Урок по астрономии на тему "Созвездия"

Звезды и созвездия.

Небесные координаты и звездные карты

Цели урока:

     Личностные: организовать целенаправленную познавательную деятельность в ходе самостоятельной работы.

     Метапредметные: формулировать проблему микроисследования, извлекать информацию, представленную в явном виде.

     Предметные: формулировать понятия «созвездие», определять понятие «видимая звёздная величина»; определять разницу освещённостей, создаваемых светилами; использовать звёздную карту для поиска созвездий и звёзд на небе.

Тип урока: изучение нового материала

Формы работы: беседа, устный опрос, рассказ учителя

Оборудование: учебник, компьютер, мультимедийный проектор, экран, карта звездного неба

ХОД УРОКА

1. Организационный момент.

Приветствие обучающихся, проверка готовности обучающихся к урок, запись темы урока в тетрадях и на доске, объявление темы и целей урока.

2. Проверка домашнего задания.

Устный опрос по следующим вопросам:

1. В чём состоят особенности астрономии?

2. Какова роль наблюдений в астрономии? С помощью каких инструментов они выполняются?

3. Почему астрономию называют всеволновой?

4. В чём отличие телескопа-рефрактора от телескопа-рефлектора?

    3. Изучение нового материала

Звезды и созвездия

Звёздное небо издавна привлекало к себе внимание людей. Тысячи лет назад люди мысленно соединили наиболее яркие звёзды в разнообразные фигуры (созвездия) и назвали их именами персонажей древних мифов и легенд, животных или предметов.

Созвездия – это область неба в пределах некоторых установленных границ.

Разные народы имели свои мифы и легенды о созвездиях, свои названия, причём число созвездий у разных народов было неодинаково.

Во II веке н.э. К. Птолемей упоминал 48 созвездий (Большая Медведица, Малая Медведица, Дракон, Лебедь, Телец и др.)

В III веке н.э. древние учёные свели названия созвездий в единую систему, связанную с греческой мифологией. Эти названия затем позаимствовала европейская наука.

Окончательное число и границы созвездий были определены на 1 съезде Международного астрономического союза в 1922 году. Вся небесная поверхность была разделена на 88 созвездий.

Все звёзды, видимые на небе невооружённым глазом, Гиппарх во II в. до н. э. разделил на шесть величин. Самые яркие звёзды были названы звёздами 1-й величины, а самые слабые, видимые на пределе зрения, - звёздами 6-й величины. Принято, что при разности в одну звёздную величину видимая яркость звёзд отличается примерно в 2,5 раза. Тогда разность в 5 звёздных величин соответствует различию в яркости ровно в 100 раз. Так, звёзды 1-й величины в 100 раз ярче звёзд 6-й величины. Современные методы наблюдений дают возможность обнаружить звёзды примерно 25-й звёздной величины.

Многие яркие звёзды имеют названия. В 1603 г Иоганн Байер начал обозначать самые яркие звезды буквами греческого алфавита. Самая яркая звезда в любом созвездии обозначалась буквой ‘α’ (альфа), следующая за ней по убыванию яркости - буквой ‘β’ (бета), далее - буквой ‘γ’ (гамма) и т. д. Самые яркие звезды имеют собственные названия: Вега, Альтаир, Полярная, Сириус и т.д.

Появились звёздные атласы – набор небесных карт смежных участков неба, покрывающих всё небо или некоторые его части.

Небесные координаты

Если несколько часов наблюдать звёздное небо, то можно увидеть, что оно вращается. Звёздное небо в течение суток со всеми звёздами совершает один оборот.

Для северного полушария звёзды поднимаются с восточной части горизонта и смещаются вправо. Далее они достигают наивысшего положения в южной части неба и опускаются в западной части горизонта.

Видимое суточное вращение звёздного неба происходит с востока на запад, если стоять лицом к югу, т.е. по часовой стрелке.

Нам кажется, что звёзды расположены на некоторой шаровой поверхности на одинаковом расстоянии от наблюдателя, но это не так. Явление суточного движения звёзд удобно изучать, воспользовавшись математическим построением – небесной сферой.

Небесная сфера – это воображаемая сфера произвольного радиуса, центр которой находится в точке наблюдения.

            На поверхности этой сферы проецируют видимые положения всех светил, а для удобства измерений строят ряд точек и линий. (Обучающиеся делают в тетради рисунок небесной сферы).

ZZ´ - вертикальная линия – прямая, проходящая через центр небесной сферы и совпадающая с направлением нити отвеса в месте наблюдения. Z – зенит, Z´ - надир.

NWSE – плоскость истинного горизонта – плоскость, проходящая через центр небесной сферы и перпендикулярная отвесной линии (N – север, W – запад, S – юг, Е – восток). Эта плоскость касается поверхности земного шара в точке, где расположен наблюдатель. Она делит поверхность небесной сферы на две полусферы: видимую, все точки которой находятся над горизонтом, и невидимую, точки которой лежат под горизонтом.

