Тема: Предмет астрономии.
Ход урока:
Вводная беседа (2 мин)
Требования: учебниктетрадь
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.
1. Солнечная система
2. Видимые на небе звезды, в том числе Млечный путь – это часть Галактики (наша галактика
Млечный Путь)
3. Галактики объединяются 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 астрономическая единица = 149, 6 млн.км (среднее расстояние от Земли до Солнца).
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!
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:
1. Счета времени (календарь).
2. Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям
3. Любознательность – разобраться в происходящих явлениях и поставить их себе на службу.
4.
Забота о своей судьбе, народившая астрологию.
Этапы развития астрономии
Iй Античный мир (до н. э)
IIой Дотелескопический (наша эра до 1610г)
IIIий Телескопический (16101814гг)
IVый Спектроскопия (18141900гг)
Vый Современный (1900 наст.время)
Связь c другими предметами.
1 гелиобиология
2 ксенобиология
3 космическая биология и медицина
4 математическая география
5 космохимия
А сферическая астрономия
Б астрометрия
В небесная механика
Г астрофизика
Д космология
Е космогония
Ж космофизика
Основные разделы астрономии:
Классическая
астрономия
объединяет ряд разделов астрономии, основы которых были разработаны до начала ХХ века:
Астрометрия:
Небесная
механика
Современная
астрономия
Астрофизика
Космогония
Космология
Сферическая
астрономия
Фундаментальная
астрометрия
Практическая
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.
ведет работу по определению фундаментальных астрономических постоянных и теоретическому
обоснованию составления фундаментальных астрономических каталогов.
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.
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.
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.
изучает происхождение и развитие космических объектов и их систем (в частности Солнечной системы).
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 (примерэволюция 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.
непосредственные наблюдения
фотографировать (астрограф)
фотоэлектрические – датчик, колебание энергии, излучений
назначение
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 12". Угол, под которым мы видим диаметр Солнца и Луны ~
0,5о= 30".
Вычисления:
"/D или = 206265∙
α
λ
λ
/D [где
длина световой волны, а D – диаметр объектива
Разрешающая способность = 14α
телескопа]
Светосила Е=~S (или D2) объектива. Е=(D/dхр)2, где dхр диаметр зрачка человека в обычных условиях 5мм.
β α
Увеличение =Фокусное расстояние объектива/Фокусное расстояние окуляра. W=F/f= /
.
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 (самостоятельно3 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 50х годов 20го столетия.
Закрепление материала .
Вопросы:
1. Какие сведения астрономические вы изучали в курсах других предметов? (природоведение, физики, истории и т.д.)
2. В чем специфика астрономии по сравнению с другими науками о природе?
3. Какие типы небесных тел вам известны?
4. Планеты. Сколько, как называются, порядок расположения, самая большая и т.д.
5. 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.16) – 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?
Небесный свод, горящий славой,
Таинственно глядит из глубины,
И мы плывем, пылающею бездной
Со всех сторон окружены.
Ф. Тютчев
Урок1/1
Тема : Предмет астрономии.
Цель : Дать представление об астрономии - как наука, связи с другими науками; познакомится с историей, развитием астрономии; инструментами для наблюдений, особенности наблюдений. Дать представление о строении и масштабах Вселенной. Рассмотреть решение задач на нахождение разрешающей способности, увеличения и светосила телескопа. Профессия астронома, значение для народного хозяйства. Обсерватории. Задачи :1. Обучающая : ввести понятия астрономии, как науке и основных разделах астрономии, объектах познания астрономии: космических объектах, процессах и явлениях; методах астрономических исследований и их особенностях; обсерватории, телескопа и его различных видов. Истории астрономии и связи с другими науками. Роли и особенности наблюдений. Практическом применении астрономических знаний и средств космонавтики.
2. Воспитывающая : историческая роль астрономии в формировании представления человека об окружающем мире и развитии других наук, формирование научного мировоззрения учащихся в ходе знакомства с некоторыми философскими и общенаучными идеями и понятиями (материальности, единства и познаваемости мира, пространственно-временными масштабами и свойствами Вселенной, универсальностью действия физических законов во Вселенной). Патриотическое воспитание при ознакомлении с ролью российской науки и техники в развитии астрономии и космонавтики. Политехническое образование и трудовое воспитание при изложении сведений о практическом применении астрономии и космонавтики.
3. Развивающая : развития познавательных интересов к предмету. Показать, что мысль человеческая всегда стремится к познанию неизвестного. Формирование умений анализировать информацию, составлять классификационные схемы. Знать: 1-й уровень (стандарт) - понятие астрономии, основных ее разделах и этапах развития, месте астрономии среди других наук и практическом применении астрономических знаний; иметь первоначальное понятие о методах и инструментах астрономических исследований; масштабах Вселенной, космических объектах, явлениях и процессах, свойства телескопа и его виды, значение астрономии для народного хозяйства и практических нужд человечества. 2-й уровень - понятие астрономии, системы, роль и особенности наблюдений, свойства телескопа и его виды, связь с другими предметами, преимущества фотографических наблюдений, значение астрономии для народного хозяйства и практических нужд человечества. Уметь: 1-й уровень (стандарт) - пользоваться учебником и справочным материалом, строить схемы простейших телескопов разных видов, наводить телескоп на заданный объект, искать в Интернет информацию по выбранной астрономической теме. 2-й уровень - пользоваться учебником и справочным материалом, строить схемы простейших телескопов разных видов, вычислять разрешающую способность, светосилу и увеличение телескопов, проводить наблюдения с помощью телескопа заданного объекта, искать в Интернет информацию по выбранной астрономической теме.
