Межрегиональная студенческая научно-практическая конференция

«Я - специалист 2019»

 

Направление: математика, физика

 

ТЕМА: «Яркие созвездия (на географической  широте 61°41′ северной широты, 73°26′ восточной долготы) в городе Сургут»

 Заруба Алёна Игоревна

АУ «Сургутский политехнический колледж»

 

Специальность 46.01.01 «Секретарь»

1 курс, группа 833

 

 

 

Руководитель:

Сгибнева Наталья Николаевна

преподаватель астрономии, физики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сургут, 2019

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность данной темы состоит в том, что нам необходимо получать знания о созвездиях в определенные времена года. Частично отсутствует сопровождение, обеспечения самостоятельного образования по дисциплине «астрономия», студентов дополнительным информационным сопровождением, при изучении  астрономии посредством  мобильного приложения.  При изучении дисциплины «астрономии»  после занятия по теме: «Видимое движение звезд на различных географических широтах»,  после выполнения домашнего задания, решили провести свое исследование, но столкнулись с отсутствием необходимого оборудования (телескоп, подвижная карта звездного неба, планетария и т.д), тогда мы стали искать и решили воспользоваться мобильным приложением Star Walk 2 Free: для дальнейшего изучения звездного неба.

ЦЕЛЬ: Определение видимого движения звезд (на географической  широте 61°41′ северной широты, 73°26′ восточной долготы) в городе Сургут.

Задачи исследования:

ü изучить и проанализировать литературу по теме исследования;

ü апробировать наиболее подходящие приложения для исследования;

ü изучить звездное небо сравнительным способом в приложении и на улице;

ü провести наблюдение в осеннее время года составила отчет о созвездиях;

ü провести наблюдение в зимнее время года составила отчет о созвездиях;

ü провести наблюдение в весеннее время года составила отчет о созвездиях;

ü обобщить полученные исследования и составить таблицу для самостоятельной работы студентов;

Объект исследования:  ночное небо в разные времена года

Предмет исследования:  созвездия

 

Методы исследования: анализ, наблюдение, изучение.

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

I.Введение………………………………………………………………………....

II. Основная часть……………………………………………………………….

Глава 1. Основные термины и понятия………………………………………

1.1. Ориентирование на местности…………………………………………….

Глава 2. Практическая часть…………………………………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Основные термины и понятия.

Во время наблюдений за звездами нам кажется, что все небесные светила расположены на одинаковом расстоянии и светятся на поверхности огромной сферы, в центре которой находится наблюдатель. Известно, что звезды и планеты расположены на разных расстояниях от Земли  (приложение №1 рис. 2.1 Созвездие Орион (древняя карта звездного неба), рис. 2.2.

 ( Звезды в созвездии Орион расположены на разном расстоянии от Земли, а нам кажется, что они светятся на поверхности сферы) а наша планета — не в центре Вселенной, поэтому такую небесную сферу считают вспомогательной при определении сферических координат светил. На такую вспомогательную сферу проецируются изображения звезд и планет, и мы можем измерить только углы между направлениями на эти светила. При этом центр небесной сферы может располагаться в любой точке пространства. В зависимости от этого различают топоцентрические, геоцентрические или гелиоцентрические координаты.

Созвездия — участки небесной сферы, на которые разделены отдельные группы звезд для удобства ориентирования.

Среди методов астрономии, иначе методов астрономических исследований, можно выделить три основных группы:

-наблюдения.

-измерения.

-космический эксперимент.

 

Воображаемая небесная сфера произвольного радиуса помогает определить координаты небесных светил.

Полюс мира — точка пересечения оси вращения Земли с небесной сферой.

Небесный экватор — линия пересечения плоскости земного экватора с небесной сферой.

