План конспект урока что изучает астрономия. Конспект урока "Наблюдения - основа астрономии. Телескопы.". Солнечные часы в обсерватории в Джайпуре

Изучив этот параграф, мы узнаем:

о далеких космических светилах и представим себе огромные масштабы Вселенной, в которой мы живем;
где находится наша планета во Вселенной и определим наш космический адрес.

Предмет астрономии

Название астрономия заимствовано из греческого языка (astron - звезда, nomos - закон), то есть это наука, изучающая законы звезд. Сейчас известно, что во Вселенной кроме звезд (рис. 1.1) существует много других космических тел и их комплексов - планет, астероидов, комет, галактик, туманностей. Поэтому астрономы изучают все объекты, находящиеся за пределами Земли, и их взаимодействие между собой. Слово космос в переводе с греческого означает порядок, в отличие от хаоса, где царит беспорядок. То есть древнегреческие ученые понимали, что во Вселенной действуют законы, поэтому на небе существует определенный порядок. В наше время под словом космос мы представляем себе Вселенную. В современной астрономии используются различные методы исследования Вселенной. Астрономы не только собирают информацию о далеких мирах, изучая излучение, поступающее из космоса на поверхность Земли, но и проводят эксперименты в ближнем и дальнем космическом пространстве.

Рис. 1.1. Звезда - массивное горячее космическое тело, которое излучает свет и имеет внутри источник энергии. (Фотография Солнца)

Краткая история астрономии

Издавна небо поражало воображение людей своей загадочностью, но много веков оставалось для них недоступным и потому священным. Фантазия людей населила небо богами, управляющими миром и решающими судьбу каждого человека. Ночью призрачное сияние звезд завораживало людей, поэтому древние астрономы объединили отдельные звезды в фигуры людей и животных - так появились названия созвездий. Затем были замечены светила, движущиеся среди звезд,- их назвали планетами (с греч.- блуждающая; рис. 1.2).

Рис. 1.2. Планета - холодное по сравнению со звездой космическое тело, которое обращается вокруг звезды и светится ее отраженными лучами

Первые попытки объяснить таинственные небесные явления были предприняты в Древнем Египте более 4000 лет назад и в Древней Греции еще до начала нашей эры. Египетские жрецы составили первые карты звездного неба (рис. 1.3), дали названия планетам.

Рис. 1.3. Часть древней карты звездного неба. Принцессу Андромеду принесли в жертву чудовищу Киту. Спас красавицу Персей, отрубив голову Медузе Горгоне, от взгляда которой все аменели

Великий древнегреческий философ и математик Пифагор в VI в. до н. э. выдвинул идею, что Земля имеет форму шара и «висит» в пространстве, ни на что не опираясь. Астроном Гиппарх во II в. до н. э. определил расстояние от Земли до Луны и открыл явление прецессии оси обращения Земли.

Рис. 1.4. Птолемей (90-160)

Древнегреческий философ Клавдий Птолемей (рис. 1.4) во II в. н. э. создал геоцентрическую систему мира, в которой Земля находится в центре. Землю в пространстве окружают 8 сфер, на которых расположены Луна, Солнце и пять известных в то время планет: Меркурий, Венеpa, Марс, Юпитер и Сатурн (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Геоцентрическая система мира: в центре Земля, а все остальные небесные тела обращаются вокруг нее. (Древняя гравюра XVII в.)

На 8-й сфере находятся звезды, которые соединены между собой и обращаются вокруг Земли как единое целое. В XVI в. польский астроном Николай Коперник (рис. 1.6) предложил гелиоцентрическую систему мира, в которой в центре находится Солнце, а планета Земля и другие планеты обращаются вокруг него по круговым орбитам (рис. 1.7).

Рис. 1.6. Н. Коперник (1473-1543)

Гениальность открытия Коперником гелиоцентрической системы мира состояла в том, что он, разрушив границу между небом и Землей, выдвинул гипотезу, что во Вселенной действуют одни и те же законы, справедливые как на Земле, так и в космосе.

Рис. 1.7. Гелиоцентрическая система мира: в центре находится Солнце. Земля вместе с планетами обращается вокруг него. (Гравюра)

В 1609 г. итальянский физик Галилео Галилей (рис. 1.8) впервые применил телескоп для наблюдения за небесными светилами, открыл спутники Юпитера и увидел звезды Млечного Пути.

Рис. 1.8. Г. Галилей (1564-1642)

XVIII в. в истории астрономии связан с именем английского ученого Исаака Ньютона (рис. 1.9), который открыл закон всемирного тяготения. Заслуга Ньютона заключается в том, что он доказал универсальность силы гравитации, то есть та же сила, которая действует на яблоко во время его падения на Землю, притягивает также Луну, обращающуюся вокруг Земли. Сила притяжения управляет движением звезд и галактик, а также влияет на эволюцию всей Вселенной.

Рис. 1.9. И. Ньютон (1643-1727)

В XIX в. начался новый этап в изучении космоса, когда немецкий физик Йозеф Фраунгофер в 1814 г. открыл линии поглощения в спектре Солнца - фраунгоферовы линии (рис. 1.10), затем линии поглощения были обнаружены в спектрах других звезд. С помощью спектров астрономы определяют химический состав, температуру и даже скорость движения космических тел.

