Методическая разработка урока по астрономии "наблюдения - основа астрономии". Презентация на тему "предмет астрономии" Урок на тему введение в астрономию

Астрономия [греч. Астрон (astron) - звезда, номос (nomos) -закон] – наука о Вселенной, изучает движение небесных тел (раздел небесная механика), их природу (раздел астрофизика), происхождение и развитие (раздел космогония) [Астрономия - наука о строении, происхождении и развитии небесных тел и их систем = то есть наука о природе]. Астрономия - единственная наука, которая получила свою музу-покровительницу - Уранию. Аллегория Яна Гавелия (, Польша), изображает музу Уранию, которая в руках держит Солнце и Луну, а на голове у нее сверкает корона в виде звезды. Урания окружена нимфами, изображающими пять ярких планет, слева Венеру и Меркурия (внутренние планеты), справа – Марс, Юпитер и Сатурн.

Астрономия – одна из самых увлекательных и древнейших наук о природе. Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью: Потребность счета времени, ведение календаря. Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям. Любознательность – разобраться в происходящих явлениях. Забота о своей судьбе, породившая астрологию. Связывая свои мечты и желания с небом, человек наблюдал различные явления. Великолепный хвост кометы Мак Нота, 2007 г Падение болида, 2003 г

Древо астрономических знаний Классическая астрономия Астрометрия:Сферическая астрономия Фундаментальная астрометрия Практическая астрономия Небесная механика Современная астрономия Астрофизика Космогония Космология Историю астрономии можно разбить на периоды: I-й Античный мир (до НЭ) II-й Дотелескопический (НЭ до 1610 г) III-й Телескопический (до спектроскопии, гг) IV-й Спектроскопический (до фотографии, гг) V-й Современный (1900-н.в) Древнейший (до 1610 г) Классический () Современный (н.в)

Космические системы Солнечная система - Солнце и движущиеся вокруг (планеты, кометы, спутники планет, астероиды). Видимые на небе звезды, в том числе Млечный путь – это ничтожная доля звезд, входящих в состав Галактики (или называют нашу галактику Млечный Путь)– системы звезд, их скоплений и межзвездной среды. Галактики объединяются в группы и скопления. Все тела находятся в непрерывном движении, изменении, развитии. Планеты, звезды, галактики имеют свою историю, нередко исчисляемую млрд. лет. 1 астрономическая единица = 149, 6 млн.км 1 пк (парсек) = а.е. = 3, 26 св. лет 1 световой год (св. год) - это расстояние, которое луч света со скоростью почти км/с пролетает за 1 год и равен 9,46 миллионам миллионов километров!

Связь с другими науками 1 - гелиобиология 2 - ксенобиология 3 - космическая биология и медицина 4 - математическая география 5 - космохимия А - сферическая астрономия Б - астрометрия В - небесная механика Г - астрофизика Д - космология Е - космогония Ж - космофизика Физика Химия Биология География и геофизика История и обществознание Литература Философия

Телескопы Рефлектор (reflecto–отражаю) г, Исаак Ньютон (Англия). Самый большой в мире телескоп им. У. Кека с зеркалом 10 м (не монолитное, из 36 зеркал) установлен в 1996 г в обсерватории Маун-Кеа (шт. Калифорния, США) Рефрактор (refracto–преломляю) г, Галилео Галилей (Италия). Самый большой в мире изготовлен Альваном Кларк (40 дюймов=102 см), установлен в 1897 г в Йерской обсерватории (шт. Висконсин, США) Зеркально-линзовый – 1930 г, Барнхард Шмидт (Эстония). В 1941 г Д.Д. Максутов (СССР) сделал менисковый с короткой трубой. Разрешающая способность α= 14"/D или α= ·λ/D Светосила Е=~S=(D/d хр) 2 Увеличение W=F/f=β/α

Главное зеркало 10-метрового телескопа Кек. Состоит из 36 шестиугольных 1,8-м гексагональных зеркал Поскольку телескопы "Кек I" и "Кек II" находятся на расстоянии около 85 м друг от друга, они имеют разрешение, эквивалентное телескопу с 85- метровым зеркалом, т.е. около 0,005 дуговых секунды.