Небесный меридиан — линия пересечения плоскости земного меридиана с небесной сферой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.   Ориентирование на местности

В повседневной жизни для определения направления мы используем ориентиры, которые нам хорошо знакомы,— дома, дороги, реки и т. д. Если мы попадаем в незнакомую местность, то наши привычные ориентиры исчезают, и мы можем заблудиться. В этом случае надежными ориентирами могут быть небесные светила, ибо они нам светят и дома, и на чужбине.

Для ориентирования на поверхности Земли астрономы применяют термины отвесная линия и горизонт. Направление отвесной линии задается силой притяжения Земли в точке наблюдения. Его можно определить с помощью обычного отвеса, который подвешивают на нитке. Предположим, что наблюдатель находится на поверхности Земли в точке О, которая имеет географическую широту РШ (разность широт) (рис. 2.4  Плоскость математического горизонта перпендикулярна к отвесной линии) Направление ООх по отвесу вниз называют надиром, противоположное направление OZ, вверх,— зенитом. Сейчас горизонт определяют как плоскость, перпендикулярную к отвесной линии.

От постоянных видимых околополярных созвездий мы перейдем теперь к созвездиям, характерным  для каждого из четырех времен года – осени, зимы и весны. “Сезонная” сортировка созвездий, конечно, условна. Например, в долгие зимние ночи, от конца вечерних сумерек и до утренней зари, над горизонтом медленно проплывают не только “ чисто зимние”, но и “осенние” (ранним вечером)  и “весенние” (под утро) и даже частично “летние” созвездия. Поэтому рассматривают вид звездного неба в определенные дни года и моменты суток. Так, например, под “осенним” звездным небом мы будем понимать ту панораму созвездий, которую увидит наблюдатель 1 октября в 22 часа по времени места наблюдения. Для “зимнего” неба удобен момент 15 января в 22 часа, а для “весеннего” – 15 апреля в 22 часа декретного или 23 часа летнего времени.

Горизонт, или линия пересечения плоскости горизонта с небесной сферой, является окружностью, в центре которой находится наблюдатель. На горизонте различают четыре точки: N — север, S — юг, Е — восток, W — запад, с помощью которых люди ориентируются и определяют направление во время путешествий.

 

Двойные звезды

Среди звезд, которые видны на небе рядом, различают оптические двойные и физические двойные звезды.

В первом случае такие две звезды хотя и видны вблизи, но находятся в пространстве далеко друг от друга.

Если же в результате наблюдений выясняется, что они образуют единую систему и обращаются вокруг общего центра масс под действием взаимного тяготения, то их называют физическими двойными звездами.

Первым, кто доказал, что физические двойные звезды действительно существуют, был известный английский астроном Вильям Гершель (1738–1822).

Множество двойных звезд открыл и исследовал В. Я. Струве. В настоящее время известно уже более 70 тыс. этих объектов.

Редким примером двойной звезды, оба компонента которой различимы даже невооруженным глазом, являются Мицар и Алькор в созвездии Большой Медведицы.

Среди ярчайших звезд также были обнаружены двойные: Сириус, Капелла, Кастор и др.

Более того, оказалось, что во многих случаях каждая из звезд такой пары сама состоит из нескольких звезд.

Так, Мицар и Капелла имеют в своем составе четыре компонента, а Кастор – шесть.

Люди с хорошим зрением видят рядом с Мицаром звезду Алькор.

Название в переводе с арабского означает забытая или незначительная.

Способность видеть Алькор — традиционный способ проверки зрения.

 

 

 

 

2.                                                                                    Практическая часть.

Астрономия является одной из древнейших наук, она возникла на основе практических потребностей человека и развивалась вместе с ним.

Мы часто обращаем свой взор в ночное звездное небо, но знаем ли мы, какие созвездия можно увидеть в разное время года в нашем регионе?

 

Для того чтобы начать практическую часть изучения звездного неба, мы занялись поиском необходимой информации, знаний для проведения исследования.

