Конспекты к урокам по астрономии в 10, 11 классах

Тема: Предмет астрономии.

Ход урока:

Вводная беседа (2 мин)
      Требования: учебник-тетрадь-экзамен (по выбору)
      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.

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
I-й Античный мир (до н. э)
II-ой Дотелескопический (наша эра до 1610г)
III-ий Телескопический (1610-1814гг)
IV-ый Спектроскопия (1814-1900гг)
V-ый Современный (1900 - наст.время)

Связь c другими предметами.

Основные разделы астрономии:

Наблюдения в астрономии - основной источник информации. Они имеют  особенности:

• длительные промежутки времени и одновременное наблюдение родственных объектов (пример-эволюция 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.

В астрономии расстояние между небесными телами измеряют углом → угловое расстояние:       градусы – 5^о,2,    минуты – 13',4,     секунды – 21",3

 Обычным глазом мы видим рядом 2 звезды (разрешающая способность), если угловое расстояние не менее 1-2'. Угол, под которым мы видим диаметр Солнца и Луны ~ 0,5^о= 30'.

Вычисления:

•  Разрешающая способность α= 14^"/D [D – диаметр объектива телескопа в см.] или α= 206265·λ/D [где λ - длина световой волны, а D – диаметр объектива телескопа]

• Светосила Е=~S (или D² ) объектива. Е=(D/d_хр)², где d_хр- диаметр зрачка человека в обычных условиях 5мм.

• Увеличение =Фокусное расстояние объектива/Фокусное расстояние окуляра. W=F/f=β/α.

При сильном увеличении 500^х 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 (самостоятельно-3 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 50-х годов 20-го столетия.
 

Закрепление материала [6мин].
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.1-6) – 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?

Урок 5/11

подробно    презентация

Тема: Определение расстояний до тел СС и размеров этих небесных тел.

Ход урока:

I. Опрос учащихся (5-7 минут). Диктант.

1. Ученый, создатель гелиоцентрической системы мира.

2. Ближайшая точка орбиты ИСЗ.

3. Значение астрономической единицы.

4. Основные законы небесной механики.

5. Планета, открытая на «кончике пера».

6. Значение круговой (I космической) скорости для Земли.

7. Отношение квадратов периодов обращения двух планет равно 8. Чему равно отношение больших полуосей этих планет?

8. В какой точке эллиптической орбиты ИСЗ имеет минимальную скорость?

9. Немецкий астроном, открывший законы движения планет

10. Формула третьего закона Кеплера, после уточнения И. Ньютона.

11. Вид орбиты межпланетной станции, посланной для облета Луны.

12. Чем отличается первая космическая скорость от второй.

13. В какой конфигурации находится Венера, если она наблюдается на фоне диска Солнца?

14. В какой конфигурации Марс ближе всего к Земле.

15. Виды периодов движения Луны=(временных)?

II Новый материал

1) Определение расстояний до небесных тел.
     В астрономии нет единого универсального способа определения расстояний. По мере перехода от близких небесных тел к более далеким одни методы определения расстояний сменяют другие, служащие, как правило, основой для последующих. Точность оценки расстояний ограничивается либо точностью самого грубого из методов, либо точностью измерения астрономической единицы длины (а. е.).
1-й способ: (известен) По третьему закону Кеплера можно определить расстояние до тел СС, зная периоды обращений и одно из расстояний.
Приближённый метод.

2-й способ: Определение расстояний до Меркурия и Венеры в моменты элонгации (из прямоугольного треугольника по углу элонгации).
3-й способ: Геометрический (параллактический).
  Пример: Найти неизвестное расстояние АС.
  [АВ] – Базис - основное известное расстояние, т. к. углы САВ и СВА – известны, то по формулам тригонометрии (теорема синусов) можно в ∆ найти неизвестную сторону, т. е. [CА]. Параллактическим  смещением называется изменение направления на предмет при перемещении наблюдателя.
  Параллакс- угол (АСВ), под которым из недоступного места виден базис (АВ - известный отрезок). В пределах СС за базис берут экваториальный радиус Земли R=6378км.

     Пусть К - местонахождение наблюдателя, из которого светило видно на горизонте. Из рисунка видно, что из прямоугольного треугольника гипотенуза, расстояние D равно: , так как при малом значении угла если выражать величину угла в радианах и учитывать, что угол выражен в секундах дуги, а 1рад =57,3⁰=3438'=206265", то и получается вторая формула.

