Зміст і методика проведення спостережень по вивченню зоряного неба

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Бердянський державний педагогічний університет

КУРСОВА РОБОТА

на тему: Зміст і методика проведення спостережень по вивченню зоряного неба

Косогова Івана

Науковий керівник:

ст. викл. Шубіна О.В.

м. Бердянськ 2013 рік



Зміст

Вступ

1. Теоретичні засади проведення спостережень по вивченню зоряного неба

1.1 Аналіз методичної літератури з розділу «Вивчення зоряного неба»

1.2 Загальне знайомство із зірками

2. Практична частина

2.1 Спостереження добового обертання зоряного неба

2.2 Знаходження сторін горизонту по полярній зірці

2.3 Робота з рухливою картою зоряного неба

Висновки

Список використаних джерел



Вступ

Метою курсової роботи є розгляд вмісту і методики проведення спостережень по вивченню зоряного піднебіння. Предметом дослідження є методика проведення астрономічних спостережень з астрономії в 11 класі по вивченню зоряного неба.

Завдання курсової роботи:

Визначення вмісту проведення спостережень по вивченню зоряного неба.

Опис методик проведення спостережень.

Розробка найбільш ефективного методу для вчення, виховання і розвитку учнів на позакласному занятті по астрономії.

У даній курсовій роботі будуть розглянуті методики, що використовуються на позакласному занятті з астрономії в 11 класі на тему «Астрономічні спостереження. Вивчення зоряного неба».

Астрономічні спостереження в рамках учбового процесу повинні включати не лише вивчення небесних світил і астрономічних явищ, але знайомити що вчаться з основними методами їх досліджень.



1. Зміст і методика проведення спостережень по вивченню зоряного неба

1.1 Аналіз методичної літератури з розділу «Вивчення зоряного неба»

Залежно від цілей і завдань астрономічних досліджень, специфіки застосування методів та інструментів астрономічних спостережень і допоміжних приладів в астрономії виділяють ряд великих розділів, кожен з яких є самостійною природно-математичної наукою.

З певною часткою умовності ми можемо розділити астрономію на "класичну" і " сучасну". Класична астрономія об'єднує в собі ряд розділів, основи яких, включаючи понятійний і математичний апарат, були створені задовго до початку ХХ століття, але астрометрія ( сферична астрономія, практична астрономія, фундаментальна астрометрія ) і небесна механіка не втратили своєї теоретичної і практичної значущості до теперішнього часу. Сучасна астрономія, основними розділами якої є астрофізика, зоряна статистика, космогонія і космологія, знаходиться на стадії бурхливого розвитку.

Сучасним програмами та підручниками з астрономії для середніх і вищих навчальних закладів притаманні такі особливості: за рідкісними винятками в них відсутній теоретична обумовленість розташування матеріалу.

Побудова матеріалу традиційне і найчастіше чисто емпіричне, несистемно - понятійне.

Всі підручники і програми протягом 100 років мають один і той же порядок побудови і послідовність вивчення матеріалу, що базуються на принципах історизму та доступності розуміння учнів відповідно з етапами розвитку основних розділів і всієї науки в цілому, і наростання складності наукових теорій, що лежать в їх основі.

Однією з основних труднощів при формуванні системи астрономічних знань є значне, від розділу до розділу, зростання складності фізичних законів і теорій, що лежать в основі пояснення даного астрономічного матеріалу і математичного апарату, необхідного для адекватного опису цих теорій і законів, причому час вивчення відповідних матеріалів у курсах астрономії, фізики і математики, як правило, не збігається ( запізнюється або, рідше, випереджає ); часто потрібний фізичний і математичний матеріал вивчається в школі в недостатньому обсязі або не вивчається зовсім. Інший трудністю є хронічна нестача часу, відведеного програмою на вивчення астрономії в школі.

Аналізуючи методику викладання розділу «Вивчення зоряного неба», можна виділити наступні завдання навчання :

Загальноосвітні : формування понять:

- Про космічні явища : зверненні Землі навколо Сонця, обертання Землі навколо своєї осі і про прецесії земної осі та про наслідки перерахованих вище космічних явищ - небесні явища : зміни дня і ночі, сході, заході, добовий і річний видимому русі і кульмінаціях світил ( Сонця і зірок) і про умови видимості світил у різних регіонах Землі;

- Про небесній сфері, основних її колах, лініях і точках ( зеніті, надирі, математичному горизонті, осі світу, полюсах світу, небесному екваторі, небесному меридіані, добових паралелях, екліптиці, точках весняного й осіннього рівнодень і літнього та зимового сонцестояння ) і про сузір'ях;

- Про астрономічних методах орієнтації на місцевості по Сонцю.

