Практичні роботи з астрономії

 

 

 

 

АСТРОНОМІЯ

 

Завдання для практичних  занять для здобувачів освіти

 професійно-технічних навчальних закладів

 

 

 

 

 

 

 

 

Укладач: В.Е. Чернєва,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Білгород-Дністровський

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

1. Пояснювальна записка___________________________________________ 3
2. Тематичний план________________________________________________4
3. Практична робота №1__________________________________________ 5-7
4. Практична робота №2_________________________________________ 8-10
5. Практична робота №3________________________________________ 11-13
6. Практична робота №4________________________________________ 14-17
7. Додатки_______________________________________________________18
8. Список використаної літератури__________________________________ 19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснювальна записка

        Завдання до практичних занять з дисципліни "Астрономія" складено відповідно до навчальної програми для загальноосвітніх навчальних закладів (рівень стандарту, академічний рівень), затвердженої Наказом МОН України від 14.07.2016 № 826 «Про затвердження навчальних програм для 10-11 класів загальноосвітніх навчальних закладів». Основні завдання вивчення астрономії за даною програмою ґрунтуються на вимогах Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти і зводяться до того, що студенти мають знати лічбу часу й календарі, орієнтуватися на місцевості за допомогою небесних світил, уміти пояснювати явища добового й річного руху небесних тіл; розуміти причини сонячних і місячних затемнень, появи комет і метеорів, знати будову Сонячної системи та небесних тіл, що складають Всесвіт, і чим вони відрізняються (планети, планетні системи, зорі, скупчення зір, галактики, скупчення галактик), знати в загальних рисах про походження Сонячної системи та Всесвіту; знати, якими засобами ведуться астрономічні дослідження з поверхні Землі та за межами земної атмосфери; розрізняти «астрономію» й «астрологію»; розуміти, що астрологія є реліктом історії розвитку цивілізації і її принципи науково не обґрунтовані.

        Під час вивчення астрономії необхідно у повній мірі використати знання і вміння студентів, засвоєних у процесі вивчення інших природничо-наукових предметів, у першу чергу з фізики. Взаємозв’язок астрономії та фізики є особливим — астрономія містить у собі весь діапазон понять сучасної фізики й у повній мірі базується на її законах.

Сучасна астрономія також тісно пов'язана з математикою, біологією і хімією, географією, геологією і космонавтикою. Використовуючи досягнення інших наук, вона в свою чергу збагачує їх, стимулює розвиток, висуваючи перед ними все нові завдання.

        Вивчаючи астрономію, слід звертати увагу на те, які відомості є достовірними фактами, а які — науковими припущеннями, що з часом можуть змінитися.

        Астрономія вивчає в космосі речовину в таких станах і масштабах, які не можна створити в лабораторіях, і цим розширює фізичну картину світу, наші уявлення про матерію. Усе це важливо для розвитку діалектико-матеріалістичного уявлення про природу.

       Тематику практичних робіт змінено з огляду на можливості навчального закладу щодо технічних засобів навчання.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

 

№ з/п	Назва теми, розділу дисципліни та практичної роботи	Кількість годин
1	Розділ1 Зоряне небо  та рухи світил.  Тема 1.2 Небесна сфера і добовий рух світил. Тема практичної роботи №1: Робота з рухомою картою зоряного неба. Тема1.4 Закони руху небесних тіл Тема практичної роботи №2: Сонячні затемнення.	2   2
2	Розділ4 Зорі  Тема 4.3. Сонце як зоря Тема практичної роботи №3: Сонячне світло   –  екологічне чисте джерело енергії. Тема практичної роботи №4: Визначення чисел Вольфа для ряду зображень з архіву SOHO.	2          2
3	Разом	8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практична робота №.1

 

 

Тема заняття: «Робота з рухомою картою зоряного неба».

 

Робоче місце: кабінет астрономії.

