Практические работы по астрономии для специальности технологического профиля: 35.02.16. «Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственной техники и оборудования»

Практическая работа № 1

Тема: «Звездное небо. Изменение звездного неба в течение суток, года»

Цель: знакомство со звездным небом, решение задач на условиях видимости созвездий и определение их координат.

Формируемые результаты обучения:

- умение использовать различные источники по астрономии для получения достоверной научной информации, умение оценивать ее достоверность.

Контролируемые результаты обучения:

• понимание сущности наблюдаемых во Вселенной явлений;

• умения определять координаты созвездий;

• умение приводить примеры использования карты звездного неба;

• умение анализировать правильность полученного результата.

ОК:

• ОК 04 Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

• ОК 02 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

• ОК 05 Использовать информационно-коммуникативные технологии в профессиональной деятельности.

Оснащение:

Б.А.Воронцов-Вельяминов, Е.К. Страут. Астрономия. Базовый уровень. 11 класс; М.:Дрофа,2018. Подвижная карта звездного неба.

Краткие теоретические сведения:

1. Созвездие-соединение наиболее ярких звезд в разнообразные фигуры и называли их именами персонажей древних мифов и легенд, животных или предметов. Звезды в созвездиях находятся по соседству. В настоящее время все небо разделено на 88 участков, имеющих строго определенные границы - созвездия. К данному созвездию относятся все звезды, находящиеся внутри его границ. Звезды каждого созвездия обозначаются буквами греческого алфавита: α; β; γ; ε и т.д.

2. Основные созвездия: Большая Медведица, Малая Медведица, Кассиопея, Альтаир, Валопаса, Девы, Льва и т.д.

3. За 2 часа небосвод поворачивается на 30 градусов, а полный оборот он совершает за сутки. При суточном вращении небосвода взаимное расположение звезд не меняется, и нам кажется, что звезды находятся на внутренней стороне сферы. В действительности, звезды движутся в пространстве и расстояния между ними огромны. Небесная сфера- это сфера произвольного радиуса. Центр ее совмещается с той или иной точкой пространства, а центре ее находится глаз человека. На сферу проецируют звезды, Солнце, Луну, планеты. При этом рассматривается лишь угловое расстояние между светилами. Суточное вращение сферы происходит с востока на запад. Ось видимого вращения небесной сферы называют осью мира, она пересекает небесную сферу в двух точках Р и Р₁- полюса мира. ( см. уч. пособие §4,5 стр.23-31.)

2. Контрольные вопросы

1. Что такое созвездие?

2. Пользуясь подвижной картой звездного неба найдите созвездия, которые находятся сегодня вечером над горизонтом нашей местности.

3. Как называются яркие звезды созвездий?

4. Что такое небесная сфера?

5. Какие линии и точки небесной сферы вы знаете?

6. Что такое верхняя и нижняя кульминации светила?

7. Дайте определение восходящим светилам.

8. Дайте определение заходящим светилам.

9. Дайте определение незаходящим светилам.

10.Дайте определение не восходящим светилам.

Сформулируйте вывод по работе.

Критерии оценивания задания

Ответ каждого вопроса оценивается, исходя из критериев, приведенных ниже: Каждый правильный ответ оценивает в один балл:

• 10-9 правильных ответов оценка « 5» баллов

• 8-7 правильных ответов оценка « 4» балла

• 6 правильных ответов оценка « 3» балла

-менее 6 правильных ответов оценка « 2» балла

Практическая работа № 2

Тема: «Планеты земной группы. Общая характеристика атмосферы, поверхности»

Цель: Познакомиться с планетами земной группы, заполнив таблицу характеристики планет с помощью учебника астрономии, сравнить все характеристики планет; определить значение знаний о планетах земной группы для развития человеческой цивилизации.

Формируемые результаты обучения:

• представление о планетах земной группы и их поверхностном слое;

• понимание и способность объяснять физические явления происходящие в атмосфере планет;

-формирование научного мировоззрения, соответствующего современному .

Контролируемые результаты обучения:

• умение использовать различные источники по астрономии для получения достоверной научной информации;

• умение оценивать ее достоверность;

• умение систематизировать планеты.

ОК:

• ОК 04 Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

• ОК 02 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

• ОК 05 Использовать информационно-коммуникативные технологии в профессиональной деятельности

Оснащение:

Б.А.Воронцов-Вельяминов, Е.К. Страут. Астрономия. Базовый уровень. 11 класс; М.:Дрофа,2018.

Интернет-ресурсы www. prosv. ru Подвижная карта звездного неба.

Краткие теоретические сведения:

По своим физическим характеристикам планеты делятся на две группы – планеты земной группы и планеты гиганты. Планеты земной группы – Меркурий, Венера, Земля, Марс, - имеют небольшие размеры и массу: они медленно вращаются вокруг своих осей; у них мало спутников (у Меркурия и Венеры их нет, у Марса - два крохотных, у Земли один). Система Земля – Луна, представляют собой « двойную планету).