Виховні: формування наукового світогляду в ході знайомства з історією людського пізнання і пояснення повсякденно спостережуваних небесних явищ; боротьба з астрологічними забобонами; політехнічна і трудове виховання в ході викладу матеріалу про практичні способи застосування астрометричних знань.

Розвиваючі : формування умінь виконувати вправи на застосування основних формул сферичної астрономії при вирішенні розрахункових завдань і застосовувати рухливу карту зоряного неба, зіркові атласи, довідники та Астрономічний календар для визначення положення і умов видимості небесних світил і протікання небесних явищ.

1.2 Загальне знайомство з зірками

Знайомитися із зоряним небом треба в безхмарну ніч, коли світло Місяця не заважає спостерігати слабкі зірки. Прекрасна картина нічного неба з розсипаними по ньому мерехтливими зірками. Число їх здається нескінченним. Але так тільки здається, поки ви не придивіться і не навчитеся знаходити на небі знайомі групи зірок, незмінних за своїм взаємному розташуванню. Ці групи, названі сузір'я - м і, люди виділили тисячі років тому. Під сузір'ям розуміють область неба в межах деяких встановлених кордонів. Все небо розділене на 88 сузір'їв, які можна знаходити по характерному для них розташуванню зірок.

Багато сузір'я зберігають свою назву з глибокої давнини. Деякі назви пов'язані з грецькою міфологією, наприклад Андромеда, Персей, Пегас, деякі - з предметами, які нагадують фігури, утворені яскравими зірками сузір'їв : Стріла, Трикутник, Ваги та ін. Є сузір'я, названі іменами тварин, наприклад Лев, Рак, Скорпіон.

Сузір'я на небосхилі знаходять, подумки з'єднуючи їх найяскравіші зірки прямими лініями в деяку фігуру, як показано на зоряних картах (див. зоряну карту в додатку VII, а також рис. 6, 7, 10).

У кожному сузір'ї яскраві зірки здавна позначали грецькими літерами *, найчастіше найяскравішу зірку сузір'я - буквою б, потім літерами в, г і т. д. в порядку алфавіту в міру спадання яскравості, наприклад, Полярна зірка є а сузір'я Малої Ведмедиці.

На малюнках 6 і 7 показані розташування головних зірок Великої Ведмедиці і фігура цього сузір'я, як його зображували на старовинних зоряних картах (спосіб знаходження Полярної зірки знаком вам з курсу географії).

Фігура сузір'я Великої Ведмедиці (із старовинною зоряної карти), його сучасні кордони вказані пунктиром

Сузір'я Великої і Малої Ведмедиці і зміна їх положення відносно горизонту при добовому обертанні неба

Неозброєним оком у безмісячну ніч можна бачити над горизонтом близько 3000 зірок. В даний час астрономи визначили точне місце розташування декількох мільйонів зірок, виміряли приходять від них потоки енергії і склали списки-каталоги цих зве

Днем небо здається блакитним від того, що неоднорідності повітряного середовища найсильніше розсіюють блакитні промені сонячного світла.

Поза межами земної атмосфери небо завжди чорне, і на ньому можна спостерігати зірки і Сонце одночасно.

Зірки мають різну яскравість і колір: білий, жовтий, червонуватий. Чим червоно зірка, тим вона холодніше. Наше Сонце відноситься до жовтим зіркам.

Яскравим зіркам древні араби дали власні імена. Білі зірки: Вега в сузір'ї Ліри, Альтаїр в сузір'ї Орла (видно влітку і восени), Сіріус - найяскравіша зірка неба ( видно взимку); червоні зірки: Бетельгейзе в сузір'ї Оріона і Альдебаран в сузір'ї Тельця (видно взимку), Антарес у сузір'ї Скорпіона ( видно влітку); жовта Капела в сузір'ї Візничого ( видно взимку) *.

Днем небо здається блакитним від того, що неоднорідності повітряного середовища Найяскравіші зірки ще в давнину назвали зірками 1- ї величини, а найслабші, видимі на межі зору, - зірками 6- ї величини. Ця старовинна термінологія збереглася і в даний час. До істинних розмірами зірочок термін « зоряна величина » (позначається літерою м) відношення не має, вона характеризує світловий потік, що приходить на Землю від зірки. Прийнято, що при різниці в одну зоряну величину видима яскравість зірок відрізняється приблизно в 2,5 рази. Тоді різниця в 5 зоряних величин відповідає відмінності в яскравості рівно в 100 разів. Так, зірки 1 - ї величини у 100 разів яскравіше зірок б- ї величини. Сучасні методи спостережень дають можливість виявити зірки приблизно до 25 - ї зоряної величини.

