Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Урок по физике для 11 класса на тему: "Небесная сфера и координаты на ней"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 26 апреля.

Подать заявку на курс
  • Физика

Урок по физике для 11 класса на тему: "Небесная сфера и координаты на ней"

библиотека
материалов

Небесная сфера и координаты на ней

(урок - лекция)


Этот урок для учащихся XI классов занимающихся по учебнику Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева «Физика. 11 класс» (профильные классы)

Образовательная цель урока: определить основные круги, линии и точки небесной сферы, описать горизонтальную и экваториальную системы координат, обосновать их необходимость для описания движения небесных и космических объектов.

Образовательные задачи урока:

  1. Сформировать умения учащихся находить и определять основные плоскости, линии, точки небесной сферы;

  2. Сформировать умения учащихся определять горизонтальные координаты космических, небесных объектов, основных точек небесной сферы;

  3. Сформировать умения учащихся по картам звездного атласа определять экваториальные координаты звезд.

Общие замечания

Информация в лекции подается в сжатой форме, поэтому короткая фраза может потребовать длительных размышлений. Развитие потребности в размышлении, а, следовательно, и в понимании содержания той или иной темы учащимися, соотносится с выполнением заданий:

  • заполни пропуски (ученики вместо значка «…», используя материал лекции, должны записать выражение, используя язык символов, предложить определение понятия, восполнить пропущенные рассуждения и т.д.);

  • сформулируй ответ на вопросы, решение которых базируется на определенном теоретическом материале темы (вопросы отмечены значкомhello_html_6de8368f.gif);

  • заполни таблицу (схему);

  • ответь на вопросы репродуктивного характера после каждой темы.

Практические советы при работе с информацией:

  • получив новую информацию, продумайте ее и четко сформулируйте ответ на вопрос: «О чем она и для чего ее Вам сообщили?»;

  • приобретайте привычку самому задавать вопрос «почему?» и самостоятельно находить на его пути ответа, размышляя, беседуя с товарищами, преподавателем;

  • проверяя формулу, решая задачу и т.д., выполняйте математические операции постепенно, записывая все промежуточные выкладки;

  • встретив ссылку на ранее пройденный материал, восстановите в памяти то, что необходимо для понимания изучаемого в данный момент материала.

Основные вопросы лекции

  1. Основные круги, линии и точки небесной сферы.

  2. Система небесных координат.

Содержание лекции

    1. Основные круги, линии и точки небесной сферы

Способность наших глаз видеть окружающий мир стереоскопически на расстоянии несколько километров уменьшается. Сильно удаленные друг от друга светила, кажутся наблюдателю равноудаленными от него. В нашем восприятии небо – гигантская сфера.

Небесная сфера – воображаемая сфера произвольного радиуса с центром в глазу у наблюдателя, на которую проецируются все космические объекты так, как их видит наблюдатель.

Понятие небесной сферы используется для описания движения небесных светил, космических аппаратов.

Созвездие – участок небесной сферы в строго определенных границах. Существующие границы и названия созвездий утверждены в 1922г. на I съезде Международного астрономического союза, созданного в 1919г.

Первые упоминания о созвездиях соотносятся с месопотамской цивилизацией. Подтверждение этому базируется на находке в Месопотамии нескольких табличек (возраст табличек с названием созвездий датируется примерно II тысячелетием до н.э.). Всего небо разделено на 88 созвездий, из которых 48 ввел Птолимей во II веке н.э. В большинстве случаев это экваториальные и северные созвездия.

Южное небо было «заселено» позже, в эпоху великих географических открытий начиная с XVI века. Французский аббат Никола Луи де Лакайль ввел 14 созвездий в XVIII веке, среди которых Печь, Живописец, Скульптор, Насос, Микроскоп, Телескоп.

На небесных картах границы созвездий указывают пунктирными линиями, а звезды в каждом из созвездий в зависимости яркости обозначают греческими и латинскими буквами. Самые яркие звезды имеют собственные имена.

