Министерство общего и профессонального образования Свердловской области

Государственное автономное образовательное учреждение среднего профессионального образования свердловской области нижнетагильский  строительный техникум

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ВНЕУРОЧНОГО  МЕРОПРИЯТИЯ ПО ФИЗИКЕ

"Путешествие  по  Солнечной системе»

                                                                                   Преподаватель физики

Зарипова Азалида Фазыловна

2014

Оглавление

Ι.  Введение. 3

ΙΙ.   Планирование занятия. 3

ΙΙΙ. Ход занятия. 4

1. Вступительное слово. 4

2. Законы Кеплера. 5

3. Деление на две-три  команды.. 5

4. Выбор маршрута полета. 5

5. Старт. Изучаем маршрут. 6

6. В полете. Изучаем планеты.. 6

7. В пути препятствие. 6

8. Подготовка к посадке. 6

9. Приземление на планету. 6

10. Подведение итогов. 7

ΙV. Литература. 8

Приложения. 9

Приложение А. Вопросы для этапов «Выбор маршрута»  и "Изучаем планеты". 9

Приложение Б. К этапу «Старт. Изучаем маршрут». 13

Приложение В.    Викторина  «Солнце, планеты, звезды». 15

Приложение Г.  Викторина «Космос.  Космонавты». 16

Приложение Д.  Сканворд «Космология». 17

Ι.  Введение

В связи сокращением часов на уроки физики и практически исключением предмета астрономии в общеобразовательных учреждениях учащиеся (студенты)  не знакомы с элементарными знаниями  устройства Солнечной системы, строения Галактики, Вселенной. Лишь несколько тем физики охватывают раздел астрономии, и поэтому учащиеся (студенты) имеют весьма слабые знания по этому предмету. В 21 век, век космических полетов, век изучения не только родной планеты Земли, но и других планет Солнечной системы и других галактик, мы выпускаем из стен учебных заведений неграмотных в этом отношении молодых людей.

Поэтому считаю необходимым проведение мероприятий, устраняющих некоторый пробел знаний  учащихся (студентов), и способствующих возникновению интереса к познанию окружающего мира не только в земном масштабе. Данное мероприятие охватывает только малую часть знаний по астрономии, но поставленной цели обычно достигает.

ΙΙ.   Планирование занятия.

Цели.  Ознакомить с элементами астрономии, устройством Солнечной системы, законами движения планет,  опираясь на знания по физике, математике, географии, химии. Чтобы  студенты  осознали важность, необходимость изучать не только родную планету, но и другие объекты вокруг Земли,  наше место в Солнечной системе, во Вселенной.

Задачи.

      1. В игровой форме дать сведения о Солнце,  планетах Солнечной системы, других космических объектах Солнечной системы.  

      2. Для этого использовать  собеседование-рассказ, презентацию (особенно если не смогли получить доступ к видеофильмам), учебные видеофильмы.

       Один из видеофильмов – это  "Планеты" из серии "Очевидец" (15мин.). «Очевидец» Eyewitness (http://kiwi.kz/watch/69cf3emvau9h/) — увлекательная видеоэнциклопедия для детей и взрослых. Каждая серия фильма посвящена крупной теме из области естественных наук, например, Солнечной системе, человеческому организму, насекомым или растениям. Данный фильм «Планеты» из серии "Очевидец", созданный специально для ознакомления с планетами Солнечной системы, в очень интересной, научной форме ведет повествование обо всех космических объектах системы. Фильм увлекательный, воспринимается легко всякой аудиторией среднего и старшего звена учащихся и взрослыми. Имеются сведения о Н. Копернике, Г.Галилее, М.Ломоносове, Д.Бруно. Поясняется об открытии планет на "кончике пера".  О каждой планете, их спутниках даются первоначальные сведения доступно, занимательно, а видеокадры подобраны красочные, наиболее ярко характеризующие планеты, космические объекты.

 (Фильм основан на материалах одноименной серии энциклопедий издательства «Дорлинг Киндерсли», получившей всемирную известность и награды. Каждая серия фильма посвящена крупной теме из области естественных наук, например, Солнечной системе, человеческому организму, насекомым или растениям. В других эпизодах речь пойдёт о морях, пустынях, горах, реках, джунглях и других уголках нашей планеты. Отдельно будут рассмотрены различные виды животных мира - рептилии, кошки, слоны, приматы, медведи, акулы, бабочки и другие. Зрители услышат интересные научные факты, а также увидят множество экспонатов, представленных в компьютерном научном музее «Очевидец». Почти в каждом эпизоде фильма есть свой «герой», который участвует в развитии сюжета.).         Видеофрагменты из серии "Планеты" и  "Солнце"  (3 мин 40 с), http://www.youtube.com/watch?v=pwrAWuRreH4.

Видео: Планеты нашей солнечной системы (1 мин 38 с)

   SVideo Portfolio.

 «Соотношение размеров планет нашей солнечной системы»  (2 мин 31 с). http://www.youtube.com/redirect?q=http%3A%2F%2Fwww.youtube-mp3.org%2Fget%3Fab%3D128%26video_id%3D74mnn4bDHwg%26h%3D5b88beb0f092f8f7f11fa74b78ee3d7e%26r%3D1412000425861.1460536903&redir_token=YXwibyi3gxR1EtyHbw21ClvGCn58MTQyMDIwMDk4NEAxNDIwMTE0NTg0  

Вы можете скачать это видео в высоком качестве http://depositfiles.com/files/7mqq1ctnu

     3. Закрепить эти знания выполнениями заданий по подвижной карте звездного неба, ответами на вопросы викторины, сканворда.

       Продолжительность занятия от 40-80 минут, по возможности длительности занятий  (в техникуме 1 пара 80 минут).

      Технические средства обучения, наглядные пособия: компьютер, проектор, интерактивная доска, распечатки вопросов, заданий на каждую подгруппу-экипаж.

ΙΙΙ. Ход занятия.

1. Вступительное слово

      преподавателя по актуализации занятия (2-3 мин.). Примерно так:

      Знание астрономии важно для нашей планеты,  для всех нас. Астрономия является древнейшей наукой и возникла она из необходимости ориентироваться во времени и пространстве. В астрономии приходится иметь дело со всеми видами взаимодействий, известными в природе. Изучая окружающее  космическое пространство, человек  заранее узнает о событиях, касающихся и Земли (магнитные бури, падение метеоритов, излучении Солнца и звезд…), что очень важно для жизнедеятельности человека, для существования всего на Земле, самой планеты Земля.

      На этом занятии, хотя и  коснемся очень малой части,  надеюсь, что у вас возникнет дальнейший интерес узнать еще больше, интерес к познанию астрономии.

      Солнечная система — планетная система, включающая в себя центральную звезду — Солнце — и все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг неё.

      Наша планета, где мы живем, расположена в Солнечной системе, вращающейся вокруг центра Галактики (Млечного пути), которая, в свою очередь, есть одна из многочисленных звездных скоплений во Вселенной.  Солнечная система – это восемь планет и более 63 их спутника, которые открываются все чаще, несколько десятков комет и большое количество астероидов. Все космические тела движутся по своим четким направленным траекториям вокруг Солнца, которое тяжелее в 1000 раз, чем все тела в солнечной системе вместе взятые.

     Ориентировочно 5-6 миллиардов лет назад одно из газопылевых облаков нашей большой Галактики (Млечного пути), имеющее форму диска, начало сжиматься к центру, понемногу формируя нынешнее Солнце. Дальше, по одной из теорий, под действием мощных сил притяжения, большое количество частиц пыли и газа, вращающихся вокруг Солнца, стали слипаться в шары – образуя будущие планеты. Как гласит другая теория, газопылевое облако сразу распалось на раздельные скопления частиц, которые, сжимались и уплотнялись, образовав нынешние планеты. Теперь 8 планет вокруг Солнца вращается постоянно. Центром солнечной системы является Солнце – звезда, вокруг которой по орбитам обращаются планеты. Они не выделяют тепла и не светятся, а лишь отражают свет Солнца. В солнечной системе сейчас официально признано 8 планет. Вкратце по порядку удаленности от солнца перечислим их все: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.  (Плутон с 25 августа 2006 года считается не планетой: хотя орбита у него не круг, а очень вытянутый эллипс, и сам он очень маленький, поэтому нельзя ему находится в одном списке с такими как Земля и с такими гигантами как планета Юпитер.)

2. Законы Кеплера

    Пользуясь презентацией (Слайды 5, 6, 7) кратко, но вполне доступно рассказать о трех законах Кеплера. Лучше, если студенты заранее подготовились сообщениями по каждому из законов.

1.      Планеты движутся вокруг Солнца по вытянутым эллиптическим орбитам, причем Солнце находится в одной из двух фокальных точек эллипса.

  
     2. Отрезок прямой, соединяющий Солнце и планету, отсекает равные площади за равные промежутки времени.

3. Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей их орбит планет. Справедливо не только для планет, но и для их спутников. , где T₁ и T₂ — периоды обращения двух планет вокруг Солнца, a₁ и a₂  — длины больших полуосей их орбит.

Ньютон позднее установил, что третий закон Кеплера не совсем точен - в него входит и масса планеты:  , где M — масса Солнца,  m₁   и  m₂ — массы планет.

Поскольку движение и масса оказались связаны, эту комбинацию гармонического закона Кеплера и закона тяготения Ньютона используют для определения массы планет и спутников, если известны их орбиты и орбитальные периоды.

3. Деление на две-три  команды

      В зависимости от количества учащихся (студентов) команды по 6-10 человек. Каждая команда – это экипаж космического корабля, имеют свое название, капитана (командира). Во время подготовки и путешествия происходят различные ситуации:   "Старт"  и «В полете» «В пути препятствие», «Подготовка к посадке», «Приземление». Задания − ответы членов экипажа оценивается жюри, следящие за ходом "полета".

      Экипажи готовятся космическому полету к дальним планетам. Планету может каждый экипаж выбрать самостоятельно (слайды 2 и 3) после просмотра видео «Планеты».

     Этот этап можно обговорить с учащимися заранее, чтобы не тратить время. Остается лишь сообщить жюри название экипажей. Записанное большими буквами оно  будет выставлено рядом с командой на парте. 

4. Выбор маршрута полета

Видеофильм  "Планеты" (Из 28 мин – показывать самые главные кадры о планетах–   15 мин). BBC [Очевидец] - Планеты (36 серия), Плейлист со всеми сериями - https://www.youtube.com/playlist?list...

     В итоге – выбор планеты и подготовка к полету. Каждый экипаж получает по 1-2 вопроса, куда в основном включены вопросы по физике, астрономии. Приложение А и слайды  8-12. Вопросы выдаются на "маршрутных" листках и показаны на слайдах презентации. На подготовку дается время до 3-х минут (песочные часы). Затем преподаватель или ведущий  принимают "допуск" на разрешение  "старта " у членов экипажа.

5. Старт. Изучаем маршрут

Работа подвижной звездной картой неба.

Учащиеся получают звездные карты. (Слайды 13-18)  и Приложение Б.  Преподаватель объясняет, как находить то или иное созвездие в определенное время года. Каждая команда после некоторого знакомства с картой отвечают на один-два вопроса. Например, учащиеся находят по карте  созвездия, видимые на время проведения занятия или в день своего рождения, и называют их.

    Называют зодиакальные созвездия. Зодиакальные созвездия на слайде презентации.

Небо у нас над головой не стоит на месте. Оно находится в непрерывном движении – относительно постоянно лишь расположение Полярной звезды. Древние греки, а вслед за ними и вся западная цивилизация, выделили двенадцать чудо-созвездий в отдельный зодиакальный пояс. Зодиакальный пояс поделили строго на 12 частей в 30 градусов небесной сферы каждая: Овен, Телец, Близнецы, Рак, Лев, Дева, Весы, Скорпион, Стрелец, Козерог, Водолей, Рыбы. По тому, как передвигается по этой полосе Солнце и Луна, люди научились предугадывать будущее. Кто-то верит, кто-то не очень: если поделить 8 миллиардов ныне живущих землян на 12, получиться очень слишком  много одинаковых судеб. Тем не менее, созвездия не забыты и остаются чудесным открытием космического мироустроения.  (Слайды 19-22)

В наличии в кабинете имеются таких подвижных звездных карт 10 штук.

Видео «Созвездия», YouTube, (Выбрать кортокий фильм на 3 мин.)

Или «Сколько звезд на небе.wmv», YouTube  (Фрагменты показать, всего фильм на 12 мин).

6. В полете. Изучаем планеты

      Во время полета экипаж продолжает изучать планету, на которую совершается путешествие. Отвечают на вопросы, характеризующие выбранную планету (вопросы по выбранной самостоятельно экипажем планете). Каждому  экипажу задают по одному или по два вопроса из вопросов Приложения А (7, 8, 9, 14. 15, 16, 18 в зависимости от выделенного для занятия времени): характеризовать планеты. 

Вопросы подготовлены согласно видео  «Планеты». Ответы дают те, кто первый поднял руку. Если ответ не верен, то отвечает следующий.

Видео: «Планеты нашей солнечной системы» (1 мин 38 с) YouTube. Соотношение размеров планет нашей солнечной системы.

Вы можете скачать это видео в высоком качестве http://depositfiles.com/files/7mqq1ctnu

7. В пути препятствие

 –  "неопознанный космический объект".  Конкурс "Какая эта планета? Узнай условные обозначения планет". Вопросы подготовлены согласно видео  «Планеты», сведения из таблицы о планетах на слайдах презентации. Лучше, конечно, приготовить таблицу с такими сведениями для каждого «экипажа». (Слайды 24, 25, 26)

8. Подготовка к посадке

    Корабли на подходе к своим планетам. Идут дружеские "переговоры с жителями" планеты. Чтобы получить "разрешение на посадку"  члены экипажа должны ответить на вопросы по астрономии, физике,  знанию планеты, Солнечной системы, Вселенной.

Викторина в Приложении В, можно выдавать и каждому экипажу распечатку на листках.

9. Приземление на планету

Приземление. Немного о Солнце.  Короткое собеседование о Солнце. Слайды 28-32.

Видеоклип "Солнце".

Видео из серии "Планеты" и  "Солнце"  (3 мин 40 с),

http://www.youtube.com/watch?v=pwrAWuRreH4

Или видео «Астрономия 3D путешествие по Солнечной системе» в  YouTube.  Фильм на 36 минут, можно отсюда показать наиболее интересные фрагменты.

Викторина в Приложении Г, можно выдавать и каждому экипажу распечатку на листках.

Солнце – самая близкая к Земле звезда, находится на расстоянии всего лишь в 150 млн. км от нас. Чтобы проделать такой путь на автомобиле потребовалось бы почти 200 лет.

Возраст Солнца около 5 млрд. лет. На поверхности его температура равна примерно 5500°^∙С - 6000°^∙С. Но в его центре она достигает 4 миллионов градусов. В солнечном ядре происходит превращение водорода в гелий с выделением огромного количества энергии. Солнечный свет со скоростью 300 000 000 м/с преодолевает путь от Солнца до Земли за 8,33 минут. Пешеход такое расстояние прошел бы за 4400 лет реактивный самолет – за 22 года.

Солнце является одной из миллиардов звезд системы Млечный путь – нашей Галактики. Вместе со своими планетами Солнце движется со скоростью примерно 19,4 км/с в направлении яркой звезды Вега. Земля обращается вокруг Солнца, перемещающего в пространстве, со скоростью 30 км/с. Ее путь или орбита, представляет собой спираль. Наше Солнце движется среди ближайших звезд относительно медленно. Кроме того, оно принимает участие и во вращении Галактики. Солнце обращается со скоростью 250 км/с вокруг центра Галактики и совершает один полный оборот за 200 млн. лет. Это время называют галактическим годом. В грядущие годы Солнце будет медленно разогреваться и увеличиваться в размере, температура будет возрастать, а объем его будет в три раза больше, чем теперь. Все океаны Земли выкипят, постепенно Солнце "поглотит" Меркурий, Венеру, Землю. (Если, конечно, земляне не «уведут» Землю из Солнечной системы). В конечном итоге Солнце остынет, превратится в шар ядерных отходов – белый карлик.

10. Подведение итогов

      Сообщается результат подсчета набранных баллов экипажами. По количеству баллов оценивается "жизнеспособность" экипажа в космических полетах, что и сообщается студентам (учащимся): который экипаж отлично долетел до планеты, без ущерба для экипажа, приземлился благополучно и подружился с аборигенами.

     Итоги можно подводить по количеству плюсов за выполненные задания.

Обычно ставятся и оценки в журнал самым активным участникам мероприятия, т. к. дисциплина физики подразумевается с элементами астрономии.

При наличии времени можно предложить сканворд «Космологя» из Приложения Д. Или можно предложить некоторым членам каждого экипажа заранее. Всегда найдутся любители сканвордов. При успешном решении добавятся экипажу баллы, студентам – оценки в журнал.  

ΙV. Литература

      Данная литература, конечно, выпущена давно, но сведения сейчас любые достоверные можно найти в сетях интернета различных учебно-образовательных сайтах. Есть и учебники последних годов выпуска, есть сведения по астрономии и в учебниках физики. Поэтому я не стала изменять перечень основной литературы. Адреса некоторых сайтов даю ниже.

1. Б.А.Воронцов- Вельяминов. Астрономия, учебник для 11 класса средней школы.  Москва, "Просвещение", 1989 год.

2. М.М.  Дагаев, В.М.  Чаругин. Астрофизика, учебное пособие для учащихся 8-10 классов. Москва, "Просвещение".1988 год.

3. Ф.Ю.  Зигель.  Астрономия в ее развитии, книга для учащихся 8-10 классов средней школы. Москва, "Просвещение".1988 год.

4. И.А.  Климишин. Элементарная астрономия. Москва, "Наука", главная редакция физико-математической литературы, 1991 год.

Интернет ресурсы.

1.      «Очевидец» Eyewitness (http://kiwi.kz/watch/69cf3emvau9h/) 

http://seasonvar.ru/serial-10424-Ochevidetc.html

2.      Видеофрагменты из серии "Планеты" и  "Солнце"  (3 мин 40 с), http://www.youtube.com/watch?v=pwrAWuRreH4.

3.      Плейлист со всеми сериями - https://www.youtube.com/playlist?list...

4.      Видео: Планеты нашей солнечной системы (1 мин 38 с)

5.         SVideo Portfolio.

6.      «Соотношение размеров планет нашей солнечной системы»  (2 мин 31 с). http://www.youtube.com/redirect?q=http%3A%2F%2Fwww.youtube-mp3.org%2Fget%3Fab%3D128%26video_id%3D74mnn4bDHwg%26h%3D5b88beb0f092f8f7f11fa74b78ee3d7e%26r%3D1412000425861.1460536903&redir_token=YXwibyi3gxR1EtyHbw21ClvGCn58MTQyMDIwMDk4NEAxNDIwMTE0NTg0  

7.      Вы можете скачать это видео в высоком качестве http://depositfiles.com/files/7mqq1ctnu

8.      Видео: «Планеты нашей солнечной системы» (1 мин 38 с) YouTube. Соотношение размеров планет нашей солнечной системы.

9.      Вы можете скачать это видео в высоком качестве http://depositfiles.com/files/7mqq1ctnu

10.  Видео из серии "Планеты" и  "Солнце"  (3 мин 40 с),

http://www.youtube.com/watch?v=pwrAWuRreH4

11.   Или видео «Астрономия 3D путешествие по Солнечной системе» в  YouTube.  Фильм на 36 минут, можно отсюда показать наиболее интересные фрагменты.

12.  2012 www.ency.info Школьная Энциклопедия.

13.  Web-графика для сайтов. Анимация для страниц.  http://danalibmv.narod.ru/index.html

14.  Фото планет из космоса. http://busha.in.ua/zastavki-dlya-rabochego-stola-vysokogo-kachestva-32-foto

15.  Знаки Зодиака в анимированных картинках. http://danalibmv.narod.ru/raznoe/photo.htm

16.  Зодиакальные созвездия. http://space.1001chudo.ru/zodiak_0_2.html

17.  Планеты Солнечной системы. Видео. http://galaktikaru.ru/%D0%BF%D0%BB%D0%B0%D0%BD%D0%B5%D1%82%D1%8B-%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B9-%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%8B-%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE/

Приложения

Приложение А. Вопросы для этапов «Выбор маршрута»  и "Изучаем планеты"

Вопросов для разминки предлагается достаточно много. По своему усмотрению и по подготовленности учащихся они выбираются заранее.

1.      Что означает - 1 световой год?

2.      Средняя скорость Земли по своей орбите вокруг солнца.

3.      Сколько всего планет в Солнечной системе?

4.      Перечислить все планеты по порядку их расположения относительно Солнца.

5.      Как называется длина в большую полуось земной орбиты?

6.      Какие законы установил Иоганн Кеплер? В какие годы он жил?

7.      Самая большая планета Солнечной системы. Кратко охарактеризовать.

8.      Какая из планет имеет сильно выраженные кольца?

9.      Какие планеты были открыты "на кончике пера", и почему так говорят?

10.  Когда и почему наша планета Земля ближе всего к Солнцу?

11.  Чем знаменит Николой Коперник – великий польский астроном?

12.  Как называется система счисления длительных промежутков времени,  основанная на периодичности явлений природы? (Смены дня и ночи, фаз луны, времен года).

13.  По какому календарю, григорианскому или юлианскому, мы живем?

14.  Самая ближайшая к Солнцу планета?

15.  На какой из планет самый сильный парниковый эффект?

16.  Древние римляне присвоили планетам имена своих богов, названия которых сохранились в астрономии по настоящее время. Какие имена?

17.  Какие две теории расположения небесных тел существовали? Которая  из них правильная?  

18.  Какую  из планет называют красной планетой? Почему?

Ответы.

Ответы приведены наиболее полные. Они могут быть короче, конкретнее, не все сведения могут быть даны. Тем не менее, их можно засчитывать, оценивая по баллам.

1. Расстояние, проходимое светом в течение одного земного   года.  1 св. год примерно равен  9,5 ·10¹⁵ м.=9,5∙10¹² км.

2. Примерно 30 км/с.           

3. Восемь планет с 25.08.2006 г.

4. Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн,   Уран, Нептун.   

5. 1 астрономическая единица длины, среднее расстояние между Землей и Солнцем: 1 а. е. примерно равна 150 млн км.

6. Установил законы движения планет вокруг Солнца.

1 закон. Орбиты планет – это эллипсы с общим фокусом, в котором   находится Солнце.

2 закон. Радиус-вектор планеты за одинаковые промежутки времени описывает равные площади.

3 закон.  Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы больших полуосей их орбит.

Жил в 1571-1630 годы.

7.      Планета-гигант Юпитер. Диаметр D =142 800 км. Радиус орбиты вокруг Солнца R =5,2 а.е. = 800 млн. км.  Масса m =1,9·10²⁷ кг =318 М_Земли.  Плотность = 1330 кг/м. Период вращения, т.е. время одного оборота вокруг своей оси, равен 9 ч 55 минут 29 с = 10 часов.                        

 Период обращения вокруг Солнца равен 11,86 лет = 12 лет.                  

Пояс облаков (атмосфера)  85% из водорода Н₂ и  14 %  из гелия Не⁴₂.  Имеет большое     Красное пятно – результат происходящих бурь (в атмосфере аммиак).  Температура на поверхности изменяется в пределах от -100°С до -140°С. Всего спутников6 16.

   Ганимед – самый большой спутник Юпитера. Диаметр равен 5262 км, покрыт толстой коркой льда поверх каменистого ядра. По размеру больше нашей Луны.  Каллисто – спутник чуть меньшего диаметра, темной поверхностью.  Европа на 1/5 состоит из воды, образующей на ней ледяной панцирь толщиной в 100 км; светлая поверхность, т.к. лед сильно отражает свет.

    Спутник Ио виден как смесь черного, красного, желтого цветов, из его недр извергается лавиной сера.        Условное обозначение Юпитера:

8. Сатурн.  Диаметр планеты 120 000 км.                                      

Масса 5,7·10²⁶ кг = 95 М_Земли.   Плотность 690 кг/м.                                                                                                              Период вращения вокруг своей оси Т =10ч 40 мин 30 с.

Радиус орбиты вокруг Солнца R = 9, 54 а.е.

Период обращения вокруг Солнца равен 29,46 года. Угол наклона орбиты 2,5°.

   Почти целиком состоит из водорода, гелия и метана. Атмосфера густая.  Скорость ветров на планете достигает до 1800 км/час.  Ниже атмосферы – океан из молекулярного водорода. На глубине около половины радиуса планеты находится уже металлическое ядро из камня, железа, возможно, и льда.

    У Сатурна обнаружено 17 спутников (с более мелкими до 22)   с поперечниками от 34 до 5150 км. Самый большой, шестой спутник в порядке последовательности открытия, это Титан. Он почти в полтора раза больше Луны по диаметру, окружен плотной азотной атмосферой и обращается вокруг Сатурна примерно за 15дней  22 часа 48 минут на среднем расстоянии 1 221 900 км. Каменистое ядро, мощная атмосфера, ледяное покрытие, возможно вода, метан, аммиак. Состав атмосферы – азот с примесью метана (возможно, и аргон).

    У Сатурна имеется кольцо, открытое еще в 1656 г голландским физиком Х. Гюйгенсом. Кольца – это семь тонких плоских концентрических колец, которые отделены друг от друга темными промежутками и обращаются вокруг планеты в плоскости ее экватора. В небольшие телескопы видны только два кольца и темный промежуток между ними, называемый щелью Кассини, по имени французского астронома, обнаружившего этот промежуток в 1675 году. Внешнее кольцо менее яркое, чем внутреннее кольцо, внутри которого находится еще одно третье кольцо, видимое только в очень сильные телескопы.  Внешние и внутренние радиусы колец соответственно равны 138 000 и 120 000 км, 116 00  и 90 000 км, 89 000 и 72 000 км. Кольца обращаются вокруг планеты в соответствии законами Кеплера. Кольца не сплошные, а имеют метеоритную структуру: состоят из мириадов твердых частиц различных размеров от нескольких сантиметров до 1-2 метров. Каждая частица вращается по орбите вокруг Сатурна, как Луна. Состоят из водяного льда или из камня, покрытого льдом. Размеры  в основном от 1 метра до 10 метров. Имеются и более крупные глыбы до 100 метров. Кольца состоят из сотен тонких колец, разделенных узкими промежутками. Толщина колец не превышает 2 км. Кольца через каждые 14,7 года (половина периода обращения Сатурна вокруг Солнца) бывают повернуты к Земле ребром и не видны. Их тень узкой полосой падает на диск планеты. Это явление называют исчезновением  колец. Последнее исчезновение произошло в 1994 году. 

