Презентация по физике «Телескоп – основной инструмент астрономии» (10 класс)

• 1 слайд

  Муниципальное образовательное учреждение
  «Узуновская средняя образовательная школа»
  НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
  ТЕМА:
  «Телескоп – основной инструмент астрономии»
  “Унося наши чувства далеко за границы воображения наших предков, эти замечательные инструменты, телескопы, открывают путь к более глубокому и более прекрасному пониманию природы”
  Рене Декарт, 1637г.
  
  
  Автор: Сандин Алексей, учащийся 9 класса
  Руководитель: Малютин С.Ю., учитель физики
  18.04.2019 г.
  

• 2 слайд

  Основная цель работы:
  Знакомство с историей создания телескопа,
  изучение устройства телескопа и выполнение
  сборки телескопа.
  
  

• 3 слайд

  Для достижения цели предполагалось решить следующие задачи:
  
  Изучить литературу по теме исследования.
  Исследовать наиболее распространенные модели телескопов.
  Выяснить устройство телескопа.
  Провести тестирование учащихся 8-х и 9-х классов МОУ «Узуновская СОШ».
  Проанализировать полученные результаты.
  Определить лабораторным методом оптические характеристики линз.
  Собрать телескоп из доступных материалов.
  Понаблюдать в телескоп за небесными телами.
  Сделать вывод о целесообразности изучения моделей телескопа в курсе физики 8 класса, позволяющее формировать интерес учащихся к научной деятельности.
  Использовать полученные навыки и знания при подготовке к ОГЭ по физике в 9 классе
  
  

• 4 слайд

  Гипотеза исследования:
  С помощью простейшего телескопа можно наблюдать за планетами, звездами и другими небесными телами.
  

• 5 слайд

  Этапы реализации проекта:
  

• 6 слайд

  I этап проекта
  Подготовительный
  
  

• 7 слайд

  Социологический опрос среди учащихся 8-х и 9-х классов по вопросам:
  

• 8 слайд

  
  
  Телескоп – оптический прибор.
  Телескоп (греч.) – «далеко»,
  «наблюдаю».
  
  
  
  Задача телескопа - создать максимально резкое изображение и, при визуальных наблюдениях, увеличить угловые расстояния между объектами (звездами, галактиками и т. п.); собрать как можно больше энергии излучения, увеличить освещенность изображения объектов.
  
  

• 9 слайд

  Из истории…
  Изначально телескоп был самой обычной подзорной трубой. Подзорные, или зрительные, трубы стали появляться в самом начале 17 века.
  Однако их точное происхождение пока остаётся предметом спора учёных. Причём на место изобретателя претендует сразу несколько весьма достойных людей.
  Как водится, первым идею о создании зрительной трубы, в том числе и для наблюдения небесных тел, высказал Леонардо да Винчи. В его записях, датируемых 1509 годом, есть чертежи простейшего одно- и двухлинзового телескопа. 
  
  
  
  
  
  
  
  

• 10 слайд

  Достоверно известно, что в начале 17 века, а именно в 1608 году, голландский изготовитель очков Ханс Липперсхей подал заявку на патент зрительной трубы, по сути представлявшей собой примитивный телескоп.
  Телескопы Галилея
  Отражающий телескоп Ньютона
  Гринвичская обсерватория
  Телескопы Ломоносова
  Телескопы Гершеля
  Пулковская и Крымская обсерватории
  200” телескоп Хейла
  Телескоп Хаббл
  WMAP
  Телескоп Свифт
  
  
  

• 11 слайд

  Телескопы Галилея
  Галилео Галилей усовершенствовал телескоп, значительно увеличив его возможности.
  
  Галилей первым понял, что телескоп можно использовать не только для зрительного приближения далёких объектов на Земле, но и для изучения неба. Благодаря прибору, Галилей открыл горы и кратеры на Луне, доказал сферичность Луны, открыл четыре спутника Юпитера, кольца Сатурна и сделал множество других полезных открытий.
  
  

• 12 слайд

  Отражающий телескоп Ньютона (1668г)
  Исаак Ньютон использовал изогнутые зеркала, также способные собирать или рассеивать свет в зависимости от формы. Конструкция на основе зеркал позволяет увеличивать объекты намного сильнее. Кроме того, использование зеркал решает проблему хроматической аберрации, явления, из-за которого разные части спектра преломляются по-разному, что вызывает искажение изображения.
  Отражающие телескопы стали популярны среди астрономов более чем через сто лет, когда появились зеркала, лучше отшлифованные и поглощающие меньше света.
  
