Конспект урока по астрономии "Звезды и созвездия. Экваториальные координаты. Карта звездного неба"

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Лицей №7»

Городского округа Саранск

Республики Мордовия

Конспект урока по астрономии

ТЕМА

Звезды и созвездия. Экваториальные координаты. Карта звездного неба.

Подготовила

учитель физики и астрономии

Ахметова Нязиля Джафяровна

Г.о.Саранск

2019

Цели урока: познакомить учащихся с созвездиями и наиболее яркими звездами,

звездными картами, суточным вращением неба; показать возможность проведения

на небе только угловых измерений (ввести экваториальные координаты: склонение,

прямое восхождение, а также понятия северного и южного полюса мира, оси мира и

небесного экватора).

Личностные: взаимодействовать в группе сверстников при выполнении

самостоятельной работы; организовывать свою познавательную деятельность.

Метапредметные: формулировать выводы об особенностях астрономии как науки;

приближенно оценивать угловые расстояния на небе; работать с информацией

научного содержания.

Предметные: изображать основные круги, линии и точки небесной сферы (ввести

экваториальные координаты: склонение, прямое восхождение, а также понятия

северного и южного полюса мира, оси мира и небесного экватора); формулировать

понятие «небесная сфера»;.

Основной материал

1. Определение понятия «звездная величина».

2. Введение понятия «созвездие».

3. Экваториальная система координат, точки и линии на небесной сфере.

Методические акценты урока.

В качестве интеллектуальной разминки на этапе актуализации знаний можно

предложить следующие вопросы:

1. Можно ли использовать горизонтальную систему координат для создания карты

звездного неба? Обоснуйте ответ.

2. Увеличивает ли телескоп видимые размеры звезд? Ответ поясните.

3. Обоснуйте, почему для работы в наземных условиях используются только

оптические и рентгеновские телескопы.

Для перехода к теме урока необходимо опираться на опыт учащихся по

наблюдению звездного неба и в ходе беседы сформулировать вопросы урока, позво-

ляющие отличать звезды на небесной сфере при наблюдении невооруженным

глазом: как сравнить индивидуальные различия звезд по потоку света? Как

объединить в группы звезды, учитывая постоянство места расположения

относительно друг друга? При ответе на данные вопросы можно разбить класс на

две группы, в каждой из которых учащиеся работают самостоятельно с учебником.

Группе 1 предлагается найти ответ на первый проблемный вопрос урока, следуя

представленной последовательности шагов.

1. Запишите определение понятия «освещенность». Сколько примерно звезд можно

видеть на небе?

2. Каким термином в астрономии обозначают освещенность? В чем она измеряется?

3. Кто и когда впервые разделил звезды по рассматриваемой характеристике на

шесть звездных величин?

4. Как зависит от яркости обозначение звезд в созвездиях?

5. Во сколько раз отличается поток света звезды первой звездной величины от

потока света звезды второй звездной величины? Какова разность в значениях потока

света при отличии в пять звездных величин?

6. Что означает отрицательная звездная величина? Почему во времена Гиппарха

невозможно было введение нулевой или отрицательной звездной величины; десятой

звездной величины? Какова звездная величина объектов с предельно различимым

современными телескопами потоком света?

Группа 2, отвечая на второй проблемный вопрос урока, самостоятельно знакомится

с общим содержанием подвижной карты звездного неба, которая может быть

распечатана на листе формата А4, и находит ответы на следующие вопросы:

1. Определите понятие «созвездие» в современной трактовке.

2. С какой целью и по какому принципу в древности звезды объединялись в

созвездия? В чем специфика современной карты звездного неба и звездных атласов

древности?

3. Чем обусловлено и каковы особенности изменения вида звездного неба в течение

суток?

4. Каков принцип построения карты звездного неба?

5. Рассмотрите карту звездного неба. Как на ней изображены границы созвездий,

отдельные звезды? Почему некоторые звезды соединены сплошными линиями?

6. Изучив названия созвездий, представленных на звездных картах, а также

познакомившись с собственными названиями некоторых звезд (см. приложение III

учебника), сделайте вывод о причинах, обусловивших их появление.

После выполнения самостоятельной работы учащиеся представляют результаты,

при этом остальная часть класса либо сопоставляет данные результатов с

собственной работой, либо, опираясь на выступление сверстников, составляет

конспект выступления.

После защиты своей работы группой 1 необходимо выполнить фронтально

следующие задания: вопросы № 4, 5 к § 3, упражнение 2 (3).

