Программа спецкурса "Физика космоса" для 10-11 класса


Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Лицей №1 им. А.П. Гужвина г. Камызяк»
Программа спецкурса
«Физика Космоса»
(10-11 кл., 32 ч.)
Подготовил: учитель физики
и астрономии
Арбузов В.Н.
г. Камызяк 2014 г.
2
Программа спецкурса
«Физика Космоса».
Пояснительная записка.
Специальный курс «Физика Космоса» создается и решает важную задачу физики, как
предмета – обобщение знаний, полученных при изучении основ естественных наук и
астрономии, которая в сегодняшней средней школе, как самостоятельный предмет не
изучается, и частично элементы которого внесены в учебную программу по физике
старшей школы; дополняет и расширяет физико-математическое и философское
образование.
Ознакомление учащихся с основами науки о Вселенной, позволяет им познакомиться с
природой планет, малых тел Солнечной системы и звезд, строение Солнечной системы,
звездных систем и структурой Вселенной, научится правильно объяснить многие
физические процессы и астрономические явления на основе физических законов;
оценивать разнообразие планетарных и звездных характеристик, как-то; определение
расстояний до небесных объектов, их размеров, масс, температур, химического состава, а
также, опираясь на достижения современной физики и астрономии формировать научную
картину построения мира.
В основе данного спецкурса положены факты, законы и физические теории, а также
высказываются предположения и гипотезы, связанные с возникновением и эволюцией
Вселенной.
Спецкурс «Физика Космоса» решает задачи:
Углубление знаний о материальном мире Космоса, методах научного познания
его; доказательств на основе законов физики;
Развитие познавательного интереса, интеллектуальных и творческих
способностей, на основе самостоятельного приобретения знаний, анализа и
оценки новой информации;
Овладение умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять
эксперименты; выдвигать гипотезы и строить модели для объяснения физико-
астрономических фактов;
Воспитание навыков сотрудничества в процессе совместной работы учителя и
ученика.
При изучении спецкурса «Физика Космоса» важно сформировать представление об
эволюции неорганической природы, как главным достижении астрофизики.
В предлагаемой программе представлены следующие разделы:
«Земля и космос»
«Земля и Солнечная система»
«Астрофизические исследования малых тел Солнечной системы»
«Солнце и межзвездная среда»
«Звезды»
«Вселенная и ее эволюция»
Программа предусматривает применение сравнительного метода при изучении
планеты Земля и других небесных тел Солнечной системы, более глубокое ознакомление
учащихся с природой Солнца и его влиянием на Землю. Опираясь на мировоззренческую
ценность достижений в области внегалактической астрономии и космологии с помощью
космических аппаратов, программа предусматривает ознакомление учащихся с
последними современными способами получения и обработки информации о планетах,
звездах, галактиках, мегамасштабности Вселенной, расширением Метагалактики.
Эффективность процесса изучения спецкурса предполагает использование кроме
базовых учебников по физике и астрономии, современные методы интерактивного
обучения, а так же использование различных физических и астрономических приборов,
3
моделей, звездных карт, атласов, печатной табличной продукции, диафильмов,
диапозитивов, компакт-дисков для DVD и ПК.
Изучение спецкурса предполагает и астрономические наблюдения за картиной
звездного неба, Солнца, движения планет и Луны, а так же активное вовлечение учащихся
в провидении занятий семинаров, презентаций творческих работ, участие в ученических
научных конференциях.
4
Содержание программы
спецкурса «Физика Космоса»
для средней школы (Х-ХI кл.)
Общее количество часов – 32.
I. Введение (1 час)
Единая астрономическая картина мира и научные методы ее познания. Взаимосвязь
физики и астрономии.
II. Земля и Космос (7 часов)
Планета Земля. Основные движения Земли в составе Солнечной системы. Форма
Земли и геодезические измерения. Размер, масса, плотность Земли и физические
измерения. Атмосфера Земли и ее строение. Метеорологические и геофизические явления
в атмосфере Земли. Ионосфера и магнитосфера; их значение в передаче радио и
телеинформации на большие расстояния. Пояса радиации. Космическое излучение и его
влияние на планету Земля. Значение исследований Земли из космоса с помощью
искусственных космических аппаратов. И.С.З.
III. Земля и Солнечная система (5 часов)
Состав солнечной системы. Развитие представлений о солнечной системе. Видимое
движение Земли и планет. Законы Кеплера законы движения планет и небесных тел
вокруг Солнца. Обобщение и уточнение Ньютоном законов движения планет. Массы и
периоды обращения планет. Определение расстояний до планет; уточнение расстояний до
планет земной группы радиолокационным и лазерным методами
IV. Астрофизические исследования малых тел Солнечной системы (4 часа)
Спутники планет, астероиды, кометы и метеоры; их физическая природа.
Исследование малых тел солнечной системы космическими аппаратами. Метод
спектрального анализа для исследования газовых составляющих малых тел солнечной
системы.
V. Солнце и межзвездная среда (5 часов)
Солнце – ближайшая звезда. Физическая природа Солнца. Изучение Солнца. Плазма
Солнца и ее свойства. Явления и физические процессы в атмосфере Солнца. Солнечный
ветер и земные проявления солнечной активности. Внутреннее строение Солнца.
Температура, плотность, давление, светимость Солнца. Энергия Солнца – источник
эволюционных процессов на Земле. Солнце и межзвездная среда.
VI. Звезды (5 часов)
Звезды и их разнообразие. Физическая природа звезд. Классификация звезд по их
массе и светимости. Кинематические и динамические характеристики звезд. Переменные
и нестандартные звезды. Определение расстояний до звезд, их масс. Двойные и кратные
звезды. Радиоизлучение звезд. Квазары. Скопление звезд.
VII. Вселенная и ее эволюция (4 часа)
Строение и структура Галактики. Движение звезд в нашей Галактике. Другие
галактики: спиральные, эллептические и неправильные. «Красное смещение» и закон
Хаббла. Метагалактика. Эволюция звезд во вселенной и вещества в ней.
VIII. Заключительная лекция (1 час)
Жизнь и разум во Вселенной.
5
Практические занятия (во внеурочное время)
под руководством учителя.
1. Наблюдения невооруженным глазом основных созвездий. Нахождение в ночном
небе некоторых планет.
2. Наблюдение с помощью телескопа поверхности Луны (в полнолуние).
3. Наблюдение через защитный фильтр Солнца и измерение температуры на
открытой поверхности и в тени. Расчет мощности излучения солнцем.
4. Наблюдение двойных и кратных звезд; звездных скоплений.
6
Перечень учебного оборудования.
1. Глобус Земли.
2. Физическая карта Земли.
3. Подвижная карта звездного неба.
4. Модель Солнечной системы.
5. Телескоп – рефрактор РТМ 60/600.
6. Теллурий – 77.
7. Спектроскоп двухтрубный и прямого зрения.
8. Бинокль со штативом.
9. Люксметр.
10. Фотобумага.
11. Термометр демонстрационный.
12. Компьютер (ПК) и проектор
7
Учебно-наглядные пособия.
1. Комплект таблиц по физике.
2. Комплект таблиц по астрономии.
3. Комплект дисков DVD и для ПК
8
Литература.
1. Учебник Ф-10, Ф-11 под ред. Б.Б. Буховцев
2. Учебник «Астрономия» Е.П. Левитан 2008 г.
3. Методика преподавания физики 2004 г.
4. Методика преподавания астрономии 1999 г.
5. «Космос и хаос» Л. Шильник 2008 г.
6. Школьный астрономический календарь.
7. Пояснительная записка к учебнику «Физика -11» (классический курс) Б.Б.
Буховцев 2010 г.
9
Тематическое (поурочное) планирование спецкурса «Физика Космоса».
п/п
Дата
проведени
я
Содержание урока
(занятия)
Учебно-
наглядные
пособия,
оборудование.
Творческие
задания
I. Введение ( 1 час)
1.
Единая астрофизическая картина
мира и научные методы познания
вселенной (Космоса)
DVD «Единая
астрофизическая
картина мира
II. Земля и Космос (7 часов)
2/1
Планета Земля. Основные движения
Земли. Форма, размеры Земли и
геодезические измерения.
DVD «Земля и
ее место во
Вселенной»
3/2
Метеорологические и
географические явления в
атмосфере Земли
Таблицы
4/3
Ионосфера и магнитосфера Земли.
Передача радио и телеинформации.
Пояса радиации.
Таблицы
5/4
Изучение свойств поверхности и
атмосферы земли из Космоса.
DVD
«Исследование
Земли с
помощью
космических
аппаратов»
6/5
Космическое излучение и его
влияние на планету Земля
DVD
«Исследование
Земли с
помощью
космических
аппаратов»
7/6
Солнечные и лунные затмения
Таблицы
8/7
Значение исследований Земли из
Космоса с помощью. И.С.З.
Таблицы;
фотографии;
д/ф «Земля в
космическом
пространстве»
Реферат по
предложенной
теме
III. Земля и солнечная система (5 часов)
9/1
Состав Солнечной системы.
Развитие представлений о
Солнечной системе
«Солнечная
система» модель
солнечной
системы.
10/2
Видимое движение Земли и планет.
Законы Кеплера
11/3
Обобщение и уточнение Ньютоном
законов Кеплера
12/4
Определение расстояний до планет.
Уточнение расстояний до планет
радиолакационным и лазерным
методами
Таблицы.
13/5
Упражнения. Расчетные задачи.
Расчет
10
кинематических
и динамических
характеристик
одной из планет.
IV. Астрофизические исследования малых тел Солнечной системы (4 часа)
14/1
Спутники планет, астероиды,
кометы и метеоры, их физическая
природа
Таблицы.
15/2
Исследование малых тел Солнечной
системы космическими аппаратами.
16/3
Метод спектрального анализа для
исследования газовых
составляющих малых тел: комет и
метеоров.
Модель
исследования с
помощью
спектроскопа;
таблицы,
диаграммы.
17/4
Космогонические гипотезы
происхождения и эволюции малых
тел Солнечной системы.
V. Солнце (5 часов)
18/1
Солнце -ближайшая звезда.
Физическая природа солнца
Д/ф «Солнце»
19/2
Изучение Солнца. Плазма Солнца и
ее свойства
Д/ф «Солнце»
20/3
Физические явления и процессы
атмосферы Солнца.
Д/ф «Солнце»
21/4
Внутреннее строение Солнца.
Температура, плотность, давление в
недрах Солнца. Солнечный ветер.
Д/ф «Солнце»
22/5
Энергия солнца – источник
эволюционных процессов на Земле.
Солнце и межзвездная среда.
DVD «Солнце –
источник жизни
на земле»
VI. Звезды(5 часов)
23/1
Звезды и их разнообразие.
Физическая природа звезд.
Классификация звезд по их массе и
светимости.
Д/ф «Звезды и
межзвездная
среда», таблицы.
24/2
Кинематические и динамические
характеристики звезд
Д/ф «Звезды и
межзвездная
среда», таблицы.
25/3
Переменные и нестандартные
звезды. Определение расстояния до
звезд.
Д/ф «Мир звезд»
26/4
Двойные и кратные звезды,
определение масс звезд.
Д/ф «Мир звезд»
27/5
Радиоизлучение звезд. Квазары.
Скопления звезд.
Д/ф «Мир звезд»
VII. Вселенная и ее эволюция (4 часа)
28/1
Строение и структура нашей
Галактики. Движение звезд.
Пространственные скорости звезд
Д/ф «Галактика»
11
29/2
Другие галактики.
Д/ф «Галактика»
30/3
«Красное смешение» закон Хаббла.
Д/ф «Галактика»
31/4
Метагалактика. Эволюция звезд во
Вселенной и вещества в ней.
Д/ф «Галактика»
VIII. Заключительный урок (1 час)
32
Жизнь и разум во Вселенной
Семинар :
«Проблемы
внеземных
цивилизаций».