Меркурий лишен атмосферы, Венера и Марс имеют атмосферу состоящую из углекислорода, давление и температура на планетах разные, а газ находится непрерывном движении. Туманы – смоги , образующиеся в земной атмосфере в результате загрязнения воздуха, оп своему составу напоминают венерианские облака. Пылевые бури на Марсе- экологическое последствие ядерной войны.

Поверхности планет – твердые, потому очень трудно получить от них информацию. Но благодаря автоматическим межпланетным станциям информация получена. Поверхность Меркурия пронизана кратерами, Венеры – каменистая пустыня, Марс- вулканическая поверхность, многочисленные ущелья и каньоны.

Ход работы:

1.Пользуясь справочными данными учебника, заполните таблицу:

Планеты земной группы

Физические характеристики планет	Меркурий	Венера	Земля	Марс
Масса (в массах Земли)
Радиус (в радиусах Земли)
Плотность, кг/м3
Среднее расстояние от Солнца, а. е.
Период вращения вокруг оси
Звездный период обращения
Атмосфера давление
химический состав
Температура на поверхности, ̊С
Число известных спутников
Названия спутников

2. Задание для самостоятельного выполнения: составить конспект по теме и ответить на вопросы

1. На какой планете находится вулкан – Гора Маат, высотой 2 км?

2. Какую часть поверхности Земли занимают океаны?

3. Чему равна толщина полярной шапки у Южного полюса Марса?

4. Какое научное и практическое значение имеет изучение планет земной группы?

5. Чем объясняется отсутствие атмосферы у планеты Меркурий?

6. В чем причина различий химического состава атмосфер планет земной группы?

7. В чем причина различий суточного колебания температур на Земле, Луне, Венере?

8. Какие сведения получены автоматическими станциями о наличии жизни на Марсе?

9. Какие спутники имеет Марс?

10. Какие эксперименты провел американский космический аппарат «Викинг» доставленный на поверхность планеты Марса?

Сформулируйте вывод по работе.
Критерии оценивания задания

Ответ каждого вопроса оценивается, исходя из критериев, приведенных ниже: Каждый правильный ответ оценивает в один балл:

• 10-9 правильных ответов оценка « 5» баллов

• 8-7 правильных ответов оценка « 4» балла

• 6 правильных ответов оценка « 3» балла

-менее 6 правильных ответов оценка « 2» балла

Практическая работа № 3

Тема: Природа планет-гигантов

Цель: Изучить планеты-гиганты, их спутники, и, заполнив таблицу характеристики планет с помощью учебника астрономии, сравнить все характеристики планет.

Формируемые результаты обучения:

• представление о планетах- гигантах, поверхностном слое, атмосфере;

• понимание и способность объяснять физические явления происходящие в атмосфере планет.

Контролируемые результаты обучения:

• умение использовать различные источники по астрономии для получения достоверной научной информации, умение оценивать ее достоверность;

• умение систематизировать планеты.

ОК:

• ОК 04 Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

• ОК 02 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

• ОК 05 Использовать информационно-коммуникативные технологии в профессиональной деятельности

Оснащение:

Б.А.Воронцов-Вельяминов, Е.К. Страут. Астрономия. Базовый уровень. 11 класс; М.:Дрофа,2018. Интернет-ресурсы www. prosv. ru Подвижная карта звездного неба.

Краткие теоретические сведения:

Планеты – гиганты состоят из водорода, гелия (Юпитер и Сатурн) и льда ( Уран и Нептун), превосходят по массе все планеты земной группы, имеют мощные протяженные атмосферы, состоящие из молекулярного водорода, гелия, метана, аммиака, воды. Сжатие планет вызвано быстрым вращением вокруг своей оси. Наиболее изученным является Юпитер. Планеты – гиганты находятся далеко от Солнца, поэтому там очень холодно, имеют собственное магнитное поле, имеют очень много спутников. Замечательная особенность этих планет, наличие колец.

Важнейшая особенность планет – гигантов, они не имеют твердой поверхности, газ в атмосфере совершает сложное движение, которое сопровождается образованием и распадом вихрей. Вещество, находящееся в облачном вихре, недоступно наблюдению. Вокруг планет имеются радиационные пояса.

Кольца Сатурна не могут быть сплошными, он имеет несколько колец разделенных промежутками, некоторые кольца очень широкие до 60000 км, каждое состоит из частиц и глыб, толщина колец до 1 км. ( см. уч. пособие § 19, стр.107).

Ход работы:

1.Пользуясь справочными данными учебника, заполните таблицу:

Планеты – гиганты

Физические характеристики планет	Юпитер	Сатурн	Уран	Нептун
Масса (в массах Земли)
Радиус (в радиусах Земли)
Плотность, кг/м3
Среднее расстояние от Солнца, а.е.
Период вращения вокруг оси
Звездный период обращения
Атмосфера
Температура
Химический состав
Число известных спутников
Названия самых крупных спутников.

