Урок на тему: "Наша Галактика"

Тема. НАША ГАЛАКТИКА.

Мета.  Допомогти учням з’ясувати причину існування Молочного Шляху на зоряному небі Землі, ознайомити зі складовими частинами будови Галактики; вчити розрізняти зорі, зоряні скупчення й асоціації, туманності, міжзоряне середовище; характеризувати місце Сонячної системи в Галактиці.

Сприяти розвитку пізнавального інтересу до вивчення астрономії, зацікавленості історичними фактами, пов’язаними з розвитком науки "Астрномія".

Сприяти вихованню позитивного ставлення до навчання.

Обладнання: комп’ютери, мультимедійний проектор.

                                              Хід уроку

І. Організаційний момент. 

ІІ. Перевірка знань учнів.

1.     Перевірка домашнього завдання.

2.    Перевірка індивідуального завдання, яке було задано дистанційно: за даними посиланнями підготувати повідомлення про зорю Бетельгейзе.

ІІІ. Повідомлення теми і мети уроку.

  А тепер продовжимо нашу мандрівку Всесвітом. Вид зоряного неба з безліччю зірок завжди заворожував і привертав увагу людини. Як сказав один древній філософ, що якщо б зоряне небо знаходилося в якому-небудь одному місці, то тоді до цього місця безперервно рухалися б величезні натовпи людей, які хотіли б помилуватися цією пишністю, цим красивим видовищем.

Особливо вражає Чумацький Шлях –  нібито  білою сіллю притрушений. Придивіться пильно, чи не побачите там невтомних зоряних трудівників, які везли і везуть на скрипучих возах все, чим багатий наш український народ.
Це соляному промислу українців створено нерукотворний пам’ятник на небі – Чумацький Шлях.

   Він відомий мешканцям планети, як Молочний Шлях, бо зорі розсипались по небу і освітлюють його молочним сяйвом через увесь небозвід. У науковій літературі дається таке визначення: “Чумацький Шлях – українська назва Галактики, або Молочний шлях”.

    Давайте ми ще раз подивимось на неймовірну красу зоряного неба.

Перегляд  відео Ocean Sky

 В давнину люди, дивлячись на цю картину, як і ми, дивувалися і захоплювалися цією красою. Не знаючи, що це може бути, вони давали незвичайні і деколи дивні пояснення Чумацькому Шляху. Для нас зараз вид зоряного неба особливо величний, тому що ми знаємо природу зірок. А кожна зірка – це велетенська розжарена газова куля.

Що ж уявляє собою наша Галактика, яка її будова, її вік, яких вона має найближчих сусідів? На ці питання ми сьогодні з вами будем шукати відповіді. І тому тема нашого уроку – Наша Галактика- Молочний  шлях.

 ІV.   Вивчення нового матеріалу

Вчитель пояснює новий матеріал, використовуючи презентацію Power Point. Презентація « Через терни – до зірок»

1. Девіз і тема нашого уроку

( Слайд 1)

Російський учений  Струве Василь Якович — російський астроном, засновник та директор Пулковської обсерваторії писав: «Явище Молочного Шляху настільки загадкове з першого погляду, що ми повинні майже відмовитись від бажання його пояснити. Проте вчений ніколи не повинен відступати ні перед темрявою явища, ні перед труднощами дослідження» .   Навіть для розуміння це дуже важка тема : ми перебуваємо всередині цієї велетенської зоряної системи . Якби ми змогли подивитись на неї зверху, ми побачили б, що галактика схожа на годинник. Але ми знаходимося усередині галактики, і, дивлячись вгору, ми як би дивимося на край годинника зсередини. Ми спостерігаємо, що їх край згинається навколо нас. Ці мільйони зірок і складають Чумацький Шлях. 

Чи бачили ви таке  нічне небо?  ( Слайд 2)

Щоб побачити таке зображення, треба піднятися на висоту 5 тис. метрів над рівнем моря у північних Андах в Чілі за допомогою об’єктива « риб’яче око». На фото ми бачимо міріади зірок і пилові хмари нашої Галактики. Над центральною частиною сяє Юпітер. Правіше Юпітера знаходиться жовтий гігант Антарес. З правого краю зображення бачимо невеличку слабку цяточку – це один із багаточислених галактик-супутників Молочного шляху, Мала Магелланова Хмара.

2. Визначення Галактики.

