урок по астрономии

Урок 3. Звезды и созвездия.

Небесные координаты. Звездные карты

Цели урока

Личностные: организовывать целенаправленную познавательную деятельность в ходе самостоятельной работы.

Метапредметные: формулировать проблему микроисследования, извлекать информацию, представленную в явном виде.

Предметные: формулировать понятие «созвездие», определять понятие «видимая звездная величина»; определять разницу освещенностей, создаваемых светилами, по известным значениям звездных величин; использовать звездную карту для поиска созвездий и звезд на небе.

Основной материал

Определение понятия «звездная величина».

Введение понятия «созвездие».

Экваториальная система координат, точки и линии на небесной сфере.

Методические акценты урока. После завершения выступлений групп (по итогам предыдущего урока) обсудим результаты выполнения практических заданий, предложенных к самостоятельному выполнению. В качестве интеллектуальной разминки на этапе актуализации знаний  предложим следующие вопросы:

·        Можно ли использовать горизонтальную систему координат для создания карты звездного неба? Обоснуйте ответ.

·        Увеличивает ли телескоп видимые размеры звезд? Ответ поясните.

·        Обоснуйте, почему для работы в наземных условиях используются только оптические и рентгеновские телескопы.

Для перехода к теме урока будем опираться на опыт учащихся по наблюдению звездного неба и в ходе беседы сформулируем вопросы урока, позволяющие отличать звезды на небесной сфере при на- блюдении невооруженным глазом: как сравнить индивидуальные различия звезд по потоку света? Как объединить в группы звезды, учитывая постоянство места расположения относительно друг друга? При ответе на данные вопросы  разобьем класс на две группы, в каждой из которых учащиеся работают самостоятельно с учебником. Группе 1 предлагаем найти ответ на первый проблемный вопрос урока, следуя представленной последовательности шагов.

·        Запишите определение понятия «освещенность». Сколько примерно звезд можно видеть на небе?

·        Каким термином в астрономии обозначают освещенность? В чем она измеряется?

·        Кто и когда впервые разделил звезды по рассматриваемой характеристике на шесть звездных величин?

·        Как зависит от яркости обозначение звезд в созвездиях?

·        Во сколько раз отличается поток света звезды первой звездной величины от потока света звезды второй звездной величины? Какова разность в значениях потока света при отличии в пять звездных величин?

·        Что означает отрицательная звездная величина? Почему во времена Гиппарха невозможно было введение нулевой или отрицательной звездной величины; десятой звездной величины? Какова звездная величина объектов с предельно различимым современными телескопами потоком света?

Группа 2, отвечая на второй проблемный вопрос урока, самостоятельно знакомится с общим содержанием подвижной карты звездного неба, которая может быть распечатана на листе формата А4, и находим ответы на следующие вопросы:

·        Определите понятие «созвездие» в современной трактовке.

·        С какой целью и по какому принципу в древности звезды объединялись в созвездия? В чем специфика современной карты звездного неба и звездных атласов древности?

·        Чем обусловлено и каковы особенности изменения вида звездного неба в течение суток?

·        Каков принцип построения карты звездного неба?

·        Рассмотрите карту звездного неба. Как на ней изображены границы созвездий, отдельные звезды? Почему некоторые звезды соединены сплошными линиями?

Изучив названия созвездий, представленных на звездных картах, а также познакомившись с собственными названиями некоторых звезд, сделаем вывод о причинах, обусловивших их появление.

После выполнения самостоятельной работы учащиеся представляют результаты, при этом остальная часть класса либо сопоставляет данные результатов с собственной работой, либо, опираясь на выступление сверстников, составляет конспект выступления.

После защиты своей работы группой 1 необходимо выполнить фронтально следующие задания: вопросы № 4, 5 к § 3, упражнение 2 (3).

В ходе представления результатов работы группой 2 следует обратить внимание, что русское слово

«созвездие», вероятно, родилось как перевод латинского слова constellatio — «группа звезд». До начала XVII в. широко использовалось слово «астеризм» в значении «созвездие», но позже его потеснил термин constellatio, и астеризмами стали называть, как правило, более мелкие группы звезд — части созвездий, фигуры из ярких звезд. Примеры самых известных астеризмов — ковш Большой Медведицы, Пояс Ори- она, «буква М» в Кассиопее, Летний треугольник — Вега, Денеб, Альтаир. Некоторые астеризмы состоят из тусклых звезд, например Плеяды в созвездии Тельца.