В ходе представления результатов работы группой 2 следует обратить внимание, что

русское слово «созвездие», вероятно, родилось как перевод латинского слова

constellatio — «группа звезд». До начала XVII в. широко использовалось слово

«астеризм» в значении «созвездие», но позже его потеснил термин constellatio, и

астеризмами стали называть, как правило, более мелкие группы звезд — части

созвездий, фигуры из ярких звезд. Примеры самых известных астеризмов — ковш

Большой Медведицы, Пояс Ориона, «буква М» в Кассиопее, Летне-осенний

треугольник — Вега (α-Лиры), Денеб (α-Лебедя), Альтаир (α-Орла) , Зимний

треугольник – Бетельгезе(α-Ориона), Процион (α-Малого Пса), Сириус (α-

БольшогоПса), Весенний треугольник – Арктур(α-Волопаса), Спика(α-Девы),

Регул(α-Льва). Некоторые астеризмы состоят из тусклых звезд, например Плеяды в

созвездии Тельца.

Названия созвездий и их границы были установлены решениями

Международного астрономического союза в 1922—1935 гг. Впредь решено было

эти границы и названия 88 выделенных созвездий считать неизменными. При

определении границ созвездий астрономы стремились сохранить историческую

преемственность и по возможности не допустить попадания в «чужие» созвездия

звезд с собственными именами. Всего таких звезд с собственными именами около

трехсот. Большинство имен очень древние. Многие из них имеют арабское

происхождение или латинские корни: «хвост льва» — Денебола; «подмышка

гиганта» — Бетельгейзе; «глаз дьявола» — Алголь; «удивительная» — Мира;

«конь» — Мицар; «всадник» — Алькор; «звезда Севера» — Кохаб; «колос» —

Спика; «блестящий» — Сириус; «множество» — Плеяды; «соперник Марса» —

Антарес.

Далее ставится проблема: можно ли для определения положения звезды нанести

на звездную карту горизонтальную систему координат? Когда учащиеся сделают

вывод о зависимости горизонтальной системы координат от местоположения

наблюдателя, их внимание обращается на то, что в ходе своего движения светила

непрерывно вращаются вокруг воображаемого полюса мира, положение которого на

небесной сфере почти совпадает с положением Полярной звезды. Далее вводятся

понятия «ось мира», «небесный экватор», «небесный меридиан», указывается на

совпадение оси мира с осью вращения Земли, вводится экваториальная система

координат. Следует подчеркнуть, что экваториальная система координат обладает

рядом особенностей.

1. Одна из координат измеряется в часах (прямое восхождение) и может быть только

положительной, вторая (склонение) — в градусах и может принимать как

отрицательное, так и положительное значение.

2. Система жестко связывается с положением звезд на небесной сфере, поэтому

позволяет составлять звездные карты.

3. Данная система аналогична географическим координатам (географическая

широта и долгота — соответственно склонение и прямое восхождение, земная

параллель — небесная параллель, Гринвичский меридиан — нулевой круг

склонения). Но если географические координаты рассматриваются на реальной

земной сферической поверхности, то экваториальные координаты — на

воображаемой поверхности небесной сферы.

Несмотря на возможность интерактивной поддержки процесса введения

экваториальной системы координат, целесообразнее сначала изобразить их на доске

совместно с учащимися, показав, как на плоскости прорисовываются центральные

углы, определяющие дуги окружностей — склонения и прямого восхождения.

Важным является определение по заданным координатам светила на звездной карте

и обратная операция — определение координат выбранных объек-18

тов. Чтобы поддержать учебную мотивацию, важно предоставить учащимся

возможность самим выбрать объекты для определения их координат на небе, а

также самостоятельно определить светило по предложенным координатам. Данная

работа эффективно выполняется в режиме «мозгового штурма». Можно предложить

определение координат следующих светил:

— Сириуса (а Большого Пса) — самой яркой звезды неба и самой близкой к Земле

из всех нанесенных на школьную карту (9 св. лет);

— е Возничего — одной из наибольших среди изученных звезд (2 тыс. диаметров

Солнца);

— т Кита — наиболее сходной с Солнцем из окрестных звезд;

— (3 Ориона (Ригель) — самой далекой из нанесенных на карту звезд (1100 св. лет).

На завершающем этапе урока целесообразно совместно обсудить вопросы учебника

и частично выполнить задания упражнения 3 учебника.

Домашнее задание. § 2.2; 3; 4; практические задания.

1. Хотя ни один большой телескоп не повторяет предыдущие, неся в себе новые

инженерные элементы, эволюцию крупнейших телескопов можно представить в

виде смены нескольких поколений. Заполните пропуски в таблице (с. 20),

отражающей эволюцию телескопов в зависимости от их характеристик.

2. Подготовьте презентацию об истории возникновения названий созвездий и звезд.

3. Найдите на небе группы звезд. Используя карту звездного неба, определите

созвездия, к которым они относятся (инструкция к работе с картой приведена в

приложении X учебника). Сравните наблюдаемую картину расположения и

видимости отдельных звезд и их расположение на звездной карте. Определите

предельное значение звездной величины звезды, которую вы еще можете различать

невооруженным глазом.

