Урок № 1.

Тема: «Что изучает астрономия»

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 связь с другими науками.

Основной материал:

Астрономия как наука.

История становления астрономии в связи с практическими потребностями.

Взаимосвязь и взаимовлияние астрономии и других наук.

Новый материал

Что изучает астрономия

Люди издавна пытались разгадать тайну окружающего мира, определить свое место во Вселенной, которую древнегреческие философы называли Космосом. Так человек пристально наблюдал за восходом и заходом Солнца, за порядком смены фаз Луны – ведь от этого зависела его жизнь и трудовая деятельность. Человека интересовал суточный ход звезд, но пугали непредсказуемые явления – затмение Луны и Солнца, появление ярких комет. Люди пытались понять закономерность небесных явлений и осмыслить свое место в безграничном мире.

Астрономия (произошло от греческих слов astron – звезда, nomos – закон) – наука изучающая строение, движение, происхождение и развитие небесных тел, их систем и всей Вселенной в целом.

Астрономия как наука – важный вид человеческой деятельности, дающий систему знаний о закономерностях в развитии природы.

Цель астрономии – изучить происхождение, строение и эволюцию Вселенной.

Важными задачами астрономии являются:

Объяснение и прогнозирование астрономических явлений (например, солнечные и лунные затмения, появление периодических комет, прохождение вблизи Земли астероидов, крупных метеорных тел или комет).

Изучение физических процессов, происходящих в недрах планет, на поверхности и в их атмосферах , чтобы лучше понять строение и эволюцию нашей планеты.

Исследование движения небесных тел позволяет выяснить вопрос об устойчивости Солнечной системы, о вероятности столкновения Земли с астероидами и кометами.

Открытие новых объектов Солнечной системы и изучение их движения .

Изучение процессов, происходящих на Солнце, и прогнозирование их дальнейшего развития (т.к. от этого зависит существование всего живого на Земле).

Изучение эволюции других звезд и сравнение их с Солнцем (это помогает познать этапы развития нашего светила).

Итак, астрономия изучает строение и эволюцию Вселенной.

Вселенная – максимально большая область пространства, включающая в себя все доступные для изучения небесные тела и их системы.

Возникновение астрономии

Астрономия возникла в глубокой древности. Известно, что еще первобытные люди наблюдали звездное небо и затем на стенах пещер рисовали то, что видели. По мере развития человеческого общества с возникновением земледелия появилась потребность в счете времени, в создании календаря. Подмеченные закономерности в движении небесных светил, изменении вида Луны позволили древнему человеку найти и определить единицы счета времени (сутки, месяц, год) и высчитывать наступление определенных сезонов года, чтобы вовремя провести посевные работы и собрать урожай.

Наблюдение звездного неба с древнейших времен формировало самого человека как мыслящее существо. Так в Древнем Египте по появлению на предутреннем небе звезды Сириус жрецы предсказывали периоды весенних разливов Нила, определявших сроки земледельческих работ. В Аравии, где из-за дневной жары многие работы переносились на ночное время, существенную роль играло наблюдение фаз Луны. В странах, где было развито мореплавание, в особенности до изобретения компаса, особое внимание уделялось способам ориентирования по звездам.

В самых ранних письменных документах (3 – 2-е тысячелетие до н.э.) древнейших цивилизаций Египта, Вавилона, Китая, Индии и Америки имеются следы астрономической деятельности. В различных местах Земли наши предки оставили сооружения из каменных глыб и обработанных столбов, ориентированные на астрономически значимые направления. Эти направления совпадают, например, с точками восхода Солнца в дни равноденствий и солнцестояний. Подобные каменные солнечно-лунные указатели найдены в южной Англии (Стоунхенж), в России на южном Урале (Аркаим) и на берегу озера Яново вблизи г. Полоцка. Возраст таких древних обсерваторий – около 5 – 6 тысяч лет.