Основные плоскости, линии, точки небесной сферы представлены на рисунке 3.

hello_html_3327ed26.png

Рисунок 3. Основные точки и линии небесной сферы


Отвесная линия – линия, проходящая через глаз наблюдателя по которой направлена сила тяжести.

Зенит и надир. Отвесная линия пересекается с поверхностью небесной сферы в двух точках: в зените Z, над головой наблюдателя, и в диаметрально противоположной точке – надире Z'.

Математическим или истинным горизонтом называется большой круг небесной сферы (SWNE), плоскость которого перпендикулярна к отвесной линии.

Физический (видимый) горизонт – линия, по которой «небо сходится с Землей». Физический горизонт представляет собой малый круг, радиус которого зависит от высоты расположения наблюдателя над поверхностью Земли.

Альмукантарат светила – малый круг небесной сферы, проходящий через светило М и плоскость которого параллельна плоскости математического горизонта.

Ось мира – диаметр небесной сферы, вокруг которого происходит ее вращение. Ось мира параллельна земной оси.

Северный и южный полюса мира – это точки пересечения оси мира с небесной сферой. Северный полюс мира (Р) находится в созвездии Малой Медведицы, в 0,51° от звезды α Малой Медведицы. Южный полюс мира (Р') находится в созвездии Октанта.

Небесный экватор – большой круг небесной сферы (QQ'), плоскость которого перпендикулярна к оси мира.

Теорема о высоте полюса мира. Угол наклона оси мира к плоскости математического горизонта (высота полюса мира) равен углу географической широты местности.


hello_html_4106b9ae.gif




Докажите теорему о высоте полюса мира, используя рисунок 4.

hello_html_96b5d56.png



Рисунок 4. Соотношения между линиями и плоскостями на небесной сфере и земном шаре








Небесная или суточная параллель светила М – малый круг небесной сферы (вМв), плоскость которого параллельна плоскости небесного экватора.



hello_html_35ff2fb2.gifОпираясь на рисунки 3 и 5, заполните пропуски в ниже приведенных определениях.

Круг склонения светила М или часовой круг – большой полукруг небесной сферы РМР', проходящий через …………… .

Небесный меридиан – большой круг небесной сферы PZQP'Z'Q', плоскость которого проходит через…………………….

Полуденная линия – линия пересечения …………………………… .

Полуденная линия пересекается с небесной сферой в двух точках: севера (N) и юга (S).

Точка востока (Е) и точка запада (W) – точки пересечения ………….. …………………………………………………………………………………… .

Эклиптика – большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца. Направление этого движения (около 1 в сутки) противоположно направлению суточного вращения Земли. Слово «эклиптика» происходит от греческого слова «эклипсис» - затмение.

Ось вращения Земли имеет постоянный угол наклона к плоскости обращения Земли вокруг Солнца, равный примерно 66°34' (см. рис. 5). Вследствие этого угол ε между плоскостью эклиптики и плоскостью небесного экватора равен 23°26'.

hello_html_m3d8e7c05.png

Рисунок 5. Эклиптика и небесный экватор


Ось эклиптики (ПП') - ………………

………………………………………….. .

Северный полюс эклиптики (П) - ……………………………………………. .

Южный полюс эклиптики (П') - ………………………………………………………………………….. .

Эклиптика проходит через 13 созвездий. Змееносец не относится к зодиакальным созвездиям.

Точками весеннего (γ) и осеннего (Ω) равноденствий называют точки пересечения эклиптики и небесного экватора. Точка весеннего равноденствия находится в созвездии Рыб (до недавнего времени – в созвездии Овна). Дата весеннего равноденствия – 20 (21) марта. Точка осеннего равноденствия находится в созвездии Девы (до недавнего времени – в созвездии Весов). Дата осеннего равноденствия - 22 (23) сентября.

Точка летнего солнцестояния и точка зимнего солнцестояния – точки, отстоящие на 90°от точек равноденствия. Точка летнего солнцестояния лежит в северном полушарии, приходится на 22 июня. Точка зимнего солнцестояния лежит в южном полушарии и приходится на 22 декабря.

hello_html_m1d41e5f8.gif



На рисунке 3 проведите суточные пути: а) для звезд, которые можно наблюдать в зените; б) для звезд, которые в течение суток бывают только в одной точке горизонта.