Рис. 1.10. Спектр Солнца. Темные линии поглощения образуются в атмосферах Земли и Солнца

В XX в. создание выдающимся немецким физиком Альбертом Эйнштейном общей теории относительности помогло астрономам понять странное красное смещение линий поглощения в спектрах далеких галактик, которое было открыто американским астрономом Эдвином Хабблом в 1929 г. Хаббл доказал, что галактики разлетаются, и позже ученые создали теорию эволюции Вселенной от ее зарождения до современности. Это послужило толчком к созданию новой науки - космологии.

4 октября 1957 г. началась эра космонавтики. В этот день в Советском Союзе был запущен в космос первый в мире искусственный спутник Земли (рис. 1.11), в создании которого принимали участие и украинские ученые. Сегодня в космосе летают сотни автоматических станций, которые исследуют не только околоземное пространство, но и другие планеты Солнечной системы.

Рис. 1.11. Первый в мире искусственный спутник Земли (СССР)

Наш космический адрес

Мы живем на Земле - одной из планет Солнечной системы. Эти планеты движутся по своим орбитам вокруг Солнца. Большинство планет (кроме Венеры и Меркурия) имеют спутники, которые обращаются вокруг своей планеты. В Солнечную систему кроме Солнца и планет со спутниками входят также сотни тысяч астероидов, или малых планет, миллионы кометных ядер и метеорное вещество. Относительно Солнца планеты располагаются в следующем порядке: ближайшая - Меркурий, за ним - Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун (рис. 1.12).

Рис. 1.12. Относительные размеры Солнца и планет Солнечной системы. Средний радиус Земли 6370 км

За Нептуном вокруг Солнца обращаются еще тысячи малых планет, которые почти не освещаются его лучами.

Расстояния в космическом пространстве настолько велики, что измерять их в обычных для нас километрах неудобно, поэтому астрономы выбрали единицами измерения астрономическую единицу и световой год .

Вне Солнечной системы, на расстоянии более чем 100000 а. е., начинается зона притяжения других звезд. Невооруженным глазом на небе можно увидеть около 6000 звезд, которые образуют 88 созвездий. На самом деле звезд намного больше, но от далеких светил поступает так мало света, что их можно наблюдать только в телескоп. Большие скопления звезд, удерживающиеся силой тяжести, называют галактиками. Во Вселенной находятся миллиарды галактик, среди них есть и наша Галактика (пишется с большой буквы), которую называют Чумацкий Шлях или Млечный Путь. На ночном небе мы видим ее как серебристую полосу (рис. 1.13). Наша Галактика (с греч.- Млечный Путь) - это огромная система, в которой обращаются вокруг центра 400 млрд звезд. Горячие звезды расположены в виде диска со спиральными рукавами.

Рис. 1.13. Галактика Млечный Путь. Диаметр основной части диска - 100000 св. лет, расстояние от Солнца до центра Галактики - 25 000 св. лет

Из других галактик, видимых невооруженным глазом, выделяется Туманность Андромеды. Эта звездная система по размерам и форме подобна нашей Галактике, и свет от нее долетает до Земли за 2,3 млн лет, то есть расстояние до нее - 2,3 млн св. лет. Галактики расположены в скоплениях и формируют ячеистую структуру Вселенной. Н

аиболее удаленные космические объекты, которые еще можно увидеть в современные телескопы,- квазары (см. § 15). Они находятся на расстоянии 10 млрд св. лет от Земли.

Если в будущем земляне захотят обмениваться информацией с другими мирами, то наш космический адрес можно записать так: планета Земля, Солнечная система, Галактика, Вселенная (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Наш космический адрес

Для любознательных

общее количество

Основные разделы астрономии

Современная астрономия - чрезвычайно разветвленная наука, развитие которой напрямую связано с научно-техническим прогрессом человечества. Астрономия делится на отдельные направления, в которых используются присущие только им методы и средства исследования.

Космология - раздел астрономии, изучающий строение и эволюцию Вселенной как единого целого. Возможно, в будущем космология объединит все естественные науки: физику, математику, химию, биологию, философию - для того чтобы дать ответ на основные проблемы нашего бытия (см. § 15, 16, 17):

Как возник мир, в котором мы живем, и почему он является таким, каким мы его сейчас наблюдаем?
Как возникла жизнь на Земле и существует ли жизнь во Вселенной?
Что ожидает нашу Вселенную в будущем?

Для любознательных

Иногда астрономию отождествляют с астрологией, так как их названия похожи. На самом деле между астрономией и астрологией есть существенное отличие: астрономия - это наука, которая изучает происхождение и эволюцию космических тел, а астрология не имеет ничего общего с наукой, поскольку предполагает, что с помощью звезд можно предсказать будущее. Астрологи рисуют различные схемы расположения звезд и планет, составляют гороскопы (с греч.- заглянуть в будущее), при помощи которых предсказывают судьбу человека.

