Урок в 9 классе на тему "Строение и эволюция Вселенной"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Данная методическая разработка представляет первые уроки темы «Строение и эволюция Вселенной», которая изучается в курсе физики 9 класса, через форму учебного модуля. Содержание методической разработки уроков темы «Строение и эволюция Вселенной » обусловлена задачами развития, обучения и воспитания учащихся, заданными социальными требованиями к уровню развития личности и познавательных качеств, предметным содержанием обучения и психологическими возрастными особенностями обучаемых. Современный человек должен обладать широкой культурой, чтобы ориентироваться в потоке информации.

Актуальность выбранной темы вижу в том, что выпускники школ должны быть вооружены основами объективного мировоззрения, опирающегося на прочную интеллектуальную основу, как средства познания и осознания окружающего мира. Поэтому формирование целостного миропонимания как фундамента мировоззрения человека является важнейшей целью образования, в частности физического. Постоянное увеличение объёма информации и повышение темпа его роста обуславливают необходимость формирования у учащихся целостного миропонимания, обще учебных знаний, умений и навыков, стремления и способности к самообучению.

Тема «Строение и эволюция Вселенной», выступая в качестве учебного материала по физике в школе, вносит существенный вклад в систему знаний об окружающем мире,  ставит своей целью глубокое понимание основных законов природы и научных методов познания, имеет важное мировоззренческое значение, особенно для подрастающего поколения. Знание основ астрономической науки дает возможность учащимся:

- понять сущность повседневно наблюдаемых и редких астрономических явлений;

- познакомиться с научными методами и историей изучения Вселенной;

- получить представление о действии во Вселенной физических законов, открытых в земных условиях, единстве мегамира и микромира;

- осознать свое место в Солнечной системе и Галактике;

- ощутить связь своего существования со всей историей эволюции Метагалактики;

- выработать сознательное отношение к активно внедряемой в нашу жизнь астрологии и другим оккультным (эзотерическим) наукам, постоянно апеллирующим к Космосу.

Педагогическая целесообразность выбора методической разработки уроков темы «Строение и эволюция Вселенной» обусловлена заинтересованностью обучающихся в астрономических знаниях, потребностью молодой республики в научных кадрах, грамотных инженерах, исследователях Природы, вооруженных современными знаниями и обладающих новым планетарным стилем мышления. Считаю, что в учебнике физики для 9 класса (Физика. 9 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений / В.В.Белага, И.А.Ломаченков, Ю.А. Панебратцев; Рос. акад. наук, Рос. акад. образования, изд-во «Просвещение». – М.: Просвещение, 2011. – 176с.: ил.) материал представлен в недостаточном объеме.

В разработке уроков показывается взаимодействие человека с окружающей средой, пробуждающее в ученике желание познавать и исследовать окружающий мир. Предполагается, что учащиеся должны усваивать материал не на уровне запоминания, а на уровне понимания сути физических законов, их проявления в окружающем мире и использования в практической деятельности человека. Решению этой задачи способствует включение в методическую разработку качественных вопросов, расчётных задач, выполнение практических работ по карте звездного неба, астрономических наблюдений, что дает обучающемуся возможность «расширить горизонты», построить научную картину мира, найти свое место в нем, осуществлять исследовательскую и проектную деятельность. В ходе уроков учащиеся знакомятся с выдающимися личностями, оставившими яркий след в мировой истории познания природы. Один из пунктов домашнего задания является творческим мини-проектом, защита которых будет осуществлена на заключительном модуле изучения темы «Строение и эволюция Вселенной».

Цель работы: показать возможные пути решения вопроса формирования целостного миропонимания обучающихся, межпредметные связи физики, математики, географии, истории, информатики.

Для достижения этой цели поставила задачу: разработать примерный конспект первых уроков по теме, позволяющий формировать у учащихся целостную картины мира, заложить фундаментальные знания и умения, которые позволили бы им в дальнейшем продолжить самообразование, саморазвитие и самостоятельное формирование современного миропонимания.

Гипотеза: целенаправленная работа учителя физики по проектированию уроков, в частности уроков по теме «Строение и эволюция Вселенной» в 9 классе, позволит решить задачу формирования у учащихся целостного миропонимания.

Урок № 1

Тема урока: Астрономия как наука о Вселенной. Строение Солнечной системы. Звездное небо

Цели урока:

Образовательные: Дать представление о виде звездного неба, ввести понятия – созвездие, яркие звезды и их обозначение, звездная величина, небесная сфера и ее точки, линии, плоскости, экваториальные координаты, формировать умения работать с картой и справочными таблицами.

Развивающие: Развивать логическое мышление путём систематизации фактов, наблюдательность, познавательную активность, умение делать выводы, применять полученные знания для объяснения наблюдаемых явлений, формировать умения и навыки работы со звездной картой, актуализируя имеющиеся у учащихся знания работы с географическими картами.

Воспитывающие: Развивать коммуникативные компетенции, содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира, навыка выявления причинно-следственных связей, практических способах применения астрометрических знаний.

Оборудование: звездные карты (демонстрационная и подвижная (ПКЗН)), фотографии участков неба, модели небесной сферы и экваториальных координат.

Межпредметные связи: география (звезды, созвездия, Полярная звезда, Большая и Малая Медведица, горизонт, плоскость и стороны горизонта, меридианы и параллели, ориентирование с их помощью по карте, географические координаты), природоведение (суточное и годовое движение Земли, Луна – спутник Земли), история (развитие взглядов на теорию строения Солнечной системы и знакомство с мегалитами древности), информатика (творческое задание «88 созвездий» - визуализация домашнего задания в виде мультимедийной презентации).

Ι м/м

У-М (1мин.)

Знать: историю науки, что изучает, связь с другими науками, значение, астрономические наблюдения, телескопы и обсерватории, понятие созвездия, способ их определения на небе, обозначение ярких звезд и их различие по яркости (звездная величина), линию годичного движении Солнца.

Уметь: записывать обозначение звезд, находить на небе основные созвездия, находить по ПКЗН созвездия, зодиакальные созвездия и яркие звезды, оценивать их блеск, применять знания основных понятий для решения качественных задач, находить на небе Полярную звезду и ориентироваться на местности по ней.

С-П, С-О (25мин.) (презентация, слайды 1- 12).

Астрономия-наука о Вселенной, которая представляет собой систему из множества метагалактик. В составе одной из них существует наша галактика, внутри которой наша солнечная система. Астрономия изучает движение небесных тел, их природу, происхождение и развитие. Слово «астрономия» происходит от двух греческих слов: «aстрон» - звезда и «нoмoс» - закон. Астрономия - одна из самых увлекательных и древнейших наук о природе. Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:

1.     Потребность счета времени, ведение  календаря.

2.     Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям, древним кочевникам.

3.     Любознательность – разобраться в происходящих явлениях и поставить их себе на службу.

4.     Забота о своей судьбе, породившая астрологию.

На небе человек всегда наблюдал различные астрономические явления. До наших времен сохранились сооружения из огромных каменных глыб – мегалиты древности. «Колесо гигантов» выглядит как гигантское каменное колесо с внутренними кольцами и «спицами». Археологи считают, что это был календарь, учитывая, что восход Солнца во время солнцестояний совмещается со «спицами» колеса. «Солнечный камень ацтеков» содержит пиктографическое изображение представлений о времени. Этот монумент имеет 3,6 м в диаметре, 1,22 м в толщину и весит 24 т. «Стоунхендж» представляет собой стоящие по кругу камни гигантского размера, предположительно являющиеся древней астрономической обсерваторией. Благодаря огромным «солнечным часам в Дели» можно определить точное местное время. Это одно из 14 огромных геометрических устройств измерения времени, расстояния и прослеживания движения звезд и планет в их орбитах. Древние обсерватории были в Перу, Индии, Мексике, Армении. Выдающуюся для своего времени обсерваторию построил в ХV веке в Самарканде астроном Улугбек. В этой обсерватории, при непосредственном участии Улугбека, был составлен каталог, в котором содержались координаты 1018 звезд.