Оборудование : Ф. Ю. Зигель “Астрономия в ее развитии”, Теодолит, Телескоп, плакаты “телескопы”, “Радиоастрономия”, д/ф. “Что изучает астрономия”, «Крупнейшие астрономические Обсерватории», к/ф «Астрономия и мировоззрение», "астрофизические методы наблюдений". Глобус Земли, диапозитивы: фотографии Солнца, Луны и планет, галактик. CD- "Red Shift 5.1" или фотографии и иллюстрации астрономических объектов из мультимедийного диска «Мультимедиа библиотека по астрономии». Показать Календарь Наблюдателя на сентябрь (взять с сайта Астронет), пример астрономического журнала (электронного, например Небосвод). можно показать отрывок из фильма Астрономия (ч.1, фр. 2 Самая древняя наука).
Межпредметная связь : Прямолинейное распространение, отражение, преломление света. Построение изображений, даваемых тонкой линзой. Фотоаппарат (физика, VII кл). Электромагнитные волны и скорость их распространения. Радиоволны. Химическое действие света (физика, X кл).
Ход урока :
Вводная беседа (2 мин)
- Учебник Е. П. Левитан; общая тетрадь - 48 листов; экзамены по желанию.
- Астрономия - новая дисциплина в курсе школы, хотя вкратце с некоторыми вопросами вы знакомы.
- Как работать с учебником.
- проработать (а не прочитать) параграф
- вникнуть в сущность, разобраться с каждым явлениями и процессами
- проработать все вопросы и задания после параграфа, кратко в тетрадях
- контролировать свои знания по перечню вопросов в конце темы
- дополнительно материал посмотреть в Интернете
Лекция (новый материал) (30 мин) Начало - демонстрация видео клипа с CD (или моей презентации).
Астрономия [греч. Астрон (astron) - звезда, номос (nomos) -закон] - наука о Вселенной, завершающая естественно-математический цикл школьных дисциплин. Астрономия изучает движение небесных тел (раздел “небесная механика”), их природу (раздел “астрофизика”), происхождение и развитие (раздел “космогония”) [Астрономия - наука о строении, происхождении и развитии небесных тел и их систем
=, то есть наука о природе]. Астрономия - единственная наука, которая получила свою музу-покровительницу - Уранию.
Системы (космические):
- все тела во Вселенной образуют системы различной сложности.
Все тела находятся в непрерывном движении, изменении, развитии. Планеты, звезды, галактики имеют свою историю, нередко исчисляемую млрд. лет. На схеме отражена системность и расстояния:
|
История астрономии
(можно фрагмент фильма Астрономия (ч.1, фр. 2 Самая древняя наука))
Астрономия - одна из самых увлекательных и древнейших наук о природе - исследуется не только настоящее, но и далекое прошлое окружающего нас макромира, а также вырисовать научную картину будущего Вселенной.
Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:
Этапы развития астрономии
I-й
Античный мир
(до н. э). Философия →астрономия → элементы математики (геометрия).
Древний Египет, Древняя Ассирия, Древние Майя, Древний Китай, Шумеры, Вавилония, Древняя Греция. Ученые, внесшие значительный вклад в развитие астрономии: ФАЛЕС Милетский
(625-547, Др.Греция), ЕВДОКС Книдский
(408- 355, Др. Греция), АРИСТОТЕЛЬ
(384-322, Македония, Др. Греция), АРИСТАРХ Самосский
(310-230, Александрия, Египет), ЭРАТОСФЕН
(276-194, Египет), ГИППАРХ Родосский
(190-125г, Др.Греция).
II-ой
Дотелескопический
период. (наша эра до 1610г). Упадок науки и астрономии. Развал Римской империи, набеги варваров, зарождение христианства. Бурное развитие арабской науки. Возрождение науки в Европе. Современная гелиоцентрическая система строения мира. Ученые, внесшие значительный вклад в развитие астрономии в данный период: Клавдий ПТОЛЕМЕЙ
(Клавдиус Птоломеус
)(87-165, Др. Рим), БИРУНИ, Абу Рейхан Мухаммед ибн Ахмед аль - Бируни
(973-1048, совр. Узбекистан), Мирза Мухаммед ибн Шахрух ибн Тимур
(Тарагай
) УЛУГБЕК
(1394 -1449, совр. Узбекистан), Николай КОПЕРНИК
(1473-1543,Польша), Тихо(Тиге) БРАГЕ
(1546- 1601, Дания).
