Изучение астрофизических вопросов в школьном курсе физики

Прецессионное движение Северного полюса мира

Поручаем ученикам самостоятельно дополнить табл. 6 сведениями об изученных космических и небесных явлениях. На это отводится не более 5 минут, затем учитель проверяет и корректирует работу школьников.

Согласно учебникам астрономии, материал об основах астрофотометрии можно излагать в классе как логическое продолжением материала о созвездиях,

небесной сфере и условиях видимости небесных светил. Однако, с нашей точки зрения, лучше всего дать его ученикам на последующих двух занятиях: на вечернем занятии, вслед за знакомством с основными созвездиями и наиболее яркими звездами осеннего неба учитель рассказывает школьникам о шкале звездных величин и сообщает им значения блеска наблюдаемых звезд и планет.

На этапе закрепления новоизученного материала следует ознакомить учащихся с атласами и картами звездного неба, основными обозначениями, принятыми в астрономии. Следует объяснить ученикам основные обозначения на звездной карте и сказать им: 1) хотя на звездных картах не обозначено положение Солнца, Луны и планет, поскольку они постоянно перемещаются относительно звезд, они всегда могут обнаружить положение Солнца на эклиптике в данный день года; 2) на следующем уроке вы расскажите им, как определяются координаты небесных светил и сообщите данные о положении Луны и планет на небесной сфере в данный момент времени. Желательно на данном уроке решить хотя бы 1-2 задачи из первых заданийупражнения 2, а остальные оставить для домашней работы и решения задач в классе на последующих уроках.

Упражнение 2:

1. Перечислите созвездия, через которые проходят: а) небесный экватор; б) Млечный Путь.

2. а) В какое время взойдет над горизонтом 12 апреля звезда a Лиры? б) В какое время зайдет 5 июля звезда a Волопаса? в) Определите момент верхней кульминации звезд b Близнецов, a Большой Медведицы, a Скорпиона на 22 декабря. г) Определите момент нижней кульминации звезд a Кассиопеи, b Персея, o Кита на 21 марта.

3. Звезда Ригель находится в нижней кульминации. В какое время сегодня произойдет это явление? Какие созвездия и звезды в этот момент находятся в верхней кульминации?

4. Под каким углом небесный экватор пересекает горизонт для наблюдателя, находящегося: а) на Южном полюсе; б) на экваторе; в) на широте 25њ ; г) на широте 57њ .

5. Широта г. Челябинска 55њ 10m. Можно ли в нем наблюдать над горизонтом звезду Фомальгаут (a Южной Рыбы)?

6. Можно ли наблюдать в Москве, на широте 55њ 45' обе кульминации звезды a Волопаса?

7. Сравните участки (дуги) суточных параллелей, по которым перемещаются звезды Вега, Альтаир, Ригель, Сириус, Фомальгаут за равные промежутки времени и установите, какая из них быстрее движется на звездном небе и почему.

8. Установите, "под каким созвездием вы родились", то есть, в каком созвездии было Солнце в ваш день рождения. Для этого соедините линией полюс мира и дату вашего рождения и посмотрите, в каком созвездии эта линия пересечет эклиптику. Почему результат расходится с указанным в гороскопе? Сделайте вывод об уровне астрономических знаний астрологов.

9. В какое время сегодня взошло Солнце? В какое время оно зайдет? Определите продолжительность дня.

10. Какие из основных линий и точек небесной сферы изображены на рисунках 24а, б.

11. Группа школьников отправилась в поход в юго-восточном направлении. В каком направлении им следует возвращаться?

12. "Красноармеец идет под утро в разведку по направлению Полярной звезды. После восхода Солнца он поворачивает обратно. Как он должен идти, руководствуясь Солнцем, если ему надо идти обратно час времени?" (Учебник астрономии 1935 года).

13. Изготовьте "модели созвездий" (модели пространственного расположения звезд, проекции которых входят в данное созвездие), исходя из масштаба 1 см = 10 св. лет:

а) созвездие Ориона, если расстояния от Земли до звезд: Бетельгейзе, a Ориона - 650 св. лет; Ригель, b Ориона - 1000 св. лет; Беллатрикс, g Ориона и звезда c Ориона - 2000 св. лет; звезды "пояса Ориона" - 1150 св. лет;

б) созвездия Кассиопеи, если расстояния от Земли до звезд: a - 401,8 св. года, b -46 св. года, g - 94,5 св. год, d - 81,5 св. год, e - 466,2 св. года;

в) созвездия Большой Медведицы, если расстояния от Земли до звезд: a - 104,3 св. года, b - 71,7 св. года, g - 143,4 св. года, d - 61,9 св. года, e - 407,5 св. лет, x - 88,0 св. лет, h - 163 св. года;

г) звезд летне-осеннего треугольника: Вега, a Лиры – 26,1 св. лет, Денеб, a Лебедя – 815 св. лет, Альтаир, a Орла – 16,3 св. года.

Цель изготовления модели - убедиться: 1) несмотря на то, что звезды-шарики разделяют разные расстояния, из точки схождения нитей они дают именно тот рисунок созвездия Ориона, который мы видим на небе; 2) рисунок любого созвездия совершенно изменился бы, если бы мы могли взглянуть на слагающие его звезды "со стороны" - из любой другой, отдаленной на соответствующее расстояние от Земли, точки космического пространства.

Инструкция по изготовлению:

Звезды имитируются цветными шариками из бисера или пластилина с размерами, соответствующими блеску звезд. Один конец нитей (тонкой проволоки) связывается в узел, соответствующий месту наблюдения – Земле (Солнечной системе); противоположные концы нитей расходятся к звездам созвездия, нарисованного на листе картона или фанеры и закрепляются с обратной его стороны с помощью пуговиц или клея. Шарики-модели звезд устанавливаются на отмеренных от узла расстояниях в соответствии с масштабом модели (рис. 25). Можно закрепить основные части модели внутри проволочного каркаса с соответствующими размерами.

Обязательным условием качественного усвоения материала о небесной сфере, созвездиях и видимом движении небесных светил является проведение учебных астрономических наблюдений.

Модель созвездия Ориона