ОГАПОУ «Белгородский индустриальный колледж».
План занятия № 1
Тема: Что изучает астрономия. Значение Астрономии. Масштабы Вселенной.
Вид занятия - смешанный.
Тип занятия комбинированный.
Учебные цели занятия: ознакомить обучающихся с историей дисциплины «астрономия», сформировать представление об астрономии как науке, дать понятия основных этапов развития астрономии, познакомить с основными разделами астрономии. Выявить связь астрономии с другими науками. Рассказать о роли астрономии в народном хозяйстве.
Задачи занятия:
•Обучающая – дать понятия астрономии как науки.
•Развивающая – Продолжить работу по формированию навыков самостоятельной и групповой работы с большими массивами информации, поиска и переработки, выполнение умозаключений по выполненным опытам, а также практического применения этой информации.
•Воспитательная – Продолжить формирование навыков рефлексии. развитие интереса к истории науки.
Планируемые образовательные результаты:
В результате изучения темы обучающиеся должны знать: что изучает астрономия, историю зарождения науки, связь науки астрономия с другими предметами, методах изучения, знать основные разделы астрономии, роль астрономии в народном хозяйстве, основные единицы измерения в астрономии
уметь: применять полученные знания при решении качественных и количественных задач.
Ход занятия:
Ход урока:
Вводная беседа (2 мин)
Требования: учебник-тетрадь
новый предмет - работа с учебником
Новый материал (30 мин) Начало - демонстрация видео клипа с CD, моей презентации.
Астрономия [греч. astron - звезда, nomos -закон] – наука о Вселенной (о природе)=наука о строении, происхождении и развитии небесных тел и их систем, муза - Урания.
Системы: - все тела во Вселенной образуют системы различной сложности.
Солнечная система Видимые на небе звезды, в том числе Млечный путь – это частьГалактики (наша галактика Млечный Путь) Галактикиобъединяются в своего рода скопления (системы) Все тела находятся в непрерывном движении, изменении, развитии. Планеты, звезды, галактики имеют свою историю, нередко исчисляемую млрд. лет. На схеме отражена системность и расстояния: 1 световой год (св. год)- это расстояние, которое луч света со скоростью почти 300 000 км/с пролетает за 1 год. 1 световой год равен 9,46 миллионам миллионов километров! |
История астрономии – одна из самых увлекательных и древнейших наук (можно показать отрывок из фильма Астрономия (ч.1, фр. 2 Самая древняя наука). Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:
Счета времени (календарь).
Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям
Любознательность – разобраться в происходящих явлениях и поставить их себе на службу.
Забота о своей судьбе, народившая астрологию.
Этапы развития астрономии
I-йАнтичный мир (до н. э)
II-ой Дотелескопический (наша эра до 1610г)
III-ий Телескопический (1610-1814гг)
IV-ый Спектроскопия (1814-1900гг)
V-ый Современный (1900 - наст.время)
Связь c другими предметами.
1 - гелиобиология | |
Основные разделы астрономии:
Классическая астрономия | объединяет ряд разделов астрономии, основы которых были разработаны до начала ХХ века: | ||
| Астрометрия: | Сферическая астрономия | изучает положение, видимое и собственное движение космических тел и решает задачи, связанные с определением положений светил на небесной сфере, составлением звездных каталогов и карт, теоретическим основам счета времени. |
Фундаментальная астрометрия | ведет работу по определению фундаментальных астрономических постоянных и теоретическому обоснованию составления фундаментальных астрономических каталогов. | ||
Практическая астрономия | занимается определением времени и географических координат, обеспечивает Службу Времени, вычисление и составление календарей, географических и топографических карт; астрономические методы ориентации широко применяются в мореплавании, авиации и космонавтике. | ||
| Небесная механика | исследует движение космических тел под действием сил тяготения (в пространстве и времени). Опираясь на данные астрометрии, законы классической механики и математические методы исследования, небесная механика определяет траектории и характеристики движения космических тел и их систем, служит теоретической основой космонавтики. | |
Современная астрономия | Астрофизика | изучает основные физические характеристики и свойства космических объектов (движение, строение, состав и т.д.), космических процессов и космических явлений, подразделяясь на многочисленные разделы: теоретическая астрофизика; практическая астрофизика; физика планет и их спутников (планетология и планетографии); физика Солнца; физика звезд; внегалактическая астрофизика и т. д. | |
| Космогония | изучает происхождение и развитие космических объектов и их систем (в частности Солнечной системы). | |
| Космология | исследует происхождение, основные физические характеристики, свойства и эволюцию Вселенной. Теоретической основой ее являются современные физические теории и данные астрофизики и внегалактической астрономии. | |
Наблюдения в астрономии - основной источник информации. Они имеют особенности:
длительные промежутки времени и одновременное наблюдение родственных объектов (пример-эволюция звезд)
необходимость указания положения небесных тел в пространстве (координаты)
Для точности наблюдений, нужны приборы. Наблюдения проводятся в специализированных учреждениях -обсерваториях.
