Астрономия. Созвездия. Ориентирование по звездному небу

Тема. Созвездия. Ориентирование по звездному небу.

Автор: Гомулина Н.Н.

Тип урока. Комбинированный.

Цели урока. В результате урока учащиеся должны узнать определение созвездий, их количество, причины изменения их контуров, а также как изменяется положение созвездия в течение суток и как определяется северное направление по положению Полярной звезды; обозначение звезд по буквам греческого алфавита; способ определения времени наилучшей видимости созвездий и звезд. Находить вид звездного неба в зависимости от даты, места и времени наблюдений.

Основные понятия. Созвездия. Звезды. Планеты. Вращение звездного неба. Видимая звездная величина. Экваториальная система координат.

Демонстрационный материал. Подвижная карта звездного неба.

Самостоятельная деятельность учащихся. Выполнение поисковых заданий с помощью электронного планетария.

Мировоззренческий аспект урока. Развивать навыки логического мышления учащихся и научного подхода к изучению мира. Созвездия не имеют ничего общего с персонажами мифов и легенд; на самом деле в созвездия входят звезды (и другие объекты, о которых учащиеся узнают в дальнейшем), расположенные на границах определенного участка неба, причем звезды в созвездиях находятся на огромных расстояниях друг от друга, а их «соседство» кажущееся. Звездное небо – это звезды, не связанные друг с другом силами тяготения, а видимая картина.

Использование новых информационных технологий: Использование интерактивной доски и интерактивных моделей курса серии «Открытая коллекция» «Астрономия, 10–11 классы» (Windows, Linux)

План урока

I. Организационный момент.

Астрономия – самая древняя наука. На заре человеческого общества, когда впервые возникло примитивное производство, уже кочевым племенам необходимо было ориентироваться при переходах с места на место с тем, чтобы отыскать путь к прежним местам стоянок. При возникновении земледелия появилась необходимость вести хотя бы грубый счет времени для регулирования сельскохозяйственных работ. Единственное, что было, есть всегда с нами, а вернее, над нами, – это звездное небо, по которому древние народы стали постепенно учиться ориентироваться на местности и вести счет времени. «Не исключено, что более трех тысячелетий назад халдейский пастух знал звездное небо лучше, чем большинство из нас, хотя и считал, что земля плоская, а звезды – это фонарики». «Мы не часто смотрим в географический атлас, но легко найдем на карте десятки стран. Звезды видны каждую ясную ночь, они доступны для изучения и как бы бросают вызов нашей любознательности; однако не каждый из нас может найти и назвать десяток созвездий».

II. Актуализация знаний. Изложение нового материала

Рис. Звездное небо в области созвездия Орион (зимнее небо).

Минимум знаний о понятии «созвездие»:

1. созвездие – это участок неба с установленными границами;
2. существует 88 созвездий, что утверждается МАС.
3. все звезды в созвездиях обозначаются буквами греческого алфавита в порядке убывания яркости (наиболее яркие имеют еще и собственные имена), затем буквами латинского алфавита и далее, если исчерпаны ресурсы алфавитов, нумеруются;
4. есть исключения из правила – первыми буквами алфавита названы не самые яркие звезды;
5. звезды в созвездиях находятся на различных расстояниях от наблюдателя;
6. семь основных звезд Большого Ковша;
7. причины изменения контуров созвездий;
8. положение созвездия изменяется в течение суток.

Учащиеся должны уметь:

1) находить на звездном небе Полярную звезду;

2) определять северное направление по положению Полярной звезды;

3) определять время наилучшей видимости созвездия, звезд;

4) определять время восхода и захода созвездий.

Как же можно ориентироваться по звездам, если их видно на небе великое множество? Легко запутаться в этом обилии ярких точек. Но, во-первых, звезд, видимых невооруженным глазом, не так уж много – всего около 3000, а наиболее ярких и интересных – около 30, и то в нашем полушарии некоторые из них совсем не видны.

Во-вторых, человеческий мозг устроен так, что в кажущемся хаосе он хочет отыскать осмысленные фигуры. Есть основания полагать, что еще на заре человечества люди начали ориентирование среди множества звезд, видя мысленным взором фигуры, образуемые группами звезд, что облегчает задачу. Такие звездные фигуры или сочетания звезд называются созвездиями. На всех языках германской группы (кроме английского) понятие «созвездие» означает дословно «звездная картина». Например, на фоне этих звезд (учитель обводит курсором область звездного неба, где находится созвездие Орион) древние рисовали охотника – Ориона.

Созвездие Ориона из атласа Гевелия.

.Звезды имеют определенное положение на звездном небе, определенные координаты. Где заканчивается одно и начинается другое созвездие? Современные границы и названия созвездий утверждены в 1922 году на первом съезде Международного астрономического союза (МАС). Все небо было разделено на 88 созвездий. В настоящее время под созвездием подразумевают не выделяющиеся группы ярких звезд, а участки звездного неба, так что все звезды (яркие и слабые) причислены к созвездиям.

С помощью электронного планетария показать современные границы созвездий на звездном небе.

Рассмотрим одну из наиболее ярких групп звезд в северном полушарии, которую выделили практически все народы в созвездие, астеризм «Большой Ковш».

Участок неба, содержащий Большой Ковш.

В древности наиболее ярким звездам каждого созвездия давались собственные имена. Так семь звезд Большого Ковша получили названия: Дубхе, Мерак, Фекда, Мегрец, Алиот, Мицар, Бенетнаш.

Используя Планетарий, учащиеся зарисовывают контуры и подписывают звезды. По клику определяют названия звезд.

Альпы, замок Гогенцоллернов. Астронет.

Данный рисунок подготовить заранее и спроецировать на интерактивную доску.

Показать, как по астеризму «Большой Ковш» легко определить северное направление:

1. две крайние звезды, те, что дальше от ручки (Дубхе и Мерак), соедините воображаемой линией;
2. продолжаете эту линию и замечаете довольно яркую звезду. Это и есть Полярная звезда. Не найти ее невозможно – в этом месте нет других ярких звезд.

Если вы живете в северном полушарии в средних широтах, то вы встаете лицом к Полярной и впереди у вас – север, за спиной – юг, слева – запад, справа – восток. Так как Небесный свод вращается и за сутки делает полный оборот, то видимое положение созвездий изменяется со временем, одни созвездия восходят, другие заходят. Определить положение данного созвездия в данное время можно с помощью подвижной карты звездного неба либо планетария.

Учащиеся знакомятся с подвижной картой звездного неба. На внешнем крае карты вы видите сектора с названиями месяцев, к ним примыкает шкала с цифрами, обозначающими даты. Теперь посмотрите на накладной круг. На внешнем крае круга нанесены часы. Положите круг на карту так, чтобы совместить отметку «23 ч» на круге с датой 2 сентября на карте. Участок неба, который вы видите в «окне», – то, что вы можете наблюдать над горизонтом 2. 09 в 23 часа на широте Москвы. Край «окна» на накладном круге – это линия горизонта для широты Москвы. Здесь обозначены стороны света. Объекты, находящиеся на востоке, восходят на западе – заходят.

Положение звезд на небе, которое вращается как единое целое, определяется с помощью координат.

III. Обобщение знаний. Видимое изменение положения созвездий в течение суток.

Учащиеся отвечают с помощью интерактивной модели «Планетарий».

1. Выберите то же время на интерактивной модели «Планетарий» и сравните вид звездного неба над горизонтом зимой и летом.

2. На сколько градусов поворачивается звездное небо за час?

3. Какая звезда восходит на востоке в 6.00 утра 20 июля? (a Малого Пса)

Проведите на подвижной карте мысленно линию, соединяющую точки севера и юга – это полуденная линия. Светила, которые в данный момент находятся на полуденной линии, занимают свое самое высокое положение над горизонтом в течение суток, говорят, что они кульминируют.

1. Определите время и дату кульминации b Ориона. Если вращать накладной круг по подвижной звездной карте, то имитируется суточное вращение небесной сферы.
2. Вид накладного круга в электронном планетарии играет роль экран.

1. Всегда ли видно созвездие Большой Медведицы полностью? Когда оно занимает наивысшее положение над горизонтом?
2. Какие планеты видны сегодня в 23 часа?
3. Какие планеты будут видны через полгода в 23 часа?

IV. Формирование умений и навыков. Рефлексия

Тестовые задания рекомендуется спроектировать на интерактивную доску, чтобы задание было видно всему классу. Опрос проводить фронтально, объясняя сложные вопросы. Учащиеся отвечают, используя интерактивную модель «Планетарий».

1. Созвездием называется:
   1. определенная фигура из звезд, в которую звезды объединены условно;
   2. участок неба с установленными границами;
   3. объем конуса (со сложной поверхностью), уходящего в бесконечность, вершина которого совпадает с глазом наблюдателя;
   4. группа ярких звезд.
2. Если звезды в нашей Галактике движутся в разных направлениях, причем относительная скорость движения звезд достигает тысяч километров в секунду, то следует ожидать, что очертания созвездий заметно изменяются:

a. за сутки;
b. в течение одного года;
c. за тысячелетия;
d. за время, равное средней продолжительности человеческой жизни.

3. Северный полюс мира в настоящее время:

a. точно совпадает с Полярной звездой;
b. находится в 1,5° от a Малой Медведицы;
c. находится около самой яркой звезды всего небосвода – Сириуса;
d. расположен в точке, вблизи которой нет звезд видимых невооруженным глазом, поэтому обнаружить его можно только с помощью приборов.

4. 1 сентября в 22 часа над горизонтом находится созвездие:

a. Лебедь;
b. Волопас;
c. Лев;
d. Близнецы.

5. Ниже перечислены созвездия, не заходящие за горизонт круглый год в наших широтах. Назовите исключение.

a. Дракон;
b. Близнецы;
c. Малая Медведица;
d. Жираф;
e. Кассиопея;
f. Цефей;
g. Ящерица.

6. Ниже перечислены созвездия, невидимые на наших широтах. Назовите исключение.

a. Южная Корона;
b. Центавр;
c. Паруса;
d. Эридан.

Ответы на тест

V. Домашнее задание

Поисковое задание 1. Найти информацию о видимой звездной величине и расстояние до звезд астеризма Большой Ковш созвездия Большая Медведица. Что можно сказать о взаимосвязи между этими звездами?

Примерная таблица

Решение.

Обратим внимание, расстояние до звезд различно, они проецируются в одну область неба и образуют одно созвездие, но не связаны между собой силами тяготения, не являются, например, скоплением звезд. Вообще говоря, звезды находятся на различном расстоянии от наблюдателя и в определенный участок неба проецируются все звезды, находящиеся внутри «конуса» со сложной поверхностью, вершина которого совпадает с глазом наблюдателя.

Поисковое задание 2. Определить, как называется самая яркая звезда созвездия Большая Медведица. Имеются ли на небе еще созвездия, в которых самые яркие звезды не α?

Интересно, что в созвездии Большая Медведица самой яркой является Алиот, которая обозначена пятой по счету буквой греческого алфавита. Только в 58 созвездиях самые яркие звезды называются α (альфа). В 13 созвездиях самые яркие звезды – β (бета), а в остальных – и другие буквы греческого алфавита.