2. Контрольные вопросы

1. Чем отличаются по своим физическим характеристикам планеты – гиганты от планет земной группы?

2. Какова особенность вращения планет– гигантов вокруг оси?

3. Каковы особенности строения планет-гигантов?

4. Что представляют собой кольца планет?

5. Почему иногда не видны кольца Сатурна?

6. Виден ли по вечерам Юпитер в момент изучения этой темы?

7. Заметно ли сжатие Юпитера?

8. Какое уникальное явление обнаружено на спутнике Юпитера Ио?

9. Почему планеты – гиганты по своей массе больше планет земной группы?

10. Чем объяснить наличие у Юпитера и Сатурна плотных протяженных атмосфер?

Сформулируйте вывод по работе.

Критерии оценивания задания.

Ответ каждого вопроса оценивается, исходя из критериев, приведенных ниже: Каждый правильный ответ оценивает в один балл:

• 10 - 9 правильных ответов оценка « 5» баллов

• 8-7 правильных ответов оценка « 4» балла

• 6 правильных ответов оценка « 3» балла

• менее 6 правильных ответов оценка « 2» балла

Практическая работа № 4

Тема: Проведение сравнительного анализа планет Солнечной системы.

Цель: исследовать характеристики планет Солнечной системы. Объяснить принцип, по которому планеты делят на две группы. Охарактеризовать планеты по их физическим характеристикам.

Ход работы

Сравнительная характеристика планет Солнечной системы

	Планеты земной группы	Планеты гиганты
Названия планет
Диапазон значений плотности планет группы (кг/м3)	От ___ до ___	От ___ до ___
Диапазон значений радиусов (в радиусах Земли)	От _____ до _____	От _____ до _____
Диапазон значений масс (в массах Земли)	От _____ до _____	От _____ до _____

Проанализируйте указанные значения, ответив на следующие вопросы:
1. По каким критериям планеты двух групп имеют наиболее значимые отличия?
2. Плотности планет какой группы больше? Чем можно объяснить различия в плотности физических тел?
3. Охарактеризуйте физико-химические свойства каждой из групп планет Солнечной системы.

	Планеты земной группы	Планеты гиганты
Преобладающие химические элементы и соединения вещества планет
Агрегатное состояние преобладающего вещества планет
Преобладающие химические элементы атмосфер планет

Проанализируйте указанные значения, ответив на следующие вопросы:

1. В чем состоит сходство химического состава планет двух групп?
2. В чем состоит различие химического состава планет двух групп?
3. На каком этапе формирования тел Солнечной системы, согласно рассмотренной ранее гипотезе, возникло различие в химическом составе планет двух групп?

	Планеты земной группы	Планеты гиганты
Продолжительность суток	От ___ до ___	От ___ до ___
Общее количество спутников
Продолжительность года

4. Проанализируйте указанные значения, ответив на вопрос: «По каким критериям планеты двух групп имеют наиболее значимые отличия?»

5. Сформулируйте вывод об особенностях групп планет Солнечной системы, физических основах их различий и сходств.

Практическое занятие № 5

Тема: «Кометы и метеоры. Понятие об астероидно - кометной опасности»

Цель: Познакомиться с малыми телами Солнечной системы. Определить значение знаний о малых телах Солнечной системы для развития человеческой цивилизации.

Формируемые результаты обучения:

• представление о кометах и метеорах, поверхностном слое, атмосфере;

• понимание и способность объяснять физические явления происходящие в атмосфере комет и метеоров.

Контролируемые результаты обучения:

• умение использовать различные источники по астрономии для получения достоверной научной информации, умение оценивать ее достоверность;

• умение систематизировать кометы и метеоры.

ОК:

• ОК 04 Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

• ОК 02 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

• ОК 05 Использовать информационно-коммуникативные технологии в профессиональной деятельности

Оснащение:

Б.А.Воронцов-Вельяминов, Е.К. Страут. Астрономия. Базовый уровень. 11 класс; М.:Дрофа,2018. Интернет-ресурсы www. prosv. ru Подвижная карта звездного неба.

Краткие теоретические сведения:

Астероид – это очень малая планета. Был открыт целый пояс астероидов, между орбитами Марса и Юпитера. На фотографиях астероиды выглядят в виде светлых черточек. Зарегистрировано около 6000 малых планет, но общее число астероидов должно быть в десятки раз больше. Они имеют цифровое обозначение, а некоторые названы в честь великих ученых они движутся вокруг Солнца в ту же сторону, что и большие планеты. Столкновения астероида с Землей привело к гибели к гибели динозавров. Ученые приступили к разработке эффективных методов своевременного обнаружения, а если понадобиться, уничтожения опасных астероидов. Астероиды имеют диаметры от нескольких км до нескольких десятков км., бесформенные глыбы, массы малы.

