Урок "Сонячна активність та її вплив на Землю."

Тема. Сонячна активність та її вплив на Землю.

Мета уроку: ознайомити учнів з поняттям сонячної активності, її проявами на Сонці, впливом сонячної активності на Землю. Виховна: виховувати інтерес до вивчення астрономії, розуміння її ролі та важливості астрономічних знань у житті, бажання наукової творчості, уявлення про астрономію як обов'язкову складову загальнолюдської культури. Розвивальна: розвивати здібності учнів до творчості й інтелектуальної праці, формувати предметні компетентності з астрономії

Учні повинні знати: прояви сонячної активності та механізм її впливу на Землю.

Учні повинні вміти: пояснити явище сонячної активності.

Тип: урок засвоєння но­вих знань

Міжпредметні зв’язки, повторення: Магнітосфера Землі

Вузлові питання уроку:

1. Сонячна активність (плями, протуберанці, спалахи);
2. Циклічність сонячної активності;
3. Вплив сонячної активності на Землю.

Етап уроку	Час	Форми і методи діяльності вчителя	Результат діяльності
I. Актуалізація опорних знань	2,5 хв	Аналіз домашнього  завдання. (аналіз виконання тесту «Будова Сонця» http://gopkoz.blogspot.com/p/blog-page_75.html )	Повторення вивченого матеріа­лу, налаштування їх на сприйняття нового матеріалу
ІІ. Вивчення нового матеріалу
1. Мотивація на­вчальної діяльності	9,5 хв	перегляд відеофільму http://gopkoz.blogspot.com/p/blog-page_14.html	Мотивація навчальної діяльності
2. Сприйняття на­вчального матеріалу	22 хв	Повідомлення учнів по темам із демонстрацією презентацій (випереджаючі завдання)	Засвоєння навчального матеріа­лу
ІІI. Закріплення знань	4 хв	Усні відповіді учнів	Закріплення знань. Вироблення умінь застосовувати нові знання
VІ. Узагальнення знань	3 хв	Виконання інтерактивної вправи http://gopkoz.blogspot.com/p/blog-page_92.html	Узагальнення і закріплення ви­вченого
V. Підсумок уроку, оцінювання	2 хв	Рефлексія	Підбиття підсумків роботи.
VI. Домашнє зав­дання	2 хв	Виконання  тесту «Сонце та його активність» на вкладці http://gopkoz.blogspot.com/p/blog-page_92.html.  Робота з до­датковою літературою	Ефективне засвоєння теми, підготовка до наступного уроку

 

 

Структура і основний зміст уроку 

І. Актуалізація набутих знань. (2,5 хв)  (аналіз виконання тесту «Будова Сонця» http://gopkoz.blogspot.com/p/blog-page_75.html )

До сьогоднішнього уроку вам було завдання виконати тест і надіслати свої відповіді. Переглянувши їх, я роблю  висновок, що ви знаєте будову Сонця.

Тест з теми "Будова Сонця"

*Обов’язкове поле

Вказати прізвище та ім'я *

Вказати повністю

Відповідь на це запитання обов’язкова

Назвіть складові Сонця *

Виберіть кілька варіантів відповідь

o   Ядро

o   Атмосфера

o   Протуберанці

o   Гранули

o   Сонячна корона

o   Сонячний вітер

Атмосфера Сонця складається із: *

Виберіть кілька варіантів

o   Поверхні

o   Фотосфери

o   Сонячних плям

o   Хромосфери

o   Сонячного вітру

o   Сонячної корони

o   Геліосфери

Неозброєним оком ми бачимо *

Виберіть одну правильну відповідь

o   Фотосферу

o   Хромосферу

o   Сонячну корону

o   Поверхню Сонця

Хімічний склад Сонця описав *

Виберіть одну правильну відповідь

o   Галілей

o   Ньютон

o   Фраунгофер

o   Шварцшильд

o   Галлей

Чому Сонце не згасає, адже воно випромінює багато енергії у Всесвіт? *

Впишіть відповідь

Сонце випромінює енергію, але маючи таке джерело енергії як термоядерний синтез, може світити близько  мільярдів років.

