Что понимают под вселенной астрономия 11 класс

Урок на тему: «Предмет астрономии. Общие сведения о строение Вселенной» (11 класс)

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Тема: Предмет астрономии. Общие сведения о строение Вселенной

Цели: познакомить учащихся с элементами истории становления новой науки – астрономии, раскрыть ее самостоятельность, место и значение среди других наук.

· формулировать понятие “предмет астрономии”;

· осознавать различия между мифологическимипредставлениями и научным знанием;

· доказывать самостоятельность и значимость астрономии как науки;

· развивают логическое мышление путем систематизации фактов;

· развивают наблюдательность, формируют мировоззрение;

· развивают умение говорить и слушать других.

Тип урока : урок изучения нового материала

Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.

II. Актуализация жизненного опыта учащихся

Каждый из нас обладает значительным запасом разрозненных знаний по астрономии. На наших уроках мы последовательно рассмотрим научные основы этой удивительной науки. Предположите, какие вопросы должны изучаться в курсе астрономии? (В совместной беседе с учителем формулируют предмет астрономии). Сегодня на уроке мы конкретизируем этапы зарождения и развития астрономии, причины ее становления как науки и оценим масштабы Вселенной, к изучению законов которой мы приступаем.

III. Сообщение темы и постановка целей урока

Тема сегодняшнего урока: “Предмет астрономии. Общие сведения о строение Вселенной”

Искусство прокладывать путь по наблюдениям за небесными светилами называется навигацией. Используется в мореходном деле, авиации и в космонавтике.

Астрометрия – изучает видимые положения и движения светил и небесных тел.
Небесная механика – изучает законы движений небесных тел и систем тел под действием сил всемирного тяготения.
Астрофизика – изучает строение, физические свойства и химический состав небесных объектов.

Все тела находятся в непрерывном движении, изменении, развитии. Планеты, звезды, галактики имеют свою историю, нередко исчисляемую млрд. лет.
Астрономическая единица – принятая в астрономии единица измерения объектов Солнечной системы и ближайших к ней объектов Вселенной. Астрономическая единица равна
1 а.е. = 149 589 100 км = 149, 6 млн.км (среднее расстояние от Земли до Солнца).
1пк (парсек) = 206265 а.е. = 3, 26 св. лет =
Парсек – это расстояние, с которого отрезок длиной в одну астрономическую единицу (равный среднему радиусу орбиты Земли), перпендикулярный лучу зрения, виден под углом в одну угловую секунду ( ).

Внутри Солнечной системы расстояния меньше, чем световые годы, поэтому используют световой час (расстояние, которое проходит свет за час), световую минуту (расстояние, которое проходит свет за минуту) и световую секунду (расстояние, которое проходит свет за секунду). Например, расстояние от Солнца до Плутона равно 5,25 ч, от Солнца до Земли составляет 8,3 мин, от Земли до Луны 1,3 с.

Угловой размер (иногда также угол зрения) – это угол между прямыми линиями, соединяющими диаметрально противоположные крайние точки измеряемого (наблюдаемого) объекта и глаз наблюдателя.

Угловой размер астрономического объекта, видимый с Земли, обычно называется угловым диаметром или видимым диаметром. Вследствие удаленности всех объектов, угловые диаметры планет и звезд очень малы и измеряются в угловых минутах ( ) и секундах ( ).
1 секунда – 1/60 минуты 1 минута – 1/60 градуса 1 градус – 1/360 круга

V. Закрепление изученного материала

1. За какое время радиосигнал пройдет расстояние от Земли до Вояджера-1 и обратно? Скорость света в вакууме равна 3 на 10*8 м/с. Расстояние от Земли до Воянджера на данный момент равно 143,8 а.е.

2. Определить угловой диаметр Марса во время великого противостояния 27.07.18, если расстояние между Землей и Солнцем было равно 58 млн.км, а средний радиус Марса равен 3400 км. Ответ выразить в секундах.

3. Астрономы выяснили, что галактика Андромеды и Млечный Путь приближаются друг к другу со скоростью 100 – 140 км/с. Через какой минимальный промежуток времени они столкнутся, если расстояние между ними составляет 772 000 пк?

· Все ли было понятно на уроке? Что вызвало трудности?

· Что мы сегодня изучили?

