Внеклассное мероприятие по физике "Путешествие по Вселенной"

                             Путешествие по Вселенной

Пояснительная записка.

Занятие, в ходе которого школьникам предлагается ряд вопросов, объединенных одной темой и несколько ответов к вопросу (верных, спорных, неверных). Предлагается выбрать ответ и обосновать свой выбор. Вопросы и ответы подобраны так, чтобы синтезировав знания, полученные в школе (не только на уроках физики), информацию из прочитанных книг, просмотренных фильмов и умение логически мыслить, ребята смогли справиться с таким заданием.

 Можно класс разбить на команды (баллы идут в счет команды), а если ребят немного – в счет отвечающего.

Критерии оценки:

Верный обоснованный ответ – 2 балла;

Верный ответ без обоснования (не все умеют выступать публично) – 1 балл;

Неверный или спорный ответ (гипотеза) с обоснованием – 1 балл;

Неверный ответ – 0 баллов.

Цель: дать возможность школьникам убедиться в том, как полезны знания (во всех областях науки).

Оборудование:

Мультимедийный проектор;

Экран;

Ноутбук (компьютер);

Презентация «Форма Земли».

Аудитория: 10 кл.

Ход занятия

Космосом называется область за пределами земной атмосферы.

Космос в астрономии – это синоним Вселенной. Астроному различают ближний космос и дальний космос. Ближний космос активно исследуется с помощью различных космических аппаратов, о дальнем человечество пока может только мечтать – это мир новых галактик и звезд.

Космосом называют также пространство, в котором находятся вселенная, галактики, квазары, чёрные дыры, в галактиках имеются скопления звёзд, вкруг которых вращаются планеты, на некоторых из них есть жизнь и даже разумные цивилизации, но они очень далеки друг от друга и контакты между ними невозможны.

Данных о конечности космоса в науке никто пока не получил. В радиоастрономии и в астрофизике никакого края пока не обнаружено, пока что приборы регистрируют объекты на расстоянии в 15 млрд световых лет - это астрофизики называют «наблюдаемая часть космоса» Возможно, что в космосе есть ещё вселенные, подобные нашей, это не противоречит научным соображениям, но и не имеет пока точного научного обоснования.

С научно точки зрения, космос представляет собой совокупность миров проявленного и непроявленного, объединённых единым принципом, из которого космос проявляется и в который он возвращается.

Ближний космос — космос, исследуемый при помощи искусственных спутников Земли и межпланетных станций.

Дальний космос — мир звезд и галактик.

Освоение космоса — рациональное использование космических аппаратов в околоземном пространстве и запуск дальних исследовательских миссий в отдаленные уголки Солнечной системы и к представляющим опасность для Земли астероидам.

Сообщить ребятам цель занятия и правила. Начнем!

1.     Какую форму имеет планета Земля?

1)    Шар.

2)    Эллипсоид вращения.

3)    Геоид.

(Если планета Земля будет рассматриваться издалека, она будет казаться практически идеально круглой. Наблюдатель, которому большая точность измерений не важна, может вполне считать ее таковой. Средний радиус Земли в этом случае составляет 6371,3 км. Но если мы, приняв за идеальный шар форму нашей планеты, станем делать точные измерения различных координат точек на поверхности, у нас ничего не получится. Дело в том, что наша планета - это не идеально круглый шар.

Эллипсоид вращения – фигура, напоминающая шар, который снизу и сверху приплюснут. То, что форма Земли - эллипсоид, вполне объяснимо: центробежные силы возникают из-за вращения нашей планеты на экваторе, тогда как их нет на полюсах. В результате вращения, а также центробежных сил Земля "располнела": диаметр планеты по экватору больше примерно на 50 км, чем полярный.

Если бы наша планета была правильным шаром, заполненным равномерно каким-либо веществом, то отвес в любой ее точке смотрел бы в центр шара. Но ситуация осложняется тем, что неоднородной является плотность нашей планеты. В одних местах имеются тяжелые горные породы, в других пустоты, горы и впадины разбросаны по всей поверхности, так же неравномерно распределены равнины и моря. Все это меняет в каждой конкретной точке гравитационный потенциал. В том, что форма земного шара - геоид, виноват также эфирный ветер, который обдувает нашу планету с севера).

Ответ: 3.

2.     Для чего же нужно знать так точно ее форму?

1)    Чтобы изучать сходные с Землей планеты.

2)    Для морской навигации.