III-ий
Телескопический
до появления спектроскопии (1610-1814гг). Изобретение телескопа и наблюдения с его помощью. Законы движения планет. Открытие планеты Уран. Первые теории образования Солнечной системы. Ученые, внесшие значительный вклад в развитие астрономии в данный период: Галилео ГАЛИЛЕЙ
(1564-1642, Италия), Иоганн КЕПЛЕР
(1571-1630, Германия), Ян ГАВЕЛИЙ
(ГАВЕЛИУС
) (1611-1687, Польша), Ганс Христиан ГЮЙГЕНС
(1629-1695, Нидерланды), Джованни Доминико (Жан Доменик) КАССИНИ>
(1625-1712, Италия-Франция), Исаак НЬЮТОН
(1643-1727, Англия), Эдмунд ГАЛЛЕЙ
( ХАЛЛИ
, 1656-1742, Англия), Вильям (Уильям) Вильгельм Фридрих ГЕРШЕЛЬ
(1738-1822, Англия), Пьер Симон ЛАПЛАС
(1749-1827, Франция).
IV-ый
Спектроскопия
. До фотографии. (1814-1900гг). Спектроскопические наблюдения. Первые определения расстояния до звезд. Открытие планеты Нептун. Ученые, внесшие значительный вклад в развитие астрономии в данный период: Йозеф фон ФРАУНГОФЕР
(1787-1826, Германия), Василий Яковлевич (Фридрих Вильгельм Георг) СТРУВЕ
(1793-1864, Германия-Россия), Джордж Бидделл ЭРИ
(ЭЙРИ
, 1801-1892, Англия), Фридрих Вильгельм БЕССЕЛЬ
(1784-1846, Германия), Иоганн Готфрид ГАЛЛЕ
(1812-1910, Германия), Уильям ХЕГГИНС
(Хаггинс
, 1824-1910, Англия), Анжело СЕККИ
(1818-1878, Италия), Федор Александрович БРЕДИХИН
(1831-1904, Россия), Эдуард Чарльз ПИКЕРИНГ
(1846-1919, США).
V-ый
Современный
период (1900-наст.время). Развитие применения в астрономии фотографии и спектроскопических наблюдений. Решение вопроса об источнике энергии звезд. Открытие галактик. Появление и развитие радиоастрономии. Космические исследования. Подробнее смотрите .
Связь c другими предметами.
ПСС т 20 Ф. Энгельс - “Сперва астрономия, которая уже из-за времен года абсолютно необходима для пастушеских и земледельческих работ. Астрономия может развиваться только при помощи математики. Следовательно приходилось заниматься и математикой. Далее, на известной ступени развития земледелия в известных странах (поднятие воды для орошения в Египте), а в особенности вместе с возникновением городов, крупных построек и развитием ремесла развивалось и механика. Вскоре она становится необходимой для судоходства и военного дела. Она так же передается в помощь математике и таким образом способствует ее развитию”.
Астрономия сыграла столь ведущую роль в истории науки, что многие ученые считают - “астрономию наиболее существенным фактором развития от ее возникновения - вплоть до Лапласа, Лагранжа и Гаусса” - они черпали из нее задания и создавали методы решения этих задач. Астрономия, математика и физика никогда не теряли взаимосвязи, что нашло отражение в деятельности многих ученых.
Взаимодействие астрономии и физики продолжает оказывать влияние на развитие других наук, технологии, энергетики и различных отраслей народного хозяйства. Пример - создание и развитие космонавтики. Разрабатываются способы удержания плазмы в ограниченном объеме, концепция "бесстолкновительной" плазмы, МГД-генераторы, квантовые усилители излучения (мазеры) и т. д. | ||
1 - гелиобиология 2 - ксенобиология 3 - космическая биология и медицина 4 - математическая география 5 - космохимия А - сферическая астрономия Б - астрометрия В - небесная механика Г - астрофизика Д - космология Е - космогония Ж - космофизика |
Астрономию и химию
связывают вопросы исследования происхождения и распространенности химических элементов и их изотопов в космосе, химическая эволюция Вселенной. Возникшая на стыке астрономии, физики и химии наука космохимия тесно связана с астрофизикой, космогонией и космологией, изучает химический состав и дифференцированное внутреннее строение космических тел, влияние космических явлений и процессов на протекание химических реакций, законы распространенности и распределения химических элементов во Вселенной, сочетание и миграцию атомов при образовании вещества в космосе, эволюцию изотопного состава элементов. Большой интерес для химиков представляют исследования химических процессов, которые из-за их масштабов или сложности трудно или совсем невоспроизводимых в земных лабораториях (вещество в недрах планет, синтез сложных химических соединений в темных туманностях и т. д.). Астрономию, географию и геофизику связывает изучение Земли как одной из планет Солнечной системы, ее основных физических характеристик (фигуры, вращения, размеров, массы и т. д.) и влияния космических факторов на географию Земли: строение и состав земных недр и поверхности, рельеф и климат, периодические, сезонные и долговременные, местные и глобальные изменения в атмосфере, гидросфере и литосфере Земли - магнитные бури, приливы, смена времен года, дрейф магнитных полей, потепления и ледниковые периоды и т. д., возникающие в результате воздействия