Творческий проект "Вращение Солнца"

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Яковская основная общеобразовательная школа

Творческий проект

Вращение Солнца

Автор проекта: Ларина Юлия

ученица 8 класса

Руководитель: Шишулина Н.В.

учитель физики

Яковское

2018

Аннотация проекта

Физика – наука сложная и от нас учителей требуется много мастерства, умения и терпения, чтобы наши дети успешно овладевали таким интересным предметом. Конечно, существует связь между интересом к физике и успеваемостью по этому предмету. Интерес этот предполагает,что дети сами должны искать информацию и конструировать на её основе новые знания и умения. Большой интерес вызывают у школьников выполнение лабораторных работ и самостоятельно проведенные опыты. Они сами стремятся выполнять такие опыты, которые более наглядно объясняют многие физические процессы. «Я сделал – я понял!» - это выражение может стать девизом практической направленности изучения физики. Именно этому и учит проект «Вращение Cолнца». Проект помог Юле самореализоваться, выразить свои индивидуальные способности и узнать много новой информации. Проект «Вращение Cолнца » может быть использован при изучении темы «Солнце» в 5 классе, уроках естествознания, на уроках астрономии и во внеклассной работе.

Содержание

1.Введение---------------------------------------------------------------------------------4

1.1Обоснование выбора проекта-----------------------------------------------------4

1.2 Цели и задачи-------------------------------------------------------------------------4

1.3 Циклограмма творческого проекта ---------------------------------------------5

1.4 Новизна проекта---------------------------------------------------------------------6

1.5 Итоговый продукт-------------------------------------------------------------------6

1.6 Практическая значимость проекта-----------------------------------------------6

2.Основная часть-------------------------------------------------------------------------6

2.1 Значение физики как науки.-----------------------------------------------------6

2.2 Общие сведения о Солнце.-------------------------------------------------------7

2.3 Вращение Солнца.-----------------------------------------------------------------8

2.4 Солнечные пятна.-----------------------------------------------------------------10

2.5 Вращение Солнца.---------------------------------------------------------------11

2.6 Кинематографический принцип.----------------------------------------------12

3 Практическая часть.------------------------------------------------------------------13

4. Техника безопасности при выполнении проекта------------------------------14

5. Заключение.----------------------------------------------------------------------------14

6. Литература-----------------------------------------------------------------------------15

7. Приложения----------------------------------------------------------------------------16

1.Введение.

1.1Обоснование выбора темы проекта.

Из древне люди наблюдали за Солнцем. Они почитали его как бога, поклонялись ему. Наше Солнце светит уже более 5 миллиардов лет. Именно благодаря Солнцу появились все тела Солнечной системы. Существование Солнца создало те условия, которые привели к возникновению и развитию на Земле жизни. Солнце – ближайшая к нам звезда и изучив физические процессы, происходящих на нем, мы можем многое узнать о других звездах, которые нам недоступны из-за огромных расстояний. А это имеет большое значение для науки.

1.2 Основная цель моей работы: Создание видеофильма «Вращение Солнца», применяя знания по физике и достижения современной науки.

Задачи

1. Изучить характеристики Солнца.

2. Исследовать солнечные пятна.

3. С сайта http://www.tesis.lebedev.ru/sun_pictures.html.

получить фотографии Солнца.

4.Проанализироватьсолнечные фотографии.

5. Изучить кинематографический принцип.

5. Изучить работу в программе WindowsMovieMaker.

6. Создать видеофильм.

Предмет исследования - Солнце.

Объект исследования – Солнечные пятна.

Метод исследования: изучение литературы, наблюдения, работа с сайтом, подбор фотографий, работа в программе WindowsMovieMaker

Проблема исследования: Можно ли, используя, фотографии Солнца, которые были сделаны каждый день в течение определенного времени, создать фильм, который бы доказывал движение нашего светила.

1.3Циклограмма творческого проекта

1.4 Новизна творческого проекта.

Моя работа, как я считаю, очень актуальна, ведь она повышает интерес к изучению физики. То, что я сделала, вполне доступно детям. С 7 класса мы изучаем физику и должны не только овладеть набором каких-то знаний, законов и формул, но и знать, как эти знания можно использовать в жизни.

1.5 Итоговый продукт – видеофильм «Вращение Солнца»

1.6 Практическая значимость проекта.