Наблюдения - основной источник информации в астрономии, источник знаний о небесных телах, процессах и явлениях происходящих во Вселенной. Для точности наблюдений, нужны приборы.

Телескоп - увеличивает угол зрения (разрешающая способность) и собирает больше света (проникающая сила).

Виды телескопов: оптические и радио.

1. Оптические телескопы

Рефрактор - используется преломление света в линзе (преломляющий), первый в 1609г. изготовил Г. Галилей (зрительная труба), давал увеличение в 34раза. Свое изобретение он использовал для наблюдения небесных тел и сделал при этом целый ряд важнейших астрономических открытий (4спутника у Юпитера, фазы Венеры, вспышки на Солнце, горы на Луне). Рефлектор - используется фокусирование лучей вогнутым зеркалом (отражающий), первый в 1668 г. изобрел И. Ньютон. Зеркально – линзовый (камера Шмидта) - комбинация обоих видов, первый построил в 1930 г. Б. ШМИДТ. На его основе сделан менисковый, очень компактный и простой в использовании. Большой Канарский телескоп им. Гершеля (2007 г.) с зеркалом диаметром 10,4 м расположен на пике потухшего вулкана Мучачос на высоте 2.4 км выше уровня моря на острове Пальма. Он обеспечивает высокое качество получаемых изображений. Угловатый телескоп им. МакМаса и Пирса, длиннофокусный инструмент для исследований Солнца построен в 1962 г. на вершине башни высотой 33,5 м в Аризоне США. На нем проводились и наблюдения планет, Луны, ярких звезд в ночное время.

2. Радиотелескоп – прибор, который широко применяется в астрономических исследованиях, для изучения электромагнитного излучения различных астрономических объектов. В устройстве радиотелескопов используют специальные антенны, которые позволяют улавливать частоты от нескольких десятков мегагерц до нескольких десятков гигагерц. Преимущества: в любую погоду и время суток можно вести наблюдения объектов, недоступные для оптических телескопов. Радиоастрономия получила развитие в 50-х годах 20-го столетия. «Ратан-600» - крупнейший в мире радиотелескоп с зеркалом диаметром 600 м (Сев. Кавказ). Наибольший в мире полноповоротный радиотелескоп РТ-70 установлен вблизи Евпатории в 1978 г. Его диаметр – 70 м. С помощью радиотелескопа в Аресибо на о. Пуэрто-Рико (1963 г.) совершены значимые открытия, среди которых пульсары, нейтронные звезды, экзопланеты (планеты, расположенные за пределами Солнечной системы; начиная с первого открытия в 1992 г, астрономы обнаружили уже более 1000). Результаты наблюдений поступают в базу данных проекта, занимающегося поиском внеземных цивилизаций.

Наблюдения проводятся в специализированных учреждениях - обсерваториях. Космические объекты излучают весь спектр электромагнитных излучений, значительная часть невидимого излучения поглощается атмосферой Земли. С развитием космонавтики стало возможно использование специализированных космических обсерваторий для исследования в инфракрасном, рентгеновском и гамма диапазонах. Разрешающая способность радиотелескопа в 7-10 раз больше, чем аналогичного, расположенного на Земле. За время работы на околоземной орбите телескопа «Хаббл» получено более 1 млн. изображений звезд, туманностей, галактик, планет. За последние десятилетия благодаря космическим аппаратам (КА), автоматическим межпланетным станциям (АМС) удалось непосредственно изучить лунный грунт, исследовать межпланетную среду, зондировать атмосферы планет. При помощи современных телескопов астрономы наблюдают объекты, находящиеся на расстоянии около 15 млрд. световых лет, т.е. масштабы мира «выросли» в 10¹⁵ раз. Космические аппараты позволяют проводить исследования во всех диапазонах длин волн электромагнитного излучения. Поэтому современную астрономию называют всеволновой наукой.

Значение астрономии:

1.     Измерение, хранение и распространение точного времени.

2.     Ориентирование по звездам для определения сторон горизонта, в навигации, мореплавании, авиации, космонавтике.

3.     Вычисление и составление календаря.

4.     Использование астрономических методов при составлении географических и топографических карт, при вычислении наступлений морских приливов и отливов, при определении силы тяжести в различных точках земной поверхности с целью обнаружения залежей полезных ископаемых, при прогнозировании погоды и предсказании стихийных бедствий.

5.     Изучение материи в таких ее состояниях, какие еще не достигнуты в земных лабораторных условиях.

6.     .Исследование Вселенной с целью понять прошлое и спрогнозировать будущее.

7.     Объяснение наблюдаемых небесных явлений.

8.     Исследование Земли с целью сохранения ее уникальной природы и других планет для прогнозирования развития Земли.

Звездное небо (презентация, слайды 13 - 20).

В безоблачную и безлунную ночь открывается величественная картина звездного неба, россыпи звезд, в которых, кажется, невозможно разобраться. В общем случае на небе можно насчитать до 2500-3000 звезд (в зависимости от вашего зрения), а всего видимых звезд около 6000. Тысячи лет назад люди смотрели на небо, считали звезды и мысленно соединяли их в разнообразные фигуры, что существенно облегчало ориентирование по небу. Созвездия - область неба с характерной группой звезд и всеми звездами, находящимися внутри его. Старейшими по названиям считаются созвездия зодиакальные (созвездия, через которые проходит Солнце). Траектория Солнца – эклиптика. Число зодиакальных созвездий (12) равно числу месяцев в году, и каждый месяц обозначается знаком созвездия, в котором Солнце в этот месяц находится (13-е созвездие Змееносец исключается, хотя через него и проходит Солнце). В 1922 г. Международный астрономический союз разделил все небо на 88 созвездий, а границы окончательно установлены в 1928 г. Самые яркие звезды созвездий имеют собственные имена (более 300 звезд имеют имена). В 125 г. до н.э. Гиппарх (Древняя Греция) вводит деление звезд на небе по видимой яркости (блеску) на звездные величины, обозначив самые яркие первой звездной величины (1^m), а еле видимые – шестой (6^m). Позже фотометрическими способами при уточнении звездных величин пришлось ввести дробные числа и даже отрицательные (m= - 1,6^m). В 1603 г Иоганн Байер (Германия) публикует каталог всех видимых звезд и впервые вводит их обозначение буквами греческого алфавита в порядке уменьшения блеска. Самые яркие – α, затем β, γ и т.д. Звезды сейчас обозначаются: Вега (α Лира), Сириус (α Большой Пес), Полярная (α Малая Медведица).