Выводы

Астрономия - это наука, изучающая различные космические тела и их системы, а также процессы, происходящие при взаимодействии этих тел между собой. В течение последнего тысячелетия представления людей о Вселенной существенно изменились - от геоцентрической системы мира Птолемея с хрустальными сферами вокруг Земли к современной величественной картине безграничного космоса. Астрономия тесно связана с другими естественными науками - физикой, химией, математикой, биологией, философией, потому что на Земле и в космосе действуют одни и те же законы природы. В нашей Вселенной нет ничего вечного - образуются и взрываются звезды и планеты, рождаются и гибнут цивилизации... Вечным остается только один вопрос: «Почему существует Вселенная и почему в этом странном мире живем мы?»

Тесты

Какое тело находится в центре геоцентрической системы мира?
Какую планету открыл Коперник?
Что измеряется световыми годами?
Как переводится с греческого языка слово планета?
Какую структуру имеет наша Галактика?
Какая разница между геоцентрической и гелиоцентрической системами мира?
В какой последовательности относительно Солнца расположены планеты Солнечной системы?
Могут ли существовать тела за пределами орбиты Нептуна?
Что измеряется астрономическими единицами?
Рассчитайте величину (до третьего знака) 1 св. года в километрах.
Вычислите, за какое время свет долетает от Солнца до Земли; Нептуна; границ Солнечной системы. Скорость света считайте равной 300000 км/с.

Диспуты на предложенные темы

Что такое астрология? По вашему мнению, можно ли считать астрологию наукой?

Задания для наблюдений

Самостоятельно найдите на небе яркие звезды, которые обозначены на карте звездного неба. Зарисуйте яркие звезды, расположенные у вас над головой. Сравните ваши рисунки с картой звездного неба. К каким созвездиям относятся эти звезды?
Найдите среди ярких звезд такую, которая не обозначена на звездной карте. Это может быть какая-то планета или, возможно, вы открыли новую звезду!

Ключевые понятия и термины:

Астрономическая единица, астрофизика, Галактика, гелиоцентрическая система мира, геоцентрическая система мира, звезда, небесная механика, планета, световой год.

Астрономия [греч. Астрон (astron) - звезда, номос (nomos) -закон] – наука о Вселенной, изучает движение небесных тел (раздел небесная механика), их природу (раздел астрофизика), происхождение и развитие (раздел космогония) [Астрономия - наука о строении, происхождении и развитии небесных тел и их систем = то есть наука о природе]. Астрономия - единственная наука, которая получила свою музу-покровительницу - Уранию. Аллегория Яна Гавелия (, Польша), изображает музу Уранию, которая в руках держит Солнце и Луну, а на голове у нее сверкает корона в виде звезды. Урания окружена нимфами, изображающими пять ярких планет, слева Венеру и Меркурия (внутренние планеты), справа – Марс, Юпитер и Сатурн.

Астрономия – одна из самых увлекательных и древнейших наук о природе. Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью: Потребность счета времени, ведение календаря. Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям. Любознательность – разобраться в происходящих явлениях. Забота о своей судьбе, породившая астрологию. Связывая свои мечты и желания с небом, человек наблюдал различные явления. Великолепный хвост кометы Мак Нота, 2007 г Падение болида, 2003 г

Древо астрономических знаний Классическая астрономия Астрометрия:Сферическая астрономия Фундаментальная астрометрия Практическая астрономия Небесная механика Современная астрономия Астрофизика Космогония Космология Историю астрономии можно разбить на периоды: I-й Античный мир (до НЭ) II-й Дотелескопический (НЭ до 1610 г) III-й Телескопический (до спектроскопии, гг) IV-й Спектроскопический (до фотографии, гг) V-й Современный (1900-н.в) Древнейший (до 1610 г) Классический () Современный (н.в)

Космические системы Солнечная система - Солнце и движущиеся вокруг (планеты, кометы, спутники планет, астероиды). Видимые на небе звезды, в том числе Млечный путь – это ничтожная доля звезд, входящих в состав Галактики (или называют нашу галактику Млечный Путь)– системы звезд, их скоплений и межзвездной среды. Галактики объединяются в группы и скопления. Все тела находятся в непрерывном движении, изменении, развитии. Планеты, звезды, галактики имеют свою историю, нередко исчисляемую млрд. лет. 1 астрономическая единица = 149, 6 млн.км 1 пк (парсек) = а.е. = 3, 26 св. лет 1 световой год (св. год) - это расстояние, которое луч света со скоростью почти км/с пролетает за 1 год и равен 9,46 миллионам миллионов километров!

