Памятка "Как писать исследовательскую работу"

Основные этапы исследовательской работы:

1. Актуализация проблемы (выявить проблему и определить направление будущего исследования).

2. Определить сферы исследования (сформулировать основные вопросы, ответы на которые мы хотели бы найти).

3. Выбор темы исследования (попытаться как можно строже обозначить границы исследования)

4. Выработка гипотезы (разработать гипотезу или гипотезы, в том числе должны быть высказаны и нереальные – провокационные идеи).

5. Выявление и систематизация подходов к решению (выбрать методы исследования).

6. Определить последовательность проведения исследования.

7. Сбор и обработка информации (зафиксировать полученные знания).

8. Анализ и обобщение полученных материалов (структурировать полученный материал, используя известные логические правила и приемы).

9. Подготовка отчета (дать определения основным понятиям, подготовить сообщение по результатам исследования).

10. Доклад (защитить результаты публично перед сверстниками и взрослыми, ответить на вопросы).

Подготовка к защите исследовательской работы

1.Введение:

• почему выбрана эта теме?
• какие вопросы, задачи стояли передо мной?
• актуальность выбранной темы
• можно провести обзор литературы, основных используемых источников

2.Общий обзор по содержанию работы:

• «интересно было работать над…» (Почему?)
• «испытал трудности при выполнении…» (Почему?)
• какие вопросы рассматривались в каждом пункте основной части (краткая характеристика)

3. Заключение (подвести итог своей деятельности):

• показать методы своей работы (теоретические и практические)
• провести анализ результатов по достижению поставленных целей и задач: выполнены ли задачи, насколько выполнены, найден ответ или нет, оценить свой вклад в работу.
• перспективы работы: « работа на этом не закончена и будет дальше развита мною в…»
• значимость: где можно использовать эту работу?
• чему научился в результате своей деятельности? (работать с литературой, вести поисковую работу, выбирать нужный материал из большого объёма информации, систематизировать информацию, оформлять работу по требуемым стандартам…)

Как писать исследовательскую работу.

Дорогой друг, ты стоишь на пороге удивительного и увлекательного мира науки, в котором есть свои законы и правила, они кажутся сложными и непостижимыми. Ты растерян и не знаешь с чего начать работу? Наша памятка поможет тебе совершить много новых и интересных открытий.

1. Установочная консультация.

На ней ты можешь узнать у педагога требования к оформлению работы, познакомиться с основными особенностями и сложностями работы в выбранном направлении, критериями оценивания исследовательских работ.

2. Выбор темы.

Определи для себя проблему и тематику будущей работы, выбери объект и предмет исследования.

Попробуй выдвинуть гипотезу, сформулировать цель и задачи работы.

Определи, какие методы и методики исследования ты будешь использовать в своей работе.

3. Консультация.

Покажи педагогу результаты твоей самостоятельной работы, если есть затруднения, попроси помощи. На этой консультации ты должен точно уяснить сущность научной проблемы, уточнить параметры темы.

Вместе с руководителем составьте примерный план работы, в котором будут определены основные направления работы и сроки их выполнения.

Обрати внимание на рекомендации педагога относительно наиболее значимой по теме литературы, а так же советы относительно предполагаемой структуры работы.

4.Изучение литературы по теме:

Подбери литературу по изучаемой теме, познакомься с ее содержанием. При чтении литературы выдели основные идеи и положения, доказательства, аргументы и выводы, чтобы затем сосредоточить на них внимание.

Классифицируй выписки, сделанные при чтении рассматриваемых источников, пользуясь закладками, отметь наиболее существенные места или сделай выписки. Проанализируй собранный материал, подумайте и сделайте обобщенные выводы.

5. Составление корпуса черновых материалов

Составь план работы.

Если работа предполагает наличие эксперимента, обрати внимание на своевременность его проведения! Экспериментальная часть работы должна логически вытекать из теоретической, и результаты практической части должны быть обработаны и приведены в работе в полном объёме.

Сформируй компактный текст со всеми важными смысловыми оттенками и сохранением логики исследовательской мысли. В тексте должны найти место изложение и систематизация всех изученных тобой материалы, а так же твоя концепция.

6. Консультация

На этом этапе руководитель работы проверит черновой вариант работы, обратит твоё внимание на ошибки, недочёты, и предложит пути их устранения.

Совместно с педагогом вы откорректируете тему, цели, задачи работы.

Не забудь уточнить у руководителя правила оформления работы: структура, оформление ссылок, приложения, списка литературы, форматирование текста.

7. Оформление чистового варианта работы.