Кроме больших и малых планет, вокруг Солнца движутся кометы – хвостатые звезды. планеты – гиганты, Резко отличаются своим видом, формой орбит, размерами, бурным развитием. За год обнаруживается до 8 комет. Строение комет- голова, ядро-состоит из смеси замерзших газов, хвост- пыль. Орбиты- сильно вытянутые эллипсы, с небольшим периодом обращения. В настоящее время кометы играют роль зондов межпланетного пространства, они позволяют получить ценные сведения о свойствах космического пространства на различных расстояниях от Солнца.

Метеоры - « падающие звезды», вспышка, не имеют ничего общего со звездами. Придвижении метеора в атмосфере Земли, взаимодействуя с воздухом, он теряет свою скорость, нагревается, испаряется, дробится и образует облако из раскаленных газов.

(см. уч. пособие §20, стр.114).

Задание для самостоятельного выполнения: составить конспект по теме и ответить на вопросы

1. Как отличить при наблюдении астероида от звезды?

2. Какова форма астероидов?

3. Каковы размеры астероидов?

4. Чем обусловлено образование хвостов у комет?

5. В каком состоянии находится вещество ядра кометы?

6. В каком состоянии находится вещество хвоста кометы?

7. Может ли комета, которая периодически возвращается к Солнцу, оставаться неизменной?

8. Какие типы метеоров выделяются по химическому составу?

9. Какие явления наблюдаются при полете в атмосфере тел с космической скоростью?

10. После захода Солнца на западе видна комета. Как относительно горизонта направлен ее хвост?

Сформулируйте вывод по работе.

Критерии оценивания задания.

Ответ каждого вопроса оценивается, исходя из критериев, приведенных ниже: Каждый правильный ответ оценивает в один балл:

• 10 - 9 правильных ответов оценка « 5» баллов

• 8-7 правильных ответов оценка « 4» балла

• 6 правильных ответов оценка « 3» балла

• менее 6 правильных ответов оценка « 2» балла

Практическая работа № 6,7

С помощью картографического сервиса (Google Maps и др.) посетить:

1. одну из планет Солнечной системы и описать её особенности;

2. международную космическую станцию и описать её устройство и назначение. Знать: как найти в сети интернет необходимую информацию

Уметь: выбирать необходимую информацию

О геосервисах Google

Геосервисы — это набор согласованных инструментов для доступа и манипулирования геоинформацией, которая представляется в виде карт, фотоснимкой из космоса, комбинации этих форматов.

Компания Google в 2005 году запустила сервис Google Maps (http://maps.google.ru), который представляет собой набор приложений, построенных на основе бесплатного картографического сервиса. Разработчики этого сервиса ведут постоянную работу над его совершенствованием. Сервис представляет собой карту и спутниковые снимки всего мира (также Луны и Марса). С ним интегрирован бизнес-справочник и карта автомобильных дорог, с поиском маршрутов, охватывающая США, Канаду, Японию, Гонконг, Китай, Великобританию, Ирландию (только центры городов) и некоторые районы Европы, в том числе и некоторые города в России.

Возможности Google Maps:

− просмотр объектов в различных режимах отображения Карта (географическая карта), Спутник (просмотр спутникового изображения земли) и Земля (просмотр трех мерного спутникового изображения земли);

− просмотр спутниковых снимков местности с высокой степенью детализации;

− просмотр географических карт, планов дорог;

− отображение трафика на дорогах (для крупных городов мира);

− поиск необходимого города, улицы, адреса;

− поиск конкретной компании по ее названию, либо компаний, занимающихся определенным видом деятельности;

− отображение всей имеющейся информации относительно найденного адреса, в том числе и телефонных номеров с возможностью совершения звонка;

− поиск пути между двумя адресами с детальными подсказками как проехать в тот или иной пункт назначения;

− получение информации о движении общественного транспорта в более чем 50 городах мира;

− определение месторасположения пользователя с точностью до 1 км с помощью функции «Мое месторасположение».

Google Earth (http://earth.google.com) — это географический браузер, который представляет собой мощный инструмент для просмотра и создания интерактивных файлов с визуальной географической информацией высокого разрешения, а также для обмена ими. Google Планета Земля может для любого места на земле предоставить просмотр карты, спутниковых изображений, ландшафта и 3D-зданий, а также позволяет исследовать галактики и звездное небо.