Значение и связь астрономии с другими науками

В ходе наблюдений человека за окружающим миром и Вселенной, приобретением и обобщением полученных знаний астрономия в той или иной мере связывалась с различными науками, например:

С математикой (использование приемов приближенных вычислений, замена тригонометрических функций углов значениями самих углов, выраженных в радианной мере);

С физикой (движение в гравитационном и магнитном полях, описание состояний вещества; процессы излучения; индукционные токи в плазме, образующей космические объекты);

С химией (открытие новых химических элементов в атмосфере звезд, становление спектральных методов; химические свойства газов, составляющих небесные тела);

С биологией (гипотезы происхождения жизни, приспособляемость и эволюция живых организмов; загрязнение окружающего комического пространства веществом и излучением);

С географией (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);

С литературой (древние мифы и легенды как литературные произведения, в которых, например, воспевается муза-покровительница науки астрономии - Урания; научно-фантастическая литература).

Разделы астрономии

Такое тесное взаимодействие с перечисленными науками позволило стремительно развиваться астрономии как науке. На сегодняшний момент астрономия включает ряд разделов, тесно связанных между собой. Они отличаются друг от друга предметом исследования, методами и средствами познания.

Правильное, научное представление о Земле как небесном теле появилось в Древней Греции. Александрийский астроном Эратосфен в 240 г. до н.э. весьма точно определил по наблюдениям Солнца размеры земного шара. Развивающиеся торговля и мореплавание нуждались в разработке методов ориентации, определении географического положения наблюдателя, точном измерении исходя из астрономических наблюдений. Решением этих задач стала заниматься практическая астрономия .

Издревна люди считали, что Земля - неподвижный объект, вокруг которого вращается Солнце и планеты. Основоположником такой системы мира – геоцентрической системы мира - является Птолемей. В 1530 г. Николай Коперник перевернул представление об устройстве Вселенной. Согласно его теории Земля, как и все планеты, вращается вокруг Солнца. Систему мира Коперника стали называть гелиоцентрической . Подобное «устройство» солнечной системы долго не было принято обществом. Но итальянский астроном, физик, механик Галилео Галилей с помощью наблюдений через простейший телескоп обнаружил смены фаз Венеры, что свидетельствует о вращении планеты вокруг Солнца. Иоганн Кеплер после длительных вычислений сумел найти законы движения планет, которые сыграли существенную роль в развитии представлений об устройстве Солнечной системы. Раздел астрономии, изучающий движение небесных тел, получил название небесной механики. Небесная механика позволила объяснить и предварительно вычислить с очень высокой точностью почти все движения, наблюдаемые как в Солнечной системе, так и в Галактике.

В астрономических наблюдениях использовались все более совершенные телескопы, с помощью которых были сделаны новые открытия, причем относящиеся не только к телам Солнечной системы, но и миру далеких звезд. В 1655 г. Гюйгенс рассмотрел кольца Сатурна и открыл его спутник Титан. В 1761 г. Михаил Васильевич Ломоносов открыл атмосферу у Венеры и провел исследование комет. Принимая за эталон Землю, ученые сравнивали ее с другими планетами и спутниками. Так зарождалась сравнительная планетология.

Огромные и все увеличивающиеся возможности изучения физической природы и химического состава звезд предоставило открытие спектрального анализа, который в XIX веке становится основным методом в изучении физической природы небесных тел. Раздел астрономии, изучающий физические явления и химические процессы, происходящие в небесных телах, их системах и в космическом пространстве, называется астрофизикой .

Дальнейшее развитие астрономии связано с усовершенствованием техники наблюдений. Большие успехи достигнуты в создании новых типов приемников излучения. Фотоэлектронные умножители, электронно-оптические преобразователи, методы электронной фотографии и телевидения повысили точность и чувствительность фотометрических наблюдений и еще более расширили спектральный диапазон регистрируемых излучений. Стал доступным для наблюдений мир далеких галактик, находящихся на расстоянии миллиардов световых лет. Возникли новые направления астрономии: звездная астрономия, космология и космогония.

