В помощь учителю астрономии (для физико-математических школ) - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Программа вступительного экзамена в аспирантуру по группе физико-математических... 5 860.91kb.
Патаракин Е. Д. Социальные сервисы сетевых сообществ в помощь учителю... 8 577.1kb.
Методико-библиографическое пособие в помощь библиотекарю и учителю... 1 115.59kb.
Конкурса школьных проектов «Информационные технологии в изучении... 1 43.62kb.
Филатов Олег Павлович, профессор, доктор физико-математических наук... 1 158.42kb.
Филатов Олег Павлович, профессор, доктор физико-математических наук... 1 111.5kb.
Леонид лесков, доктор физико-математических наук, профессор мгу,... 1 230.36kb.
Заместитель директора Департамента государственной политики в сфере... 1 210.7kb.
Программа по географии для 7 класса. Курс «География. Земля и люди» 1 211.85kb.
И. Е. Тамма Физического института имени П. Н. Лебедева Российской... 1 17.22kb.
Доктор физико-математических наук (1996). Профессор 1 20.05kb.
Влияние солнечной активности на исторические события на Земле 5 733.28kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

В помощь учителю астрономии (для физико-математических школ) - страница №1/6

В ПОМОЩЬ УЧИТЕЛЮ АСТРОНОМИИ

(для физико-математических школ)


  1. Предмет астрономии.

Источники знаний в астрономии. Телескопы.
Узловые вопросы: 1. Что изучает астрономия. 2. Связь астрономии с другими науками. 3. Масштабы вселенной. 4. Значение астрономии в жизни общества. 5. Астрономические наблюдения и их особенности.
Демонстрации и ТСО: 1. Глобус Земли, диапозитивы: фотографии Солнца и Луны, планет звездного неба, галактик. 2. Приборы, используемые для наблюдения и измерений: телескопы, теодолит.
[Астрон – светило; номос – закон]

Астрономия изучает необъятный мир, окружающий Землю: Солнце, Луну, планеты, явления, протекающие в солнечной системе, звезды, эволюцию звезд…

Астрономия  Астрофизика  Астрометрия  Звездная астрономия  Внегалактическая астрономия  Ультрафиолетовая астрономия   Астрономия  Космогония (происхождение)  Космология (общие закономерности развития вселенной)

Астрология – учение утверждающее, что по взаимным расположениям Солнца, планет, на фоне созвездий, можно предсказать явления, судьбы, события.

Вселенная – весь материальный мир безграничный в пространстве и развивающийся во времени. Три понятия: микромир, макромир, мегамир.

Земля  Солнечная система  Галактика  Метагалактика  Вселенная.

Земная атмосфера поглощает , рентгеновское, ультрафиолетовое, значительную долю инфракрасного, радиоволны 20 м <  < 1 мм.

Телескопы (оптические, радио)

Линзовые телескопы (рефрактор), зеркальные телескопы (рефлектор). Refractus – преломление (объектив – линзы), reflectere – отражать (объектив – зеркало).

Основные назначения телескопов – собрать как можно больше световой энергии от изучаемого тела.

Особенности оптического телескопа:

1) Объектив – до 70 см, световой поток ~ D2.

2) F – фокусное расстояние объектива.

3) F/D – относительное отверстие.

4) Увеличение телескопа , где D в миллиметрах.

Самые крупные D = 102 см, F = 1940 см.

Рефлектор – для исследования физической природы небесных тел. Объектив – вогнутое зеркало небольшой кривизны, изготовленное из толстого стекла, Al порошок напылен с другой стороны под большим давлением. Лучи собираются в фокальной плоскости, где стоит зеркало. Зеркало почти не поглощает энергии.

Самый крупный D = 6 м, F = 24 м. Фотографирует звезды в 410–9 слабее видимых.

Радиотелескопы – антенна и чувствительный приемник с усилителем. Самый крупный D = 600 м состоит из 900 плоских металлических зеркал 2  7,4 м.

Астрономические наблюдения.
1. Меняется ли вид звезды при наблюдении в телескоп в зависимости от увеличения?

Нет. Вследствие большой удаленности звезды видны как точки даже при наибольшем возможном увеличении.



2. Почему при наблюдении с Земли вам кажется, что в течение ночи звезды перемещаются по небесной сфере?

Потому что Земля вращается вокруг своей оси внутри небесной сферы.



3. Что бы вы посоветовали астрономам, которые хотят изучить вселенную, используя гамма-лучи, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение?

Поднять инструменты над земной атмосферой. Современная техника делает возможным наблюдения в этих участках спектра с воздушных шаров, искусственных спутников Земли или с более удаленных точек.



4. Объясните, в чем основное различие между телескопом – рефлектором и телескопом – рефрактором.

