Научно-исследовательская работа "Небесные тела"

Районная научная конференция младших школьников

Секция «Физика»

Небесные тела

Автор: Ревина Ксения

ученица 2 «А» класса

ГБОУ СОШ № 2 с. Приволжье

Руководитель: Тумановская Татьяна Николаевна

учитель начальных классов

высшей категории

ГБОУ СОШ № 2 с. Приволжье

с. Приволжье

2015 г.

СОДЕРЖАНИЕ

I. Введение

Я, Ревина Ксения, учусь во 2 «А» классе.  По своей натуре я очень любознательный человек. Еще на уроках окружающего мира в 1-м классе меня заинтересовали темы про звездное небо. Огромный интерес к данной теме у меня вызвал друг нашей семьи, учитель физики и астрономии - Владимир Николаевич Асташин. При каждом приезде к нам в гости, он привозит телескоп и ведёт наблюдение за отдельными объектами небосвода, и фотографирует эти объекты.

Для меня изучение небесных тел стало актуальным, т.к. в школьной программе в последние годы отсутствует предмет астрономии и данную тему возможно изучать только самостоятельно или на кружке.

Объект исследования: звёздное небо в районе ул. Лермонтова с. Приволжья в разное время суток.

Предмет: небесные тела.

Цель исследования: ознакомительная.

Задачи, которые необходимо решить для реализации цели:

• изучить назначение астрономического бинокля и телескопа;

• научиться правилам пользования телескопом;

• провести сравнительное наблюдение небесных тел разными способами (невооруженным глазом, с помощью астрономического бинокля и с помощью телескопа);

• оформить фотоотчет по наблюдаемым объектам в виде презентации;

• провести беседу с учащимися класса по результатам работы.

Гипотеза исследования: можно предположить, что проведенная мною работа вызовет интерес к изучению и наблюдению за звёздным небом у других учащихся.

В свой работе я использовала следующие методы.

Методы исследования:

• сбор информации из книг, ресурсов Интернета;

• беседа с учителем физики и астрономии, с библиотекарем;

• наблюдение с использованием астрономического бинокля и телескопа Селестрон;

• фотосъёмка;

• обобщение полученных данных.

II. Основная часть

Глава 1. Теоретическая часть

Путешествия на другие звезды - заветная мечта человечества. Но даже от ближайших светил нас отделяют такие гигантские расстояния, что космическая экспедиция пока кажется совершенно нереальной.

Много интересного можно узнать, если наблюдать за звездным небом.

Наука, изучающая звезды, называется астрономия (от греч. астра – «звезда»).

1.1. Телескоп

Чтобы наблюдать за звездами был изобретен специальный прибор – телескоп. С греческого телескоп переводится как «далеко вижу» - инструмент, который помогает в наблюдении удаленных объектов путем сбора электромагнитного излучения (например, видимого света).

Телескоп представляет собой трубу (сплошную, каркасную), установленную на монтировке, снабжённой осями для наведения на объект наблюдения и слежения за ним. Визуальный телескоп имеет объектив и окуляр. Задняя фокальная плоскость объектива совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. Телескоп фокусируется при помощи фокусера (фокусировочного устройства). Кроме того, для наблюдений за Солнцем профессиональные астрономы используют специальные солнечные телескопы, отличающиеся конструктивно от традиционных звездных телескопов.

Существуют телескопы для всех диапазонов электромагнитного спектра: оптические телескопы, радиотелескопы, рентгеновские телескопы, гамма-телескопы.

1.2. Как пользоваться телескопом

Для начала нужно произвести настройку телескопа.

Перед дальнейшей работой с телескопом нужно убедиться, что он стоит на ровной поверхности, и рядом с ним нет источников крошек и пыли, которые могут нанести урон оптике устройства.

Прежде чем в первый раз посмотреть в телескоп, важно проверить наличие солнечного фильтра. Работа с телескопом без него крайне опасна и чревата ухудшением зрения. С осторожностью наблюдайте за Солнцем, и не фокусируйтесь на нем долгое время, иначе могут перегреться и прийти в негодность чуткие к температурам детали оптики телескопа.

Если вы используете устройство для фиксации своих наблюдений, то всегда выполняйте настройку заново после подключения и отключения камеры.

Начинающим исследователям Вселенной рекомендуется первые несколько дней наблюдать в телескоп не более 40 минут, чтобы не создать слишком большой нагрузки на зрение.

Если телескопом пользуется ребенок до 15 лет, то рядом с ним обязательно должны находиться взрослые.

