Методическая разработка к уроку астрономии "Глаза Вселенной.Телескопы."
методическая разработка

Министерство образования Республики Мордовия

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Республики Мордовия

«Рузаевский техникум железнодорожного и городского транспорта им.А.П.Байкузова»

Методическая разработка по астрономии

на тему :

«Глаза Вселенной. Телескопы и их характеристики.»

Подготовила Силантьева Т.П., преподаватель физики и астрономии.

                                   Пояснительная записка

              Лекционная форма проведения  данного урока целесообразна при изучении нового материала,  мало связанного с ранее изученным,   подаче информации крупными блоками, в плане реализации теории укрупнения дидактических единиц в обучении; выполнении определенного вида заданий по одной или нескольким темам; применении изученного материала при решении практических задач.

Основные этапы:

-создание проблемной ситуации при постановке темы, цели и задач лекции;

ее разрешение при реализации намеченного плана лекции;

-применение приобретенных знании;

-обобщение и систематизация изученного;

-формирование домашнего задания постановкой вопросов для самопроверки, сообщение списка рекомендуемой литературы и перечня заданий из учебника.

                                   Содержание

      Тема урока :Глаза Вселенной. Телескопы и их характеристики.

Тип занятия:    Урок-лекция новых знаний (комбинированный) .

Цели занятия:    сформировать представления студентов об устройстве и применении  телескопов, изучить их основные характеристики и назначение.

Развить аналитическое мышление, воспитать национальное достоинство , любовь и гордость за свою Родину.

Интеграционные связи: межпредметные связи с историей, математикой, физикой, литературой, химией и др.

Оснащение: интерактивная доска, мультимедиа.

Задачи:

1 Научить  понимать определения терминов и понятий : рефрактор, рефлектор, катадиоптрики.

2 Развить умения работать с различными источниками информации, самостоятельно делать выводы, обосновывая их фактами.

3  Стимулировать  стремление и способность к образованию, в том числе

самообразованию, на протяжении всей жизни;

     План учебного занятия.

1. Введение.

2. Основная часть.

1) Три основных  назначения  телескопов.

2) Виды телескопов и их характерные особенности.

 3) Технические параметры телескопов.

3 . Астрономические обсерватории России.

1).Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН (ГАО РАН). ( Кисловодская горная астрономическая станция).

2).Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН

3). Астрономическая обсерватория Казанского университета.

4). Звенигородская  астрономическая обсерватория.

4. Решаем задачи на уроке астрономии.

5. Подведение итогов урока.

 6.  Список литературы.

1.Введение.

  Из истории развития астрономии.

      Далекие неизведанные миры и яркие звезды, загадочные небесные тела и бесконечная Вселенная… Что может быть интереснее? И разве легко найти более интригующую тему? Звездное небо – зрелище всегда завораживающее, способное увлечь и пытливый детский ум, и пылких юных романтиков, и людей постарше. А потому неудивительно, что почти каждый из нас порой обращает взор ввысь, пусть даже неосознанно пытаясь проникнуть в тайны мироздания. И лучшим помощником в таком исследовании может стать телескоп.

Телескоп (от древнегреческого «далеко смотрю») — прибор, с помощью которого можно наблюдать отдалённые объекты путём сбора электромагнитного излучения (например, видимого света).

А начиналось вся история так…

В1509 году Леонардо Да Винчи создал самые первые чертежи простейшего линзового телескопа. Сохранилась его запись: «Сделай стекла, чтобы смотреть на полную Луну» («Атлантический кодекс»).

В августе 1609 года Галилео Галилей изготовил первый в мире полноценный телескоп. Сначала, это была всего лишь зрительная труба — комбинация очковых линз, сегодня бы ее назвали рефрактор. До Галилео, скорее всего, мало кто догадался использовать на пользу астрономии эту развлекательную трубку.

Благодаря прибору, сам Галилей открыл горы и кратеры на Луне, доказал сферичность Луны, открыл четыре спутника Юпитера, кольца Сатурна и сделал множество других полезных открытий. Именно Галилео открыл век рефрактора в астрономии — 17 век..

В 1641 году  Ян Гевелий построил свою первую обсерваторию, где телескопы были огромных размеров, самый большой из них имел 45 метров в длину. Это был «воздушный телескоп» без трубы и без жёсткой связи объектива и окуляра. Телескоп подвешивался на столбе при помощи системы канатов и блоков. Для управления такими телескопами использовались специальные команды из отставных матросов, знакомых с обслуживанием такелажа.