Возможности Google Earth:

• автоматическая подкачка из интернета необходимых пользователю изображений и другие данных, сохранение их в памяти компьютера и на жёстком диске для дальнейшего использования;

• для визуализации изображения используется трёхмерная модель всего земного шара (с учётом высоты над уровнем моря), что отличает этот сервис от Google Maps, пользователь может перемещаться в любую точку планеты, управляя положением

«виртуальной камеры»;

• практически вся поверхность суши покрыта изображениями, полученными с разрешением 15 м на пиксель, а столицы и некоторые крупные города большинства стран мира имеют более подробное разрешение, например, Москва снята с разрешением 0,6 м/пк, а многие города США — c разрешением 0,15 м/пк;

• имеется огромное количество дополнительных данных, например: названия населённых пунктов, водоёмов, аэропортов, дороги, ж/д, и др. информация;

• для многих городов имеется более подробная информация — названия улиц, магазины, заправки, гостиницы, и т.д.;

• пользователи могут создавать свои собственные метки и накладывать свои изображения поверх спутниковых (это могут быть карты, или более детальные снимки, полученные из других источников);

• наличие слоя «3D Здания», с трёхмерными моделями, добавляемыми разработчиками или самими пользователями, посредством сервиса 3D Warehouse;

• имеется функция измерения расстояний;

• начиная с версии 4.2, появилась возможность просмотра звёздного неба (технология Google Sky);

• возможность просматривать трёхмерную карту дна морей и океанов.

Для полноценной работы необходимо установить на ПК подключаемый модуль Google Планета Земля. Для этого необходимо выбрать в верхнем правом углу режим

отображения Земля . Затем выполнить следующие действия:

1. кнопка Загрузить подключаемый модуль Google Планета Земля

2. кнопка Принять условия и загрузить

Указание. Установочный файл GoogleEarthSetup.exe сохраняется на ПК

1. Установить модуль на ПК

2. Запустить программу. ЗАДАНИЯ:

Задание 1. Войти в Google Карты

1 способ: через поисковую систему Google

в адресной строке браузера вписать адрес google.ru  ссылка Еще  Все сервисы  ссылка Карты  заполнить поля Электронная почта и Пароль 

Войти 2 способ: по адресу https://maps.google.ru/

в адресной строке браузера вписать адрес https://maps.google.ru/ заполнить поля Электронная почта и Пароль  Войти

Задание 2. Ознакомиться с компонентами интерфейса Google Карты астрономия

Элементы навигации:

1. − кнопка планеты;

2.  кнопка Земля;

3.  кнопка Печать текущего элемента вселенной 4  кнопка Ссылка текущего элемента вселенной 5  элементы навигации;

1.  дополнительные слои на карте 9фотографии, рельеф и т.д.);

2.  переключение режимов отображения для просмотра объектов.

1.  стрелки для перемещения точки просмотра к северу, югу, востоку или западу;

2.  просмотр изображения улиц;

3.  масштабирование (увеличение/уменьшение изображения по центру карты);

4.  ползунок масштабирования (увеличение или уменьшение изображения).

Задание 3. Войти в справку Google Карты ссылка Справка (слева внизу)

Задание 4. Найти в справке следующую информацию:

1. о поиске объектов по различным критериям названию, по адресу и др.)

в разделе справки Подробнее ссылка Находите места и изучайте их ссылка Поиск на Картах  ссылка Возможности поиска ссылки Организации, Адреса, Координаты и тд

или

в разделе справки Начало работы  ссылка Возможности поиска

1. как узнать координаты объекта

в разделе справки Начало работы  ссылка Возможности поиска в меню слева ссылка Широта и долгота на Google Картах пункт Как узнать координаты планеты солнечной системы

Указание. Обязательно пройти по ссылке Подробнее о координатах на Google Картах и выяснить в каком формате записываются географические координаты в Картах Google.

1. о видах маркеров на Картах Google

в разделе справки Начало работы  ссылка Маркеры и информационные окна

1. как проложить маршрут от одного объекта до другого

в разделе справки Подробнее  ссылка Приближение  ссылка планеты солнечной системы

Сформулируйте вывод по работе

Практическое занятие № 8

Тема: «Наша Галактика. Строение Галактики. Вращение Галактики и движение

звезд в ней»

Цель: Познакомиться с представлениями и научными изысканиями о нашей Галактике, с понятием «галактический год». Определить значение современных знаний о нашей Галактике для жизни и деятельности человека.

Формируемые результаты обучения:

• представление о строении Галактики, ее вращении, о движении звезд в ней ;

• осознании роли отечественной науки в освоении и использовании космического пространства и развитии международного сотрудничества.

Контролируемые результаты обучения:

• умение использовать различные источники по астрономии для получения достоверной научной информации, умение оценивать ее достоверность.

ОК:

• ОК 04 Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

• ОК 02 Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

• ОК 05 Использовать информационно-коммуникативные технологии в профессиональной деятельности

Оснащение:

Б.А.Воронцов-Вельяминов, Е.К. Страут. Астрономия. Базовый уровень. 11 класс; М.:Дрофа,2018. Интернет-ресурсы www. prosv. ru Подвижная карта звездного неба.

Краткие теоретические сведения:

1. Млечный Путь состоит из множества неразличимых невооруженным глазом звезд. Он опоясывает все небо; у него нет резких границ, а разные участки имеют неодинаковую ширину и яркость. В нем сосредоточено подавляющее число звезд Галактики; сюда входит Солнце.