Временем зарождения звездной астрономии принято считать 1837-1839 гг., когда независимо друг от друга в России, Германии и Англии были получены первые результаты в определении расстояний до звезд. Звездная астрономия изучает закономерности в пространственном распределении и движении звезд в нашей звездной системе - Галактике, исследует свойства и распределение других звездных систем.

Космология – раздел астрономии, изучающий происхождение, строение и эволюцию Вселенной как единого целого. Выводы космологии основываются на законах физики и данных наблюдательной астрономии, а также на всей системе знаний определенной эпохи. Интенсивно этот раздел астрономии стал развиваться в первой половине ХХ в., после разработки общей теории относительности Альбертом Эйнштейном.

Космогония – раздел астрономии, изучающий происхождение и развитие небесных тел и систем. Поскольку все небесные тела возникают и развиваются, идеи об их эволюции тесно связаны с представлениями о природе этих тел вообще. При исследовании звезд и галактик используются результаты наблюдений многих сходных объектов, возникающих в разное время и находящихся на разных стадиях развития. В современной космогонии широко применяются законы физики и химии.

Структура и масштабы Вселенной

Просмотр видеофильма «Планеты»

Запуск видеофильма проводится путем нажатия на иллюстрацию

Значение астрономии

Астрономия и ее методы имеют большое значение в жизни современного общества. Вопросы, связанные с измерением времени и обеспечением человечества знанием точного времени, решаются теперь специальными лабораториями - службами времени, организованными, как правило, при астрономических учреждениях.

Астрономические методы ориентировки наряду с другими по-прежнему широко применяются в мореплавании и в авиации, а в последние годы - и в космонавтике. Вычисление и составление календаря, который широко применяется в народном хозяйстве, также основаны на астрономических знаниях.

Составление географических и топографических карт, пред вычисление наступлений морских приливов и отливов, определение силы тяжести в различных точках земной поверхности с целью обнаружения залежей полезных ископаемых - все это в своей основе имеет астрономические методы.

Закрепление нового материала

Ответьте на вопросы:

Что изучает астрономия?

Какие задачи решает астрономия?

Как возникла наука астрономии? Охарактеризуйте основные периоды ее развития.

Из каких разделов состоит астрономия? Кратко охарактеризуйте каждый из них.

Каково значение астрономии для практической деятельности человечества?

Домашнее задание

Проект «Древо развития астрономии»

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

Во Вселенной зарегистрировано около 10 млрд галактик. Если в каждой галактике насчитывается в среднем 1011 звезд, то общее количество звезд во Вселенной достигает фантастической цифры 1021. Это астрономическое число с 21 нулем представить себе трудно, поэтому можно посоветовать следующее сравнение. Если разделить все звезды во Вселенной на количество людей на Земле, то каждый из нас был бы обладателем одной галактики, то есть примерно 200 млрд звезд.

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

1. Какое тело находится в центре геоцентрической системы мира?
   А. Солнце.
   Б. Юпитер.
   В. Сатурн.
   Г. Земля.
   Д. Венера.
2. Какую планету открыл Коперник?
   А. Марс.
   Б. Сатурн.
   В. Уран.
   Г. Землю.
   Д. Юпитер.
3. Что измеряется световыми годами?
   А. Время.
   Б. Расстояние до планет.
   В. Период обращения.
   Г. Расстояние до звезд.
   Д. Расстояние до Земли.
4. Как переводится с греческого языка слово планета?
   А. Волосатая звезда.
   Б. Хвостатая звезда.
   В. Блуждающая звезда.
   Г. Туманность.
   Д. Холодное тело.
5. Какую структуру имеет наша Галактика?
   А. Эллиптическую.
   Б. Спиральную.
   В. Неправильную.
   Г. Шаровидную.
   Д. Цилиндрическую.
6. Какая разница между геоцентрической и гелиоцентрической системами мира?
7. В какой последовательности относительно Солнца расположены планеты Солнечной системы?
8. Могут ли существовать тела за пределами орбиты Нептуна?
9. Что измеряется астрономическими единицами?
10. Рассчитайте величину (до третьего знака) 1 св. года в километрах.
11. 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

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

Задания для наблюдений

1. 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?
2. 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.

