Урок Введение в астрономию.

Астрономия .Тема занятия: Введение в астрономию.

(Роль астрономии в развитии цивилизации)

Астрономия - это одна из древнейших и самых увлекательных наук, которая изучает объекты и явления, наблюдаемые во Вселенной. Её истоки относятся к далёкому каменному веку.

На протяжении всей своей истории, человечество стремилось понять природу наблюдаемых объектов и явлений, разгадать тайны окружающего мира и определить своё место в нём.

У многих народов ещё на заре цивилизации существовали особые - космологические мифы, в которых рассказывалось о том, как из первоначального хаоса постепенно возникает космос, что в переводе с греческого, означает «порядок». Появляются небо и земля, моря и реки, растения и животные, а также сам человек.

Астрономия исследует не только настоящее, но и далекое прошлое окружающего нас мегамира, а также позволяет нарисовать научную картину будущего Вселенной.

Наряду с другими науками астрономия способствовала развитию и укреплению материалистических воззрений на природу. Она дала много фактов и строго научных выводов, опровергающих религиозные представления о происхождении мира.

Современная астрономия - чрезвычайно разветвленная наука, развитие которой напрямую связано с научно-техническим прогрессом человечества.

Астрономия делится на отдельные направления, в которых используются присущие только им методы и средства исследования.

Астрометрия - раздел астрономии, изучающий положение и движение небесных тел и их систем.

Небесная механика - раздел астрономии, изучающий законы движения небесных тел.

Астрофизика - раздел астрономии, изучающий природу космических тел: их строение, химический состав, физические свойства.

Космология изучает строение и эволюцию Вселенной как единого целого.

Космогония - наука, изучающая происхождение и развитие космических тел и их систем: звёзд и звёздных скоплений, галактик, туманностей, Солнечной системы, включая Солнце, планет со спутниками, астероидов, комет, метеоритов. не имеет ничего общего с наукой, поскольку предполагает, что с помощью звезд можно предсказать будущее. Астрологи рисуют различные

Иногда астрономию отождествляют с астрологией, так как их названия похожи. На самом деле между астрономией и астрологией есть существенное отличие: астрономия — это наука, которая изучает происхождение и эволюцию космических тел, а астрология схемы расположения звезд и планет, составляют гороскопы (с греч. - заглянуть в будущее), при помощи которых предсказывают судьбу человека.

Итак начинаем изучать новый предмет.

Какие вопросы нам предстоит рассмотреть сегодня на уроке?

Введение в астрономию

-Что изучает астрономия

-Современные представления о Вселенной

-Методы изучения астрономии

1.Астрономия - наука, изучающая движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и их систем.

Слово «астрономия» происходит от двух греческих слов: астрон - светило, звезда и номос – закон.

Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:

-Потребность счета времени, ведение календаря.

-Ориентация на местности, находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям.

-Любознательность – разобраться в происходящих явлениях.

-Забота о своей судьбе, породившая астрологию.

С незапамятных времен люди занимаются скотоводством и земледелием. Скотоводу и земледельцу надо знать, когда наступит весна, когда она сменится летом, когда после лета явится дождливая осень. И человек следит за солнцем: начинает оно подниматься на небе и сильнее греть, значит, скоро зиме конец, скоро придут теплые, ясные весенние дни.

Особенно внимательно приходилось изучать движение солнца жителям Древнего Египта, Китая, Индии… В этих странах текут огромные реки; когда они разливаются, то покрывают поля плодородным илом.

Обитателям речных долин очень важно было в точности знать время, когда начинается наводнение: не только чтобы подготовиться к севу, но, и чтобы своевременно спасти имущество и жизнь от волн разбушевавшейся реки.

Науки тогда простому народу были недоступны. Ими занимались жрецы — служители церкви.

Жрецы были первыми астрономами. Изучая движение небесных светил, они умели предсказывать не только наступление разливов, но даже затмения Солнца и Луны. Знание астрономии давало жрецам огромную власть над народом. Обманывая простых людей, жрецы уверяли, что они разговаривают с богами, что боги передают свои повеления людям через них, жрецов. Власть жрецов была так сильна, что их слушались и цари.

За небесными светилами приходилось следить не только скотоводам и земледельцам. Мореходы и сухопутные путешественники находили дорогу днем по солнцу, а ночью — по звездам.

Астрономия помогла людям начертить первые карты древних стран. Как видно, эта «небесная наука» тесно связана с потребностями людей.