PP^´ – ось мира – ось видимого вращения небесной сферы, соединяющую оба полюса мира (Р и Р´) и проходящую через наблюдателя.

P (северный полюс мира) – точка пересечения оси мира с небесной сферой, вблизи которой находится Полярная звезда.

P^´ – (южный полюс мира) – противоположная точка.

            QWQ´E – небесный экватор, плоскость, проходящая через центр сферы перпендикулярно оси мира. Небесный экватор делит поверхность небесной сферы на два полушария: северное с вершиной в северном полюсе мира и южное с вершиной в южном полюсе.

            Чтобы сделать звёздную карту, изображающую созвездия на плоскости, надо знать координаты звёзд. Координаты звёзд относительно горизонта, например высота, хотя и наглядны, но непригодны для составления карт, так как всё время меняются. Надо использовать такую систему координат, которая вращалась бы вместе со звёздным небом. Такой системой координат является экваториальная система, она так названа потому, что экватор служит той плоскостью, от которой и в которой производятся отсчёты координат.

В этой системе одной координатой является угловое расстояние светила от небесного экватора, называемая склонением ⸹. Оно меняется в пределах ± 90° и считается положительным к северу от экватора и отрицательным к югу. Склонение аналогично географической широте.

Вторая координата аналогична географической долготе и называется прямым восхождением α. Прямое восхождение светила М измеряется углом между плоскостями больших кругов, один проходит через полюсы мира и данное светило М, а другой через точку весеннего равноденствия γ, лежащую на экваторе. Отсчёт прямого восхождения ведётся в направлении, противоположном видимому вращению небесной сферы. Поэтому светила восходят (и заходят) в порядке возрастания их прямого восхождения. Прямое восхождение в астрономии выражается в часах.

4. Закрепление изученного материала

Проводится опрос обучающихся

1) Понятие созвездия. Сколько существует созвездий на небе? Примерный способ нахождения. Можно ли долететь до созвездия.
2)  Какой греческой буквой обозначается самая яркая звезда в созвездии?

3) Дайте определения основным небесным координатам.

4) Какое склонение имеет незаходящая звезда, которая едва касается горизонта на широте Москвы (55° 45′ с.ш. 37° 37′ в.д.)? Оптическими эффектами пренебречь.

Решение: По условию звезда на широте Москвы незаходящая, но тем не менее иногда касается горизонта. В какой момент это может случиться? Видно, что в момент нижней кульминации, т.к. в момент верхней кульминации ее высота будет не меньше. Запишем формулу высоты в нижней кульминации: h_нк=δ+φ−90⁰
Высота на горизонте равна нулю. Отсюда склонение и широта комплементарны до 90⁰(δ+φ=90⁰).

Ответ:37°37′

            5. Домашнее задание

§ 3, 4, вопросы после параграфов устно; задание 3 стр. 23, упр. 3 (1,2).

• 1 слайд

  Учитель физики высшей категории МОУ-СОШ №13 Марина Константиновна Николаева
  Звёзды и созвездия
  небесные координаты
  

• 2 слайд

  Созвездия – это область неба в пределах некоторых установленных границ.
  

• 3 слайд

  вся небесная поверхность разделена на 88 созвездий
  

• 4 слайд

  Видимая звёздная величина
  Во II в. до н. э. Гиппарх разделил на шесть звёздных величин. Самые яркие звёзды были названы звёздами 1-й величины.
  

• 5 слайд

  В каждом созвездии звёзды обозначаются буквами греческого алфавита в порядке убывания их яркости.
  Наиболее яркая в созвездии звезда обозначается буквой α (альфа), вторая по яркости - β (бета) и т.д.
  
  

• 6 слайд

  Звёздное небо в течение суток со всеми звёздами совершает один оборот.
  

• 7 слайд

  Небесная сфера – это воображаемая сфера произвольного радиуса, центр которой находится в точке наблюдения.
  
  

• 8 слайд

  Z - зенит, Z´ - надир
  NWSE – плоскость истинного горизонта
  РР´ - ось мира – ось видимого вращения небесной сферы, соединяющую оба полюса мира (Р – северный полюс мира, Р´ - южный полюс мира)
  QWQ´E – небесный экватор - плоскость, проходящая через центр сферы перпендикулярно оси мира
  

• 9 слайд

  Положение звезды Х указывается координатами – прямым восхождением α (угловое расстояние вдоль небесного экватора от точки весеннего равноденствия ϓ до направления на звезду) и склонением δ (угловое расстояние от небесного экватора вдоль большого круга, проходящего через полюсы мира).
  Прямое восхождение измеряется в часах и может быть только положительной величиной, склонение – в градусах и может принимать как положительное, так и отрицательное значение.
  

• 10 слайд

  Домашнее задание
  
  
  
  § 3, 4, вопросы после параграфов устно;
  
  задание 3 стр. 23, упр. 3 (1, 2)