 

 

Дидактична мета заняття:

 

навчити: користуватися    зоряною  картою неба  при  визначенні   місця знаходження    на   небесній  сфері  основних  зір   і   сузір’їв;

розвивати кругозір, логічне мислення;

виховувати сучасну інформаційно-компетентну людину.

.

Учні повинні:

 

знати: призначення рухомої карти зоряного неба;

вміти: знаходити на карті сузір’я, визначати їх координати.

 

Правила техніки безпеки:

-розміщуйте обладнання і прилади на робочому місці так, щоб уникнути їх падіння;

-дотримуйтесь правил експлуатації вимірювальних приладів;

-на випадок незрозумілих ситуацій звертатися за допомогою до викладача чи лаборанта.

 

Забезпечення заняття: рухома карта зоряного неба, демонстраційна карта зоряного неба, олівці.

 

Запитання для актуалізації опорних  знань:

 

1. Що таке небесна сфера?
2. Які дві особливі точки існують на небесній сфері?
3. Що таке зеніт та надир?
4. Яка різниця між небесним екватором та небесним меридіаном?
5. Що таке математичний горизонт?
6. Що таке кульмінація?

 

Теоретичні відомості.

Рухома карта складається з двох частин: рухомого диска - зоряної карти, який може обертатись навколо осі, що проходить через його центр, і нерухомо розташованого над ним накладного круга. На карті показані всі зірки яскравіші 3-ої зоряної величини, а також деякі більш слабкі зірки, що доповнюють обриси сузір'їв до звичних. Зірки зображені чорними кружечками різних розмірів: чим яскравіші зірки, тим більш великі кружечки їх зображують. Зірки в сузір'ях, як правило, позначені в міру зменшення їх яскравості буквами грецького алфавіту α, β, γ і ... Яскраві зоряні скупчення представлені групами тісно розташованих крапок, а яскраві туманності — штрихуванням. Молочний Шлях зображений смугою, виконаною у вигляді крапок.

 

 

 

Зміст роботи

1. Знайдіть на карті зоряного неба сузір’я та назвіть їх сусідів:

1 варіант

а) Оріон;

б) Лебідь;

в) Волопас;

г)Велика Ведмедиця.

2 варіант

а)Лев;

б)Пегас;

в)Кассіопея;

г) Мала Ведмедиця.

 

2.Знайдіть на карті зоряного неба сузір’я і намалюйте відповідні малюнки:

1 варіант

а) Велика Ведмедиця;

б) Близнята;

в) Кассіопея.

2 варіант

а) Мала Ведмедиця;

б) Оріон;

в) Волопас.

 

3.Визначте зорі за їх координатами:

1 варіант

а) 5 год 13 хв; +45°;

б) 6 год 42 хв; -17°;

в) 15 год 32 хв; +27°;

г) 19 год 48 хв; +9°;

2 варіант

а) 16 год 30хв; +45°;

б) 9 год 50 хв; +27°;

в) 4 год 25 хв; -3°;

г) 17 год 05 хв; -15°;

 

4.За допомогою карти зоряного неба визначте координати зір:

1 варіант

а) α Орла;

б) α Діви;

в) α Скорпіона;

г) β Геркулеса;

2 варіант

а) α Великого Пса;

б) α Лева;

в) α Візничого;

г) α Волопаса;

 

 

5.В якому сузір’ї перебуває Сонце в день Вашого народження. (Наприклад: ви народились 10 жовтня. Для визначення координат Сонця на зовнішньому кругові зоряної карти на білому фоні шукаємо дату 10 жовтня. Потім на темному пластиковому кругові знаходимо цифру 12, яка визначає  кульмінацію Сонця за місцевим часом.  Повертаємо пластиковий круг відносно білої карти таким чином, щоби співпала   дата    «10 жовтня»  з   часом   «12»,  коли Сонце кульмінує, тобто проходить через меридіан. Меридіан на карті позначено жовтою прямою, що перетинає точку зеніту та полюс світу біля Полярної зорі. Після цього шукаємо точку перетину меридіана та екліптики (пунктирне червоне коло) – це буде сузір’я Діви).