1.3. Астрономический бинокль 

Астрономический бинокль (бинокуля́р) — бинокль, предназначенный для наблюдения астрономических объектов: Луны, планет и их спутников, звёзд и их скоплений, туманностей, галактик и т. д.

Бинокль легко навести на нужный небесный объект, поэтому они широко используются для наблюдения ночного неба даже при наличии телескопа.

Стереоскопического изображения не получается даже для удалённых наземных объектов, но использование сразу двух глаз облегчает наблюдение звёздного неба (в частности, не надо жмуриться). Любители астрономии обычно используют призменные бинокли, полевые или военные. В отличие от телескопов, окуляры астробинокля несъёмные.

С помощью телескопов астрономы на специальных станциях, обсерваториях, наблюдают и изучают звездное небо.

1.4. Что такое звёзды

Звезда – это излучающий свет массивный газовый шар.

Ближайшая к Земле звезда – Солнце.

Солнце во много раз больше земного шара. Если представить Землю в виде зернышка проса, то Солнце будет размером с крупный арбуз.

Земля и Солнце (фотомонтаж с сохранением соотношения размеров)

Это часто встречающееся желтая звезда, которую ученые назвали Солнце, в честь древнего римского имени. Вот почему наша система планет называется Солнечной системой. Есть триллионы других звезд во Вселенной, такие же, как наше Солнце. Многие из этих звезд имеют свои собственные системы планет, спутники, астероиды и кометы. Солнечная система состоит из планет, которые вращаются  вокруг нашего Солнца. В   дополнение  к  планетам, Солнечная система также состоит  из  спутников, комет, астероидов, малых планет, пыли и газа.

Свет от Солнца, может достигнуть Земли всего за 8 минут! Это и есть   скорость света. Солнце находится на расстоянии от Земли  почти 93 миллиона миль (это около 145 млн км) .

1.5. Что такое созвездие

Давным-давно люди, рассматривая звездное небо, заметили, что некоторые скопления звезд напоминают фигуры людей, мифических героев, животных, предметы, и такие скопления звезд астрономы назвали созвездиями.

Знание созвездий – это азбука астрономии, но она необходима не только астрономам. По звездам часто ориентируются летчики, моряки, туристы, путешественники, разведчики.

1.6. Сокровища Солнечной системы

Рассмотрим некоторые небесные объекты, на которые в практической части моей работы мы обратили особое внимание и сделали их фотографии.

Луна является попутчицей Земли в космическом пространстве. Это единственный естественный спутник и ближайшее к нам небесное тело. Среднее расстояние до Луны – 384000 километров. Ежемесячно Луна совершает полное путешествие вокруг Земли. Она светится только светом, отраженным от Солнца, так что постоянно одна половина Луны, обращенная к Солнцу, освещена, а другая погружена во мрак. Какая часть освещенной половины Луны видна нам в данный момент, зависит от положения Луны на ее орбите вокруг Земли. По мере движения Луны по орбите ее форма, как нам кажется, постепенно, но непрерывно меняется. Различные видимые формы Луны называются ее фазами. В некоторые дни Луна совсем не видна на небе. В другие дни она имеет вид узкого серпа, полукруга и полного круга. Луна подобно Земле является темным, непрозрачным круглым телом. Полный цикл фаз заканчивается и начинает повторяться через каждые 29,59 суток. Луна вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день на Луне длится почти 1.5 суток и столько же продолжается ночь. Не будучи защищена атмосферой, поверхность Луны нагревается днем до + 110^о С, а ночью остывает до -120° С. Даже невооруженным глазом на Луне видны неправильные темноватые протяжённые пятна, которые были приняты за моря; название сохранилось, хотя и было установлено, что эти образования ничего общего с земными морями не имеют. Телескопические наблюдения, которым положил начало в 1610 Г. Галилей, позволили обнаружить гористое строение поверхности Луны.

Луна (реальный снимок с телескопа Селестрон 26.07.2015)

Земля и Луна (фотомонтаж с сохранением соотношения размеров)

Следующая остановка в нашем путешествии по Солнечной системе – одна из самых захватывающих. Планета Сатурн является самой дальней планетой, которую можно увидеть с Земли без телескопа.

Это шестая планета от Солнца, огромный и яркий газовый гигант, который окружают тысячи сверкающих колец. Интересно, что, чем ближе к планете – тем больше можно разглядеть. То, что изначально могло показаться двумя большими кольцами – на самом деле состоит из тысяч маленьких и в совокупности является системой Сатурн. Вокруг всей этой красоты есть система из 62 лун, от карликовых спутников до гигантов. Семь из них достаточно велики, чтобы вызвать интерес для нашего исследования. Всё это планета Сатурн с его загадочной системой колец и спутников.