Слайд 4

Гала́ктика (дав.-гр. Γαλαξίας — молочний) — гравітаційно пов'язана система з зірок, міжзоряного газу, пилу і темної матерії. Всі складові частини галактик рухаються навколо спільного центру мас.

•         Чума́цький Шлях (грец. Γαλαξίας, лат. Via Lactea, англ. Milky Way, рос. Млечный Путь) — питома українська назва галактики, у якій розташувалася наша Сонячна система, а також усі зорі, які ми бачимо неозброєним оком.

•         Першу модель Галактики створив В. Гершель: через середину провів площину, згодом названу галактичною. У цій моделі Галактика мала вигляд диска діаметром 5800 і товщиною 1100 св.р (применшив розміри в 17 разів).

Справжнє відкриття Галактики як фізичного об'єкта відбулося 1924 p., коли Е. Габбл довів, що вона - лише один із багатьох подібних до неї зоряних світів. Збагачення уявлень про Галактику розпочалося з 60-х років XX ст. після створення потужних наземних і космічних телескопів.

Слайд 5
Дуже важко визначити вік, коли сформувався Чумацький Шлях, але наразі вік найдавніших зірок у цій галактиці оцінюється у 13,6 мільярдів років, що приблизно дорівнює віку Всесвіту.

 3. Склад Галактики    Слайд 6.

З чого ж складається Галактика? Зоряні скупчення та асоціації. Деяка частина зір Галактики об'єднана в скупчення, тобто в групи, які пов'язані між собою взаємним тяжінням і тому рухаються в просторі як єдине ціле. Розрізняють два види зоряних скупчень: розсіяні та кулясті.
Розсіяні зоряні скупчення  складаються з декількох десятків, сотень, іноді тисяч зір і мають неправильну форму, їхні діаметри становлять 10-20 св.р. Майже всі розсіяні зоряні скупчення знаходяться в районі Молочного Шляху або поблизу нього. їх виявлено близько 1 200, а найвідоміші з них - Плеяди та Пади.

Кулясті зоряні скупчення мають сферичну або злегка сплюснуту форму діаметром до 300 св. р. Вони налічують сотні тисяч і навіть мільйони зір, які групуються до центра. 

Американський астроном X. Шеплі зробив  висновок  у1918 р. :Визначивши відстані до 70 кулястих скупчень, він довів, що вони згруповані навколо центра Галактики.

На відміну від розсіяних скупчень, усі кулясті скупчення розташовуються сферично-симетрично відносно центра Галактики, помітно концентруючись навколо нього.

Дуже показовою є різниця діаграм спектр-світність для розсіяних і кулястих скупчень. У розсіяних зоряних скупченнях багато масивних яскравих зір, а також змінних, спалахуючих та зір з незвичайним хімічним складом. Всі вони вкладаються на головну послідовність, тоді як червоних гігантів і надгігантів там практично немає. Це свідчить про те, що вік розсіяних скупчень у середньому становить лише 1 млрд років. Кулясті скупчення, навпаки, в більшості складаються з зір маломасивних, на пізніх етапах еволюції.  Вік кулястих скупчень оцінюють у 10-12 млрд років.

Слайд 11
У 20-х роках XX ст. увагу астрономів привернули групи біло-голубих зір, що згодом отримали назву ОВ-асоціацій. Досліджуючи їх, у 1952 р. В. А. Амбарцумян зробив висновок, що процес групового формування зір продовжується і в наш час. Тоді ж він відкрив групи змінних типу Т Тельця, які отримали назву Т-асоціацій. Це - молоді зорі.

Слайд 13
Туманності. Не лише зорі населяють нашу Галактику. Міжзоряний простір заповнено газом та пилом. Ці газ та пил дуже розріджені - одна частинка на 10 см3. Та часом вони утворюють величезні за розмірами (10-100 пк), досить щільні (10-100 частинок в 1 см3), неправильної форми хмари - дифузні туманності. Дифузні туманності поділяють на світлі Світлі – мають поряд яскраву зорю. Темні – не освітлюються.

Окрім дифузних, існують також компактні туманності правильної форми. Вони поділяються на волокнисті та планетарні. І якщо саме з дифузними туманностями пов'язують на сьогоднішній день утворення зір, то волокнисті та планетарні туманності формуються на заключних стадіях розвитку зір зі скинутих ними оболонок.

Принаймні частина волокнистих туманностей -це залишки спалахів наднових.