космических явлений и процессов (солнечной активности, вращения Луны вокруг Земли, вращения Земли вокруг Солнца и др.); а также не потерявшие своего значения астрономические методы ориентации в пространстве и определения координат местности. Одной из новых наук стало космическое землеведение - совокупность инструментальных исследований Земли из космоса в целях научной и практической деятельности. Связь астрономии и биологии определяется их эволюционным характером. Астрономия изучает эволюцию космических объектов и их систем на всех уровнях организации неживой материи аналогично тому, как биология изучает эволюцию живой материи. Астрономию и биологию связывают проблемы возникновения и существования жизни и разума на Земле и во Вселенной, проблемы земной и космической экологии и воздействия космических процессов и явлений на биосферу Земли. Связь астрономии с историей и обществоведением , изучающим развитие материального мира на качественно более высоким уровне организации материи, обусловлена влиянием астрономических знаний на мировоззрение людей и развитие науки, техники, сельского хозяйства, экономики и культуры; вопрос о влиянии космических процессов на социальное развитие человечества остается открытым. Красота звездного неба будила мысли о величии мироздания и вдохновлял писателей и поэтов . Астрономические наблюдения несут в себе мощный эмоциональный заряд, демонстрируют могущество человеческого разума и его способности познавать мир, воспитывают чувство прекрасного, способствуют развитию научного мышления. Связь астрономии с "наукой наук" - философией - определяется тем, что астрономия как наука имеет не только специальный, но и общечеловеческий, гуманитарный аспект, вносит наибольший вклад в выяснение места человека и человечества во Вселенной, в изучение отношения "человек - Вселенная". В каждом космическом явлении и процессе видны проявления основных, фундаментальных законов природы. На основе астрономических исследований формируются принципы познания материи и Вселенной, важнейшие философские обобщения. Астрономия оказала влияние на развитие всех философских учений. Невозможно сформировать физическую картину мира в обход современных представлений о Вселенной - она неминуемо утратит свое мировоззренческое значение. |
Современная астрономия - фундаментальная физико-математическая наука, развитие которой непосредственно связано с НТП. Для исследования и объяснения процессов используется весь современный арсенал разнообразных, вновь возникших разделов математики и физики. Существует и .
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.
Наблюдения - основной источник информации
о небесных телах, процессах, явлениях, происходящих во Вселенной, так как их потрогать и провести опыты с небесными телами невозможно (возможность проведения экспериментов вне Земли возникла только благодаря космонавтике). Они имеют и особенности в том, что для изучения какого либо явления необходимы:
- длительные промежутки времени и одновременное наблюдение родственных объектов (пример-эволюция звезд)
- необходимость указания положения небесных тел в пространстве (координаты), так как все светила кажутся далекими от нас (в древности возникло понятие небесной сферы, которая как единое целое вращается вокруг Земли)
Пример:
Древний Египет, наблюдая за звездой Сотис (Сириус) определили начало разлива Нила, установили продолжительность года в 4240г до н.э. в 365 дней. Для точности наблюдений, нужны были приборы
.
1). Известно, что Фалес Милетский (624-547, Др. Греция) в 595г до н.э. впервые использовал гномон (вертикальный стержень, приписывается, что создал его ученик Анаксимандр) - позволил не только быть солнечными часами, но и определять моменты равноденствия, солнцестояния, продолжительности года, широту наблюдения и т.д.
2). Уже Гиппарх (180-125г, Др. Греция) использовал астролябию, что позволило ему измерить параллакс Луны, в 129г до н.э., установить продолжительность года в 365,25сут, определить процессию и составить в 130г до н.э. звездный каталог на 1008 звезд и т.д.
Существовали астрономический посох, астролабон (первая разновидность теодолита), квадрант и т.д. Наблюдения проводятся в специализированных учреждениях - ,
возникших еще на первом этапе развития астрономии до НЭ. Но настоящее астрономическое исследование началось с изобретением телескопа
в 1609г.
Телескоп
- увеличивает угол зрения, под которым видны небесные тела (разрешающая способность
), и собирает во много раз больше света, чем глаз наблюдателя (проникающая сила
). Поэтому в телескоп можно рассмотреть невидимые невооруженным глазом поверхности ближайших к Земле небесных тел и увидеть множество слабых звезд. Все зависит от диаметра его объектива.