Оформи работу. Прочитай текст и отредактируй его. Обрати внимание на наличие ошибок и опечаток, корректность цитирования первоисточников, правильность оформления ссылок, соблюдение языковых и литературных норм.

8. Консультация

Предоставь чистовой вариант работы руководителю работы для составления рецензии.

9.Публичная защита

Выбери стиль выступления, который должен сочетать принципы научности и доступности.

Структура доклада должна включать в себя – научное обоснование проблемы, историографию вопроса, собственную концепцию, заключение.

Основные положения твоего доклада представь в виде компьютерной презентации.

Примерный план исследовательской работы.

1. Вводная часть. Обоснование выбора темы:

• ее актуальность, связь с настоящим, значимость в будущем, современные подходы к решению проблемы;
• новые, современные подходы к решению проблемы;
• наличие противоречивых точек зрения на проблему в науке и желание в них разобраться;
• противоположность бытовых представлений и научных данных о заинтересовавшем факте истории;
• личные мотивы и обстоятельства возникновения интереса к данной теме.

2. Основная часть:

• суть проблемы или изложение объективных исторических сведений по теме работы;
• критический обзор источников;
• собственные сведения, версии, оценки.

3. Заключение:

• основные выводы;
• результаты и личная значимость проделанной работы;
• перспективы продолжения работы над темой.

4. Список использованной литературы.

5. Приложения: документы, иллюстрации, таблицы, схемы и т. д. (по желанию).

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Березовская средняя общеобразовательная школа № 4»

Научно-исследовательская работа

        Роль  телескопов  в  освоении  вселенной

        Проект подготовил:

 Вашкевич Сергей

Ученик 3 «А» класса МБОУ БСОШ №4

        Руководитель проекта

Гранкина Т.А.

Учитель начальных классов

Березовка, 2015

Оглавление

1. Введение…………………………………….3-5
2. Понятие ……………………………………...6
3. История………………………………………6-7
4. Виды телескопов…………………………….7-13
5. Заключение                                                     15

ВВЕДЕНИЕ

История Земли, как и других планет Солнечной системы, насчитывает около пяти с половиной миллиардов лет. У наших предков давно появились некоторые догадки о планетах и звездах, ведь человечество постоянно задавалось вопросом о том, что находится у него над головой. Правда, ответы на них не всегда оказывались обоснованными и поддающимися проверке. Представления древних о планете поражают разнообразием. Они считали, что Земля — большая, маленькая, шарообразная и плоская как блин, и даже цилиндрическая! Более того, по одной из версий наша планета то ли покоилась на панцире огромной черепахи, то ли плавала в океане... А еще одна теория гласила, что Земля представляет собой сферу, состоящую из скалистых пород, в которой плещется море лавы. И то ли так и было всегда, то ли облик Земли менялся много раз в соответствии с каждой из гипотез...

Луна, спутница Земли, тоже сыграла свою роль в формировании представлений о жизни неба над нами: похожая на звезду, она ассоциировалась с женщиной, с плодородием, с посевами и временами года. Луна стала символом контрастов, ведь ее связывали с рождением и смертью, чистотой и чувственностью, верностью и непостоянством, фантазией и рационализмом. Но кроме всего этого, спутник Земли стал важным небесным средством измерения времени, определения времен года, периодов посева и сбора урожая и даже удачной рыбной ловли. Сегодня людям больше известно о значении Луны: если бы ее не было, орбита Земли была бы слишком непостоянной, не было бы приливов и отливов, а движение Земли имело несколько иной характер; более того, мы бы не смогли наблюдать солнечных затмений... Теперь мы знаем главные свойства и особенности взаимодействия двух важнейших для нас небесных тел — Земли и Луны.

В астрономии произошла настоящая революция, когда на помощь глазу пришел телескоп. Телескоп сегодня является одним из самых интересных оптических приборов. Телескоп – это основной прибор, который используется в астрономии для наблюдения небесных тел, приёма и анализа происходящего от них излучения. Так же при помощи телескопов проводят исследования спектральных излучений, рентгеновские фотографии, фотографии небесных объектов в ультрофиалете и др.

Простейшие телескопы, конечно, не способны зафиксировать ценные изменения с точки зрения науки, однако они, все же, скажут Вам больше о звездном небе, чем обычный невооруженный взгляд.