Угол (ρ) под которым со светила, находящегося на горизонте (┴ R - перпендикулярно лучу зрения) был бы виден экваториальный радиус Земли называется горизонтальным экваториальным параллаксом светила.
Т.к. со светила никто наблюдать не будет в силу объективных причин, то горизонтальный параллакс определяют так:

1. измеряем высоту светила в момент верхней кульминации из двух точек земной поверхности, находящихся на одном географическом меридиане и имеющем известные географические широты.

2. из полученного четырехугольника вычисляют все углы (в т. ч. параллакс).

И з истории: Первое измерение параллакса (параллакса Луны) сделано в 129г до НЭ Гиппархом (180-125, Др. Греция).
    Впервые расстояния до небесных тел (Луны, Солнца, планет) оценивает    Аристотель (384-322, Др. Греция) в 360г до НЭ в книге «О небе» →слишком не точно, например радиус Земли в 10000 км.
    В 265г до НЭ Аристарх Самосский (310-230, Др. Греция) в работе «О величине и расстоянии Солнца и Луны» определяет расстояние через лунные фазы. Так расстояния у него до Солнца (по фазе Луны в 1 четверти из прямоугольного треугольника, т. е. впервые использует базисный метод: ЗС=ЗЛ/cos 87º≈19*ЗЛ). Радиус Луны определил в 7/19 радиуса Земли, а Солнца в 6,3 радиусов Земли (на самом деле в 109 раз). На самом деле угол не 87º а 89º52' и поэтому Солнце дальше Луны в 400 раз. Предложенные расстояния использовались многие столетия астрономами.
    В 240г до НЭ ЭРАТОСФЕН (276-194, Египет) произведя измерения 22 июня в Александрии угла между вертикалью и направлением на Солнце в полдень (считал, что раз Солнце очень далеко, то лучи параллельны) и используя записи наблюдений в тот же день падения лучей света в глубокий колодец в Сиене (Асуан) (в 5000 стадий = 1/50 доли земной окружности (около 800км) т. е. Солнце находилось в зените) получает разность углов в 7º12' и определяет размер земного шара, получив длину окружности шара 39690 км (радиус=6311км). Так была решена задача определения размера Земли, используя астрогеодезический способ. Результат не был произведён до 17 века, лишь астрономы Багдадской обсерватории в 827г немного поправили его ошибку.
   В 125г до НЭ Гиппарх довольно точно определяет (в радиусах Земли) радиус Луны (3/11 R_⊕) и расстояние до Луны (59 R_⊕).
Точно определил расстояние до планет, приняв расстояние от Земли до Солнца за 1а.е., Н. Коперник.
    Наибольший горизонтальный параллакс имеет ближайшее тело к Земле - Луна. Р_◖=57'02^"; а для Солнца   Р_=8,794^"
Задача 1: учебник Пример № 6 - Найти расстояние от Земли до Луны, зная параллакс Луны и радиус Земли.
Задача 2 : (самостоятельно). На каком расстоянии от Земли находится Сатурн, если его параллакс 0,9". [из формулы D=(206265/0,9)*6378= 1461731300км = 1461731300/149600000≈9,77а.е.]
4-й способ Радиолокационный: импульс→объект →отраженный сигнал→время. Предложен советскими физиками Л.И. Мандельштам и Н.Д. Папалекси. Быстрое развитие радиотехники дало астрономам возможность определять расстояния до тел Солнечной системы радиолокационными методами. В 1946г была произведена первая радиолокация Луны Баем в Венгрии и в США, а в 1957-1963гг — радиолокация Солнца (исследования солнечной короны проводятся с 1959г), Меркурия (с 1962г на = 3.8, 12, 43 и 70 см), Венеры, Марса и Юпитера (в 1964 г. на волнах  = 12 и 70 см), Сатурн (в 1973 г. на волне  = 12.5 см) в Великобритании, СССР и США. Первые эхо-сигналы от солнечной короны были получены в 1959 (США), а от Венеры в 1961 (СССР, США, Великобритания). По скорости распространения радиоволн с = 3  10⁵ км/сек и по промежутку времени t (сек) прохождения радиосигнала с Земли до небесного тела и обратно легко вычислить расстояние до небесного тела.
V_ЭМВ=С=299792458м/с≈3*10⁸ м/с.
      Основная трудность в исследовании небесных тел методами радиолокации связана с тем, что интенсивность радиоволн при радиолокации ослабляется обратно пропорционально четвертой степени расстояния до исследуемого объекта. Поэтому радиолокаторы, используемые для исследования небесных тел, имеют антенны больших размеров и мощные передатчики. Например, радиолокационная установка центра дальней космической связи в Крыму имеет антенну с диаметром главного зеркала 70 м и оборудована передатчиком мощностью несколько сотен кВт на волне 39 см. Энергия, направляемая к цели, концентрируется в луче с углом раскрыва 25'.
    Из радиолокации Венеры, уточнено значение астрономической единицы:    1 а. е.=149 597 870 691 ± 6м ≈149,6 млн.км., что соответствует Р_=8,7940". Так проведенная в Советском Союзе обработка данных радиолокационных измерений расстояния до Венеры в 1962-75гг (один из первых удачных экспериментов по радиолокации Венеры провели сотрудники Института радиотехники и электроники АН СССР в апреле 1961г антенной дальней космической связи в Крыму, = 39 см) дала значение 1 а.е. =149597867,9 ±0,9 км. XVI Генеральная ассамблея Международного астрономического союза приняла в 1976г значение 1 а.е.=149597870±2 км. Путем радиолокации с КА определяется рельеф поверхности планет и их спутников, составляются их карты.
  Основные антенны, используемые для радиолокации планет:
   = Евпатория, Крым, диаметр 70 м, = 39 см;
   = Аресибо, Пуэрто Рико, диаметр 305 м, = 12.6 см;
   = Голдстоун, Калифорния, диаметр 64 м,  = 3.5 и 12.6 см, в бистатическом режиме прием осуществляется на системе апертурного синтеза VLA.