Узнаёте созвездие? Как оно называется? Если соединить прямыми линиями семь звёзд созвездия, то получится большой ковш. Вторая звезда от ручки ковша позволяет проверить зрение. Кто видит две звезды, у того зрение хорошее. Называются эти звёзды Мицар и Алькор. Какой известный объект помогает найти созвездие Большая Медведица? Как? Чем интересна Полярная звезда? На небе много ярких звёзд. А эта звезда отличается тем, что не перемещается по небу в течение суток. Если фотографировать Полярную звезду с большим временем экспозиции, то можно заметить, что все звёзды оставят следы на фотографии в виде дуг и только одна звезда останется на своём месте. Эта звезда совпадает с точкой, вокруг которой совершают суточное вращение остальные звёзды. Положение звёзд и созвездий меняется не только в течение суток, но и в течение года. Определите, в какое время года сделана фотография? Вот эти 5 звёздочек, образующих букву W составляют созвездие Кассиопея. В северном полушарии созвездие Кассиопеи можно наблюдать в течение всего года. Летом, когда стемнеет, высоко в небе появляются три звезды образующие летний треугольник: Вега, Денеб и Альтаир. Вега, самая яркая звезда из созвездия Лира, является самой яркой звездой летнего неба. Альтаир – самая яркая звезда из созвездия Орел, Денеб – Лебедь. Из этих трёх созвездий хорошо запоминаются контуры Лебедь. Шесть звёзд созвездия Лебедь образуют крест. На зимнем небе ярких звёзд намного больше. Среди звёзд легко находится созвездие похоже на бабочку, древние греки видели в нём охотника Ориона. Самая яркая звезда созвездия называется Бетельгейзе. Охотник удерживает на небе двух псов: Большой Пес и Малый Пес. В созвездии Большой Пес находится самая яркая звезда северного и южного полушарий – Сириус. Веками расположение звезд не меняется. Древние греки более двух тысяч лет тому назад заселили небо своими героями, а мы и сейчас видим те же созвездия, восхищаемся теми же звёздами!

Есть среди звёзд необычные светила. Они перемещаются среди звёзд и светят ровным немерцающим светом. Эти «блуждающие» светила назвали планетами. Планета Венера может быть намного ярче Сириуса. Если посмотреть в телескоп то можно увидеть, что Венера меняет фазы, как Луна. Эта планета всегда находится близко к Солнцу, поэтому она видна утром, перед восходом Солнца, или вечером, после заката. Немногим по яркости Венере уступает Юпитер. В телескоп виден не только диск планеты, но и четыре спутника Юпитера, которые меняют своё положение относительно друг друга. У Сатурна хорошо видны кольца, у Марса можно разглядеть полярные шапки. Подумайте, как можно отличить планету от звезды?

Строение Солнечной системы (презентация, слайды 21 - 28).

Первым ученым, попытавшимся объяснить устройство Вселенной с точки зрения науки, стал знаменитый античный философ Аристотель. Он первым доказал, что Земля имеет форму шара, вычислил длину радиуса земного шара. В самый центр Вселенной Аристотель поместил Землю. Солнце и планеты обращаются вокруг Земли, находящейся неподвижно в центре мира. Придерживаясь взглядов Аристотеля, Птолемей разработал методы, пользуясь которыми можно было достаточно точно рассчитать положение любой планеты наперед. На самом близком расстоянии от Земли находится Луна, затем Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн. Кроме того, эти небесные тела, по Птолемею, имеют и собственное движение, противоположное первому. Такая система получила название геоцентрической («гео» – греч. – земля). Теория Птолемея устраивала церковников, видевших в ней «научное» подтверждение исключительности нашей планеты. В средние века церковь опиралась на нее, как согласующуюся с библейским описанием сотворения мира. Любое отступление от теории считалось ересью и могло стоить ученому жизни. Так продолжалось вплоть до эпохи Возрождения, когда началось развитие научной мысли. В 15 веке сам священник Николай Коперник постоянно размышлял над устройством Солнечной системы и был уверен, что «Птолемей заблуждался. В центре мироздания находится Солнце, а Земля лишь одна из планет, кружащих вокруг нее». Такая система была названа гелиоцентрической (гелиос – греч. – солнце). Наша Солнечная система состоит из центрального тела Солнца и планет, которые вращаются по своим орбитам вокруг Солнца. Чем ближе к Солнцу расположена планета, тем быстрее движется и меньше времени она тратит на один оборот. Всего вокруг Солнца вращается 8 планет. Свои имена планеты получили в честь римских богов. Между орбитами Марса и Юпитера находится пояс астероидов (малых планет диаметром до 1 тыс. км). За орбитой Нептуна находится пояс Койпера (дискообразная область ледяных объектов в миллиардах километрах от нашего Солнца; Плутон и Эрида являются самыми известными из этих ледяных миров; в ней могут быть еще сотни ледяных карликов). За поясом Койпера, вероятно, расположено облако Оорта (полагают, что оно является домом для комет, вращающихся вокруг Солнца). В развитие современной теории строения Солнечной системы внесли вклад следующие учёные: Галилео Галилей, Иоганн Кеплер, Михаил Ломоносов, Исаак Ньютон, Уильям Гершель, Эдвин Хаббл.

К-С (4мин.) (презентация, слайды 29 - 31).

1.          Какие астрономические сведения вы получили в курсах других наук?

2.          Какие типы небесных тел вам известны?

3.          Назовите инструменты для астрономических наблюдений. Назначение телескопа.

4.          Сколько звезд можно насчитать невооруженным глазом на небе?

5.          Понятие созвездия. Сколько существует созвездий на небе?

6.          Почему на звездных картах не отображаются Солнце, Луна и планеты?

7.          Какой греческой буквой обозначается самая яркая звезда в созвездии?

8.          В состав какого созвездия входит Полярная звезда?

9.          Какая астрономическая ошибка закралась в строке песни Владимира Высоцкого: «В далеком созвездии тау Кита….»?

10.        Найдите ошибку в  фразе: « Наступила зима. Солнце, покинув созвездие Стрелец, приближалось к созвездию Козерог».

11.        Чем характеризуется звезда на небе в зависимости от видимой яркости?

12.        Светлая полоса, пересекающая небо и видимая в яркую звездную ночь.

13.        Как определить направление на север?

14.        Расшифруйте запись Регул (α Лев).

15.        Как найти в небе Полярную звезду?

16.        Назовите созвездия представленные на фотографиях.

17.        Какие планеты наблюдают в телескоп?

18.        Какой объект находится в точке А?

19.        Назовите самую яркую звезду на небе.

20.        Как называется самая яркая звезда летнего неба?

ΙΙ м/м

У-М (1мин.)

Знать: понятие небесной сферы и направление вращения неба, характерные точки, линии и плоскости небесной сферы, экваториальные координаты.

Уметь: строить небесную сферу с отметкой характерных точек и линий, применять знания основных понятий для решения качественных задач, определять экваториальные координаты Солнца и звезд по ПКЗН.

С-П (20мин.) (презентация, слайды 32 - 35).

Небесная сфера – воображаемая сфера произвольного радиуса, в центре которой находится глаз наблюдателя. На такую сферу и проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты и т.д., отвлекаясь от действительных расстояний до светил и рассматривая лишь угловые расстояние между ними. (Первое упоминание о «хрустальных сферах» у Платона (Древняя Греция). Первое изготовление небесной сферы встретили у Архимеда (Древняя Греция), описано в работе «Об изготовлении небесной сферы». Самый древний небесный глобус, «Глобус Фарнезе» (3 в. до н. э.) из мрамора, хранится в Неаполе. Небесный меридиан - большой круг небесной сферы. Плоскость небесного меридиана проходит через отвесную линию и осью мира, пересекается с горизонтом в точках севера и юга. Небесный экватор - плоскость, проходящая через центр небесной сферы перпендикулярно оси мира. Точки Е-востока, W -запада – точки пересечения небесного экватора с точками горизонта. (точки N –севера и S – юга).

Фразе из левого столбца подберем подходящее по смыслу продолжение из правого:

1. Небесная сфера… 2. Ось мира… 3. Полюса мира… 4. Северный полюс мира в настоящее время  находится... 5. Плоскостью небесного экватора… 6. Экватор – это... 7. Период вращения небесной сферы равен...