  

• 13 слайд

  Гринвичская обсерватория.
  Гринвичская королевская обсерватория с 1675 года была организована королём Карлом II для навигационных нужд и сопутствующих исследований и размещена в Гринвиче, предместье Лондона.
  В то время Англия была крупнейшей морской державой, которой были необходимы возможно более точные инструменты для определения положения корабля, навигации на море, картографии и т.д. Меридиан, проходящий через Гринвич, решили считать нулевым в Великобритании и её колониях, а с 1884 года от него исчисляется поясное время во всём мире. В Гринвичской обсерватории, в 1676г приступил к наблюдениям за звездами и Луной первый королевский астроном Джон Флемстид. К концу XIX века Гринвичская обсерватория имела 76см рефлектор, 71см, 66см и 33см рефракторы и множество вспомогательных инструментов.
  

• 14 слайд

  Телескопы Ломоносова
  Великий русский ученый М.В.Ломоносов не только изобрел и построил более десятка принципиально новых оптических приборов, но и создал русскую школу научной и прикладной оптики.
  Среди его изобретений был телескоп, позволяющий видеть ночью и названный Ломоносовым "ночезрительной трубой", и новый тип отражательного телескопа.
  

• 15 слайд

  Телескопы Гершеля
  Первый телескоп Джон Гершель построил в 1774г. Гершель несколько раз улучшал конструкцию телескопа, построив в итоге 6-ти метровый телескоп, для обслуживания которого требовалось четыре рабочих.
  Гершель составил огромный каталог звёзд и туманностей. В 1781г подтвердил, что Уран является планетой, а не звездой, а также открыл два спутника Урана и два спутника Сатурна. Сын Гершеля построил аналогичный телескоп для изучения неба Южного полушария.
  

• 16 слайд

  Пулковская обсерватория
  "Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН расположена в 19км к югу от Санкт-Петербурга на Пулковских высотах. Её открытие состоялось 7 августа 1839г. Созданием обсерватории руководил выдающийся учёный-астроном Василий Яковлевич Струве, который и стал её первым директором. В Пулковской обсерватории находился один из самых больших на тот момент в мире рефракторов (38см).
  На сегодняшний день научная деятельность обсерватории охватывает практически все направления исследований современной астрономии: небесная механика и звёздная динамика, геометрические и кинематические параметры Вселенной, Солнце и солнечно-земные связи, физика и эволюция звезд, аппаратура и методика астрономических наблюдений.
  

• 17 слайд

  Крымская астрофизическая обсерватория
  В 1926 году в Крымской обсерватории был установлен метровый английский рефлектор, один из крупнейших рефракторов того времени. Крымская обсерватория, как и Пулковская, была практически полностью уничтожена во время Второй Мировой войны, позднее восстановлена и усовершенствована. Сейчас Крымская обсерватория представляет собой развитый научно-исследовательский комплекс, в котором ведутся исследования по направлениям: Физика звёзд и галактик, Физика Солнца, Радиоастрономия, Гамма-астрономия, Экспериментальная астрофизика, Оптическое производство. Сотрудниками Крымской обсерватории открыто около 1300 астероидов и 3 кометы.
  

• 18 слайд

  200” телескоп Хейла (1948г)
  Джордж Эллери Хейл , которого вполне можно назвать фанатом астрономии, в 1908г построил 60" телескоп на горе Вильсон. В 1928г Хейл, с поддержкой чикагского миллионера Чарлза Йеркса, начал строить на горе Паломар, к югу от Лос-Анджелеса, 200" (5.1м) телескоп. Его строительство было завершено в 1948г, через 10 лет после смерти Хейла. Этот телескоп на протяжении 10 лет оставался крупнейшим в мире. В телескопе Хейла использованы гигантские зеркала, изготовленные из специального нового стекла Pyrex, которое не меняет форму и размеры из-за колебаний температуры.
  

• 19 слайд

  Космический телескоп Хаббл
  Запуск телескопа Хаббл, который состоялся в апреле 1990г, был настоящим прорывом для астрономии. Впервые телескоп был выведен за границу атмосферы и избавлен от искажений, возникающих из-за прохождения света через земную атмосферу. С помощью телескопа Хаббл более точно определены темпы расширения Вселенной, открыты многие новые звёзды и туманности, открыта тёмная материя, до того существовавшая только в расчётах отдельных физиков. С помощью телескопа удалось получить снимки далеких объектов Солнечной системы, наблюдать падение кометы Шумейкеров – Леви на Юпитер и извержение Ио, изучить цефеиды и квазары, получить снимки предельно слабых галактик.
  

• 20 слайд

  WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, 2001г)
  WMAP представляет собой космический аппарат НАСА, предназначенный для изучения реликтового излучения, образовавшегося в результате Большого взрыва. С помощью WMAP была создана первая чёткая карта неба в микроволновом диапазоне, уточнён возраст Вселенной (13.7млрд лет), измерен состав Вселенной (по крайней мере ближайшего участка). Примерно 72% Вселенной занимает тёмная энергия, 23% ─ тёмная материя, и только 5% обычная материя.
  