 

6. Відшукайте на небі ті сузір’я, які на широті України ніколи не заходять: Велику та Малу Ведмедиці (народна назва – Великий та Малий Віз), Кассіопея ( українська назва –Борона), та зорю Капелла в сузір’ї Візничого.

 

Додаткове завдання: Як користуватись картою зоряного неба на інших планетах?

 

Оформити звіт виконаної роботи

 

 Домашнє завдання: повторити  тему «Небесна сфера».

Література: Пришляк М.П., Вид-во «Ранок», 2011.-160с., ст. 14-21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практична робота  №.2

 

Тема заняття: «Сонячні затемнення».

 

Робоче місце: кабінет астрономії.

 

Дидактична мета заняття:

 

навчити  спостерігати сонячне затемнення;

розвивати кругозір, логічне мислення;

виховувати сучасну інформаційно-компетентну людину.

.

Учні повинні:

знати: умови спостереження повного, кільцеподібного і часткового сонячного затемнень, періодичність виникнення сонячних затемнень;

вміти: розрізняти види затемнень.

 

Правила техніки безпеки:

-не можна дивитися на Сонце без спеціального світлофільтра!

-розміщуйте обладнання і прилади на робочому місці так, щоб уникнути їх падіння;

-на випадок незрозумілих ситуацій звертатися за допомогою до викладача чи лаборанта.

 

Забезпечення заняття: модель Сонячної системи, ПК або проектор, олівці.

 

 

Запитання для актуалізації опорних  знань:

1. Назвіть умови спостереження сонячних затемнень.

2.Відчого залежить тривалість сонячного затемнення?

3. Що таке «чотки Бейлі»?

4. Що називається зоною сонячних затемнень?

5. Що таке сарос?

 

Теоретичні відомості.

Здійснюючи свій щомісячний цикл навколо Землі, Місяць іноді проходить між нею і Сонцем. Видимі розміри Місяця і Сонця майже однакові: діаметр Сонця в 400 разів перевищує місячний, проте воно знаходиться в 400 раз далі. З цих причин Місяць під час свого руху періодично частково або повністю затуляє Сонце - таке явище називається сонячним затемненням. Протягом одного календарного року відбувається від 2 до 5 сонячних і від 0 до 3 місячних затемнень. Доречи, календар на 2017 рік включає два сонячних і два місячних затемнення.

 

 

 

Зміст роботи

1. За допомогою мультимедійних засобів  переглянути відео, простежити «діамантове кільце», кільцеподібне, повне та часткове  сонячні затемнення, зафіксувати та намалювати їх фази.

 

2.Виконати тести.

 

1. Назвіть основні причини сонячних затемнень:

а) рух Землі навколо Сонця;

б) рух Місяця навколо Землі;

в) наявність супутника Землі – Місяця;

г) практична рівність видимих з Землі розмірів дисків Сонця і Місяця.

 

2. Наступ сонячних затемнень на інших планетах:

а) неможливо;

б) залежить від розмірів супутників, відстані від супутника до планети;

в) відбувається так само як і на Землі, але з іншою частотою;

г) відбувається тільки на планетах земної групи.

 

3. В якій фазі повинен перебувати Місяць, щоб відбулося сонячне затемнення?

а) 1;

б) 2;

в) 3;

г) 4.

 

4. Повне сонячне затемнення в принципі можна спостерігати ...

а) з усієї півкулі;

б) в невеликій області Землі, на яку падає пляма місячної тіні;

в) у вузькій смузі біля екватора.

г) в смузі шириною близько 200 км, положення якої на земній поверхні зміняється.

 

5. Сьогодні спостерігалося повне сонячне затемнення. Через тиждень ....

а) відбудеться місячне затемнення;

б) місяць буде в першій чверті;

в) буде повний Місяць;

г) Місяць буде в останній чверті.

 

6. Сонячні затемнення відбуваються:

а) вкрай рідко;

б) раз на рік точно;

в) щорічно і може не по одному разу;

г) щомісячно.

