Урок № 1 з астрономії в 11 класі " Предмет астрономії. Зв’язок астрономії з іншими науками. Астрономічні спостереження"

Астрономія, 11 клас                                                                                                    Дата_____________           

УРОК № 1

Тема:    Предмет астрономії. Зв’язок астрономії з іншими науками. Астрономічні спостереження.

Мета:    сформувати поняття астрономії як науки про небесні тіла; показати зв’язок астрономії з іншими науками; сформувати уявлення про астрономічні спостереження та їхні особливості.

Тип уроку:   урок вивчення нового навчального матеріалу

ХІД УРОКУ

І. Організація класу. Відмітити відсутніх, перевірити готовність учнів до уроку.

ІІ.   Вивчення нового матеріалу.

1. Однією із найдавніших наук вважають астрономію. Найдавніші людські цивілізації закладали її основи, збагачували результатами спостережень. Розвиток цієї науки зумовлений не тільки природною цікавістю людини до непізнаного, а й повсякденними практичними потребами. Спостерігаючи за зорями, планетами, Місяцем та Сонцем, люди намагалися встановити причинно-наслідкові зв’язки між небесними явищами та подіями на Землі. Результатом багатовікових спостережень за зоряним небом є відкриття закономірностей руху і взаємодії, походження та еволюції зір, планет та інших тіл і їхніх систем у Всесвіті.

Слово астрономія грецького походження і складається із двох слів : «astron» – зоря і «nomos» – знання .Сучасна астрономія – це наука про закони руху, будову та розвиток небесних тіл та їх систем.

Залежно від того, які об’єкти вивчають та які методи для цього застосовують, астрономія поділяється на багато розділів:

Астронометрія ( від грецького «astron» – зоря, «metros» – міра) –– найдавніший розділ астрономії, що займається побудовою систем небесних координат та визначенням координат світил; визначенням часу та побудовою календарів; вивченням руху Землі.

Небесна механіка вивчає рух небесних тіл під дією гравітації, а також займається визначенням орбіт космічних апаратів.

Астрофізика вивчає фізичні процеси у надрах та на поверхні небесних тіл, їх хімічний склад.

Зоряна астрономія займається дослідженням будови та розвитку нашої зоряної системи –– Галактики.

Космогонія ( від  грецьких «kosmos» – космос і «gone» – народження ) – розділ астрономії, що вивчає походження об’єктів космосу і, зокрема, проблему походження Сонячної системи.

Вивчення походження та еволюції Всесвіту в цілому – основна задача космології.

Нагромадженням та обробкою значної кількості інформації про певні об’єкти Всесвіту займаються такі розділи астрономії як фізика Сонця, фізика планет, фізика зір і туманностей, кометна астрономія, метеорна астрономія, метеоритика.

2. Астрономія перебуває в тісному зв’язку з іншими науками. Набуті астрономами протягом тисячоліть знання, часто ставали у нагоді представникам інших наук і, навпаки, досягнення фізики, математики, космонавтики суттєво вплинули на розвиток астрономії. Вивчаючи астрономію, ви переконаєтесь у цьому.

Основними методами дослідження в астрономії є спостереження.

Астрономічні спостереження пасивні, тобто в астрономів практично немає можливості впливати на спостережувані об’єкти. Процеси у Всесвіті відбуваються дуже повільно за земними мірками. Спостерігаючи за деякими небесними тілами протягом багатьох років, не вдається помітити змін. Тому дуже цінними є дані, отримані древніми вченими, хоча за сучасними критеріями вони дуже неточні. Слід також зазначити, що перебуваючи на Землі, ми разом із нею беремо участь у багатьох рухах ( обертання навколо осі та навколо Сонця, рух усієї Сонячної системи навколо центра Галактики, рух самої Галактики ). Проводячи спостереження, необхідно розуміти та враховувати це.

3. Найважливішими астрономічними приладами є телескопи ( від грецьких слів «tele» – далеко і «skopeo» – дивлюся ). Ці оптичні прилади використовують для візуальних та фотографічних спостережень небесних тіл. Перший телескоп збудував Галілео Галілей (1564 – 1642) у 1609 році. Вдосконалюючи конструкцію, учений довів збільшення своїх телескопів від триразового до 35-ти разового.

Основними частинами телескопа є об’єктив, окуляр, тубус ( труба-корпус) і система  монтування.

