Изучение астрофизических вопросов в школьном курсе физики

Далее можно ввести словесное определение понятия «плазма»:

Плазма – это частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически совпадают, т. е. в целом плазма является электрически нейтральной системой.

Почти все вещества при постепенном повышении их температуры от абсолютного нуля проходят последовательно следующие состояния: тв

ёрдое, жидкое, газообразное, плазма. И нередко у учащихся складывается ошибочное представление о плазме, как о состоянии вещества при очень высоких температурах, т.е. температурах, при которых происходит термическая диссоциация атомов или молекул газа. Именно этот недостаток следует преодолеть, знакомя учащихся с понятием плазмы. Так, наряду с нагреванием ионизация газа и образование плазмы могут быть вызваны разного рода излучениями или бомбардировкой атомов газа быстрыми заряженными частицами.

Формирование понятия астрономические законы на уроках физики

В качестве основных групп астрономических понятий мы выделяем:

- объекты познания науки: космические объекты, космические процессы и космические явления;

- методы и инструменты астрономических исследований;

- астрономические законы и теории.

Астрономические законы выражают внешние и внутренние существенно-необходимые связи между космическими объектами, процессами и явлениями; носят, как правило, эмпирический характер; выводятся на основе данных астрономических исследований и объясняются на основе законов физики в рамках физических теорий.

Астрономические теории представляют собой систему знаний о Вселенной более высокой, нежели законы, степени обоснованности и обобщенности и включают в себя в качестве основания данные, полученные в результате астрономических наблюдений и исследований в области ряда других естественно-математических наук; ядром их являются астрономические и физические законы и специфический математический аппарат; следствиями - объяснение механизма космических процессов и природы космических объектов во всей сложности и многообразии их взаимных связей, и использование полученных знаний в практических целях во благо человечества.

Астрономические законы отражают в основном связь между космическими телами и космическими явлениями; астрономические теории - природу и развитие космических процессов.

Основным методом астрономических исследований являются астрономические наблюдения, поставляющие свыше 90% информации о космических процессах, явлениях и объектах. Астрономические наблюдения характеризуются пассивностью по отношению к изучаемым объектам: до начала космической эры отсутствовала возможность проведения экспериментальных астрономических исследований; в наши дни возможность прямого изучения космических тел явлений ограничена пределами Солнечной системы; возможность активного влияния на космические явления и, тем более, процессы практически отсутствует. Другой особенностью астрономических исследований является необходимость предварительного объяснения новых открытий иногда задолго до их теоретического истолкования, что придает ряду астрономических законов и теорий характер неформализованных (интуитивных).

Основными инструментами исследований в области астрометрии и небесной механики являются разного рода угломерные приборы в комбинации с различными приемниками-регистраторами электромагнитного излучения и приборы для измерения и хранения времени.

Основными инструментами астрофизических исследований являются телескопы, предназначенные для регистрации электромагнитного излучения и потоков элементарных частиц, испускаемых исследуемыми объектами, усиления создаваемой ими освещенности и увеличения их видимых угловых размеров. Телескопы, приемники элементарных частиц и детекторы космических лучей условно подразделяются по диапазонам воспринимаемого ими излучения.

В зависимости от характеристик диапазона регистрируемого излучения исследуемых объектов, условий и особенностей проведения наблюдений в астрономии условно выделяют разделы: радио-, оптической, инфракрасной, ультрафиолетовой, рентгеновской, гамма-, нейтринной и т.д. астрономии; наземной и внеатмосферной астрономии и т.д. Специфика применения различных вспомогательных физических приборов для решения конкретных задач исследования природы космических объектов, процессов и явлений породила классификацию методов астрономических наблюдений на основе применяемых инструментов: визуальные, телескопические, фотометрические, фотографические, спектрометрические и т.д. и существование соответствующих разделов астрономии. Космические объекты могут рассматриваться как системы определенным образом организованных взаимосвязанных вещественных тел и полевых элементов.

Космические тела - физические тела, рассматриваемые в рамках понятийного аппарата науки астрономии как структурные единицы (элементы) Вселенной; в ряде случаев возможна упрощенная геометрическая интерпретация космических тел как ограниченных участков пространства вместе с их границами.

Небесные тела - космические тела, рассматриваемые в рамках понятийного аппарата классической астрономии без учета особенностей их физической природы, как материальные точки или шары однородной плотности.

Системы космических тел - некоторые количества (множества) находящихся в определенных отношениях, физически взаимосвязанных космических тел, образующих некую качественно отличную от составляющих их элементов структуру.

Небесные светила - видимые проекции космических тел на небесную сферу.

Космические явления - физические явления, возникающие в результате или обусловленные протеканием космических процессов и (или) взаимодействием космических объектов. Классифицируются по типу фундаментального физического взаимодействия, лежащего в основе данного явления.

Небесные явления - космические явления, наблюдаемые с поверхности Земли и (или) обусловленные воздействием космических объектов и процессов на Землю.

Понятийный аппарат астрономии обладает своей классификацией - системой соподчинения понятий (классов объектов), используемой как средство для установления связей между ними и выражающей систему законов, присущих отображенным в ней объектам Вселенной.

Космические объекты классифицируются по существенным признакам, в качестве которых выступают их фундаментальные физические характеристики (масса, размеры и т.д.), структура и характер физических процессов, обеспечивающих их возникновение, существование и развитие.

В основе классификации лежат принципы таксономии - теории классификации и систематизации сложноорганизованных областей действительности, имеющих иерархическое строение, и основные методы типологии и систематики, при последовательном разделении систем объектов и их группировке с помощью обобщенной модели (типа) в целях сравнительного изучения существенных признаков, связей, функций, отношений и уровней организации объектов с учетом специфических особенностей каждого вида и таксона более высокого ранга с выяснением общих свойств у различных таксонов.