Первые попытки объяснить таинственные небесные явления были предприняты в Древнем Египте более 4000 лет назад и в Древней Греции еще до начала нашей эры.

Египетские жрецы составили первые карты звездного неба, дали названия планетам.

Этапы развития астрономии

1. Великий древнегреческий философ и математик Пифагор в VI в. до н. э. выдвинул идею, что Земля имеет форму шара и «висит» в пространстве, ни на что, не опираясь.

Астроном Гиппарх во II в. до н. э. определил расстояние от Земли до Луны и открыл явление прецессии оси обращения Земли.

2. Современная астрономия связана с отказом от геоцентрической системы мира и заменой ее гелиоцентрической системой (Н. Коперник, сер. XVI в.), с началом телескопических исследований небесных тел (Г. Галилей, нач. XVII в.) и открытием закона всемирного тяготения (И. Ньютон, кон. XVII в.). 

3. Велика заслуга немецкого астронома Иоганна Кеплера (1571-1630 гг.), открывшего кинематические законы движения планет.

4. XVIII-XIX вв. были периодом накопления данных о Солнечной системе, Галактике и физической природе звезд, Солнца и планет.

5.С середины XIX в. астрономия взяла на вооружение фотографию и спектральный анализ.

6.В XX в. был открыт мир галактик. Было обнаружено общее расширение Вселенной.

Создание оптических и радиотелескопов, ракет и искусственных спутников Земли привело к открытию целого ряда космических тел - источников рентгеновского излучения: квазаров, пульсаров, радиогалактик.

Посадка спускаемых аппаратов на поверхность Венеры и Марса, пролеты космических аппаратов вблизи Юпитера и Сатурна и их спутников - достижения, которые привели к революции в астрономических методах исследования Вселенной.

Современная астрономия тесно связана с математикой и физикой, с биологией и химией, с географией, геологией и с космонавтикой. Используя достижения других наук, она в свою очередь обогащает их, стимулирует их развитие, выдвигая перед ними все новые задачи. Астрономия изучает в космосе вещество в таких состояниях и масштабах, какие неосуществимы в лабораториях, и этим расширяет физическую картину мира, наши представления о материи.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В отличие от других наук, в астрономии нет возможности ставить опыты над излучаемыми небесными телами. Нам доступно для исследования только излучение этих тел. Астрономы не могут повторить, например, вспышку сверхновой звезды, чтобы проверить те или иные наблюдения или теоретические выводы, и им приходится довольствоваться поиском другой сверхновой звезды

Основным способом исследования небесных объектов и явлений служат астрономические наблюдения.

Астрономические наблюдения - это целенаправленная и активная регистрация информации о процессах и явлениях, происходящих во Вселенной.

С древних времён и до настоящего времени сведения о том, что происходит за пределами Земли в космическом пространстве, учёные главным образом получают на основе приходящего от этих объектов света и других видов излучения. То есть наблюдения - это основной источник информации в астрономии. Эта первая особенность астрономии отличает её от других естественных наук (например, физики или химии), где главную роль играют опыты, эксперименты. Возможности проведения экспериментов за пределами Земли появились лишь благодаря космонавтике. Но и в этих случаях речь идёт о проведении экспериментальных исследований небольшого масштаба, таких, например, как изучение химического состава лунных или марсианских пород, изучение поверхности астероидов или комет. Ведь очень трудно представить себе эксперименты над планетой в целом, звездой или галактикой.

Второй особенностью астрономии является то, что большинство изучаемых явлений непосредственно наблюдать невозможно. Даже изменения, происходящие на Солнце, на Земле регистрируются лишь через 8 минут и 19 секунд (именно столько времени требуется свету, чтобы преодолеть расстояние от Солнца до Земли). Что же касается далёких галактик, то здесь речь уже идёт о миллиардах лет. То есть изучая далёкие звёздные системы — мы изучаем их прошлое.

А третья особенность астрономии обусловлена необходимостью указать положение небесных тел в пространстве (их координаты) и невозможностью различить, какое из них находится ближе, а какое дальше от нас. Нам, как и людям в древности, кажется, что все звёзды одинаково удалены от нас и располагаются на некой сферической поверхности неба - небесной сфере, - которая как единое целое вращается вокруг Земли.