3)    Для космической навигации.

4)    Для проведения геодезических работ.

5)    Для проведения строительных работ.

 (Близкие к геоиду фигуры помогают создавать координатные сетки, являющиеся наиболее точными. Ни астрономические исследования, ни геодезические изыскания, ни различные системы спутниковой навигации (ГЛОНАСС, GPS) не могут существовать и проводиться без определения довольно точной формы нашей планеты.

Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (ГЛОНА́СС) — советская/российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР.

GPS (англ. Global Positioning System — система глобального позиционирования, читается Джи Пи Эс) — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположение во всемирной системе координат WGS 84. Позволяет в любом месте Земли (исключая приполярные области), почти при любой погоде, а также в околоземном космическом пространстве определять местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США.

ГЛОНАС/ GPS-навигатор в автомобиле.

Дает мощный инструмент ученым для вычисления координат небесных и земных тел. А это очень важно для космической и морской навигации, при проведении строительных, геодезических работ, а также во многих других областях человеческой деятельности).

Ответ: 2-5.

3.     Под действием каких сил формируется любая планеты?

1)    Силы всемирного тяготения.

2)    Центробежной силы.

3)    Силы тяжести.

4)    Участвуют несколько сил.

(Известно, что планета сформировалась под действием двух сил — силы взаимного притяжения её частиц и центробежной силы, возникающей из-за вращения планеты вокруг своей оси. Сила тяжести представляет собой равнодействующую этих двух сил. Степень сжатия зависит от угловой скорости вращения: чем быстрее вращается тело, тем больше оно сплющивается у полюсов).

Ответ: 4.

Презентация «Форма Земли».

4.     Какие астрономические объекты входят в состав Солнечной системы?

1)    Планеты и их спутники.

2)    Астероиды.

3)    Кометы.

4)    Метеорные тела.

      (Гравитационное притяжение Солнца является главной силой, определяющей движение всех обращающихся вокруг него тел Солнечной системы: 8 больших планет и их спутники, более 100 000 малых планет (астероидов), сотни известных науке комет, а также бесчисленное количество мелких метеорных тел (поперечником от 100 м до ничтожно малых пылинок)).

Ответ: 1-4.

5.     Что такое галактика?

1)    Звездные скопления неправильной формы, содержащие сотни или тысячи звезд.

2)    Группы звезд шарообразной формы, содержащие сотни тысяч звезд.

3)    Вращающиеся звёздные системы, содержащие от 10⁷ до 10¹⁷ звёзд.

(Группы звезд, связанные силами тяготения и движущиеся в пространстве как единое целое, называются звездными скоплениями. Различают рассеянные звездные скопления (не имеют правильной формы, содержат сотни или тысячи звезд) и шаровые (содержат сотни тысяч звезд). Силы тяготения удерживают звезды в таких скоплениях миллиарды лет.

             Галактики – огромные вращающиеся звёздные системы. Они содержат от 10⁷ до 10¹⁷ звёзд. Сфотографированы и описаны более 30 000 галактик. По внешнему виду галактики условно разделены на три основных типа: эллиптические (25% изученных галактик), спиральные (50%), линзообразные (20%) и неправильные (около 5%).

Ответ. 3.

6.     В какой галактике находится Солнечная система? Каков вид этой галактики?

1)    Эллиптическая (Е).

2)    Спиральная (S).

3)    Линзообразная (S0).

4)    Неправильная (Ir).

(Наша Галактика относится к классу спиральных галактик Sb (S – спиральная, b – ветви достаточно развиты). Содержит порядка триллиона звезд.)

Ответ 2.

7.     Какой астрономический объект считается планетой?

1)    Небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды.

2)    Небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации.

3)    Небесное тело, вращающееся вокруг Солнца, достаточно массивное, чтобы иметь шарообразную форму под воздействием собственной гравитации, кроме того, должно иметь вблизи своей орбиты «пространство, свободное от других тел».

(Плане́та (греч. πλανήτης, альтернати́вная фо́рма др.-греч. πλάνης — «странник») — это небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей. Планетезима́ль (от англ. planet — планета и англ. infinitesimal — бесконечно малая) — небесное тело на орбите вокруг протозвезды, образующееся в результате постепенного приращения более мелких тел, состоящих из частиц пыли протопланетного диска. Непрерывно притягивая к себе новый материал и накапливая массу, планетезимали формируют более крупное тело. Отдельные слагающие его фрагменты, взаимно притягиваясь, начинают уплотняться. Примером планетезимали является астероид Лютеция, у которого под толстым километровым слоем пыли находится плотное ядро.