А. ...точка пересечения оси вращения Солнца с небесной сферой. Б. ...в 1,5° от α Малой Медведицы. В. ...плоскость перпендикулярная к оси мира и проходящая через центр небесной сферы. Г. ...периоду вращения Земли вокруг своей оси, т.е. суткам. Д. ...воображаемая сфера произвольного радиуса, описанная вокруг центра Солнца, на внутренней поверхности которой нанесены светила. Е. ...ось, вокруг которой вращается Земля, двигаясь в мировом пространстве. Ж. ...около звезды Вега в созвездии Лира. З. ...линия пересечения небесной сферы с плоскостью небесного экватора. И. ...точки пресечения небесной сферы с осью мира. К. ...воображаемая сфера произвольного радиуса, описанная вокруг наблюдателя на Земле, на внутренней поверхности которой нанесены светила. Л. ...воображаемая ось видимого вращения небесной сферы. М. ...периоду вращения Земли вокруг Солнца.

8. Угол между осью мира и земной осью… 9. Угол между плоскостью небесного экватора и осью мира… 10. Угол между плоскостью небесного экватора и плоскостью земного экватора… 11. Угол наклона земной оси к плоскости земной орбиты… 12. Угол между плоскостью земного экватора и плоскостью земной орбиты…

А. 66, 5° Б. 0° В. 90° Г. 23,5°

Ответы: 1К; 2Л, Е; 3И; 4Б; 5В; 6З; 7Г; 8Б; 9В; 10Б; 11А; 12Г)

Положение светила на небе (небесной сфере) должно быть независимо от положения наблюдателя и времени суток, что возможно в экваториальной системе координат, где за точку отсчета взят небесный экватор. (Экваториальные координаты введены впервые Яном Гавелия (1611-1687 гг., Польша), составлен каталог на 1564 звезды, атлас с гравюрами и сейчас используется).

Экваториальные координаты: (презентация, слайды 36 - 37).

δ (дельта) – склонение светила – угловое расстояние светила от плоскости небесного экватора. Измеряется в градусах от 0^о до 90^о.

α (альфа) – прямое восхождение - угловое расстояние от точки весеннего равноденствия вдоль небесного экватора в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, до круга склонения, большого круга небесной сферы, проходящей через полюса мира и наблюдаемое светило.

Измеряется в часах от 0^ч до 24^ч. Эклиптика - видимый годовой путь центра солнечного диска по небесной сфере - наклонена к плоскости небесного экватора в настоящее время под углом 23^о26'. Видимое движение Солнца по эклиптике - отражение действительного движения Земли вокруг Солнца (доказано лишь в 1728 г).

- точка весеннего равноденствия - 21 марта (день равен ночи). Координаты Солнца: α = 0^ч, δ = 0^о. Обозначение сохранилось со времен Гиппарха, когда эта точка находилась в созвездии Овен. Сейчас находится в созвездии Рыбы, в 2602г перейдет в созвездие Водолей.

- день летнего солнцестояния - 22 июня (самый длинный день и самая короткая ночь). Координаты Солнца: α = 6^ч, δ = +23^о 26'. Обозначение сохранилось со времен Гиппарха, когда эта точка находилась в созвездии Близнецы, затем была в созвездии Рак, а с 1988 г перешла в созвездие Телец.

- точка осеннего равноденствия - 23 сентября (день равен ночи). Координаты Солнца: α = 12^ч, δ = 0^о. Обозначение созвездия Весы сохранилось как символ правосудия при императоре Августе (63 г. до н. э. - 14 г. н. э.), сейчас - в созвездии Дева, а в 2442 г перейдет в созвездие Лев.

- день зимнего солнцестояния - 22 декабря (самый короткий день и самая длинная ночь). Координаты Солнца: α = 18^ч, δ = –23^о 26'. В период Гиппарха точка находилась в созвездии Козерог, сейчас - в созвездии Стрелец, а в 2272 г перейдет в созвездие Змееносец.

К-С (2 мин.)

1.          Что является центром небесной сферы?

2.          Каков радиус небесной сферы?

3.          Каков период вращения небесной сферы?

4.          В каком направлении происходит видимое (кажущееся) вращение небесной сферы?

5.          Что можно сказать о взаимном расположении оси вращения небесной сферы и земной оси?

6.          Какова необходимость введения экваториальных координат? Назовите их.

7.          Чем замечательны дни равноденствия, солнцестояния?

8.          Под каким углом наклонена плоскость экватора Земли к плоскости эклиптики?

9.          Можно ли рассматривать годовое движение Солнца по эклиптике как доказательство обращения Земли вокруг Солнца?

А-П (7мин.) (презентация, слайды 38 - 39).

Практическая работа по ПКЗН

1.            Подвижная карта звездного неба. Нахождение Полярной звезды, небесного экватора, эклиптики, точек равноденствия и солнцестояния.

2.            Накладной круг (φ = 50^o). Центр-Зенит. Вид неба – совмещение даты и времени наблюдения. Стороны горизонта.

ΙΙΙ м/м

У-М (1 мин.)

Уметь: определять экваториальные координаты Солнца и звезд по ПКЗН.

А-П (25 мин.) (презентация, слайды 38 - 39).

Практическая работа по ПКЗН

1.            Найти созвездия (Большая и Малая Медведицы, Орион, Лебедь, Кассиопея и зодиакальные), яркие звезды созвездий.

2.            В каком направлении неба находится созвездие?

3.            Какое созвездие по площади больше (визуально) Лира или Лебедь? (Лебедь). Найдите и назовите еще большие созвездия (например, Дракон, Геркулес и т.д.).

4.            Перечислить созвездия, через которые проходят:

а) небесный экватор (Рыбы, Кит, Телец, Орион, Единорог, Гидра, Секстант, Лев, Дева, Змея, Змееносец, Орел, Водолей;);

б) Млечный Путь (Скорпион, Стрелец, Щит, Змея, Орел, Стрела, Лисичка, Лебедь, Кассиопея, Персей, Возничий, Орион, Единорог, Корма.).

5.            Назвать яркие звезды созвездий (например Малая Медведица (Полярная), Лебедь (Денеб), Лира (Вега) и т.д.).

6.            Определить координаты звезд: Капелла (α Возничий), Денеб (α Лебедь) (Капелла - α = 5^ч 20^м, δ = 46^о; Денеб - α = 20^ч 40^м, δ = 45^о).

7.            Найти звезду по координатам: α = 14^ч 20^м, δ = 20^о (Арктур – α Волопас).

8.            ИСЗ пролетел по небу из начальной точки с координатами: α = 18^ч 15^м, δ = 36^о в точку с координатами: α = 22^ч 45^м, δ = 36^о. Через какие созвездия пролетел ИСЗ? (Стрелец).

9.            Определить склонение Солнца в день летнего солнцестояния (23^o 26'), осеннего равноденствия (0^o).

10.       В каком созвездии находится Солнце сегодня? Определить его координаты.

11.       В каком созвездии было Солнце в ваш день рождения? (Для этого соедините линией полюс мира и дату вашего рождения и посмотрите, в каком созвездии эта линия пересечет эклиптику). Результат расходится с указанным в гороскопе?

12.        В какое время сегодня взошло Солнце? В какое время оно зайдет? Определите продолжительность дня. (По ПКЗН, например на 3 октября восход 7^ч 30^м, заход 19^ч 00^м, продолжительность дня 11^ч 30^м).

Итог урока (1 мин.)

Что узнали? Чему научились? Оценивание.

Домашние задание (3 мин.):

1). Выучить опорный конспект темы.

2). Творческое задание «88 созвездий». Подготовить рассказ (презентацию) об одном из созвездий по плану:

1. Легенда названия созвездия.

2. Время года его лучшего наблюдения на нашей широте места.

3. Вид созвездия: северное, южное, экваториальное, зодиакальное.

4. Особенности этого созвездия: двойные и переменные звёзды, туманности, звёздные скопления, точки равноденствий и т.д.

5. Самые яркие звезды созвездия. Их основные характеристики.

6. Пользуясь подвижной картой звездного неба, определить экваториальные координаты наиболее ярких звезд созвездия.

3). Вечернее наблюдение «Общее знакомство со звездным небом». Найти на небе созвездия, изученные на уроке.