Цели урока: формировать понятие «предмет астрономии»; доказать самостоятель­ность и значимость астрономии как науки; дать общие сведения о структуре и составе Солнечной системы. объяснить причины возникнове­ния и развития астрономии, привести примеры, подтверждающие данные причины; иллюстриро­вать примерами практическую направленность ас­трономии; воспроизвести сведения по истории раз­вития астрономии, ее связях с другими науками.

Ход урока

Организационный момент

Вводная беседа (2 мин)

Требования: учебник и тетрадь

Новый материал

Астрономия - древнейшая наука, истоки относятся к каменному веку(VI - III тысячелетия до н.э.) [греч. astron - звезда, светило, nomos -закон] - наука о Вселенной (о природе ) изучает движение, строени е , происхождени е и развити е небесных тел и их систем .

Системы: - все тела во Вселенной образуют системы различной сложности.

Астрономия исследует также фундаментальные свойства окружающей нас Вселенной.

Как наука, астрономия основывается прежде всего на наблюдениях. В отличие от физиков астрономы лишены возможности ставить эксперименты. Практически всю информацию о небесных телах приносит нам электромагнитное излучение. Только в последние сорок лет отдельные миры стали изучать непосредственно: зондировать атмосферы планет, изучать лунный и марсианский грунт.

Самостоятельная работа – стр.6-8 – составить ОК «Структура Вселенной»

Астрономическая единица используется при изучении Солнечной системы. Это размер большой полуоси орбиты Земли: 1 а. е. = 149 миллионов километров . Более крупные единицы длины – световой год и парсек, а также их производные (килопарсек, мегапарсек) – нужны в звездной астрономии и космологии. Световой год – расстояние, которое проходит луч света в вакууме за один земной год. Он равен примерно 9,5∙10 15 м .

Исторически связан с измерением расстояний до звезд по их параллаксу и составляет 1 пк = 3,263 светового года =206 265 а. е.=3,086∙10 16 м.

Астрономия тесно связана с другими науками, прежде всего с физикой и математикой, методы которых широко применяются в ней. Но и астрономия является незаменимым полигоном, на котором проходят испытания многие физические теории. Космос – единственное место, где вещество существует при температурах в сотни миллионов градусов и почти при абсолютном нуле, в пустоте вакуума и в нейтронных звездах. В последнее время достижения астрономии стали использоваться в геологии и биологии, географии и истории.

История астрономии - одна из самых увлекательных и древнейших наук Потребность в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:

1. Счета времени (календарь).

2. Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям

3. Любознательность - разобраться в происходящих явлениях и поставить их себе на службу.

4. Забота о своей судьбе, народившая астрологию.

Этапы развития астрономии

I-й Античный мир (до н. э)

II-ой Дотелескопический (наша эра до 1610г)

III-ий Телескопический (1610-1814гг)

IV-ый Спектроскопия (1814-1900гг)

V-ый Современный (1900 - наст.время)

Связь c другими предметами.

Основные разделы астрономии:

Связь астрономии с другими науками

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.

В ходе беседы подводим 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.

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 метилаце- тилена 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).

В настоящее время космические исследования решаются с помощью технических средств, с помощью компьютеров можно управлять телескопами, исследовать процессы эволюции планет, звёзд и галактик.

Развитие ракетной техники позволило человечеству выйти в космическое пространство. Результаты исследования тел Солнечной системы позволяют лучше понять глобальные, эволюционные процессы происходящие на земле.

Вступив в космическую эру своего существования и готовясь к полетам на другие планеты, человечество не вправе забывать о Земле и должно в полной мере осознавать необходимость сохранения ее уникальной природы.

Домашнее задание. § 1. С. 3-7, Представить графически (в виде схемы) взаимосвязь астрономии с другими науками, подчеркивая самостоятельность астроно­мии как науки и уникальность ее предмета.

Темы проектов

Древнейшие культовые обсерватории доисто­рической астрономии.

