Урок астрономії на тему ''Планети-гіганти та Плутон''

Про матеріал

Розробка уроку допоможе вчителю розповісти про особливості планет-гігантів. Поясне чому Плутон не відноситься до планет Сонячної системи. В розробці подається детальний опис кожної планети.

Перегляд файлу

Тема уроку: Планети-гіганти та Плутон.

Мета:

Навчальна: виявити головні відмінності між планетами земної групи та

планет-гігантів; формувати поняття про основні

фізичні характеристики планет-гігантів.
Розвивальна: формування вміння аналізувати інформацію; розвивати

пізнавальну активність учнів.

Виховна: формування наукового світогляду учнів у ході вивчення

природи планет-гігантів.

Тип уроку: Урок - подорож.

Хід уроку:

Організаційний момент.

Доброго дня. Сьогодні ми проводимо з вами не просто урок астрономії, а урок-подорож по планетах-гігантам. Отже, тема нашого уроку «Планети-гіганти. Плутон ». Мета нашого уроку: вивчити фізичну природу планет гігантів. І для того щоб досягти нашої мети, ваші ж однокласники допоможуть нам здійснити незабутню подорож по планетах-гігантах. Вони підготували самостійно доповіді та презентації по кожній з планет.

Актуалізація опорних знань.

Але перш ніж ми почнемо нашу подорож, ви повинні отримати допуск до польоту, а для цього вам необхідно відповісти на питання тесту з попередньої теми «Планети земної групи». На виконання тесту вам відводиться 5 хвилин.
Тест «Планети земної групи»
Варіант 1.
1. Найбільший перепад денної і нічної температур поверхні у планети ... (Меркурій)
2. Висока температура поверхні Венери зумовлена ... (парниковим ефектом)
3. Планета земної групи, середня темпера поверхні якої нижче ⁰ 0 С ... (Марс)
4. Більша частина поверхні покрита водою у планети ... (Земля)
5. У склад хмар входять крапельки сірчаної кислоти у планети ... (Венера)
Варіант 2.
1. Планета, добовий перепад температур поверхні якої складає близько 100 ⁰ С ... (Марс)
2. Планети, температура поверхні яких буває вище + 400 ⁰ С ... (Меркурій і Венера)
3. Планети, в атмосфері якої часто відбуваються глобальні пилові бурі ... (Марс)
4. Практично не мають атмосфери планети ... (Меркурій і Плутон)
5. Планети, що володіє біосферою ... Земля

Мотивація навчальної діяльності.

Усі отримали допуск до подорожі. І тепер ми можемо побувати з вами на планетах, які полонили учених не тільки своєю красою, але і загадковістю. Планети-гіганти: Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун - набагато масивніші, ніж планети земної групи. А Плутон є найбільшим представником нового утворення в сонячній системі – зовнішнього поясу астероїдів.

Вивчення нового матеріалу.

План розкриття теми уроку:

Цей урок присвячений вивченню зовнішніх планет сонячної системи.

Працюючи таблицею (підручник Климишин стор. 188) погляньте на «фізичні характеристики планет сонячної системи» і порівняйте їх. Діти, зараз ми виявимо відмінності планет гігантів від планет земної групи.

Основна відмінність планет-гігантів від планет земної групи – їхні істотно більші маси і розміри. Водночас густини планет цієї групи значно менші, ніж у планет земної групи, що свідчить про різницю хімічного складу.

Всі планети-гіганти мають потужні воднево-гелійові атмосфери з домішками аміаку і метану (0,1),а також великі системи супутників і кілець. Планети цієї групи обертаються навколо осі набагато швидше, ніж планети земної групи. При цьому кожна з них має помітно менший період обертання екваторіальних зон у порівнянні з приполюсними.

Загальна характеристика планет гігантів:

Великі розміри і маси
Низька середня густина

Швидко обертаються навколо своєї осі (Юпітер робить один оберт менше, ніж за 10 год, причому екваторіальні зони обертаються швидше, ніж полярні)

Знаходяться далеко від Сонця
Велике сплюснення – результат швидкого обертання
Низькі температури
На Юпітері немає зміни пір року, так як вісь цієї планети майже перпендикулярна до площині її орбіти
Відрізняються великим числом супутників: від 8-17

1) Отже, ми можемо покинути нашу планету, пролітаючи повз Марс і перша з планет гігантів-це Юпітер. Екскурсію по цій планеті проведе Юрко Марина.