• 21 слайд

  Телескоп Свифт (Swift, 2004г)
  Орбитальный рентгеновский телескоп Свифт был разработан для изучения быстрых космических явлений, называемых гамма-всплесками, которые, предположительно, возникают при смерти массивной звезды или объединении двух плотных объектов, таких как нейтронные звёзды. В апреле 2009 года обнаружил поток гамма-излучения, который дошёл до нас от наиболее отдалённого космического объекта из всех зафиксированных до сих пор.
  

• 22 слайд

  Радиотелескопы.
  В качестве объектива радиотелескопа чаще всего выступает металлическая чаша параболоидной формы. Собранный ею сигнал принимается антенной, находящейся в фокусе объектива. Антенна связана с ЭВМ, которая обычно и обрабатывает всю информацию, строя изображения в условных цветах. Радиотелескоп, как и радиоприемник, способен одновременно принимать только какую-то длину волны. Чтобы собрать приемлемое количество информации о светилах в радиолучах, астрономы строят огромные по размерам телескопы. Сотни метров – вот тот не столь уже удивительный рубеж для диаметров объективов, который достигнут современной наукой. Кроме сбора излучаемой небесными телами энергии, радиотелескопам доступно «подсвечивание» поверхности тел Солнечной системы радиолучами. Сигнал, посланный, скажем с Земли на Луну, отразится от поверхности нашего спутника и будет принят тем же телескопом, что и посылал сигнал. Этот метод исследований называется радиолокацией. Самый грандиозный пример таких исследований – полное картографирование поверхности Венеры, проведенное АМС «Магеллан» на стыке 80-х и 90-х годов. Теперь мы знаем о рельефе Венеры лучше, чем о рельефе Земли (!), ведь на Земле покрывало океанов мешает проводить изучение большей части твердой поверхности нашей планеты.
  

• 23 слайд

  Инфракрасные телескопы.
  Инфракрасные волны – это тепло. Такие телескопы не обладают способностью оптических воспринимать сразу все длины волн диапазона. Устройство, обычно, делается чувствительным к некоторым узким участкам спектра. В этом инфракрасные телескопы похожи на радиотелескопы, принимающие сигнал только на одной длине волны. Похоже и построение изображения объекта в невидимых глазу лучах в условных цветах. Часто на инфракрасных фотографиях используют оттенки красного цвета для характеристики интенсивности излучения той или иной части изображения. Во многом, конструкция самих инфракрасных телескопов схожа с конструкцией оптических зеркальных телескопов. Большая часть тепловых лучей поддается отражению обычным телескопическим объективом и фокусированию в одной точке, где и размещается прибор, измеряющий тепло.
  
  

• 24 слайд

  Ультрафиолетовые телескопы
  Фотографическая пленка, особенно если она специально для этого сделана, способна засвечиваться и ультрафиолетовыми лучами. Поэтому принципиальной проблемы в фотографировании ультрафиолетовых изображений не стоит. Кроме того, в значительной части ультрафиолетового диапазона удается принимать системы с зеркальным объективом и регистрирующим устройством. Ультрафиолетовые телескопы схожи по своей конструкции с инфракрасными или оптическими. Применение фильтров позволяет выделять излучение определенных участков диапазона.
  
  

• 25 слайд

  Рентгеновский телескоп
  Фотоны с высокими энергиями, к которым относятся и фотоны рентгеновских волн, уже пробивают всевозможные системы зеркальных объективов. Регистрация таких волн по силам счетчикам элементарных частиц, таким, как счетчик Гейгера. Попадающая в такое устройство частица вызывает кратковременный импульс тока, который и регистрируется.
  
  

• 26 слайд

  Гамма-телескопы
  Гамма-фотоны еще более энергичны, чем фотоны рентгеновского излучения. Их регистрируют специальные устройства-счетчики. Увы, разрешение гамма-телескопов не превосходит двух-трех градусов. Гамма-телескопы сегодня регистрируют само наличие и примерное направление на так называемые гамма-вспышки – мощные всплески гамма-излучения, причин которых еще не нашли. Более или менее точно указать место вспышки позволяет одновременное наблюдение вспышки двумя-тремя гамма-телескопами. Совместное использование гамма-телескопов и телескопов, принимающих другие типы излучения, в последние годы помогло отождествлять некоторые гамма-вспышки с тем или иным видимым объектом.
  