Точні виміри показують, що зірки мають як дробові, так і негативні зоряні величини, наприклад : для Альдебарану зоряна величина М = 1,06, для Біжи м = 0,14, для Сіріуса M = - 1,58, для Сонця M = - 26,80.

космічний астрономічний зоряний сузір'я



Розділ 2. Практична частина

2.1 Спостереження добового обертання зоряного неба

Всі знають про добовому обертанні небесного склепіння. Як же на практиці переконатися в обертанні зоряного неба, а також визначити напрямок і кутову швидкість цього обертання ?

Для цього слід вибрати по одній добре помітною зірку в східній і західній частинах неба, видимих ??невисоко над горизонтом. Запам'ятати, а ще краще, відзначити на малюнку їх висоту і положення щодо помітних земних предметів. Через годину-другу вже можна переконатися, що положення зірок змінилося : зірка, яка перебувала на сході, піднялася вище і змістилася вправо, а зірка, відзначена на заході, опустилася нижче до горизонту і також перемістилася вправо (мається на увазі, що спостерігач звернений обличчям до південь ). Подібним чином ведуть себе всі зірки, видимі на небозводі. Зірки, які були у західній сторони горизонту, стали не видно, а на сході з'явилися нові (Малюнок 1.2.1. )

Малюнок 2. Видиме добовий рух зірок щодо горизонту в південній стороні неба (для північної півкулі)

Якщо ми спостерігаємо за зірками в північній частині небосхилу, то зауважимо, що вони обертаються проти годинникової стрілки навколо Полярної зірки, яка залишається на місці (Малюнок 1.2.2.).

Обертання небосхилу легко простежити на прикладі зміни положення ковша Великої Ведмедиці щодо Полярної зірки і горизонту. На малюнку 1.2.3. показані різні положення ковша сузір'я Великої Ведмедиці щодо Полярної зірки і горизонту залежно від часу доби.

Мал. 3 Зміна положення ковша сузір'я Великої Ведмедиці залежно від часу доби

Якщо спостерігати за ковшем Великої Ведмедиці в кінці листопада, то близько 8 год вечора його ручка буде спрямована вліво (на захід). Близько опівночі сузір'я займе таке положення, що «ківш» повернеться ручкою вниз (до точки півночі). Під ранок він опиниться над вашою головою, тобто ручкою вправо (на схід). З настанням дня зірки перестають бути видимими, але якби ми змогли продовжити спостереження, то побачили б, що «ківш» повернувся ручкою вгору на південь.

Таким чином, створюється враження, ніби всі зірки прикріплені до поверхні небесної сфери незмінно один щодо одного, а сама сфера рівномірно обертається навколо якоїсь уявної осі.

Добове обертання неба можна сфотографувати. На знімку видно концентричні дуги, загальний центр яких розташований поблизу Полярної зірки. Сама Полярна зірка описує маленьку дугу навколо невидимого центру, яка не збігається ні з однією з зірок. Невидимий центр обертання небосхилу називається Північним полюсом світу.

Кутове відстань Полярної зірки від Північного полюса світу близько 1 дуги, що в 1,5 рази більше видимого діаметра місячного диска. Але якщо подивитися на небо в бінокль, то по сусідству з Полярною зіркою можна побачити слабку зірочку. Вона розташована до полюса світу ще ближче, ніж всім відома дороговказ. Внаслідок того, що земна вісь повільно описує в просторі конус, відбувається зміщення Північного полюса світу щодо сузір'їв. В даний час він наближається, до Полярної зірки і в 2103 буде перебувати на мінімальному кутовій відстані від теперішнього становища Полярної зірки.

Кульмінацією світила називається небесне явище проходження світила через небесний меридіан. Ось світу ділить небесний меридіан на 2 частини - північну і південну. У північній півкулі у верхній кульмінації світило перетинає північну частину небесного меридіана ближче до зеніту, в нижній кульмінації світило перетинає південну частину небесного меридіана ближче до Надіра. Момент верхньої кульмінації Сонця називається справжнім полуднем; момент нижньої кульмінації Сонця називається істинної північчю



Рис. 4 Небесна сфера: небесний меридіан і добові паралелі світил: світила А, В, С у верхній кульмінації;світила А ', В', С 'в нижній кульмінації;світило А - сходить і заходить, світило В - заходять,, світило С - не висхідні

На полюсах Землі добові паралелі світил (за винятком Місяця і Сонця) паралельні математичному горизонту. Всі світила (крім Сонця і Місяця) є не заходять або невисхідні. Небесний екватор паралельний (збігається) з математичним горизонтом. Верхня і нижня кульмінації збігаються (рис. 19 а).



а) Північний полюс Землі б) Середні широти Землі



в) Экватор Землі

У середніх широтах Землі небесний екватор перетинається з математичним горизонтом під кутом : 90 ° -J ( рис. 19 б). Для верхньої кульмінації на південь від зеніту : H = 90 ° -J + D, Z = J - D.

Якщо відміна світила (кут між площиною небесного екватора і світилом ) : D < - ( 90o - J), то воно буде невисхідні.

Якщо відміна світила : D> ( 90o - J), воно буде незахідним.

На екваторі Землі добові паралелі небесних світил перпендикулярні математичному горизонту. Всі світила є восходяще - заходящими. Верхня кульмінація відбувається поблизу зеніту, нижня - поблизу надира ( рис. 19 в).

Рух Сонця по екліптиці є відображенням обертання Землі навколо Сонця. Екліптика пролягає через 13 сузір'їв, які називаються зодіакальними (Риби, Овен, Телець, Близнюки, Рак, Лев, Діва, Скорпіон, Стрілець, Козеріг, Водолій і Змієносець ), а їх сукупність - Поясом Зодіаку. У кожному зодіакальному сузір'ї Сонце знаходиться близько 1 місяця (крім Змієносця і Скорпіона ). За традицією з часів Стародавнього Вавилона Змієносець не рахується зодіакальним сузір'ям, хоча і лежить на екліптиці.

Рух Сонця по екліптиці пов'язано зі зміною пір року на Землі і кліматичними поясами. У Північній півкулі астрономічна весна настає з перетином Сонцем небесного екватора 20 ( 21 ) березня. Шляхи Сонця над і під горизонтом рівні, тому рівні і тривалість дня і ночі. 22 червня Сонце найдалі від екватора на північ - день літнього сонцестояння, початок астрономічного літа. 22 грудня о день зимового сонцестояння Сонце відходить найдалі на південь від екватора - день найкоротший, опівдні Сонце стоїть низько над горизонтом, початок астрономічної зими ( мал. 20).

Рис. 20 Видиме переміщення Сонця по небу протягом року

У результаті тривалих спостережень зоряного неба можна зробити наступні висновки:

1. зоряне небо обертається як єдине ціле, тобто взаємне розташування зірок і сузір'їв залишається незмінним, що дозволяє складати карти зоряного неба і по них вести пошук різних небесних об'єктів

2. розташування сузір'їв над горизонтом залежить від часу доби, однак картина зоряного неба постійно змінюється від місяця до місяця протязі всього року;

3. через місяць зоряне небо має той же вигляд, якщо спостерігати його на 2 год раніше.

2.2 Знаходження сторін горизонту за полярною зіркою

Орієнтування на місцевості по небесним світилам - одне з важливих практичних застосувань астрономії. Протягом століть для мандрівників і мореплавців Північної півкулі Землі надійної дороговказною зіркою є Полярна зірка, яка завжди (крім випадку, коли спостерігач знаходиться на північному полюсі Землі) вказує напрямок на північ.

Полярна зірка знаходиться майже над північним полюсом Землі і тому служить кращим орієнтиром на місцевості. Якщо стати обличчям до Полярної зірки, то попереду буде північ, праворуч - схід, ліворуч - захід, а за спиною - південь (Малюнок 1.3.1. ).

Рисунок 6 Нахождение сторон горизонта по полярной звезде

Оскільки положення Полярної зірки на небосхилі практично не залежить від видимого добового обертання небесної сфери, то при орієнтуванні по ній помилка у визначенні напрямку не перевищує 1 °.



2.3 Робота з рухомою картою зоряного неба

Як знайти на небі ту чи іншу зірку, сузір'я ? Як дізнатися, які зірки будуть світити над нашою головою сьогодні ввечері або завтра вранці ? Відповісти на ці запитання допоможе рухлива карта зоряного неба.

Робота із зоряною картою починається з вивчення її пристрою.

Рухома карта зоряного неба складається з двох частин - карти зоряного неба і спеціального накладного круга. На карті зоряного неба показані найбільш яскраві зірки. Розміри чорних гуртків, якими зображені зірки, відповідають їх блиску : чим зірка яскравіше, тим гурток більше. Смуга у вигляді точок, через всю карту, - це Чумацький Шлях ( побачити його в місті через сильну засвічення непросто). Також на карті відображені найбільш яскраві й помітні зоряні скупчення (групи тісно розташованих точок) і туманності (штрихування ).