Планетарними названо туманності кільцеподібної форми, які здалека мають вигляд слабких кілець або дисків. Планетарні туманності світяться за рахунок ультрафіолетового випромінювання тих зір, чиїми оболонками вони колись були.

слайди 14-19 приклади різних видів теманностей       Слайд 19

 Бетельгейзе відносять до класу червоних гігантів,  і вважають однією із самих  яскравих  і крупних зірок нашої Галактики — її діаметр порівнюють з діаметром Юпітера.  Всі надгіганти знаходяться на пізній стадії еволюції і дуже швидко втрачають свою речовину.

Туманність, яка сформувалась навколо зорі простягається  на 60 міліардів кілометров. У видимому діапазоні її побачити неможливо. Щоб мати фотографію цієї туманності, астрофізики закрили яскраву (центральну) частину зображення, и виконали спостереження в інфрачервоній області.

Слайд 20

4.Будова Галактики: гало, диск і ядро Галактики.

Наш зоряний  острів складається з трьох основних частин:

1.Центральна частина Галактики (ядро), яка складається  з міліардів старих зірок;

2.Відносно тонкий диск із зірок, газа и пила діаметром 100000 св.р. и товщиною декілька тисяч св.р.;

3.Сферичне гало (корона), яка містить карлікові галактики, кулясті зоряні скупчення, окремі зорі, групи зір и горячий газ.

 Основний диск Чумацького Шляху складає близько 80 000 — 100 000 світлових років у діаметрі та близько 250 000 — 300 000 у периметрі. Поза межами ядра галактики товщина Чумацького Шляху складає приблизно 1 000 світлових років

Слайд 21

Галактика обертається за часовою стрілкою, але не рівномірно всім диском. З наближенням до центру ця  швидкість зростає. Сонце робить повний оберт навколо центра Галактики за 250 млн років – галактичний рік. Швидкість  обертання Сонця навколо центра Галактики 250 км/с 

Слайд 25

Центр нашої зоряної системи уявляє собою дуже масивну область діаметром в декілька св.р. Астрономи вважають, що у центрі Галактики знаходиться супермасивна чорна діра масою 3 млн Сонц. В інфракрасному діапазоні ядро Галактики асиметрично. Поблизу ядра існує опуклість, де концентуються зорі і хмари гарячого газу.

Слайд 26

Одним з найбільш помітних утворень в дисках галактик, подібних наший, є спіральні гілки (або рукави). Вони і дали назву цьому типу об'єктів — спіральні галактики. Спіральна структура в наший Галактиці дуже добре розвинена. Наша Галактика має дуже добре виражену спіральну структуру. Певний час складалася думка, нібито в Галактиці чотири спіралі, однак зараз надійно доведено, що їх дві.

 Уздовж рукавів в основному зосереджені наймолодші зірки, багато розсіяних зоряних скупчень і асоціації, а також ланцюжки щільних хмар міжзоряного газу, в яких продовжують утворюватися зірки. У спіральних гілках знаходиться велика кількість змінних і спалахуючих зірок, в них найчастіше спостерігаються вибухи деяких типів наднових., в гілках продовжується бурхливе життя, пов'язане з безперервним переходом речовини з міжзоряного простору в зірки і назад.                     Слайд 27.

•         Галактичний диск оточено сфероїдним гало, що складається зі старих зірок та кулястих скупчень, 90% яких перебуває на відстані менше 100 000 світлових років від центру галактики. . Центр симетрії гало Чумацького Шляху збігається з центром галактичного диска. Складається гало в основному з дуже старих, неяскравих маломасивних зірок. Вони зустрічаються як поодинці, так і у вигляді кулястих скупчень, які можуть містити до мільйона зірок. Вік населення сферичної складової Галактики перевищує 12 млрд. років, його зазвичай вважають віком самої Галактики.

•         Зореутворення не відбувається у гало.  Вважається, що основну масу нашої галактики складає темна матерія, що формує гало темної матерії масою у приблизно 600 — 3000 мільярдів M☉.