VII. Домашнее задание : §1 прочитать, выучить определения.

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Источник

План-конспект урока по астрономии в 11 классе на тему : Строение и эволюция Вселенной

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

План-конспект урока по астрономии в 11 классе

Тема урока: Строение и эволюция Вселенной

Тип урока : изучение и первичное закрепление новых знаний о строении и эволюции Вселенной

Развивающие задачи урока :Развитие творческих способностей обучающихся

Воспитательные задачи урока:

Формирование активного отношения у изучению материала

Изучение нового материала

Закрепление новых знаний

Опрос домашнего задания

Новые знания о Солнечной системе

Изучение нового материала

Что есть Земля, Луна, Солнце, звезды? Где начинается и где заканчивается Вселенная? Когда она возникла и из чего состоит? Что способствовало ее образованию? Где границы ее познания?

Можно задать еще множество подобных вопросов, касающихся Вселенной, но если вопрос задается, а ответ на него не звучит, значит, он еще не найден. Получается, что о Вселенной мы, грубо говоря, ничего не знаем.

Изучение Вселенной, даже только известной нам ее части, является грандиозной задачей. Чтобы получить те сведения, которыми располагают современные ученые, понадобились труды целых поколений.

Вселенная состоит из многочисленных звезд, объединенных в гигантские звездные системы, которые называются галактиками. Наше Солнце также является рядовой звездой, входит в состав нашей Галактики, которая, в свою очередь, включена в Местное скопление галактик.

В центре Галактики расположено ядро, состоящее из гигантского и уплотненного скопления звезд (красных гигантов и короткопериодических цефеид), диаметром 1000—2000 пк. Ядро практически невозможно наблюдать из-за того, что оно почти полностью скрыто плотной завесой облаков. Оно находится от нас на расстоянии 30 000 световых лет в направлении созвездия Стрельца. Звезды, а особенно сверхгиганты и классические цефиды, составляют более молодое население Галактики. Они располагается дальше от центра, и образуют сравнительно тонкий слой или диск. Среди звезд этого диска находится пылевая материя и облака газа. Субкарлики и гиганты образуют вокруг ядра и диска Галактики сферическую систему.

Масса нашей Галактики приблизительно равняется 240″ масс Солнца, при том, что масса Солнца равна 2-1030 кг. Около 1/1000 ее массы заключена в межзвездном газе и пыли.

В 1944 г. московский астроном В. В. Кукарин пришел к заключению, что Галактика имеет спиральную структуру, причем мы находимся между двумя спиральными ветвями, в месте, бедном звездами. Наблюдения ученого подтверждаются тем, что в некоторых местах на небе невооруженным глазом можно различить тесные группы звезд, связанные взаимным тяготением, или звездные скопления.

Существует два вида звездных скоплений: рассеянные и шаровые. Рассеянные скопления состоят обычно из десятков или сотен звезд главной последовательности и сверхгигантов со слабой концентрацией к центру. Шаровые же скопления состоят обычно из десятков или сотен звезд главной последовательности и красных гигантов, с сильной концентрацией звезд к центру. Иногда они содержат периодические цефеиды. Примером рассеянных скоплений служат скопления Гиады и Плеяды в созвездии Тельца. Шаровые скопления намного превосходят по размерам рассеянные скопления. Известно более 100 шаровых и несколько сотен рассеянных скоплений.

Галактики различны по своему внешнему виду.

Эллиптические галактики внешне невыразительные, переходящие от круглых форм к эллиптическим. Ядро галактики — плотная конденсация в центре — является характерной деталью почти всех галактик. Галактики класса Е имеют яркое звездообразное ядро в центре. Эллиптические галактики построены из красных и желтых гигантов, красных и желтых карликов и некоторого количества белых звезд ие очень высокой светимости.

Спиральные галактики представляют собой пример динамики формы, из центрального ядра выходят красивые ветви, как бы теряющие очертания за пределами галактики, указывающие на мощное и стремительное движение. Спиральные галактики поражают своим многообразием форм и рисунков ветвей, поэтому Хаббл, классифицируя спирали по характеру их ветвей, различал группы Sa, Sb и Sc. У галактик класса S имеются две спиральные ветви, берущие начало в противоположных точках ядра, развивающиеся симметрично и теряющиеся в противоположных областях периферии. По мере перехода к более поздним спиралям ядро системы уменьшается за счет роста ветвей, которые все больше и больше раскручиваются, пока центральная область не сжимается в звездообразную точку, а все остальное составляют спиральные ветви. Известны галактики, имеющие более двух спиральных ветвей, в некоторых случаях одна спираль значительно более развита, чем вторая. В спиральной галактике центральная система может быть более или менее сжата, например, особенно заметно сжатие в NGC 5494.