Сатурн (фотомонтаж)

Бесспорно, самой яркой чертой системы Сатурна являются его кольца. Весь этот комплекс – большое скопление частичек льда. Их величина варьируется от пылинок до больших льдин, размером с автомобиль. Несмотря на то, что их окружность – 282 000 километров, толщиной они всего около мили. Именно из-за этого, если смотреть со стороны, колец не видно. Впервые кольца Сатурна в 1610 году заметил в телескоп Галилео Галилей. Первые исследования показали, что у планеты только два кольца. Но позже, благодаря экспедициям в Солнечную систему, выяснилось, что колец гораздо больше. Последние наблюдения показывают, что все это очень сложная структура из толстых и тонких областей и спиралевидных скоплений. Кроме того, выяснилось, что некоторые кольца находятся на одном месте благодаря силе притяжения малых спутников, которые принято называть Спутниками Пастухами.

Сатурн (реальный снимок с телескопа Селестрон 26.07.2015)

Орбита некоторых малых лун Сатурна проходит или внутри колец, или очень близко к ним. Их гравитация выстраивает кольца в ровные линии, они же – причина промежутков между кольцами. Именно эти спутники называют Спутниками Пастухами, из-за эффекта собирать вместе кольца.

Глава 2. Практическая часть

2.1. Наблюдение небесных объектов разными способами

Беседа и работа совместно с учителем физики и астрономии МБОУ Лицей авиационного профиля № 135 - Владимиром Николаевичем Асташиным.

В ходе наблюдения за небесными телами у меня возникало много вопросов, на которые мне Владимир Николаевич давал исчерпывающие ответы. Он рассказал, что такое телескоп и показал, как с ним правильно работать.

Для сравнения я наблюдала небесные объекты в разное время суток несколькими способами:

• невооруженным глазом;

• с помощью астрономического бинокля;

• с помощью телескопа.

Для себя я сделала очень интересные выводы. Например, мы видим невооруженным глазом на небе 1 звезду, а на самом деле это может быть двойная звезда, которую можно разглядеть только через телескоп (это звезда Альбирео).

В дневное время мы наблюдали с помощью телескопа пятна на Солнце.

Вечером и ночью мы рассматривали лунную поверхность, на которой отчетливо видны кратеры и «моря». Я увидела, как выглядит планета Сатурн; Туманность Андромеды - ближайшая к Млечному Пути большая галактика.

Мы рассматривали звёздные скопления: Плеяды и шаровое звёздное скопление М-13 в Геркулесе.

Еще я познакомилась с новыми созвездиями:

• созвездие Лисичка содержит астеризм — звездное скопление «Вешалка». Оно действительно по форме напоминает вешалку для одежды. Его не получится наблюдать невооруженным глазом, но оно хорошо видно даже в сильный бинокль;

  Астеризм Вешалка

  
  
  

• созвездие Лира;

• созвездие Лебедь;

• созвездие Орёл;

• созвездие Цефей;

• созвездие Северная Корона;

• созвездие Геркулес;

• созвездие Персей;

• созвездие-астеризм Кассиопея одно из самых примечательных не только в северном полушарии, но и на всем звездном небе. Кассиопея имеет характерный вид латинской буквы W или же перевернутой М;

Теперь я знаю самые яркие звёзды: Вега, Арктур, Денеб, Альтаир.

В ночь с 12 на 13 августа 2015 года мы наблюдали такое явление, как «звездопад» - Персеи́ды - метеорный поток, ежегодно появляющийся в августе со стороны созвездия Персея. Образуется в результате прохождения Земли через шлейф пылевых частиц, выпущенных кометой Свифта-Туттля. Мельчайшие частицы, размером с песчинку, сгорают в земной атмосфере, образуя звёздный дождь. Сначала он «проливается» с наибольшей силой, затем постепенно слабеет.

Во время наблюдений в ночное время, я заметила, что на участке неба в районе нашей улицы Лермонтова проходят авиалинии: над нами пролетели несколько самолётов как в одну, так и в обратную сторону. Оказывается, ночью также можно наблюдать большое количество движущихся спутников, в том числе и МКС (Международная космическая станция).

По результатам наблюдений в приложении мною составлен фотоотчёт в виде презентации.

2.2. Как устранить выявленную проблему

Беседа с библиотекарем Центральной детской библиотеки Мещерековой Ниной Васильевной.

В ходе исследования мне понадобилось изучение дополнительной специальной литературы. Я обратилась в Центральную детскую библиотеку с. Приволжья к библиотекарю Мещерековой Нине Васильевне.