•          Центральна, найбільш щільна частина гало в межах декількох тисяч світлових років від центру Галактики називається балджем (від англ. balge - потовщення)

 5.Підсистеми Галактики  ( Бааде у 1944 р)

Населення  І типу

Об’єкти , що утворюють плоску  підсистему Галактики.  Містяться переважно в спіральних рукавах

Населення ІІ типу

Об’єкти, що утворюють сферичну підсистему Галактики. Містяться переважно в гало

6.  Місце Сонця в нашій Галактиці

•         Згідно останніх наукових оцінок, відстань від Сонця до галактичного центру, складає 26 000 ± 1 400 світлових років . Це означає, що Сонце розташовано ближче до краю диску, ніж до його центру. Разом з іншими зорями Сонце обертається навколо центра Галактики зі швидкістю 220—240 км/с роблячи один оберт приблизно за 200 млн. років. Таким чином, за весь час існування Земля облетіла навколо центра Галактики не більше 30 разів.  

•         Спіральні рукави як ціле і окремі зорі рухаються навколо центра Галактики з різними швидкостями. Кожна зоря то потрапляє у спіральний рукав, то виходить із нього. І тільки Сонце знаходиться в такому її місці, де його швидкість навколо центра Галактики практично збігається зі швидкістю спірального рукава.

Така ситуація загалом неординарна для Галактики. Саме на цій віддалі від центра за. всю історію свого існування Сонце жодного разу не потрапило в спіральні рукави. Для Землі це вкрай сприятливо, бо якби ми потрапили в спіральний рукав, бурхливі процеси, що породжують смертоносне випромінювання, знищили б усе живе на Землі. Отже, наша планета існує у відносно спокійному місці Галактики впродовж м .льярдів років, не відчуваючи катастрофічного впливу космічних ка-таклізмів. І, можливо, саме тому на Землі могло зберегтися життя.

Довгий час положення Сонця серед зір вважалося найзви-чайнісіньким. Сьогодні ми знаємо, що це не так: у певному розумінні воно привілейоване. І це треба враховувати, обмірковуючи можливість життя в інших частинах нашої Галактики.

V. Закріплення та систематизація знань та умінь

•      Висновки    Місцева група Галактик— скупчення галактик навколо нашої, до якого входить близько 30 галактик.
Наймасивніші члени групи — Чумацький Шлях, Галактика Андромеди та Галактика Трикутника. Перші дві мають системи галактик-супутників. До системи супутників Чумацького Шляху належать Мала і Велика Магелланові Хмари.

•         Галактику Андромеди можна побачити на небі неозброєним оком в сузір'ї Андромеди. Це єдина далека галактика після Магелланових Хмар, яку можна спостерігати без телескопів. Ця галактика дуже схожа з нашою і тому її вивчення дуже допомогло астрономам зрозуміти склад та устрій нашої галактики.

•         Під час експедиції Магеллана в XVI ст. дві великі зоряні хмари, які спостерігали в південній півкулі неба, назвали Великою і Малою Магеллановими Хмарами. Ці галактики через їхній безформний вигляд відносять до типу неправильних. Вони є супутниками нашої Галактики, до яких близько 150 000 світлових років, а їхній зоряний склад такий самий, як і віток спіральних галактик. А ось ядра не-має. Неправильні галактики взагалі значно менші від спіральних і зустрічаються рідко.

 VІ. Підсумок уроку. Оцінювання учнів.        Метод « Мікрофон».

Молочний Шлях - це видима частина Галактики.
Галактика складається із зір, зоряних скупчень, міжзоряного газу, різноманітних полів і випромінювання.
Сонячна система належить Галактиці й знаходиться ближче до її периферії, ніж до центра.
У Галактиці є зоряне населення І і II типів.
Галактика має добре розвинену спіральну структуру.

Оцінювання роботи класу, окремих учнів
Домашнє завдання

1.     Вивчити параграф 15 (до ст.121)

2.     Підготовити матеріал на тему “ Теорії походження Всесвіту” за посиланнями:

На наступному уроці ми продовжимо вивчати будову Всесвіту.

І зараз я пропоную переглянути відео «Мандрівка на край Всесвіту». Цим фільмом ми перекинемо місточок до наступного уроку. У вас буде час поміркувати над цим питанням. Великий німецький філософ Іммануїл Кант зазначив одного разу, що є лише дві речі, гідні справжнього подиву і захоплення: зоряне небо над нами і моральний закон всередині нас. У давнину вважали: те й інше нерозривно пов'язані між собою. Космос обумовлює минуле, сьогодення та майбутнє людства і кожного окремої людини. Якщо говорити мовою сучасної науки, в Людину закодована всю інформацію про Всесвіт.

Відео « Мандрівка на край Всесвіту».

На цьому наш урок закінчено. Дякую всім!