2. Состав Галактики- звезды и созвездия. Число звезд в Галактике 10¹² триллионов, самые многочисленные-карлики.

3. Строение Галактики-линзообразный объем (диск с утолщением), ядро, спиральные ветви содержат наиболее горячие и яркие звезды, газовые облака.

4. Галактика вращается вокруг своей центральной области, ее вращение обнаруживается по измерению лучевых скоростей.

5. Все звезды вместе с Солнцем движутся вокруг центра Галактики.

Задание для самостоятельного выполнения: составить конспект по теме, ответить на вопросы.

1. Пользуясь звездной картой, проследите, через какие созвездия проходит Млечный Путь?

2. В каких созвездиях пересекает экватор Млечный путь?

3. Что входит в состав Галактики?

4. Каково строение Галактики?

5. В каких видах материи встречается Галактика?

6. Сколько лет требуется лучу света, чтобы пересечь Галактику по диаметру?

7. Где расположено Солнце в Галактике?

8. В каком созвездии находится солнечный апекс?

9. Солнце находится внутри облака нейтрального водорода с плотностью 0,1 атома в

1 см³. Сравните это число с числом частиц в воздухе при нормальных условиях и в лучших вакуумных камерах, где 10¹⁰ атомов приходится на 1 см³.

1. Считая, что население земного шара составляет 55*10⁸ человек, определите сколько звезд Галактики «приходится» на одного жителя нашей планеты?

Сформулируйте вывод по работе.

Критерии оценивания задания.

Ответ каждого вопроса оценивается, исходя из критериев, приведенных ниже: Каждый правильный ответ оценивает в один балл:

• 10 -9 правильных ответов оценка « 5» баллов

• 8 -7 правильных ответов оценка « 4» балла

• 6 правильных ответов оценка « 3» балла

• менее 6 правильных ответов оценка « 2» балла

Практическое занятие № 9

Тема: «Решение проблемных заданий»

ЦЕЛЬ: формирование осознания роли отечественной науки в освоении и использовании космического пространства и развитии международного сотрудничества в этой области сформированность собственной позиции по отношению к физической информации, получаемой из разных источников

Оснащение: ручка, калькулятор, ПК, доступ к Интернет, смартфон, карты географического атласа.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Паралла́кс — изменение видимого положения объекта относительно удалённого фона в зависимости от положения наблюдателя.

Параллакс используется в геодезии и астрономии для измерения расстояния до удалённых объектов (в частности в специальных единицах — парсеках). На явлении параллакса основано бинокулярное зрение.

Суточный параллакс (геоцентрический параллакс) — разница в направлениях на одно и то же светило из центра масс Земли (геоцентрическое направление) и из заданной точки на поверхности Земли (топоцентрическое направление).

Из-за вращения Земли вокруг своей оси положение наблюдателя циклически изменяется. Для наблюдателя, находящегося на экваторе, база параллакса равна радиусу Земли и составляет 6371 км.

При наблюдении Луны её кажущиеся смещения на фоне звёзд (по сравнению с расчётным орбитальным движением) достигают 2° (соответственно, параллакс равен 1°) и были замечены уже древнегреческими астрономами, что позволило им довольно точно определить расстояние до Луны.

Суточный параллакс планет довольно мал (для Марса 24″ во время великого противостояния), но тем не менее был единственным способом измерения абсолютных расстояний в Солнечной системе до появления радиолокации: наиболее удобными для этого были прохождения Венеры по диску Солнца и близко подходящие к Земле астероиды (относительные же расстояния легко определяются на основе законов Кеплера, так что достаточно абсолютного измерения какого-то одного расстояния, чтобы определить все).

Годичный параллакс — угол, под которым со звезды видна большая полуось земной орбиты, перпендикулярная направлению на звезду.

Годичные параллаксы являются показателями расстояний до звёзд. Расстояние, годичный параллакс которого равен 1 угловой секунде, называется парсек (1 парсек = 3,085678·10¹⁶ м). Ближайшая звезда Проксима Центавра имеет параллакс 0,7687″, следовательно, расстояние до неё составляет 1,30090±0,00015 пк.

Все звезды в Галактике движутся вокруг ее центра по почти круговым орбитам, а также обладают собственным движением под действием сил притяжения других звезд. Собственные движения звезд – величины очень маленькие, поэтому обнаружить собственное движение возможно, наблюдая звезды в течение длительного промежутка времени (порядка 100 лет и более). Собственное движение звезды – это ее видимое угловое перемещение по небесной сфере в среднем за год. Собственные движения звезд определяются из наблюдений изменения их экваториальных координат.

Изучение собственных движений, а также проекций пространственных скоростей звезд на луч зрения позволяет определить направление и скорость движения Солнца в пространстве, а также обнаружить вращение Галактики.