На карті нанесені всі видимі неозброєним оком зірки ( до 5,75 видимої зоряної величини), і також найцікавіші об'єкти, доступні спостереженнями в невеликий телескоп або світлосильний бінокль. Карта охоплює область від північного полюса світу до d = - 45О по відміні.

Різні об'єкти зображені на карті наступними умовними позначеннями:

* - зірки; залежно від блиску показані кружками різних діаметрів, причому до зірок 1-ої зоряної величини віднесені всі зірки з видимої зоряної величини від 0m, 76 до 0 m, 25; до зірок 1 m, 5 в межах від 1 m, 26 до 1 m, 75; до зірок 2 m, 0 - від 1 m, 76 до 2 m, 25 і так далі.

Кольоровими гуртками в центрі зображень найяскравіших зірок (до третьої зоряної величини) позначені спектральні класи їх. Блакитним кольором позначені зірки спектральних класів О, В; білим - А; жовтим - F, G; червоним - К, М; в дужках поруч відображено приблизна температура поверхні зірки відповідного спектрального класу.

- Подвійні і кратні зірки; діаметр гуртка позначає сумарну видиму зоряну величину відповідних зірок; за верхню межу кутової відстані між складовими прийнято 40. Двоїстість таких зірок може бути помічена при спостереженнях в невеликий телескоп або бінокль.

- Близькі зірки, діаметр гуртка позначає сумарну видиму зоряну величину складових зірок. Масштаб карти не дозволяє зобразити такі зірки роздільно, але багато з них дозволені або неозброєним оком або за допомогою театрального бінокля.

¤ - змінні зірки; розмір внутрішнього гуртка показує видиму зоряну величину змінної зірки в момент її найменшого блиску, а розмір зовнішнього - в момент найбільшого блиску. На мапі позначені тільки такі змінні зірки, амплітуда зміни блиску яких не менше однієї зоряної величини, а видима зоряна величина в момент мінімального блиску не більш 4m, 0;

- Нові і найновіші зірки, розмір гуртка показує видиму зоряну величину в момент найбільшого блиску. На карті поряд з цим знаком проставлений рік спалахи цієї зірки,

- Радіанти метеорних потоків; на мапі поруч з цим знаком проставлена ??дата максимуму дії даного метеорного потоку;

- Джерела радіовипромінювання;

- Розсіяні зоряні скупчення;

/ - Кульові зоряні скупчення; на мапі поруч зі знаком скупчення ( кульового або розсіяного ) стоїть число з буквою М (наприклад M 13 ), що показує номер об'єкта за каталогом Мессьє.

- Планетарні туманності;

- Дифузні туманності :

- Галактики;

? - апекс руху Сонця;

- Північний і південний галактичні полюси.

Блакитнуватою смугою зображений Чумацький Шлях, а жирна синя лінія, що проходить уздовж його, - галактичний екватор. На ньому проставлені значення галактичних довгот від 0 до 360 градусів.

Тонкими синіми лініями проведена сітка екваторіальних координат. Лінії сітки проведені через 1 годину по прямому сходженню і через 15 градусів по відміні.

На колі відмін, що проходить через 0 годин, проставлені величини відмін в градусах. Жирна синя лінія, що проходить через 0њ - небесний екватор. На лінії небесного екватора, так само як і на колі рівних відмін, що проходить через d = - 45њ ( край карти), проставлені величини прямих сходжень у годинах і хвилинах. Ціна найменшої поділки дорівнює 10 хвилинам.

Ексцентрично до екватора проходить екліптика - жирна червона лінія. На екліптиці відзначені значення екліптичних довгот і дати, що вказують час знаходження Сонця в зазначених точках.

Межі сузір'їв відзначені тонкими пунктирними червоними лініями, а найбільш яскраві зірки в сузір'ях об'єднані тонкими синіми лініями в характерні конфігурації сузір'їв.

Карта віддрукована на чотирьох аркушах. Для того щоб з картою можна було працювати, всі чотири сектори карти потрібно обрізати по зовнішній межі і наклеїти на великий аркуш щільного картону або фанери таким чином, щоб всі лінії точно продовжили один одного. Лист картону необхідно точно обрізати по зовнішній окружності карти.

З картою можна працювати вже в такому вигляді, але в цілях більш повного використання даного наочного посібника карту потрібно зробити " рухомий ". Для цього необхідно самостійно виготовити підставу для карти і накладної коло.

Підставою карти служить квадратний аркуш фанери зі стороною, що дорівнює діаметру карти. У центрі підстави зміцнюється вісь. На цій осі буде обертатися зоряна карта. Для того, щоб центральний отвір картки не розношується, в нього вставляється невеличка металева втулка, діаметр отвору в якій відповідає діаметру осі підстави.

Діаметр накладного круга трохи менше діаметра карти. Накладний коло не повинен закривати дати року, проставлені по зовнішньому краю карти. Для вирішення деяких задач у нижній частині необхідно зробити невеликий виріз, що дозволяє бачити значення прямих сходжень, проставлених у краю карти. Довжина вирізу повинна дорівнювати 15-20 градусам дуги кола, а ширина - висоті цифр, якими проставлені значення прямих сходжень.

Зовнішній край накладного круга розбивається по колу на 24 частини, відповідні 24 годинах у добі. Проти кожної відмітки проставляється відповідне їй число. Цифри 0 годин і 12 годин повинні знаходитися на краю кола проти точок " півночі" і " півдня " відповідно. Для більш точного рішення завдань кожну годину потрібно розбити на більш дрібні ділення по 5 хвилин.

На карті проведено ряд ледве помітних ліній жовтого кольору. Це лінії математичного горизонту для різних географічних широт. На всіх лініях жовтими кружками невеликого діаметру відзначені ті точки лінії горизонту, азимути яких рівні 0њ, 10њ, 20њ,... 350њ. Біля кожної лінії горизонту проставлено відповідне їй значення географічної широти місця положення спостерігача.

На лист фанери, призначений для виготовлення накладного круга, переноситься лінія для широти, найбільш близькою до широті даного місця. По цій лінії робиться виріз. По краях вирізу проставляються сторони світу, а на вільному місці над точкою " півночі" приклеюється вирізана шкала умовних позначень. На лінії горизонту проти зазначених точок азимутів проставляються цифри 0, 1, 20,... 350 градусів, що відповідають значенням їх. Отриманий накладної коло за допомогою виступів для кріплень і підкладок закріплюється таким чином, щоб зоряна карта оберталася на своїй осі вільно. Готова карта зміцнюється на стіні.

Вправи з демонстраційною рухомий картою зоряного неба

1. Ознайомлення учнів з картою слід почати з показу умовних позначення, прийнятих на карті. Це необхідно зробити особливо ретельно, пояснюючи зміст кожної букви, цифри і умовного знака. Надалі в процесі роботи з картою ці пояснення повинні уточнюватися.

Відсутність такого попереднього ознайомлення може призвести до деяких непорозумінь під час вирішення завдань і вправ за допомогою карти.

2. Слідом за цим учні повинні бути познайомлюсь з деякими з основних точок і ліній небесної сфери, які можуть бути показані на карті, а саме:

а ) точка "північний полюс світу " - центр зоряної карти. В даний час полюс світу лежить поблизу Полярної Зірки - a Малої Ведмедиці. Учні повинні знати, що кутова відстань між ними близько 1 градуса.

б) лінія небесного екватора - жирна синя лінія, що проходить через 0 градусів по відміні. Зірки в сузір'я всередині цієї окружності знаходяться на поверхні північної півсфери. Інша частина зоряної карти зображує частину південної півсфери до d = - 45њ.

в) лінія екліптики - жирна червона лінія, що проходить ексцентрично по відношенню до лінії небесного екватора.

г) точки весняного і осіннього рівнодення - точки перетину лінії небесного екватора і лінії екліптики.

д) точки зимового і літнього сонцестояння - точки перетину екліптики з колами відмін, що проходять через 6 і 18 годин.

ж) точки " півночі", " півдня '', " заходу ", '' сходу" - проставлені на накладному колі.

з) небесний меридіан - уявна пряма, що проходить через точки "північ " і "південь " накладного круга. Для більш зручної роботи з картою небесний меридіан можна позначити шнурком, натягнутим між названими точками.

і ) точка " зеніту " - приблизно знаходиться як центр вирізу накладного круга. Більш точно " зеніт " знаходиться як точка небесного меридіана, що має схилення, рівне географічній широті місця положення спостерігача.

3. Карта дозволяє познайомити учнів з характерними конфігураціями, які утворюють яскраві зірки в сузір'ях і з взаємним розташуванням сузір'їв. Такі вправи є хорошим тренуванням перед подальшим вивченням зоряного неба на вечірніх заняттях і хорошим засобом перевірки знань учнів. При цьому необхідно підкреслити, що в силу законів проекції ( а зоряна карта є проекція частини небесної сфери на площину ) відносні розміри сузір'їв південної півсфери сильно збільшені в порівнянні з сузір'ями північної півсфери.

4. За допомогою карти можна визначати з достатньою для шкільних візуальних спостережень точністю видимі величини зірок. Для цього достатньо порівняти зображення зірки зі шкалою умовних позначень, яка повинна бути наклеєна на накладній коло. Наприклад, необхідно відзначити і визначити видиму зоряну величину b Овна. Вибираємо у наведеній шкалою кружок, що дорівнює зображенню зірки на карті і знаходимо, що видима зоряна величина b Овна по карті дорівнює 2m.5, ??хоча насправді вона дорівнює 2m.72.

5. Карта дозволяє наближено визначати спектральні класи яскравих зірок (до третьої зоряної величини) і температурних їх поверхонь. Для цього необхідно порівняти колір внутрішнього штрихованої гуртка, що позначає цікаву для нас зірку, з прийнятими на шкалі умовними позначеннями зірок різних спектральних класів. Поруч ( в дужках) наведено зразкову значення температури поверхні зірки.

6. Карта дозволяє визначати екваторіальні координати зірок. Для того, щоб визначити пряме сходження зірки (або іншого, нанесеного на карту об'єкта зоряного неба) - a - необхідно провести пряму лінію через цікаву для нас зірку і північний полюс світу до перетину з лінією небесного екватора або з краєм зоряної карти. На підставі завданих ділення проводиться відлік величини прямого сходження.

Для визначення відмінювання зірки - d - за допомогою лінійки або циркуля вимірюємо відстань від зірки до лінії небесного екватора. Відкладаємо цю величину на нульовому колі відмін у відповідному напрямку від небесного екватора. Завдана градусна шкала дає можливість провести відлік величини відміни.

Наприклад, визначаючи екваторіальні координати Веги ( a Ліри ), знаходимо, що пряме сходження Веги a = 18h 35m, а відмінювання d = + 39њ.

7. Карта дозволяє визначити приблизно екваторіальні координати істинного Сонця в цікаву для нас дату. Для цього на екліптиці знаходимо точку з цікавить нас датою. У знайденій точці знаходиться Сонце. Визначаємо екваторіальні координати цієї точки так, як ми раніше визначали екваторіальні координати зірок ( див. п. 6).

8. Карта дозволяє визначати вид зоряного неба в цікавий для нас момент часу і дату. Наприклад, потрібно визначити вид зоряного неба 5 березня в 21 годині за місцевим часом. Знаходимо на зовнішньому краї карти дату 21 березня, а на накладному колі 21 год. Вращаем карту до тих пір, поки ці дві цифри не встануть один проти одного. У вирізі накладного круга отримаємо вигляд зоряного неба в цікавий для нас момент часу. У південній частині неба видно сузір'я Б. Пса, М. Пса, Оріона і т. д., в північній частині - Ліри, Лебедя, Геркулеса і т. д.

9. Карта дозволяє визначити час сходу, кульмінації і заходу світил. Для того, щоб визначити час сходу світила (зірка, Сонце), вращаем центральний коло до тих пір, поки зірка або точка, що відзначає положення Сонця, не потраплять на математичний горизонт ( край вирізу накладного круга ) у східній частині неба. Проти цікавить нас дати відраховуємо час сходу цього світила. Цілком аналогічно визначаємо час заходу або кульмінації світила, тільки в першому випадку зображення міститься на краю вирізу в західній частині неба, а в другому випадку зображення світила встановлюється під шнурком, на небесному меридіані. При цьому слід пам'ятати, що для незахідним світил, ми можемо визначати час як верхньої, так і нижньої кульмінацій.

Наприклад, визначимо, у скільки годин за місцевим часом кульмінірует Сіріус ( a Б. Пса ) 31 грудня. Обертанням центрального кола поміщаємо Сіріус на небесний меридіан і проти дати 31 грудня відраховуємо на накладному колі час. Сіріус кульмінірует поблизу півночі.

Якщо відомо час сходу і заходу зірки ( Сонця), то можна розрахувати проміжок часу, протягом якого зірка знаходиться над або під горизонтом ( тривалість дня чи ночі ).

10. Карта дозволяє визначати часові кути цікавлять нас світил у будь-який момент часу. Для цього встановлюємо карту на заданий час і дату і визначаємо ( в годинній мірі) кут між меридіаном і прямою лінією, проведеної через полюс світу і світило. Необхідно пам'ятати, що вартові кути відраховуються від меридіана в напрямку добових рухів світил. Наприклад, в місцеву опівночі 20 лютого часовий кут Кастора ( a Близнюків ) близько 2h 30m

11. Карта дозволяє визначати азимути сходу і заходу будь-якого цікавить нас світила за умови, що для даної географічної широти це світило є заходящим і що нам відомо положення цього світила. Для цього необхідно знайти азимути точок перетину добової паралелі світила з математичним горизонтом у східній та західній частинах неба. Для цього обертанням зоряної карти поміщаємо світило на край вирізу накладного круга і, користуючись нанесеними значеннями азимутів, виробляємо відлік шуканої величини. Слід звернути увагу учнів на те, що азимути точок сходу і заходу зірок залишаються незмінними протягом року.

Для того щоб визначити, азимути точок сходу і заходу Сонця, необхідно знайти ту точку екліптики, в якій знаходиться Сонце в дану дату ( див. п. 7). Після цього визначаємо азимути сходу і заходу цієї точки так, як ми це робили у випадку зірок. Цілком аналогічно вирішується дана задача і в разі будь-якого іншого світила (Місяць, планета, комета і т.д.). Попередньо по відомим екваторіальним координатами його на дану дату, які можна взяти з " Шкільного астрономічного календаря", наголошується положення даного нас світила серед зірок. Після цього визначаємо азимути точок сходу і заходу цього світила так, як це робилося у випадку зірок.

12. Карта дозволяє простежити, як на даній широті змінюються азимути точок сходу і заходу Сонця протягом року. Для цього вращаем зоряну карту і спостерігаємо зміщення точки перетину екліптики з лінією вирізу накладного круга. Одночасно фіксуємо змінюються азимути і деякі дати, в які Сонце сходить і заходить на певних азимутах. Доцільно звернути увагу школяра на дати, в які азимути точок сходу і заходу Сонця рівні відповідно 270o і 90њ (дні рівнодень ). Можна показати також, що в дні сонцестоянь азимути точок сходу і заходу Сонця досягають своїх граничних (для даної широти) значень. Наприклад, 22 грудня на широті Москви Сонце сходить у точці з азимутом 30 градусів.

13. Карта дозволяє простежити зміну висоти кульмінації Сонця на даній географічній широті протягом року. Для цього вращаем власне карту і стежимо за точкою перетину екліптики з меридіаном. Учні будуть бачити, що положення цієї точки по відношенню до горизонту ( висота її ) у різні дати року будуть різними. Особливо необхідно відзначити, що в дні сонцестоянь висоти приймають екстремальні значення.

14. Карта дозволяє визначати наближені значення прямого сходження середнього екваторіального Сонця в будь-яку, цікаву для нас дату. Для цього достатньо провести відлік величини a проти цікавить нас дати на краю зоряної карти.



Висновок

В ході даної курсової роботи був підібрано зміст і методика проведення спостережень з вивчення зоряного неба на позакласних заняттях з астрономії в 11 класі. Це було досягнуто посредствам поставлених завдань:

1. Визначення вмісту проведення спостережень з вивчення зоряного неба

2. Опис методик проведення спостережень

3. Розробка найбільш ефективного методу для навчання, виховання і розвитку учнів на позакласному занятті з астрономії.



Список использованных источников

1. Адрианов, Н. К. Астрономические наблюдения в школе / Н. К. Андрианов, А. Д. Марленский. -М. : Просвещение, 1987.-112 с.

2. Галузо, И. В. Астрономия в 11 классе: планирование и методика проведения уроков / И. В. Галузо, В. А. Голубев, А. А. Шимбалев. - Минск :Аверсэв, 2006. -254 с.

3. Галузо, И. В. Астрономические наблюдения в школе / И. В. Галузо, В. А. Голубев, А. А. Шимбалев-Минск : Нац. Ин-т образования, 2009. -76 с.

4. Дагаев, М. М. Наблюдение звездного неба / М. М. Дагаев. - М. : Наука, 1978. -176 с.

5. Жуков, Л. В. Организация и проведение школьных астрономических наблюдений / Л. В. Жуков, И. И. Соколова. - Ленинград : ЛГПИ им. А. И. Герцена, 1990.- 88 с.

6. Куликовский, П. Г. Справочник любителя астрономии / П. Г. Куликовский; под ред. В. Г. Сурдина. - М. :Эдиториал УРСС, 2002. - 688 с.

7. Цесевич, В. П. Что и как наблюдать на небе: руководство к применению любительских наблюдений небесных светил / В. П. Цесевич. - М. : Наука, 1984. - 304 с.

Размещено на Allbest.ru