Всё началось с того что я увидел в магазине разные телескопы, большие и маленькие. Телескоп мне подарили на день рождения. С помощью телескопа я собираюсь провести наблюдения за небесными телами. Моё внимание привлекли три объекта - Луна, Орион и Большая Медведица. Первым объектом моих наблюдений стала Луна. Не вооруженным глазом с Земли мы видим тёмные и светлые пятна на поверхности. Глядя в телескоп, я увидел многочисленные кратеры и лунные моря. Самые большие и заметные кратеры это кратеры Коперника (большой и малый). Образовались они в результате столкновения огромного метеорита и Луны. А моря получились из-за извержений вулканов на Луне.  Лава и образовала ровную поверхность, которую люди и назвали морями.

Ещё одним объектом моих наблюдений стало созвездие Большая Медведица. Оказывается оно не стоит на месте. Оно двигается с запада на восток и при этом разворачивается на бок. Я пытался найти в этом созвездии красивую туманность Сова, и две спиральных галактики м101 и м81. Кроме того я узнал что созвездие Большой Медведицы используется на флагах Аляски, Беломорской Карелии и ирландскими организациями.

Интересным объектом наблюдений оказался Орион. Это созвездие напоминает воина, держащего в одной руке щит, а в другой меч. Летом оно находиться на границе небесного экватора, поэтому видна лишь его часть. А зимой его можно увидеть во всей красе. Мне захотелось наблюдать за туманностями Ориона и петлёй Барнарда. И ещё я начал наблюдение за яркой звездой Бетелгейзе, потому что она скоро может превратится в сверхновую (стать планетарной туманностью). Туманности Ориона  - интересные объекты наблюдений, из-за того что внутри них идёт процесс рождения новых звёзд.

 Цель: узнать больше об инструменте для изучения космоса - телескопе.

Задачи:

• узнать об истории изобретения телескопа;
• узнать виды телескопов;
• практическая работа - собрать свой телескоп;
• изучить специальную литературу.

Гипотеза: все ли космические объекты видят наши глаза?

План:

• Найти печатную и электронную информацию о телескопе.
• Познакомиться с кино- и телефильмами по теме исследования.
• Провести наблюдения за небесными телами.

Понятие

Телеско́п (от др.-греч. τῆλε[tele]— далеко + σκοπέω[skopein]— смотрю)— инструмент, который помогает в наблюдении удаленных объектов путем сбора электромагнитного излучения (например, видимого света).

Существуют телескопы для всех диапазонов электромагнитного спектра:

• оптические телескопы,
• радиотелескопы,
• рентгеновские телескопы,
• гамма-телескопы.

Кроме того, детекторы нейтрино часто называют нейтринными телескопами. Также, телескопами могут называть детекторы гравитационных волн.

Оптические телескопические системы используют в астрономии (для наблюдения за небесными светилами, в оптике для различных вспомогательных целей: например, для изменения расходимости лазерного излучения. Также, телескоп может использоваться в качестве зрительной трубы, для решения задач наблюдения за удалёнными объектами. Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа были обнаружены в записях Леонардо Да Винчи. Построил телескоп в 1608 Ханс Липперсгей. Также создание телескопа приписывается его современнику Захарию Янсену.

История

Годом изобретения телескопа, а вернее зрительной трубы, считают 1608 год, когда голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей продемонстрировал своё изобретение в Гааге. Тем не менее в выдаче патента ему было отказано, в силу того что и другие мастера, как Захарий Янсен из Мидделбурга и Якоб Метиус из Алкмара, уже обладали   экземплярами подзорных труб, а последний вскоре после Липперсгея подал в Генеральные штаты (голландский парламент) запрос на патент. Позднейшее исследование показало, что, вероятно, подзорные трубы были известны ранее, ещё в 1605 году. В «Дополнениях в Вителлию», опубликованных в 1604г. Кеплер рассмотрел ход лучей в оптической системе, состоящей из двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа (причем как однолинзового, так и двухлинзового) были обнаружены ещё в записях Леонардо да Винчи датируемых 1509-м годом. Сохранилась его запись: «Сделай стекла, чтобы смотреть на полную Луну» («Атлантический кодекс»).

Первым, кто направил зрительную трубу в небо, превратив её в телескоп, и получил новые научные данные стал Галилей. В 1609 году он создал свою первую зрительную трубу с трёхкратным увеличением. В том же году он построил телескоп с восьмикратным увеличением длиной около полуметра. Позже им был создан телескоп, дававший 32-кратное увеличение: длина телескопа была около метра, а диаметр объектива— 4,5см. Это был очень несовершенный инструмент, обладавший всеми возможными аберрациями, тем не менее, с его помощью Галилей сделал ряд открытий.

