Урок по астрономии "Небесная сфера"

Астрономия 10 класс Дата:08.11.2021

Тема урока: Небесная сфера. Особые точки небесной сферы. Небесные координаты

Цель урока:

Обучающая: формулировать понятия небесной сферы, оси мира, полюса мира, экватора,  объяснять причины видимого движения звезд и устанавливать следствия этого явления; прогнозировать характер видимого движения звезд на других планетах, зная основное свойство небесной сферы; применять понятие небесной сферы для построения карты звездного неба.

Развивающая: развивать навыки реализации теоретических знаний в практической деятельности.

Воспитательная:  воспитывать чувства ответственности за качество и результат  работы.

Тип урока: комбинированный

Ход урока:

1. Вспомните из курса географии и геометрии:

1. Какие бывают географические координаты?

2. Что такое градусная и часовая мера угла?

1. Мотивация

Из-за осевого вращения Земли звезды нам кажутся перемещающимися по небу

Концентрические дуги на фото - следы путей звезд.

Проблемный вопрос: Как же мы будем изучать явления суточного движения звезд?

Ответ: Явления суточного движения звезд удобно изучать, воспользовавшись математическим построением - небесной сферой

1. Постановка темы и целей урока

Обучающиеся самостоятельно определяют тему урока «Небесная сфера. Особые точки небесной сферы. Небесные координаты» и ставят перед собой цели

1. Изучение нового материала (Объяснение учителя, обучающиеся в ходе рассказа выполняют опорный конспект в тетради)

Как точно описать положение светила на небе? Куда направить свой взгляд или телескоп, чтобы увидеть то, что интересует наблюдателя.
Математики давно применяют способ описания точки в пространстве с помощью системы координат. Существуют такие системы координат, в которых положение объекта характеризуется не линейные, а угловые. (Географические координаты – широта и долгота – являются углами, определяющими положение точки на поверхности Земли.
Для описания взаимных положений видимых движений светил удобно разместить все светила на внутренней поверхности воображаемой сферы в центре наблюдатель. Такая сфера получила название небесной сферы.

1. Важнейшие точки и дуги на небесной сфере.

2. П ервая экваториальная система координат

Начало отсчёта – точка небесного экватора Q. Одной координатной является склонение. Склонением называется дуга mM часового круга PMmP′ от небесного экватора до светила. Отсчитываются от 0 до +90 к северному полюсу и от 0 до -90 к южному. p + = 90 . Положение часового круга определяется часовым углом t. Часовым углом светила М называется дуга небесного экватора Qm от верхней точки Q небесного экватора до часового круга PMmP′, проходящего через светило. Часовые углы отсчитываются в сторону суточного обращения небесной сферы, к западу от Q в пределах от 0 до360 или от 0 до 24 часов. Система координат используется в практической астрономии для определения точного времени и суточного вращения неба. Определяет Суточное движение Солнца, Луны и других светил.

1. В торая экваториальная система координат :

Одной координатой является склонение, другой прямое восхождение α. Прямое восхождение α светила М называется дуга небесного экватора ♈ m от точки весеннего равноденствия ♈ до часового круга, проходящего через светило. Отсчитывается в сторону противоположную суточному вращению в пределах от 0 до до 360 или от 0 до 24 часов. Система используется для определения звёздных координат и составления каталогов. Определяет годичное движение Солнца и других светил.

1. Горизонтальная система координат:  

Основной плоскостью горизонтальной системы координат является математический горизонт NWSE , а отчёт ведётся от Z зенита и от одной из точек математического горизонта. Одной координатной является зенитное расстояние z (Зенитное расстояние к югу zв = φ – δ; к северу zн = 180 - φ – δ) или высота светила над горизонтом h . Высотой h светила М называется высота вертикального круга mМ от математического горизонта до светила, или центральный угол mOM между плоскостью математического горизонта и направлением на светило М. Высоты отсчитываются от 0 до 90 к зениту и от 0 до -90 к надиру. Зенитным расстоянием светила называется дуга вертикального круга ZM от светила до зенита. z + h = 90 (1). Положение самого вертикального круга определяется дугой координатной – азимутом А. Азимутом А называется дуга математического горизонта Sm от точки юга S до вертикального круга, проходящего через светило. Азимуты отсчитывается в сторону вращения небесной сферы, т.е. к западу от точки юга, в пределах от 0 до 360. Система координат используется для непосредственных определений видимых положений светил с помощью угломерных инструментов.

1. Суточное движение светил

2. Высота светил в кульминации

Высота полюса мира над горизонтом всегда равна астрономической широте места наблюдателя:
Если склонение светила меньше географической широты, то оно кульминирует к югу от зенита на z = φ – δ или на высоте h = 90 – φ + δ
Если склонение светила равно географической широте, то оно кульминирует в зените и z = 0, а  h = + 90
Если склонение светила больше географической широты, то оно кульминирует к северу от зенита на z = с – φ или на высоте h = 90 + φ – с

1. Прогноз вида звездного неба на других планетах

Мысленно, перенесемся на другую планету Солнечной системы, например на Венеру.

Иллюстрация «Оси вращение планет Солнечной системы».

Заметим, что плоскости орбит всех планет практически совпадают, исключения составляют орбиты Меркурия и Плутона. Каким образом изменится вид звездного неба? Изменятся ли очертания созвездий? (Сравните расстояние от Земли до Венеры и до ближайшей звезды)

1. Изменится ли положение северного полюса? (Угол наклона оси вращения Венеры равен –86,6)

2. Как изменится период и направление вращения небесной сферы? (Венера вращается в обратную сторону, период вращения относительно звезд равен 243,1 суток)

1. Домашнее задание. Изучить конспект. Выслать фотоотчет краткого конспекта.