Телескоп-увеличивает угол зрения (разрешающая способность), и собирает больше света (проникающая сила).
Виды телескопов: = оптические и радио (Показ)
1. Оптические телескопы
Рефрактор - используется преломление света в линзе (преломляющий), первый в 1609г Г. Галилей
Рефлектор - используется вогнутое зеркало (отражающий), фокусирующее лучи, первый в 1668г изобрел И. Ньютон.
Зеркально – линзовый (камера Шмидта) - комбинация обеих видов, первый построил в 1930г Б. ШМИДТ.
назначение | непосредственные наблюдения фотографировать (астрограф) фотоэлектрические – датчик, колебание энергии, излучений спектральные – дают сведения о температуре, химическом составе, магнитных полях, движений небесных тел. |
В астрономии расстояние между небесными телами измеряют углом → угловое расстояние: градусы – 5о,2, минуты – 13',4, секунды – 21",3
Обычным глазом мы видим рядом 2 звезды (разрешающая способность), если угловое расстояние не менее 1-2'. Угол, под которым мы видим диаметр Солнца и Луны ~ 0,5о= 30'.
Вычисления:
Разрешающая способность α= 14"/D [D – диаметр объектива телескопа в см.] или α= 206265·λ/D [где λ - длина световой волны, а D – диаметр объектива телескопа]
Светосила Е=~S (или D2) объектива. Е=(D/dхр)2, где dхр- диаметр зрачка человека в обычных условиях 5мм.
Увеличение =Фокусное расстояние объектива/Фокусное расстояние окуляра. W=F/f=β/α.
При сильном увеличении >500х видно колебания воздуха, поэтому телескоп необходимо располагать как можно выше в горах и где небо часто безоблачно, а еще лучше за пределами атмосферы ( в космосе).
Задача (самостоятельно-3 мин) Для 6м телескопа– рефлектора в Специальной астрофизической обсерватории (на северном Кавказе) определить разрешающую способность, светосилу и увеличение, если используется окуляр с фокусным расстоянием 5см (F=24м). [Оценка по скорости и правильности решения]
2. Радиотелескопы - преимущества: в любую погоду и время суток можно вести наблюдение объектов, недоступные для оптических. Представляют собой чашу (подобие локатора). Радиоастрономия получило развитие с 50-х годов 20-го столетия.
Закрепление материала [6мин].
Вопросы:
Какие сведения астрономические вы изучали в курсах других предметов? (природоведение, физики, истории и т.д.)
В чем специфика астрономии по сравнению с другими науками о природе?
Какие типы небесных тел вам известны?
Планеты. Сколько, как называются, порядок расположения, самая большая и т.д.
Какое значение в народном хозяйстве имеет сегодня астрономия?