Планеты можно поделить на два основных класса: большие, имеющие невысокую плотность планеты-гиганты, и менее крупные землеподобные планеты, имеющие твёрдую поверхность. Согласно определению Международного астрономического союза, в Солнечной системе 8 планет. В порядке удаления от Солнца — четыре землеподобных :Меркурий, Венера, Земля, Марс, затем четыре планеты-гиганта: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. В Солнечной системе также есть по крайней мере 5 карликовых планет: Плутон (до 2006 года считавшийся девятой планетой), Макемаке, Хаумеа, Эрида и Церера. За исключением Меркурия и Венеры, вокруг всех планет обращается хотя бы по одному спутнику.

В 2006 году Международный астрономический союз (МАС), признаваемый астрономами всего мира как институт, ответственный за вопросы номенклатуры, огласил своё решение по этой проблеме. Новое определение применяется только к объектам Солнечной системы и утверждает, что планета, это тело, вращающееся вокруг Солнца, достаточно массивное, чтобы иметь шарообразную форму под воздействием собственной гравитации, кроме того, должно иметь вблизи своей орбиты «пространство, свободное от других тел». В соответствии с новым определением Плутон, наряду с другими транснептунными объектами, больше не является планетой. Решение МАСа не разрешило всех противоречий, и хотя множество учёных приняли это определение, часть астрономического сообщества отрицает его.

Начиная с 1992 года, с открытием сотен планет вокруг других звёзд, названных экзопланетами, стало понятным, что планеты можно обнаружить в Галактике везде, и они имеют много общего с планетами Солнечной системы. На 20 января 2016 года достоверно подтверждено существование 2049 экзопланет в 1297 планетных системах, из которых в 507 имеется более одной планеты. Размеры экзопланет лежат в пределах от размеров планет земной группы до более крупных, чем планеты-гиганты.

Экзоплане́та (др.-греч. ἔξω, exō — вне, снаружи), или внесолнечная планета — планета, которая обращается вокруг звезды, не являющейся Солнцем. Долгое время задача обнаружения планет возле других звёзд была неразрешимой, так как планеты чрезвычайно малы и тусклы по сравнению со звёздами, а сами звёзды находятся далеко от Солнца (ближайшая — на расстоянии 4,24 световых года). 

Ответ 3.

8.     Болид, астероид, метеорит. В чем отличие?

(Ребята высказывают свое мнение.)

А теперь послушайте информацию и оцените свой ответ.

Астеро́ид (распространённый до 2006 года синоним — малая планета) — относительно небольшое небесное тело Солнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца. Астероиды значительно уступают по массе и размерам планетам, имеют неправильную форму и не имеют атмосферы, хотя при этом и у них могут быть спутники.

Большинство (до 98%) известных на данный момент астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Им дают женские имена.

Однако встречаются астероиды с уникальными орбитами, и им присваиваются мужские имена, как правило, из греческой мифологии (Икар, Гермес, Адонис).

Боли́д (греч. βολίδος; от βολίς — метательное копьё) — метеор яркостью не менее −4^m (ярче, чем планета Венера), либо имеющий заметные угловые размеры. Международный астрономический союз не имеет официального определения понятия «болид».

Особо яркие болиды иногда называют суперболидами.

Сгорающие в атмосфере объекты, называются болидами (греч. - «метательное копьё»). Их масса бывает невелика, до нескольких граммов, а часто составляет ничтожные доли грамма. Они нагреваются до высоких температур от трения о воздух и дробятся, после чего рассыпаются на высотах от 50 до 120 километров.

Падающий болид – достаточно крупная космическая частица, которая выглядит, как белый светящийся шар с длинным хвостом-следом, ночью – ярким светящимся, днём – тёмным.

Метеорное тело болида часто падает на Землю и становится метеоритом, вызывая неподдельный интерес к его поискам со стороны, как зевак – наблюдателей, так и серьёзных учёных.

Метеори́т — твёрдое тело космического происхождения, упавшее на поверхность Земли. Большинство найденных метеоритов имеют вес от нескольких граммов до нескольких килограммов. Крупнейший из найденных метеоритов — Гоба (вес 60 тонн).