Юпітер — найбільша планета Сонячної системи. Вона 5 планета від Сонця. Його радіус в11 разів більший за земний, а маса майже в 2,5 разу переважає суму мас інших планет. Незважаючи на розміри, цей велетень обертається навколо своєї осі найшвидше з усіх планет. Це є причиною значного стиску Юпітера біля полюсів — його екваторіальний радіус в на 7% (на 4500 км) більший за полярний. Обертання Юпітера має зональний характер. Екваторіальний пояс повний оберт здійснює за 9 год 50,5 хв. На білому диску планети чітко виділяються світлі та темні смуги, паралельні до екватора. Юпітер не має твердої поверхні. Він майже весь є рідким тілом, лише в центрі міститься надщільне ядро діаметром до 10000 км. Зовнішня воднево-гелієва оболонка Юпітера — це доволі густа атмосфера. Температура її верхніх шарів -130°С, а тиск 1 атм. Із глибиною ці параметри, як і густина, значно зростають. На глибині 24000 км, де тиск 3 млн атм і температура 11000°С, водень переходить у рідку фазу і стає електропровідним. У центрі ядра планети тиск складає 80 млн атм, а температура 30 000°С.

74% маси Юпітера становить водень, 20% — гелій і 6% — важкі елементи, які містяться в надрах планети. За хімічним складом Юпітер дуже схожий на Сонце, і його часто називають несформованою зорею. За хімічним складом Юпітер дуже схожий на Сонце, і його часто називають несформованою зорею.

Якщо враховувати площу і відбиваючу здатність поверхні Юпітера, інтенсивність випромінювання Сонця та відстань між ними, температура на рівні хмар планети, за розрахунками, мала б бути на 17°С нижчою, ніж зареєстрована. Додаткове тепло надходить із надр планети. Виділення енергії відбувається внаслідок гравітаційного стискання і свідчить про те, що формування Юпітера ще триває.

Однією з найвиразніших деталей на поверхні Юпітера є Велика Червона Пляма, про яку відомо із другої половини XVII століття. Це овальне утворення має розміри 15 х ЗО тис. Ісм. Рухається Велика Червона Пляма повільніше, ніж обертається зона, у якій вона знаходиться. Велика Червона Пляма — потужний антициклон, що обертається проти годинникової стрілки з періодом 6 земних діб. Час існування вихору в такій густій атмосфері, як юпітеріанська, може сягати 10 000 років. На поверхні Юпітера помічені й інші схожі, але менші новоутворення такої ж природи, зокрема Біля Пляма.

Юпітер має потужне магнітне поле (у 50 разів сильніше за земне), складну систему радіаційних поясів і є сильним джерелом радіовипромінювання.

У 1979 році американський космічний апарат «Вояджер-1» сфотографував кільце Юпітера. Зовнішній радіус кільця 126000 км. Воно дуже тонке і повернуте до Землі ребром, тому і непомітне. Кільце складається з пилу та невеликих брил діаметром до 1 м. Існування кільця Юпітера у 50-х роках XX століття передбачив професор Київського університету С. К. Всехсвят- ський. Навколо Юпітера, за сучасними даними, обертається 28 супутників. Іо, Ганімед, Каллісто та Європа — найбільші, мають кулясту форму і відкриті у 1610 році Галілео Галілеєм. їх часто називають галілеєвими супутниками. Вони обертаються майже в площині екватора планети і повернуті до неї завжди одним боком, як і Місяць до Землі. Ганімед— найбільший супутник у Сонячній системі, він більший навіть за Меркурій. Іо — єдиний у Сонячній системі вулканічно-активний супутник, на ньому виявлено 7 діючих вулканів, які викидають гази і пил на висоту до 300 км. У Ганімеда та Каллісто виявлені атмосфери. Усі інші супутники, крім чотирьох згаданих, мають неправильну форму і розміри від 10 до 280 км. Більшість їх відкрита нещодавно.

Наступний екскурсовод розповість нам про Сатурн. Давайте послухаємо виступ

Дияк Яни.

Сатурн — друга за величиною і шоста від Сонця планета Сонячної системи. Ця планета-гігант дуже схожа на Юпітер. Її швидке обертання навколо осі теж має зональний характер, а невелика середня густина (найменша в Со- нячній системі) свідчить про воднево-гелієвий склад. Швидке осьове обертання є причиною значного стиску Сатурна — екваторіальний радіус на 10% більший за полярний.

45% енергії Сатурн відбиває. Температура його верхніх шарів мала б бути нижчою за зареєстровані -170°С. Як і в Юпітера, тепло надходить із надр Сатурна. У 70-х роках минулого століття планету досліджували амери-

канські апарати «Піонер», а в 1980-1981 році повз неї пролітали « Вояджер-1» та « Вояджер -2».

Сатурн має магнітне поле і є джерелом радіовипромінювання.