Пространственные скорости звезд определяются из наблюдений. Пространственная скорость звезды V состоит из двух компонент – ее касательной или тангенциальной скорости V_tи лучевой скорости V_r .

Тангенциальная скорость V_t определяется по формуле V_t = μ/p а. е. в год, где μ – собственное движение звезды, p – ее параллакс; а лучевая скорость определяется по величине красного смещения линий в спектре звезды, вызванного эффектом Доплера. Тогда полная скорость звезды определится по формуле:

.

ЗАДАНИЯ И ИНСТРУКЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ЗАДАНИЕ 1. Решить задачи по образцу

1 Определение основных характеристик звёзд

1. Разберите решение задачи. Параллакс звезды Арктур 0,085”. Определите расстояние до звезды.

Дано: Решение.

Запишите формулу для определения расстояния:

Найти: Подставьте значения:

r - ? Выразите расстояние в световых годах:

Ответ: расстояние до звезды Арктур 38 св. лет.

1. Если бы по орбите Земли двигалась звезда с такой же массой, как у Солнца, каков бы был период её обращения?

Дано: Решение.

А = 1 а.е.

m 1 +m2 = 2M

Найти:

T - ? Ответ:

1. Во сколько раз Денеб больше Солнца?

Светимость и температуру поверхности звезды выпишите из таблицы «Основные сведения о наиболее ярких звёздах, видимых в России».

Д ано: Решение:

L = 16000

T = 9800 K

T = 6000 K

Найти: Ответ:

R - ?

ЗАДАНИЕ 2 Определение основных характеристик звёзд

1. Параллакс звезды Арктур 0,085”. Определите расстояние до звезды.

Дано: Решение.

Запишите формулу для определения расстояния:

Найти: Подставьте значения:

r - ? Выразите расстояние в световых годах:

Ответ:

2. Если бы по орбите Земли двигалась звезда с такой же массой, как у Солнца, каков бы был период её обращения?

Дано: Решение.

А = 1 а.е. Запишите формулу для определения массы двойных звёзд:

m 1 +m2 = 2M Преобразуйте формулу, выразив период обращения звёзд:

Найти: Подставьте значения:

T - ? Ответ:

ЗАДАНИЕ 3 Определение скорости движения звёзд в Галактике

1. Собственное движение звезды составляет 0,2” в год. Расстояние до неё 10 пк. Какова тангенциальная скорость звезды?

Д ано: Решение.

Запишите формулу для определения тангенциальной скорости:

r = 10 пк Рассчитайте тангенциальную скорость звезды:

Найти: Ответ:

2.

Разберите решение задачи. Определите пространственную скорость звезды, используя ответы к задачам №№ 1 и 2.

Дано: Решение:

Запишите теорему Пифагора для определения пространственной скорости звезды:

Найти:

v - ? Ответ:

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 10

тЕМА: «Решение проблемных кейсов»

ЦЕЛЬ: формирование навыков познавательной деятельности, навыков разрешения проблем, возникающих при выполнении практических заданий по астрономии.

ОБОРУДОВАНИЕ: ручка, калькулятор, ПК, доступ к Интернет, астрономический календарь.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Чаругин В.М. Астрономия. Учебник для 10—11 классов / В.М.Чаругин. — М.:Просвещение, 2018.

2. Куликовский П.Г. Справочник любителя астрономии / П.Г.Куликовский. — М.: Либроком, 2013.

3. Школьный астрономический календарь. Пособие для любителей астрономии/Московский планетарий — М., (на текущий учебный год).

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Из биографии Мичио Каку …

24 января 1947 года в Сан-Хосе (штат Калифорния, США) в семье потомков японских эмигрантов родился Мичио Каку – американец с японскими корнями, ставший знаменитым во всем мире благодаря астрономии и телевидению.Школьные годы Каку провел в Кибберли и пало-Альто, увлекался шахматами и серьёзно заинтересовался удивительной наукой под названием физика. В семейном доме Каку постоянно ощущалась нехватка электричества из-за того, что Мичио всё время ставил различные физические опыты. Своими руками смекалистый школьник смастерил камеру Вильсона и бетатрон мощностью 2,3 МЭв, машину для получения античастиц. Будучи ещё совсем юным, Каку при активном участии известного физика Эдварда Теллера удостоился стипендии фонда Герца. Впоследствии он с блеском защитил дипломную работу по физике в Гарварде и получил степень бакалавра. Его первым местом работы стала лаборатория Беркли в Калифорнийском университете. В возрасте всего лишь 25 лет молодой учёный стал доктором философии и получил право читать курс лекций в Принстоне. Позже основным местом работы Каку стал Сити-колледж City College of New York). Он стал преподавателем этого учебного заведения в середине девяностых годов прошлого века, и трудится там до сих пор.