      С изобретение Квантовых генераторов (лазера) в 1969г произведена первая лазерная локация Луны (зеркало для отражения лазерного луча на Луне установили астронавты США «Ароllо - 11» 20.07.69г), точность измерения составили ±30 см. На рисунке показано расположение лазерных уголковых отражателей на Луне, установленных при полете КА "Луна-17, 21" и "Аполлон - 11, 14, 15". Все, за исключением отражателя Лунохода-1 (L1), работают и сейчас.
Лазерная (оптическая) локация нужна для:
-решение задач космических исследований.
-решение задач космической геодезии.
-выяснения вопроса о движении земных материков и т.д.
   

2) Определение размеров небесных тел.

а) Определение радиуса Земли.

б) Определение размера небесных тел.

III. Закрепление материала

1. Пример 7 (стр. 51).

2. CD- "Red Shift 5.1" - Определить на данный момент удаленность нижних (планет земной группы, верхних планет, планет гигантов) от Земли и Солнца в а.е.

3. Угловой радиус Марса 9,6", а горизонтальный параллакс 18". Чему равен линейный радиус Марса?

4. Каково расстояние между лазерным отражателем на Луне и телескопом на Земле, если импульс возвратился через 2,43545с?

5. Расстояние от Земли до Луны в перигее 363000км, а в апогее 405000км. Определите горизонтальный параллакс Луны в этих положениях.

6. Тест с картинками по главе 2.

7. Дополнительно, для тех кто сделал - кроссворд.

Итог:

1) Что такое параллакс?

2) Какими способами можно определить расстояние до тел СС?

3) Что такое базис? Что принимается за базис для определения расстояния до тел СС?

4) Как зависит параллакс от удаленности небесного тела?

5) Как зависит размер тела от угла?

6)  Оценки

Домашнее задание: §11; вопросы и задания стр. 52, стр. 52-53 знать и уметь. Повторить полностью вторую главу. СР№6 , ПР№4.
Можно задать по данному разделу подготовить кроссворд, опросник, реферат об одном из ученых-астрономов или истории астрономии (один из вопросов или направлений).
    Можно предложить практическую работу "Определение размера Луны".
   В период полнолуния, используя две соединенные под прямым углом линейки, определяются видимые размеры лунного диска: поскольку треугольники KCD и КАВ подобны, из теоремы о подобии треугольников следует, что: АВ/СD=KB/KD. Диаметр Луны АВ = (CD^.KB)/KD. Расстояние от Земли до Луны берёте из справочных таблиц (но лучше, если сумеете вычислить его сами).

 

Урок 2/13

подробно  презентация

Тема: Природа Луны.