Метеор – это астрономическое явление, а метеори́т — твёрдое тело космического происхождения, упавшее на поверхность Земли.

Астероид, болид, комета – малые тела Солнечной системы.

9.     В каких единицах измеряют расстояния во Вселенной?

1)    Километр.

2)    Астрономическая единица.

3)    Световой год.

 (В отличие от бытующего мнения о больших «астрономических» числах, астрономы не любят громоздких чисел, так как они могут привести к ошибкам в вычислениях.

1 а.е. (1 астрономическая единица) = 149 600 000 км

1 пк (1 парсек) = 206 265 а.е.

1 пк = 3, 26 св.г. (световых года).

Световой год – это путь, проходимый светом за 1 (земной) год).

Ответ 1, 2, 3.

Подводим итог работы. Оцениваем свою деятельность.

                                     Источники информации

1.     Левитан Е.П. Астрономия: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений – М.: Просвещение, 2007. – 224 с.

2.     Энциклопедический словарь юного астронома / Сост. Н.П. Ерпылев – М.: Педагогика, 1986. – 336 с.

3.      http://www.syl.ru/article/198974/new_forma-zemli-planeta-zemlya / Форма Земли.

4.     https://ru.wikipedia.org/wiki/ Определение планеты, экзопланеты, планетезимали, астероида, болида.

• 1 слайд

  МОУ «Антушевская средняя школа»
  Ученицы: Аникина А ., Малышева М.
  Класс: 8
  Учитель: Е. Ю. Никанорова.
  «Форма Земли»
  Информационно-исследовательский проект
  

• 2 слайд

  Актуальность:
  Цель:
  Задачи:
  Давайте выясним, какую форму имеет планета Земля и где это применяется на практике.
  Найти и проанализировать соответствующую информацию;
  
  Подобрать наглядный материал;
  
  Создать компьютерную презентацию.
  Выяснить и понять, какую же форму имеет наша планета Земля.
  

• 3 слайд

  Люди, жившие в Индии считали, что Земля плоская и опирается на спины слонов, покоящихся на черепахе, которая стоит на змее.
  Земля в Древней Индии.
  

• 4 слайд

  Древние греки представляли себе Землю плоским диском, окружённым недоступным человеку морем, из которого каждый вечер выходят,и в которое каждое утро садятся звёзды . Из восточного моря в золотой колеснице поднимался каждое утро бог Солнца Гелиос и совершал свой путь по небу.
  Земля в Древней Греции.
  

• 5 слайд

  Земля круглая и она вертится!
  
  Так или почти так с уверенностью объявил - общенародно! - этот великий ученый, взорвав своими крамольными высказываниями весь церковный и научный мир того времени.
  Н. Коперник
  

• 6 слайд

  Сила тяготения и вращения действует на все стороны поверхности любой планеты одновременно, в результате придавая им примерно одинаковую удаленность от воображаемого центра. Вот почему Земля круглая.
  Почему Земля круглая ?
  

• 7 слайд

  Можно ли считать, что Земля круглая?
  
  Если планета Земля будет рассматриваться издалека, она будет казаться практически идеально круглой. Наблюдатель, которому большая точность измерений не важна, может вполне считать ее таковой. Средний радиус Земли в этом случае составляет 6371,3 км.
  

• 8 слайд

  То, что форма Земли - эллипсоид, вполне объяснимо: центробежные силы возникают из-за вращения нашей планеты на экваторе, тогда как их нет на полюсах. В результате вращения, а также центробежных сил Земля "располнела": диаметр планеты по экватору больше примерно на 50 км, чем полярный.
  Эллипсоид вращения
  

• 9 слайд

  Шар или геоид?
  Современные данные по исследованию космоса показывают, что на поверхности нашей голубой планеты есть громадные впадины и выпуклости.
  

• 10 слайд

  Геоид
  Крайне сложная фигура - геоид.
  Сила земного притяжения в каждой точке поверхности геоида направлена строго вертикально.
  

• 11 слайд

  1) мировой океан; 2) земной эллипсоид; 3) отвесные линии; 4) тело Земли; 5) геоид
  Соотношение поверхностей геоида и земного эллипсоида. 
  
  

• 12 слайд

  Кто изучал геоиды?
  Понятие "геоид" было введено Иоганном Листингом, физиком и математиком, в 1873 году.
  Геоид означает в переводе с греческого "вид Земли", подразумевается фигура, образованная поверхностью Мирового океана, а также морей, сообщающихся с ним, при среднем уровне воды, отсутствии возмущений от приливов, течений, а также разностей
  атмосферного давления.
  