Значения в народном хозяйстве:
- Ориентирование по звездам для определения сторон горизонта
- Навигация (мореходство, авиация, космонавтика) - искусство прокладывать путь по звездам
- Исследование Вселенной с целью понять прошлое и спрогнозировать будущее
- Космонавтика:
- Исследование Земли с целью сохранения ее уникальной природы
- Получение материалов, которые невозможно получение в земных условиях
- Прогноз погоды и предсказание стихийных бедствий
- Спасение терпящих бедствие судов
- Исследования других планет для прогнозирования развития Земли
Домашнее задание: Введение, §1; вопросы и задания для самоконтроля (стр11); стр29 (п.1-6) – главные мысли.
При подробном изучении материала об астрономических инструментах можно предложить ученикам вопросы и задачи:
1. Определите основные характеристики телескопа Г. Галилея.
2. В чем преимущества и недостатки оптической системы рефрактора Галилея по сравнению с оптической схемой рефрактора Кеплера?
3. Определите основные характеристики БТА. Во сколько раз БТА мощнее МШР?
4. В чем преимущества телескопов, установленных на борту космических аппаратов?
5. Какими условиями должно удовлетворять место для строительства астрономической обсерватории?
Астрономия [греч. astron - звезда, nomos -закон] – наука о Вселенной (о природе)= наука о строении, происхождении и развитии небесных тел и их систем, муза - Урания.
Основные разделы астрономии:
Классическая астрономия | объединяет ряд разделов астрономии, основы которых были разработаны до начала ХХ века: | ||
| Астрометрия: | Сферическая астрономия | изучает положение, видимое и собственное движение космических тел и решает задачи, связанные с определением положений светил на небесной сфере, составлением звездных каталогов и карт, теоретическим основам счета времени. |
Фундаментальная астрометрия | ведет работу по определению фундаментальных астрономических постоянных и теоретическому обоснованию составления фундаментальных астрономических каталогов. | ||
Практическая астрономия | занимается определением времени и географических координат, обеспечивает Службу Времени, вычисление и составление календарей, географических и топографических карт; астрономические методы ориентации широко применяются в мореплавании, авиации и космонавтике. | ||
| Небесная механика | исследует движение космических тел под действием сил тяготения (в пространстве и времени). Опираясь на данные астрометрии, законы классической механики и математические методы исследования, небесная механика определяет траектории и характеристики движения космических тел и их систем, служит теоретической основой космонавтики. | |
Современная астрономия | Астрофизика | изучает основные физические характеристики и свойства космических объектов (движение, строение, состав и т.д.), космических процессов и космических явлений, подразделяясь на многочисленные разделы: теоретическая астрофизика; практическая астрофизика; физика планет и их спутников (планетология и планетографии); физика Солнца; физика звезд; внегалактическая астрофизика и т. д. | |
| Космогония | изучает происхождение и развитие космических объектов и их систем (в частности Солнечной системы). | |
| Космология | исследует происхождение, основные физические характеристики, свойства и эволюцию Вселенной. Теоретической основой ее являются современные физические теории и данные астрофизики и внегалактической астрономии. | |
Наблюденияв астрономии - основной источник информации. Они имеют особенности:
длительные промежутки времени и одновременное наблюдение родственных объектов (пример-эволюция звезд)
необходимость указания положения небесных тел в пространстве (координаты)
Астрономические единицы измерения
1 астрономическая единица = 149, 6 млн.км(среднее расстояние от Земли до Солнца).
Парсек – расстояние, с которого радиус земной орбиты виден под углом в одну угловую секунду.
1 пк = 206265 а.е. = 3,3 с.г. = 33 мрлн км.
1пк (парсек) = 206265 а.е. = 3, 26 св. лет
1 световой год (св. год)- это расстояние, которое луч света со скоростью почти 300 000 км/с пролетает за 1 год. 1 световой год равен 9,46 миллионам миллионов километров!
Мле́чный Путь (также наша Галактика или просто Галактика) — галактика, в которой находятся Земля, Солнечная система и все отдельные звёзды, видимые невооружённым глазом
Обсерватория— это научное учреждение, в котором сотрудники — учёные разных специальностей — наблюдают за природными явлениями, анализируют наблюдения, на их основе продолжают изучать то, что происходит в природе.