Изучив литературу по астрономии и выяснив, какие наиболее яркие созвездия четырех сезонов времени года в энциклопедии А. Аксёнова, мы нашли статью о “Звёздном небе четырех сезонов в средних широтах северного полушария”, и опираясь на полученную информацию, решили провести наблюдение, узнать и сравнить яркие созвездия (на географической  широте 61°41′ северной широты, 73°26′ восточной долготы) в городе Сургут.

Решив провести исследование, мы столкнулись с отсутствием необходимого оборудования (телескоп, подвижная карта звездного неба, планетария и т.д ), тогда занялись поиском мобильного приложения для изучения карты звездного неба. Рассмотрев несколько вариантов приложений и программ, наш выбор остановился на Star Walk 2 Free.

 

Этапы работы:

1.                                                                                                         Этап. Изучение литературы.

Мы изучили литературу, энциклопедии, путеводители, звездные карты и астрономические календари. В них мы нашли определенные даты в дни, которых мы можем наблюдать наиболее яркие созвездия сезонов времен года.

 

2.                                                                                                         Этап: Поиск мобильного приложения для исследования.

Апробировать наиболее подходящие приложения для исследования. Мы использовали несколько мобильных приложений: Star Chart; Star Map; Star Walk 2 Free; Sky Safari. И остановились, на наиболее  подходящим для нас Star Walk 2 Free. Данное приложение включено в список самых популярных программ в категории «Образование» Star Walk 2 Free представляет собой виртуальный планетарий прямо в вашем кармане. Оно использует технологии определения местоположения с помощью GPS, 3D-модель вселенной и созвездий, которая вычисляет в реальном времени текущее местоположение каждой видимой с Земли звезды и планеты. Если вы хотите узнать имя и информацию о любом пятнышке в небе, то просто наведите камеру устройства на него. Направляем наш смартфон на интересующую вас часть неба, и вы тут же получите самые последние данные об исследовании космоса. Перемещая устройство вы сможете наблюдать за тем, что же находится сейчас над вашей головой. Примечательно, что приложение можно использовать не только ночью, но и днем, но в ночное время суток наблюдать за этим на много приятнее.  Интерфейс в программе очень простой, но в тоже время продуманный. Запустив программу мы увидим отличную трехмерную картинку звездного неба с детальной прорисовкой каждого из элементов. Примечательно, что в приложение есть несколько удобных режимов просмотра: обычный, инфракрасный, радиоэлектронный и другие не менее интересные режимы. Приятным дополнением станет очень атмосферное музыкальное сопровождение и тематические звуки космического пространства. 

 

3.                                                                                                         Этап: Выбор местности.

Наблюдения проводились за Сургутским музыкально-драматическим театром, в районе железнодорожного вокзала.

 

4.      Этап: Наблюдение за осенними созвездиями

Надвигающаяся осень сгоняет с небосклона летние созвездия, принуждая теплолюбивого Лебедя собираться в невидимые дальние края, откуда он на следующий год непременно вернется. Наступает время Пегаса и Кассиопеи. Теперь именно эти осенние созвездия будут править небом несколько месяцев.

Под осенним звездным небом мы будем понимать ту панораму созвездий, которую увидим 1 октября в 22 часа по времени места наблюдения. Объект наблюдения выбран, ночь ясная. В 21:45 мы пришли на открытую местность, а именно пустошь, которую выбрали как территорию для исследовательской работы. Используя мобильное приложение, наводили камеру своего девайса (мобильного телефона) на ночное небо и наблюдали 3D модели созвездий, которые являлись самыми яркими в данное время суток и сезон. Данные полученные в ходе наблюдения за осенними созвездиями, мы сравниваем с тем, что получили в ходе изучения литературы и вносим в таблицу.

Пегас – созвездие Северного полушария неба. Расположен к юго-западу от Андромеды и содержит 166 звёзд, видимых невооружённым глазом. Самые яркие звёзды в в созвездии Пегаса: Эниф и Маркаб. К поздней осени созвездие поднимается на значительную высоту. Обычно его находят как продолжение цепочки звезд Андромеды.

