Региональное учебно-методическое объединение.

 Дагестанский реском профсоюза работников народного образования и науки РФ.

ГБУ ДПО РД «Дагестанский институт развития образования».  

VIII Республиканский конкурс «Интерактивные технологии в современном образовании»

Физика и астрономия – науки о природе.

Направление: методическая разработка.

Предметное направление: физика.

11 класс.

Выполнил:

Халилов Алдер Феликсович,

ученик 11 класса МКОУ СОШ №8 г. Избербаш.

+7 961 834 50 10.

Руководитель:

Аскадинова Заира Магомедсаидовна,

учитель математики МКОУ СОШ №8 г. Избербаш.

Избербаш 2019

Введение

         Астрономия как наука, сфера человеческой деятельности и область образования имеет высокую социальную значимость. Она является одной из наиболее быстро развивающихся точных наук XXI века. В частности,

-       ежедневно, средства массовой информации представляют десятки сообщений, посвященных новым открытиям и результатам теоретических исследований, полученным специалистами по астрономии, астрофизике и космонавтике;

-       самые значимые достижения последних лет, сделанные в этих областях научных знаний, отмечены в XXI веке самыми престижными премиями по физике,

-       многие государства мира активно стремятся к изучению ближнего и дальнего космоса,

-       2009 год был объявлен ООН Международным годом астрономии.

         Актуальность.

         Астрономия – одна из немногих наук, где непрофессионалы все еще могут играть весьма важную роль. Любительская астрономия уже внесла вклад в ряд важных астрономических открытий. Одной из главных задач современной системы образования РФ является подготовка молодых высококвалифицированных кадров для научной и инженерно-технической сфер деятельности. Последнее достичь невозможно без проведения в рамках образовательного процесса большого блока практических занятий, посвященных решению актуальных задач. Бурное развитие астрономии-науки влечет за собой волну развития в сфере образования.

         Цель.

         Моя цель, являясь школьником, - глубокое изучение физики и астрономии в школьном курсе.

Цель настоящей исследовательской работы:

1)    провести параллель между физикой и астрономией в олимпиадных задачах и в задачах школьной программы.

2)    анализ и, возможно, переосмысление значимости моего участия во Всероссийской олимпиаде школьников по астрономии с 19 по 26 марта 2019 года.

Задачи:

1.     определить практические знания и умения, необходимые школьнику для участия во Всероссийской олимпиаде школьников по астрономии;

2.     определить теоретические же знания необходимые школьнику для участия во Всероссийской олимпиаде школьников по астрономии;

3.     изучить вопросы блиц-тура Всероссийской олимпиады школьников по астрономии;

4.     провести параллель между физикой и астрономией в школьном курсе.

Основная часть

         Включение астрофизических вопросов в школьный курс физики с целью демонстрации универсальности физических законов и их применимости для описания явлений галактического масштаба основывается на уверенности в справедливости этих законов, по крайней мере, для широкого круга явлений, достаточно подробно изученных к настоящему времени.

Методика изложения вопросов астрофизики в рамках курса физики средней школы характеризуется рядом специфических моментов, отличающих ее от методики изложения традиционных тем курса физики. Основное различие связано с невозможностью постановки эксперимента не только в условиях школы, но и вообще. Все «экспериментальные» данные, которые во всех без исключения случаях определяют генеральное направление развития физической теории, получаются в астрофизике в результате наблюдений и измерений, проводимых над природными явлениями. Традиционно это были результаты, получаемые в наблюдательной астрономии. В последнее время сюда добавились измерения, проводимые с помощью физических приборов, запускаемых в космическое пространство, что сразу на несколько порядков расширило количество и качество получаемой информации. Однако во всех без исключения случаях объектом наблюдения являются реальные процессы и явления, происходящие в природе, а не осуществленные в результате действия человека.

            Для участия во Всероссийской олимпиаде школьников по астрономии необходимо иметь следующие практические знания и умения:

1)    ознакомление с содержанием малых звездных атласов и общими правилами их использования при изучении звездного неба;

2)    ознакомление с элементами теории спектров, освоение методики построения дисперсионных кривых для данных спектрограмм, определения длин волн спектральных линий и отождествления линий химических элементов в спектрах небесных светил;

3)    ознакомление с основными аспектами теории солнечной активности: активные образования атмосферы Солнца, цикл солнечной активности, определение индексов солнечной активности;

4)    ознакомление с элементами теории классификации звездных спектров, освоение методики классификации звезд по спектрам с использованием спектрограмм представителей различных классов и определение светимости звезд;

5)    изучение основных методов определения температуры звезд;

6)    изучение методов определения масс и радиусов звезд;

7)    ознакомление с методами определения собственных движений и пространственных скоростей звезд;

8)    изучение методов фотометрии переменных звезд;

9)    ознакомление с некоторыми методами изучения Галактик;

10)         знакомство с физическими свойствами квазаров, особенностями их спектров; анализ спектра квазара и определение расстояния до него.