4). На контурной (немой) карте звездного неба подписать известные вам созвездия, указать основные точки и линии небесной сферы (презентация, слайд 40 – 41).

Урок № 2

Тема урока: Определение расстояний в астрономии. Планеты и малые тела Солнечной системы. Законы движение планет

Цели урока:

Образовательные: Дать понятия об астероидах, метеорах, метеоритах, кометах; продолжить формирование понятия о планетах, эллипсе; добиться усвоения представления о строении солнечной системы, об общих свойствах планет земной группы и планет-гигантов; ввести новые понятия: орбита планеты, афелий, перигелий, звездный период, параллакс, астрономическая единица, парсек, световой год; использовать решение задач для продолжения формирования расчетных навыков в небесной механике; ввести формулировки и границы применимости законов движения планет.

Развивающие: Развивать логическое мышление путём систематизации фактов, наблюдательность, познавательную активность, правильную речь, используя соответствующую терминологию, умение делать выводы, применять полученные знания для объяснения наблюдаемых явлений, формируя мировоззрение, формировать умения решения задач на применение законов движения космических тел, что является новым шагом в познании Вселенной.

Воспитывающие: Развивать коммуникативные компетенции, умение говорить и слушать других, содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира, достигать высокой активности класса, внимания, сосредоточенности учащихся на уроке для более глубокого познания природы и для решения практических задач.

Оборудование: компьютерные презентации.

Межпредметные связи: математика (эллипс, градусная и радианная мера угла, расчеты по формулам, которые содержат квадраты и кубы неизвестных величин, перевод единиц измерений, использование микрокалькуляторов для сокращения затрат времени на вычисления), обществоведение (понятие о законах природы), природоведение (планеты), информатика (творческое задание «Планеты и малые тела Солнечной системы» - визуализация домашнего задания в виде мультимедийной презентации).

Ι м/м

У-М (1мин.)

Знать: понятие и значение астрономической единицы, парсека, светового года, параллактический способ определения расстояние до тел Солнечной системы.

Уметь: определять расстояние до тел Солнечной системы, записывать их значения в различных единицах измерения.

К-Р (10мин.)

Проверочная работа (презентация «Проверочная работа 2 урока»).

1.

I в.

а). Сколько звезд одновременно можно увидеть на небе невооруженным глазом?

б). Сколько созвездий в течение года проходит Солнце?

II в.

а). На сколько участков разделено все звездное небо, чтобы ориентироваться среди звезд?

б). Сколько планет вращается вокруг Солнца?

2.

I в.

а). Греческое слово, которое означает «круг зверей»

б). Видимый путь Солнца на фоне звезд

II в.

а). Воображаемая сфера произвольного радиуса

б). Оптический астрономический прибор

3.

I в.

а). Созвездие «ядовитое насекомое»

б). Созвездие, название которого древние связывали со взвешиванием урожая

II в.

а). Созвездие, символизирующее разлив рек

б). Созвездие, в котором Солнце начинает «обратное движение»

4.

I в.

Какая яркая звезда находится вблизи небесного экватора 20 января? В какой части неба можно ее увидеть в18 ч. на небосводе?

II в.

Какая яркая звезда находится вблизи эклиптики 20 июля? В какой части неба можно ее увидеть в 20  ч. на небосводе?

5.

Назовите созвездие и определите экваториальные координаты его ярких звезд

I в.                 а).                                                       б).

II в.              а).                                                     б).

                                                                                                                                                        

Проверь себя :

                            Iв.                                                     IIв. 

1.	а). 2500-3000         б). 13	а). 88                          б). 8
2.	а). Зодиак            б). эклиптика	а). небесная сфера    б).  телескоп
3.	а). Скорпион      б).  Весы	а). Водолей               б).  Рак
4.	Альтаир (α  Орел), запад	Поллукс (β Близнецы), северо-запад
5.	а). Орион Бетельгейзе (α Орион): α  = 5ч  50 м    δ  = 8º Ригель (β Орион): α = 5ч  10 м   δ = -8º б). Лев Регул (α Лев): α  = 10ч  10 м   δ = 12º	а). Лира Вега (α Лира): α  = 18ч  30 м    δ = 40º Шелиак (β Лира): α  = 18ч  45 м    δ = 33º б). Лебедь Денеб (α Лебедь): α  = 20ч  40 м    δ = 45º

С-П (12мин.)

Определение расстояний до небесных тел. (презентация «Определение расстояний до небесных тел», слайды 1 - 5).

Единого универсального способа определения расстояний до небесных тел нет. По мере перехода от близких небесных тел к более далеким одни методы определения расстояний сменяют другие. Точность оценки расстояний ограничивается либо точностью самого из методов, либо точностью измерения астрономической единицы длины (а. е.), расстояния от Земли до Солнца (149600000 км).

1-й способ: Применение законов движения планет.

2-й способ: Радиолокационный метод. По скорости распространения радиоволн с = 3 10⁵ км/с и времени прохождения радиосигнала с Земли до небесного тела и обратно легко вычислить расстояние до небесного тела.

3-й способ: Геометрический (параллактический).

Угол (ρ) под которым со светила был бы виден экваториальный радиус Земли называется горизонтальным  параллаксом светила.

Из рисунка видно, что из прямоугольного треугольника расстояние D равно:

При малом значении угла если выражать величину угла в радианах и учитывать, что угол выражен в секундах дуги, а 1 рад = 57,3⁰ = 3438' = 206265", то и получается вторая формула. Точно определил расстояние до планет Н.Коперник.

Годичным параллаксом звезды называется угол, под которым со звезды можно было бы видеть большую полуось земной орбиты  r=a/sin π

Угол π очень мал (< 1˝), то r = 206265˝ a/π = 206265˝ /π˝  a.e.

Парсек (пк) - расстояние, с которого средний радиус земной орбиты виден под углом 1˝.

1пк = 206265а.е. = 206265·149,6·10⁶ км = 3,08·10¹³ км

Световой год (св.г.) - расстояние, которое свет проходит за один год. 1 св. г. = 3·105 км/с·365,25·24·3600 с = 9,46·1012 км 1 пк = 3,08·1013 км/ 9,46·1012 км = 3,26 св. лет Впервые в 1837 г. русский астроном Василий Яковлевич Струве (1793-1864) измерил параллакс звезды Вега (0,125"). А-П (7мин.) 1.     Задача: На каком расстоянии от Земли находится Сатурн, если его параллакс 0,9"? D = (206265"/0,9") · 6378 км = 1461731300 км = 1461731300/149600000 а.е  ≈ ≈ 9,77 а.е. 2.     Как вы думаете, почему на протяжении нескольких тысячелетий вид созвездий практически не меняется? (Вид созвездий почти не меняется (изменение ощутимо за десятки тысяч лет), так как расстояния до звезд велики по сравнению с перемещениями их в пространстве).

ΙΙ м/м

У-М (1мин.)

Знать: понятия планета, астероид, метеор, метеорит, комета; строение Солнечной системы, общие свойствах планет земной группы и планет – гигантов.

Уметь: отличать на звездном небе планету от звезды, метеор от метеорита.

С-П (25мин.) (презентация «Определение расстояний до небесных тел», слайды 6 - 44).

Планеты и малые тела Солнечной системы

Вы уже знаете, планеты вращаются вокруг Солнца. А какие ещё тела есть в Солнечной системе? Какова природа этих тел? Эти и другие вопросы мы рассмотрим сегодня на уроке. Наша Солнечная система состоит из центрального тела Солнца и планет, которые вращаются по своим орбитам вокруг Солнца. Чем ближе к Солнцу расположена планета, тем быстрее движется и меньше времени она тратит на один оборот. Всего вокруг Солнца вращается 8 планет. Свои имена планеты получили в честь римских богов. Между орбитами Марса и Юпитера находится пояс астероидов, за орбитой Нептуна находится пояс Койпера и за поясом Койпера, вероятно, расположено облако Оорта. Рассмотрим основные характеристики планет. Сравните массу, диаметр, плотность, расположение относительно Солнца, количество спутников и ответьте на вопросы:

На какие две группы можно разделить все планеты?