Космические объекты излучают весь спектр электромагнитных излучений, значительная часть невидимого излучения поглощается атмосферой Земли. Поэтому в космос запускают специализированные космические обсерватории для исследования в инфракрасном, рентгеновском и гамма - диапазонах. Телескоп Хаббл (НST), работает с г. Длина - 15,1 м, вес 11,6 тонн, зеркало 2,4 м

Разработки уроков (конспекты уроков)

Среднее общее образование

Линия УМК Б. А. Воронцова-Вельяминова. Астрономия (10-11)

Внимание! Администрация сайта сайт не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

Цель урока

Раскрыть особенность методов астрономии

Задачи урока

• Научиться изображать и находить на небесной сфере основные круги, линии и точки; использовать знания из раздела «Оптика» курса физики для построения хода лучей в оптической системе телескопа; объяснять устройство и принцип действия телескопов-рефлекторов и телескопов-рефракторов.

Виды деятельности

Участвовать в диалоге, групповой работе; формулировать научные понятия; использовать актуальные знания для описания новых понятий; строить логичные устные высказывания; использовать информацию, представленную в различных формах; выполнять логические операции ― анализ, обобщение, рефлексию познавательной деятельности.

Ключевые понятия

Небесная сфера, зенит, надир, отвесная линия, плоскость горизонта, азимут, высота, угловые размеры тел, телескоп-рефрактор, телескоп-рефлектор.

Тема: Предмет астрономии.
Ход урока:
Вводная беседа (2 мин)
Требования: учебник­тетрадь
новый предмет ­ работа с учебником
Новый материал (30 мин) Начало ­ демонстрация видео клипа с CD, моей презентации.
Астрономия [греч. astron ­ звезда, nomos ­закон] – наука о Вселенной (о природе)= наука о строении, происхождении и развитии небесных тел и их систем, муза ­
Урания.
Системы: ­ все тела во Вселенной образуют системы различной сложности.
1. Солнечная система
2. Видимые на небе звезды, в том числе Млечный путь – это часть Галактики (наша галактика
Млечный Путь)
3. Галактики объединяются в своего рода скопления (системы)
Все тела находятся в непрерывном движении, изменении, развитии. Планеты, звезды, галактики имеют
свою историю, нередко исчисляемую млрд. лет.
На схеме отражена системность и расстояния:
1 астрономическая единица = 149, 6 млн.км (среднее расстояние от Земли до Солнца).
1пк (парсек) = 206265 а.е. = 3, 26 св. лет
1 световой год (св. год) ­ это расстояние, которое луч света со скоростью почти 300 000 км/с пролетает
за 1 год. 1 световой год равен 9,46 миллионам миллионов километров!
История астрономии – одна из самых увлекательных и древнейших наук (можно показать отрывок из фильма Астрономия (ч.1, фр. 2 Самая древняя наука). Потребность
в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:

1. Счета времени (календарь).
2. Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям
3. Любознательность – разобраться в происходящих явлениях и поставить их себе на службу.
4.
Забота о своей судьбе, народившая астрологию.
Этапы развития астрономии
I­й Античный мир (до н. э)
II­ой Дотелескопический (наша эра до 1610г)
III­ий Телескопический (1610­1814гг)
IV­ый Спектроскопия (1814­1900гг)
V­ый Современный (1900 ­ наст.время)
Связь c другими предметами.
1 ­ гелиобиология
2 ­ ксенобиология
3 ­ космическая биология и медицина
4 ­ математическая география
5 ­ космохимия
А ­ сферическая астрономия
Б ­ астрометрия
В ­ небесная механика
Г ­ астрофизика
Д ­ космология
Е ­ космогония
Ж ­ космофизика
Основные разделы астрономии:
Классическая
астрономия
объединяет ряд разделов астрономии, основы которых были разработаны до начала ХХ века:

Астрометрия:
Небесная
механика
Современная
астрономия
Астрофизика
Космогония
Космология
Сферическая
астрономия
Фундаментальная
астрометрия
Практическая
астрономия
изучает положение, видимое и собственное движение космических тел и решает задачи, связанные с
определением положений светил на небесной сфере, составлением звездных каталогов и карт,
теоретическим основам счета времени.
ведет работу по определению фундаментальных астрономических постоянных и теоретическому
обоснованию составления фундаментальных астрономических каталогов.
занимается определением времени и географических координат, обеспечивает Службу Времени, вычисление
и составление календарей, географических и топографических карт; астрономические методы ориентации
широко применяются в мореплавании, авиации и космонавтике.
исследует движение космических тел под действием сил тяготения (в пространстве и времени). Опираясь на данные астрометрии,
законы классической механики и математические методы исследования, небесная механика определяет траектории и характеристики
движения космических тел и их систем, служит теоретической основой космонавтики.
изучает основные физические характеристики и свойства космических объектов (движение, строение, состав и т.д.), космических
процессов и космических явлений, подразделяясь на многочисленные разделы: теоретическая астрофизика; практическая
астрофизика; физика планет и их спутников (планетология и планетографии); физика Солнца; физика звезд; внегалактическая
астрофизика и т. д.
изучает происхождение и развитие космических объектов и их систем (в частности Солнечной системы).
исследует происхождение, основные физические характеристики, свойства и эволюцию Вселенной. Теоретической основой ее
являются современные физические теории и данные астрофизики и внегалактической астрономии.
Наблюдения в астрономии ­ основной источник информации. Они имеют особенности:


длительные промежутки времени и одновременное наблюдение родственных объектов (пример­эволюция звезд)
необходимость указания положения небесных тел в пространстве (координаты)
Для точности наблюдений, нужны приборы. Наблюдения проводятся в специализированных учреждениях ­обсерваториях.
Телескоп ­ увеличивает угол зрения (разрешающая способность), и собирает больше света (проникающая сила).
Виды телескопов: = оптические и радио (Показ)
1. Оптические телескопы
Рефрактор ­ используется преломление света в линзе (преломляющий), первый в 1609г Г. Галилей
Рефлектор ­ используется вогнутое зеркало (отражающий), фокусирующее лучи, первый в 1668г изобрел И. Ньютон.
Зеркально – линзовый (камера Шмидта) ­ комбинация обеих видов, первый построил в 1930г Б. ШМИДТ.
непосредственные наблюдения

 фотографировать (астрограф)
 фотоэлектрические – датчик, колебание энергии, излучений
назначение

спектральные – дают сведения о температуре, химическом составе, магнитных полях, движений небесных тел.

В астрономии расстояние между небесными телами измеряют углом
→
угловое расстояние:
градусы – 5о,2, минуты – 13",4, секунды – 21",3
Обычным глазом мы видим рядом 2 звезды (разрешающая способность), если угловое расстояние не менее 1­2". Угол, под которым мы видим диаметр Солнца и Луны ~
0,5о= 30".
Вычисления:
"/D или = 206265∙
α
λ
λ
/D [где
­ длина световой волны, а D – диаметр объектива

Разрешающая способность = 14α
телескопа]
 Светосила Е=~S (или D2) объектива. Е=(D/dхр)2, где dхр­ диаметр зрачка человека в обычных условиях 5мм.
β α
 Увеличение =Фокусное расстояние объектива/Фокусное расстояние окуляра. W=F/f= /
.
При сильном увеличении >500х видно колебания воздуха, поэтому телескоп необходимо располагать как можно выше в горах и где небо часто безоблачно, а еще лучше за
пределами атмосферы (в космосе).

Задача (самостоятельно­3 мин) Для 6м телескопа– рефлектора в Специальной астрофизической обсерватории (на северном Кавказе)
определить разрешающую способность, светосилу и увеличение, если используется окуляр с фокусным расстоянием 5см (F=24м). [Оценка по
скорости и правильности решения]
2. Радиотелескопы ­ преимущества: в любую погоду и время суток можно вести наблюдение объектов, недоступные для оптических. Представляют собой чашу
(подобие локатора). Радиоастрономия получило развитие с 50­х годов 20­го столетия.

Закрепление материала .
Вопросы:
1. Какие сведения астрономические вы изучали в курсах других предметов? (природоведение, физики, истории и т.д.)
2. В чем специфика астрономии по сравнению с другими науками о природе?

3. Какие типы небесных тел вам известны?
4. Планеты. Сколько, как называются, порядок расположения, самая большая и т.д.
5. Какое значение в народном хозяйстве имеет сегодня астрономия?
Значения в народном хозяйстве:
­ Ориентирование по звездам для определения сторон горизонта
­ Навигация (мореходство, авиация, космонавтика) ­ искусство прокладывать путь по звездам
­ Исследование Вселенной с целью понять прошлое и спрогнозировать будущее
­ Космонавтика:
­ Исследование Земли с целью сохранения ее уникальной природы
­ Получение материалов, которые невозможно получение в земных условиях
­ Прогноз погоды и предсказание стихийных бедствий
­ Спасение терпящих бедствие судов
­ Исследования других планет для прогнозирования развития Земли

Домашнее задание: Введение, §1; вопросы и задания для самоконтроля (стр11); стр29 (п.1­6) – главные мысли.
При подробном изучении материала об астрономических инструментах можно предложить ученикам вопросы и задачи:
1. Определите основные характеристики телескопа Г. Галилея.
2. В чем преимущества и недостатки оптической системы рефрактора Галилея по сравнению с оптической схемой рефрактора Кеплера?
3. Определите основные характеристики БТА. Во сколько раз БТА мощнее МШР?
4. В чем преимущества телескопов, установленных на борту космических аппаратов?
5. Какими условиями должно удовлетворять место для строительства астрономической обсерватории?