• 13 слайд

  Неоднократно уточнялось впоследствии понятие геоида. Так, советский ученый М. С. Молоденский создал свою теорию определения гравитационного поля и фигуры Земли по измерениям, выполненным на ее поверхности. Для этого он разработал особый прибор, измеряющий силу тяжести - пружинный гравиметр.
  Теория М. С. Молоденского
  

• 14 слайд

  Пружинный гравиметр
  Гравиметр служит для измерения
  гравитационного поля Земли для целей геодезии.
  

• 15 слайд

  Для того чтобы лучшее представить форму геоида, можно сделать следующее: вылепить шар из глины, после чего с двух сторон его сжать для образования приплюснутости, затем сделать пальцами на получившемся эллипсоиде бугры и вмятины. Такой сплюснутый помятый шарик будет довольно реалистично показывать форму нашей планеты.
  Форма планеты Земля
  

• 16 слайд

  Чем не удовлетворяет ученых шарообразная форма Земли? Следует ли усложнять картину геоидом и эллипсоидом вращения?
  Для чего нужно знать точную форму Земли?
  

• 17 слайд

  Близкие к геоиду фигуры помогают создавать координатные сетки, являющиеся наиболее точными для определения координат объектов при:
  астрономические исследованиях;
  геодезические изысканиях;
  различные системы спутниковой навигации (ГЛОНАСС, GPS).
  

• 18 слайд

  Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (ГЛОНА́СС) — российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР.
  Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (ГЛОНА́СС)
  Спутник ГЛОНАСС второго поколения
  

• 19 слайд

  Космическая навигация
  

• 20 слайд

  GPS — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая
  местоположение во всемирной системе координат WGS 84. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США, при этом в настоящее время доступна для использования для гражданских целей — нужен только навигатор или другой аппарат с GPS-приёмником.
  GPS
  Типичный серийно-выпускаемый ГЛОНАСС/ GPS-навигатор в автомобиле.
  

• 21 слайд

  Пример видимости спутников из одной из точек на поверхности Земли. Visible sat- число спутников, видимых над горизонтом наблюдателя в идеальных условиях (чистое поле).
  Орбиты спутников системы GPS.
  Навигация ГЛОНАСС
  

• 22 слайд

  Различные системы координат
  В мире в настоящее время действует несколько трехмерных и двухмерных систем координат с мировым значением, а также несколько десятков локальных. Своя форма Земли принята в каждой из них. Это приводит к тому, что координаты, которые были определены разными системами, несколько отличаются.
  

• 23 слайд

  Эллипсоид, который используется данным государством, либо обособленной группой государств, для производства геодезических работ и проектирования на его поверхность точек физической поверхности Земли, называют референц-эллипсоидом.
  Референц-эллипсоид служит вспомогательной математической поверхностью, к которой приводят результаты геодезических измерений на земной поверхности.
  Референц-эллипсоид
  Взаимное положение физической поверхности Земли, геоида и земного эллипсоида.
  

• 24 слайд

  Заключение
  Подводя итог, скажем еще раз, что форма нашей планеты отличается от шара. Земля приближается по своей форме к эллипсоиду вращения.
  Точное определение того, какую Земля имеет форму, дает мощный инструмент ученым для вычисления координат небесных и земных тел. А это очень важно для космической и морской навигации, при проведении строительных, геодезических работ, а также во многих других областях человеческой деятельности.
  

• 25 слайд

  Источники информации
  
  1. http://www.syl.ru/article/198974/new_forma-zemli-planeta-zemlya / Различные способы описания формы Земли;
  2.http://myelectro.com.ua/94-galioenergetika/125-avangard-1-pervyj-iskusstvennyj-sputnik-zemli-na-solnechnykh-batareyakh / Данные со спутника «Авангард-1»;
  3.http://www.syl.ru/article/176729/new_pochemu-zemlya-kruglaya-neskolko-interesnyih-faktov / Шар или геоид?
  4.https://ru.wikipedia.org/wiki/ ГЛОНАСС, GPS;
  5.http://topography.ltsu.org/geodezy/g2.html / Референц-эллипсоид;
  6.https://ru.wikipedia.org/wiki/ М. С. Молоде́нский;
  7.http://geoget.ru/content/blogsection/0/38/9/9/ Пружинный гравиметр.