Строение и масштабы Вселенной
Наиболее распространённым типом небесных тел являются звезды.
Невооружённым глазом в безлунную ночь можно видеть над горизонтом около 3 тыс. звёзд.
В настоящее время астрономы определили положения нескольких миллионов звезд и составили их каталоги.
Около 240 звезд имеют собственные имена (Вега, Альтаир, Сириус, Полярная и пр.)
Звезды распределены на небе не равномерно, а отдельными компактными группами – созвездиями. Под созвездиями понимают область неба в пределах некоторых установленных границ. Это сделано для удобства ориентировки на небесной сфере и обозначения звезд. Всё небо разделено на 88 созвездий.
Группы звёзд в созвездиях имеют устойчивую конфигурацию, т.е. взаимное расположение звезд в созвездии не изменяется с течением времени.
Есть три группы созвездий по происхождению их названий:
1. Связанные с древнегреческой мифологией
2. Связанные с предметами, на которые похожи фигуры, образуемые яркими звездами созвездий (Стрела, Треугольник, Весы, Лев, Рак, Скорпион, Большая медведица и др.)
Гигантские звёздные системы, состоящие из сотен миллиардов звёзд образуют галактику.
Солнечная система и окружающие её звезды составляют ничтожную часть нашей Галактики – Млечный Путь.
История астрономии:
Пифагор Самосский: впервые заявил о шарообразности Земли.
Аристотель: признавал шарообразность Земли, Луны и небесных тел; создал собственную геоцентрическую систему мира.
Архимед: сделал первый звездный глобус, который показывал суточное вращение звездного неба, движение планет, фазы Луны, солнечные и Лунные затмения; определил угловой диаметр Солнца; впервые попытался определить размеры Вселенной.
Аристарх: сделал вывод о вращении Земли вокруг Солнца; рассчитал, что Солнце - ближайшая из звезд.
Эратосфен: вычислил размеры Земли;
Гиппарх: ввел географические координаты местности (широту и долготу); составил звездный каталог, включавший 850 звезд (48 созвездий); разделил звезды по блеску на 6 звездных величин; открыл прецессию; оценил расстояние до Луны и Солнца; составил таблицы наблюдений за Луной и планетами; разработал одну из геоцентрических систем мира.
Клавдий Птолемей: попытался создать теорию видимого движения Солнца, Луны и планет; разработал геоцентрическую систему мира.
Николай Коперник: разработал гелиоцентрическую систему мира; получил объяснение смене времен года.
Джордано Бруно: создал свою естественно-философскую картину бесконечной Вселенной с множеством обитаемых планетных миров.
Тихо Браге: главным делом жизни считал повышение точности астрономических наблюдений; построил две обсерватории в которых проводил наблюдения за Марсом и другими объектами с помощью созданных им металлических угломерных инструментов; составил каталог 777 звезд.
Иоганн Кеплер: использовал данные многолетних наблюдений Тихо Браге за движением Марса; сформулировал три закона движения планет.
Галилео Галилей: изобрел телескоп; проводил исследования комет, отметил периодичность в движении комет; открыл горы, моря и кратеры на Луне, 4 наиболее крупных спутника Юпитера; наблюдал пятна на Солнце, фазы Венеры, кольца Сатурна.
Исаак Ньютон: на основе анализа движения планеты Земли и её спутника Луны, образующих единую космическую систему, сформулировал закон Всемирного тяготения; высказал гипотезу о формировании звезд в газопылевых туманностях под действием гравитации; объяснил причины приливов и отливов.
поэтапно периоды формирования Вселенной – от чистой энергии до галактик.
|
|
|
|
| В первую долю секунды после «Большого взрыва» Вселенная расширилась до размеров грейпфрута. Она состояла из чистой раскалённой энергии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 миллиард лет спустя – 13-15 млрд. лет спустя (наше время) | Галактики | Из групп звёзд образуются галактики. Затем из малых галактик образуются большие – те, которые мы наблюдаем сегодня. |