Что общего у планет земной группы? Что общего у планет – гигантов?

Рассмотрим подробнее планеты земной группы. Самая маленькая планета Меркурий, самая большая Земля. Венера по своим размерам почти не отличается от Земли. Расстояние от Солнца до планет огромное и его удобно измерять в более крупных единицах – астрономических единицах (а.е.).

Какая планета может ближе других приблизиться к Земле?

На каком расстоянии будут находиться при этом расположении планеты? 

Все планеты земной группы имеют твёрдую поверхность – литосферу. Литосфера состоит из коры, мантии (силикаты) и ядра (железо, никель). Ядро может быть как твёрдым, так и жидким. Учёные предполагают, что внутри жидкого металлического ядра возникают токи, создающие магнитное поле планеты.

Какие планеты могут обладать магнитным полем?

Что изменится на Земле, если исчезнет её магнитное поле?

Рассмотрим отличительные особенности каждой планеты. Самая маленькая планета земной группы Меркурий движется вокруг Солнца с рекордной среди планет скоростью около 50 км/с, совершая один оборот за 88 суток. При этом он медленно вращается вокруг собственной оси, совершая один оборот за 58,6 земных суток. В полдень поверхность планеты прогревается выше 400°C, ночью охлаждается до -170° C.

Как вы думаете, почему на Меркурии такой большой перепад температур?

Поверхность Меркурия похожа на лунную, на ней много кратеров. Существование на поверхности Меркурия хорошо сохранившихся больших кратеров говорит о том, что в течение последних 3 - 4 млрд. лет там не происходило в широких масштабах движение участков коры, а также отсутствовала эрозия поверхности.

Подумайте, почему на Меркурии много кратеров ударного происхождения?

Год на Венере длится 225 суток, а один оборот вокруг оси - 243 суток (год короче суток). В отличие от других планет, Венера вращается в сторону противоположную своему движению по орбите.

Предложите своё объяснение этого факта.

Венеру иногда называют «сестрой Земли», потому, что обе планеты похожи размерами, силой тяжести и составом. Однако условия на двух планетах очень разные. Говорят, если где-то и существует ад, то наверняка на Венере. Атмосферное давление на Венере в 90 раз больше земного и состоит на 96 % из углекислого газа. Углекислый газ создаёт парниковый эффект, поэтому вблизи поверхности Венеры температура около 450° С. Поверхность Венеры закрыта густыми облаками, состоящими из капелек серной кислоты. В атмосфере Венеры молнии бьют в два раза чаще, чем в земной. Природа такой электрической активности пока неизвестна. Из-за плотной атмосферы освещённость даже в полдень очень слабая.

Почему у Венеры указана только одна температура - вблизи поверхности планеты? 

На поверхности Венеры обнаружены тысячи древних вулканов, извергавших лаву, разломы, горы.

Как вы думаете, много ли на Венере кратеров ударного происхождения?

Самая знакомая и самая изученная планета – Земля.

Попытайтесь объяснить, в чём заключается уникальность нашей планеты? 

Земля, в отличие от Меркурия и Венеры, имеет один естественный спутник – Луну. Радиус Луны всего в 4 раза меньше радиуса Земли. Поэтому Землю часто называют «двойной планетой». Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27,3 суток. За это же время Луна делает один оборот вокруг своей оси, поэтому она повёрнута к Земле всегда одной стороной. На видимой стороне Луны много тёмных участков, их называют моря. Например: Море Дождей, Море Ясности, Океан Бурь. Лунные кратеры получили имена известных учёных. Самыми крупными кратерами с лучевой системой являются Тихо, Кеплер и Коперник. Горные хребты получили названия земных гор (Кавказ, Альпы, Пиренеи и др.). На обратной стороне Луны морей мало. Здесь много кратеров, названных в честь знаменитых людей 20 века. Из-за малого тяготения на Луне нет атмосферы. Поэтому следы, оставленные советскими луноходами и американскими астронавтами, сохранятся многие годы. Планета Марс названа именем бога войны за красноватый оттенок, обусловленный наличием в коре окислов железа. Планета имеет два небольших спутника неправильной формы Фобос и Деймос («страх» и «ужас» – спутники войны). На Марсе есть атмосфера, давление которой в 150 раз слабее земного. Поэтому на Марсе большой перепад температур - от +25° С до -125° С. Примечательной особенностью Марса является огромный каньон Маринер длиной почти 5000 км, шириной до 200 км и глубиной до 5 км. На Марсе находится самая высокая гора в Солнечной системе – Олимп высотой 27 км. В конце 19 века итальянский учёный Скиапарелли обнаружил в телескоп линии, казавшиеся почти прямыми, которые он назвал «марсианскими каналами». С тех пор учёные пытались найти жизнь на Марсе. Изменение цвета поверхности Марса учёные связывали с ростом растений и сменой времён года. Реальность оказалась прозаичней. Над поверхностью планеты часто дуют сильные ветры, скорость которых доходит до 100 м/с. Небольшая сила тяжести на планете позволяет даже разреженным потокам воздуха поднимать огромные облака пыли, образуя пылевые бури. В 70-х годах прошлого века были обнаружены русла рек, которые оказались высохшими. В настоящее время вода на Марсе обнаружена только в виде льда, который находится в полярных шапках. Позже на Марсе были обнаружены «пирамиды» и «сфинкс». При более детальном фотографировании, обнаружилось, что человекоподобие было иллюзией, вызванной игрой света и тени. «Пирамиды» же являются обычными скалами. Жизнь на Марсе так и не обнаружена ни в прошлом, ни в настоящем.

Рассмотрим подробнее планеты–гиганты. Впечатляют размеры планет. Юпитер больше Земли в 11 раз, Сатурн - в 9,5, Уран и Нептун - почти в 4 раза. Юпитер не только имеет большие размеры, его масса почти в три раза больше массы остальных планет. Планеты–гиганты находятся намного дальше от Солнца, чем Земля. Юпитер - дальше в 5 раз, Сатурн – в 9, Уран - в 20, Нептун - в 30 раз. Так как планеты находятся далеко от Солнца, на них всегда господствуют низкие температуры. Все планеты-гиганты являются огромными газовыми шарами, внутри которых газ, сжимаясь до огромного давления, переходит в жидкое состояние. В центре планет–гигантов находится ядро, состоящее в основном из соединений кремния и металлов. Юпитер и Сатурн преимущественно состоят из водорода и гелия; Уран и Нептун содержат больше льда.

Рассмотрите внимательно внутреннее строение планет–гигантов и ответьте, могут ли наблюдаться полярные сияния в атмосфере планет- гигантов?

В телескоп у Юпитера можно рассмотреть четыре спутника и экваториальные полосы. Самым ярким объектом планеты является Большое красное пятно, которое наблюдают уже более 300 лет. Размер пятна больше размера Земли.

Какова может быть природа Большого красного пятна?

