МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

Г.ИРКУТСКА СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

С УГЛУБЛЕННЫМ ИЗУЧЕНИЕМ ОТДЕЛЬНЫХ ПРЕДМЕТОВ №14

Проектная  работа

Тема: «Базовые инструменты для прикладной астрономии»

Выполнил: ученик  8 «м»  класса

Загурдинов   Сергей.

Руководитель: учитель физики

Макиенко Оксана Геннадьевна;

учитель географии

 Черемисина Наталья Степановна

Иркутск 2022 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1.     Титульный лист

2.     Содержание

3.     Введение

4.     Актуальность работы. Гипотеза, цели и задачи. Продукт, методы исследования.  Значимость работы

5.     Основная часть

8 .Практическая часть

10.Заключение

12. Список использованной литературы

Введение

Ночью, когда ты будешь смотреть на небо,

ты увидишь мою звезду, ту, на которой

я живу, на которой я смеюсь.

И ты услышишь, что все звёзды смеются.

У тебя будут звёзды, которые умеют смеяться!

Антуа де Сент-Экзюпери. Маленький принц.

Астрономия — одна из древнейших наук.  Доисторические культуры и древнейшие цивилизации оставили после себя многочисленные астрономические артефакты, свидетельствующие о знании ими закономерностей движения небесных тел.

Основным методом исследования за небом является наблюдение. Десятки тысяч лет назад люди проводили наблюдения за небесными телами невооружённым глазом. Тысячи лет назад были изобретены угломерные приборы, с помощью которых определяли положение небесных светил на небе и время наступления небесных явлений. Лишь физика объясняла природу небесных тел, и явилась основой в изобретении астрономических приборов и специальных инструментов.

Об инструментах мы сегодня поговорим, в частности рассмотрим простые и примитивные приборы, позволяющие изучать различные небесные объекты.

Актуальность работы

Согласно Приказу МО №506 от 07.06.2017 в федеральный базисный учебный план введен предмет "Астрономия". Это крайне интересный предмет, но как всегда есть подводные камни – отсутствие необходимого оборудования для лабораторных и прочих работ. В пример возьмём такой прибор как «Астролябия».  В своем проекте постараемся найти решение данной проблемы с самым большим соотношением цены/качества и сделаем действующий прототип вышеупомянутого устройства.

Гипотеза

Я предполагаю, что возможно сделать работающее устройство с минимальными затратами средств и времени.

Это и будет целью моего проекта: сделать работающее максимально доступное и качественное оборудование для лабораторных работ и провести практическую работу с помощью полученного прибора.

Для  выполнения цели, мною определены следующие задачи:

1.      Изучить историю  происхождения астролябии и принцип действия устройства.

2.      Создать прототип устройства и на практике проверить его действие.

3.      Провести практическую работу по определению широт и долгот небесных тел.

Продукт

Действующий прототип «Астролябии».

Методы исследования:  анализ, синтез, сравнение, обобщение; экспериментальное измерение высоты различных светил с помощью модели астролябии.

Практическая значимость исследования:  изготовленная модель астролябии позволяет измерить высоты различных светил, что может быть использовано во время внеклассного мероприятия по физике для проведения экспериментального исследования звёздного неба на территории нашей школы.

2.        Основная часть

2.1.          Наблюдение за звездным небом.

Постижение звёздного мира бесконечно, но начало познания неба просто, так как большинство небесных явлений повторяются совершенно одинаково, несчётное количество раз.

Однообразно  повторяются - суточный путь Солнца, порядок восхода и захода созвездий, лунные фазы, а также изменения на небе, связанные со временами года. Эти небесные явления настолько срослись с жизнью, что ими пользуются люди, животные, растения. Именно практические потребности - ориентирование в пространстве и времени - привлекли внимание людей к небесным явлениям, к наблюдениям за перемещением Солнца, Луны, к суточному движению звёзд.

Наблюдая за месячным движением Луны среди звёзд, учёные открыли, что она движется в сравнительно узкой области (полосе) небесной сферы, которую ныне называют поясом зодиака (зодиакальные созвездия). Это были небольшие группы звёзд, удалённые друг от друга примерно на 13 градусов, так, что Луна при движении по небосводу каждую ночь оказывалась в следующей группе (созвездии).

Наблюдая, за   восходом и заходом Солнца люди видели, что место, где оно появляется над горизонтом, каждый день немного меняется. Замечая места восходов и закатов, они нашли в его движении новую важную закономерность. В дни летних солнцестояний светило вставало и садилось ближе всего к точке севера и несколько дней, самых длинных в году, не меняло мест заката и восхода. Потом точки восхода и заката день за днём удалялись от севера, пока через полгода не достигали мест, самых близких к югу, что означало наступление зимнего солнцестояния. В середине между солнцестояниями по линии восток - запад располагались точки, где дважды в году Солнце восходило, чтобы отмерить день равный ночи.

Чтобы легче было находить звезды, их объединили в созвездия.

Источниками названий созвездий, как правило, служили мифы о богах, сказания о легендарных героях и связанных с ними событиях, различные животные и, наконец, орудия производства, используемые пародами в повседневной жизни.

Начинать наблюдения за звездами лучше с одного из самых заметных созвездий – созвездия Большой Медведицы. Разглядев его, надо сосредоточить свое внимание на двух крайних звездах ковша. Затем перевести взгляд дальше, на расстояние, приблизительно равное пятикратному расстоянию между этими звездами. В этом месте расположена неподвижная Полярная звезда, на которую нацелена невидимая ось вращения Земли. Полярная звезда указывает направление на север. Зная это, в любой ясный вечер можно определить стороны света.