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

Зарождение наблюдательной астрономии в Египте, Китае, Индии, Древнем Вавилоне, Древней / flash / SHkala _ masshta - bov _ Vselennoy _ v .2. swf - Оценка соотношения раз­меров различных объектов.

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

Тема: Предмет астрономии.
Ход урока:
Вводная беседа (2 мин)
Требования: учебник­тетрадь
новый предмет ­ работа с учебником
Новый материал (30 мин) Начало ­ демонстрация видео клипа с CD, моей презентации.
Астрономия [греч. astron ­ звезда, nomos ­закон] – наука о Вселенной (о природе)= наука о строении, происхождении и развитии небесных тел и их систем, муза ­
Урания.
Системы: ­ все тела во Вселенной образуют системы различной сложности.
1. Солнечная система
2. Видимые на небе звезды, в том числе Млечный путь – это часть Галактики (наша галактика
Млечный Путь)
3. Галактики объединяются в своего рода скопления (системы)
Все тела находятся в непрерывном движении, изменении, развитии. Планеты, звезды, галактики имеют
свою историю, нередко исчисляемую млрд. лет.
На схеме отражена системность и расстояния:
1 астрономическая единица = 149, 6 млн.км (среднее расстояние от Земли до Солнца).
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. 1 световой год равен 9,46 миллионам миллионов километров!
История астрономии – одна из самых увлекательных и древнейших наук (можно показать отрывок из фильма Астрономия (ч.1, фр. 2 Самая древняя наука). Потребность
в астрономических знаниях диктовалась жизненной необходимостью:

1. Счета времени (календарь).
2. Находить дорогу по звездам, особенно мореплавателям
3. Любознательность – разобраться в происходящих явлениях и поставить их себе на службу.
4.
Забота о своей судьбе, народившая астрологию.
Этапы развития астрономии
I­й Античный мир (до н. э)
II­ой Дотелескопический (наша эра до 1610г)
III­ий Телескопический (1610­1814гг)
IV­ый Спектроскопия (1814­1900гг)
V­ый Современный (1900 ­ наст.время)
Связь c другими предметами.
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
Основные разделы астрономии:
Классическая
астрономия
объединяет ряд разделов астрономии, основы которых были разработаны до начала ХХ века:

Астрометрия:
Небесная
механика
Современная
астрономия
Астрофизика
Космогония
Космология
Сферическая
астрономия
Фундаментальная
астрометрия
Практическая
астрономия
изучает положение, видимое и собственное движение космических тел и решает задачи, связанные с
определением положений светил на небесной сфере, составлением звездных каталогов и карт,
теоретическим основам счета времени.
ведет работу по определению фундаментальных астрономических постоянных и теоретическому
обоснованию составления фундаментальных астрономических каталогов.
занимается определением времени и географических координат, обеспечивает Службу Времени, вычисление
и составление календарей, географических и топографических карт; астрономические методы ориентации
широко применяются в мореплавании, авиации и космонавтике.
исследует движение космических тел под действием сил тяготения (в пространстве и времени). Опираясь на данные астрометрии,
законы классической механики и математические методы исследования, небесная механика определяет траектории и характеристики
движения космических тел и их систем, служит теоретической основой космонавтики.
изучает основные физические характеристики и свойства космических объектов (движение, строение, состав и т.д.), космических
процессов и космических явлений, подразделяясь на многочисленные разделы: теоретическая астрофизика; практическая
астрофизика; физика планет и их спутников (планетология и планетографии); физика Солнца; физика звезд; внегалактическая
астрофизика и т. д.
изучает происхождение и развитие космических объектов и их систем (в частности Солнечной системы).
исследует происхождение, основные физические характеристики, свойства и эволюцию Вселенной. Теоретической основой ее
являются современные физические теории и данные астрофизики и внегалактической астрономии.
Наблюдения в астрономии ­ основной источник информации. Они имеют особенности:


длительные промежутки времени и одновременное наблюдение родственных объектов (пример­эволюция звезд)
необходимость указания положения небесных тел в пространстве (координаты)
Для точности наблюдений, нужны приборы. Наблюдения проводятся в специализированных учреждениях ­обсерваториях.
Телескоп ­ увеличивает угол зрения (разрешающая способность), и собирает больше света (проникающая сила).
Виды телескопов: = оптические и радио (Показ)
1. Оптические телескопы
Рефрактор ­ используется преломление света в линзе (преломляющий), первый в 1609г Г. Галилей
Рефлектор ­ используется вогнутое зеркало (отражающий), фокусирующее лучи, первый в 1668г изобрел И. Ньютон.
Зеркально – линзовый (камера Шмидта) ­ комбинация обеих видов, первый построил в 1930г Б. ШМИДТ.
непосредственные наблюдения

 фотографировать (астрограф)
 фотоэлектрические – датчик, колебание энергии, излучений
назначение

спектральные – дают сведения о температуре, химическом составе, магнитных полях, движений небесных тел.

В астрономии расстояние между небесными телами измеряют углом
→
угловое расстояние:
градусы – 5о,2, минуты – 13",4, секунды – 21",3
Обычным глазом мы видим рядом 2 звезды (разрешающая способность), если угловое расстояние не менее 1­2". Угол, под которым мы видим диаметр Солнца и Луны ~
0,5о= 30".
Вычисления:
"/D или = 206265∙
α
λ
λ
/D [где
­ длина световой волны, а D – диаметр объектива

Разрешающая способность = 14α
телескопа]
 Светосила Е=~S (или D2) объектива. Е=(D/dхр)2, где dхр­ диаметр зрачка человека в обычных условиях 5мм.
β α
 Увеличение =Фокусное расстояние объектива/Фокусное расстояние окуляра. W=F/f= /
.
При сильном увеличении >500х видно колебания воздуха, поэтому телескоп необходимо располагать как можно выше в горах и где небо часто безоблачно, а еще лучше за
пределами атмосферы (в космосе).

Задача (самостоятельно­3 мин) Для 6м телескопа– рефлектора в Специальной астрофизической обсерватории (на северном Кавказе)
определить разрешающую способность, светосилу и увеличение, если используется окуляр с фокусным расстоянием 5см (F=24м). [Оценка по
скорости и правильности решения]
2. Радиотелескопы ­ преимущества: в любую погоду и время суток можно вести наблюдение объектов, недоступные для оптических. Представляют собой чашу
(подобие локатора). Радиоастрономия получило развитие с 50­х годов 20­го столетия.

Закрепление материала .
Вопросы:
1. Какие сведения астрономические вы изучали в курсах других предметов? (природоведение, физики, истории и т.д.)
2. В чем специфика астрономии по сравнению с другими науками о природе?

3. Какие типы небесных тел вам известны?
4. Планеты. Сколько, как называются, порядок расположения, самая большая и т.д.
5. Какое значение в народном хозяйстве имеет сегодня астрономия?
Значения в народном хозяйстве:
­ Ориентирование по звездам для определения сторон горизонта
­ Навигация (мореходство, авиация, космонавтика) ­ искусство прокладывать путь по звездам
­ Исследование Вселенной с целью понять прошлое и спрогнозировать будущее
­ Космонавтика:
­ Исследование Земли с целью сохранения ее уникальной природы
­ Получение материалов, которые невозможно получение в земных условиях
­ Прогноз погоды и предсказание стихийных бедствий
­ Спасение терпящих бедствие судов
­ Исследования других планет для прогнозирования развития Земли

Домашнее задание: Введение, §1; вопросы и задания для самоконтроля (стр11); стр29 (п.1­6) – главные мысли.
При подробном изучении материала об астрономических инструментах можно предложить ученикам вопросы и задачи:
1. Определите основные характеристики телескопа Г. Галилея.
2. В чем преимущества и недостатки оптической системы рефрактора Галилея по сравнению с оптической схемой рефрактора Кеплера?
3. Определите основные характеристики БТА. Во сколько раз БТА мощнее МШР?
4. В чем преимущества телескопов, установленных на борту космических аппаратов?
5. Какими условиями должно удовлетворять место для строительства астрономической обсерватории?