М. А. Кунаш. Астрономия. Методические рекомендации. Урок № 3

Небесные координаты. Звездные карты

Личностные: организовывать целенаправленную познавательную деятельность в ходе самостоятель- ной работы.

Метапредметные: формулировать проблему ми- кроисследования, извлекать информацию, представ- ленную в явном виде.

Предметные: формулировать понятие «созвез- дие», определять понятие «видимая звездная вели- чина»; определять разницу освещенностей, создава- емых светилами, по известным значениям звездных величин; использовать звездную карту для поиска созвездий и звезд на небе.

1. Определение понятия «звездная величина».

2. Введение понятия «созвездие».

3. Экваториальная система координат, точки и линии на небесной сфере.

Методические акценты урока. После завершения выступлений групп (по итогам предыдущего урока) целесообразно обсудить результаты выполнения практических заданий, предложенных к самостоя- тельному выполнению. В качестве интеллектуаль- ной разминки на этапе актуализации знаний можно предложить следующие вопросы:

1. Можно ли использовать горизонтальную систе- му координат для создания карты звездного неба? Обоснуйте ответ.

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

3. Обоснуйте, почему для работы в наземных условиях используются только оптические и рентге- новские телескопы.

Для перехода к теме урока необходимо опираться на опыт учащихся по наблюдению звездного неба и в ходе беседы сформулировать вопросы урока, позво- ляющие отличать звезды на небесной сфере при на- блюдении невооруженным глазом: как сравнить ин- дивидуальные различия звезд по потоку света? Как объединить в группы звезды, учитывая постоянство места расположения относительно друг друга? При ответе на данные вопросы можно разбить класс на две группы, в каждой из которых учащиеся работа- ют самостоятельно с учебником. Группе 1 предла- гается найти ответ на первый проблемный вопрос урока, следуя представленной последовательности шагов.

1. Запишите определение понятия «освещен- ность». Сколько примерно звезд можно видеть на небе?

2. Каким термином в астрономии обозначают освещенность? В чем она измеряется?

3. Кто и когда впервые разделил звезды по рас- сматриваемой характеристике на шесть звездных величин?

4. Как зависит от яркости обозначение звезд в со- звездиях?

5. Во сколько раз отличается поток света звезды первой звездной величины от потока света звезды второй звездной величины? Какова разность в зна- чениях потока света при отличии в пять звездных величин?

6. Что означает отрицательная звездная величи- на? Почему во времена Гиппарха невозможно было введение нулевой или отрицательной звездной вели- чины; десятой звездной величины? Какова звездная величина объектов с предельно различимым совре- менными телескопами потоком света?

Группа 2, отвечая на второй проблемный вопрос урока, самостоятельно знакомится с общим содер- жанием подвижной карты звездного неба, которая может быть распечатана на листе формата А4, и на- ходит ответы на следующие вопросы:

1. Определите понятие «созвездие» в современной трактовке.

2. С какой целью и по какому принципу в древно- сти звезды объединялись в созвездия? В чем специ- фика современной карты звездного неба и звездных атласов древности?

3. Чем обусловлено и каковы особенности измене- ния вида звездного неба в течение суток?

4. Каков принцип построения карты звездного неба?

5. Рассмотрите карту звездного неба. Как на ней изображены границы созвездий, отдельные звезды? Почему некоторые звезды соединены сплошными линиями?

6. Изучив названия созвездий, представленных на звездных картах, а также познакомившись с соб- ственными названиями некоторых звезд (см. прило- жение III учебника), сделайте вывод о причинах, обусловивших их появление.

После выполнения самостоятельной работы уча- щиеся представляют результаты, при этом осталь- ная часть класса либо сопоставляет данные резуль- татов с собственной работой, либо, опираясь на выступление сверстников, составляет конспект вы- ступления.

После защиты своей работы группой 1 необходи- мо выполнить фронтально следующие задания: во- просы № 4, 5 к § 3, упражнение 2 (3).

В ходе представления результатов работы груп- пой 2 следует обратить внимание, что русское слово

«созвездие», вероятно, родилось как перевод латин- ского слова constellatio — «группа звезд». До начала XVII в. широко использовалось слово «астеризм» в значении «созвездие», но позже его потеснил термин constellatio, и астеризмами стали называть, как пра- вило, более мелкие группы звезд — части созвездий, фигуры из ярких звезд. Примеры самых известных астеризмов — ковш Большой Медведицы, Пояс Ори- она, «буква М» в Кассиопее, Летний треугольник — Вега, Денеб, Альтаир. Некоторые астеризмы состоят из тусклых звезд, например Плеяды в созвездии Тельца.

Названия созвездий и их границы были установ- лены решениями Международного астрономическо- го союза в 1922—1935 гг. Впредь решено было эти границы и названия 88 выделенных созвездий счи- тать неизменными. При определении границ созвез- дий астрономы стремились сохранить историческую преемственность и по возможности не допустить по- падания в «чужие» созвездия звезд с собственными именами. Всего таких звезд с собственными имена- ми около трехсот. Большинство имен очень древние. Многие из них имеют арабское происхождение или латинские корни: «хвост льва» — Денебола;

«подмышка гиганта» — Бетельгейзе; «глаз дьявола» — Алголь; «удивительная» — Мира;

«конь» — Мицар; «всадник» — Алькор; «звезда Севера» — Кохаб; «колос» — Спика; «блестя- щий» — Сириус; «множество» — Плеяды; «со- перник Марса» — Антарес.

Далее ставится проблема: можно ли для определе- ния положения звезды нанести на звездную карту горизонтальную систему координат? Когда учащие- ся сделают вывод о зависимости горизонтальной си- стемы координат от местоположения наблюдателя, их внимание обращается на то, что в ходе своего дви- жения светила непрерывно вращаются вокруг во- ображаемого полюса мира, положение которого на небесной сфере почти совпадает с положением По- лярной звезды. Далее вводятся понятия «ось мира»,

«небесный экватор», «небесный меридиан», указы- вается на совпадение оси мира с осью вращения Зем- ли, вводится экваториальная система координат. Следует подчеркнуть, что экваториальная система координат обладает рядом особенностей.

1. Одна из координат измеряется в часах (прямое восхождение) и может быть только положительной, вторая (склонение) — в градусах и может принимать как отрицательное, так и положительное значение.

2. Система жестко связывается с положением звезд на небесной сфере, поэтому позволяет состав- лять звездные карты.

3. Данная система аналогична географическим координатам (географическая широта и долгота — соответственно склонение и прямое восхождение, земная параллель — небесная параллель, Гринвич- ский меридиан — нулевой круг склонения). Но если географические координаты рассматриваются на ре- альной земной сферической поверхности, то эквато- риальные координаты — на воображаемой поверх- ности небесной сферы.

Несмотря на возможность интерактивной под- держки процесса введения экваториальной системы координат, целесообразнее сначала изобразить их на доске совместно с учащимися, показав, как на пло- скости прорисовываются центральные углы, опреде- ляющие дуги окружностей — склонения и прямого восхождения.

Важным является определение по заданным ко- ординатам светила на звездной карте и обратная опе- рация — определение координат выбранных объек-

тов. Чтобы поддержать учебную мотивацию, важно предоставить учащимся возможность самим вы- брать объекты для определения их координат на небе, а также самостоятельно определить светило по предложенным координатам. Данная работа эффек- тивно выполняется в режиме «мозгового штурма». Можно предложить определение координат следую- щих светил:

• Сириуса ( Большого Пса) — самой яркой зве-

зды неба и самой близкой к Земле из всех нанесен- ных на школьную карту (9 св. лет);

•  Возничего — одной из наибольших среди изученных звезд (2 тыс. диаметров Солнца);

•  Кита — наиболее сходной с Солнцем из ок- рестных звезд;

• β Ориона (Ригель) — самой далекой из нанесен- ных на карту звезд (1100 св. лет).

На завершающем этапе урока целесообразно со- вместно обсудить вопросы учебника и частично вы- полнить задания упражнения 3 учебника.

Домашнее задание. § 2.2; 3; 4; практические за- дания.

1. Хотя ни один большой телескоп не повторяет предыдущие, неся в себе новые инженерные эле- менты, эволюцию крупнейших телескопов можно представить в виде смены нескольких поколений. Заполните пропуски в таблице (с. 20), отражающей эволюцию телескопов в зависимости от их характе- ристик.

2. Подготовьте презентацию об истории возникно- вения названий созвездий и звезд.

3. Найдите на небе группы звезд. Используя кар- ту звездного неба, определите созвездия, к которым они относятся (инструкция к работе с картой приве- дена в приложении Х учебника). Сравните наблюда- емую картину расположения и видимости отдель- ных звезд и их расположение на звездной карте. Определите предельное значение звездной величины звезды, которую вы еще можете различать невоору- женным глазом.

20

1. В процессе визуального наблюдения легко спу- тать планету и звезду. Укажите, по каким внешним признакам такой ошибки можно избежать. Некото- рые планеты кажутся ярче самых ярких звезд, что также может привести к ошибочным наблюдениям. Приведите примеры таких планет и поясните, почему наблюдается данная разница в яркости.

1. История происхождения названий ярчайших объектов неба.

2. Звездные каталоги: от древности до наших дней.

http://www.astronet.ru/db/msg/1175352/node4. html — Астронет (системы небесных координат).

http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/ 8b74c9c3-9aad-4ae4-abf9-e8229c87b786/110377/ — Единая коллекция цифровых образовательных ре- сурсов. Анимация «Движение светила по небесной сфере».

1