9. Планеты Нептун и Плутон. По законам Кеплера рассчитанная траектория планеты Уран не совпадала с истинным  положением планеты. Значит, на движение этой планеты влияют другие космические объекты, планеты. Вычислили по этим возмущениям возможное положение новой планеты.  Направив телескоп на это точку неба, обнаружили последовательно планеты Нептун и Уран. Условные обозначения планет этих планет:

Траекторию Нептуна рассчитали Джон Адамс и Урбек   Леверье. Открыл планету и его спутник Тритон Иоганн Галле в 1846 году.  Расположение, траекторию Плутона рассчитал Ловелла.  Открыл уже в 1930 году Клайд Томбо.

10.  Траектория обращения земли, как и у других планет, эллипс.  Наклон экватора к плоскости орбиты при вращении вокруг своей оси  составляет 23°27΄. Смена времен года происходит из-за наклона земной оси. Летом северное полушарие земли наклонено в сторону Солнца, хотя наша планета находится на дальней точке своей траектории относительно Солнца.  Мы получаем больше тепла и света. Солнце в полдень стоит высоко на небе, и дни длинные. Зимой, наоборот, наше полушарие отклонено в противоположную сторону. На нашем полушарии зима, оно отвернуто от Солнца и получает намного меньше солнечного тепла, хотя  Земля  находится ближе к Солнцу. Дни становятся короткими, Солнце стоит низко над горизонтом.

 Начало лета – 21 июня, день летнего солнцестояния. Земля в дальней точке.      Начало зимы - 21 декабря, день зимнего солнцестояния. Земля в ближней точке. В середины зимы, 2 января, мы находимся ближе всего к Солнцу.  Но это не влияет на его высоту в полдень над горизонтом.

Начало весны – 21 марта, день весеннего равноденствия, и начало осени – 23 сентября, день осеннего равноденствия, продолжительность дня и ночи равны.

Самое благоприятное положение Солнца для нас – в начале лета, 21  и 22 июня. Но все же в северном полушарии самые теплые в году месяцы – июль и август. Так как океаны, вода и почва нагреваются медленно, их температура достигает максимума только через некоторое время после того, как полуденное положение Солнца пройдет через наивысшую точку  над горизонтом.

11.    Н. Коперник создал теорию гелиоцентрической системы мира − Солнечной системы.

12. Календарь. 

13. Мы,  начиная с 1918 года, живем по григорианскому календарю. Первое февраля 1918 года сразу стало 124 февраля. 

14.  Планета Меркурий – наименьшая  из планет земной группы. Его диаметр равен 4880 км (0,383 диаметра Земли), масса – 0,056 массы Земли, а средняя плотность – 5,42 г/см³. Солнечные сутки у меркурия длятся 176 земных суток, или два меркурианских года. Во всех районах планеты от восхода до захода Солнца проходит целый ее год (88 земных суток) и столько же длится ночь.

У Меркурия обнаружено в 150 раз слабее, чем у Земли, магнитное поле. Спутников Меркурий не имеет. За длительный день поверхность экваториальной зоны планеты нагревается до 480°С, а умеренных зон – до 340°С. Ночью поверхность охлаждается до -180°С.

15. На планете Венера.  Поверхность планеты недоступна оптическим наблюдениям с Земли, т.к. планета окутана облаками. Масса Венеры равна 0, 815 массы Земли. Радиус равен 6050 км или 0,950 радиуса Земли. Средняя плотность вещества планеты составляет 5,24 г/см³.  Планета вращается вокруг оси с востока на запад  (т.е. навстречу вращения Земли) с периодом  243,0 суток. По земным представлениям, Солнце на Венере восходит на западе, а заходит на востоке, хотя, конечно, на планете восточной стороной горизонта считается та, где восходит Солнце.  Атмосфера Венеры состоит почти на 96 % из углекислого газа. Содержит около 4% азота, 0, 002 % кислорода и не менее 0,02% водяных паров. Ее плотность у поверхности планеты \превышает плотность нижних слоев земной атмосферы примерно в 60 раз, а атмосферное давление достигает 9,5·10⁶ Па = 95 атм.

Преобладающий в атмосфере Венеры углекислый газ создает на планете парниковый эффект – солнечные лучи проходят сквозь атмосферу и за долгий венерианский день значительно нагревают поверхность планеты. А инфракрасное (тепловое) излучение поверхности крайне медленно уходит в окружающее пространство, т.к. оно почти не пропускается углекислым газом.  Из-за этого поверхность Венеры и нижние слои ее атмосферы  нагреты до высокой температуры от 465°С   до 480°С.

На высоте около 30 км над поверхностью планеты находится облачный слой, который тянется до высоты 90 км и состоит из трех ярусов, но даже наиболее плотный ярус на высоте от 50 км до 70 км напоминает легкий туман. В атмосфере Венеры дуют постоянные ветры. Скорость ветра у самой поверхности  планеты составляет от 0,5   до 1,0 м/с,  а  с высотой увеличивается до 100 м/с.

Спутников планета не имеет. Магнитное поле не обнаружено. Ядро планеты предполагается железным.

16.  МЕРКУРИЙ – бог торговли,

        ВЕНЕРА – богиня любви и красоты,

        МАРС – бог войны,

        ЮПИТЕР – верховный бог-громовержец,

      САТУРН – бог

       После того, как были построены крупные телескопы, были обнаружены еще три планеты, неизвестные ранее. Им по традиции присвоили имена богов:

     УРАН – бог неба (1781 год),

     НЕПТУН – бог моря (1846 год),

     ПЛУТОН – бог подземного мира (1930 год).

17. Существовали две теории расположения небесных тел друг относительно друга, две системы

а) геоцентрическая. В центре находилась земля (от греческого слова ГЕО – Земля),

б) гелиоцентрическая. В центре находится солнце (от греческого слова ГЕЛИОС – Солнце).

В настоящее время гелиоцентрическая система является общепринятой. В России сторонником теории гелиоцентрической системы являлся Михаил Васильевич Ломоносов.

 Он даже в стихах воспел эту теорию:

          «Случилось вместе два астронома в пиру,

            И спорили весьма между собой в жару.

            Один твердил: "Земля, вертясь, круг Солнца ходит";

            Другой – что "Солнце все с собой планеты водит";

            Один Коперник был, другой слыл Птолемей.

            Тут повар спор решил с усмешкою своей.

            Хозяин спрашивал: "Ты звезд теченье знаешь?

            Скажи: Как ты о сем сомненье рассуждаешь?"

            Он дал такой ответ: "Что в том Коперник прав.

             Я правду докажу, на Солнце не бывав.

             Кто видел простака из поваров такого,

             Который бы вертел очаг вокруг жаркого?"

18.  Красной планетой называют планету Марс.

     Светлые желтого и оранжевого оттенка области поверхности планеты, представляющие собой песчаные пустыни, условно названы материками, обширные темные области – морями. Их выступы – заливами. Отдельные небольшие темные пятна – оазисами и озерами, хотя на Марсе нет открытых водоемов – ни морей, ни озер, ни рек.

             В атмосфере планеты содержится до 95 % углекислого газа, около 2% азота, 0,3% кислорода и примерно 0,01% водяных паров.

             Химический анализ марсианского грунта выявил в нем обилие оксидов железа, придающих поверхности планеты красноватый цвет, а также кремния, фосфора и кальция. В результате исследований планеты укрепилось убеждение, что глубоко под "землей" планеты  могут залегать резервуары воды. Зафиксированные густые облака, окутывающие горные вершины, и плотный туман в горных долинах, судя по всему состоящие из мелких ледяных кристалликов. Добавляют уверенность в наличии воды на Марсе.

                 Диаметр планеты 6800 км или 0,533 диаметра Земли. Масса планеты равна 0,107 массы Земли. Средняя плотность вещества составляет 3,95 г/см³ , или 0,72 плотности Земли. А критическая скорость на поверхности 5,00 км/с.  Наклон оси близок  к наклону оси Земли. Поэтому на Марсе, как и на Земле, имеются жаркий пояс, два умеренных и два холодных тепловых пояса. Также происходит смена сезонов года, каждый из которых почти в 2 раза продолжительнее земных сезонов, т.к. марсианский год длится 687 земных суток. Из-за большей удаленности от Солнца , чем Земля, Марс получает тепла в 2,3 раза меньше, чем Земля, лишен водоемов, снежной зимы, жаркого лета.

Приложение Б. К этапу «Старт. Изучаем маршрут»  

Учащиеся получают стандартные школьные подвижные звездные карты. Пользуясь презентацией  преподаватель разъясняет принцип работы звездной картой, как находить то или иное созвездие в определенное время года. Каждая команда после некоторого знакомства с картой отвечают на один - два вопроса. Например, учащиеся находят по карте  созвездия, видимые на время проведения занятия или в день своего рождения и называют их. Называют зодиакальные созвездия.

Вопросы:

1. Какие  созвездия будут видны сегодня в 22 часа ночи?
2. Как найти Полярную звезду на карте и на небе?
3. Найдите на карте свое зодиакальное созвездие.
4. Какие созвездия входят в зодиакальный круг?
5. Найдите созвездия, названиями животных.
6. Найдите созвездия, связанные с математикой, геодезий. Назовите их координаты.
7. Найдите созвездие, "обогревающее" небеса.

Звездная карта представляет собой проекцию небесного глобуса на плоскость, касательную к нему в точке северного полюса мира. Состоит из двух кругов, закрепленных между собой в центре. На основном нижнем кругу вычерчена сетка экваториальных координат, нанесены изображения звезд до 4-й звездной величины, тори переменные звезды, две туманности, пять звездных скоплений. Самые яркие звезды еще в древности назвали звездами первой величины, а самые слабые, видимые на пределе зрения, - звездами 6-й величины. Звездная величина характеризует световой поток, приходящий на Землю от звезды. Принято, что при разности в одну звездную величину видимая яркость звезд отличается примерно в 2,5 раза. Тогда разность в пять звездных величин соответствует различию в  яркости ровно в 100 раз. Так, звезды первой величины в 100 раз ярче звезд 6-й величины.