Лебедь – созвездие Северного полушария неба. Яркие звезды образуют характерный крестообразный рисунок – астеризм Северный крест, вытянутый вдоль Млечного Пути.     Денеб (a Лебедя) – очень яркая звёзда, белый сверхгигант.

Кассиопея – созвездие Северного полушария. Ярчайшие звезды Кассиопеи образуют фигуру, похожую на буквы «М» или «W». Созвездие содержит около 90 звёзд ярче 6 величины (то есть видимых невооруженным глазом). Астеризм Кассиопеи состоит из 5 ярких созвездий  ε (Сегин), δ (Рукбах), γ (Нави), α (Шедар) и β (Каф).

 

5.      Этап: Наблюдение за зимними созвездиями.

Морозные зимние ночи – идеальное время для звездных наблюдений. Тот, кто рискнет выйти на прогулку в холодную пугающую темноту, будет вознагражден видом чарующих картин.

Никогда, пожалуй, не бывает таким красивым звездное небо, как зимой. И секрет этой привлекательности не только в прозрачности морозных ясных ночей, их длительности и черноте, контрастирующей с белизной окружающего зимнего ландшафта. Зимнее звездное небо богато яркими звездами, выразительными созвездиями.

Наблюдая созвездия зимнего неба, можно не только приобщиться к прекрасной науке – астрономии, – но и погрузиться в эпос древнего мира.

В интернет ресурсах пишут о том, что лучшее время для наблюдения за зимними созвездиями является 15 января в 22 часа, в том время как в литературе сообщается, что более удобен момент середины зимы, 1 января в 22 часа. Тогда мы решили наблюдать за небом в первом и во втором случае, вновь используя мобильное приложение с картой звездного неба. В ходе нашего исследования благоприятной датой за наблюдением зимних созвездий, оказалось 1 января 22 часа местного времени. Данные полученные в ходе наблюдения за зимними созвездиями, мы сравниваем с тем, что получили в ходе изучения литературы и вносим в таблицу. Яркие зимние звезды Кит, Орион и Возничий.

Созвездие Кита – одно из самых крупных на небосводе. Оно включает в себя ровно 100 звезд, доступных невооруженному глазу. Бета Кита — ярчайшая звезда созвездия Кита. Имеет традиционные названия Дифда и Денеб Кайтос.

Звезда Менкар (α Кита, Альфа Кита) — красный гигант в созвездии Кита.

Тау Кита – желтая карликовая звезда, похожая на Солнце, только чуть меньше его и холоднее.

 

 

6.  Этап: наблюдение за весенними созвездиями.

Наступает весенняя пора и в Северном полушарии начинается очередная смена декораций звездного небосвода. Медленными шагами уходит зима, унося лютые морозы и ставшие уже привычные ночные картины далекого космоса. И вот, сменяя их, на небесную арену выплывают созвездия весеннего неба, возглавляемые гордо шествующим  Большой  Медведицей. Какое оно темное, это весеннее звездное небо! Три с половиной месяца назад в тот же час суток южная половина неба была украшена семью ярчайшими звездами. 15 апреля 11 часов вечера видны самые ярчайшие звезды.

 

7.  Этап: Составление таблицы.

Обобщив полученные нами данные во время нашего исследования, мы составили таблицу для самостоятельной работы студентов, в которой указали: созвездия, яркие звезды, сезон и даты в которые мы можем наблюдать созвездия.

 

 

 

 

 

 

Вывод

Ø  Входе нашего исследования мы узнали, что с помощью мобильного приложения, без необходимого оборудования, можно наблюдать созвездия на небе. Мир звезд разнообразен и удивителен не только для ученых, но и для обычных людей. Когда я начинала наблюдать за звездным небом, у меня было заблуждение в том, что яркие созвездия в нашем округе будут совсем другими. Из разных источников и своих наблюдений я выяснила, что вид звездного неба меняется не только час от часа, но и из сезона в сезон. Созвездия, которые мы видим летним вечером, зимой видны лишь под утро и наоборот.