2.2.          История создания астролябии.

Астрономия тесно связана с физикой и другими науками естественного цикла (химия, биология, география). Астрономия использует физические знания для объяснения явлений и процессов, происходящих во Вселенной, для создания астрономических приборов.

Тысячи лет назад были изобретены угломерные приборы (квадрант, астролябия) - первые астрономические приборы (таблица 1), с помощью которых определяли положение светил на небе и время наступления небесных явлений.

Таблица 1.

Астролябия впервые появилась в Древней Греции. Принцип стереографической проекции, переводящей окружности на сфере в окружности на плоскости открыл Аполлоний Пергский.

Окончательный вид астролябии был разработан в IV в. н. э. Теоном Александрийским, который называл это устройство «малый астролабон».

Учёные исламского Востока усовершенствовали астролябию и стали применять её не только для определения времени и продолжительности дня и ночи, но также для осуществления некоторых математических вычислений и для астрологических предсказаний. Известно немало сочинений средневековых исламских авторов о различных конструкциях и применении астролябии.

С XII века астролябии становятся известны в Западной Европе, где вначале использовали арабские инструменты, а позднее стали изготовлять свои по арабским образцам. В XIV в. широкой популярностью пользовались трактаты по устройству астролябии, написанные знаменитым писателем Джеффри Чосером и византийским учёным Никифором Григорой.

Пика своей популярности в Европе астролябия достигла в эпоху Возрождения, в XV—XVI столетиях, она наряду с армиллярной сферой была одним из основных инструментальных средств астрономического образования. Знание астрономии считалось основой образования, а умение пользоваться астролябией было делом престижа и знаком соответствующей образованности. Европейские мастера, подобно своим предшественникам арабам, уделяли большое внимание художественному оформлению, так что астролябии стали предметом моды и коллекционирования при королевских дворах. В XVI веке их стали делать на основе собственных расчётов, чтобы применять в европейских широтах.

2.3.          Принцип работы астролябии

В древние времена астролябию называли еще «пауком». Она действительно напоминает паука. Основа ее – круг с высоким бортиком, внутри которого вкладывается диск с нанесенными в стереографической проекции линиями небесной сферы и точками. В центре диска строятся концентрические окружности – полюс мира, небесный экватор, северный и южный тропики. Обозначен на диске небесный меридиан, параллели и азимутальные круги. Для нивелирования применяется подвесное кольцо. «Паук» представляет собой круглую решетку с нанесенными на нее самыми яркими звездами, зодиакальным кругом. Зодиакальный круг имеет шкалу. Все детали соединены вместе осью.

Внешний лимб тарелки имеет шкалу, оцифрованную в градусах и в часах.

рис.2 Схематическое устройство астролябии

С помощью «алидады» мы должны «поймать» нужный нам объект на небе, и с помощью шкалы мы определяем его угол.

3.        Практическая часть

Рис. 2 Самодельная астролябия

Её круг диаметром 10 – 15 см вырезанный из картона и проградуирован с помощью транспортира. Оба конца стрелок отогнуты, в центре отогнутых частей проделаны отверстия 3 – 4 мм. Стрелка укреплена на круге таким образом, чтобы она могла свободно вращаться. К оси стрелки подвешен отвес: нить с небольшим грузом. Стрелка, указывающая направление вниз, должна совпадать с нитью отвеса.

3.1.          План практической работы:

Чтобы сделать продукт грамотно и вовремя, мне нужен план работы. Он состоит у меня из нескольких пунктов

1.     Поиск литературы по созданию астролябии

2.     Поиск подходящего материала

3.     Создание прибора

4.     Проверка его работоспособности

После выполнения всех пунктов плана, я могу представить свой продукт на наглядной практической работе.

3.2.          Практическая работа.

Материал, из которого сделан опытный прибор: картон, нить , бумага

Рис. 3. Базовые компоненты устройства

После создания прибора, я должен продемонстрировать его в действии. В качестве объекта для изучения я возьму самую близкую к нашей планете звезду – Солнце.  Для того, чтобы определить высоту Солнца, нам всего лишь нужно навести на него алидаду нашей астролябии  и подсчитать градус

Отлично! Мы смогли измерить высоту Солнца в данный промежуток времени, а это значит, что прибор работоспособен и может использоваться в практических целях.

Заключение

Исследовательская работа предоставила ряд возможностей. Во-первых, изучить звёздное небо и описать приборы старые и современные, которые могут определить положение светил на небе и время наступления небесных явлений, во-вторых, позволила создать модель астролябии и выполнить наблюдение звёздного неба, измерив высоту светил в различных условиях. В третьих, в ходе этой работы выяснилось, что все-таки можно сделать недорогой аналог астролябии для практических работ. 

Гипотеза подтвердилась в ходе работы, все задачи были выполнены. Я считаю, что цель моей работы была достигнута.

И главный вывод  это то, что астрономия тесно связана с физикой и другими науками естественного цикла (химия, биология, география). Астрономия использует физические знания для объяснения явлений и процессов, происходящих во Вселенной и для создания астрономических приборов.

Список использованной литературы:

https:// www.gismeteo.ru/news/sobytiya/12767-kakimi-byvayut-snezhinki-7-/ .

1.     А. Ершов. Снег и его тайны  [электронный ресурс] URL:    www.metodolog.ru/00387/00387.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/Астролябия

 https://studopedia.info/4-4913.html

Скачано с www.znanio.ru