Виды телескопов:
и радио
(Показ телескопа, плакат "Телескопы", схемы). Телескопы: из истории
= оптические
1. Оптические телескопы ()
Рефрактор
(refracto-преломляю)- используется преломление света в линзе (преломляющий). “Зрительная труба” сделана в Голландии [Х. Липперсгей]. По приблизительному описанию ее изготовил в 1609г Галилео Галилей и впервые направил в ноябре 1609г на небо, а в январе 1610г открыл 4 спутника Юпитера. Самый большой в мире рефрактор изготовлен Альваном Кларк (оптиком из США) 102см (40 дюймов) и установлен в 1897г в Йерской обсерватории (близь Чикаго). Им же был изготовлен 30 дюймовый и установлен в 1885г в Пулковской обсерватории (разрушен в годы ВОВ). |
|
Рефлектор
(reflecto-отражаю)- используется вогнутое зеркало, фокусирующее лучи. В 1667г первый зеркальный телескоп изобрел И. Ньютон (1643-1727, Англия) диаметр зеркала 2,5см при 41 х
увеличении. В те времена зеркала делались из сплавов металла, быстро тускнели. Самый Большой в мире телескоп им. У. Кека установлен в 1996 году диаметр зеркало 10м (первый из двух, но зеркало не монолитное, а состоит из 36 зеркал шестиугольной формы) в обсерватории Маун-Кеа (Калифорния, США). В 1995г введен первый из четырех телескопов (диаметр зеркала 8м) (обсерватория ESO, Чили). До этого самый крупный был в СССР, диаметр зеркала 6м, установлен в Ставропольском крае (гора Пастухова, h=2070м) в Специальной астрофизической обсерватории АН СССР (монолитное зеркало 42т, 600т телескоп, можно видеть звезды 24 м). |
|
Зеркально - линзовый. Б.В. ШМИДТ
(1879-1935, Эстония) построил в 1930г (камера Шмидта) с диаметром объектива 44 см. Большой светосилы, свободный от комы и большим полем зрения, поставив перед сферическим зеркалом корректирующую стеклянную пластину. В 1941 году Д.Д. Максутов (СССР) сделал менисковый, выгоден короткой трубой. Применяется любителями - астрономами. В 1995г для оптического интерферометра введен в строй первый телескоп с 8м зеркалом (из 4 -х) с базой 100м (пустыне АТАКАМА, Чили; ESO). В 1996г первый телескоп диаметром 10м (из двух с базой 85м) им. У. Кека введен в обсерватории Маун - Кеа (Калифорния, Гавайские острова, США) любительские телескопы |
- непосредственные наблюдения
- фотографировать (астрограф)
- фотоэлектрические - датчик, колебание энергии, излучений
- спектральные - дают сведения о температуре, химическом составе, магнитных полях, движений небесных тел.
- Документальность - способность фиксировать происходящее явление и процессы и долгое время сохранять полученную информацию.
- Моментальность - способность регистрировать кратковременные события.
- Панорамность - способность запечатлеть одновременно несколько объектов.
- Интегральность - способность накапливать свет от слабых источников.
- Детальность - способность рассматривать детали объекта на изображении.
- В телескоп мы предельно видим: (разрешающая способность ) α= 14 " /D или α= 206265·λ/D [где λ - длина световой волны, а D - диаметр объектива телескопа] .
- Количество света, собранного объективом - называется светосилой . Светосила Е =~S (или D 2) объектива. Е=(D/d хр ) 2 , где d хр - диаметр зрачка человека в обычных условиях 5мм (максимум в темноте 8мм).
- Увеличение телескопа =Фокусное расстояние объектива/Фокусное расстояние окуляра. W=F/f=β/α .
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 ] Решение: α= 14 " /600 ≈ 0,023" [при α= 1" спичечная коробка видна на расстоянии 10км]. Е=(D/d хр) 2 =(6000/5) 2 = 120 2 =14400 [во столько раз собирает больше света, чем глаз наблюдателя] W=F/f=2400/5=480 2. Радиотелескопы - преимущества: в любую погоду и время суток можно вести наблюдение объектов, недоступные для оптических. Представляют собой чашу (подобие локатора. плакат "Радиотелескопы"). Радиоастрономия получило развитие после войны. Наибольшие сейчас радиотелескопы это неподвижные РАТАН- 600, Россия (вступил в строй в 1967г в 40 км от оптического телескопа, состоит из 895 отдельных зеркал размером 2,1х7,4м и имеет замкнутое кольцо диаметром 588м), Аресибо (Пуэрто -Рико, 305м-забетонированная чаша потухшего вулкана, введен в 1963г). Из подвижных имеют два радиотелескопа 100м чашу.
Небесные тела дают излучение: свет, инфракрасное, ультрафиолетовое, радиоволны, рентгеновское, гамма - излучения. Так как атмосферы мешает прониканию лучей к земле c λ< λ света (ультрафиолетовые, рентгеновские, γ - излучения), то последнее время на орбиту Земли выводятся телескопы и целые орбитальные обсерватории : (т.е развиваются внеатмосферные наблюдения).
l. Закрепление материала
.
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?
начения 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
Итог:
- Что нового узнали. Что такое астрономия, назначение телескопа и его виды. Особенности астрономии и т.д.
- Надо показать пользование CD- "Red Shift 5.1", Календарь Наблюдателя, пример астрономического журнала (электронного, например Небосвод). В Интернете показать , Астротоп , портал:Астрономия в Википедии , - используя которые можно получить информации по интересующему вопросу или найти её.
- Оценки.
Домашнее задание:
Введение, §1; вопросы и задания для самоконтроля (стр11), №6 и 7 составить схемы, желательно бы на уроке; стр29-30 (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?
