Практическое занятие №1: Наблюдения — основа астрономии. Телескопы.
план-конспект занятия

Практическое занятие №1: Наблюдения — основа астрономии. Телескопы.

Цели занятия:

• Общеобразовательные
• Разъяснить роль наблюдений в жизни человека.
• Продемонстрировать роль наблюдений в исследовании астрономических объектов.
• Дать начальные сведения о телескопах, их видах и возможностях, их ключевых свойствах и правилах работы с ними
• Воспитательные
• Освоение методов успешного взаимодействия в ходе учебной взаимодеятельности
• Развивающие
• Уметь подготовить телескоп к наблюдениям, устанавливать его, наводить на цель,
• Фиксировать итоги наблюдений и представлять их правильное обоснование.

Теоретическая справка:

Чтобы отыскать на небе светило, надо указать, в какой стороне горизонта и как высоко над ним оно находится. С этой целью используется система горизонтальных координат – азимут и высота. Для наблюдателя, находящегося в любой точке Земли, нетрудно определить вертикальное и горизонтальное направления. Первое из них определяется с помощью отвеса и изображается на чертеже (рис. 1.3) отвесной линией ZZ', проходящей через центр сферы (точку О). Точка Z, расположенная прямо над головой наблюдателя, называется зенитом. Плоскость, которая проходит через центр сферы перпендикулярно отвесной линии, образует при пересечении со сферой окружность – истинный, или математический, горизонт. Высота светила отсчитывается по окружности, проходящей через зенит и светило, и выражается длиной дуги этой окружности от горизонта до светила. Эту дугу и соответствующий ей угол принято обозначать буквой h. Высота светила, которое находится в зените, равна 90°, на горизонте – 0°. Положение светила относительно сторон горизонта указывает его вторая координата – азимут, обозначаемый буквой А. Азимут отсчитывается от точки юга в направлении движения часовой стрелки, так что азимут точки юга равен 0°, точки запада – 90° и т. д.

Горизонтальные координаты указывают положение светила на небе в данный момент и вследствие вращения Земли непрерывно меняются. На практике, например в геодезии, высоту и азимут измеряют специальными угломерными оптическими приборами – теодолитами. 

Основным прибором, который используется в астрономии для наблюдения небесных тел, приема и анализа приходящего от них излучения, является телескоп. Слово это происходит от двух греческих слов: tele – далеко и skopeo – смотрю.                        

Телескоп применяют, во-первых, для того, чтобы собрать как можно больше света, идущего от исследуемого объекта, а во-вторых, чтобы обеспечить возможность изучать его мелкие детали, недоступные невооруженному глазу. Чем более слабые объекты дает возможность увидеть телескоп, тем больше его проницающая сила. Возможность различать мелкие детали характеризует разрешающую способность телескопа. Обе эти характеристики телескопа зависят от диаметра его объектива.

Чем меньше размер изображения светящейся точки (звезды), которое дает объектив телескопа, тем лучше его разрешающая способность. Если расстояние между изображениями двух звезд меньше размера самого изображения, то они сливаются в одно. Минимальный размер изображения звезды (в секундах дуги) можно рассчитать по формуле:

Где λ – длина световой волны, a D – диаметр объектива. У школьного телескопа, диаметр объектива которого составляет 60 мм, теоретическая разрешающая способность будет равна примерно 2Ѕ.

Если в качестве объектива телескопа используется линза, то он называется рефрактор (от латинского слова refracto – преломляю), а если вогнутое зеркало, – то рефлектор (reflecto – отражаю).

Увеличение, которое дает телескоп, равно отношению фокусного расстояния объектива к фокусному расстоянию окуляра:

Телескоп увеличивает видимые угловые размеры Солнца, Луны, планет и деталей на них, но звезды из-за их колоссальной удаленности все равно видны в телескоп, как светящиеся точки.

Вопросы:

1. В чем состоят особенности астрономии? 2.Какие координаты светил называются горизонтальными? 
3. Опишите, как координаты Солнца будут меняться в процессе его движения над горизонтом в течение суток. 4. По своему линейному размеру диаметр Солнца больше диаметра Луны примерно в 400 раз. Почему их угловые диаметры почти равны?  5. Для чего используется телескоп?  6. Что считается главной характеристикой телескопа? 
7. Почему при наблюдениях в школьный телескоп светила уходят из поля зрения? 

Задания для самостоятельной работы.

Задание 1

1. Каково увеличение телескопа, если в качестве его объектива используется линза, оптическая сила которой 0,4 дптр, а в качестве окуляра линза с оптической силой 10 дптр? 2. Во сколько раз больше света, чем школьный телескоп-рефрактор (диаметр объектива  60 мм), собирает крупнейший российский телескоп-рефлектор (диаметр зеркала 6 м)? 

Задание 2: Измерив оптическую силу объектива и окуляра школьного телескопа, определите увеличение, которое он дает.