ЗАНЯТИЕ № 53, 11.04.2017

Тема: «Общие сведения об астрономии.»

Цель занятия :

Обучающая – уяснить предмет и метод астрономии, понятие небесной сферы и основных ее точек, способы ориентации на небесной сфере, геоцентрическую и гелиоцентрическую системы мира, понятие эклиптики;

Развивающая – развивать пространственное мышление через изучение карты звездного неба, сформировать межпредметные связи между астрономией, физикой, географией;

Воспитательная – осознать связь истории и современности через названия созвездий, биографии ученых-астрономов.

Формируемые компетенции: представления об основных идеях современной астрономии, природе небесных тел.

Тип занятия: занятие по изучению нового материала

Вид занятия: лекция

Оборудование : карта звездного неба, настольные подвижные карты звездного неба, проектор, экран, ноутбук

Литература : Физика,11класс. Кабардин О.Ф., Глазунов АТ., Малинин А.Н. и другие. М., Просвещение, 2001 г.

План занятия : организационный этап

Мотивация

Актуализация

Этап изучения нового материала

Предмет и методы астрономии

Древние о созвездиях

Созвездия (определение)

Основные точки небесной сферы

Движение небесной сферы

Эклиптика

Знаки зодиака

Ориентация по карте небесной сферы

Проверка понимания

Закрепление

Этап подведения итогов занятия

Мотивация

За много столетий и даже тысячелетий до появления компаса ориентация по звездам являлась единственным способом передвижения по незнакомой местности. Она и сейчас не утратила своего значения для моряков, путешественников и просто любопытных людей. Все электронные навигационные системы зависят от состояния магнитного поля Земли и в случае вспышек на Солнце и возникновения других аномалий (последний пик солнечной активности наблюдался в мае 2012 г., следующий наступит в 2021 г.) могут отказать в самый неподходящий момент. И только небесная сфера остается неизменной при любых катаклизмах.

Актуализация:

Что изучает астрономия?

Когда возникла?

Каких вы знаете ученых-астрономов?

Какие небесные объекты вы знаете?

Какой самый главный объект для нас все пропустили? Земля

- а в пределах Земли на какие явления непосредственно влияет космос?

Новый материал с проверкой понимания (презентации, урок 1)

Астрономия - наука о строении, происхождении и развитии небесных тел и их систем

Методы астрономии: наблюдение, эксперимент

Древние о небесной сфере (презентации, урок 8)

Актуализация

Каких ученых астрономов древности вы знаете?

Как представляли себе в древности строение мироздания?

Аристотель – Птолемей – геоцентрическая система мира, земля – шар;

Коперник – Кепплер – Ньютон – гелиоцентрическая система мира;

Джордано Бруно – множественность обитаемых миров.

Карта звездного неба (презентации, урок 2)

Актуализация

Какие вы знаете созвездия? Сколько всего созвездий?

Почему созвездия не похожи на тех существ, в честь которых они названы?

Раздать неподвижные карты звездного неба

Созвездие – это область неба в пределах установленных границ.

Официальное деление небесной сферы на созвездия произошло только в начале 20 века. Астрономами было выделено 88 созвездий . Есть созвездия Северного полушария, Южного полушария, Зодиакальные.

Центральная часть карты звездного неба относится к Северному полушарию, периферия – к Южному; отдельной линией обозначена эклиптика, вдоль которой расположены зодиакальные созвездия.

Задание: прочитайте на карте названия созвездий и предположите, кто и когда мог их так назвать.

Созвездия Северного полушария получили свои названия в эпоху Античности, то созвездия Южного полушария намного «моложе»: их границы были определены в эпоху Великих географических открытий моряками и учеными и названия у них соответствующие – Компас, Насос, Паруса, Микроскоп.

Одна из звезд на небесной сфере древними мореплавателями была названа «Гвоздь». Что это за звезда? Почему ее так назвали?

Вокруг этой звезды вращается небесная сфера. Показать способы ориентации на север по Полярной звезде.

Мореплавателями выделено на небесной сфере 27 звезд, названных навигационными. Они яркие и их легко определить по рисунку созвездий.