 

7. Сьогодні спостерігалося повне сонячне затемнення. Через два тижні ....

а) відбудеться місячне затемнення;

б) Місяць буде в першій чверті;

в) буде повний Місяць;

г) Місяць буде в останній чверті.

 

8. Земний спостерігач бачить повне сонячне затемнення. В цей же час для спостерігача на Місяці- ...

а) повне затемнення Землі;

б) повне затемнення Сонця;

в) Земля видна в повній фазі;

г) нічого не видно.

 

9. Визначте відповідність  «назва затемнення – малюнок»:

а) повне сонячне затемнення

б) кільцеподібне сонячне затемнення

в) часткове сонячне затемнення

г) «діамантове кільце»

 

Наприклад 1-г

1

 

2

 

3

4

 

 

10. На малюнку показані положення Сонця і Місяця під час повного місяця. При якому положенні може спостерігатися повне сонячне затемнення?

 

 

а) 1

б) 2

в) 3

г) 4

 

 

 

 

Оформити звіт виконаної роботи

 

  Домашнє завдання: повторити  тему «Земля і місяць».

Література: Пришляк М.П., Вид-во «Ранок», 2011.-160с., ст. 59-60

 

 

 

 

 

 

Практична робота  №.3

 

Тема заняття: «Сонячне світло   –  екологічне чисте джерело енергії».

 

Робоче місце: кабінет астрономії.

 

Дидактична мета заняття:

 

навчити  вимірювати кількість сонячної енергії, яку отримує певна ділянка поверхні Землі протягом певного часу;

розвивати кругозір, логічне мислення;

виховувати сучасну інформаційно-компетентну людину.

.

Учні повинні:

знати: фізичні характеристики Сонця;

вміти: визначати кількість сонячної енергії, яка падає на Землю.

 

Правила техніки безпеки:

-під час виконання цієї роботи не можна дивитися на Сонце без спеціального світлофільтра!

-розміщуйте обладнання і прилади на робочому місці так, щоб уникнути їх падіння;

-дотримуйтесь правил експлуатації вимірювальних приладів;

-на випадок незрозумілих ситуацій звертатися за допомогою до викладача чи лаборанта.

 

Забезпечення заняття: олівець, лінійка, палиця, вимірювальна стрічка.

 

 

Запитання для актуалізації опорних  знань:

1. Як можна виміряти температуру на поверхні Сонця?

2. У якому стані знаходиться речовина на Сонці?

3. Як називається шар Сонця, що випромінює світло?

4. Чому дорівнює температура в центрі Сонця?

5. Чому понижується температура в плямі?

 

Теоретичні відомості.

Кількість енергії, яку отримує поверхня Землі від Сонця, залежить від кута падіння сонячних променів і:

 

Е = q cos і,                   

 

де q=1,4 кВт/м² — сонячна стала, або кількість енергії, яку отримує одиниця поверхні Землі, якщо сонячні промені падають перпендикулярно до її поверхні, тобто при і = 0°. На широті 50° (Харків, Київ, Львів) кількість енергії, що отримує поверхня за довгий літній день, досягає 7 (кВт·год)/м² = 25,2 · 10⁶ Дж/м², що більше навіть від тієї сонячної енергії, яку отримує поверхня на екваторі, де цілий рік тривалість дня складає 12 год.

 

Для визначення кількості енергії, яку отримує певна ділянка площею S за проміжок часу  t, будемо вважати, що кут падіння сонячних променів і за цей час залишається сталим:

 

E = qStcosi.                    

 

 

Зміст роботи

1.Виміряйте довжину палиці Н та тіні L від сонячного світла. Для цього установіть палицю перпендикулярно до площини ділянки. Знайдіть кут падіння і сонячних променів за формулою:

і = arctg (H/L).

2.Визначте площу ділянки подвір’я S.

3.Обчисліть за допомогою формули (2), яку енергію отримує від Сонця ділянка подвір’я протягом 10 хвилин, одного року.