 Вокруг Юпитера вращаются 67 спутников. Самые крупные из них, открытые Галилео Галилеем, называются: Ио, Ганимед, Европа и Каллисто. Ганимед – самый крупный спутник в Солнечной системе диаметром более 5000 км. Поверхность Европы состоит изо льда. Учёные предполагают, что на Европе находится подповерхностный океан, состоящий из воды, который может служить пристанищем для внеземной микробиологической жизни. У спутника есть крайне разреженная атмосфера, состоящая в основном из кислорода. Ио - силикатный геологически-активный спутник, на котором действует более 400 вулканов, извергающих серу и диоксид серы. Самым ярким объектом Сатурна является кольцо, состоящее главным образом из частичек льда и небольшого количества горных пород и пыли. Подобными кольцами, только более слабыми, окружены все планеты–гиганты. У Сатурна - 62 спутника. Самый крупный спутник Сатурна – Титан, второй по величине спутник Солнечной системы. Титан является единственным, кроме Земли, телом в Солнечной системе, для которого доказано существование жидкости на поверхности, единственным спутником планеты, обладающим плотной атмосферой (азот, метан, этан). На поверхности имеются этановые озёра и реки. Давление у поверхности примерно в 1,5 раза превышает давление земной атмосферы. Температура у поверхности - минус 170-180° C. Интересен спутник Энцелад. На Энцеладе действуют ледяные вулканы, извергающие не лаву, а ледяную жидкость, вроде сжиженного метана и холодной воды, вместе с кусками льда и газообразным метаном. Материя, покидающая Энцелад, пополняет кольца Сатурна.

Чем отличается вращение Урана от других планет? (Его ось вращения лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца. Вследствие этого планета бывает обращена к Солнцу попеременно: то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами).

У самой далёкой планеты Нептун обнаружено 13 спутников, из них самый большой спутник - Тритон диаметром более 3000 км. На спутнике Таласса обнаружены 10 действующих газовых гейзеров, выбрасывающих столбы азота высотой до 8 км. Между орбитами Марса и Юпитера находится пояс астероидов, состоящий из огромного количества тел, размером от нескольких миллиметров до тысячи километров. Тела размером менее миллиметра называют пылинками, от 1 мм до 30 метров – метеородидами, более 30 м – астероидами. Астероид – малое, неправильной формы, тело, которое движется между орбитами Марса и Юпитера. Самый крупный астероид называется Церерой, диаметр его около 1000 км. Почти в два раза меньше Паллада и Веста. Большинство астероидов названы женскими именами, а самые необычные носят мужские имена.

Чем необычны астероиды Икар и Аполлон? 

Объект из пояса астероидов может столкнуться с Землёй. При нагревании в атмосфере Земли, вследствие торможения, вокруг тела образуется светящаяся оболочка, состоящая из горячих газов. Такие светящиеся шары называют болидами. Остатки метеорных тел, упавших  на Землю, называют метеоритами. Наиболее крупные метеориты при падении образуют метеоритные кратеры. На Земле найдено около 140 крупных кратеров. Один из самых крупных находится в Аризоне (США). Диаметр кратера 1200 м, глубина - 175 м. Аризонский кратер оставило тело, имевшее в момент удара размер от 25 до 40 м. По химическому составу все метеориты делят на железные, каменные и железо-каменные. Примерно 90 % всех найденных метеоритов - каменные, состоящие из силикатов. За орбитой Нептуна на расстоянии от 30 до 50 а.е. находится Пояс Койпера. В отличие от объектов пояса астероидов, которые в основном состоят из горных пород и металлов, объекты пояса Койпера состоят главным образом из летучих веществ (называемых льдами), таких как метан, аммиак и вода. С тех пор, как в 1992 году пояс был открыт, число известных объектов пояса Койпера превысило тысячу, и предполагается, что существует ещё более 70 000 тел с диаметром более 100 км. 

Почему в 2006 году Плутон исключили из списка планет?

Учёные предполагают, что на расстоянии от 50000 до 100000 а.е, примерно световой год, находится облако Оорта. Хотя подтверждённых прямых наблюдений облака Оорта не было, астрономы считают, что оно является источником ядер комет, прилетающих в Солнечную систему. На небе комета выглядит как «хвостатая» звезда. Кометы состоят из ядра и окружающей его светлой туманной оболочки (комы), состоящей из газов и пыли. У ярких комет с приближением к Солнцу образуется «хвост» - слабая светящаяся полоса. Ядро кометы состоит в основном из обычного льда (с небольшими включениями углекислых и метановых льдов), а также пылевых частиц.

Как возникает хвост кометы?

После того, как ядро кометы полностью испарится, по вытянутым эллиптическим орбитам исчезнувших комет продолжают вращаться мелкие твёрдые частички - метеорные тела. Если поток таких частиц пересекает орбиту Земли, можно наблюдать красивое явление «звёздный дождь». Частицы сгорают в атмосфере Земли, не долетая до её поверхности. Такие «падающие» звёзды называют метеорами. Метеор - световое явление, возникающее при вторжении в земную атмосферу частиц метеорного тела. Метеоры кажутся вылетающими из определённой области неба, которая называется радиантом метеорного потока. Положение радианта на небе определяет название метеорного потока. Например, метеоры, наблюдающиеся 10 - 12 августа, радиант которых находится в созвездии Персея, называют персеидами.

Рассмотрите таблицу наиболее плотных метеорных потоков и ответьте на вопросы слайда (презентация «Определение расстояний до небесных тел», слайд 45).

К-Р (4 мин.) (презентация «Определение расстояний до небесных тел», слайды 46 - 49).

1.     Подберите название планеты к известной ее особенности

                       Iв.                                                           IIв. 

1.	Наличие гидросферы	Наличие биосферы
2.	Самое большое количество спутников	Облака – капельки серной кислоты
3.	На его спутнике Ио действует вулкан	На его спутнике Титан обнаружена жидкость
4.	Самая высокая гора Олимп	Самая маленькая планета
5.	Самая близкая к Солнцу планета	Самая удаленная от Солнца планета
6.	Бог морей	Высохшие русла рек
7.	Температура атмосферы 450° С	Большое красное пятно
8.	Самое большое кольцо	Вращается лежа на боку

Проверь себя:

Iв. 1. Земля; 2. Юпитер; 3. Юпитер; 4. Марс; 5. Меркурий;

6. Нептун; 7. Венера; 8. Сатурн.

IIв. 1. Земля; 2. Венера; 3. Сатурн; 4. Меркурий; 5. Нептун;

6. Марс; 7. Юпитер; 8. Уран

2. Подберите каждому описанию правильное название

1. «Падающая звезда»	а) Метеор
2. Небольшое тело, обращающееся вокруг Солнца	б) Метеорит
3. Маленькая частичка, обращающаяся вокруг Солнца	с) Метеороид
4. Твердое тело, достигающее поверхности Земли	д) Метеорное тело

Проверь себя: 1.а;  2.с ;  3.д;  4 б.

3.        Составьте две последовательные цепочки соответствий:

1). Облако Оорта

2). Пояс астероидов

Астероид (метеороид), комета, метеор, болид, метеорит

Проверь себя:

1). Облако Оорта…комета…метеор

2). Пояс астероидов…астероид…болид…метеорит

ΙΙΙ м/м

У-М (1 мин.)

Знать: понятие эллипса и его характерных точек, формулировки законов Кеплера и  их следствия из этих.

Уметь: применять формулы закона всемирного тяготения и третьего закона Кеплера в решении простых задач для расчета орбит космических тел.

С-П (14 мин.)

Законы движение планет  (презентация «Законы Кеплера»).

С древнейших времен считалось, что небесные тела движутся по «идеальным кривым» - окружностям. После открытия Коперником гелиоцентрической системы мира начались поиски закономерностей, которым подчиняется движение планет вокруг Солнца, т.к. существовали расхождения между предвычисленными и наблюдаемыми положениями планет. Чтобы ликвидировать это несоответствие, немецкому астроному Иоганну Кеплеру в 17 веке пришлось отказаться от кругового и равномерного движения планет. Для определения гелиоцентрических орбит планет он использовал результаты наблюдений датского астронома Тихо Браге. Особенно тщательно Кеплер изучал движение Марса. Итог его многолетних работ – открытие трех основных законов движения планет. Эти законы носят его имя. Орбиты планет имеют вытянутую форму эллипса. Эллипсом называется плоская замкнутая кривая, имеющая такое свойство, что сумма расстояний каждой её точки от двух точек, называемых фокусами, остаётся постоянной. Эта сумма расстояний равна длине большой оси эллипса.