    1. Система небесных координат

Горизонтальная система координат используется для непосредственных определений видимых положений светил с помощью угломерных инструментов, а так же для их быстрого нахождения в данный момент времени на небесной сфере.

hello_html_b891ec5.png



Рисунок 6. Горизонтальная система небесных координат

В горизонтальной системе координат основной плоскостью является плоскость математического горизонта, отсчет ведется от зенита (z) или математического горизонта, и от точки юга (s).

К горизонтальным координатам относят (см. рис. 6):

  1. h — высота светила над горизонтом (0°<h<90° и -90°<h<0°) ; z — зенитное расстояние светила z = 90° — h;

  2. А — азимут светила, отсчитывается к западу от точки юга (00<A<3600).

Вследствие вращения небесной сферы горизонтальные координаты непрерывно меняются, поэтому вместе с горизонтальными координатами светила необходимо указывать время их определения,

Экваториальные системы координат определяют положение светила на небесной сфере. Первая экваториальная система координат применяется для определения времени, вторая — для составления звездных карт и каталогов. Основной плоскостью является плоскость небесного экватора, отсчет ведется от полюса мира (Р) или плоскости небесного экватора, и от одной из ‘точек небесного экватора: в 1-ой системе — от точки Q, во 2-ой системе — от точки весеннего равноденствия (см. рис. 7).

hello_html_49f19685.png

Рисунок 7. Экваториальные системы координат


К координатам 1-ой экваториальной системы относят:

  1. δ — склонение светила (угол между плоскостью небесного экватора и светилом);

  2. t — часовой угол (угол между плоскостью небесного меридиана и направлением на светило) отсчитывается в сторону суточного вращения неба, выражается в градусах или часах и минутах.

К координатам 2-ой экваториальной системы относят:

  1. δ - склонение светила;

  2. α - прямое восхождение (угол между точкой весеннего равноденствия и направлением на светило) отсчитывается против часовой стрелки и выражается в часах и минутах, градусах.

Соотношение между градусами, часами и минутами следующее: 360hello_html_m789e59b6.gif=24hello_html_m5bf90ccf.gif, 15hello_html_m789e59b6.gif=1hello_html_m5bf90ccf.gif, 1hello_html_m789e59b6.gif=4hello_html_457a828c.gif.


Вопросы для обсуждения

  1. Назовите основные плоскости, линии и точки небесной сферы.

  2. Где восходят и заходят небесные светила для наблюдателя, находящегося в северном (южном) полушарии Земли?

  3. Как строятся системы астрономических координат?

  4. Что называется высотой и азимутом светила?

  5. Как называются экваториальные и эклиптические координаты?

  6. Как связаны прямое восхождение и часовой угол?

Задания для самостоятельной домашней работы (работа рассчитана на 8 вариантов).

1. По картам звездного атласа определить экваториальные координаты:

1) Альдебарана и Фомальгаута; 2) Альтаира и Проциона; 3) Веги и Ригеля; 4) Арктура и Сириуса; 5) Кастора и Антареса; 6) Регула и Алголя; 7) Денеба и Поллукса; 8) Капеллы и Спики.

2. По картам и спискам объектов звездного атласа определить названия, принадлежность к созвездиям, основные характеристики и уточненные экваториальные координаты небесных объектов, приближенные экваториальные координаты которых равны:

1)=2ч14м, =+570; =18ч00м, =-230;

2)=17ч50м, =-350; =1ч30м, =+300;

3)=6ч30м, =+50; =18ч20м, =-160;

4)=17ч35м, =-320; =0ч40м, =+410;

5)=5ч25м, =+360; =18ч00м, =-240;

6)=16ч49м, =+370; =5ч30м, =-50;

7)=21ч30м, =+480; =10ч20м, =-180;

8)=18ч50м, =-60; =1ч35м, =+160;



Литература

  1. Левитан, Е.П. Методика преподавания астрономии в средней школе / Е.П. Левитан. – М.: Просвещение, 1965. – 227 с.