Галактики неправильной формы Вышеперечисленные классы галактик имеют определенный характер рисунка, но довольно часто (2—3%) встречаются галактики неправильной формы. Неправильная форма галактик, вероятнее всего, говорит о молодом возрасте звезд или о том, что она не успела принять правильной формы из-за малой плотности в ней материи. Возможно и то, что галактика потеряла свою форму из-за тесного взаимодействия с другой галактикой. По крайней мере, теперь мы знаем, что все они принадлежат к галактикам типа Магеллановых облаков. Существует деление неправильных галактик на два типа. Тип I имеет крайне неровные края, низкую поверхность и яркость. Тип II также имеет неровные края, но при этом обнаруживаются абсолютно эллиптические очертания, он характеризуется сравнительно высокой поверхностью, яркостью и сложностью неправильной структуры (NGC 5204).

Невооруженным глазом можно наблюдать всего лишь 3 галактики: Большое Магелланово облако (БМО), Малое Магелланово облако (ММО) и туманность Андромеды. Если наблюдать Магеллановы облака сбоку, можно отметить, что они очень уплощенные. Но когда они видны с полюса или почти с полюса, наблюдается очень слабая концентрация, или же она вообще отсутствует. Получается, что если бы эти системы имели другую форму, такая концентрация наблюдалась бы, поэтому эти галактики представляют собой плоские системы.

Как выяснил в 1914 г. американский астроном Слайфер, галактики вращаются. Как показали теоретические исследования, вращающаяся звездная система по истечении некоторого срока принимает форму шара, это подтверждается примером шаровых скоплений, которые имеют шарообразную форму и вращаются. Известно также, что если звездная система сплюснута, то она тоже вращается. Следовательно, должны вращаться и эллиптические галактики, за исключением тех, которые шарообразны и не имеют сжатия. Вращение происходит вокруг оси, которая перпендикулярна главной плоскости симметрии. Галактика сжата вдоль оси своего вращения.

Несколько ярких галактик, входящих в каталог NGC, также относятся к разряду радиогалактик, так как их радиоизлучение настолько же сильное, но оно значительно уступает по энергии световому. Многие из этих галактик являются двойными.

В 1963 г. английские и австралийские астрономы, используя интерференционный метод, определили с большой точностью положение большого числа дискретных источников радиоизлучения и определили некоторые угловые размеры радиоисточников. Так, диаметры большинства из них составляли минуты или десятки секунд дуги, но у некоторых — меньше секунды дуги. Заметим, что их поток радиоизлучения не уступал дискретным источникам, превышающим первых по площади излучения в десятки тысяч раз. Источники радиоизлучения назвали квазарами, хотя сам источник энергии до сих пор не ясен. Масса квазаров разнообразна, может достигать миллиона солнечных масс.

Ученые пришли к выводу, что расстояние между нашей и другими галактиками непрерывно увеличивается, то есть галактики не разлетаются во все стороны от нашей, а происходит взаимное удаление всех галактик. Следовательно, Метагалактика не стационарна, значит, она меняется, а отсюда вывод: она эволюционирует. Расширение Метагалактики проявляется только на уровне скоплений и сверхскоплений галактик. Интересно то, что Метагалактика не имеет центра, от которого удаляются галактики.

Использование суперсовременной сложнейшей техники позволяет астрономам продвигаться вглубь Вселенной, изучать ее по крохам и складывать, как мозаику, в общую картину. Наверное, нужно обратиться к древним мыслителям, которые не обладали совершенной техникой, но при этом верно представляли Вселенную бесконечной, даже если заоблачные дали для них были «апартаментами» божественными, недоступными простым смертным. Так, древнегреческий философ Анаксимандр (VI в. до н. э.) ввел представление о некой единой беспредельности. А в учении Левкиппа и Демокрита (V-IV вв. до н. э.) присутствует гениальная догадка: Вселенная состоит из бескачественных атомов и пустоты. Значительно позже, в XVII веке, Рене Декарт создал теорию об эволюционной вихревой модели Вселенной на основе гелиоцентризма. В своей модели он рассматривал образование небесных тел как результат вихревых движений, происходивших в самом начале в однородной мировой материи. Солнечная система, по Декарту, являла собой один из таких вихрей мировой материи. Немецкий ученый и философ Кант (1724-1804) создал первую универсальную концепцию эволюционирующей Вселенной. Он обосновал возможности и значительную вероятность возникновения такой Вселенной исключительно под действием механических сил притяжения и отталкивания и пытался выяснить дальнейшую судьбу этой Вселенной. Эйнштейн, в свою очередь, совершил радикальную научную революцию, введя свою теорию относительности. Выдающийся советский математик и физик-теоретик А. Фридман (1888-1925 гг.) в начале XX в. раскритиковал выводы Эйнштейна о том, что Вселенная конечна и имеет форму четырехмерного цилиндра. Взамен он привел две модели Вселенной, которые вскоре нашли удивительно точное подтверждение в непосредственных наблюдениях движений далеких галактик в эффекте красного смещения в их спектрах. Этим ученый доказал, что вещество во Вселенной не может находиться в покое, чем теоретически способствовал возникновению в будущем теории эволюции Вселенной.