У 1656 році голландський фізик X. Гюйгенс (1629-1695) відкрив кільце Сатурна, і відтоді воно стало «візитною карткою» планети. У невеликі телескопи видно два кільця, які розділені темним проміжком — щілиною Кассіні (її виявив у 1675 році французький астроном Д. Кассіні (1625-1712)). Пізніше було встановлено складну структуру сатурнового кільця. Воно складається з величезної кількості кілець-орбіт, по яких рухаються мільярди твердих частинок розмірами від кількох сантиметрів до 10-15 м. Матеріал кілець — водяний лід — добре відбиває світло, тому їх добре видно. Кільця Сатурна лежать у площині екватора планети, а обертання частинок у кільцях відбувається згідно із III законом Кеплера. Ширина кілець Сатурна 65000 км, а товщина менша ніж 1 км. При русі змінюється взаємне розташування Землі та Сатурна, а, отже, і видимість кілець. Через кожні 14,7 років вони повернуті до нашої планети ребром і тому непомітні, Чергове «зникнення» кілець відбудеться у 2009 році.

На даний час відомо, що Сатурн має 30 супутників. Більшість із них —■ відносно невеликі тверді тіла неправильної форми, густо вкриті кратерами. Проте найбільший супутник — Титан — у Сонячній системі поступається лише Ганімеду, але теж більший за Меркурій. Титан має потужну азотно- метанову атмосферу.

Платаш Богдан проведе екскурсію по Урану.

У 1781 році англійський астроном В. Гершель (1738-1822) відкрив сьому планету Сонячної планети. Спочатку вчений вирішив, що це комета. Виявляється, планету спостерігали і раніше, вважаючи її звичайною зіркою.

У 1690 році Д. Флемстід вніс її до каталогу як одну із зір сузір'я Тельця. Гершель назвав планету на честь короля Англії Georgium Sidus (Планета Георга), інші назвали її планетою Гершеля. Лише з 1850 року, за традицією називати планети іменами грецьких богів, небесне тіло має сучасну назву — Уран.

У 1986 році за 81500 км від Урана пролетів «Вояджер-2». Тисячі фотографій та інша інформація, передана космічним апаратом, значно збагатила знання землян про віддалену планету.

Уран учетверо більший за Землю. Вісь планети лежить майже в площині орбіти, до того ж, Уран, як і Венера, обертається у зворотному напрямі (зі сходу на захід). Вважають, що таке аномальне для Сонячної системи обертання спричинене зіткненням цих планет із великими космічними тілами на ранніх стадіях еволюції.

Припускають, що 50% маси Урана становить водяний лід, 40% — кам'яні породи, а 10% — водень та інші гази.

Атмосфера Урана має інший склад (50% молекулярного водню, 15% гелію, 20% метану, 5% аміаку). Температура хмарового покриву (-215°С) на 10-15°С вища за теоретично обчислену — це, імовірно, є підтвердженням внутрішніх джерел енергії планети. В атмосфері планети дмуть сильні вітри, їх швидкість сягає 160 м/с.

Уран має магнітне поле, дещо слабше за земне.

Як і інші планети-гіганти, Уран має кільця. їх виявили у 1977 році, спостерігаючи покриття планетою слабких зір. Загалом відкрили 9 кілець. «Воя- джер-2» виявив ще кілька додаткових. Усі кільця доволі вузькі і лише зовнішнє має ширину близько 96 км. Кільця складаються з різних за розмірами елементів — від пилинок до брил, діаметром 10 м. Два невеликих супутники — Корделія та Офелія — рухаються всередині зовнішнього кільця. Загалом же Уран має 17 відомих супутників.

Уже перші спостереження за Ураном засвідчили, що він рухається не так як мав би під дією гравітації Сонця та інших відомих планет. Причиною неправильностей могло бути невідоме масивне небесне тіло. Припустивши, що це планета, орбіта якої зовні уранової, вчені взялися обчислити її положення на небі. Із завданням упоралися французький астроном У. Левер'є (1811-1877) та англійський астроном Дж. Адамс (1819-1892). Вони розрахували елементи орбіти невідомої планети та її масу.

Татарінова Тетяна розкриє нам таємниці Нептуна.

23 серпня 1846 року німецький астроном Й. Галле, за даними Левер'є, виявив планету. Так відкрили Нептун і Ця подія є дивовижним досягненням небесної механіки, яке мало величезне значення для природознавства.

За фізичними властивостями Нептун дуже схожий на Уран. Період обертання Нептуна навколо Сонця майже 165 років, тобто з часу відкриття планета ще не зробила повний оберт по своїй майже коловій орбіті (ексцентриситет 0,009).

Нептун має воднево-гелієву атмосферу (84% — водень, 15% — гелій, 1% — метан), блакитний колір якої, як і в Урана, визначається поглинанням червоного світла метаном.