Ø  Я как будущий “Секретарь” получила большой опыт при создании проекта: составление презентации и документов, их оформление, а так же публичное  выступление с ними.

 

 

 

 

Список литературы

 

1.      Цесевич В. П. Что и как наблюдать на небе. Наука, 1984

 

2.      Дагаев М.М. Переменные звезды и их набюлдение. Наука, 1980.

 

 

3.      Астрономический календарь (Постоянная часть). Наука, 1981.

 

4.      Ф. Ю. Зигель.Сокровища звездного неба.

Путеводитель по созвездиям и луне. Популярный рассказ о звездном небе, о его делении на созвездия, о том, как находить созвездия в различные сезоны года - зимой, весной, летом и осенью. В книге рассказывается о главных достопримечательностях каждого созвездия - двойных, переменных звездах, звездных скоплениях, туманностях и других объектах. Отдельные главы посвящены звездному небу Антарктиды, Млечному Пути и телам Солнечной системы. Особое внимание уделено Луне и первоначальному знакомству с лунной топографией.Для учащихся средней школы и широкого круга любителей астрономии.

 

5.      Мир науки: Астрономия. География. Экология. Математика. Физика. Химия / авт.-сост. Г.А. Сахарова, Е.В. Рокаш, Г.Б. Богданова. – Смоленск: Русич, 2001.- 464 с.: ил. – (Дет. энцикл. в вопросах и ответах)

 

6.      Нарликар Дж. От черных облаков к черным дырам. В занимательной и доступной форме изложены современные концепции происхождения и эволюции звезд. Описаны типы звезд, способы их наблюдения и этапы жизни: рождение, физические процессы в звездах, катастрофические явления типа взрыва сверхновых, конечные стадии эволюции с образованием нейтронных звезд и черных дыр. 

7.      В.Н. Комаров. Асотрономия и мировоззрение. В книге на современном научном и методологическом уровне рассматриваются мировоззренчиские вопросы астрономии. Особое внимание уделяется проблеме атеистического воспитания школьников.

 

8.      Засов А.В., Постнов К.А. Курс общей астрофизики. Книжка, которая подойдёт тем, кто хочет узнать об астрофизике, с одной стороны, что-то достаточно серьезное, не совсем популярное, с другой стороны, на уровне немножко более простом, чем совсем профессиональный. Астрофизика стала наукой, вышедшей за узкие рамки, и поэтому её полезно (уж физикам точно) читать в виде некого общего курса. Поэтому такой уровень соответствует большому количеству людей. Условно говоря, всем людям с настоящим высшим образованием, которые не сильно ленились и помнят какие-то общие курсы физики или хотя бы естествознания. Они смогут разобраться в этой книжке, и информация будет новая, адекватная, актуальная и очень достоверная.

 

9.      Владимир Сурдин: Большая энциклопедия астрономии.  Эта энциклопедия будет полезна всем, кто интересуется строением Вселенной и космической физикой, кто по роду своей деятельности связан с исследованиями космоса. В ней приведены подробные толкования более чем 2500 терминов из широкого диапазона космических наук от астробиологии до ядерной астрофизики, от изучения чёрных дыр до поиска тёмной материи и тёмной энергии. Приложения с картами звездного неба и последними данными о крупнейших телескопах, планетах и их спутниках, солнечных затмениях, метеорных потоках, звездах и галактиках делают её удобным справочником.

 

10.  Сайт:  Spacegid.com – Ваш гид в мире космоса. https://spacegid.com/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения

Приложение: Star Walk 2 Free: Карта звездного неба.  

Фото:

Приложение 2.1 http://www.tepka.ru/astronomia_11/2-1.jpg

Приложение 2.2 http://www.tepka.ru/astronomia_11/2-2.jpg

Приложение 2.4  http://www.tepka.ru/astronomia_11/2-4.jpg

 

Скачано с www.znanio.ru