4. В процессе визуального наблюдения легко спутать планету и звезду. Укажите, по

каким внешним признакам такой ошибки можно избежать. Некоторые планеты

кажутся ярче самых ярких звезд, что также может привести к ошибочным

наблюдениям. Приведите примеры таких планет и поясните, почему наблюдается

данная разница в яркости.

Наглядные пособия: демонстрационная подвижная карта звездного неба; учебный

звездный атлас; модель небесной сферы; презентация: фотографии созвездий и их

изображений на старинных картах.

План изложения нового материала:

1. Угловые измерения на небе.

2. Видимое суточное движение звезд. Созвездия.

3. Изображение звездного неба на звездных картах. Основные точки и круги

небесной сферы.

4. Решение задач (работа с подвижной картой звездного неба)

Ход урока:

I. Опрос учащихся [8-10 минут]

а) У доски опрос учеников по следующим вопросам :

1.Небесная сфера. Основные точки и линии на небесной сфере.

2.Горизонтальные координаты(зенитное расстояние, высота, азимут).

Дополнительные вопросы

1.Горизонтальные координаты.

2. Что такое зенит, надир?

3. Что такое зенитное расстояние?

4. Что такое азимут?

5. Что такое высота светила?

6. Что такое небесная сфера?

II. Изучение новой темы

В качестве интеллектуальной разминки объяснение новой темы начинаю с

проблемного вопроса:

1. Можно ли использовать горизонтальную систему координат для создания карты

звездного неба? Обоснуйте ответ.

Обобщая ответы ребят на поставленный вопрос, продолжаю объяснение опираясь

на опыт учащихся по наблюдению звездного неба и в ходе беседы формулирую

вопросы урока, позволяющие отличать звезды на небесной сфере при наблюдении

невооруженным глазом: как сравнить индивидуальные различия звезд по потоку

света? Как объединить в группы звезды, учитывая постоянство места расположения

относительно друг друга? При ответе на данные вопросы разбиваю класс на две

группы, в каждой из которых учащиеся работают самостоятельно с учебником.

Группе 1 предлагается найти ответ на первый проблемный вопрос урока, следуя

представленной последовательности шагов.

1. Запишите определение понятия «освещенность». Сколько примерно звезд можно

видеть на небе?

2. Каким термином в астрономии обозначают освещенность? В чем она измеряется?

3. Кто и когда впервые разделил звезды по рассматриваемой характеристике на

шесть звездных величин?

4. Как зависит от яркости обозначение звезд в созвездиях?

5. Во сколько раз отличается поток света звезды первой звездной величины от

потока света звезды второй звездной величины? Какова разность в значениях потока

света при отличии в пять звездных величин?

6. Что означает отрицательная звездная величина? Почему во времена Гиппарха

невозможно было введение нулевой или отрицательной звездной величины; десятой

звездной величины? Какова звездная величина объектов с предельно различимым

современными телескопами потоком света?

Группа 2, отвечая на второй проблемный вопрос урока, самостоятельно знакомится

с общим содержанием подвижной карты звездного неба, которая может быть

распечатана на листе формата А4, и находит ответы на следующие вопросы:

1. Определите понятие «созвездие» в современной трактовке.

2. С какой целью и по какому принципу в древности звезды объединялись в

созвездия? В чем специфика современной карты звездного неба и звездных атласов

древности?

3. Чем обусловлено и каковы особенности изменения вида звездного неба в течение

суток?

4. Каков принцип построения карты звездного неба?

5. Рассмотрите карту звездного неба. Как на ней изображены границы созвездий,

отдельные звезды? Почему некоторые звезды соединены сплошными линиями?

6. Изучив названия созвездий, представленных на звездных картах, а также

познакомившись с собственными названиями некоторых звезд (см. приложение III

учебника), сделайте вывод о причинах, обусловивших их появление.

После выполнения самостоятельной работы первая группа представляет

результаты, при этом остальная часть класса сопоставляет данные результатов с

собственной работой и опираясь на выступление сверстников, вносят поправки.

В ходе представления результатов работы группой 2 следует обратить

внимание, что русское слово «созвездие», вероятно, родилось как перевод латин-

ского слова constellatio — «группа звезд». До начала XVII в. широко использовалось

слово «астеризм» в значении «созвездие», но позже его потеснил термин constellatio,

и астеризмами стали называть, как правило, более мелкие группы звезд — части

созвездий, фигуры из ярких звезд.

Примеры самых известных созвездий

Летне-осенний треугольник:

- Вега (α-Лиры),

-Денеб (α-Лебедя),

- Альтаир (α-Орла) ,

Зимний треугольник:

- Бетельгезе(α-Ориона),

- Процион (α-Малого Пса),

- Сириус (α-БольшогоПса),

Весенний треугольник:

- Арктур(α-Волопаса),

- Спика(α-Девы),

- Регул(α-Льва).