Связь с другими науками 1 - гелиобиология 2 - ксенобиология 3 - космическая биология и медицина 4 - математическая география 5 - космохимия А - сферическая астрономия Б - астрометрия В - небесная механика Г - астрофизика Д - космология Е - космогония Ж - космофизика Физика Химия Биология География и геофизика История и обществознание Литература Философия

Телескопы Рефлектор (reflecto–отражаю) г, Исаак Ньютон (Англия). Самый большой в мире телескоп им. У. Кека с зеркалом 10 м (не монолитное, из 36 зеркал) установлен в 1996 г в обсерватории Маун-Кеа (шт. Калифорния, США) Рефрактор (refracto–преломляю) г, Галилео Галилей (Италия). Самый большой в мире изготовлен Альваном Кларк (40 дюймов=102 см), установлен в 1897 г в Йерской обсерватории (шт. Висконсин, США) Зеркально-линзовый – 1930 г, Барнхард Шмидт (Эстония). В 1941 г Д.Д. Максутов (СССР) сделал менисковый с короткой трубой. Разрешающая способность α= 14"/D или α= ·λ/D Светосила Е=~S=(D/d хр) 2 Увеличение W=F/f=β/α

Главное зеркало 10-метрового телескопа Кек. Состоит из 36 шестиугольных 1,8-м гексагональных зеркал Поскольку телескопы "Кек I" и "Кек II" находятся на расстоянии около 85 м друг от друга, они имеют разрешение, эквивалентное телескопу с 85- метровым зеркалом, т.е. около 0,005 дуговых секунды.

Космические объекты излучают весь спектр электромагнитных излучений, значительная часть невидимого излучения поглощается атмосферой Земли. Поэтому в космос запускают специализированные космические обсерватории для исследования в инфракрасном, рентгеновском и гамма - диапазонах. Телескоп Хаббл (НST), работает с г. Длина - 15,1 м, вес 11,6 тонн, зеркало 2,4 м

Слайд 2

1. Что изучает астрономия. Возникновение астрономии. Астрономия[греч. astron-звезда,светило, nomos -закон] - наука о строении, движении, происхождении и развитии небесных тел, их систем и всей Вселенной в целом.Вселенная- максимально большая область пространства, включающая в себя все доступные для изучения небесные тела и их системы.

Слайд 3

Аллегория Яна Гевелия (1611-1687, Польша), изображает музу Уранию, покровительницу астрономии, которая в руках держит Солнце и Луну, а на голове у нее сверкает корона в виде звезды. Урания окружена нимфами, изображающими пять ярких планет, слева Венеру и Меркурия (внутренние планеты), справа – Марс, Юпитер и Сатурн.

Слайд 4

Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:

Потребность счета времени, ведение календаря. Ориентация на местности, находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям. Любознательность – разобраться в происходящих явлениях. Забота о своей судьбе, породившая астрологию. Великолепный хвост кометы МакНота, 2007г Падение болида, 2003г

Слайд 5

Систематические астрономические наблюдения проводились тысячи лет назад

Солнечный камень древних ацтеков Солнечная обсерватория в Дели, Индия Солнечные часы в обсерватории в Джайпуре

Слайд 6

Древняя обсерватория Стоунхендж, Англия, построен в 19-15 веках до н.э.

Стоунхендж (англ- «Каменная изгородь») - внесённое в список Всемирного наследия каменное мегалитическое сооружение (кромлех) на Солсберийской равнине в графстве Уилтшир (Англия). Находится примерно в 130 км к юго-западу от Лондона.

Слайд 7

38 пар вертикальных камней, высотой не менее 7 метров и весом не менее 50 тонн каждый. Диаметр занимаемого колоссами круга составляет 100 метров.

О назначении гигантского сооружения до сих пор идут споры, наиболее популярными выглядят следующие гипотезы: 1. Место ритуальных церемоний и погребений (жертвоприношений). 2. Храм Солнца. 3. Символ власти доисторических жрецов. 4. Город Мертвых. 5. Языческий собор или священное убежище на благословенной богом земле. 6. Недостроенная АЭС (фрагмент цилиндра реакторного отделения). 7. Астрономическая обсерватория древних ученых. 8. Место посадки космических кораблей НЛО. 9. Прообраз современного компьютера. 10. Просто так, без причины.

Слайд 8

Главная ось комплекса, идущая по аллее через пяточный камень, указывает на точку восхода Солнца в день летнего солнцестояния. Восход дневного светила в этой точке происходит только в определенный день в году - 22 июня.

Слайд 9

Периоды развития астрономии: Древнейший I-й Античный мир (до Н.Э.) II-йДотелескопический (Н.Э. до 1610г) Классический(1610 - 1900) III-йТелескопический (до спектроскопии, 1610-1814гг) IV-йСпектроскопический (до фотографии, 1814-1900гг) V-йСовременный (1900-н.в) Разделы астрономии: 1. Практическая астрономия 2. Небесная механика 3. Сравнительная планетология 4. Астрофизика 5. Звездная астрономия 6. Космология 7. Космогония 2. Разделы астрономии. Связь с другими науками.

Слайд 10

Древо астрономических знаний

Слайд 11

Слайд 12

Связь астрономии с другими науками

1 - гелиобиология2 - ксенобиология3 - космическая биология и медицина4 - математическая география5 - космохимияА - сферическая астрономияБ - астрометрияВ - небесная механикаГ - астрофизикаД - космологияЕ - космогонияЖ - космофизика Физика Химия Биология География и геофизика История и обществознание Литература Философия

Слайд 13

3. Общие представления о масштабе и структуре ВселеннойВселенная- максимально большая область пространства, включающая в себя все доступные для изучения небесные тела и их системы. Реальный мир,вероятно,устроен так, что могут существовать другие вселенные с иными законами природы,а физические постоянные могут иметь другие значения.Вселенная - уникальная всеобъемлющая система, охватывающая весь существующий материальный мир, безграничный в пространстве и бесконечный по разнообразию форм.