В типе объектива. В телескопе – рефракторе используется линза, а в телескопе рефлекторе – зеркало.



5. Назовите две основные части телескопа.

Объектив – собирает свет и строит изображение. Окуляр – увеличивает изображение, построенное объективом.



Для самостоятельной работы.
1 уровень: 1 – 2 балла

1. Кто из перечисленных ниже ученых сыграл большую роль в развитии астрономии? Укажите правильные ответы.

A. Николай Коперник.

Б. Галилео Галилей.

B. Дмитрий Иванович Менделеев.



2. Мировоззрение людей во все эпохи менялось под влиянием достижений астрономии, так как она занимается ... (укажите правильное утверждение)

A. ... изучением объектов и явлений, независимых от человека;

Б. ... изучением вещества и энергии в условиях, невозможных для воспроизведения на Земле;

B. ... изучением наиболее общих закономерностей Мегамира, частью которого является сам человек.



3. Один из ниже перечисленных химических элементов был впервые обнаружен с помощью астрономических наблюдений. Укажите, какой именно?

A. Железо.

Б. Гелий.

B. Кислород.



4. Каковы особенности астрономических наблюдений? Укажите все правильные утверждения.

A. Астрономические наблюдения в большинстве случаев пассивны по отношению к изучаемым объектам.

Б. Астрономические наблюдения в основном строятся на про­ведении астрономических экспериментов.

B. Астрономические наблюдения связаны с тем, что все светила находятся от нас так далеко, что ни на глаз, ни в телескоп нельзя решить, какое из них ближе, какое дальше.



5. Вам предложили возвести астрономическую обсерваторию. Где бы вы ее построили? Укажите все правильные утверждения.

A. В пределах крупного города.

Б. Далеко от крупного города, высоко в горах.

B. На космической станции.



6, Для чего используют телескопы при астрономических наблюдениях? Укажите правильное утверждение.

A. Для того, чтобы получить увеличенное изображение небесного тела.

Б. Для того, чтобы собрать больше света и увидеть более слабые звезды.

B. Для того, чтобы увеличить угол зрения, под которым виден небесный объект.


2 уровень: 3 – 4 балла
1. Какова роль наблюдений в астрономии и с помощью каких инструментов они выполняются?

2. Какие важнейшие типы небесных тел вам известны?

3. Какова роль космонавтики в исследовании Вселенной?

4. Перечислите астрономические явления, которые можно наблюдать в течение жизни.

5. Приведите примеры взаимосвязи астрономии и других наук.

6. Астрономия — одна из древнейших наук в истории человечества. С какой целью древний человек наблюдал за небесными светилами? Напишите, какие задачи люди в древности решали с помощью этих наблюдений.



3 уровень: 5 – 6 баллов
1. Почему происходит восход и заход светил?

2. Естественные науки используют как теоретические, так и экспериментальные методы исследований. Почему основным методом исследований в астрономии является наблюдение? Возможна ли постановка астрономических экспериментов? Ответ обоснуйте.

3. Для чего используют телескопы при наблюдении звезд?

4. Для чего используют телескопы при наблюдении Луны и планет?

5. Увеличивает ли телескоп видимые размеры звезд? Ответ поясните.

6. Вспомните, какие сведения по астрономии вы получили в курсах природоведения, географии, физики, истории.


4 уровень. 7 – 8 баллов
1. Почему при наблюдениях Луны и планет в телескоп используют увеличение не более 500 - 600 раз?

2. По своему линейному диаметру Солнце больше Луны примерно в 400 раз. Почему их видимые угловые диаметры почти равны?

3. Каково назначение объектива и окуляра в телескопе?

4. Чем различаются оптические системы рефрактора, рефлектора и менискового телескопа?

5. Чему равны диаметры Солнца и Луны в угловой мере?

6. Как можно указать расположение светил друг относительно друга и относительно горизонта?


2. Созвездия. Звездные карты. Небесные координаты.
Узловые вопросы: 1. Понятие созвездия. 2. Различие звезд по яркости (светимости), цвету. 3. Звездная величина. 4. Видимое суточное движение звезд. 5. небесная сфера, ее основные точки, линии, плоскости. 6. Звездная карта. 7. Экваториальная СК.
Демонстрации и ТСО: 1. Демонстрационная подвижная карта неба. 2. Модель небесной сферы. 3. Звездный атлас. 4. Диапозитивы, фотографии созвездий. 5. Модель небесной сферы, географический и звездный глобусы.
Впервые звезды были обозначены буквами греческого алфавита. В созвездии атласа Байгера в XVIII века исчезли рисунки созвездий. На карте указываются звездные величины.

Большая Медведица –  (Дубхе),  (Мерак),  (Фекда),  (Мегрец),  (Алиот),  (Мицар),  (Бенеташ).