У Нептуна найвища середня густина з усіх гігантів. Вважають, що 70% маси планети зосереджена у товстій льодовій мантії. Нептун, імовірно, володіє найбільшим запасом води (у вигляді льоду) в Сонячній системі.

Нептун має сильне магнітне поле.

У серпні 1989 року «Вояджер-2» пролетів поблизу Нептуна. З 1994 року дуже успішні спостереження за планетою проводяться за допомогою телескопа імені Габбла, який перебуває на навколоземній орбіті.

Найвідомішою деталлю на диску Нептуна є Велика Темна Пляма. За розмірами вона удвічі менша за Велику Червону Пляму Юпітера. « Вояджер- 2» зафіксував також меншу темну пляму. Найімовірніше, обидві плями —вихори. Атмосфера Нептуна доволі мінлива, адже у ній дмуть найшвидші вітри у Сонячній системі (до 600 м/с).

Кільця Нептуна виявлені у 1981 році тим же способом, що й уранові. Цікаво, що кільця мають власні назви, які увіковічують відкривачів планети (є кільце Адамс, Левер'є, Галле, Араго).

Основні характеристики Нептуна подані в таблиці (див. додаток 1).

Пазяк Олександр розповість нам про особливості планети Плутон.

Плутон — найвіддаленіша від Сонця, дев'ят а велика планета. Його відкрив у 1930 році американський астроном Клайд Томбо (1906-1997). Навколо Сонця Плутон робить оберт за 248 років. Орбіта планети дуже нахилена до площини екліптики (17°). Ще однією особливістю еліптичної траєкторії Плутона є її великий ексцентриситет (0,247). У перигелії Плутон ближчий до Сонця, ніж Нептун.

Навколо своєї осі планета обертається у зворотному напрямі з періодом 6 діб 9,4 год. Плутон — найменша та найлегша планета Сонячної системи (він навіть менший та легший за Місяць).

Про фізичні умови на Плутоні відомо дуже мало. Планета, імовірно, вкрита льодом із метану. Температура на її поверхні -260°С.

У 1978 році американський астроном Дж. Крісті відкрив у Плутона супутник — Харон. Він обертається навколо планети у площині її екватора з періодом її осьового обертання. Це означає, що Плутон і Харон завжди повернуті один до одного тими ж півкулями і супутник завжди перебуває в зеніті точки на екваторі планети. Відстань між Хароном і Плутоном 19640 км, тобто система цих тіл із запасом помістилася б у такій планеті, як Уран. Радіус Харона всього удвічі менший за радіус Плутона, а маса менша всемеро, тому систему Плутон-Харон називають подвійною планетою.

Закріплення знань.

Вставте пропущені слова

В групу планет-гігантів входять_____1_____2_____3_____4_____. Загальним для них являється ____5____ поверхонь і атмосфера, яка складається в основному з ____6____. Всі планети-гіганти оточені ____7____,які складаються з ___8___. Ще для планет-гігантів характерно наявність великої кількості ___9___. Плутон з 2006 року являється ___10___.

Відповіді :

1. Юпітер; 2. Сатурн; 3. Уран; 4. Нептун; 5. Твердих; 6.гідрогену і гелію; 7. Кільця; 8.Льоду і уламків мінералів; 9. Супутників; 10.карликовою планетою.

5. Домашнє завдання.

15, стор. 86 - 96.

Заповнити таблицю

«Супутники планет-гігантів та їх кільця»

Основні особливості	*Планети*
Основні особливості	Юпітер	Сатурн	Уран	Нептун
Кількість відомих супутників
Відомості про найважливіші супутники
Дата відкриття планети

До конспекту учня

Тема уроку: планети-гіганти та Плутон.

План

1. Юпітер.

2. Сатурн.

3. Уран.

4. Нептун.

5. Плутон.

Загальна характеристика планет гігантів:

Великі розміри і маси
Низька середня густина

Швидко обертаються навколо своєї осі (Юпітер робить один оберт менше, ніж за 10 год., причому екваторіальні зони обертаються швидше, ніж полярні)

Знаходяться далеко від Сонця
Велике сплюснення – результат швидкого обертання
Низькі температури
На Юпітері немає зміни пір року, так як вісь цієї планети майже перпендикулярна до площині її орбіти
Відрізняються великим числом супутників: від 8-17

Юпітер

= 11,2, = 318

= 2,5

= 1,3

r=78 млн. км (5,2 а.о.)

Рік =12 років

Доба = 9 год 50 хв

Стиснутий біля полюсів

Атмосфера: 86 ; 14 ; 0,17 C; 0,06 ; обертається зонами; паралельні до екватора світлі та темні смуги; ВЧП (15×30 тис км, 1831р.); хмари з аміаку; обертається проти годинникової стрілки з періодом 6 земних діб.