1 астрономическая единица = 149, 6 млн.км ~ 150 млн.км 1пк (парсек) = 206265 а.е. = 3,26 св. лет 1 световой год (св. год) - это расстояние, которое луч света со скоростью почти 300 000 км/с пролетает за 1 год и равен 9,46 миллионам миллионов километров!

Слайд 14

Космические системы

Солнечная система - Солнце и движущиеся вокруг тела (планеты, кометы, спутники планет, астероиды). Солнце – самосветящееся тело, остальные тела, как и Земля светят отраженным светом. Возраст СС ~ 5 млрд. лет. Таких звездных систем с планетами и другими телами во Вселенной огромное количество. Нептун находится на расстоянии 30 а.е.

Слайд 15

Солнце как звезда

Вид Солнца в разных диапазонах электромагнитных волн

Слайд 16

Одним из самых примечательных объектов звездного неба является Млечный Путь-часть нашей Галактики. Древние греки называли его «молочный круг». Первые наблюдения в телескоп,проведенные Галилеем, показали, что Млечный Путь – это скопление очень далеких и слабых звезд. Видимые на небе звезды- это ничтожная доля звезд, входящих в состав галактик.

Слайд 17

Так выглядит наша Галактика сбоку

Слайд 18

Так выглядит наша Галактика сверху диаметр около 30 кпк

Слайд 19

Галактики- системы звезд, их скоплений и межзвездной среды. Возраст галактик 10-15 млрд. лет

Слайд 20

4. Астрономические наблюдения и их особенности.Наблюдения – основной источник знаний о небесных телах, процессах и явлениях происходящих во Вселенной

Слайд 21

Первым астрономическим инструментом можно считать гномон- вертикальный шест, закрепленный на горизонтальной площадке, позволявший определять высоту Солнца. Зная длину гномона и тени, можно определить не только высоту Солнца над горизонтом, но и направление меридиана, устанавливать дни наступления весеннего и осеннего равноденствий и зимнего и летнего солнцестояний.

Слайд 22

Другие древние астрономические инструменты:астролябия, армиллярная сфера, квадрант, параллактическая линейка

Слайд 23

Оптические телескопы

Рефрактор (линзовый)- 1609г. Галилео Галилей в январе 1610г открыл 4 спутника Юпитера. Самый большой рефрактор в мире изготовлен Альваном Кларком (диаметр 102см), установлен в 1897г в Йерской обсерватории (США) с тех пор профессионалы не строят гигантские рефракторы.

Слайд 24

Рефракторы

Слайд 25

Рефлектор(используется вогнутое зеркало)- изобрел Исаак Ньютон в 1667г

Слайд 26

Большой Канарский телескопИюль 2007 г - первый свет увидел телескоп Gran Telescopio Canarias на Канарских островах с диаметром зеркала 10,4 м, который является самым большим оптическим телескопом в мире по состоянию на 2009 год.

Слайд 27

Крупнейшими телескопами-рефлекторами являются два телескопа Кека, расположенные на Гавайях, обсерватория Мауна-Кеа (Калифорния, США). Keck-I и Keck-II введены в эксплуатацию в 1993 и 1996 соответственно и имеют эффективный диаметр зеркала 9,8 м. Телескопы расположены на одной платформе и могут использоваться совместно в качестве интерферометра, давая разрешение, соответствующее диаметру зеркала 85 м.

Слайд 28

SALT - Большой южно-африканский телескоп (англ. Southern African Large Telescope) - оптический телескоп с диаметром главного зеркала 11 метров, находящийся в Южно-африканской астрономической обсерватории, ЮАР. Это крупнейший оптический телескоп в южном полушарии. Дата открытия 2005 год

Слайд 29

Большой бинокулярный телескоп (англ. The Large Binocular Telescope (LBT) , 2005 г) - один из наиболее технологически передовых и обладающих наивысшим разрешением оптических телескопов в мире, расположенный на 3,3-километровой горе Грэхем в юго-восточной части штата Аризона (США). Телескоп обладает двумя зеркалами диаметром 8,4 м, разрешающая способность эквивалентна телескопу с одним зеркалом диаметром 22,8 м.

Слайд 30

телескопVLТ(very large telescope) Паранальская обсерватория, Чили - телескоп, созданный по соглашению восьми стран. Четыре телескопа одного типа, диаметр главного зеркала составляет 8,2 м. Свет, собираемый телескопами эквивалентен одиночному зеркалу 16 метров в диаметре.

Слайд 31

GEMINI North и GEMINI South Телескопы-близнецы Gemini North и Gemini South имеют зеркала диаметром 8.1м - международный проект. Они установлены в Северном и Южном полушариях Земли,чтобы охватить наблюдениями всю небесную сферу. Gemini N построен на горе Мауна Кеа (Гавайи) на высоте 4100м над уровнем моря, а Gemini S сооружен в Сьеро Пачон (Чили), 2737м.