4.Результати запишіть у таблицю:

 

Н

L

і = arctgL Н

S

Е = q  cosi  St

 

 

5.Визначте, скільки часу зможе світитися електрична лампа потужністю 100 Вт, якщо на її роботу буде витрачено 50 %  одержаної сонячної енергії. Зробіть висновок.

 

6.Дайте відповіді на запитання.

 

 1) Сонячна стала визначає:

 а) кількість енергії, що випромінює Сонце за рік;

 б) кількість енергії, що випромінює Сонце за 1 с;

 в) енергію, яку отримує їм2 поверхні Землі за 1 с, якщо сонячні промені падають   

    перпендикулярно до поверхні;

 г) кількість енергії, яку отримує вся поверхня Землі за одиницю часу.

 

 2) Для визначення світності Сонця необхідно знати:

 а) радіус Сонця;

 б) температуру на поверхні Сонця;

 в) відстань від Землі до Сонця;

 г) температуру на поверхні Землі.

 

 3) У результаті якого процесу виділяється енергія в надрах Сонця?

 а) ядерної реакції;

 б) гравітаційного стиснення;

 в) термоядерної реакції;

 г) горіння водню.

 

 4) Температуру на поверхні Сонця можна визначити за допомогою:

 а) термометра;

 б) законів Кеплера;

 в) спектра Сонця;

 г) закону всесвітнього тяжіння.

 

 5) Речовина на Сонці перебуває в такому стані:

 а) твердому;

 б) газоподібному;

 в) м’якому;

 г) плазми.

 

 6) Шар Сонця, що випромінює світло, називається:

 а) фотосфера;

 б) корона;

 в) хромосфера;

 г) зона радіації.

 

 7) Температура в центрі Сонця дорівнює:

 а) 6000 К;

 б) 10 000 К;

 в) 15 000 К;

 г) 1500 000 К.

 

 8) Температура сонячної корони сягає:

 а) 2 000 000К;

 б) 20 000К;

 в) 10 000К;

 г) 6000К.

 

 

 

7.Додаткове завдання: поясніть, чи зможе вижити у Сонячній системі наша цивілізація, якщо Сонце у майбутньому перетвориться у червоного гіганта?

Оформити звіт виконаної роботи

 

  Домашнє завдання: повторити  тему «Сонце як зоря».

Література: Пришляк М.П., Вид-во «Ранок», 2011.-160с., ст. 96

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практична робота №.4

 

Тема заняття: «Визначення чисел Вольфа для ряду зображень з архіву SOHO.».

 

Робоче місце: кабінет астрономії.

 

Дидактична мета заняття:

 

навчити  досліджувати диск Сонця на предмет наявності плям на ньому,.

розвивати кругозір, уміння працювати з зображеннями архіву SOHO, логічне мислення;

виховувати сучасну інформаційно-компетентну людину.

 

 

Учні повинні:

 

знати: причини виникнення плям на сонці;

вміти: визначати кількість окремих плям та груп плям та робити висновки щодо стану та стадії циклу активності Сонця.

 

Правила техніки безпеки:

-розміщуйте обладнання і прилади на робочому місці так, щоб уникнути їх падіння;

-дотримуйтесь правил експлуатації вимірювальних приладів;

-на випадок незрозумілих ситуацій звертатися за допомогою до викладача чи лаборанта.

 

Забезпечення заняття : зображення архіву SOHO.

 

Запитання для актуалізації опорних  знань:

1. Як називаються місця, де спостерігаються активні утвори ?
2. Чому дорівнює час життя поодиноких плям?
3. Що таке факели?
4. Чому дорівнює цикл активності Сонця?
5. Що називають протуберанцями?
6. Чому виникає магнітна буря?
7. Як сонячна активність впливає на людину?

 

Теоретичні відомості.