На протяжении тысячелетий астрономы изучали положения небесных объектов на звёздном небе и их взаимное перемещение с течением времени. Конечно же древним астрономам приходилось очень нелегко, так как они имели возможность наблюдать за звёздным небом лишь невооружённым глазом. И в основном благодаря лишь своей железной логике, силе мысли и математическому расчёту Николай Коперник сделал свои гениальные открытия.

Настоящий переворот в астрономии произошёл в 1608 году, после того как голландский мастер по изготовлению очков Иоанн Липперсгей обнаружил, что две линзы, расположенные на одной прямой, могут увеличивать предметы. Так была изобретена зрительная труба.

Этой идеей сразу же воспользовался Галилей. В 1609 году он сконструировал свою первую зрительную трубу с трёхкратным увеличением и направил её в небо. Так зрительная труба превратилась в телескоп.

Кстати, название «телескоп» происходит от двух греческих слов: «теле» — далеко, и «скопео» — смотреть. Оно было предложено в 1611 году греческим математиком Иоаннисом Димисианосом для одной из зрительных труб Галилея.

Ключевым инструментом почти всей современной наблюдательной астрономии является телескоп.

Телескопы

Виды, устройство, назначение, характеристики, возможности.

Оптические

1.Рефракторы (линзовые), (объектив- собир. линзы), применяют для наблюдения. (диаметр объектива)

1.а.Астрогафы (рефракторы, предназначенные для фотографирования небесных объектов.

2. рефлекторы (зеркальные), (объектив- вогнутое параболическое зеркало небольшой кривизны), применяют для исследования физической природы небесных тел. (диаметр зеркал, фокусное расстояние)

Радиотелескопы (антенна –металлическое вогнутое зеркало до 100м. в диаметре и чувствительный радиоприемник с усилителем радиометра); принимают радиоизлучение из космоса в любое время суток. (радиолокаторы- отправляют мощные импульсы радиосигналов в космос)

характеристики: Телескоп увеличивает угол зрения, под которым видны небесные тела (разрешающая способность),

собирает во много раз больше света, чем глаз наблюдателя (проникающая сила).

Для наблюдений наилучшим местом расположением оптического телескопа является космическое пространство. В космосе телескопы могут выполнять наблюдения, свободные от воздействия атмосферы.

18 июля 2011 года был реализован масштабный международный проект с ведущим российским участием «Радиоастрон». На основе выведенного на околоземную орбиту радиотелескопа «Спектр-Р» (диаметр антенны - 10 метров) и радиотелескопов, расположенных на всех континентах земного шара, создаётся единая наземно-космическая система для изучения различных объектов Вселенной в радиодиапазоне. Двигаясь по вытянутой эллиптической орбите, «Спектр-Р» может удаляться от Земли на расстояние до 350 тысяч километров. Таким образом, создаваемая система по своим возможностям соответствует радиотелескопу с антенной такого колоссального размера.

Однако, запуск телескопов в космосе остаётся дорогостоящей процедурой. После космоса вторым по качеству местом расположения телескопов являются некоторые горные пики, имеющие большое количество безоблачных дней и хорошие свойства атмосферы (условия видимости).

Очень Большой Телескоп - комплекс под управлением Южной европейской обсерватории. Он располагается на Черро Паранал в Пустыне Атакама, на севере Чили. VLT фактически состоит из четырех отдельных телескопов, которые обычно используются отдельно, но могут использоваться вместе, чтобы достигнуть очень высокого углового разрешения.

Обсерватория Мауна Кеа, Гавайи. Расположенная на Большом Острове Гавайев, на вершине горы Мауна-Кеа, MKO - обсерватория с самым большим в мире набором оптического, инфракрасного, и высокоточного астрономического оборудования. В здании обсерватории Мауна-Кеа больше телескопов, чем в какой-либо другой в мире.

Астрономия - единственная наука, которая получила свою музу-покровительницу - Уранию.

Итак,

1. Астрономия - фундаментальная наука, изучающая физические тела, явления и процессы, происходящие во Вселенной.

2. Астрономия состоит из ряда разделов, например, небесная механика, сравнительная планетология, астрофизика, космология и др.

VI. Закрепление нового материала.

1. Что изучает астрономия? Перечислите важнейшие особенности астрономии.

2. Как возникла наука астрономия? Охарактеризуйте основные периоды ее развития.

3. Какие объекты и их системы изучает астрономия?

4. Из каких разделов состоит астрономия?

5. Что такое телескоп и для чего он предназначен?

6. Каково значение астрономии для практической деятельности человечества?