Слайд 32

Крупнейший в Евразии телескоп БТА - Большой Телескоп Азимутальный - находится на территории России, в горах Северного Кавказа и имеет диаметр главного зеркала 6 м. (монолитное зеркало 42т, 600т телескоп, можно видеть звезды 24-й величины). Он работает с 1976 и длительное время был крупнейшим телескопом в мире.

Слайд 33

30-метровый телескоп (Thirty Meter Telescope - TMT): диаметр главного зеркала 30 м (492 сегмента, каждый размером 1,4 м.Строительство нового объекта планируется начать в 2011 году. "Тридцатиметровый телескоп" к 2018 году возведут на вершине потухшего вулкана Мауна-Кеа (Mauna Kea) на Гавайях, в непосредственной близости от которого уже работает несколько обсерваторий (Mauna Kea Observatories).

Слайд 34

Обсерватории– научно-исследовательские учреждения Mauna Kea на Гавайях - одно из самых прекрасных мест для наблюдения в мире. С высоты в 4200 метров телескопы могут выполнять измерения в оптическом, инфракрасном диапазоне и иметь длину волны в пол миллиметра.

Телескопы обсерватории Мауна Кеа, Гавайи

Слайд 35

Зеркально-линзовый – 1930г, Барнхард Шмидт (Эстония). В 1941г Д.Д. Максутов (СССР) создал менисковый с короткой трубой. Применяется любителями – астрономами.

Слайд 36

Слайд 37

Радиотелескоп - астрономический инструмент для приёма радиоизлучения небесных объектов (в Солнечной системе, Галактике и Метагалактике) и исследования его характеристик. Состоит:антенна и чувствительный приемник с усилителем. Собирает радиоизлучение, фокусирует его на детекторе, настроенном на выбранную длину волны, преобразует этот сигнал. В качестве антенны используется большая вогнутая чаша или зеркало параболической формы. преимущества: в любую погоду и время суток можно вести наблюдение объектов, недоступные для оптических телескопов.

Слайд 38

Радиоантенна Янского. Первым космическое радиоизлучение зарегистрировал Карл Янский в 1931 году. Его радиотелескоп представлял собой вращающуюся деревянную конструкцию, установленную на автомобильных колесах для исследования помех радиотелефонной связи на длинах волн λ = 4 000 м и λ = 14,6 м. К 1932 году стало ясно, что радиопомехи приходят из Млечного Пути, где расположен центр Галактики. А в 1942 было открыто радиоизлучение Солнца

Слайд 39

Аресибо (остров Пуэрто –Рико, 305м-забетонированная чаша потухшего вулкана, введен в 1963г). Самая большая радиоантенна в мире

Слайд 40

Радиотелескоп РАТАН- 600, Россия(Сев.Кавказ) , вступил в строй в 1967г, состоит из 895 отдельных зеркал размером 2,1х7,4м и имеет замкнутое кольцо диаметром 588м

Слайд 41

15-метровый телескоп Европейской Южной обсерватории

Слайд 42

Система радиотелескопов VLA Very Large Array в Нью-Мексико (США) состоит из 27 тарелок, каждая диаметром 25 метров. Налаживают связь между радиотелескопами, находящимися в разных странах и даже на разных континентах. Такие системы получили название радиоинтерферометров со сверхдлинной базой (РСДБ). Дают максимально возможное угловое разрешение, в несколько тысяч раз лучшее, чем у любого оптического телескопа.

Слайд 43

LOFAR - первый цифровой радиотелескоп, который не нуждается ни в подвижных частях, ни в моторах. Открыт в 2010г. июнь.Много простых антенн, гигантские объемы данных и мощности компьютеров.LOFAR представляет собой гигантский массив, состоящий из 25 тысяч небольших антенн (от 50 см до 2 м в поперечнике). Диаметр LOFAR – примерно 1000 км. Антенны массива расположены на территории нескольких стран: Германии, Франции, Великобритании, Швеции.

Слайд 44

Космические телескопы

Космический телескоп «Хаббл» (Hubble Space Telescope, HST) - это целая обсерватория на околоземной орбите, общее детище NASA и Европейского космического агентства. Работает с 1990 г. Самый крупный оптический телескоп, который ведет наблюдения в инфракрасном, ультрафиолетовом диапазоне. За 15 лет работы «Хаббл» получил 700 000 снимков 22 000 всевозможных небесных объектов - звезд, туманностей, галактик, планет. Длина - 15,1 м, вес 11,6 тонн, зеркало 2,4 м

Слайд 45

Рентгеновский телескоп «Чандра» (Chandra X-ray Observatory)вышел в космос 23 июля 1999 года. Его задача - наблюдать рентгеновские лучи, исходящие из областей, где есть очень высокая энергия, например, в областях звездных взрывов

Слайд 46

Телескоп «Спитцер» (Spitzer) - был запущен НАСА 25 августа 2003. Он наблюдает космос в инфракрасном диапазоне. В этом диапазоне находится максимум излучения слабосветящегося вещества Вселенной - тусклых остывших звезд, гигантских молекулярных облаков.