В процессе работы над проектом, я познакомилась с основной информацией о строении Солнца, узнала причины возникновения Солнечных пятен, познакомилась с кинематографическим принципом создания кино, освоила работу в программе WindowsMovieMaker. Для этого я изучила много интересной и полезной соответствующей литературы. Во время работы над проектом я познакомилась и полюбила такую науку как астрономия.

Работала с разными сайтами. Я очень рада тому, что сумела создать такой видеофильм. Я надеюсь, что он пригодится в школьной жизни.

2. Основная часть.

2.1 Значение физики, как науки.

Физика – наука о самых общих законах природы и одна из самых удивительных наук. Мы изучаем второй. И уже узнали много интересного и поняли значимость физики в жизни человека.Знания физики нужны не только ученым и изобретателям. Без них не может обойтись человек любой профессии. Ведь физика объясняет, почему мы не можем подпрыгнуть выше определенной высоты, как происходит наше дыхание, почему зимой бывает снегопад, а летом дождь, почему Солнце нас греет, а Луна нет и т.д. Впереди ещё много нерешённых задач. Но оказывается, наших знаний по физике хватает для того, чтобы мы сами могли научный фильм, которым можно будет пользоваться на уроках.

2.2 Общие сведения о Солнце

Солнце играет исключительно большую роль в жизни нашей планеты. Благодаря Солнцу существует весь органический мир Земли. Ведь оно - не только источник тепла и света, но и источник многих других видов энергии (воды угля, воды, ветра, энергии нефти).

В разные времена у разных народов был культ Солнца. Ему поклонялись, его обожествляли, считали самым могучим. Солнце по-разному называли у разных народов: Гелиос – бог Солнца у греков, Аполлон –у римлян, Митра – у персов, Ярило – у славян. В честь него слагали гимны, ему приносили жертву, в честь него возводили храмы. Поклонение дневному светилу, как божеству, давно уже кануло в лету. Ученые теперь изучают природу нашей звезды, выясняют,как она влияет на Землю, и конечно пытаются выяснить, как использовать огромную солнечную энергию.

Солнце – это ближайшая к нам звезда. Изучая его, мы узнали о многих явлениях и процессах, происходящих на других звёздах которые недоступны нам. Ведь другие звёзды находятся от нас очень далеко.

Характеристики Солнца

• Масса Солнца ~2*10²³ кг,

• Радиус Солнца ~629 тысяч км,

• Объём Солнца- 1,41.1027 метров в кубе - это почти в 1300 тыс. раз больше объёма Земли,

• Средняя плотность 1,41*10³ кг/м,

• Температура поверхности (фотосфера) 5780 К,

• ускорение свободного падения 274 м/с².

(человек массой 50 кг при таком ускорении силы тяжести весил бы 1,2 т.).

Сделав анализ солнечного спектра, ученые определили его химический состав. Исследования показали, что основное вещество на Солнце - водород, второе место в химическом составе занимает гелий. Там открыто много и других химических элементов (кислород, кремний, железо, магний, натрий и др.), но, общая их доля, по сравнению с водородом, очень мала. Звёзды состоят из тех же веществ, что и Земля, этот вывод можно сделать, если проанализировать химический состав Солнца. Там нет никаких веществ, которые бы не встречались на Солнце.

2.3Строение Солнца

Солнце - это огромный светящийся газовый шар. Очень трудно представить, что такое Солнце на самом деле. Потому что там давление и температура такие, что не верится, что такое бывает в природе. В центральной части Солнца температура 15 миллионов градусов, давление в 200 раз больше, чем давление воздуха на Земле, а плотность больше чем у самого плотного вещества на Земле в 7 раз. Поверхность Солнца, которая излучает свет, называется Фотосферой. Фотосфера имеет зернистую структуру, её называют грануляцией. Каждая такая гранула имеет размер со среднее европейское государство. Небольшие тёмные области - Солнечные пятна можно часто увидеть на фотосфере. Над ней следует разреженный слой, который называется Хромосферой, т.е. «окрашенной сферой». Такое название она получила из-за красного цвета. Над Хромосферой находится очень горячая, но сильно разряженная солнечная корона.