Урок оформили члены кружка “Интернет технологии” 2002г: Прытков Денис (10кл) и Дисенова Анна (9кл) . Изменен 01.09.2007г
«Планетарий» 410,05 мб | Ресурс позволяет установить на компьютер учителя или учащегося полную версию инновационного учебно-методического комплекса "Планетарий". "Планетарий" - подборка тематических статей - предназначены для использования учителями и учащимися на уроках физики, астрономии или естествознания в 10-11 классах. При установке комплекса рекомендуется использовать только английские буквы в именах папок. | ||
Демонстрационные материалы 13,08 мб | Ресурс представляет собой демонстрационные материалы инновационного учебно-методического комплекса "Планетарий". | ||
Планетарий 2,67 мб | Данный ресурс представляет собой интерактивную модель "Планетарий", которая позволяет изучать звездное небо посредством работы с данной моделью. Для полноценного использования ресурса необходимо установить Java Plug-in | ||
Урок | Тема урока | Разработки уроков в коллекции ЦОР | Статистическая графика из ЦОР |
Урок 1 | Предмет астрономии | Тема 1. Предмет астрономии. Созвездия. Ориентирование по звездному небу 784,5 кб 127,8 кб 450,7 кб Шкала электромагнитных волн с приемниками излучения 149,2 кб |
- Потребность счета времени (календарь). (Древний Египет - замечена взаимосвязь с астрономическими явлениями)
- Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям (первые парусные суда появились за 3 тыс. лет до н. э)
- Любознательность - разобраться в происходящих явлениях и поставить их себе на службу.
- Забота о своей судьбе, народившая астрологию.
Куранда Евгения Юрьевна
Учебное заведение:
МБОУ школа №15 города Феодосии Республики Крым
Краткое описание работы:
Даёт возможность сформировать представление о планетах Солнечной системы. Дети могут продолжить знакомство с основными типами небесных тел: звездами и планетами. Вспоминают значимые даты в области космоса для России и всего мира.
Бахмутова Надежда Николаевна
Учебное заведение:
ГУ "Айдарлинская средняя школа" отдела образования акимата Карасуского района
Краткое описание работы:
Учащиеся узнают, что такое космос, поймут, что астрономия - это наука, изучающая небесные тела и все процессы, происходящие с ними.Поймут, что такое созвездия и почему они так названы. Для этого они будут изучать мифы, составлять собственную книгу о созвездиях.
Астрономия — естественная наука, занимающаяся изучением небесных тел (таких как звезды, галактики, планеты, астероиды, спутники и туманности), а также процессов (таких как вспышка сверхновой и гамма-всплески), физики, химии и эволюции подобных объектов и процессов. В России данная дисциплина изучается в основном в рамках курсов по физике и географии. На нашем сайте материалы по астрономии представлены […]
План-конспект урока по астрономии по ФГОС
В данном разделе образовательного портала Конспектека представлены планы-конспекты уроков по астрономии. Конспект урока астрономии представляет собой подробный план, включающий содержание и подробное описание этапов занятия по этой учебной дисциплине.
Грамотно составленный конспект урока служит преподавателю опорным планом проведения занятия, а также является документом, который используется при аттестации учителей астрономии. Поэтому можно сказать, что планы-конспекты уроков играют важную роль в процессе построения грамотного и эффективного процесса обучения астрономии в школах России.
По новым требованиям государственных образовательных стандартов нового поколения (ФГОС) план-конспект урока астрономии должен отвечать следующим требованиям: цели, задачи и методы проведения урока должны отвечать возрастной группе учеников, цели и задачи занятия должны быть четко сформулированы, ход урока должен способствовать выполнению поставленных задач и достижению целей.
Главными составными элементами конспекта урока по астрономии являются: тема, цели, задачи, вид, форма проведения, последовательность этапов, методические материалы и техническое обеспечение.
На учебно-методическом портале Конспектека можно скачать конспекты уроков астрономии бесплатно
Преподаватели могут разместить планы-конспекты уроков на различные темы на нашем Интернет-ресурсе и получить именные свидетельства о публикации авторского материала. Размещая свои наработки, Вы даете другим учителям астрономии перенять Ваш опыт и помогаете коллегам совершенствоваться. Все авторские наработки по астрономии на нашем портале можно совершенно бесплатно скачать в целях ознакомления.
Помимо конспектов по астрономии на нашем сайте Вы найдете разработки по английскому , русскому , математике и всем другим предметам из учебной программы российских школ.
Разработки уроков (конспекты уроков)
Среднее общее образование
Линия УМК Б. А. Воронцова-Вельяминова. Астрономия (10-11)
Внимание! Администрация сайта сайт не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.
Цель урока
Раскрыть особенность методов астрономии
Задачи урока
- Научиться изображать и находить на небесной сфере основные круги, линии и точки; использовать знания из раздела «Оптика» курса физики для построения хода лучей в оптической системе телескопа; объяснять устройство и принцип действия телескопов-рефлекторов и телескопов-рефракторов.
Виды деятельности
-
Участвовать в диалоге, групповой работе; формулировать научные понятия; использовать актуальные знания для описания новых понятий; строить логичные устные высказывания; использовать информацию, представленную в различных формах; выполнять логические операции ― анализ, обобщение, рефлексию познавательной деятельности.