Вот, что она ответила на мои вопросы:

1. Много ли книг о космосе есть в детской библиотеке?

- К сожалению, по данной тематике в фонде нашей библиотеки находится небольшое количество книг.

2. Как часто дети обращаются за специальной литературой о звёздном небе?

- Очень редко.

Следовательно, возникла проблема: малый интерес детей к изучению специальной литературы и наблюдению за звёздным небом.

Как устранить выявленную проблему?

Я считаю, что необходимо:

• Обратить внимание учащихся на актуальность тем о космосе. Вокруг нас много интересных небесных объектов, которые мы можем наблюдать ежедневно, но очень мало о них знаем.

• Подготовить и провести для учащихся начальных классов классный час «Загадки звёздного неба».

III. Заключение

На одном из классных часов я провела беседу с учащимися класса по результатам моей работы. Я задала им несколько вопросов:

• Вы любите смотреть на звезды? И запрокинув голову отыскивать знакомые созвездия, звёзды и планеты? (Все ответили – да).

• Понравился ли вам мой рассказ о наблюдениях звёздного неба?

• Хотели бы вы и дальше самостоятельно изучать темы о космосе?

Большинство ребят ответили, что им очень понравился мой рассказ, и они захотели также почитать книги о небесных телах, но больше всего им захотелось посмотреть в телескоп, что подтверждает мою гипотезу, выдвинутую в начале работы.

В заключение своей работы мне хотелось бы отметить следующее.

Звёздный купол над нами – это безграничный мир, полный тайн и загадок. А изучение его - это необыкновенно интересный и потрясающий воображение процесс.

Мне очень понравилось вести наблюдение за небесными объектами, узнавать что-то новое о них. Я надеюсь, что и в дальнейшем у меня будет возможность также наблюдать с помощью специальных астрономических приборов. И, возможно, в следующий раз я расскажу об одном из небесных тел более подробно.

IV. Работая над темой, я познакомился со следующей литературой:

1. Космос: [энциклопедия : для мл. шк. возраста] / [авт. : Житомирский С. В. [и др.] ; сост. А. В. Волкова ; худож. А. Г. Данилова [и др.]. - М.: РОСМЭН, 2010. - 95 с.: цв. ил. - (Моя первая энциклопедия). - Указ. : с. 94-95.

2. Левитан Е. П. Сказочная Вселенная : увлекательная энциклопедия для будущих астрономов и космонавтов, а также для всех любознательных ребят: [для мл. шк. возраста] / Ефрем Левитан; [худож. Т. Гамзина-Бахтий]. - М.: Изд. дом Мещерякова, 2010. - 503, [5] с. : цв. ил.

3. Необыкновенные приключения Пети в космосе : [для чтения взрослыми детям] / [текст А. Иванова, М. Малороссияновской ; рис. К. Елькиной]. - М. : Клевер-Медиа-Групп, 2011. - [30] с. : цв. ил.

4. Порцевский К. А. Моя первая книга о космосе : [для мл. шк. возраста] / К. А. Порцевский; [ил. А. И. Безменова, А. Г. Даниловой, Н. В. Данильченко и др.; оформл. серии Л. Д. Андреева]. - М. : РОСМЭН, 2011. - 95 с. : цв. ил. - (Моя первая книга). - Указ.: с. 94-95.

5. Ранцини Ж. Космос. Сверхновый атлас Вселенной : ил. справ. с картами созвездий / Жанлука Ранцини ; [пер. с итал. Г. Семеновой]. - М. : Эксмо, 2010. - 216 с. : цв. ил. – Слов.: с. 213-214. - Алф. указ.: с. 215-216.

6. Фарндон Д. Детская энциклопедия космоса: [для детей дошк. возраста ] / Джон Фарндон; пер. с англ. Н. Конча. - М.: Эксмо, 2011. - 144 с.: цв. ил. - Слов. : с. 138-142. - Указ.: с. 143-144.

7. Фантазеры. Путешествие в космос [Электронный ресурс] : [развивающая программа : для детей от 5 лет] / авт. программы: И.Л. Туйчиева, О.Н. Горницкая, Т.В. Воробьева, А.Ю. Кремлева. - М. : Новый Диск, 2011. - 1 электрон. опт. диск (СD-ROM) : зв., цв. - (Творческая мастерская для детей).

8. Брашнов Д. Удивительная астрономия: [из серии: О чем умолчали учебники] / Дмитрий Брашнов. – ЭНАС-книга, 2014. – 200 с.: цв. ил. 61.