Контроль знаний по астрономии по разделу "Строение и эволюция Вселенной" (10 класс).

Предмет: Астрономия.

Класс: 10

Учитель: Елакова Галина Владимировна.

Место работы: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №7» г. Канаш Чувашской Республики.                   

    Проверочная работа предназначена для проверки знаний по теме «Строение и эволюция Вселенной». Проверочная работа рассчитана на 15 – 20 мин и содержит 5 вопросов, которые требуют знания материала 2 - 3 параграфов. Эти вопросы могут быть использованы также для устного фронтального опроса учащихся. Вопросы самостоятельной работы направлены на формирование умений, требуемых программой, а также на контроль за степенью их сформированности и уровнем знаний учащихся по основным вопросам курса астрономии. 

                                      Проверочная работа.                   

                      Тема: «Строение и эволюция Вселенной».

                                         Вопросы:

  1.Что такое звездное скопление?

  2. Дайте определение космологии.

  3. В чем состоит закон Хаббла?

  4. Почему постоянная Хаббла имеет большое значение для космологии?

  5. Почему Млечный Путь проходит не точно по большому кругу небесной сферы?

  6. Какие химические элементы являются наиболее распространенными во Вселенной, какие – на Земле?

  7. В чем состоит сущность эффекта Доплера?

  8. Что такое красное смещение?

  9. К какому выводу пришли ученые объяснив красное смещение эффектом Доплера?

  10. Что такое реликтовое излучение?

  11. Как формулируется закон всемирного тяготения?

  12. О чем гласит закон Вина?

  13. Сформулируйте закон Стефана – Больцмана?

 14. В чем заключается сущность эффекта Доплера?

  15. Что такое темная материя?

  16. Что вы знаете о темной энергии?

  17. Объясните значение воды в химической эволюции основных органических молекул.

  18. Наблюдения показывают, что по всем направлениям в космосе расположено   примерно равное число галактик и все они от нас удаляются. Значит ли это, что наша Галактика – центр всей Вселенной?

  19. В чем состоит трудность поиска экзопланет?

  20. Какой была Вселенная в прошлом?

  21. Как можно оценить возраст Вселенной?

  22. Как можно определить радиус мегагалактики?

  23. Какое значение имеет общая теория относительности для астрономии?

  24. Объясните, почему современная модель расширяющейся Вселенной названа моделью горячей Вселенной.

   25. Приведите доказательство того, что Вселенная расширяется.

                                                  Ответы:

1.      Звездное скопление – группа звезд, которые расположены близко друг к другу и связаны взаимным тяготением.

2.      Космология –раздел астрономии, который изучает строение и эволюцию Вселенной в целом, используя при этом методы и достижения физики, математики и философии.

3.      Скорость удаления галактик возрастает прямо пропорционально расстоянию до них: v=H•r, где Н –постоянная Хаббла; r – расстояние; v –скорость удаления галактики.

4.      Постоянная Хаббла очень важна, так как она задает скорость расширения Вселенной. Это основа для оценки размера и возраста Вселенной. 

5.      Потому что Солнце расположено не точно в плоскости Галактики, а вблизи нее.

6.      Наиболее распространенными элементами являются водород и гелий, а на Земле – кислород, кремний и металлы.

7.      Сущность эффекта Доплера состоит в том, что линии в спектре источника, приближающегося к наблюдателю, смещены к фиолетовому концу спектра, а линии в спектре удаляющегося источника – к красному концу спектра.

8.      Хаббл открыл закономерность: линии в спектрах подавляющего большинства галактик смещены к красному концу, причем смещение тем больше, чем дальше от нас находится галактика. Это явление называется красным смещением.

9.      Ученые пришли к выводу о том, что расстояние между нашей и другими галактиками непрерывно увеличивается. Происходит взаимное удаление всех галактик.

10.  Реликтовое излучение является излучением, которое осталось от горячего состояния вещества в начале расширения Вселенной.

11.  Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними: F=m₁•m₂/r².

12.  Согласно закону Вина, длина волны, на которую приходится максимум излучения, связана с температурой Т формулой: ƛ _max = 0,29/Т, где: ƛ _max – длина волны (в см), на которую приходится максимум излучения, Т – абсолютная температура.

13.  Закон Стефана-Больцмана — Энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры. Из формулы видно, что при повышении температуры светимость тела не просто возрастает — она возрастает в значительно большей степени (Е= бТ⁴).

14.  Линии в спектре источника, приближающегося к наблюдателю, смещены к фиолетовому концу спектра, а линии в спектре удаляющегося источника – к красному концу спектра.

15.  Темная материя не испускает электромагнитное излучение, по массе несколько раз превышает суммарную массу звезд, это несветящееся вещество не участвует в электромагнитном взаимодействии, слабо проявляется в ядерном и слабом взаимодействиях, в основном участвует в гравитационном взаимодействии. 

16.  Так как есть утверждение, что Вселенная расширяется с ускорением. Это означает, что расширение Вселенной будет продолжаться неограниченно, наблюдаемое ускорение создает вид материи, который обладает свойством антигравитации, которое получило название темной энергии.