Первый закон Кеплера открыт в 1605 году.

Каждая планета движется вокруг Солнца по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Точка О – центр эллипса, F₁ и F₂ – фокусы. Солнце находится в данном случае в фокусе F₁; а – среднее расстояние от планеты до Солнца, большая полуось орбиты; с – расстояние от центра эллипса до фокуса. Ближайшая к Солнцу точка орбиты называется перигелием, самая далёкая – афелием. Одна из характеристик эллипса – эксцентриситет (е) - отношение расстояния между фокусами к большой оси (к наибольшему диаметру).

Если фокусы совпадают с центром, е = 0, эллипс превращается в окружность. Орбиты планет – эллипсы, мало отличающиеся от окружностей, их эксцентриситеты малы. Например, эксцентриситет орбиты Земли е = 0,017.

Второй закон Кеплера открыт в 1601 году.

Линия, соединяющая какую-либо точку эллипса с фокусом, называется радиус-вектором. Радиус-вектор планеты за одинаковые промежутки времени описывает равные площади (определяет скорость движения планеты по орбите). Скорость планеты тем больше, чем она ближе к Солнцу. Планета движется быстрее всего в перигелии, а медленнее всего – когда находится на наибольшем удалении, в афелии. Так, скорость Марса в перигелии равна 26,5 км/с, а в афелии - 22 км/с.

Самый близкий к Солнцу Меркурий оббегает вокруг светила за 88 дней. За ним движется Венера, и год на ней длится 225 земных суток. Земля обращается вокруг Солнца за 365 суток, то есть ровно за один год. Марсианский год почти в два раза продолжительнее земного. Юпитерский год равен почти 12 земным годам, а далёкий Сатурн обходит свою орбиту за 29,5 лет! Словом, чем дальше планета от Солнца, тем продолжительнее на планете год. И Кеплер пытался найти зависимость между размерами орбит различных планет и временем их обращения вокруг Солнца.

15 мая 1618 года после множества неудачных попыток Кеплер установил очень важное соотношение, известное как третий закон Кеплера.

Квадраты звездных периодов обращения двух планет относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Если периоды обращения любых двух планет обозначить через Т₁ и Т₂, а их средние расстояния от Солнца – а₁ и а₂, то третий закон Кеплера можно записать в виде равенства: Т²₁ / Т²₂ = а³₁ / а³₂. Третий закон Кеплера связал в единую стройную систему всё солнечное семейство. На поиски ушло девять трудных лет. Победило упорство учёного! Последующие наблюдения показали, что законы Кеплера применимы не только для планет Солнечной системы и их спутников, но и для звёзд, физически связанных между собой и обращающихся вокруг общего центра масс. Они легли в основу практической космонавтики, ибо по законам Кеплера движутся все искусственные небесные тела, начиная с первого советского спутника и кончая современными космическими аппаратами. Не случайно в истории астрономии Иоганна Кеплера называют «законодателем неба».

К-Р (4 мин.)

1). Какие законы движения мы изучили?

2). На чем основывался Кеплер, открывая свои законы?

3). Сформулировать первый закон Кеплера. Какое следствие вытекает из этого закона?

4). Что такое перигелий, афелий?

5). Как найти эксцентриситет? Что показывает эта величина?

6). У некоторой малой планеты большая полуось орбиты равна 2,8 а.е., а эксцентриситет равен нулю. Чему равна малая полуось ее орбиты?

7). Сформулировать второй закон Кеплера. Какое следствие вытекает из этого закона?

8). Как меняется значение скорости движения планеты при ее перемещении от афелия к перигелию?

9). В какой точке орбиты планеты ее кинетическая энергия максимальна, минимальна?

10). Сформулировать третий закон Кеплера. Какое следствие вытекает из этого закона?

А-П (7мин.)

1.     Задача: Звездный период обращения Марса вокруг Солнца составляет 687 земных суток. Каково среднее расстояние Марса до Солнца?

Период обращения Земли вокруг Солнца равен одному году (Т_з = 1 год), а среднее расстояние от Земли до Солнца принято за одну астрономическую единицу (а_з = 1 а.е.). Тогда математическая запись третьего закона Кеплера  примет более простой вид: Т² = а³. Период обращения Марса составляет 687 земных суток, или 1,881 года. Среднее расстояние от Марса до Солнца т.е. Марс находится в среднем в 1,524 раза дальше от Солнца, чем наша Земля.

 Следовательно, если известно время обращения какой-нибудь планеты, то по нему можно найти её среднее расстояние от Солнца.

Таким путём Кеплеру удалось определить расстояния всех известных в ту пору планет (в а.е.): Меркурий – 0,39, Венера – 0,72, Земля – 1,00, Марс – 1,52, Юпитер – 5,20, Сатурн – 9,54.

2. Задача: Отношение квадратов периодов обращения двух планет равно 8. Чему равно отношение больших полуосей этих планет? (2).

Итог урока (1мин.)

Что узнали? Чему научились? Оценивание.

Домашние задание (3мин.):

1). Выучить опорный конспект темы.

2). Творческое задание «Планеты и малые тела Солнечной системы». Подготовить рассказ (презентацию) об одном из космических тел.

3). Вечернее наблюдение «Пронаблюдать петлеобразное движение выбранной планеты на звездном небе в течение недели» (выбрав тело отсчета).

4). Решить задачи:

1. Годичный параллакс самой близкой звезды из созвездия Центавра (Альфа Центавра) = 0,76". Каково расстояние до нее в парсеках, световых годах, километрах?

2. Большая полуось орбиты Юпитера 5 а.е. Каков звездный период его обращения вокруг Солнца?

Список литературы

1. Белага В.В. Физика. 9 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений. / В.В.Белага , И.А.Ломаченков, Ю.А. Панебратцев; Рос. акад. наук, Рос. акад. образования, изд-во «Просвещение». – М.: Просвещение, 2011. – 176с.: ил.

2. Гладушина Н.А., Косенко В.В. Рабочая тетрадь по астрономии. / Н.А.Гладушина , В.В. Косенко. – Луганск: учебная книга, 2004. – 82с.

3. Гурштейн А.А. Извечные тайны неба./ А.А.Гурштейн. - М.: Просвещение, 1984. – 272 с.

4. Гусев Е.Б. Сборник вопросов и качественных задач по астрономии : Кн. для учащихся. / Е.Б.Гусев. – М.: Просвещение, 2002. – 175с.

5. Дагаев М.М. Наблюдения звездного неба. – 6-е изд., доп. / М.М. Дагаев. – М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1988. – 176с.

6. Дагаев М.М., Чаругин В.М. Книга для чтения по астрономии: Астрофизика: Учеб. пособие для учащихся 8-10кл. / М.М. Дагаев, В.М.Чаругин. – М.: Просвещение,1988. – 207с., ил.

7. Малахова Г.И., Страут Е.К. Дидактический материал по астрономии: Пособие для учителя. – 2-е изд., перераб. / Г.И. Малахова, Е.К. Страут. - М.: Просвещение, 1984. – 98с., ил.

8. Моше Д. Астрономия: кн. для учащихся. / Д. Моше; пер. с англ.; под ред. А. А. Гурштейна. – М.: Просвещение,1985. – 255с., ил.

9. Пугач А.Ф., ЧурюмовК.И. Небо без чудес. / А.Ф. Пугач, К.И. Чурюмов. – Киев: Издательство политической литературы,1987. – 228с.