Склонения светил    (угловое расстояние звезды от небесного экватора, что аналогично географической широте) отсчитываются вдоль радиусов карты  в пределах от -45°  до  90°.  

           Прямые восхождения (угол между плоскостями больших кругов, аналогично географической  долготе) представлены вблизи края карты в пределах от 0°  до  24°.  На самом краю карты нанесены деления месяцев и чисел.

Все, что видно на основном круге  овала (подвижной части карты) через окрашенную  часть накладного круга, находится под горизонтом. А то, что видно в неокрашенном овале, находится над горизонтом.

Прямая линия овала – это небесный меридиан. Изогнутая линия овала – это вертикаль. В точке их пересечения находится зенит. На самих линиях проставлены деления  высот в пределах от 0° до 90°.    Вдоль края овала проставлены азимуты в пределах от 0° до 360°. Опираясь на эти шкалы, можно отсчитывать горизонтальные координаты изображения светил, которые видны в овале.

Вращая накладной круг, совмещают дату наблюдений со временем наблюдений (по местному времени). Определяют стороны света по Полярной звезде (в центре карты). Становятся лицом к северу и держат перед собой карту так, чтобы точка севера на ней была внизу. Тогда расположение изображений звезд в северной части овала на карте будет соответствовать их видимому расположению на северном участке неба. При изучении южной части неба поворачиваются лицом к югу, а карту держат перед собой точкой юга вниз. Так же поступают при изучении восточного и западного участков звездного неба.

Местоположения звезд на небе можно определить по их горизонтальным координатам, отсчитанным в овале накладного круга.

Пример. Пусть надо узнать, как располагаются Солнце и звезды относительно горизонта в полночь 1 сентября на широте 56 градусов. Сначала найдем дату 1 сентября по краю карты. По шкале над нею можно отсчитать: 10 ч 40 мин. Это прямое восхождение Солнца  1 сентября, равное звездному времени в местный полдень. Положение Солнца среди звезд получим на пересечении радиуса, соединяющего центр карты, и точку нашей даты с эклиптикой.  Эклиптика - видимый путь Солнца среди звезд.  Находим, что склонение Солнца  1 сентября – 8 градусов.  Искомое звездное время в местную полночь найдем на противоположном конце диаметра, проходящего через Солнце. Оно отличается на 12 часов от прямого восхождения Солнца и 1 сентября составляет 22 ч 40 мин. Положение зенита для наблюдателя: его прямое восхождение равно звездному времени, а склонение равно широте места наблюдения. Поэтому в полночь 1 сентября в зените находится точка с прямым восхождением 22 часа 40 минут и склонением 56° из созвездия Ящерицы. Отсчитывая по тому же диаметру в сторону экватора 90° по склонению, получаем положение точки юга на горизонте. Отрезок радиуса от этой точки до зенита изображает южную часть небесного меридиана нашего наблюдателя.

Такие подробности карты можно и не рассматривать, тем более, если студенты ранее совершенно не были знакомы с ней.

Приложение В.    Викторина  «Солнце, планеты, звезды»

Приложение Г.  Викторина «Космос.  Космонавты»

Приложение Д.  Сканворд «Космология»

Найдите слова-ответы, соединяя буквы ломаными линиями по горизонтали и (или) вертикали в любом направлении. Из оставшихся букв сложите ключевое слово.

1. "Роспись всех дней в году" по В. Далю.
2. Считают, что это остатки тел, выпавших на поверхность Земли.
3. В переводе с греческого языка  это означает  "молочный".
4. Американский астроном.
5. Прибор для исследования спектра звезд.
6. Это излучение в основном излучают радиогалактики, радиопульсары.
7. Итальянский физик,  механик и астроном.
8. Единица расстояния в астрономии.
9. К этим небесным телам относится наше Солнце.
10. Очень яркий метеор.
11. Ближайшая к земле точка орбиты Луны или искусственного спутника Земли.
12. Явление, при котором Луна частично или полностью закрывает Солнце.
13. В переводе с греческого языка это слово означает "круг животных".
14. Спутник Марса.
15. Разреженное звездное облако сферической формы, окружающее диск спиральной галактики.
16. Линия годичного движения Солнца.
17. Планета Солнечной системы.
18. Яркие поля, окружающие солнечные пятна.
19. Самая яркая звезда из созвездия большого Пса.
20. Зрительная труба, с помощью которой Галилео Галилей наблюдал небесные тела.
21. Прибор, который передал первому директору Гринвичской обсерватории Джонас  Мур.
22. Созвездие.
23. Советский (русский) астроном.
24. Спутниками этой планеты являются Атлас, Прометей, Пан, Янус и другие.
25. Прибор для измерения промежутков времени.
26. Английский естествоиспытатель, разносторонний ученый и экспериментатор.
27. Единица времени.

ОТВЕТЫ СКАНВОРДА "КОСМОЛОГИЯ"

1. Календарь.
2. Метеориты.
3. Галактика.
4. Хаббл.
5. Спектрограф.
6. Радиоизлучение.
7. Галилей.
8. Парсек.
9. Звезда.
10. Болид.
11. Перигей.
12. Затмение.
13. Зодиак.
14. Фобос.
15. Гало.
16. Эклиптика.
17. Плутон.
18. Факелы.
19. Сириус.
20. Телескоп.
21. Секстант.
22. Геркулес.
23. Шаронов.
24. Сатурн.
25. Часы.
26. Гук.
27. Год.

Ключевое слово "космология".