17.  Вода ускоряет химические реакции, облегчая молекулам возможность столкновения друг с другом.

18.  Нет. Космологический принцип гласит, что если бы вы перенеслись в любую другую галактику и взглянули в космос, то опять бы увидели примерно равное число удаляющихся галактик по всем направлениям.

19.  Трудность поиска экзопланет состоит в том, что для обнаружения планеты типа Земли скорости, которые нужно измерить, составляют несколько метров в секунду, а ослабление света звезды составит доли процента.

20.  Вселенная в прошлом была плотной и горячей настолько, что в ней шли термоядерные реакции синтеза гелия и з водорода, именно по этой причине сейчас основная масса вещества состоит из водорода и гелия.

21.  Если наблюдаемая нами галактика удаляется со скоростью v и находится на расстоянии r от нас, то свое удаление от нас галактика начала примерно в момент t=r/v=r/H•r=1/H =1/2,4•10^-18 с^-1 = 0,42•10¹⁸ с = 13•10⁹ лет. Около 13 млрд лет назад все вещество Вселенной было сосредоточено в небольшом объеме и плотность вещества была настолько высокой, что ни галактик, ни звезд не существовало.

22.  Радиус мегагалактики можно определить с помощью закона Хаббла. Максимальная скорость не может превышать скорости света, поэтому максимальное расстояние, до которого можно наблюдать небесные тела, соответствует скорости разбегания галактик v=с = 3•10⁵ км/с, откуда

       R = с/Н = 3•10⁵ км/с/75 км/(с•Мпк) = 4•10³Мпк = 1,3•10¹⁰ св. лет = 1,24•10²⁶ м.

23. ТО Эйнштейна обобщает теорию тяготения Ньютона для массивных тел и скоростей движения вещества, сравнимых со скоростью света. Согласно ТОЭ гравитационное взаимодействие передается с конечной скоростью, равной скорости света; по ТОЭ время не имеет абсолютного характера, а движение и распределение материи в пространстве нельзя рассматривать в отрыве от геометрических свойств пространства и времени. Гравитационное поле представляет собой искривление пространства-времени, создаваемое массивными телами.

24. Основная масса гелия образовалась (по Гамову) на ранних стадиях расширения Вселенной, еще до формирования в ней звезд. Если учесть, что образования гелия в термоядерных реакциях возможно лишь при температуре свыше нескольких миллионов кельвинов, то на ранних этапах расширения Вселенная была не только плотной, но и горячей. Поэтому принятая в настоящее время модель расширяющейся Вселенной получило название модели горячей Вселенной.

25. Свет от далеких галактик смещается к красному концу спектра – явление, называемое красным смещением. Чем дальше галактики, тем больше их красное смещение. Самые далекие галактики, которые мы можем наблюдать, имеют наибольшее красное смещение, что свидетельствует об одинаковом удалении галактик от нас и друг от друга.

                        В каждом варианте по 5 вопросов.

1        вариант: 1; 6; 11;16; 21.

2        вариант: 2; 7; 12; 17; 22.

3        вариант: 3; 8; 13; 18;23.

4        вариант: 4; 9;14; 19; 24.

5        вариант: 5; 10; 15;20; 25.

                      Критерии и нормы оценки за ответ:

     Оценка «отлично» ставится, если обучающийся показал полный объем, высокий уровень и качество знаний по данным вопросам, владеет культурой общения и навыками научного изложения материала, устанавливает связь между теоретическими знаниями и способами практической деятельности: ясно, точно и логично отвечает на заданные вопросы.

    Оценка «хорошо» ставится, если обучающийся логично и научно изложил материал, но недостаточно полно определяет практическую значимость теоретических знаний: не высказывает своей точки зрения по данному вопросу, не смог дать достаточно полного ответа на поставленные вопросы.

     Оценка «удовлетворительно» ставится, если обучающийся при раскрытии вопроса допустил содержательные ошибки, не соотнёс теоретические знания и собственную практическую деятельность, испытывает затруднения при ответе на большинство вопросов.

     Оценка «неудовлетворительно» ставится, если обучающийся показал слабые теоретические и практические знания, допустил грубые ошибки при раскрытии вопроса, не смог ответить на заданные вопросы.

     Литература:

1. Астрономия. Базовый уровень. 11 класс: учебник / Б.А. Воронцов-Вельяминов, Е. К. Страут. – 5-е изд., пересмотр. – М.: Дрофа, 2018. – 238, [2] с.: ил., 8 л.

 2.Чаругин В.М. Астрономия. 10-11 классы: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень/ В. М. Чаругин. – М.: Просвещение, 2018. -144 с.

3. Малахова Г. И., Страут Е. К. Дидактический материал по астрономии. Пособие для учителя. – М.: Просвещение, 1989. -95 с.

4. Моше Дина. Астрономия: Кн. для учащихся. Пер. с англ./Под ред.  А. А. Гурштейна. – М.: Просвещение, 1985. – 255 с.