  2. Малахов А.А. Физика и астрономия (компетентностный подход) : учеб.-метод. пособие / А.А. Малахов ; Шадр. гос. пед. ин-т. – Шадринск : Шадр. Дом Печати, 2010. – 163 с.

  3. Майоров, В.Ф. Как узнать, что Земля вращается? / В.Ф. Майоров // Физика. - 2010. – № 2. - С. 45-47.

  4. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н. Н.Физика: Учеб. Для 10 кл. общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 2010.

  5. Пинский А.А., Разумовский В.Г., Бугаев А.И. и др. Физика и астрономия: Учеб для 9 кл. общеобразоват. Учреждений / Под ред. А.А. Пинского, В.Г. Разумовского.- М.: Просвещение, 2001. – С. 202-212

  6. Рандзини, Д. Космос / Д. Рандзини; Пер. с итал. Н. Лебедевой. – М.: ООО «Издательство Астрель», 2004. – 320 с.





Краткое описание документа:

Этот урок-лекция для учащихся XI классов занимающихся по учебнику Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева «Физика. 11 класс» (профильные классы).

Образовательная цель урока: определить основные круги, линии и точки небесной сферы, описать горизонтальную и экваториальную системы координат, обосновать их необходимость для описания движения небесных и космических объектов.

Информация в лекции подается в сжатой форме, поэтому короткая фраза может потребовать длительных размышлений. Развитие потребности в размышлении, а, следовательно, и в понимании содержания той или иной темы учащимися, соотносится с выполнением заданий:

заполни пропуски (ученики вместо значка «…», используя материал лекции, должны записать выражение, используя язык символов, предложить определение понятия, восполнить пропущенные рассуждения и т.д.);

сформулируй ответ на вопросы, решение которых базируется на определенном теоретическом материале темы (вопросы отмечены значком);

заполни таблицу (схему);

ответь на вопросы репродуктивного характера после каждой темы.

Практические советы при работе с информацией:

получив новую информацию, продумайте ее и четко сформулируйте ответ на вопрос: «О чем она и для чего ее Вам сообщили?»;

приобретайте привычку самому задавать вопрос «почему?» и самостоятельно находить на его пути ответа, размышляя, беседуя с товарищами, преподавателем.

Основные вопросы лекции

1.Основные круги, линии и точки небесной сферы.

2.Система небесных координат.

Автор
Дата добавления 22.07.2015
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров1138
Номер материала 318948
Получить свидетельство о публикации

"Инфоурок" приглашает всех педагогов и детей к участию в самой массовой интернет-олимпиаде «Весна 2017» с рекордно низкой оплатой за одного ученика - всего 45 рублей

В олимпиадах "Инфоурок" лучшие условия для учителей и учеников:

1. невероятно низкий размер орг.взноса — всего 58 рублей, из которых 13 рублей остаётся учителю на компенсацию расходов;
2. подходящие по сложности для большинства учеников задания;
3. призовой фонд 1.000.000 рублей для самых активных учителей;
4. официальные наградные документы для учителей бесплатно(от организатора - ООО "Инфоурок" - имеющего образовательную лицензию и свидетельство СМИ) - при участии от 10 учеников
5. бесплатный доступ ко всем видеоурокам проекта "Инфоурок";
6. легко подать заявку, не нужно отправлять ответы в бумажном виде;
7. родителям всех учеников - благодарственные письма от «Инфоурок».
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://infourok.ru/konkurs


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ


Идёт приём заявок на международный конкурс по математике "Весенний марафон" для учеников 1-11 классов и дошкольников

Уникальность конкурса в преимуществах для учителей и учеников:

1. Задания подходят для учеников с любым уровнем знаний;
2. Бесплатные наградные документы для учителей;
3. Невероятно низкий орг.взнос - всего 38 рублей;
4. Публикация рейтинга классов по итогам конкурса;
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://urokimatematiki.ru

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх