Методика проведения компьютерной лабораторной работы «Взаимодействие параллельных токов» Оборудование для демонстрационного эксперимента: ленты из фольги, штатив, ключ, цветные соединительные провода, источник постоянного тока на 12 В

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Рис. Зодиакальный пояс

Работа с подвижной картой звездного неба.

Задание 1. Найти точку весеннего равноденствия и точку осеннего равноденствия.

Задание 2. Установить подвижную карту звездного неба на разные даты года с целью выявить изменения вида звездного неба в течение года. (Задача: выявить, что вид звездного неба в течение года меняется).

Задание 3. Заполнить таблицу. (Рекомендуется раздать всем учащимся таблицу для заполнения).

Особая точка эклиптики	Обозначения точки	Прямое восхождение 	Склонение 	Название дня
Точка весеннего равноденствия				День весеннего равноденствия
Точка летнего солнцестояния	
Точка осеннего равноденствия	
Точка зимнего равноденствия

Ожидаемый ответ:

Особая точка эклиптики	Обозначения точки	Прямое восхождение 	Склонение 	Название дня
Точка весеннего равноденствия		0ч	0	День весеннего равноденствия
Точка летнего солнцестояния		6ч	+ 23,5	День летнего солнцестояния
Точка осеннего равноденствия		12ч	0	День осеннего равноденствия
Точка зимнего равноденствия		18ч	 23,5	День зимнего солнцестояния

Интерактивная модель «Суточный путь Солнца» поможет проиллюстрировать объяснение нового материала. В модели надо изменять широту наблюдения, дата наблюдения меняется автоматически. Если Солнце находится под горизонтом – небесная сфера изображается на черном фоне.



Рис. Модель «Суточный путь Солнца».

Годовое движение Солнца в Москве.




Рис. Модель «Суточный путь Солнца». Суточное движение Солнца в Москве, май, утро.

Если Солнце находится над горизонтом – небесная сфера изображается на голубом фоне.


Рис. Модель «Суточный путь Солнца».

Суточное движение Солнца., май, поздний вечер.


Рис. Модель «Суточный путь Солнца».

Суточное движение Солнца на экваторе.

Очень наглядно можно с помощью модели «Суточный путь Солнца» показать, что на экваторе Солнце поднимается очень высоко над горизонтом.

Рис. Интерактивная модель «Времена года»


С помощью модели «Времена года» можно продемонстрировать движение Земли вокруг Солнца. Необходимо обратить внимание учащихся на то, что смена времен года и условия видимости Солнца зависят от положения наблюдателя на поверхности Земли и от положения Земли на орбите. Наблюдателю на Земле кажется, что Солнце перемещается по небесной сфере по эклиптике, при этом высота Солнца в полдень непрерывно изменяется в течение года, изменяется положение точек восхода и захода Солнца, а, следовательно, и продолжительность дня и ночи.

Интерактивный планетарий на данном уроке рекомендуется использовать для показа экваториальных координат, для этого в кнопке «Показать» надо выбрать «Экваториальные координаты», а галочки около «Галактики, туманности», «Планеты», «Линии», «Границы» – убрать. При этом зеленым будут отмечены экваториальные координаты. При увеличении масштаба будут также на картах звездного неба отображаться значения экваториальных координат.

Интерактивные модели позволяют подробно ввести понятие годового движения Солнца по эклиптике.

7. Подведение итогов урока. Задание на дом
   

Top of Form

Bottom of Form


Домашнее задание.

Обязательный результат образования (ОРО): Левитан Е.П. Астрономия. § 4 вопросы-задания: 1, 3 – 6.

Повышенный уровень: Левитан Е.П. Астрономия. § 4 вопросы-задания: 1 – 6;

Задачи: Определить, где в настоящее время находятся точки весеннего и осеннего равноденствия?

На какой географической широте Солнце в день летнего солнцестояния кульминирует в зените?


Методическая литература:

1. Левитан Е.П. Основы обучения астрономии: Методическое пособие для средних ПТУ. – М.: Высшая школа, 1987. – 135 с.
   

Жуков Л.В. Соколова И.И. Рабочая тетрадь по астрономии.


Приложение № 15

Методика проведения урока

«Связь между физическими характеристиками звезд»

Тип урока: Урок изучения нового учебного материала.
Вид учебных занятий: комбинированный урок с применением информационных технологий обучения.

Цель урока: Закрепление знаний учащихся о разнообразии звезд по температуре, спектру и светимости. Формирование системы основных понятий: главная последовательность, диаграмма «спектр – светимость», взаимосвязи характеристик звезд.

Образовательные задачи: закрепление, обобщение и систематизация знаний о звездах, о путях эволюции звезд в зависимости от их массы, об изменении физических характеристик звезд в зависимости от их возраста.

Воспитательные задачи: формирование научного мировоззрения, системы взглядов на мир.