Ход урока:

1. Итоги контрольной работы (практической и т.д, что задавалось)

2. Опрос учащихся

   1). У доски	а) Виды движения Земли. б) Форма Земли, нахождение ее массы и плотности. в) Луна - спутник Земли, фазы. г) Солнечные и лунные затмения. д) Рассказать (с места) о развитии космической эры.
   2) На компьютере	Определить ближайшее солнечное и лунное затмение, условия их видимости у нас и его продолжительность.
   3) Вопросы стр. 60	А) Решение задачи №3 Б) Решение задачи №4 В) Решение задачи №2 Г) Решение задачи №5 (более сильный) Д) Решение задачи №7 (показать математическое решение)
   3). Остальные:	Задача: На краю лунного диска видна гора высотой 1", когда параллакс Луны равен 57'02". Найти высоту горы в километрах.

3.  

4. Новый материал Зона Роша
   Эдуард Альберт РОШ разрабатывая математическую теорию Лапласа по образованию Солнечной системы, рассчитал, что всякому спутнику, оказавшемуся ближе некоторого расстояния к своему центральному телу, чем совершенно определенное расстояние (равно 2,446 радиуса планеты - зона Роша), грозит неизбежная опасность развалиться на составные части под действием тяготения планеты.

Физические условия на Луне

1. Нет атмосферы (может и была) т.к. масса Луны в 81 раз меньше земной и вторая космическая скорость для Луны 2,38км/с

2. Небо черное, видны хорошо звезды, планеты (нет магнитного поля поэтому ориентация по звездам).

3. Диск Земли с Луны в 3,5 раза диска Солнца.

4. Продолжительность суток около месяца (29,5 дня) – две недели день, две недели ночь.

5. Резкий перепад температур от 400К (+130^oС днем) до 100К (-170^oС ночью) из-за отсутствия атмосферы. На глубине десятков см Т = const., грунт (реголит, достигающий в некоторых местах толщины 10-12м) имеет плохую теплопроводность.

6. Луна повернута к нам одной стороной (с небольшими колебаниями) – оборот вокруг оси и вокруг Земли за 27,3 сут.

1. Поверхность

С Земли мы видим невооруженным глазом объекты диаметром в 100км, а в телескоп - 1км. Поверхность стала твердой 4 млрд. 527 млн лет назад.

Более темные (Моря) без воды на видимой стороне 30% поверхности (на обратной стороне меньше). Это сравнительно ровная поверхность - впадины до 3 км, покрыты лавой (когда-то извержения вулканов). Море: Дождей, Кризиса, Холода, Влажности, океан Бурь и т.д. Возраст морей больше 3 млрд. лет.

Более светлые (материки) занимают на видимой стороне 70% поверхности.

Характерная особенность лунного рельефа – кольцевые структуры (кратеры). Самых разных размеров, на видимой стороне более 1700 размером более 3,5км (размером более 1км можно насчитать более 300000). В центре - горка у большинства крупных кратеров и они окружены возвышенностью в 2-3км с пологими склонами. Название кратеров - это в большинстве фамилии ученых: Аристарх, Тихо, Коперник, Кеплер и т.д.

Образование кратеров:

1.Падение метеоритов. Удар – взрыв, разлетаются осколки, образуя более мелкие кратеры и лучевые системы-цепочки кратеров тянущихся на сотни км (от кратеров Тихо, Коперник, Кеплер, и т.д).

2. Извержение вулканов (крупные кратеры).

Лучший период наблюдений кратеров - граница освещенной и не освещенной части (терминатор).

Горы - горные хребты, возраст порядка 4млрд. лет (светлые участки, видны в телескоп). Максимальная высота 9км. Альпы, Карпаты, Кордильеры, Алтай, Кавказ и т.д. Первые название ввел Ян Гавелий.

Последние 2 млрд.лет рельеф практически не меняется т.к:

1. Закончилась вулканическая деятельность.

2. Уменьшилась интенсивность падения метеоритов.

Внутреннее строение

Приливы

Исследование Луны КА

1. Закрепление материала (8 мин).

1. Решается самостоятельно задача: Угловой диаметр кратера Коперник составляет 40". Каков истинный размер кратера?

2. Решается самостоятельно задача: Море кризисов имеет диаметр 400км. Можно ли его видеть с Земли невооруженным глазом, если разрешающая способность глаза 2'?