Ключевые понятия
-
Небесная сфера, зенит, надир, отвесная линия, плоскость горизонта, азимут, высота, угловые размеры тел, телескоп-рефрактор, телескоп-рефлектор.
№ | Название этапа | Методический комментарий |
---|---|---|
1 | 1. Мотивация к деятельности | В ходе беседы необходимо подчеркнуть ценность астрономических знаний. |
2 | 2.1. Актуализация опыта и предшествующих знаний | В ходе беседы озвучивается фактический материал, изученный на предыдущем уроке. |
3 | 2.2. Актуализация опыта и предшествующих знаний | В ходе обсуждения выявляются известные учащимся факты, подтверждающие зарождение астрономии в глубокой древности. |
4 | 3.1. Выявление затруднения и формулировка целей деятельности | Используя текст, учащиеся анализируют особенности астрономических объектов и требования, которые предъявляются при этом к астрономическим методам. |
5 | 3.2. Выявление затруднения и формулировка целей деятельности | Используя слайд-шоу, учащиеся анализируют особенности астрономических методов и условий проведения исследований, их отличие от методов и условий проведения исследований в других естественных науках. |
6 | 4.1. Открытие нового знания учащимися | В ходе обсуждения используется рисунок, вводится понятие «небесная сфера». |
7 | 4.2. Открытие нового знания учащимися | Используя рисунок, учащиеся знакомятся с элементами небесной сферы: точками (зенит, надир), линиями (отвесная линия), кругами (горизонт). Вводятся понятия азимута и высоты светила. Все рассмотренные элементы изображаются учителем последовательно на доске, а затем учащимися в тетради. Данная последовательность позволяет учащимся преодолеть трудности в осознании особенностей модели небесной сферы, в работе с теоретическими понятиями. |
8 | 4.3. Открытие нового знания учащимися | В ходе обсуждения рисунка анализируются принципы использования кинестетических правил для определения угловых размеров. Учащиеся подводятся к выводу о пределах возможностей для наблюдений, проводимых невооруженным глазом, узнают значение углового разрешения глаза. |
9 | 4.4. Открытие нового знания учащимися | Подчеркнув ограниченность использования метода наблюдения из-за ограниченности возможностей человеческого зрения, учитель подводит учащихся к мысли о необходимости применения телескопов. Рисунки иллюстрируют собирание света оптической системой глаза и объективом телескопа, ход лучей в менисковом телескопе, построение изображения в оптической системе рефрактора Кеплера. Учащимся предоставляется возможность представить доклад «Устройство и принцип действия телескопа: рефракторы и рефлекторы». В процессе заслушивания доклада коллективу класса предлагается законспектировать основные тезисы. |
10 | 4.5. Открытие нового знания учащимися | Учащиеся представляют доклад «История изобретения телескопа». В обсуждении обращается внимание на устройство первых телескопов, их усовершенствование до современных видов. Демонстрируются изображения телескопов Галилея, Гершеля, Хукера и БТА. |
11 | 4.6. Открытие нового знания учащимися | Учащиеся заполняют таблицы, используя текст учебника и тезисы докладов. После заполнения таблиц необходимо организовать обсуждение результатов. |
12 | 4.7. Открытие нового знания учащимися | Учитель демонстрирует изображения современных космических и наземных обсерваторий, указывает на всеволновость современных телескопов. Учащиеся представляют доклад «Современные телескопы», остальным учащимся предлагается законспектировать основные тезисы. |
13 | 4.8. Открытие нового знания учащимися | Учащиеся заполняют таблицу, используя текст учебника и тезисы доклада. После заполнения таблицы необходимо организовать обсуждение результатов. |
14 | 5. Включение нового знания в систему | В ходе обсуждения вопросов акцентируется внимание на границах применимости каждого из диапазонов электромагнитного излучения для получения информации о космических объектах. |
15 | 6. Рефлексия деятельности | В ходе обсуждения ответов на рефлексивные вопросы необходимо акцентировать внимание на ценности метода наблюдений в астрономии, широте его возможностей, обусловленной использованием всех диапазонов электромагнитного излучения для получения информации о космических объектах. |
16 | 7. Домашнее задание |
Ход урока
Организационный момент
Вводная беседа (2 мин)
Требования: учебник
и тетрадьНовый материал
Астрономия - древнейшая наука, истоки относятся к каменному веку(VI - III тысячелетия до н.э.) [греч. astron - звезда, светило, nomos -закон] - наука о Вселенной (о природе ) изучает движение, строени е , происхождени е и развити е небесных тел и их систем .
Системы: - все тела во Вселенной образуют системы различной сложности.
Астрономия исследует также фундаментальные свойства окружающей нас Вселенной.
Как наука, астрономия основывается прежде всего на наблюдениях. В отличие от физиков астрономы лишены возможности ставить эксперименты. Практически всю информацию о небесных телах приносит нам электромагнитное излучение. Только в последние сорок лет отдельные миры стали изучать непосредственно: зондировать атмосферы планет, изучать лунный и марсианский грунт.