        Название «телескоп» предложил в 1611 году греческий математик Джованни Демизиани для одного из инструментов Галилея, показанном на банкете в Академии деи Линчеи. Сам Галилей использовал для своих телескопов термин лат.perspicillum.

Виды телескопов

Оптические телескопы

Телескоп представляет собой трубу (сплошную, каркасную или ферму), установленную на монтировке, снабжённой осями для наведения на объект наблюдения и слежения за ним. Визуальный телескоп имеет объектив и окуляр. Задняя фокальная плоскость объектива совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра. В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом. Телескоп фокусируется при помощи фокусера (фокусировочного устройства).

        По своей оптической схеме большинство телескопов делятся на:

• Линзовые (рефракторы или диоптрические)— в качестве объектива используется линза или система линз.
• Зеркальные (рефлекторы или катаптрические)— в качестве объектива используется вогнутое зеркало.
• Зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрические)— в качестве объектива используется сферическое зеркало, а линза, система линз или мениск служит для компенсации аберраций.

        Кроме того, для наблюдений за Солнцем профессиональные астрономы используют специальные солнечные телескопы, отличающиеся конструктивно от традиционных звездных телескопов.

        В любительской астрономии помимо сфокусированного изображения используется несфокусированное, полученное выдвижением окуляра— для оценки блеска туманных объектов, например, комет, сравнением с блеском звёзд. Для подобной оценки блеска Луны в полнолуние, например, во время лунного затмения, используется «перевёрнутый» телескоп— наблюдение Луны в объектив.

Радиотелескопы

Радиотелескопы Very Large Array в штате Нью-Мексико, США.

22-метровый телескоп ПРАО РТ-22, работающий в сантиметровом диапазоне

Для исследования космических объектов в радиодиапазоне применяют радиотелескопы. Основными элементами радиотелескопов являются принимающая антенна и радиометр— чувствительный радиоприемник, перестраиваемый по частоте, и принимающая аппаратура. Поскольку радиодиапазон гораздо шире оптического, для регистрации радиоизлучения используют различные конструкции радиотелескопов, в зависимости от диапазона. В длинноволновой области (метровый диапазон; десятки и сотни мегагерц) используют телескопы составленные из большого числа (десятков, сотен или, даже, тысяч) элементарных приемников, обычно диполей. Для более коротких волн (дециметровый и сантиметровый диапазон; десятки гигагерц) используют полу- или полноповоротные параболические антенны. Кроме того, для увеличения разрешающей способности телескопов, их объединяют в интерферометры. При объединении нескольких одиночных телескопов, расположенных в разных частях земного шара, в единую сеть, говорят о радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ). Примером такой сети может служить американская система VLBA (англ.Very Long Baseline Array). С 1997 по 2003 год функционировал японский орбитальный радиотелескоп HALCA (англ.Highly Advanced Laboratory for Communications and Astronomy), включенный в сеть телескопов VLBA, что позволило существенно улучшить разрешающую способность всей сети. Российский орбитальный радиотелескоп Радиоастрон также планируется использовать в качестве одного из элементов гигантского интерферометра.

Космические телескопы

См. также: Астрономический спутник

The Einstein Observatory, рентгеновский телескоп первоначально названный HEAO B (High Energy Astrophysical Observatory B)— Обсерватория Эйнштейна

Космический телескоп Хаббл, вид с космического шаттла Дискавери во время второй миссии по обслуживанию телескопа (STS-82)

        Земная атмосфера хорошо пропускает излучения в оптическом (0,3—0,6 мкм), ближнем инфракрасном (0,6—2 мкм) и радио (1 мм— 30 м) диапазонах. Однако с уменьшением длины волны прозрачность атмосферы сильно снижается, вследствие чего наблюдения в ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма диапазонах становятся возможными только из космоса. Исключением является регистрация гамма-излучения сверхвысоких энергий, для которого подходят методы астрофизики космических лучей: высокоэнергичные гамма-фотоны в атмосфере порождают вторичные электроны, которые регистрируются наземными установками по черенковскому свечению. Примером такой системы может служить телескоп CACTUS.

        В инфракрасном диапазоне также сильно поглощение в атмосфере, однако, в области 2-8 мкм имеется некоторое количество окон прозрачности (как и в миллиметровом диапазоне), в которых можно проводить наблюдения. Кроме того, поскольку большая часть линий поглощения в инфракрасном диапазоне принадлежит молекулам воды, инфракрасные наблюдения можно проводить в сухих районах Земли (разумеется, на тех длинах волн, где образуются окна прозрачности в связи с отсутствием воды). Примером такого размещения телескопа может служить Южнополярный телескоп (англ.South Pole Telescope), установленный на южном географическом полюсе, работающий в субмиллиметровом диапазоне.

        В оптическом диапазоне атмосфера прозрачна, однако из-за Рэлеевского рассеяния она по-разному пропускает свет разной частоты, что приводит к искажению спектра светил (спектр сдвигается в сторону красного). Кроме того, атмосфера всегда неоднородна, в ней постоянно существуют течения (ветры), что приводит к искажению изображения. Поэтому разрешение земных телескопов ограничено значением приблизительно в 1 угловую секунду, независимо от апертуры телескопа. Эту проблему можно частично решить применением адаптивной оптики, позволяющей сильно снизить влияние атмосферы на качество изображения, и поднятием телескопа на большую высоту, где атмосфера более разреженная— в горы, или в воздух на самолетах или стратосферных баллонах. Но наибольшие результаты достигаются с выносом телескопов в космос. Вне атмосферы искажения полностью отсутствуют, поэтому максимальное теоретическое разрешение телескопа определяется только дифракционным пределом: φ=λ/D (угловое разрешение в радианах равно отношению длины волны к диаметру апертуры). Например, теоретическая разрешающая способность космического телескопа с зеркалом диаметром 2.4 метра (как у телескопа Хаббл) на длине волны 555 нм составляет 0.05 угловой секунды (реальное разрешение Хаббла в два раза хуже— 0.1 секунды, но все равно на порядок выше, чем у земных телескопов).

        Вынос в космос позволяет поднять разрешение и у радиотелескопов, но по другой причине. Каждый радиотелескоп сам по себе обладает очень маленьким разрешением. Это объясняется тем, что длина радиоволн на несколько порядков больше, чем видимого света, поэтому дифракционный предел φ=λ/D намного больше, даже несмотря на то, что размер радиотелескопа тоже в десятки раз больше, чем у оптического. Например, при апертуре 100 метров (в мире существуют только два таких больших радиотелескопа) разрешающая способность на длине волны 21 см (линия нейтрального водорода) составляет всего 7 угловых минут, а на длине 3 см — 1 минута, что совершенно недостаточно для астрономических исследований (для сравнения, разрешающая способность невооруженного глаза 1 минута, видимый диаметр Луны— 30 минут). Однако, объединив два радиотелескопа в радиоинтерферометр, можно существенно повысить разрешение— если расстояние между двумя радиотелескопами (так называемая база радиоинтерферометра) равна L, то угловое разрешение определяется уже не формулой φ=λ/D, а φ=λ/L. Например при L=4200км и λ=21см максимальное разрешение составит около одной сотой угловой секунды. Однако, для земных телескопов максимальная база не может, очевидно, превышать диаметр Земли. Запустив один из телескопов в дальний космос, можно значительно увеличить базу, а следовательно, и разрешение. Например, разрешение космического телескопа Радиоастрон при работе совместно с земным радиотелескопом в режиме радиоинтерферометра (база 390 тыс. км) составит от 8 до 500 микросекунд дуги в зависимости от длины волны (1,2-92 см). (для сравнения— под углом 8 мкс виден объект размером 3м на расстоянии Юпитера, или объект размером с Землю на расстоянии Альфа Центавра).

 Заключение

Я получил большой бесценный опыт, да и научился многому. Делать что-то своими руками – это всегда увлекательно, интересно и полезно. Мною были выполнены все поставленные задачи. Я изучил литературу, исследовал системы и этапы изготовления телескопа. Я считаю, что мной проделанная работа окажет значимую помощь начинающим в изготовлении самодельного телескопа с минимальными затратами, ошибками и с качеством получаемого изображения, которой ни чуть не уступит фабричному.

Список использованной литературы:

1. Колесников Ю.В. Космос – Земле. - М.: Детская литература, 1987. 127с.

2. Энциклопедия для детей: Космонавтика. 2-е изд./ред.коллегия М.Аксенова и др.- М.: Аванта+, 2007. 448с.
3. Большая советская энциклопедия, под ред. М.: Советская энциклопедия, 1987.
4. Почему? Вселенная. Веселая энциклопедия в комиксах. - М.: Диалектика, 2009. 160с.
5. Детская энциклопедия от Тины Канделаки для самых умных. Звезды и планеты. М.: АСТ. 2008. 64с.
6. Перельман Я.И. Занимательная астрономия. 7-е изд. - М.: Гос. изд-во техн.-теоретич. лит., 1954. - 212 с.
7. Материалы сайтов www.wikipedia.ru; www.realsky.ru; www.full-moon.ru; www.astrotime.ru