 Лиры – Вега,  Лебедева – Денеб,  Волопаса – Арктур,  Возничего – Капелла,  Б. Пса – Сириус.

Солнце, Луна и планеты на картах не указаны. Путь Солнца показан на эклиптике римскими цифрами. На звездных картах нанесена сетка небесных координат. Наблюдаемое суточное вращение – явление кажущееся – вызванное действительным вращением Земли с запада на восток.

Доказательство вращения Земли:

1) 1851 г. физик Фуко – маятник Фуко – длина 67 м.

2) космические спутники, фотографии.

Небесная сфера – воображаемая сфера произвольного радиуса используемая в астрономии для описания взаимного положения светил на небосклоне. Радиус принимают за 1 Пк.

88 созвездий, 12 зодиакальных. Условно можно разделить на:

1) летние – Лира, Лебедь, Орел 2) осенние – Пегас с Андромедой, Кассиопея 3) зимние – Орион, Б. Пес, М. Пес 4) весенние – Дева, Волопас, Лев.

Отвесная линия пересекает поверхность небесной сферы в двух точках: в верхней Zзените – и в нижней Z' – надире.

Математический горизонт – большой круг на небесной сфере, плоскость которого перпендикулярна отвесной линии.

Точка N математического горизонта называется точкой севера, точка Sточкой юга. Линия NS – называется полуденной линией.



Небесным экватором называется большой круг, перпендикулярный оси мира. Небесный экватор пересекается с математическим горизонтом в точках востока E и запада W.

Небесным меридианом называется большой круг небесной сферы, проходящий через зенит Z, полюс мира Р, южный полюс мира Р', надир Z'.

Домашнее задание: § 2.


Созвездия. Звездные карты. Небесные координаты.
1. Опишите, какие суточные круги описывали бы звезды, если бы астрономические наблюдения проводились: на Северном полюсе; на экваторе.
Видимое движение всех звезд происходит по кругу, параллельному горизонту. Северный полюс мира при наблюдении с Северного полюса Земли находится в зените.

Все звезды восходят под прямыми углами к горизонту в восточной части неба и также заходят за горизонт в западной. Небесная сфера вращается вокруг оси, проходящей через полюса мира, на экваторе расположенные точно на линии горизонта.


2. Выразите 10 ч 25 мин 16 с в градусной мере.
Земля за 24 ч совершает один оборот – 360о. Следовательно, 360о соответствует 24 ч, тогда 15о – 1 ч, 1о – 4 мин, 15/ – 1 мин, 15// – 1 с. Таким образом,

1015о + 2515/ + 1615// = 150о + 375/ +240/ = 150о + 6о+15/ +4/ = 156о19/.


3. Определите по звездной карте экваториальные координаты Веги.
Заменим название звезды буквенным обозначением ( Лиры) и найдем ее положение на звездной карте. Через воображаемую точку проводим круг склонения до пересечения с небесным экватором. Дуга небесного экватора, которая лежит между точкой весеннего равноденствия и точкой пересечения круга склонения звезды с небесным экватором, является прямым восхождением этой звезды, отсчитанным вдоль небесного экватора навстречу видимому суточному обращению небесной сферы. Угловое расстояние, отсчитанное по кругу склонения от небесного экватора до звезды, соответствует склонению. Таким образом,  = 18 ч 35 м,  = 38о.
4. Определить моменты восхода и захода звезды  Большого Пса 22 декабря.
Накладной круг звездной карты поворачиваем так, чтобы звезды пересекла восточную часть горизонта. На лимбе, напротив отметки 22 декабря, находим местное время ее восхода. Располагая звезду в западной части горизонта, определяем местное время захода звезды. Получаем

.
5. Определить дату верхней кульминации звезды Регул в 21 ч по местному времени.
Устанавливаем накладной круг так, чтобы звезда Регул ( Льва) находилась на линии небесного меридиана (0h – 12h шкалы накладного круга) на юг от северного полюса. На лимбе накладного круга находим отметку 21 и напротив ее на краю накладного круга определяем дату – 10 апреля.
6. Вычислить, во сколько раз Сириус ярче Полярной звезды.
Принято считать, что при разности в одну звездную величину видимая яркость звезд отличается примерно в 2,512 раза. Тогда разность в 5 звездных величин составит различие в яркости ровно в 100 раз. Так звезды 1-й величины в 100 раз ярче звезд 6-й величины. Следовательно, разность видимых звездных величин двух источников равна единице, когда один из них ярче другого в (эта величина примерно равна 2,512). В общем случае отношение видимой яркости двух звезд связано с разностью их видимых звездных величин простым соотношением:

.

Светила, яркость которых превосходит яркость звезд 1m, имеют нулевые и отрицательные звездные величины.

Звездные величины Сириуса m1 = –1,6 и Полярной звезды m2 = 2,1, находим в таблице.