Сонячні плями - найбільш відомі та найдоступніші для спостережень прояви сонячної активності. Як правило, плями виникають групами. Сонячні плями, їх кількість та площа, характер групування та положення є найбільш важливими показниками активності Сонця та його геоефективності. В якості міри ступеня сонячної активності користуються так званими числами Вольфа, що пропорційні сумі загальної кількості плям f та числа груп g помноженого на 10: W=k(f+10g). Коефіцієнт пропорційності k залежить від потужності приймача а також особливостей ведення спостережень.

 

 

Зміст роботи

 

1. Розглянути зображення сонячних дисків. Сонце розташовано на них таким чином, що його північний полюс знаходиться вгорі і вісь обертання проходить вертикально. Крім того, за наявності плям на диску Сонця вони можуть бути пронумеровані. Проте, як показує досвід, не обов’язково біля кожної плями може стояти числовий покажчик, тому не варто орієнтуватися лише на них.

2. Кожне зображення містить дату його отримання. Вона буде слугувати з одного боку часовою координатою, а з іншого – ідентифікатором зображення. Запишіть до другого стовпчика Таблиці1 відповідні дати отримання зображень в порядку зростання. Для зручності намагайтесь користуватися Юліанськими датами.

3. Ознайомившись з зображеннями, порахуйте, скільки окремих плям знаходиться на кожному зображенні. Намагайтесь враховувати найдрібніші плямки, проте не плутайте їх з дефектами зображень чи друку. Впишіть отримане значення кількості плям f до третього стовпчика Таблиці1.

4. Можна помітити, що іноді плями збираються в групи. Визначте кількість таких груп g на диску Сонця і запишіть результат до четвертого стовпчика Таблиці1. Слід пам’ятати, що, якщо поблизу плями немає інших плям, то така окрема пляма також вважається групою. Тобто всі окремі плями є окремими групами.

5. Порахуйте числа Вольфа за формулою W=f+10g і запишіть до п’ятого стовпчика Таблиці1.

6. Схематично побудуйте графік залежності чисел Вольфа від часу для наявних зображень. Що можна сказати про активність Сонця в цей період? На якій стадії свого циклу активності воно знаходиться?

7. Зробіть висновки.

 

Таблиця1

№	Дата	f	g	W
1
2 3

 

 

W

 t  

 

 

 

Оформити звіт виконаної роботи

 

Домашнє завдання: повторити  тему «Сонячна активність та її вплив на Землю».

Література: Пришляк М.П., Вид-во «Ранок», 2011.-160с., ст. 99-101

 

 

 

 

 

 

Додатки.

 

1. Карта зоряного неба.

 

 

 

2. Фізичні характеристики Сонця.

 

 

Основна та допоміжна література.

1. Пришляк М.П. Астрономія: Підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів / Пришляк М.П. – Харків: Веста: Видавництво «Ранок», 2005. – 144 с.
2. Климишин І.А. Астрономія: Підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів / І.А. Климишин, І.П. Крячко. – К.: Знання України, 2002. – 192 с.
3. Головко М.В. Астрономія. 11 клас : підручник : рівень стандарту / М.В. Головко, В.С. Коваль, І.П. Крячко. – К. : Знання України, 2013. – 215 с.
4. Чепрасов В.Г. Завдання, запитання і задачі з астрономії: Навч. посібник для учнів 11 кл. серед. шк. / Чепрасов В.Г. – К.: Освіта, 1992. – 94 с.
5. Антикуз О. В., Усі уроки астрономії, Харків, видавнича група «Основа»,

2012-480 с.

6. Александров Ю.В. Астрономія. 11 клас: Книга для вчителя / Ю.В. Александров, А.М. Грецький, М.П. Пришляк. – Х.: Веста: Видавництво “Ранок”, 2005. – 256 с.
7. Гончар Остап. Збірник завдань з астрономії для поточного опитування, самостійних і контрольних робіт та тематичного оцінювання знань. 11 клас / Гончар Остап. – Тернопіль: Підручники і посібники, 2003. – 64 с.
8. Костюк Андрій. Контрольні, самостійні та практичні роботи з астрономії. 11 клас / А. Костюк. – Тернопіль: Підручники і посібники, 2004. – 24 с.