Астрономическая единица используется при изучении Солнечной системы. Это размер большой полуоси орбиты Земли:
1 а. е. = 149 миллионов километров . Более крупные единицы длины – световой год и парсек, а также их производные (килопарсек, мегапарсек) – нужны в звездной астрономии и космологии. Световой год – расстояние, которое проходит луч света в вакууме за один земной год. Он равен примерно 9,5∙10 15 м .Исторически связан с измерением расстояний до звезд по их параллаксу и составляет 1 пк = 3,263 светового года =206 265 а. е.=3,086∙10 16 м.
Астрономия тесно связана с другими науками, прежде всего с физикой и математикой, методы которых широко применяются в ней. Но и астрономия является незаменимым полигоном, на котором проходят испытания многие физические теории. Космос – единственное место, где вещество существует при температурах в сотни миллионов градусов и почти при абсолютном нуле, в пустоте вакуума и в нейтронных звездах. В последнее время достижения астрономии стали использоваться в геологии и биологии, географии и истории.
История астрономии - одна из самых увлекательных и древнейших наук Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:
1. Счета времени (календарь).
2. Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям
3. Любознательность - разобраться в происходящих явлениях и поставить их себе на службу.
4. Забота о своей судьбе, народившая астрологию.
Этапы развития астрономии
I-й Античный 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.
Основные разделы астрономии:
Связь астрономии с другими науками
сельскохозяйственные потребности (потребность в отсчете времени - сутки, месяцы, годы. Например, в Древнем Египте определяли время посева и уборки урожая по появлению перед восходом солнца из-за края горизонта яркой звезды Сотис - предвестника разлива Нила);
потребности в расширении торговли, в том числе морской (мореплавание, поиск торговых путей, навигация. Так, финикийские мореплаватели ориентировались по Полярной звезде, которую греки так и называли - Финикийская звезда);
эстетические и познавательные потребности, потребности в целостном мировоззрении (человек стремился объяснить периодичность природных явлений и процессов, возникновение окружающего мира. Зарождение астрономии в астрологических идеях свойственно мифологическому мировоззрению древних цивилизаций. Мифологическое мировоззрение - система взглядов на объективный мир и место в нем человека, которая основана не на теоретических доводах и рассуждениях, а на художественно-эмоциональном переживании мира, общественных иллюзиях, рожденных восприятием людьми социальных и природных процессов и своей роли в них).
Выявление последней из указанных потребностей логично переводит к рассмотрению ряда этапов в развитии астрономии - от первых «следов» доисторической астрономии через наблюдательную астрономию Древнего мира и средневекового Востока к телескопической астрономии Галилея, небесной механике Кеплера и Ньютона.
В ходе беседы подводим учащихся к пониманию роли космической астрономии современности и ответственности человека в сохранении уникальности окружающего мира. Итогом обсуждения этапов в развитии астрономии является составление схемы, отображающей современные представления о структуре Вселенной.
При раскрытии связи астрономии с другими науками важно проанализировать взаимопроникновение и взаимовлияние научных областей:
математика (использование приемов приближенных вычислений, замена тригонометрических функций малых углов значениями самих углов, выраженными в радианной мере, логарифмирование и т. д.);
физика (движение в гравитационном и магнитном полях, описание состояния вещества; процессы излучения; индукционные токи в плазме, образующей космические объекты);
химия (открытие новых химических элементов в атмосфере звезд, становление спектральных методов; химические свойства газов, составляющих небесные тела; открытие в межзвездном веществе молекул, содержащих до девяти атомов, существование сложных органических соединений метилаце- тилена и формамида и т. д.);
биология (гипотезы происхождения жизни, приспособляемость и эволюция живых организмов; загрязнение окружающего космического пространства веществом и излучением);
география (природа облаков на Земле и других планетах; приливы в океане, атмосфере и твердой коре Земли; испарение воды с поверхности океанов под действием излучения Солнца; неравномерное нагревание Солнцем различных частей земной поверхности, создающее циркуляцию атмосферных потоков);
литература (древние мифы и легенды как литературные произведения; научно-фантастическая литература).
В настоящее время космические исследования решаются с помощью технических средств, с помощью компьютеров можно управлять телескопами, исследовать процессы эволюции планет, звёзд и галактик.
Развитие ракетной техники позволило человечеству выйти в космическое пространство. Результаты исследования тел Солнечной системы позволяют лучше понять глобальные, эволюционные процессы происходящие на земле.
Вступив в космическую эру своего существования и готовясь к полетам на другие планеты, человечество не вправе забывать о Земле и должно в полной мере осознавать необходимость сохранения ее уникальной природы.
Домашнее задание. § 1. С. 3-7, Представить графически (в виде схемы) взаимосвязь астрономии с другими науками, подчеркивая самостоятельность астрономии как науки и уникальность ее предмета.
Темы проектов
Древнейшие культовые обсерватории доисторической астрономии.
Прогресс наблюдательной и измерительной астрономии на основе геометрии и сферической тригонометрии в эпоху эллинизма.
Зарождение наблюдательной астрономии в Египте, Китае, Индии, Древнем Вавилоне, Древней / flash / SHkala _ masshta - bov _ Vselennoy _ v .2. swf - Оценка соотношения размеров различных объектов.