Внутренние слои Солнца.(Приложение №1)

Источник энергии Солнца находится в его центре, иначе его называют "печкой", которая нагревает Солнце и благодаря которой оно не остывает. Эта область носит название солнечного ядра. Внешние слои солнечного вещества давят на внутренние и поэтому внутренние слои Солнца сильно сжаты. Это ведет к тому,что внутренние области Солнца имеют очень большие давление и температуру. Выделение энергии происходит в ядре, где температура достигает 15 млн. Кельвин. Ядро занимает четверть общего радиуса Солнца. Но на этот объём приходится половина солнечной массы и здесь происходит выделение почти всей энергии, которую выделяет Солнце.

Существуют три способа передачи энергии, а именно: излучение, конвекция и теплопроводность. Так как для передачи тепла с помощью теплопроводности требуется более плотная среда, то она не играет большой роли на Солнце в передачи тепла. А вот излучение и конвекция играют основную роль в переносе энергии.

Сразу вокруг ядра начинается зона передачи лучистой энергии, здесь она распространяется через поглощение и излучение веществом порций света – квантов.

Такие характеристики как плотность, температура и давление постепенно уменьшаются с увеличением расстояния от ядра, и в этом же направлении идёт поток энергии. В целом процесс этот крайне медленный. Чтобы световым частичкам добраться от центра Солнца до фотосферы, им необходимы многие тысячи лет: частицы света всё время меняют направление, почти столь же часто двигаясь назад, как и вперед. Так что, если бы "печка" внутри Солнца вдруг погасла, наши потомки узнали бы об этом лишь миллионы лет спустя.

За зоной переноса лучистой энергии находится следующая зона. Её называют конвективной зона Солнца. За перенос энергии здесь отвечает конвекция, а не излучение.

Конвекцию можно объяснить так: огромные потоки горячего газа поднимаются вверх, там они отдают своё тепло окружающей среде. Охлаждённый солнечный газ опускается вниз. Конвективную зону часто сравнивают с кипящей рисовой кашей.

Конвективная зона начинается около 0,7 радиуса от центра и доходит практически до самой видимой поверхности Солнца (фотосферы), там перенос солнечной энергии опять становится лучистым.

2.4 Солнечные пятна.

Проще говоря, солнечные пятна – это тёмные участки, образующиеся на поверхности Солнца. Их отличительной чертой является пониженная температура. Если вокруг пятна температура 6000К, то солнечные пятна, которые холоднее, примерно на 1800 К, имеют температуру приблизительно 3500 - 4000К.

За солнечными пятнами наблюдали давно, ещё в эпоху до нашей эры. Первые солнечные пятна наблюдал Теофраст Аквинский ещё в IV веке до н. э. Впервые зарисовал темные участки на солнце в 1128 году Джон Ворчестер.

О чёрных вкраплениях на Солнце записано в древнерусских записях 14 века. Серьёзно наука начала заниматься изучением пятен в 1600-х годах. Но большинство учёных того периода думали, что солнечные пятна – это планеты которые движутся вокруг Солнца. Но после изобретения Галилеем телескопа этот миф был развеян. Галилею первому удалось доказать, что пятна – это образования на самом солнце. Это событие породило мощную волну исследований и наблюдений, которые не прекращаются с тех самых пор. Современное изучение поражает воображение своими масштабами. Уже 400 лет в этой области ученые ведут исследования и добились большого успеха, но все тайны Солнца еще не раскрыты.

Хотя температура пятен составляет около 4000 К, это, не мешает пятнам по-прежнему производить мощное количество света. Солнечные пятна и активные области, то есть группы пятен, имеют разные сроки существования. Первые живут от пары дней до нескольких недель. А есть пятна, которые видны в фотосфере - на протяжении месяцев. Структура пятна: центральная его часть называется тенью, которая внешне выглядит однотонной. В свою очередь, она окружена полутенью, которая изменяется. Размеры солнечных пятен, и их количество в группах может быть самым разнообразным.

Всем известно, что уровень солнечной активности постоянно изменяется. Это привело к возникновению понятия 11-летнего цикла. Именно солнечные пятна связаны с циклом солнечной активности: их появление и число. Поэтому, могут быть периоды некого затишья, когда число пятен минимально (более одного года пятна практически отсутствуют). Но может случиться и такое, что количество бывает аномально большим.

2.5 Вращение Солнца

Период вращения Солнца вокруг своей оси равен 27 дней. Впервые вращение было обнаружено по движению солнечных пятен на фотосфере. В северном полушарии это движение происходит слева направо. Сторона Солнца, где пятна появляются из-за края фотосферы, называется восточной, а сторона, где пятна заходят - западной.