3. Начертите в масштабе профиль лунного кратера диаметром 250 км, если высота вала 5 км (тогда при высоте вала 2 мм диаметр кратера будет 100 мм, что удобно изобразить на чертеже).

4. Подсчитайте какую примерно кинетическую энергию имеет тело массой 1кг при встрече с лунной поверхностью, приняв скорость тела равной орбитальной скорости Земли. (Е=m^.V²/2)

5. Выведите формулу по которой Галилей определив высоту гор в терминаторе. (Чертеж, прямоугольный треугольник).

6. Решить задачу. Зная, что масса Луны составляет 1/81,3 массы Земли, вычислите ускорение силы тяжести.

Итог:

1) Назовите основные формы рельефа Луны?

2) Какие физические условия на поверхности Луны?

3) Оценки.

Домашнее задание: §13; вопросы и задания стр. 67. СР№7 , Желательно дать подготовить нескольким учащимся сообщения (по 3-4 мин) по планетам земной группы.

Совместно с учащимися проведите телескопические наблюдения Луны.

Урок 3/14

подробно  презентация

Тема: Планеты земной группы.

Ход урока:

Опрос учащихся

Новый материал

1. Общая характеристика планет земной группы (повторение)

2. Выступление учащихся. Сообщения ребят по отдельным планетам. Затем обобщить материал в кратких выводах.

Закрепление материала

1. Решается самостоятельно задача: Чему равен угловой диаметр Солнца, видимый с Плутона?

2. Решается самостоятельно задача: Найти ускорение свободного падения на Марсе, если его радиус 3400км а средняя плотность 3,9 г/см³.

3. Какой энергией обладает метеорит массой 50кг влетевший в атмосферу Земли со скоростью 54 км/с в момент падения на Землю, если коэффициент сопротивления атмосферы составляет 0,78 а потеря по массе 0,25.

4. Зависит ли смена времен года от расстояния Земли от Солнца (в перигелии Земля бывает около 3 января, а в афелии – 5 июля)?

5. Вычислите сжатие Земли, если известно, что ее полярный радиус (b) равен 6356860 м, а экваториальный (а) – 6378160 км.

Итог:

1. Чем объяснить практически отсутствие атмосферы у Меркурия?

2. Меркурий ближе Венеры к Солнцу, но почему температура на Венере выше?

3. Сравните формы поверхностей планет земной группы.

4. Оценки.

Домашнее задание: §14; вопросы и задания стр. 79-80. Подготовить сообщение об одной из планет гигантов, об эксперименте «Фобос» («Земля и Вселенная», 1987, № 4)..

Урок 5/16

подробно   презентация

Тема: Астероиды и метеориты.

Ход урока

1 Повторение изученного

а) У доски

1. Общая характеристика планет земной группы.

2. Общая характеристика планет гигантов.

3. Рассказ об одной из планет (по усмотрению ученика)

б) Один -"Red Shift 3" – найти любую планету и описать ее характеристики, показать фотографии, условия видимости и так далее.

в) Трое по карточкам

г) Остальные самостоятельно

1. Используя данные Приложения  (табл. IХ) определить минимальное и максимальное удаление планеты от Солнца (по выбору ученика). 

2. Найдите ошибки в описании полета КК.

КК после долгого полета мягко приземлился на поверхность Юпитера. На поверхности было жарко, ярко светило Солнце и слегка дул ветерок. Астронавты, ступив на поверхность планеты, сняли скафандры чтобы насладиться свежим воздухом.

 2 Новый материал

 1. Закономерность в расстояниях планет от Солнца.
     В 18-м веке, когда еще Гершель не открыл в 1781г Уран, в 1766г немецкий математик Иоганн Даниэль ТИЦИУС первым находит закономерность в расстояниях планет (видимых невооруженным глазом) от Солнца, выразив формулой     r=0,3^.n+0,4   ( где n номер присвоенный им планете: 0-Меркурий, 1-Венера, 2-Земля, 4-Марс, 8- (неизвестная планета), 16 – Юпитер, 32 –Сатурн)
     Уточняя данную формулу немецкий астроном Иоганн БОДЕ в 1772г публикует уточненную формулу в виде r=0,3^.2ⁿ +0,4 (формула получила название правило Тициуса-Боде, где n номер присвоенный им планете: -∞-Меркурий, 0-Венера, 1-Земля, 2-Марс, 3- (неизвестная), 4-Юпитер, 5-Сатурн)

13 марта 1781г В.Гершель открывает Уран (проверьте для n=6, сравните с таблицей).