Назвіть правильні процеси для внутрішньої будови Сонця *

Укажіть за величиною

	Перевипро­мінювання квантів	Випроміню­вання нейт­рино	Поглинання і перевипро­мінювання енергії	Перенесення речовини
Промениста зона	+
Зона променистої рівноваги			+
Конвективна зона				+

Чому Сонце не вибухає як термоядерна бомба? *

Дайте правильну відповідь

Термоядерним реакціям протидіє гравітаційне стиснення

Що таке гравітаційна рівновага? *

Записати приклад

Стан зорі(в даному разі Сонця) у якому внутрішній тиск газу і випромінювання зрівноважує  вагу речовини, розміщеної вище називається станом гравітаційної рівноваги

 

 

 

 

 

ІІ. Вивчення нового навчального матеріалу. (9,5 хв)

1.  Мотивація на­вчальної діяльності.

Сонце – центральне тіло нашої системи. Джерело життя на Землі. Як впливають процеси на Сонці на наше життя? (перегляд відеофільму http://gopkoz.blogspot.com/p/blog-page_14.html)

(Або https://youtu.be/3zPZLC7thsA )

 

2. Сприйняття на­вчального матеріалу (22 хв)

До уроку ви мали підготувати короткі повідомлення із мультимедійним супроводом на 5 хв по темам

1. Сонячна активність (плями, протуберанці, спалахи);
2. Циклічність сонячної активності;
3. Вплив сонячної активності на Землю.

Для підготовки ви могли скористатися  матеріалами на сторінці http://gopkoz.blogspot.com/2017/02/blog-post_48.html  (теоретичні питанні і презентації, підготовлені учнями 11 класу минулих років)

 

1. Сонячна активність (плями, протуберанці, спалахи)(1 учень)

Активна область на Сонці - (АО) - це сукупність змінних структурних утворень в деякій обмеженій області сонячної атмосфери, повʼязана з посиленням у ній магнітного поля від значень 10-20 до декількох (4-5) тисяч ерстед. У видимому світлі найбільш помітним структурним утворенням активної області є темні, різко окреслені сонячні плями, що часто утворюють цілі групи. Зазвичай серед безлічі більш-менш дрібних плям виділяються дві великі, що утворюють біполярну групу плям з протилежною полярністю магнітного поля в них. Окремі плями і вся група зазвичай оточені яскравими ажурними, схожими на сітку структурами - факелами. Тут магнітні поля досягають значень в десятки ерстед. Протяжності активної області досягають декількох сотень тисяч кілометрів, а час життя - від декількох днів до декількох місяців. Як правило, їх можна спостерігати практично в усіх діапазонах електромагнітного сонячного спектра від рентгенівських, ультрафіолетових і видимих променів до інфрачервоних і радіо хвиль. На краю сонячного диска, коли активну область видно збоку, над нею, у сонячній короні в емісійних лініях часто спостерігаються протуберанці - величезні плазмові «хмари» химерних форм. Час від часу в активній області відбуваються раптові вибухи плазми - сонячні спалахи. Вони породжують потужне іонізуюче випромінювання (в основному, рентгенівське) і проникаюче випромінювання (енергійні елементарні частинки, електрони і протони). Високошвидкісні корпускулярні плазмові потоки змінюють структуру сонячної корони. Коли Земля потрапляє в такий потік, деформується її магнітосфера і виникає магнітна буря. Іонізуюче випромінювання сильно впливає на умови у верхніх шарах атмосфери і створює збурення в іоносфері.

На сонячній поверхні спостерігаються деякі явища, що в сукупності своїй характеризують міру сонячної активності. До них належать уже розглянуті нами сонячні плями, факели, протуберанці, спалахи. Місця, де їх спостерігають, називають активними зонами. Головним проявом сонячної активності є плями.

Статистичний аналіз їх кількості від року до року дає змогу скласти певні уявлення щодо існування окремих циклів сонячної активності. За міру плямотворної діяльності  Сонця прийнято число Вольфа W=10g+f (1), де g - кількість груп плям, f=∑f_i - загальна кількість усіх плям, які є в цей момент на диску Сонця, f_i - кількість їх у конкретній і-й групі, якщо на Сонці немає жодної плями, то W=0; коли одна, то W=11. Такі обчислення проводять на кожний день, після чого, усереднюють, знаходять середньомісячне, середнє за рік число Вольфа.  Показано, що кількість плям на Сонці змінюється середньому з періодом 11,1 роки, проте проміжок між двома максимумами коливається в межах від 7,5 років до 16. Тому передбачати настання конкретного максимуму нелегко. Для зручності при характеристиках того, чи іншого циклу введено їхню умовну нумерацію. 

 

2. Циклічність сонячної активності; (2 учень)

Першим названо той цикл, який розпочався в 1755 р. У 1985 р. закінчився 21-й і розпочався 22-й цикл.  У кожному 11-річному циклі головні плями у всіх груп мають магнітне поле однієї полярності, а наступні за ними – протилежної. Через 11 років картина розподілу полярності магнітного поля змінюється на протилежну. Тому часто говорять про 22 - річний цикл Хейла. Зіставлення числа Вольфа у різних максимумах сонячної активності вказує на існування вікового циклу –  певної повторюваності найбільших максимумів через 100 років. Підозрюють, що є і тисячолітній цикл сонячної активності з періодом близько 1800 років. Багато процесів, що відбуваються на Землі, виявляють тісний зв’язок з періодичною діяльністю Сонця. До таких явищ належать: земний магнетизм, полярні сяйва та втрата радіозв’язку на коротких і середніх хвилях. 

 

3. Вплив сонячної активності на Землю.(3 учень)

Спостереження показали, що через 1-2 доби після проходження великих плям або їхніх груп через центральний меридіан Сонця виникають особливо сильні неправильні коливання величини магнітного поля Землі — магнітні бурі. Це вказує на те, що магнітні збурення викликає не світлова радіація, а корпускулярна, тобто потоки заряджених частинок, що йдуть з активних областей Сонця.  Ще в минулому столітті виявлено, що багато магнітних бур супроводжується Полярними сяйвами. Стан магнітного поля Землі тісно пов’язаний з частотою появи і яскравістю Полярних сяйв. У спектрі Полярних сяйв виявлено світлі лінії і смуги, які належать атомарному кисню, молекулярному азоту, натрію. Все це свідчить, що молекули і атоми газів атмосфери перебувають у стані сильного збудження (причиною є корпускулярні потоки від Сонця). Електрично заряджені частинки, проходячи відстань від Сонця до Землі, захоплюються магнітним полем. Оскільки магнітні силові лінії сходяться біля магнітних полюсів Землі (які віддалені від географічних). Тому ми спостерігаємо в полярних областях Земної кулі явище – Полярне сяйво. 

Безпосередньо під час спалахів відбувається порушення радіозв’язку, особливо на довжинах від 15 до 60 м. Вони зумовлені різким зростанням іонізації в іоносфері Землі під дією підвищеного випромінювання Сонця в ультрафіолетовому та рентгенівському діапазоні. 

Встановлено, що чим більше число Вольфа, тим меншою є середня концентрація соляної кислоти у шлунку. У максимумі активності здатність крові розчиняти тромби, сторонні частинки і мікроби приблизно на 30 % менше, ніж у мінімумі. Тому й знижується бар’єр, яким організм захищає себе від хвороботворних мікробів. 

Влітаючи в земну атмосферу, як рентгенівське (через 8,5 хв), так і корпускулярне (через 2 доби) випромінювання спричиняють у ній появу додаткових електричних зарядів і тим самим — збурення магнітного поля Землі, яке передається на людський організм. Настає спазм кровоносних судин, підвищується тиск, а звідси інфаркти та інсульти. 
З метою вивчення процесів, що відбуваються на Сонці, створено всесвітню службу Сонця.

ІІI. Закріплення знань (4 хв)

1.               Що розуміють під сонячною активністю?
2.               Які прояви сонячної активності вам відомі?
3.               Що таке сонячна пляма?
4.               Яка залежність між кількістю сонячних плям і активністю Сонця?
5.               Який висновок можна зробити, спостерігаючи зміщення плям на диску Сонця?
6.               Що ви знаєте про циклічність сонячної активності?
7.               Яким саме чином впливає сонячна активність на Землю?
8.               Що таке магнітна буря?

 VІ. Узагальнення знань (2 хв)

Щоб дізнатися чи запам’ятали ви прояви сонячної активності, потрібно  зайти на блог «Сонце – центр Сонячної системи» за адресою   http://gopkoz.blogspot.com/p/blog-page_92.html  і виконати інтерактивну вправу

Вправа: Завдання:  Складіть пари між назвою та зображенням процесу

Відповідь на зображенні

      V. Підсумок  уроку, оцінювання (2 хв)

Рефлексія

Сьогодні я дізнався….

Мені було цікаво…

Я хочу…

VI. Домашнє завдання(2 хв)

1.               Опрацювати  § 12
2.               Зайти на блог «Сонце – центр Сонячної системи» за адресою   http://gopkoz.blogspot.com/p/blog-page_92.html  і виконати тест з теми «Сонце та його активність», надіславши відповіді до наступного уроку.
3.               Підготувати короткі повідомлення із мультимедійним супроводом на 5 хв по темам (Прізвища учнів)

1. Діаграма спектр-світність, перебування зорі на головній послідов­ності;
2. загальні харак­теристики зір;
3. нові та наднові зорі, пульсари;
4. формування зорі, заключні етапи існування зорі.

 

 

Тест з теми "Сонце та його активність"

Підсумковий тест з теми "Сонце та його активність"

*Обов’язкове поле

Вказати прізвище та ім'я *

Вказати повністю

Назвіть прояви сонячної активності *

Виберіть кілька варіантів відповідь

o   факели

o   полум'я

o   протуберанці

o   калюжі

o   плями

o   спалахи

Сонце називають жовтою зорею, у той час як для більшості людей воно має білий колір. Як пояснити цю суперечність? *

Дайте поширену відповідь

Сонце випромінює електромагнітні хвилі різної довжини, які нашим оком сприймаються як біле світло. Насправді, біле світло складається з цілого спектра електромагнітних хвиль від червоного кольору до фіолетового, але Сонце випромінює найбільше енергії у жовто-зеленій частині спектра, тому астрономи називають Сонце жовтою зорею. Температура на поверхні Сонця становить 5780 К.

Сонячні плями проявляються у *

Виберіть одну правильну відповідь

o   яскравих кольорах

o   темні кольори

o   контрасних утвореннях

o   променистій рівновазі

Головним проявом сонячної активності є: *

Виберіть одну правильну відповідь

o   протуберанці

o   плями

o   факели

o   спалахи

Що знижує температуру всередині сонячних плям? *

Виберіть кілька варіантів відповідей

o   Вітер

o   Гравітаційне стиснення

o   Магнітне поле

o   Потік енергії

Укажіть наявність хімічних елементів у складі Сонця *

Укажіть за величиною

	Мало	Присутні	Багато
Гідроген			+
Гелій			+
Літій	+
Залізо		+-
Уран		+-

Виберіть одну відповідь

o   Раз на рік

o   Числом Вольфа

o   Правилом Галілея

o   Законами Кеплера

Виберіть кілька варіантів

o   Викид сонячної речовини

o   Магнітні лінії

o   Холодні хмари газу

o   Світлі виступи в атмосфери

Раптове виділення енергії, накопиченої у магнітному полі *

Виберіть один варіант відповіді

o   Факел

o   Пляма

o   Спалах

o   Протуберанець

Полярні сяйва - це: *

Укажіть правильну відповідь

o   Потік високоенергійних частинок

o   Потік високоенергійних частинок в атмосфері Землі

o Повернення атомів повітря до нейтрального стану після бомбардування рентгенівськими квантами

o   Коливання сонячних променів у атмосфері

Магнітна буря *

Дайте правильну відповідь

Це збурення  магнітного поля Землі під впливом спалаху на Сонці. У цей час виникають неполадки в радіозв'язку та електронних приладах, погіршується самопочуття людей

Наведіть приклад впливу Сонця на клімат Землі *

Записати приклад

У 1961 році  і 1969 році замерзав пролив Босфор, у 1709 році покрилось льодом Адріатичне море, а у областях помірного клімату сніговий покрив лежав майже весь рік. Цей період вчені назвали Малим Льодовиковим періодом. Між 1100 і 1150 роками випромінювання Сонця було таким потужним, що острів Гренландія втратив свій сніговий покрив. 

Наведіть приклад впливу сонячної активності на біосферу *

Записати приклад

У роки максимумів сонячної активності приріст дерев більший, ніж у роки мінімумів. Тісно пов’язані  з 11-річним циклом періоди підвищеного розмноження каракуртів, бліх, пустельної саранчі. У роки сонячної активності виникали пандемії грипу, холери, дизентерії, дифтерії тощо.

Використані джерела

 

1. Пришляк М. П. Астрономія: 11 кл.: підручник для загальноосвіт. навч. закл.: рівень стандарту, академічний рівень / М. П. Пришляк; за заг. ред. Я. С. Яцківа. — X.: Вид-во «Ранок», 2011.— 160 с.: іл.
2. Климишин І.А., Крячко І.П. Астрономія: Підручник для 11 класу загальноосвітніх навчальних закладів. – К.: Знання України, 2003, –192 с.
3. http://www.mao.kiev.ua/index.php/ua/   – сторінка Української астрономічної асоціації.
4. http://www.fourmilab.ch/earthview/vplanet.html – зображення Землі з космосу.
5. http://umbra.nascom.nasa.gov/images/latest.html – зображення Сонця,
6. http://www.swpc.noaa.gov/  –  повідомлення про сонячні спалахи і прогнози «кос­мічної погоди»