урок по астрономии

Урок 11. Определение расстояний и размеров

тел в Солнечной системе

Цели урока

Личностные: организовывать самостоятельную познавательную деятельность; высказывать убежденность в единстве методов изучения параметров Земли и других планет.

Метапредметные: анализировать информацию, полученную из текста научного содержания; объяснять суть эмпирического способа определения размеров Земли.

Предметные: формулировать определения терминов и понятий «горизонтальный параллакс»,

«угловые размеры объекта»; пояснять сущность метода определения расстояний по параллаксам светил, радиолокационного метода и метода лазерной локации; вычислять расстояние до планет по гори- зонтальному параллаксу, а их размеры по угловым размерам и расстоянию.

Основной материал

Методы определения расстояний до небесных тел: горизонтальный параллакс, радиолокационный метод и лазерная локация. Методы определения размеров небесных тел: методологические основы определения размеров Земли Эратосфеном; метод триангуляции.

Методические акценты урока. В начале урока целесообразно предложить учащимся вопросы к § 12 учебника, а также решение ряда задач.

1.  Заполните таблицу.

Проверьте полученные результаты, используя данные приложения VI учебника.

Поясните, что означает величина эксцентриситета для каждой планеты.

2.  Мимас и Титан — спутники Сатурна. Определи- те отношение средних расстояний этих спутников до Сатурна, если периоды их обращений равны соответственно 23 часам и 15 дням 23 часам.

3.  Вычислите синодический период Нептуна, если среднее расстояние от планеты до Солнца составляет 30 а. е.

Для перехода к новой теме анализируются границы применимости законов Кеплера. Подчеркивается, что законы рассматривают взаимодействие двух тел, хотя на практике Солнечная система представляет собой взаимодействие значительно большего числа небесных объектов. Кроме того, третий закон Кеплера применим лишь в условиях, когда известен период обращения небесного тела в Солнечной системе. Учащихся необходимо подвести к выводу о не- обходимости рассмотрения других методов определения расстояний до небесных тел и определения их размеров. В представленной теме выделяются две составляющие: методы определения формы и разме- ров Земли, методы определения расстояний и размеров небесных тел. При этом можно выделить следующие методические элементы:

—           несмотря на общее знакомство учащихся с характеристиками нашей планеты, впервые возникает возможность глубокого осознания методов определения ее основных параметров;

—  единство методов определения размеров Земли и расстояний до небесных тел позволяет учащимся убедиться в достоверности данных методов.

По этим причинам отсутствует необходимость выделения отдельно блока определения расстояний и размеров Земли и расстояний и размеров небесных тел. Центр внимания — суть методов, а их конкретизация раскрывается на примере Земли и небесных тел Солнечной системы как способ иллюстрации применения метода.

Для активизации интереса важно определить ценность подобных знаний: только зная расстояния, можно говорить о природе небесных тел; определять размеры не только Солнечной системы, но и больших объектов (Галактики, видимой части Вселен- ной); в определенной мере обеспечивать безопасность окружающего Землю пространства, отслеживая приближение крупных астероидов; проводить расчеты для траекторий полетов космических аппаратов. Следует акцентировать внимание и на ограничениях, накладываемых условиями на приме няемые методы определения расстояний и размеров небесных тел: невозможность использования прямых измерений размеров небесных тел. Важно начать с того, что самое близкое к нам небесное тело — не Луна, как ответит большинство учащихся, а Земля.

Предваряет переход к непосредственному предметному содержанию повторение некоторых угловых закономерностей, которые известны учащимся из курса геометрии:

длина дуги центрального угла в 1: l = 2R ;

360

для малого угла: sin   ;

радианная  мера  угла:  1  рад  =  57,3  =  3438  =

= 206265.

При видимой простоте понятия «горизонтальный параллакс» следует обратить внимание, что учащиеся могут затрудняться в понимании его сущности. Поэтому после заполнения в ходе беседы представленной таблицы следует проанализировать полученые формулы, обратив внимание, что параллакс есть величина, обратная расстоянию.

При переходе к рассмотрению методов определения размеров небесных тел целесообразно предложить учащимся следующее задание, выполнение которого основано на работе с учебником.

Первые сведения об определении размеров Земли относятся к работам Эратосфена. Используя материал § 13 учебника, заполните пропуски в приведенном ниже тексте.

Последующее предметное содержание можно представить в виде обобщенной таблицы.

Перед этапом самостоятельного решения задач важно прокомментировать учащимся решение типовых задач, представленных в § 13 учебника, ответить на вопросы к § 13, а также решить ряд качественных задач.

1.  Как изменился угловой диаметр Юпитера при переходе планеты из противостояния в соединение?

2.  Как изменился угловой диаметр Венеры при переходе планеты из верхнего в нижнее соединение?

Далее учащиеся выполняют задания упражнения 11 учебника.

Домашнее задание. § 13; практические задания.

1.  Первое измерение расстояния до Луны с помощью лазерного импульса было осуществлено в 1963 г. учеными из СССР. При этом лазерные им- пульсы возвратились через 2,4354567 с. Определите расстояние между отражателем, находящимся на

Луне, и телескопом, расположенным на Земле (ответ: 360 Мм).

2.  Заполните таблицу.

3.  Рассчитайте наименьшее расстояние от Земли до Марса, если наибольший горизонтальный параллакс Марса составляет 23, и сравните его с расстоянием, на котором Марс находился во время Велико- го противостояния 28 августа 2003 г. (55,8 млн км) и будет находиться в следующее Великое противостояние, которое произойдет 24 июня 2018 г. (57,5 млн км).

4.  В один из дней Венера оказалась в наибольшей восточной элонгации  при  наблюдении  с  Земли  и  в наибольшей западной элонгации при наблюдении с Марса. Найдите видимый угловой диаметр Марса при наблюдении с Земли в этот день. Орбиты всех планет считать круговыми.

Темы проектов

1.  Современные методы геодезических измерений.

2.  Изучение формы Земли.

Интернет-ресурсы

http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/ 8b74c9c3-9aad-4ae4-abf9-e8229c87b786/110377/ — Единая коллекция цифровых образовательных ре- сурсов. Интерактивная задача «Параллакс и рассто- яние до объекта». Рисунок «Горизонтальный параллакс».

Скачано с www.znanio.ru