физика

Физика - Поурочные разработки 11 класс - 2017 год

Солнце - ОСНОВНЫЕ ОБЪЕКТЫ, ЯВЛЕНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕГАМИРА - ОСНОВЫ АСТРОНОМИИ

Задачи урока: изучить основные характеристики Солнца; ввести ряд новых понятий: светимость, хромосфера, фотосфера, корона, протуберанец, солнечный ветер и др.

Ход урока

I. Проверяют выполнение домашнего задания в форме фронтального опроса; заслушивают выступления школьников о Тунгусском метеорите.

II. Всевозможных данных о Солнце много, все они в той или иной степени интересны. Тем более важно выделить логику, а затем — метод познания. На уроке логика рассмотрения нового материала может быть представлена так:

1. Солнце как астрономический (физический) объект:

а) форма: внешний вид — светящийся диск с тёмными пятнами, плазменный шар радиусом примерно 700 000 км, масса 2 ∙ 10³⁰ кг; плотность: на поверхности средняя плотность разреженных газов около 1400 кг/м³, в центре — порядка 150 000 кг/м³;

б) движение: вращение вокруг оси, но с разной угловой скоростью на полюсе и экваторе (период 25—30 сут), что требует использования более сложной модели, чем “абсолютно твёрдое тело”; период обращения Солнца вокруг центра Галактики ориентировочно равен 200 млн лет, а скорость обращения — около 220 км/с;

в) взаимодействия: гравитационное с планетами, между частями вещества Солнца (ускорение свободного падения на поверхности Солнца почти в 30 раз больше, чем на поверхности Земли); электромагнитное между атомами, между атомами и элементарными частицами, например при излучении фотонов электромагнитного излучения;

г) состав вещества Солнца: водород (около 71%), гелий (около 27%), другие химические элементы (всего обнаружено более 70 разных элементов);

д) энергетические характеристики Солнца: солнечная постоянная, светимость, температура — на поверхности на уровне фотосферы температура около 6000 К, в центре — порядка 10⁷ К (законы Вина и Стефана—Больцмана).

2. Физические явления на Солнце или обусловленные Солнцем: образование структуры фотосферы в форме гранул, конвекция вещества изнутри в фотосферу, образование и движение пятен (температура около 4000 К) в фотосфере, солнечная корона (её газ нагрет до 10⁶ К) и протуберанцы в ней (с температурой порядка 6000—8000 К, массой в миллионы тонн), солнечный ветер как излучаемый Солнцем в космическое пространство поток протонов, электронов и ионов со скоростями порядка 800 км/с, световое и гравитационное действие (например, приливы) на Землю и живые организмы (о связи активности Солнца и эпидемий на Земле — см. работы нашего замечательного учёного А. Л. Чижевского).

Вывод-обобщение: гравитационное притяжение Солнца создаёт условия для существования Солнечной системы, излучение Солнца создаёт физические условия для многих явлений в Солнечной системе (в частности, условия жизни на Земле).

На рисунке 141 изображена модель верхних слоёв (атмосферы) Солнца, построенная на основе различных экспериментальных данных.

III. При отработке знаний, кроме репродуктивных вопросов, необходимо обсудить вопросы творческого плана. Например: какие ещё физические явления возникают на разных планетах в результате действия излучения Солнца? (Ответ. Нагрев вещества поверхности планеты, в том числе его испарение, и др.) Выскажите гипотезы о причине возникновения пятен на Солнце. Верно ли встречающееся иногда мнение о том, что появление солнечных пятен свидетельствует об остывании Солнца? Как можно сфотографировать солнечные пятна и гранулы? Когда и как лучше наблюдать протуберанцы? Почему температура хромосферы и короны больше, чем у фотосферы (см. рис. 141)? Почему так долго энергия от центра идёт к поверхности Солнца (учебник, с. 388)? Почему космонавту опасно выходить в открытый космос при солнечной хромосферной вспышке?

IV. Домашнее задание: § 102; задание на с. 382 учебника.