• 27 слайд

  II этап проекта
  Разработка бюджета
  

• 28 слайд

  Бюджет проекта
  

• 29 слайд

  III этап проекта
  Реализация проекта
  

• 30 слайд

  Устройство телескопа
  Телескоп любого типа имеет объектив и окуляр.
  Большинство телескопов в зависимости от оптической схемы можно разделить на три группы:
  
  рефракторы (линзовые);
  рефлекторы (зеркальные);
  катадиоптрические (зеркально -линзовые).
  

• 31 слайд

  Фокусное расстояние некоторых используемых при построении телескопа линз
  

• 32 слайд

  Телескоп принято характеризовать угловым увеличением γ.
  γ= F2 /F1,
  где F1 – фокусное расстояние окуляра,
  F2 – фокусное расстояние объектива.
  
  Для нашего телескопа угловое увеличение составляет γ=10 единиц.
  

• 33 слайд

  В одной китайской притче говорится:
  «Скажи мне – и я забуду; покажи мне – и я запомню; дай сделать – и я пойму»
  

• 34 слайд

  В одной китайской притче говорится:
  «Скажи мне – и я забуду; покажи мне – и я запомню; дай сделать – и я пойму»
  

• 35 слайд

  В одной китайской притче говорится:
  «Скажи мне – и я забуду; покажи мне – и я запомню; дай сделать – и я пойму»
  

• 36 слайд

  Чтобы перевернуть изображение, необходимо в трубу окуляра установить еще одну линзу, отдаленную на двойное фокусное расстояние.
  Самодельный телескоп имеет небольшой минус – перевернутое изображение. При наблюдении за небесными объектами это совсем не является недостаток, но если вы будете наблюдать за объектами местности, то будете испытывать определенные неудобства.
  

• 37 слайд

  IV этап проекта
  Подведение итогов
  
  

• 38 слайд

  Результаты работы, самоанализ
  Данный проект был создан с целью привлечения внимания моих сверстников к техническому творчеству, создания у них интереса к инженерной деятельности. Если твой профессиональный выбор – техническая специальность, то необходимо развивать творчество опираясь на школьные знания об основах наук, углубляя его, применяя на собственном опыте. Мой проект - маленький вклад в повышение престижа  родной школы.
  
  
  В период работы над проектом по созданию телескопа стало ясно, что научно-техническое направление деятельности должно развиваться, ведь оно позволяет реализовать потребности в инженерно-технической и конструкторской деятельности. Ведь как это интересно: искать, изобретать, совершенствовать и создавать своими руками.
  
  

• 39 слайд

  Гипотеза исследования не подтвердилась:
  С помощью простейшего телескопа с увеличением 10 единиц нельзя наблюдать за планетами, звездами и другими небесными телами. Можно с успехом внимательно рассмотреть поверхность Луны, увидеть очертания морей и материков довольно отчетливо.
  

• 40 слайд

  Выводы:
  В результате реализации проекта я достиг поставленных задач – познакомился с историей развития телескопостроения, изучил, как устроен телескоп и сконструировал его из доступных материалов.
  С помощью сделанного рефрактора не удалось понаблюдать горы на Луне, кольца Сатурна, фазы Венеры, диск Юпитера и 4 его спутника. Для сложных наблюдений этот инструмент недостаточен. Слишком маленькое увеличение.
  В будущем планирую создать более мощный телескоп и понаблюдать за Луной.
  
  
  
  
  

• 41 слайд

  Дальнейшие планы, прогнозирование
  У нас всё впереди! Работа над проектом заинтересовала моих одноклассников. И следуя нашей инструкции, мы в будущем планируем сделать телескоп с увеличением в 30, 50 или 100 раз. Все три варианта имеют одинаковую конструкцию
  и отличаются только
  линзами объектива и
  длиной в развернутом виде.
  16.01.2023
  41
  

• 42 слайд

  Ресурсы:
  Михельсон Н. Н. Оптические телескопы: Теория и конструкция.- М.: Наука, 1996.
  Максутов Д. Д. Астрономическая оптика,- М.; Л.: Наука, 1989.
  Максутов Д. Д. Изготовление и исследование астрономической оптики.--Л.; М.: ОГИЗ-Гостехиздат, 1948.
  Сулим А. В. Производство оптических деталей.-- 2-е изд., дополн.-- М.: Высшая школа, 2009.
  Вокулер Ж., Тексеро Ж. Фотографирование небесных тел: Перев. с франц.-- М.: Наука, 1997.
  Навашин М. С. Телескоп астронома-любителя.--4-е изд.- М.: Наука, 1999.
  Любительское телескопостроение. Сб. статей/Сост. М. М. Шемякин; Под ред. М. С. Навашина.- М.: Наука, 2004.
  

Краткое описание документа:

Творческий подход к созданию инструментов исследования