А теперь возьмем n=3, получим расстояние 2,8 а.е. Значит на таком расстоянии надо искать планету, которой даже дали заблаговременно название Фаэтон.
 

2. Астероиды
     Только астрономы Европы запланировав, начали c 21 сентября 1800г интенсивный поиск Фаэтона, как неожиданно Джузеппе ПИАЦЦИ  в новогоднюю ночь 1 января 1801г в Палермо открыл первую малую планету - самый крупный астероид Церера (диаметр 960х932 км) и дал ей название - “малые звезды” назвал астероидами. До недавнего времени это был самый большой астероид (но с 24.08.2006 года решением МАС отнесен к разряду карликовых планет).

    Хроника открытий астероидов.

Вторую малую планету - (2) Pallas (Паллада) - удалось обнаружить 28 марта 1802 года немецкому астроному Г.В.Ольберсу. Третью - (3) Juno (Юнона) - открыл 1 сентября 1804 года немецкий астроном К.Гардинг. Четвертую - (4) Vesta (Веста) - открыл 29 марта 1807 года все тот же Г.В.Ольберс.
     Первый с помощью фотографии был открыт 20 декабря 1891г №323 (Бруция)
     На 2 октября 2001г астрономы всего мира наблюдали 146.677 астероидов. Орбиты 30.716 из них определены и они получили собственные номера. Имена присвоены 8.914 астероидам.

           Распределение астероидов.

    Большинство орбит астероидов сконцентрировано в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера на расстояниях от 2,0 до 3,3 а.е. от Солнца. Имеются, однако, и астероиды, чьи орбиты лежат ближе к Солнцу, типа группы Амура, группы Аполлона и группы Атена. Кроме того, имеются и более далекие от Солнца, типа центавров. На орбите Юпитера находятся троянцы. За Нептуном находится пояс Койпера. Первым свидетельством существования пояса Герарда Койпера (предсказанного в 1951г) было открытие в 1992г слабого объекта 1992 QB1, находящегося на квазикруговой орбите на расстоянии около 50 а.е. от Солнца. В настоящее время астрономам известно уже свыше 1 тыс. транснептуновых объектов (на 01.09.2006г), однако самый маленький из них имеет в поперечнике около 25 км. В 2006 году открыт еще один пояс - троянцы у Нептуна (первый астероид открыт в 2001г).
        

         Астероидная опасность Земли.  

Путешествуя по своим орбитам, астероид под воздействием силы тяготения планеты (особенно массивного Юпитера) могут менять орбиту, а потому могут близко подойти к Земле и даже столкнуться с ней. Столкновение с астероидом более 1 км диаметром может быть катастрофическим для Земли. Подсчитано, что в среднем раз в 100000 лет такое столкновение происходит. В 1995г NASA организует службу NEAT (Near Earth Asteroid Tracking – слежения за околоземными астероидами) 3. Метеориты
     Это обнаруженный фрагмент метеороида, который "пережил" прохождение сквозь атмосферу Земли. Метеориты обычно называются по имени места, где они упали. Изучение траекторий небольшого числа метеоритов, которые наблюдались как болиды и были обнаружены впоследствии, показывает, что они двигались по траекториям, берущим свое начало в поясе астероидов. При движении в атмосфере впереди метеорного тела образуется ударная волна внутри которой температура достигает порядка 10-100 тысяч градусов. Разрушение и испарение летящего тела сопровождается звуком. Достигает земной поверхности в среднем один их 40000 метеорных тел. Их возраст оценивается в 4,39-4,59 млрд лет. Химический и минералогический состав метеоритов изучается очень внимательно, так как они, по-видимому, являются образцами населения удаленных частей Солнечной системы и поэтому дают ключ к пониманию ее происхождения и эволюции. Вот почему любой найденный метеорит является достоянием государства и имеет большую научную ценность.
      Метеориты подразделяются на три основных класса: железные (сидериты), железо-каменные (сидеролиты или литосидериты) и каменные (аэролиты). Каменные метеориты в свою очередь разделяются на два важных подкласса: хондриты и ахондриты. Хондриты характеризуются наличием хондр - небольших сферических включений, которые могут состоять из металлов, силикатов или сульфидов. В ахондритах хондр нет. СПИСОК

     История собрания метеоритов в России началась в 1749 году в Сибири, недалеко от Красноярска найден первый железокаменный метеорит (палласит) весом 687 кг. По распоряжению академика Петра Палласа она была доставлена в Петербург. Назван Палласово Железо (Pallas Iron).

    Основная коллекция метеоритов России находится в Институте геохимии и аналитической химии имени В.И.Вернадского РАН (ГЕОХИ). Она содержит примерно 180 отечественных и свыше 800 зарубежных метеоритов (более 16 тысяч образцов) практически всех типов из 45 стран мира. Общий вес коллекции более 30 тонн. Кроме того существуют на территории нынешней РФ еще 8 музеев в которых хранятся метеориты, в том числе и в г. Новосибирск - Центральный Сибирский геологический музей.

     У нас в рамках нынешних границ Новосибирской области найдены также метеориты. Вот некоторые:

1. Метеорит Новосибирск каменный, хондрит (11,41 кг), найден весной 1978г на окраине г. Новосибирска, в районе Гусинобродского шоссе. Метеорит нашли во время земляных работ на глубине 1,5 м.

2. Метеорит Орловка каменный, хондрит (40,543 кг), найден в 1928г. Кыштовский район.

3. Метеорит Крутиха каменный, хондрит (845,2 гр) найден в июле 1907 года.

4. Метеорит Венгерово каменный, хондрит (2 экземпляра общим весом 9,3 кг), падение 11.10.1950г в 17 ч. 46 м. возле села .Ново-Кулики, Венгеровского района. 

5. Метеорит Кузнецово  каменный, хондрит.  Падение 26 мая 1932 г. в 17-18 ч., Татарский район. Метеоритный дождь, собрано 6 экземпляров общим весом (предпол.) около 7 кг, сохр. 5 целых и расколотых экземпляров общим весом около 4кг.

6. Метеорит Маслянино железный (октаэдрит, тонкозернистый с силикатными включениями, 26 кг), найден 25 мая 1992г. между Маслянино и селом Петушиха,  Маслянинского района.

3 Закрепление материала  [10 мин]

1. Самостоятельная работа №8

2. Дополнительно: Вычислите эксцентриситет самого яркого астероида Веста, если он в максимуме приближается к Солнцу на расстояние 2,2а.е., а удаляется на 2,6а.е.

3. Каковы периоды обращения астероидов, отстоящих от Солнца на 2,2 а. е.? 3,6 а. е.?

4. Найдите эксцентриситет орбиты Икара, зная, что его расстояние от Солнца в перигелии и афелии равно 0,18 а. е. и 1,97 а. е. соответственно. Изобразите в масштабе орбиты Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера и Икара.

5. Все ли небесные тела, входящие в состав Солнечной системы, шарообразны?

6. Какие небесные тела ученые уже сейчас могут исследовать в земных лабораториях?

 Итог:

1. Что описывает правило Тициуса-Боде?

2. Что такое астероид? Кто и когда открыл первый?

3. Что такое метеорит?

4. Оценки

Домашнее задание: §16, вопросы стр. 95, Найти в печати пример падения какого либо метеорита на Землю.

Урок 1/18

подробно    презентация

Тема: Общие сведения о Солнце.

Ход урока:

I Повторение материала
Тест №3

II Новый материал
1. Введение
   а) Солнце - колоссальный источник энергии. Играет исключительную роль в жизни Земли.
   б) Солнце - издавна объект поклонения, ему приносили жертвы.
   в) Солнце - рядовая звезда -желтый карлик.

2. Наблюдение за Солнцем – нельзя смотреть без защиты глаз темным светофильтром (закопченное стекло, засвеченная пленка, а лучше затмение наблюдать через стекло масти электросварки).
    Нельзя наблюдать через телескоп даже со светофильтром, только проецировать изображение на экран.
    Что можно увидеть: пятна, факелы возле пятен на краю диска, протуберанцы, вспышки и так далее.

3. Вращение. Если сравнивать несколько последовательных фотографий Солнца (или наблюдений) то по пятнам можно определить что Солнце вращается. Период вращения установил Кэррингтон (1863г) →экватор 24,96 сут, на широте 35^о - 26,83 сут, вблизи полюсов ≈30 сут,  т.е. Солнце не твердое тело. Линейная скорость на экваторе ≈2 км /с.
   Направление вращения - вокруг своей оси в направлении движения планет. =Открыл вращение в декабре 1610г Г.Галилей. А где еще встречается такое вращение, как у Солнца?

4. Размер (Пример N7, стр51).

5. Масса - находим по третьему уточненному закону Кеплера (Солнце-Земля, Земля-Луна).

6. Светимость (L)
    В ходе измерений на Земле и с КА в течении нескольких лет установлено количество получаемого Землей тепла от Солнца и получено значение солнечной постоянной.
q=1367 Вт/м²=1367 Дж/м^2.с ≈1400 Вт/м²  Тогда на радиусе орбиты Земли можно установить количество энергии,  излучаемой Солнцем (т.е. светимость).
L_ʘ=q_ʘ^. S_{сферы шара} = q_ʘ^. 4 π R_орб⊕² =1367^.4^.3,1415^.(149,6^.10⁹)²=3,876^.10²⁶ Вт/c.
     По сравнению с другими звездами 1,3^.10^-5L_ʘʘ.10⁵ L_ʘ

7. Температура (T) -определяют разными способами, основанными на открытых на Земле физических законах.
1. Способ: Из светимости Солнца выясним энергию, излучаемую единицей поверхности Солнца в единицу времени.

Закон установлен экспериментально Йозев Стефан ( 1879г, Австрия) и доказал теоретически Людвиг Больцман ( 1884г, Австрия). В данном случае Солнце считается абсолютно черным телом , т.е. идеальный накопитель излучения и излучатель (реально только≈).

2. Способ: Экспериментально определяют λ_max соответствующую максиму излучаемой энергии.
   Закон излучения открыл в 1896г Вильгельм Вин (1864-1928, Германия).

это желтая линия , поэтому и Солнце желтое (т.к max излучения приходится на желтые лучи)
Если брать λ в см, то получим формулу

Это на поверхности , а глубже температура больше. В таком состоянии вещество находится в газообразном состоянии, причем многие атомы ионизированы, т. е Солнце- раскаленный газовый (плазменный) шар.

 8. Химический состав Когда-то считали что никогда не узнают из чего состоят звезды.
       Еще И.Ньютон (Англия) в 1665г открыл дисперсию (разложил свет в спектр).
= В 1814г Йозеф Фраунгофер (Германия)- один из основателей спектроскопии открыл в спектре Солнца и зарисовал 580 темных линий, определил и описал длины волн 754 линий поглощения к 1817г (т.е спектр Солнца- непрерывный спектр пересечений темными линиями- фраунгоферовыми. В настоящее время в спектре зарегистрировано более 30000 линий, принадлежащих 72 химическим элементам).
= В 1859г Густав Кирхгоф (Германия) и Роберт Бунзен (1899, Германия) открыли спектральный анализ (Кирхгоф создал модель абсолютно черного тела) «Газы поглощают те длины волн, которые излучают в нагретом состоянии»
      По спектру на Солнце никаких неземных химических элементов нет . Самые распространенные на Солнце элементы – 70% водорода, и 28% - гелия.
      Все звезды в основном состоят из Н и Не (это основные химические элементы Вселенной).

II. Закрепление материала (самостоятельное решение, при необходимости совместный разбор).
Задача 1. №5^*, стр. 109. За 27 суток, против 25 сут. (т.е на 2 больше). Это потому, что за данное время и Земля сместится в направлении вращения Солнца , а смещение если рассчитать в градусах (оборота).

Задача 2. Под каким углом на Солнце с Земли можно видеть пятно размером с Землю. Будет ли пятно видно невооруженным глазом.
(Большие пятна можно наблюдать невооруженным глазом когда Солнце близко к горизонту и находится в дымке. Так в марте 1989г наблюдалось пятно невооруженным глазом. В летописях китайских есть записи о пятнах за 800 лет до н.э).  Невооруженным глазом пятно не увидите, так как разрешаемость глаза не менее 1′ =60″.

Задача 3. Как изменится светимость Солнца, если при той же температуре размер Солнца увеличится в 2 раза?

Задача 4. Какую температуру имеет раскаленная вольфрамовая нить электролампочки, если максимум энергии приходится на λ=1,1^.10^-5см.

Задача 5. Вычислите температуру, которое имело бы Солнце, если бы его светимость была в 16 раз меньше при тех же размерах.

Итог:Как определить вращается ли Солнце?
    Каков размер, масса, температура Солнца?
    Закон Вина, Стефана-Больцмана?
    Из чего состоят звезды?

    Оценки.

Дома: § 18, вопросы стр. 108-109