Развивающие задачи: формирование умений по анализу информации. Формирование способности наблюдать, делать выводы о том, что треки звездной эволюции, весь жизненный путь звезд, зависят от первоначальной массы звезд.

Оборудование к уроку:

Мультимедийный курс «Открытая Астрономия», видеопроектор, экран, телевизор, видеомагнитофон, видеофильм «Астрономия», часть 2.

Этапы урока

2Дает указания к индивидуальному домашнему заданию. Подводит итоги урока.Записать индивидуальное домашнее задание2Проверка знаний по теме «Физическая природа звезд», актуализация 10Фронтальный опросОтветы учащихся3Изучение нового материала. Компьютерное моделирование25Объяснение нового материалаЗапись в тетрадях. Заполнение таблицыОрганизация начала урока, объявление темы и цели урока1Обсуждение хода урокаВнимательно прослушать, подготовиться к уроку4Подведение итогов№ урока. Задание на дом

Задачи этапов урока

Время, мин.

Действия учителя

Планируемые действия учащихся

1

Ход урока:

1. Организация начала урока, объявление темы и цели урока
   
2. Вопросы для краткого фронтального опроса на этапе проверки домашнего задания по теме «Физическая природа звезд»:
   

1. В каких пределах заключены радиусы и массы звезд?
   
2. В каких пределах заключены светимости звезд?
   
3. Какие звезды самые горячие?
   
4. Какие звезды самые холодные?
   
5. Какие звезды называются гигантами?
   
6. Какие звезды называются карликами?
   
7. Какую температуру имеют красные карлики?
   
8. Какую температуру имеют желтые карлики?
   
9. Какую температуру имеют голубые гиганты?
   
10. Что называется светимостью звезды?
    
11. Можно ли выразить светимость звезды в ваттах?
    
12. Правильно ли говорить, что светимость звезды – это мощность ее излучения?
    
13. Какова светимость Солнца в ваттах?
    
14. Почему светимости звезд обычно определяют в светимостях Солнца?
    
15. Какие спектральные классы звезд вам известны?
    
16. К какому спектральному классу звезд относится Солнце?
    

3. Изучение нового материала.
   

В начале объяснения необходимо обратить внимание учащихся на взаимосвязи характеристик звезд. Температуры и светимости звезд заключены в очень широких пределах, но эти параметры не являются независимыми.

Рекомендуется еще раз записать на доске (или показать запись на экране) абсолютную звездную величину Солнца и светимость Солнца: М_V = + 4,82 ^m , L_V = 3,5810²⁶ Вт. Светимости других звезд определяют в относительных единицах, сравнивая со светимостью Солнца.


ЗвездаСветимостьСириус22 LКанопус4 700 LАрктур107 LВега50 L

Среди звезд имеются звезды в сотни тысяч раз более яркие, чем Солнце, например звезда в созвездии Золотая Рыба S Dor (M_V = 8,9^m).

Рис. Сравнительные размеры Солнца и гигантов


Среди звезд есть карлики, в сотни тысяч раз более слабые, например, одна из самых ближайших к Солнцу звезд Вольф 359 (M_V = + 16,5^m).

Рис. Сравнительные размеры Солнца и карликов

Рис. Сравнительные размеры Земли и белых карликов

Акцентировать внимание учащихся на то, что Звезды, имеющие маленькую светимость, называются карликами, а большую светимость – гигантами.

При повторении характеристик спектральных классов рекомендуется воспользоваться таблицей спектральных классов по Гарвардской классификации.

Рис. Характеристики спектральных классов

Рис. Диаграмма спектр-светимость




Рис. Фотографии спектров различных звезд

Хорошим индикатором температуры наружных слоев звезды является ее цвет. Горячие звезды спектральных классов О и В имеют голубой цвет; звезды, сходные с нашим Солнцем (спектральный класс которого G2), представляются желтыми, звезды же спектральных классов К и М – красные.

Зависимость между показателем цвета и спектральными классами для звезд главной последовательности.

Спектральный классЦвет звездыТемпература, КО5Голубоватый40 000В5Бело-голубой15 500А0Белый10 000F5Желтовато-белый6 600G5Желтый5 500K5Оранжево-красный4 000M5Красный3 000

Таким образом, мы установили зависимость между спектральным классом, цветом звезды и ее температурой.

При объяснении истории открытия зависимости «спектр – светимость» рекомендуется вначале открыть § 6.2.1. «Диаграмма Герцшпрунга – Рессела», а затем открыть в новых окнах одновременно I.5.7. «Эйнар Герцшпрунг», I.5.4. «Генриетта Ливитт».

Рис. Диаграмма Герцшпрунга – Рессела

Рис. Модель «Диаграмма спектр – светимость»

При изучении данной темы модель «Диаграмма спектр – светимость» оказывается совершенно необходимой, при этом данная модель обладает такими качествами, которых нет в других иллюстрациях по данной теме:

1. можно изменять первоначальную массу звезды.
   