Телескопи поділяють на три групи:

• Рефрактори ( від лат. «рефрактус» – заломлений), або лінзові – об’єктивом є лінза або система лінз.
• Рефлектори ( від лат. «рефлектор» – відбиваючий), або дзеркальні – об’єктивом є угнуте дзеркало.
• Меніскові або комбіновані дзеркально – лінзові.

Діаметр об’єктива значно більший від зіниці ока і тому джерела світла при спостереженні їх через телескоп здаються значно яскравішими. Слабкі зорі, які неозброєним оком побачити неможливо, добре видно в телескоп.

Телескоп Галілея був рефрактором ( діаметр лінзи 5,3см ). Найбільший рефрактор у світі, що має лінзу-об’єктив діаметром 102см, в Йєльській обсерваторії (США). Перший рефлектор побудував у 1668 році І.Ньютон (діаметр дзеркала 2,5см). У найбільшого у світі рефлектора –– угнуте дзеркало діаметром 605см (Ставропольський край, Росія). Радянський оптик Д.Д.Максутов (1896 – 1964) створив менісковий телескоп.

Сучасні телескопи дають 500-разове збільшення. Усі великі телескопи змонтовані на спеціальних пристроях, які повертаються в напрямку повертання неба з тією ж швидкістю (≈15^о за годину), з якою обертається Земля навколо своєї осі. Це дозволяє проводити тривале спостереження за однією і тією ж ділянкою неба.

Крім світла, зірки випромінюють електромагнітні хвилі інших частот, зокрема радіохвилі.

 Для приймання та реєстрації радіовипромінювання небесних об’єктів використовують радіотелескопи.

 Радіотелескоп складається з антени і надчутливого радіоприймача з підсилювачем. Антеною може бути металеве параболічне дзеркало або каркас параболічної форми, вкритий металевою сіткою. Антени діаметром до 100м встановлюють на спеціальні опори, які можуть повертатися. Такий радіотелескоп можна навести на будь-яку ділянку неба. Більші антени складають з окремих частин, використовуючи при цьому особливості рельєфу. На початку 70-х років ХХст. був побудований 300-метровий нерухомий радіотелескоп у кратері згаслого вулкана в Пуерто-Ріко. У 1976 році в СРСР побудований радіотелескоп РАТАР–600 діаметром 600 метрів (складається з 895 окремих дзеркал розміром 2×7,4м). Нерухомими радіотелескопами можна досліджувати  лише вузьку смугу неба, яка проходить перед ними під час видимого добового обертання неба, але якість спостережень є дуже високою.

Один з найбільших у світі повно поворотних радіотелескопів установлений у Криму біля Євпаторії у 1978 році. Діаметр його антени – 70м.

4.Астрономічні спостереження проводяться у спеціально обладнаних науково-дослідних установах –– обсерваторіях.

Одну з перших обсерваторій побудував на острові Родос давньогрецький астроном Гіппарх (бл.190-125рр до н е). саме тут був створений перший каталог, до якого занесено 1022 зорі.

Обсерваторія султана Улугбека, побудована у ХVст на околиці Самарканда, містила величезний кутомірний прилад – секстант – радіус дуги якого перевищує 40м. В обсерваторії Улугбека вперше була виміряна доволі важлива в астрономії величина –– нахил екліптики до екватора, і складені астрономічні каталоги для зір та планет.

Відома в науковому світі Пулковська обсерваторія (Росія) відкрита в 1839 році. За точність робіт її назвали «астрономічною столицею світу».

Найбільшими в Україні є Кримська астрофізична обсерваторія, Астрономічна обсерваторія Академії наук, а також університетські обсерваторії в Києві, Харкові, Львові, Одесі.

Проходячи через земну атмосферу, слабуі сигнали від космічних об’єктів спотворюються, поглинаються та розсіюються і їх неможливо реєструвати наземними приладами. У 1957 році в СРСР було запущено штучний супутник Землі. Це започаткувало дослідження Всесвіту за допомогою космічної техніки.

Інтенсивний розвиток космонавтики спричинив створення і запуск штучних супутників Землі, Місяця та планет; дозволив відправляти автоматичні апарати до тіл Сонячної системи та здійснювати пілотовані польоти на Місяць.

Зараз на навколоземній орбіті працює потужний телескоп «Габбла», за допомогою якого проводяться доволі якісні спостереження космічних об’єктів.

ІІІ. Домашнє завдання.

Вступ, с.4,  вивчити.