Названия созвездий и их границы были установлены решениями Международного астрономического союза в 1922—1935 гг. Впредь решено было эти границы и названия 88 выделенных созвездий счи- тать неизменными. При определении границ созвездий астрономы стремились сохранить историческую преемственность и по возможности не допустить по- падания в «чужие» созвездия звезд с собственными именами. Всего таких звезд с собственными имена- ми около трехсот. Большинство имен очень древние. Многие из них имеют арабское  происхождение или  латинские  корни:  «хвост  льва»  —  Денебола;

«подмышка гиганта» — Бетельгейзе; «глаз дьявола»  —  Алголь;  «удивительная»  —     Мира;

«конь» — Мицар; «всадник» — Алькор; «звезда Севера» — Кохаб; «колос» — Спика; «блестя- щий» — Сириус; «множество» — Плеяды; «со- перник Марса» — Антарес.

Далее ставится проблема: можно ли для определе- ния положения звезды нанести на звездную карту горизонтальную систему координат? Когда учащие- ся сделают вывод о зависимости горизонтальной си- стемы координат от местоположения наблюдателя, их внимание обращается на то, что в ходе своего дви- жения светила непрерывно вращаются вокруг во- ображаемого полюса мира, положение которого на небесной сфере почти совпадает с положением По- лярной звезды. Далее вводятся понятия «ось мира»,

«небесный экватор», «небесный меридиан», указы- вается на совпадение оси мира с осью вращения Зем- ли, вводится экваториальная система координат. Следует подчеркнуть, что экваториальная система координат обладает рядом особенностей.

Одна из координат измеряется в часах (прямое восхождение) и может быть только положительной, вторая (склонение) — в градусах и может принимать как отрицательное, так и положительное значение.

Система жестко связывается с положением звезд на небесной сфере, поэтому позволяет составлять звездные карты.

Данная система аналогична географическим координатам (географическая широта и долгота — соответственно склонение и прямое восхождение, земная параллель — небесная параллель, Гринвич- ский меридиан — нулевой круг склонения). Но если географические координаты рассматриваются на реальной земной сферической поверхности, то экваториальные координаты — на воображаемой поверхности небесной сферы.

Несмотря на возможность интерактивной поддержки процесса введения экваториальной системы координат, целесообразнее сначала изобразить их на доске совместно с учащимися, показав, как на плоскости прорисовываются центральные углы, определяющие дуги окружностей — склонения и прямого восхождения.

Важным является определение по заданным координатам светила на звездной карте и обратная операция — определение координат выбранных объектов. Чтобы поддержать учебную мотивацию, важно предоставить учащимся возможность самим вы- брать объекты для определения их координат на небе, а также самостоятельно определить светило по предложенным координатам. Данная работа эффек- тивно выполняется в режиме «мозгового штурма». Можно предложить определение координат следующих светил:

Сириуса ( Большого Пса) — самой яркой звезды неба и самой близкой к Земле из всех нанесенных на школьную карту (9 св. лет);

 Возничего — одной из наибольших среди изученных звезд (2 тыс. диаметров Солнца);

 Кита — наиболее сходной с Солнцем из окрестных звезд;

β Ориона (Ригель) — самой далекой из нанесенных на карту звезд (1100 св. лет).

На завершающем этапе урока  совместно обсудим вопросы учебника и частично выполним задания упражнения 3 учебника.

Домашнее задание. § 2.2; 3; 4; практические задания.

Хотя ни один большой телескоп не повторяет предыдущие, неся в себе новые инженерные элементы, эволюцию крупнейших телескопов можно представить в виде смены нескольких поколений.

Подготовьте презентацию об истории возникновения названий созвездий и звезд.

Найдите на небе группы звезд. Используя карту звездного неба, определите созвездия, к которым они относятся (инструкция к работе с картой приведена в приложении Х учебника). Сравните наблюда- емую картину расположения и видимости отдельных звезд и их расположение на звездной карте. Определите предельное значение звездной величины звезды, которую вы еще можете различать невооруженным глазом.

В процессе визуального наблюдения легко спутать планету и звезду. Укажите, по каким внешним признакам такой ошибки можно избежать. Некоторые планеты кажутся ярче самых ярких звезд, что также может привести к ошибочным наблюдениям. Приведите примеры таких планет и поясните, почему наблюдается данная разница в яркости.

Темы проектов

История происхождения названий ярчайших объектов неба.

Звездные каталоги: от древности до наших дней.

Интернет-ресурсы

http://www.astronet.ru/db/msg/1175352/node4. html — Астронет (системы небесных координат).

http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/ 8b74c9c3-9aad-4ae4-abf9-e8229c87b786/110377/ — Единая коллекция цифровых образовательных ре- сурсов. Анимация «Движение светила по небесной сфере».

Скачано с www.znanio.ru