Его научная деятельность не ограничивается работой в колледже. Кроме степени в философии, Каку сотрудничает с Принстонским Институтом перспективных исследований, имеет звание профессора теоретической физики в университете Нью-Йорка. Он член Американского физического сообщества.

Главной целью в научной деятельности учёного стала популяризация теоретической физики, футурологии и астрономии. Желание донести сложные научные постулаты простым языком до каждого слушателя привело доктора Каку к мысли о создании цикла телевизионных программ научного содержания. Так появились документальные фильмы о занимательной астрономии, которые демонстрируются на всемирно известном канале Discovery. Доктор Каку — автор более чем семидесяти работ по различной научной тематике.

В процессе изучения физических принципов существования Вселенной группа учёных из разных стран вывела теорию струн. Мичио Каку также участвовал в разработке математической модели динамики одномерных протяженных объектов. Физики привнесли в новую разработку некоторые постулаты квантовой механики и теории относительности. Данная теория может стать основой для объяснения принципов квантовой гравитации.

Плавное преобразование взглядов на устройство окружающего мира благодаря получению дополнительных знаний в различных околофизических научных областях, привело Мичио Каку к созданию модели эволюции нашей цивилизации. Он предполагает, что вследствие бурного развития науки начнётся скачкообразное изменение уже существующих высоких технологий:

• В середине двадцатых годов ХХI века люди получат возможность сбора и исследования данных из мозга человека, что приведёт к созданию глобальной мозго-сети.

• К 2040-му году наука научит человечество программировать и создавать любые виды материи с помощью нанотехнологий. Эти формы можно будет менять с помощью приказов-импульсов. Возможности такой материи могут быть ограничены только её физическими свойствами и химическим составом.

• С начала 2060х годов начнется активная колонизация Марса — то, о чём люди мечтают с момента появления научной фантастики. Уменьшение количества ресурсов, которое грозит Земле из-за неконтролируемого развития технологий, больше не сможет влиять на людей, которые начнут массово покидать нашу планету.

По мнению Мичио Каку спустя несколько десятков лет компьютерные технологии выйдут на такой высокий уровень развития, что люди запросто смогут создавать цифровых индивидуумов – этаких умных киборгов. Банки воспоминаний и впечатлений, считанных из мозга совершенно незнакомых людей, можно будет загружать в собственные ячейки памяти. Совершенно серьёзные научные исследования ведутся в знаменитом на весь мир высшем учебном заведении в Бостоне – Массачусетском технологическом институте. Памятуя, что его выпускником в своё время был «большой шутник», выдающийся американский физик Ричард Фейнман, можно с уверенностью сказать – тут нет ничего невозможного…

Не все астрономы – затворники

Популярнось Мичио Каку в Америке и за её пределами просто фантастична. За многие годы он стал гостем десятков научно-популярных программ на телеканалах разных стран, не раз участвовал в знаменитом «Шоу Ларри Кинга». Он автор программ на американском радио -«Научная фантастика» и «Научные исследования с доктором Мичио Каку».

Широта научного кругозора Мичио Каку не даёт усомниться в том, что однажды он обязательно достигнет цели, поставленной ещё в юности – закончить работу, начатую однажды Альбертом Эйнштейном, и объяснить людям загадки огромной Вселенной.

Формула расчета перегрузок космонавтов на небольшой высоте: .

Ускорение свободного падения на любом расстоянии от Земли, а также на других планетах можно определить по формуле: .

ЗАДАНИЯ И ИНСТРУКЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ЗАДАНИЕ 1. Изучить исходные данные и выполнить задание кейсов.

Средний радиус Марса 3389,5 ± 0,2 км

Масса (m) Марса 6,4171⋅1023 кг

Ускорение свободного падения на экваторе (g)3,71м/с²

Первая космическая скорость 3,55 км/с

Вторая космическая скорость 5,03 км/с

Расстояние от Земли до Марса 55757930 км

Кейс 1	Достижения в астрономии Мичио Каку	Из предложенного текста выписать факты из биографии достижений в области астрономии. Какой эффект от Луны должны учитывать экспериментаторы, чтобы контролировать энергии пучка БАК?
Кейс 2	Экспедиция на Марс	Рассчитать время полета на Марс при условии достижения летательным аппаратом скорости близкой к скорости света. Рассчитать размеры перегрузки на планете Марс. Что в условиях работы на Марсе может быть исследовано, не покидая планеты?
Кейс 3	Космический эксперимент	Рассчитать перегрузки астронавтов при осуществлении полета на МКС при достижении скорости в 40м/с2 на небольшой высоте? Перечислить возможности космонавтов, прибывших на МКС? https://cosmos-online.ru/mks-online http://mks-online.ru/
Кейс 4	Астрономический календарь	По астрономическому календарю определите время начала лунного месяца? Определите планеты, которые можно наблюдать в этом месяце по ночам? Перечислите изменения во времени восхода и захода Солнца на начало и конец месяца?

Сформулируйте вывод по работе.