «солнечные человечки» — плазмоиды устало перетекали из тени деревьев на солнцепёк, так как им, привыкшим к газообразной и нейтральной хромосфере1) родной планеты2), тяжело было находиться на твёрдой поверхности Земли, где каждое движение давалось с огромным трудом3). Высоко в небе, буквально в самом надире4), сиял солнечный диск, размером всего 1 – 2º 5). Так отсюда выглядел их родной дом.

Хатум − амёбоподобный руководитель этой туристической группы, медленно перебирая ложноножками, подполз к основной части своих подопечных и хрипло пошипел в инфракрасном6) диапазоне: «Я знаю, все очень устали, поэтому будем возвращаться по кратчайшему маршруту. Земля скоро будет в афелии7). А тогда, минут пять8) − и мы дома. Солнечный отлив9), я думаю, нам сильно мешать не будет».

В ответ пыльные лица10) слушателей слегка заулыбались, а обмякшие тела стали расправляться в поисках живительных струй солнечного ветра11). Только что12) произошедшая новая мощная вспышка на Солнце затрясла стрелки земных компасов, заиграла многоцветной радугой13) полярных сияний, наполнив сердца изрядно притомившихся путешественников утраченной было энергией и силой. Прогулка по экзотическим провинциям солнечной атмосферы подходила к концу.

Перечень ошибок

1. Хромосфера – область солнечной атмосферы, находящаяся над фотосферой. Её температура составляет десятки и сотни тысяч кельвин. В этой области происходит последовательная ионизация водорода, гелия и других химических элементов. Это плазма, а не просто газ.

2. Солнце – звезда, а не планета.

3. Ускорение свободного падения на «поверхности» Солнца равно 274 м/с², следовательно, так как значение этой величины огромно и в хромосфере, то ощущения существ, попавших на Землю в условия меньшей силы тяжести, надо сравнивать с эффектами для людей на Луне. Архимедова сила в их атмосфере тоже не могла бы настолько уменьшить вес этих существ, чтобы на Земле перемещаться им стало труднее.

4. Вместо зенита упомянута диаметрально противоположная точка небесной сферы.

5. Солнечный и лунный диски на небесной сфере для земного наблюдателя имеют угловые размеры по 0,5º. В древности рассматривали «шаг» солнца по небосводу − два диска – 1º. Отсюда возникло деление окружности на 360º.

6. Инфракрасные лучи – это электромагнитные волны, а не звуковые.

7. Афелий (в отличие от перигелия) – это самая удалённая от Солнца точка орбиты планеты.

8. Даже свет, имея максимально возможную скорость, доходит от Солнца до Земли примерно за 8,3 мин, что учащиеся могут вычислить по формуле

t = а/с,

где а =150 000 000 км (большая полуось земной орбиты), а с – скорость света в вакууме.

9. Из описания следует, что время действия – яркий солнечный день. А так как области приливов должны пролегать вдоль прямой Земля – Солнце, то речь надо вести о приливе, а не отливе. Здесь же следует вспомнить схему лунных приливов и отливов, а также обратить внимание на то, что влияние Луны сильнее.

10. Представить себе пыль на плазме более, чем затруднительно.

11. Солнечный ветер – это постоянный поток заряженных частиц, движущийся со скоростью до 1000 км/с (плазма, несущая магнитное поле). Но магнитосферу Земли большей частью пробивают корпускулы галактического происхождения.

12. Необходимо 1–2 дня, для того, чтобы частицы, выброшенные при солнечной вспышке, достигли Земли.

13. Появление радуги объясняется дисперсией света и связано с прохождением его через капельки воды, а полярные сияния – проявление электролюминесценции. Подвергаясь бомбардировке космическими лучами, атомы газов возбуждаются, а затем отдают энергию в виде света. Цвет свечения обусловлен газами, входящими в состав земной атмосферы.

Кроме того, учащиеся могут попытаться проанализировать способности и физические возможности плазменных существ, воздействие на них магнитных и гравитационных полей, а также другие спорные моменты.

Очень оригинально будет подвести учеников к экзотической мысли о том, что, проживая на маленькой космической «пылинке» − Земле, мы сами как бы являемся жителями нашего центрального светила. Этот вопрос возникает сам собой при обсуждении происхождения солнечного ветра как результата расширения внешней части солнечной атмосферы – короны. А если говорить о гравитационном воздействии Солнца, то оно будет до границ Солнечной системы, то есть оно и нас «привязывает» к нашей звезде.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *