Методические указания для выполнению практических работ по астрономии

Министерство образования, науки и молодежной политики

Забайкальского края

Красночикойский филиал

Государственного профессионального образовательного учреждения

«Читинский политехнический колледж»

ОДБ.11Астрономия

Методические указания

для выполнению практических работ

для студентов профессии

23.01.17 Мастер по ремонту и обслуживанию автомобилей

2020г.

:

Автор: Зыкова Т.Г., преподаватель Красночикойского филиала ГПОУ «ЧПТК»

Методические указания предназначены для выполнения практических работ студентами профессии 23.01.17 Мастер по ремонту и обслуживанию автомобилей по дисциплине «Астрономия», содержат задания согласно рабочей программы.

Введение

Одна из основных задач современного образовательного учреждения – подготовка конкурентоспособного специалиста, обладающего такими качествами как мобильность, готовность к профессиональному и личностному саморазвитию, стремление к творческому самовыражению.Умению адекватно оценивать собственные достижения и возможности, делать необходимые выводы относительно собственного самосовершенствования необходимо учить. Эффективны в этом смысле педагогические технологии, отражающие идеи личностно-ориентированного, деятельностного подхода в обучении. Главной целью такого обучения является развитие интеллектуальных и творческих способностей обучающихся с тем, чтобы они были способны к самореализации в будущей профессиональной деятельности.

Современный специалист должен обладать совокупностью общеобразовательных, общетехнических и общепроизводственных знаний и умений. Это обеспечит ему хорошую ориентацию во всей системе данного производства, позволит выполнять широкий круг взаимосвязанных по технологии сложных видов работ, постоянно повышать квалификацию, совершенствовать профессиональное мастерство, высокопроизводительно и творчески работать в условиях развивающегося обучения с применение различных образовательных технологий.

Целью методических указаний является помощь студентам впрактическом освоении теоретических знаний.

Задания для выполнения практических работ составлены по программе ОДБ.11 «Астрономия» для профессии23.01.17Мастер по ремонту и обслуживанию автомобилей. Для успешного овладения курсом необходимо обладать теоретическими знаниями по данному курсу, а также знаниями по такой дисциплине, как «Физика».

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

должен знать:

- строение Вселенной, включающую ее основные объекты,

- строение конкретных астрономических объектов,

- основные законы орбитального движения небесных тел,

- элементарные астрономические способы ориентации в пространстве и во времени,

- системы координат, используемые в астрономии,

- расположение основных созвездий на небесной сфере;

должен уметь:

- устанавливать взаимосвязь между физикой, астрономией и геодезией,

- объяснить видимые движения небесных объектов (звезд, планет, Луны, Солнца),

- уметь ориентироваться на местности по небесным объектам, используя простейшие астрономические и геодезические методы,

- уметь объяснять астрономические явления на основе полученного знания;

должен владеть:

- методами определения положений небесных тел,

- навыками выполнения элементарных геодезических измерений и астрономических наблюдений со знанием звездного неба,

- методами элементарных астрономических расчетов.

Перечень практических работ по учебной дисциплине «Астрономия»

2.Методические указания по выполнению практических работ по учебной дисциплине «Астрономия»

Практические работы выполняются студентами самостоятельно по общим заданиям. Преподаватель объясняет цели и задачи работы, консультирует и контролирует студентов в ходе выполнения ими работы, оценивает качество выполнения задания по окончанию занятия.

Для качественного выполнения практических работ студент должен владеть пройденным на лекциях теоретическим материалом, уметь работать с учебной, справочной, табличной и методической литературой.

Для выполнения практических заданий студентам необходимо иметь при себе конспекты лекций и учебно-методическую литературу, рекомендованную преподавателем, рабочую тетрадь, ручку, карандаш, линейку.

При оформлении работы, необходимо указывать тему и цель работы, а также номер выполняемого пункта в соответствии с заданием.

Преподаватель оценивает качество и правильность выполнения заданий.

3. Задания для практических работ

Тема 1.2. Астрометрия-2 часа

Практическая работа №1

Тема: «Построение графических моделей небесной сферы».

Цель занятия:Построить графические модели небесной сферы для заданного пункта наблюдения.

Ход работы.

Небесной сферой называется воображаемая сфера произвольного радиуса с центром в точке наблюдения (точка О), на которую проецируются астрономические объекты.

В течение суток светило описывает на небесной сфере малый круг, который называется суточной параллелью

Зная широту места наблюдения φ и склонение δ небесного объекта, можно определить его высоту над горизонтом в момент кульминаций.

Для наблюдателя в Северном полушарии Земли (φ 0) объект, у которого склонение δφ, кульминирует к югу от зенита. Его высота в верхней кульминации h_в= 90° - φ + δ.

Если δφ, объект кульминирует к северу от зенита, его высота

h_к = 90° + φ - δ.

В нижней кульминации h_н = -90^о + φ + δ.

Высота видимого полюса мира над горизонтом равна модулю широты места наблюдения: h_p = |φ|

Для решения задач практической астрономии удобно бывает использовать проекции небесной сферы на плоскость небесного меридиана (рис. 2).

Задание 1:

Представьте, что вы находитесь в таком месте земной поверхности, где в зените наблюдается одна из следующих звёзд: Бетельгейзе, Вега, Спика, Канопус, Антарес, Сириус, Альферац, Рукбах.

Используя Интернет или подвижную карту звездного неба, определите склонение δ для каждой из звезд. Результаты занесите в таблицу.

На рисунках За и 3б постройте проекции небесной сферы для мест земной поверхности, где в зените наблюдаются две (по выбору учителя) из вышеуказанных звёзд:

Обозначьте центр небесной сферы О, точки зенита Z и надира Z'.

Контрольные вопросы:

2.Вывод:

Тема 1.3. Небесная механика – 2 часа.

Практическая работа №2

Тема практической работы: «Исследование движения искусственных спутников Земли».

Цель занятия:Рассчитать скорости движения спутников по круговым и эллиптическим орбитам, определит условия, при которых спутники могут столкнуться, оценить последствия возможного столкновения стутников.

1.Ход работы.

Задание:

На рисунке показаны орбиты двух спутников. Спутник №1 движется по круговой орбите на высоте 2000 км от поверхности Земли. Орбита спутника №2 – эллипс с большей полуосью 9000 км. Плоскости орбит и направление движения совпадают. Могут ли спутники столкнуться.

1. Подпишите номера спутников на рисунке. Отметьте стрелками места возможных столкновений.

2. Не производя вычислений, определите, какой спутник (№1 или №2) имеет большую скорость в местах возможных столкновений. Ответ поясните.

3. Определите радиус орбиты R спутника №1 в метрах.

4. Вычислите скорость спутника №1 в метрах в секунду.

5. Определите, на каком расстояние rот центра Земли находился спутник №2 в момент столкновения (ответ дайте в метрах).

6. Вычислите скорость спутника №2 в метрах в секунду.

7. Рассчитайте скорость сближения спутников в метрах в секунду.

Указание: скорость сближения равна отношению изменения расстояния между телами ко времени, за которое расстояние изменилось. Так как угол между касательными к орбитам в точках столкновения мал, им можно пренебречь и считать, что спутники в момент столкновения движутся по одной прямой.

8. Используя дополнительные источники информации, в том числе ресурсы сети Интернета, сравните полученную скорость со скоростью движения различных транспортных средств (автомобиль, самолёт, ракета и т.д).

9. Сделайте выводы о возможных последствиях такого предполагаемого «космического транспортного происшествия»

Контрольные вопросы:

• Человек на космической станции находится в состоянии невесомости. Действует ли на него притяжение Земли?

• Почему спутник, обращаясь вокруг Земли, не падает на её поверхность?

• На каких орбитах могут находиться искусственные спутники, совершающие обороты вокруг Земли? Отметьте правильные варианты: круговые; эллиптические, близкие к круговым; эллиптические; параболические; гиперболические.

• Какой из двух спутников — с меньшей или с большей полуосью орбиты -— будет иметь больший период обращения?

• Почему на одном расстоянии от центра Земли в рассмотренной задаче спутники имели разную скорость?

2. Вывод:

Тема 1.4. Строение Солнечной системы - 2 часа.

Практическая работа №3

Тема:Изучение вулканической активности на спутнике Юпитера Ио.

Цель занятия:Определить высоту и скорость выброса вещества из жерла вулкана на спутнике Юпитера Ио.

1.Ход работы:

Задание:

1. Определите масштаб снимка, учитывая, что радиус Ио равен 1820 км.

Д ля этого выполните следующую последовательность действий:

А. Постройте две хорды с двух сторон спутника.

Б. Постройте перпендикуляры к серединам хорд.

В. Найдите центр планеты и измерьте ее радиус R_мм.

Г . Определите масштаб рисунка

1. Измерьте высоту выброса в миллиметрах и с помощью масштаба рассчитайте реальную высоту выброса в километрах.

2. По массе и радиусу определите ускорение свободного падения на поверхности спутника.

3. И спользуя закон сохранения энергии, определите скорость выброса вещества из жерла вулкана

Контрольные вопросы:

1. Как связана вулканическая активность Ио с почти полным отсутствием ударных кратеров на его поверхности, столь характерных для Луны и спутников других планет?

2. На Земле вулканическая активность связана с выделением тепла при распаде радиоактивных элементов внутри нее, а какой процесс, по современным представлениям, плавит недра Ио?

2. Вывод:

3. Тема 1.5. Астрофизика и звёздная астрономия – 2 часа.

Практическая работа №4

Тема: Построение диаграммы Герцшпрунга-Рессела и ее анализ.

Цель занятия: Построить диаграмму температура-светимость и установить взаимосвязь между характеристиками звезд.

1. Ход работы.

Звёзды — огромные газовые шары, которые находятся очень далеко от Земли. Единственным источником информации о далёких звёздах является их излучение. Уже в середине XIX в. астрономы научились определять физические характеристики звёзд по данным их наблюдений, и к началу XX в. накопились данные о десятках тысяч звёзд. Но как наблюдаемые характеристики звёзд — звёздная величина или светимость, спектральный класс — связаны с их физическими характеристиками?

В начале XX в. астрономы ЭйнарГерцшпрунг (Дания) и Генри НорисРессел (США) построили теоретические графики, которые связывали две основные характеристики звезды: светимость и спектральный класс. Учёные расположили звёзды на диаграмме, по вертикальной оси которой откладывали светимость звезды, а по горизонтальной — её спектральный класс. Оказалось, что звёзды на этой диаграмме располагаются не беспорядочно, а образуют определённые группы.

Известно, что спектр звезды зависит от температуры. Поэтому на горизонтальной оси диаграммы откладывают либо спектральный класс звезды, либо её температуру. В последнем случае ось шкалы температур принято направлять справа налево, т.е. температура по горизонтальной оси убывает. Подобное построение — это дань традиции, чтобы диаграмма имела такой же вид, как и построенная Герцшпрунгом и Ресселом.

В честь первооткрывателей диаграмму называют их именами: диаграмма Герцшпрунга— Рессела. Но наряду с этим используют и другие названия: диаграмма спектр—светимость или температура—светимость, в зависимости от того, какие величины откладывают по горизонтальной и вертикальной осям диаграммы.

Исследование диаграммы Герцшпрунга—Рессела является важнейшим источником сведений об эволюции звёзд. По положению звезды на диаграмме определяют и каков её дальнейший «жизненный путь». С помощью диаграммы можно определить абсолютную звёздную величину звезды и оценить расстояние до неё. Кроме того, диаграмма спектр—светимость позволяет оценить основные характеристики звёзд, не прибегая к долгим утомительным вычислениям.

Задание:

В таблице даны характеристики звезд: температура Т (К), светимость, выраженная в светимостях Солнца (светимость Солнца принята за 1)

1. Постройте диаграмму Герцшпрунга-Рассела для приведенных в таблице звезд. По вертикальной оси откладывайте светимость ( в светимостях Солнца), по горизонтальной - температуру. Горизонтальная шкала неравномерна

2. Нанесите на диаграмму пунктиром главную последовательность.

3. Используя таблицу учебника «Спектральная классификация звезд» (с.92), постройте на диаграмме вертикальные цветные полосы, соответствующие цвету звезд.

4. Отметьте на диаграмме области, где расположены красные гиганты, белые карлики, сверхгиганты.

5. К ак будет выглядеть на диаграмме температура – светимость линий, вдоль которых располагаются звезды одинакового радиуса?

Контрольные вопросы:

1. Какую зависимость между температурой звезды и ее цветом вы можете установить, пользуясь построенной диаграммой.

2. Оцените температуру и цвет звезды главной последовательности спектрального класса А. Приведите пример такой звезды.

2. Вывод:

Библиографический список

1.Учебник «Астрономия. 11 класс». В.М.Чаругин - М.: «Просвещение», 2017.

2. Астрономия. Задачник. 10 – 11 классы: учеб.пособие для общеобразоват.организаций: базовый ровень/ О.С.Угольников. – М.: Просвещение, 2018.

3. Методическое пособие к учебнику «Астрономия. 11 класс» автора В.М.Чаругин - М.: «Просвещение», 2017.

4. Астрономия. Тетрадь-практикум. 10 – 11 классы: учеб.пособие для общеобразоват.организаций: базовый уровень. Е.В. Кондакова, В.М. Чаругин. – М.: Просвещение, 2018.

5. Воронцов-Вельяминов Б. А., Страут Е. К. "Астрономия". 11 класс". -М.: Дрофа, 2017. Учебник с электронным приложением.

6. Е.П.Левитан "Астрономия 11 класс" -М.: Дрофа, 2011 г

7.Кунаш, М. А. Астрономия. 11 класс. Методическое пособие к учебнику Б. А. Воронцова- Вельяминова, Е. К. Страута «Астрономия. Базовый уровень. 11 класс» /М. А. Кунаш. — М.: Дрофа, 2018. — 217, [7] c.

Содержание

1.Введение…………………………………………………………..3

2.Перечень практических работ…………………………………...4

3.Методические указания…………………………………………..5

Библиографический список…………….…………………….…..14

13