Пока, конечно, ни одна из этих теорией но доказана, но будем надеяться, что в будущем они найдут свое подтверждение.

Источник

Что понимают под вселенной астрономия 11 класс

Космология – учение о Вселенной в целом, основанное на результатах исследований, доступных для астрономических наблюдений.

Вселенная – весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития.

Вселенная безгранична, но не бесконечна.

Метагалактика – часть Вселенной, доступная для астрономических наблюдений (т.е. те галактики, скорость «убегания» от нас которых меньше скорости света)

Вселенная существует около 15 млрд лет.

Существующие знания о Вселенной основаны на астрономических наблюдениях и на предположении о том, что законы природы, установленные на Земле, могут быть применены ко всей Вселенной.

Систематические целенаправленные наблюдения за Вселенной ведутся с момента появления первых телескопов (1609-1610 годы. Галилей).

Начиная с 1931 года, для изучения Вселенной используют также методы радиолокации – по отраженному радиосигналу определяют положение и скорость движения космического объекта.

Строение и масштабы Вселенной

Наиболее распространённым типом небесных тел являются звезды.

Невооружённым глазом в безлунную ночь можно видеть над горизонтом около 3 тыс. звёзд.

В настоящее время астрономы определили положения нескольких миллионов звезд и составили их каталоги.

Около 240 звезд имеют собственные имена (Вега, Альтаир, Сириус, Полярная и пр.)

Звезды распределены на небе не равномерно, а отдельными компактными группами – созвездиями. Под созвездиями понимают область неба в пределах некоторых установленных границ. Это сделано для удобства ориентировки на небесной сфере и обозначения звезд. Всё небо разделено на 88 созвездий.

Группы звёзд в созвездиях имеют устойчивую конфигурацию, т.е. взаимное расположение звезд в созвездии не изменяется с течением времени.

Есть три группы созвездий по происхождению их названий:

1. Связанные с древнегреческой мифологией

2. Связанные с предметами, на которые похожи фигуры, образуемые яркими звездами созвездий (Стрела, Треугольник, Весы, Лев, Рак, Скорпион, Большая медведица и др.)

Иногда в созвездии выделяют группу звезд с названием, отличным от названия созвездия – астеризм (например, Ковш в созвездии Малая Медведица).

Гигантские звёздные системы, состоящие из сотен миллиардов звёзд образуют галактику.

Солнечная система и окружающие её звезды составляют ничтожную часть нашей Галактики – Млечный Путь.

Ближайшие соседи нашей Галактики – Туманность Андромеды, Большие Магеллановы облака и Малые Магеллановы облака.

Кроме звёзд в состав галактик входят туманности – газопылевые скопления (межзвёздный газ, состоящий из атомарного водорода, и космическая пыль)

Американский астрофизик Э. Хаббл предложил следующую классификацию галактик:

Эллиптические галактики имеют форму сплюснутых сфероидов. Состоят в основном из старых звезд.

Спиральные галактики имеют форму спирали (Млечный Путь, Туманность Андромеды). В рукавах спиральных галактик находятся молодые звезды, идут процессы образования новых звезд.

Галактики неправильной формы (Магеллановы облака). Имеют разнообразную форму.

Млечный Путь относится к типу спиральных галактик, содержит около 150 миллиардов звезд (Солнцу около 4-4,5 млрд лет). 95% массы Галактики расположено около галактической плоскости. Поэтому если смотреть с торца, млечный Путь сосредоточен почти в одной плоскости. Экваториальная плоскость окружена звёздными скоплениями, которые называют «шаровыми скоплениями».