Слайд 47

Телескоп «Кеплер» запустили 6 марта 2009 года. Это первый телескоп специально предназначенный для поиска экзопланет. Он будет наблюдать изменение яркости более чем 100 000 звезд в течение 3,5 лет. За это время он должен определить, сколько планет, подобных Земле, находится на пригодном для развития жизни удалении от своих звезд, составить описание этих планет и формы их орбит, изучить свойства звезд и многое другое. Когда «Хаббл» «уйдет на пенсию», его место должен занять космический телескоп имени Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope, JWST). У него будет огромное зеркало 6,5 метров в диаметре. Его задача - найти свет первых звезд и галактик, которые появились сразу после Большого взрыва. Его запуск запланирован на 2013 год. И кто знает, что он увидит в небе и как изменится наша жизнь.

Учитель МБОУ СОШ №4 г. Георгиевска Ставропольского края

Козманова Вероника Сергеевна

УМК Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута

Урок 1. Что изучает астрономия

Класс: 11

Цели урока

Личностные: обсудить потребности человека в познании, как наиболее значимой ненасыщаемой потребности, понимание различия между мифологическим и научным сознанием.

Метапредметные: формулировать понятие «предмет астрономии»; доказывать самостоятельность и значимость астрономии как науки.

Предметные: объяснять причины возникновения и развития астрономии, приводить примеры, подтверждающие данные причины; иллюстрировать примерами практическую направленность астрономии; воспроизводить сведения по истории развития астрономии, ее связях с другими науками.

Основной материал

Астрономия как наука. История становления астрономии в связи с практическими потребностями. Этапы развития астрономии. Взаимосвязь и взаимовлияние астрономии и других наук. Методические акценты урока.

Организовать беседу по выявлению представлений учащихся о том, что изучает астрономия, сформулировав, таким образом, определение предмета астрономии. Далее, продолжая беседу, важно подвести учащихся к мысли о первоначальной значимости развития астрономических знаний в связи с практическими потребностями. Их можно разделить на несколько групп:

- сельскохозяйственные потребности (потребность в отсчете времени - сутки, месяцы, годы. Например, в Древнем Египте определяли время посева и уборки урожая по появлению перед восходом солнца из-за края горизонта яркой звезды Сотис - предвестника разлива Нила);

- потребности в расширении торговли , в том числе морской (мореплавание, поиск торговых путей, навигация. Так, финикийские мореплаватели ориентировались по Полярной звезде, которую греки так и называли - Финикийская звезда);

- эстетические и познавательные потребности , потребности в целостном мировоззрении (человек стремился объяснить периодичность природных явлений и процессов, возникновение окружающего мира. Зарождение астрономии в астрологических идеях свойственно мифологическому мировоззрению древних цивилизаций. Мифологическое мировоззрение - система взглядов на объективный мир и место в нем человека, которая основана не на теоретических доводах и рассуждениях, а на художественно-эмоциональном переживании мира, общественных иллюзиях, рожденных восприятием людьми социальных и природных процессов и своей роли в них).

Выявление последней из указанных потребностей логично переводит к рассмотрению ряда этапов в развитии астрономии - от первых «следов» доисторической астрономии через наблюдательную астрономию Древнего мира и средневекового Востока к телескопической астрономии Галилея, небесной механике Кеплера и Ньютона. Важно в ходе беседы подвести учащихся к пониманию роли космической астрономии современности и ответственности человека в сохранении уникальности окружающего мира. Итогом обсуждения этапов в развитии астрономии является составление схемы, отображающей современные представления о структуре Вселенной.

Данное задание можно дать учащимся в качестве самостоятельной работы. Обсуждение результатов самостоятельной работы завершается обсуждением масштабов Вселенной.

Задание 1 учебника может быть выполнено в микрогруппах. При раскрытии связи астрономии с другими науками важно проанализировать взаимопроникновение и взаимовлияние научных областей:

- математика (использование приемов приближенных вычислений, замена тригонометрических функций малых углов значениями самих углов, выраженными в радианной мере, логарифмирование и т. д.);

- физика (движение в гравитационном и магнитном полях, описание состояния вещества; процессы излучения; индукционные токи в плазме, образующей космические объекты);

- химия (открытие новых химических элементов в атмосфере звезд, становление спектральных методов; химические свойства газов, составляющих небесные тела; открытие в межзвездном веществе молекул, содержащих до девяти атомов, существование сложных органических соединений метилацетилена и формамида и т. д.);

- биология (гипотезы происхождения жизни, приспособляемость и эволюция живых организмов; загрязнение окружающего космического пространства веществом и излучением);

- география (природа облаков на Земле и других планетах; приливы в океане, атмосфере и твердой коре Земли; испарение воды с поверхности океанов под действием излучения Солнца; неравномерное нагревание Солнцем различных частей земной поверхности, создающее циркуляцию атмосферных потоков);

- литература (древние мифы и легенды как литературные произведения; научно-фантастическая литература).