Вращение Солнца происходит иначе, чем вращение Земли и планет, поэтому к нему нужно применять не законы, по которым происходит вращение твердых тел, а законы, по которым вращаются плазменные объекты. Точки Солнца, которые находятся на экваторе, вращаются быстрее полярных областей и совершают полный оборот примерно за 24 дня, а точки, находящиеся на полюсах - более чем за 30. Такой характер вращения называется дифференциальным. Почему это происходит, ученые пока не выяснили. Людям еще предстоит разгадать эту загадку. Как и многие другие.

2.6 Кинематографический принцип

Для создания фильма я обратилась к кинематографическому принципу.

Кинематографический принцип – используется при демонстрации последовательных неподвижных кадров, которые несут изображение объекта, при этом возникает иллюзия движения объекта, если фотографии будут передаваться со скоростью 25 кадров с секунду. Приложение№4

Этот принцип лежит в основе записи и воспроизведения движущегося изображения (кинематографа, телевидения и т.п.).

Впервые принцип был продемонстрирован на широкой публике на киносеансе в 1895году. В образовании иллюзии движения участвуют зрительный анализатор и кора больших полушарий мозга. Инерции зрения у нас создает иллюзию непрерывности.

Инерция зрения — свойство глаза сохранять изображение в течение примерно 0,1 сек. Инерция зрения определяет скорость, с которой должны меняться кадры: время между кадрами должно быть меньше, чем время инерции зрения. Тогда возникнет эффект наложения двух последовательных кадров.

Например:

В современном кинематографе скорость движения плёнки — 24 кадра/сек

телевизионный стандарт (PAL/SECAM) — 25 кадров/сек

Фильм — это плод нашего воображения: на экране нам показывают неподвижные кадры; то, как объект двигался от положения на одном кадре к положению на следующем кадре, "придумывает" сам зритель, опираясь на собственный зрительный опыт.

3. Практическая часть проекта.

Так как вращение солнца удалось доказать перемещением солнечных пятен, то я могу тоже доказать то, что Солнце вращается. Я решила, используя инерцию человеческого зрения, получить иллюзию движения солнца.

Я взяла фотографии солнца за вторую половину сентября и октябрь 2017 года.

Именно в это время число пятен было максимальным. В последние два месяца: декабрь и январь, число пятен на Солнце было очень мало и составляло минимум за последние 8 лет. Что говорит о малой солнечной активности. Так как в декабре их было очень мало, то и фильм не был бы таким убедительным.

Разместила эти фотографии программу Windows Movie Maker для быстрого просмотра. Получился фильм, который и стал доказательством вращения нашего светила.

В фильм вставлена звуковая дорожка. Это биение Солнца (звуки открытого космоса, записанные НАСА электромагнитные колебания, преобразованные в звук.)

4.Техника безопасности при выполнении проекта

Во время работу над проектом я старалась ограничивать время работы за компьютером в пределах санитарной нормы.

5. Заключение.

Во время работы над проектом я узнала очень много интересного о нашей звезде, и заинтересовалась астрономией. Узнала принцип создания кино. Изучила историю кинематографа.

Познакомилась с научными методами познания природы, убедилась в том, что физика связана с другими науками (с астрономией и информатикой). Ведь только благодаря компьютерной программе и данных космического телескопа я сумела создать свой видеоролик, который доказывает вращение Солнца. Это мой первый долгосрочный проект по физике. Но на этом я не собираюсь останавливаться и планирую продолжить свою работу, ведь впереди еще так много интересного.

6. Литература

https://ru.wikipedia.org/wikihttp://www.tesis.lebedev.ru/sun_vocabulary.html?topic=3&news_id=120

Http doklad.ru/view/SRMTXd3WoJQ.html

orks.doklad.ru/view/oA0ccfGAb54.html

http://fb.ru/article/224298/chto-takoe-solnechnyie-pyatna-chto-izvestno-nauke-o-pyatnah-na-solntse

http://fb.ru/article/224298/chto-takoe-solnechnyie-pyatna-chto-izvestno-nauke-o-pyatnah-na-solntse

http://fb.ru/article/224298/chto-takoe-solnechnyie-pyatna-chto-izvestno-nauke-o-pyatnah-na-solntse#image1077233

http://www.tesis.lebedev.ru/sun_pictures.html

7. Приложения

Приложение №1

Приложение №2

Приложение №3

Приложение №4

Приложение №5