2. все эволюционные треки звезд можно показывать несколько раз.
   

Вначале рекомендуется продемонстрировать эволюцию голубого гиганта, обращая внимание учащихся на то, что слева показывается время эволюции звезды от того момента, как после стадии протозвезды в ней начнутся ядерные реакции.


Затем рекомендуется показать эволюцию звезд с массой 1 М_. Поскольку для демонстрации эволюции звезд данной массы требуется намного больше времени, а фаза красного гиганта и трек в сторону фазы белого карлика проходит практически мгновенно, что отражает реальные этапы в жизни звезд, рекомендуется вначале акцентировать внимание учащихся на время прохождения каждого этапа эволюции.


Под эволюцией звезды понимают изменение ее внутренней структуры, физических характеристик и источников излучения с момента рождения до прекращения существования как звезды.

Обсуждение вопросов:

• Какой смысл имеет диаграмма Герцшпрунга – Рассела?
  
• Какие объекты называются звездами в конечной стадии эволюции?
  
• Сколько лет Солнце будет находиться на главной последовательности?
  
• Сколько лет существует наше Солнце? На какой стадии эволюции находится в настоящее время?
  

Решение задачи.

В конце своей эволюции Солнце начнет расширяться и превратится в красный гигант. В результате, температура поверхности понизится вдвое, а светимость увеличится в 400 раз. При таких условиях поглотит ли Солнце при этом какие-либо из планет?

Решение.

По закону Стефана – Больцмана светимость звезды связана радиусом R и температурой поверхности Т формулой:

L = 4πR²_∙σТ⁴.

Радиус звезды пропорционален R ~ T ^–2L^1/2

Тогда для Солнца в эпоху красного гиганта получим:

R = R_ (T/T_)² ∙ (L/L_)^1/2 = 80 R_ = 0,37 а.е.

Это чуть меньше радиуса орбиты Меркурия (0,387 а.е.). Поскольку орбита Меркурия достаточно вытянутая, а в перигелии планета подходит к Солнцу на расстояние 0,31 а.е., Меркурий будет проглочен.

Проверочный тест (раздается всем учащимся одновременно), тест можно сформировать из контрольных вопросов, входящих в главу 6.

1. Если звезды нанести на диаграмму спектр–светимость (Герцшпрунга–Рассела), то большинство из них будут находиться на главной последовательности. Из этого вытекает, что:
   

А. на главной последовательности концентрируются самые молодые звезды;

Б. продолжительность пребывания на стадии главной последовательности превышает время эволюции на других стадиях;

В. это является чистой случайностью и не объясняется теорией эволюцией звезд;

Г. на главной последовательности концентрируются самые старые звезды.

2. Диаграмма Герцшпрунга–Рассела представляет зависимость между:
   

А. массой и спектральным классом звезды;

Б. спектральным классом и радиусом;

В. массой и радиусом;

Г. светимостью и эффективной температурой.

3. Область белых карликов на диаграмме Герцшпрунга–Рассела расположена:
   

А. в верхней левой части диаграммы;

Б. в верхней правой части диаграммы;

В. в нижней левой части диаграммы;

Г. в нижней правой части диаграммы.

4. Область красных сверхгигантов, куда в процессе эволюции сдвигаются на диаграмме Герцшпрунга – Рассела массивные звезды, расположена:
   

А. в верхней левой части диаграммы;

Б. в верхней правой части диаграммы;

В. в нижней левой части диаграммы;

Г. в нижней правой части диаграммы.

5. Звезда на диаграмме Герцшпрунга–Рассела после превращения водорода в гелий перемещается по направлению:
   

А. вверх по главной последовательности, к голубым гигантам;

Б. от главной последовательности к красным гигантам и сверхгигантам;

В. в сторону низких светимостей;

Г. в сторону ранних спектральных классов.

Д. Звезда, в процессе эволюции однажды попавшая на главную последовательность, от нее не отходит.


Обсуждение итогов теста:

12345Верные ответыБГВББ

Домашнее задание.

Обязательный результат образования (ОРО): Левитан Е.П. Астрономия. § 25 вопросы-задания: 1 – 6.

Повышенный уровень: Левитан Е.П. Астрономия. § 25 вопросы-задания: 1 – 8;

Задачи:

1. Почему звезда с большой массой живет меньше, чем звезда с малой массой?
   
2. Чем, прежде всего, определяется давление и температура в центре звезды?
   
3. Как астрономам удается узнать об эволюционном пути, который проходят звезды?
   

Методическая литература:

2. Левитан Е.П. Основы обучения астрономии: Методическое пособие для средних ПТУ. – М.: Высшая школа, 1987. – 135 с.
   
3. Жуков Л.В. Соколова И.И. Рабочая тетрадь по астрономии.
   

1 Демонстрационный эксперимент по физике. Том II. Электричество, Оптика. Физика атома. Под ред. А.А.Покровского. – М., Просвешение, 1972. – 248 с.