Домашнее задание. § 1. Представить графически (в виде схемы) взаимосвязь астрономии с другими науками, подчеркивая самостоятельность астрономии как науки и уникальность ее предмета.

Темы проектов

1. Древнейшие культовые обсерватории доисторической астрономии.

2. Прогресс наблюдательной и измерительной астрономии на основе геометрии и сферической тригонометрии в эпоху эллинизма.

3. Зарождение наблюдательной астрономии в Египте, Китае, Индии, Древнем Вавилоне, Древней Греции, Риме.

4. Связь астрономии и химии (физики, биологии).

Интернет-ресурсы

http://galaxy-science.ru/flash/SHkala_masshtabov_Vselennoy_v.2.swf - Оценка соотношения размеров различных объектов.

Этот предмет изучается в курсе средней общеобразовательной школы в старших классах после изучения основных закономерностей математики и физики. При составлении конспектов уроков по астрономии учитель должен четко понимать, что такое астрономия, как предмет изучения, который нужно в доступной форме преподнести учащимся.

Цель этих уроков – формирование понятия о космических явлениях, изучение движения космических тел. Задачи, которые ставит перед собой учитель, являются общеобразовательными, воспитательными и развивающими.

В процессе планирования конспекта урока ставятся цели формирования понятий о законах движения космических тел в центральном поле тяготения (Законы Кеплера), о траекториях движения (орбитах) космических тел и их основных характеристиках, об астрономических единицах измерения межпланетных расстояний. Таким образом, формируется научное мировоззрение в ходе знакомства с историей человеческого познания, и поясняются причины небесных явлений, обусловленных движением космических тел. Учитель развивает умение решать задачи на применение законов движения космических тел. А ученики должны выучить эти законы, которые действуют в центральных полях тяготения Кеплера, а также выяснить связи между формой орбиты и скоростью движения космических тел. В процессе обучения учащийся должен научиться решать задачи на применение полученных знаний.

Википедия(ru.wikipedia.org)

Астрономия - наука о Вселенной, изучающая расположение, движение, строение, происхождение и развитие небесных тел и образованных ими систем. В частности, астрономия изучает Солнце и другие звёзды, планеты Солнечной системы и их спутники, экзопланеты, астероиды, кометы, метеориты, межпланетное вещество, межзвёздное вещество, пульсары, чёрные дыры, туманности, галактики и их скопления, квазары и многое другое. Астрономия - одна из древнейших наук. Доисторические культуры и древнейшие цивилизации оставили после себя многочисленные астрономические артефакты, свидетельствующие о знании ими закономерностей движения небесных тел. В качестве примеров можно привести додинастические древнеегипетские монументы (англ.)русск. и Стоунхендж. Первые цивилизации вавилонян, греков, китайцев, индийцев и майя уже проводили методические наблюдения ночного небосвода. Но только изобретение телескопа позволило астрономии развиться в современную науку. Исторически астрономия включала в себя астрометрию, навигацию по звёздам, наблюдательную астрономию, создание календарей и даже астрологию. В наши дни профессиональная астрономия часто рассматривается как синоним астрофизики.

При планировании учебного материала по астрономии предполагаются следующие моменты: организационный, проверка домашнего задания (устные ответы учащихся, письменные тесты), актуализация темы занятия (фронтальный опрос, беседа).

При объяснении нового материала учителю необходимо сформулировать понятие о движении космических тел и законах Кеплера. Это может быть лекция. Во время лекции учащиеся делают записи на листах опорного конспекта. Формируются понятия о движении космических тел и законах Кеплера, который установил три закона движения планет относительно Солнца. При записи лекции учащиеся знакомятся со слайдами, которые иллюстрируют слова учителя. После знакомства с закономерностями учитель обязательно отмечает, что Кеплер лишь описал, как движутся планеты, но не объяснил причин движения. Это удалось сделать лишь во второй половине 17 века Исааку Ньютону.

При написании конспектов уроков по астрономии на темы «Звездное небо» и «Небесные координаты и звездные карты» очень уместной является экскурсия в обсерваторию, где можно воочию наблюдать изучаемые объекты. От трудов Аристотеля, Птолемея, Коперника, Джордано Бруно, Тихо Браге, Иоганна Кеплера, Рене Декарта, Галилео Галилея до трудов В.Я.Струве, Э.Хаббла, А.Эйнштейна, О.Ю.Шмидта, Фреда Хойла были открыты и описаны законы и теории, объясняющие законы движения небесных тел. Объяснения их в обсерватории будут более впечатляющими.

При написании конспекта по астрономии молодой учитель может использовать методические разработки, презентации и конспекты, которые найдет на сайтах или в монографиях библиотеки. В настоящее время в помощь учителям астрономии выпущены пособия и конструкторы уроков, которые представляют собой интерактивную среду разработки технологических карт уроков. Такой конструктор разработан таким образом, чтобы максимально сократить время проектирования урока. При этом не отодвигаются на второй план творческие способности и возможности учителя в подготовке к уроку.

Видео конспект урока по астрономии

Музыка для конспекта урока по астрономии

;