Лабораторная работа по методу параллакса (астрономия)

Данная   лабораторная   работа   выполнялась   ежегодно   и   представляла большой   интерес   для   обучающихся.   Теоретический   материал рассматривался на уроке перед лабораторной работой. Поскольку   школа   сельская,   т.е.   в   выпускном   классе   количество школьников  не превышало 10 – 11,  то все  измерения проводились  очень индивидуально,   особенно   вторая   часть   работы   –   объекты   выбирались различные.   Направление   работы   многопланово:   знания   астрономии, геометрии, географии (работа с картой), математические вычисления.  По ФГОС в работе, кроме предметных, ожидаемые результаты: Личностные:   регулятивные   (планирование   и   отслеживание   времени, используемого в работе); постановка задач, самооценка своей работы; Метапредметные:   формируется   умение   работать   с   оборудованием   и умение использовать в работе нелабораторное оборудование. Е.В. Михайлюк, учитель МБОУ СОШ с. Красное  Николаевского района Хабаровского края 19.10.2017 Цель:  Теория:   1. научиться определять размеры удаленных тел; 2. научиться определять расстояния до недоступных (далеких) объектов. Для избежания догматичности в изложении, для формирования убеждения в   справедливости   сообщаемых   фактов   обучающимся   в   простейшей   форме должны быть раскрыты хотя бы некоторые методы науки. К ним относятся прежде всего методы определения расстояний до небесных тел. Обучающихся   не   может   удовлетворить   только   "книжное"   изложение методов   астрономии   с   помощью   доски   или   интерактивных   моделей   и анимаций.   Нужна   демонстрация,   близко   воспроизводящая   хотя   бы   самые простые методы в определении расстояний,  Ниже приводится одна из таких демонстраций, которая близко моделирует способ определения расстояний до небесных тел (рис.1). Рис. 1. Наклеивают   на   стекле   окна   на   уровне   глаза   наблюдателя   бумажный кружок диаметром 1,5 ­ 2 см, обозначающий светило. У противоположной стены на расстоянии 4­5 м от окна устанавливают  теодолит и на верхнем 1 основании его штатива под треножник зажимают в горизонтальном положении тонкую линейку АВ (базис). Установив ее перпендикулярно направлению ВS и визируя   глазом   из   конца   линейки   А,   замечают   на   фоне   видимых   в   окно достаточно удаленных предметов какую­либо точку S1, куда проектируется "светило" S. При наблюдении в трубу теодолита из точки В бумажный кружок S вследствие параллактического смещения спроектируется в точку S2. Угол, образованный направлениями ВS1, и ВS2 (который мы и измеряем теодолитом) и   будет   практически   равен   параллаксу   p,   так   как   точка   S1 значительно удалена и направления АS1 и ВS1 можно считать параллельными. Подставив   значения   базиса   и   параллакса   в   формулу  находят искомое расстояние. Для проверки найденного результата, проводят непосредственное измерение расстояния Д. Попутно определяют и размеры светила, измерив с помощью теодолита угловой диаметр кружочка S. Поскольку   в   учебнике   не   разъясняется,   как   практически   можно определить   параллаксы   светил,   полезно   перед   проведением   демонстрации обратить   на   это   внимание   учащихся   (рис.2).   Это   в   значительной   мере помогает   связать   условные   обозначения,   применяемые   в   демонстрации,   с реальными объектами и расстояниями. Рис. 2. Описанный   способ   в   отличие   от   других   тригонометрических   методов определения расстояний (когда измеряется прилегающий к базису угол А) не требует переноски теодолита из одной точки в другую. В нем яснее выступает аналогия   параллактического   смещения   светила   на   фоне   далеких   звезд, которое   в   действительности   и   определяется   или   по   фотографиям, полученным   из   разных   точек   Земли   в   один   и   тот   же   момент   или   по измерениям в меридиане. Кроме того, здесь практически не сказывается на результатах   измерения   некоторая   неточность   в  положении   линейки   АВ  по отношению к направлению ВS. Определение расстояния таким методом можно провести и без теодолита, воспользовавшись планшетом, установленным на треноге или на столе (рис.3). 2 Рис. 3. Произведя   визирование   с  помощью   5  булавок,   установленных   на   листе бумаги   в   точках   А,   В,   С,   E   и   F   и   определив   транспортиром   угол   FАЕ, вычисляют искомое расстояние Д. Такие же измерения могут выполнить и все ученики на своих листочках в порядке практической работы. Это занимает буквально несколько минут. В   последующем   это   упражнение   облегчит   обучающимся   выполнение практической работы по определению угловых и линейных размеров Солнца, Луны, лунных цирков и пр. Оборудование: Теодолит, транспортир (+картонный лист, булавки) Порядок выполнения работы: 1. Наклеить на стекле окна на уровне глаза бумажный кружок диаметром 1,5 ­   2   см,   обозначающий   светило.   У   противоположной   стены   установить теодолит и на верхнем основании его штатива под треножник зажать в горизонтальном положении тонкую линейку АВ (базис).  2. Установив ее перпендикулярно направлению ВS и визируя глазом из конца линейки   А,   отметить   на   фоне   видимых   в   окно   достаточно удаленных предметов какую­либо точку S1, куда проектируется "светило" S. (при наблюдении в трубу теодолита из точки В бумажный кружок S вследствие параллактического смещения спроецируется в точку S2).  3. Подставив   значения   базиса   и   параллакса   в   формулу,  найти искомое расстояние.  4. Для   проверки   найденного   результата   провести   непосредственное измерение расстояния Д. 5. Определить   размеры «светила», измерив с помощью теодолита угловой диаметр кружочка S. Дополнительно: 6. На улице установить на треногу планшет.   7. Для определения расстояния до объекта на противоположном берегу реки Амур (по карте примерно 13 км) произвести визирование с помощью 5 булавок, установленных на листе бумаги в точках А, В, С, E и F. 8. Определить транспортиром угол FАЕ. 9. Вычислить искомое расстояние Д. 3 10.Воспользоваться   картой   и   определить   погрешность   измерения   данным способом. Выполнить отчет. 4