Урок "Застосування закону Габбла"

Розробка уроку інтегрованого курсу:  Природничі науки (10-11 кл.)

Тема уроку: Застосування закону Габбла

Мета:  навчити учнів/учениць застосувати закону Габбла,  робити аналітичні висновки щодо розподілу галактик у Всесвіті; формувати науковий світогляд,  розвивати креативне мислення, розвивати математичну компетентність

Очікувані результати: Учні повинні знати суть закону Габбла; уміти наводити приклади спостережних даних, які підтверджують теорію Великого вибуху.

Обладнання: мультимедійний комплекс, наявність мережі Інтернет

                              Хід уроку

1. Організаційний етап:                            

Привітання, перевірка присутності студентів на занятті; створення робочої атмосфери та сприятливого психологічного клімату на занятті.

2. Перевірка засвоєння учнями знань попереднього уроку методом виконання тестових завдань (варіант 1 – №№ 1,3,5,7,9, варіант 2 - №№ 2,4,6,8,10) з подальшою взаємоперевіркою:

1. Сонячна система в Галактиці перебуває:

1.  в центрі
2. ближче до периферії
3. далі від периферії
4. в різних положеннях

2.  Що визначає закон Габбла? 

1.  швидкість руху Сонця
2.  швидкість обертання галактик
3.  підвищення температури у Всесвіті
4. швидкість розлітання галактик

 3. Віком Всесвіту вважають час: 

1. 10—11 млрд. років
2. 12—15 млрд. років
3. 5—6 млрд. років
4. 20 млрд. років

4. НашаГалактика має добре розвинену структуру:

1. еліптичну
2. спіральну
3. неправильну
4. віртуальну

5. Великий Вибух — це:

1. вибух потужної зорі;
2. вибух ядра комети; 
3. момент об'єднання галактик;
4. момент початку розширення Всесвіту.

6. На що приходиться біля 90 % мас галактик?

1.  На пил.
2.  На газ.
3. На темну матерію і енергію.

7. Розміри нашої Галактики (світлових років):

1. 300 000
2. 100 000
3. 10 000
4. 1 000

8. В яких областях галактики найбільш інтенсивно йде зореутворення?

1.  В планетарних туманностях
2.   В газово-пилових туманностях
3.  В скупченнях нейтрального гідрогену
4.  Всюди

9. Що особливо незвично в квазарах?

1.  Потужне радіовипромінювання
2.  Велике червоне зміщення
3.  Невеликі для космічних об’єктів, але сіяють яскравіше галактик
4.  Світність не лишається сталою

10. Найближча до нас у північній півкулі неба спіральна галактика — це Туманність:

1.  Андромеди;
2.  Оріона;
3. Равлик; 
4.  Крабоподібна.

                                                       Ключ: 1b, 2d, 3b, 4b, 5d, 6c, 7a,  8b, 9a,b,c,10a

3. Актуалізація опорних знань.

Прослухайте ці рядочки:

Чумацький шлях

Оксамит неба, зірками розшитий.

Світла доріжка по небу біжить.

Від краю і до краю стелиться легко,

Неначе хтось пролив по небу молоко.

Але немає, звичайно, в небі

Ні молока, ні соку,

Ми зоряну систему

Свою так бачимо збоку.

Так бачимо ми Галактики

Рідний далекий світ –

Простір для космонавтики

 На багато тисяч років.

              (Римма Алдонина)

Джерело: https://uastorlove.ru/rizne/17152-virshi-ta-zagadki-pro-kosmos.html

4. Визначення теми, мети заняття, мотивація навчальної діяльності.

Мета сьогоднішнього уроку -  навчитися застосувати закону Габбла;  робити аналітичні висновки щодо розподілу галактик у Всесвіті.

5. Вивчення навчального матеріалу

Перегляд відеоролика за покликанням https://www.youtube.com/watch?v=PiWEjdgjphA, обговорення побаченого, аналіз, висновки:

У 1925 році Габбл склав першу вдалу класифікацію галактик за їх зовнішнім виглядом, запропонувавши три типи: еліптичні Е, спіральні S, неправильні Ir.

Еліптичні галактики мають форму кругів або еліпсів, яскравість яких плавно змінюється від центру до краю. Їх поділяють на 8 підтипів: Е0 — коловий об’єкт до Е7 – істотно сплющений.

Спіральні галактики становлять половину усіх галактик і складаються з ядра та кількох спіральних рукавів або гілок. У звичайних галактиках типу S гілки виходять безпосередньо з ядра. У спіральних галактиках з перемичкою (тип SB) ядро перетинається по діаметру поперечною смугою із зір — перемичкою (або баром), від кінців якого відходять спіральні рукави.

Неправильні галактики не мають чітко вираженого ядра і симетричної структури. Найближча до нас галактика М31 — спіральна галактика Туманність Андромеди, що перебуває на відстані 2 ∙ 10⁶ св. років. У південній півкулі добре видно дві неправильні галактики — супутники Молочного Шляху — Велика Магелланова Хмара і Мала Магелланова Хмара.

          Червоне зміщення. Спостереження показали, що лінії у спектрах усіх відомих галактик за винятком найближчих, зміщені у червоний бік порівняно з лініями нерухомих об’єктів. Це явище було назване червоним зміщенням, воно пов’язане з рухом об’єктів від спостерігача і називається ефектом Доплера–Фізо.

                                                   v = H₀  х d

де:

v — швидкість віддалення галактики,\

d — відстань до неї,

�0H_o — коефіцієнт пропорційності, який називають сталою Габбла.

       Закон Габбла є основним методом визначення відстані до далеких позагалактичних об'єктів. За дослідженнями 2018 року параметр Габбла мав значення

                                     H₀ = 67.77±1.30 (км/с)/Мпк.

       Якщо вважати, що швидкість розширення Всесвіту залишалася постійною, величина, обернена до параметра Габбла, визначає час від моменту Великого Вибуху, або вік Всесвіту. Його називають також часом Габбла. Він дорівнює приблизно 13,8 млрд років.

6. Виконання практичних завдань

Завдання 1. Описати та зобразити типи галактик у Всесвіті

    Завдання 2. З’ясуйте:

•  Яка галактика знаходиться найближче до нас (Андромеда)?
• Яка відстань від Сонця до центра Галактики (25000 св.р або 8500 пк)?
•  У напрямі якого сузір’я рухається Сонце, обертаючись навколо центра Галактики та з якою швидкістю (Геркулес, 16 км/год)?
•  З якою швидкістю обертається Сонце навколо центра Галактики та за який час здійснює один оберт (200 млн.років або 1 галактичний рік)?

 Завдання 3. Визначити: через які сузір’я проходить Молочний Шлях   (Близнюки, Телець, Кассіопея, Лебідь, Стрілець).

     Завдання 4. Використовуючи закон Габбла розв’зати задачі.

1. На якій відстані знаходиться галактика, якщо швидкість її віддалення становить 20000 км/с?
2. Галактика перебуває на відстані 100 млн. пк. Обчисліть, скільки років поширюється світло від неї до Землі.
3.  Визначити, з якою швидкістю наближається до нас галактика, якщо світло від неї поширюється до Землі 4 х 10⁸ років.

       Завдання 5. Виконати тестові завдання онлайн за покликанням  https://naurok.com.ua/test/evolyuciya-zir-79508.html

7.  Підбиття підсумків уроку, рефлексія:

Доповніть речення

• На сьогоднішньому занятті я зрозумів(-ла)/дізнався(-лась)/розібрався(-лась)...
• Я хочу похвалити себе за те, що на сьогоднішньому занятті ...
• На занятті мені особливо сподобалося ...
• Знання із сьогоднішнього заняття мені знадобляться ...
• На сьогоднішньому уроці мене здивувало ...

8. Домашнє завдання:

опрацювати відеоматеріал за покликанням https://www.youtube.com/watch?v=cI1Ia1SvHxs