         Теоретические же знания необходимые для успешного участия во Всеросе, можно разделить на две группы: астрометрия и небесная механика. Я составил список теоретических вопросов, которые необходимо изучить школьнику:

1)    небесная сфера: основные точки, линии, круги;

2)    системы небесных координат;

3)    суточное вращение небесной сферы;

4)    видимое движение Солнца и Луны;

5)    атмосферная рефракция света;

6)    система счета времени в астрономии;

7)    тригонометрические методы определения расстояний и размеров небесных тел;

8)    кинематика движения Солнечной системы;

9)    закон всемирного тяготения и принцип скперпозиции сил;

10)         свойства электромагнитного излучения небесных тел;

11)         основы фотометрии.

Заключительный этап Всероссийской олимпиады школьников по астрономии Самарском государственном аэрокосмическом университет проходил в три этапа: теоретический тур, практический тур и блиц-опрос. Наиболее интересным и доступным для меня оказался блиц-опрос. Здесь были рассмотрены следующие вопросы:

1)    теоретический калейдоскоп;

-       средняя плотность вещества,

-       плечо силы,

-       оптическая сила линзы,

-       путь и перемещение,

-       механизмы теплопередачи,

-       образы Луны,

-       масса тела и инертность,

-       ускорение свободного падения,

-       понятие силы,

-       внутренняя энергия идеального газа,

-       правило Ленца,

-       дифракция света и кольца Ньютона,

-       потенциальная энергия и её явный вид,

-       насыщенный пар, влажность воздуха, туман,

-       МКД и его сохранение,

-       электроемкость и конденсатор,

-       среднеквадратичная скорость частицы,

-       терминатор небесного тела;

2)    история физики и астрономии:

-       наблюдения Эратосфена и определение радиуса Земли,

-       энергия Солнца и несостоятельность гипотезы,

-       Аристарх и его открытие,

-       аномальное смещение Пелигея Меркурия и Вулкан,

-       гипотеза прошлого и его несостоятельность,

-       легенда о зеркалах Архимеда и эксперимент Саккаса;

3)    современные задачи производства:

-       асимметрия ведущих колес автомобиля,

-       гиря и ее инородные вкрапления,

-       ГЭС и потребление электроэнергии,

-       скорость напыления серебра,

-       передача электроэнергии по проводам и ее потери;

4)    природные явления и процессы:

-       падение капель дождя,

-       миражи на дорогах,

-       кольцевая радуга,

-       вспышка в грозовых облаках,

-       гром и его свойства,

-       дождь, лужи, испарение воды,

-       оптическая зажигалка,

-       сжатие видимого диска у горизонта,

-       явление зеленого луча на закате Солнца,

-       определение средней толщины облака,

-       искусственное магнитное поле Земли;

5)    увлекательный космос:

-       звезды и их видимая яркость,

-       солнце и стоимость электрической энергии,

-       самая близкая и самая далекая планета,

-       пузырьки Ферми и скорость их расширения,

-       Луна и давление в ее центре,

-       большое зеркало Рьюкана и солнечный зайчик,

-       фазы Земли, Луны и расстояние от Солнца,

-       угловые размеры Земли и Солнца, продолжительность лунного дня,

-       место наблюдений астронома,

-       движение ИСЗ и его свойства,

-       свойства шарового скопления,

-       блеск, светимость и энергия вспышки метеора,

-       атмосфера Титана,

-       транзит Луны в поле зрения телескопа.

Если бы можно было отмотать время вспять на 3 года, я бы изучал астрономию совместно с физикой. Так как прошлое прошло, то сегодня я составил последовательный алгоритм изучения астрономии интегрировано с физикой:

1)    Система небесных координат:

-       небесная сфера и ось мира,

-       сферические тела и линейный угол,

-       горизонтальная система координат,

-       кульминация светил,

-       экваториальная система координат,

-       эклиптическая система координат,

-       измерение времени.

2)    Законы движения небесных тел.

3)    Солнечная система.

4)    Звезды:

-       физическая природа звезд,

-       классификация звезд,

-       диаграмма спектр-светимость.

5)    Свойства волн и света.

6)    Тепловое излучение и фотометрия.

7)    Механика для астрономии.

-       кинематика прямолинейного движения,

-       кинематика углового движения,

-       динамика,

-       статистика,

-       энергия и работа.

8)    Оптика.

Вопрос о возможности обнаружения новых фундаментальных законов физики на астрофизическом материале имеет еще один, не менее важный аспект. Необходимость введения новых физических представлений при дальнейшем развитии физики сама по себе не вызывает сомнений. Например, при создании квантовой теории гравитации для анализа сингулярностей, появляющихся в решении уравнений классической общей теории относительности. Однако при рассмотрении отмеченных выше вопросов нельзя исключать возможности появления каких-то новых обстоятельств, связанных с обнаружением огромных масс на космических, пока недоступных для наблюдения расстояниях и т. п., которые позволят объяснить наблюдаемые факты на основе существующих представлений. Возможно, что для объяснения процессов в ядрах галактик никакая «новая физика» не нужна.

По мнению большинства астрофизиков, еще далеко не исчерпана возможность объяснения всех наблюдаемых в галактиках и их ядрах, в квазарах, нейтронных звездах и черных дырах явлений на основе существующих представлений, не прибегая к существенно новым физическим представлениям.

Скачано с www.znanio.ru