Пространство между галактиками и звездами внутри галактик заполнено очень разреженным веществом: межзвёздным газом, космической пылью, элементарными частицами, а также электромагнитным излучением.

Расстояния между звездами внутри галактик значительно больше размеров самих звезд.

Расстояния между галактиками сравнимы с размерами самих галактик.

Масштабы Вселенной столь велики, что использовать единицы длины, принятые в СИ, неудобно. Например, размеры нашей Галактики таковы, что луч света, распространяясь со скоростью 300000 км/с проходит расстояние от одного ее края до другого за сто тысяч лет.

В старой научной литературе:

Астрономическая единица (1 а.е.) – средний радиус орбиты Земли при её обращении вокруг Солнца.

1 а.е. = 150 млн км (расстояние от Солнца до Земли)

Наиболее удалённая от Солнца планета, Плутон, отстоит от него на расстоянии 40 а.е. Это размер Солнечной системы.

В популярной литературе:

Световой год – расстояние, которое свет проходит за одни земной год.

1 с.г. = 10000 млрд км = 10 трлн. км.

В современной научной литературе:

Парсек (пк) – параллакс-секунда.

Секунда – единица измерения угла.

Параллакс – видимое изменение положения предмета вследствие перемещения точки наблюдения.

В астрономии различают:

· Вековой параллакс (оборот Солнца относительно ядра галактики)

По параллаксу небесных светил методами тригонометрии определяют расстояние до этих светил.

Парсек – расстояние, с которого радиус земной орбиты виден под углом в одну угловую секунду.

1 пк = 206265 а.е. = 3,3 с.г. = 33 мрлн км.

Самая близкая к Солнцу звезда – Проксима Центавра удалена от него на 1,3 пк.

Солнце удалено от центра нашей Галактики на расстояние 8000 пк.

Диаметр Млечного Пути составляет 40000 пк.

Самая близкая звезда в созвездии Андромеды находится на удалении 720000 пк.

Средняя плотность галактик в наблюдаемой части Вселенной – около 8-10 тысяч на один кубический миллион парсеков.

Типичная скорость относительного движения галактик – коло 1000 км/с

Оценочное время вероятного столкновения галактик составляет около 10 13 лет, что больше времени существования Вселенной в 1400 раз.

Пример Редже (итальянский физик; книга «Этюды о Вселенной»).

Пошаговое путешествие во Вселенной.

Следующий шаг больше предыдущего в 10000 раз. Сколько шагов до края Вселенной?

1й шаг – 4 м, потолок; 2й – 40 км, стратосфера; 3й – 400000 км, луна; 4й – 40 млрд км, граница Солнечной системы; 5й – 4,3 с.г., Альфа-Центавра; 6й – 40000 с.л., ядро Галактики; 7й – 400 млн с.л., центр космоса; 8й не получится – 40 млрд с.л. – но Вселенная родилась лишь 15 млрд лет назад.

Источник

1. Закончите предложения.

Астрономия — фундаментальная наука, изучающая строение, движение, происхождение и развитие небесных тел.

Слово «астрономия» происходит от греческих слов астрон (звезда) и номос (закон).

Задачами астрономии являются: изучение положений и движений небесных тел в пространстве, определение их размеров и формы, изучение физического строения небесных тел.

2. Ответьте на вопросы.

Что понимают под Галактикой?

Большая обособленная гравитационно связанная совокупность звёзд.

Что понимают под Вселенной?

Максимально большая область пространства и все тела в ней.

Как возникла наука астрономия?

Из практических потребностей человека: необходимость ориентации в пространстве.

Какие объекты и явления изучает астрономия?

Небесные объекты: галактики, звёзды, планеты, спутники планет.

3. Дайте определение понятию.

Астрономические наблюдения — целенаправленная и активная регистрация информации о процессах во Вселенной.

4. Закончите предложение.

Химический элемент гелий впервые был обнаружен с помощью астрономических наблюдений.

5. Закончите предложение.

Оптический телескоп предназначен для собирания света исследуемых небесных тел и получения им изображения. Телескоп увеличивает угол зрения, под которым видны небесные тела.

6. Охарактеризуйте разделы астрономии.

7. Как вы думаете, какое значение имеет астрономия в настоящее время?

Астрономия решает многие проблемы космонавтики: оптимальный выбор и точный расчёт орбит искусственных небесных тел; определение расстояния до небесных тел; выбор время, наиболее подходящее для межпланетных перелётов; позволяет изучать материю и влияние Солнечной энергии на человека.

Источник