Они связаны между собой рядом линий – ковш, весенне-летний, зимний треугольники, крест и т.д.

Основные точки и линии небесной сферы

(презентации, урок 3 до кульминации)

Какие вы знаете основные линии и точки небесной сферы?

Отвесная линия проходит через наблюдателя и точки зенита –надира.

Плоскость, перпендикулярная отвесной линии называется плоскостью горизонта.

Северный полюс мира – точка, неподвижная при суточном движении звезд.

Южный полюс мира

Их соединяет Ось мира

Тень от вертикально поставленного шеста в полдень падает на полуденную линию, соединяющую точки севера и юга.

Плоскость небесного экватора перпендикулярна оси мира.

Небесный меридиан совпадает с географическим меридианом и проходит через точку севера, полюса мира, зенит, надир.

Угол между осью мира и полуденной линией (плоскостью горизонта) соответствует географической широте местности. (Урок 5 кадр 2 )

Движение небесной сферы (презентации, урок 5 слайд 4), Указать направление вращения небесной сферы – с востока на запад вокруг оси мира.

Время одного полного оборота – сутки.

Правила пользования подвижной картой звездного неба.

(урок 3 последний слайд «кульминация»)

Кульминация – явление прохождения светила через небесный меридиан.

Кульминации есть верхние и нижние. Промежуток времени между кульминациями равен половине суток.

У незаходящего светила видны обе кульминации (Кассиопея)

У невосходящего светила не видны обе кульминации (Южный Крест)

Момент верхней кульминации Солнца – истинный полдень; нижней – полночь.

Путь Солнца по небесной сфере (презентации, урок 4)

Большой круг, описываемый Солнцем относительно звезд по небесной сфере вследствие движения Земли по орбите называется эклиптикой.

Солнце совершает один полный оборот вдоль эклиптики за год. Вдоль эклиптики расположены 12 + 1 зодиакальных созвездий.

Найти эклиптику на карте и выписать все созвездия, которые проходит Солнце вдоль эклиптики. Найти неожиданность!

Вопрос: какое время требуется Солнцу на прохождения каждого созвездия?

Ответ – примерно месяц.

Вопрос: а как это согласуется с тем, что сечение всех созвездий эклиптикой разное? А что делать с новым созвездием?

Ответ: деление на знаки Зодиака давно стало условным. Вследствие движения звезд во Вселенной форма созвездий изменилась с тех пор, как они получили свои имена и теперь на Скорпиона приходится всего десять дней, а на

Весы 45 дней. А еще Змееносец влез «куда не следовало».

Вопрос: какое созвездие ты не можешь увидеть на небесной сфере в день твоего рождения?

Наводящий вопрос: где находится Солнце ночью?

Ответ: На другой стороне Земли.

Можем ли мы ночью видеть то созвездие, в котором находится Солнце?

Ответ: нет. Мы видим диаметрально противоположное созвездие.

Вопрос: сейчас начало апреля. Царство Овна. Что мы увидим на небе на в середине ночи?

Экваториальная система отсчета

Система отсчета включает начало отсчета – неподвижного наблюдателя, систему координат – экваториальную и способ отсчета времени

Экваториальная система отсчета вращается вместе со звездным небом.

Ввести два основных измерения:

Угловое расстояние светила от небесного экватора вдоль одного из небесных меридианов называется склонением δ

Угловое расстояние светила вдоль небесного экватора от точки весеннего равноденствия называется прямым восхождением α

Время

В астрономии принято отсчитывать время солнечными сутками – средним промежутком времени между двумя верхними кульминациями центра Солнца

Сейчас начало апреля. Царство Овна. Что мы увидим на небе на в середине ночи? Каково будет его склонение?

Закрепление:

По карте звездного неба определить:

Названия трех созвездий северного

Южного полушария

Названия созвездий, видимых из обеих полушарий

Звезду, находящуюся в северном полюсе мира

Звезду, находящуюся на небе в точке весеннего равноденствия

Координаты трех самых ярких звезд северного полушария

Координаты трех самых ярких звезд южного полушария.

Задание: по траекториям движения комет определить время суток для наблюдения комет и оптимальный день для наблюдения (прохождение кометы около яркой звезды)

Этап подведения итогов:

Что такое созвездия

Назвать основные точки и линии небесной сферы

Что такое эклиптика

Каковы два измерения в экваториальной системе координат.

При выставлении оценок учесть:

Помощь в изготовлении карт

Ответы на вопросы при актуализации

Выполнение заданий.