Прологарифмируем обе части указанного выше соотношения:



.

Таким образом, . Отсюда . Т. е. Сириус ярче Полярной звезды в 30 раз.



Примечание: используя степенную функцию , также получим ответ на вопрос задачи.
7. Как вы думаете, можно ли долететь на ракете до какого-нибудь созвездия?
Созвездие – это условно определенный участок неба, в пределах которого оказались светила, находящиеся от нас на разных расстояниях. Поэтому выражение «долететь до созвездия» лишено смысла.
1 уровень: 1 – 2 балла.
1. Что такое созвездие? Выберите правильное утверждение.

A.. Группа звезд, физически связанных между собой, например, имеющих одинаковое происхождение.

Б. Группа ярких звезд, расположенных в пространстве близко друг к другу

B. Под созвездием понимают область неба в пределах некоторых установленных границ.

2. Звезды имеют разную яркость и цвет. К каким звездам относится наше Солнце? Укажите правильный ответ.

A. К белым. Б. К желтым.

B. К красным.

3. Самые яркие звезды назвали звездами первой величины, а самые слабые – звездами шестой величины. Во сколько раз звезды 1-й величины ярче звезд 6-й величины? Укажите правильный ответ.

A. В 100 раз.

Б. В 50 раз.

B. В 25 раз.

4. Что такое небесная сфера? Выберите правильное утверждение.

A. Круг земной поверхности, ограниченный линией горизонта. Б. Воображаемая сферическая поверхность произвольного радиуса, с помощью которой изучаются положения и движения небесных светил.

B. Воображаемая линия, которая касается поверхности земного шара в точке, где расположен наблюдатель.

5. Что называется склонением? Выберите правильное утверждение.

A. Угловое расстояние светила от небесного экватора.

Б. Угол между линией горизонта и светилом.

B. Угловое расстояние светила от точки зенита.

6. Что называется прямым восхождением? Выберите правильное утверждение.

A. Угол между плоскостью небесного меридиана и линией горизонта.

Б. Угол между полуденной линией и осью видимого вращения небесной сферы (осью мира)

B. Угол между плоскостями больших кругов, один проходит через полюсы мира и данное светило, а другой – через полюсы мира и точку весеннего равноденствия, лежащую на экваторе.


2 уровень: 3 – 4 балла
1. Почему Полярная звезда не меняет своего положения относительно горизонта при суточном движении неба?

2. Как располагается ось мира относительно земной оси? Относительно плоскости небесного меридиана?

3. В каких точках небесный экватор пересекается с линией горизонта?

4. В каком направлении относительно сторон горизонта вращается Земля вокруг своей оси?

5. В каких точках центральный меридиан пересекается с горизонтом?

6. Как проходит плоскость горизонта относительно поверхности земного шара?


3 уровень: 5 – 6 баллов.
1. Найдите на координаты звездной карте и назовите объекты, имеющие координаты:

1)  = 15 ч 12 мин,  = –9о; 2)  = 3 ч 40 мин,  = +48о.

2. Определите по звездной карте экваториальные координаты следующих звезд:

1)  Большой Медведицы; 2) в Кита.

3. Выразите 9 ч 15 мин 11 с в градусной мере.

4. Найдите на звездной карте и назовите объекты, имеющие координаты:

1)  = 19 ч 29 мин,  = +28о; 2)  = 4 ч 31 мин,  = +16о30/.

5. Определите по звездной карте экваториальные координаты следующих звезд:

1)  Весов; 2)  Ориона.

6. Выразите 13 ч 20 мин в градусной мере.

7. В каком созвездии находится Луна, если ее координаты  = 20 ч 30 мин,  = –20о?

8. Определите по звездной карте созвездие, в котором находится галактика М31, если ее координаты  = 0 ч 40 мин,  = +41о.


4 уровень. 7 – 8 баллов
1. Самые слабые звезды, какие можно получить на фотографии крупнейшим в мире телескопом, это звезды 24-й звездной величины. Во сколько раз они слабее, чем звезды 1-й величины?

2. У звезды блеск меняется от минимума к максимуму на 3 звездные величины. Во сколько раз меняется ее блеск?

3. найдите отношение блеска двух звезд, если их видимые звездные величины равны соответственно m1 = 1,00 и m2 = 12,00.

4. Во сколько раз Солнце выглядит ярче, чем Сириус, если звездная величина Солнца m1 = –26,5 и m2 = –1,5?

5. Вычислить во сколько раз звезда  Большого Пса ярче звезды  Лебедя.

6. Вычислить во сколько раз звезда Сириус ярче Веги.


3. Работа с картой.

Определение координат небесных тел.


следующая страница >>



Я была от него без ума, а теперь даже смотреть на него не могу. Как непостоянны эти мужчины! Анри Бек
ещё >>