К 1656 году Христиан Гюйгенс сделал телескоп, увеличивающий в 100 раз наблюдаемые объекты, размер его был более 7 метров, апертура около 150 мм.

Этот телескоп уже относят к уровню сегодняшних любительских телескопов для начинающих. К 1670-х годам был построен уже 45-метровый телескоп, который еще больше увеличивал объекты и давал больший угол зрения.

В 1704 году Исаак Ньютон сумел дать новую жизнь телескопам с помощью зеркала. Его первый рефлектор имел диаметр всего четыре сантиметра. А первое зеркало для телескопа диаметром 30 мм он сделал из сплава меди, олова и мышьяка в 1704 году. Изображение стало четким. Кстати, его первый телескоп до сих пор бережно хранится в астрономическом музее Лондона.

Годом рождения нового типа телескопа принято считать 1720 год, когда англичане построили первый функциональный рефлектор диаметром в 15 сантиметров.

К 1758 году Джордж Доллонд ,с изобретением двух новых сортов стекла: легкого — крон и тяжелого — флинта, создал двухлинзовые объективы. Его двухлинзовый объектив, впоследствии назвали  доллондовым.

В1781 году Уильям Гершель начал изготовление рефлекторов большего размера.

Гершель собственноручно в мастерской сплавлял зеркала из меди и олова. Главный труд его жизни – большой телескоп с зеркалом диаметром 122 см.

Благодаря этому телескопу, Гершель открыл шестой и седьмой спутники планеты Сатурн.

В 1856 году Леон Фуко  попробовал вставить в рефлектор зеркало из посеребренного стекла. И опыт удался. Уже в 90-х годах астроном-любитель из Англии построил рефлектор для фотографических наблюдений со стеклянным зеркалом в 152 сантиметра в диаметре. Очередной прорыв в телескопостроении был очевиден.

В конце 19 века Кроссли, астроном-любитель, обратил свое внимание на алюминиевые зеркала. Купленное им вогнутое стеклянное параболическое зеркало диаметром 91 см сразу было вставлено в телескоп.

С 1908 по 1935 года различные обсерватории мира соорудили более полутора десятков рефлекторов. Самый большой телескоп установлен в обсерватории Моунт-Вильсон, его диаметр 256 сантиметров.

                                        2 Основная часть

1)   Назначение телескопов.

Телескоп имеет три основных назначения:

- собирать излучение от небесных светил на приемное устройство (глаз, фотографическую пластинку, спектрограф и др.);

- строить в своей фокальной плоскости изображение объекта или определенного участка неба;

- помогать различать объекты, расположенные на близком угловом расстоянии друг от друга и поэтому неразличимые невооруженным глазом.

2)    Виды телескопов и их характерные  особенности.

Телескоп. В основе  конструкции многих телескопов лежат линзы и зеркала различного размера, а также всевозможные варианты их комбинирования. Это так называемые оптические телескопы. Линзы и зеркала необходимы им для сбора света и увеличения изображения таким образом, чтобы его можно было рассмотреть в окуляр. Они предназначены для тех, кто увлекается астрономией, и позволяют начать знакомство со звездным небом или оттачивать отдельные навыки изучения небесных объектов, светил и явлений.

Оптические телескопы можно разделить на несколько групп:

- линзовые телескопы (рефракторы);

- зеркальные телескопы (рефлекторы);

- зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрики).

Рефракторы  .Больше всего похожи на подзорную трубу. Изображение в таких телескопах строится с помощью двух линз. Рефракторы предпочтительнее использовать для наблюдения ярких небесных объектов (например, Луны, планет Солнечной системы, двойных звезд), а также для дневных земных наблюдений. Заглянуть в глубины космоса с помощью таких телескопов более проблематично, так как они не умеют концентрировать слабое свечение от удаленных небесных объектов. Преимущества рефракторов: качество изображения (благодаря высокой контрастности), простота эксплуатации (нет необходимости в частом техническом обслуживании), терпимость к смене температуры (это важно при использовании устройства как в помещениях, так и на улице). Недостатки: "окрашивание" рассматриваемых объектов (при наблюдении может быть заметно синее или фиолетовое окаймление ярких объектов).

 Рефлекторы. Строят изображение при помощи вогнутого и диагонального зеркал. Рефлекторы с большой апертурой (диаметром объектива),  хорошо концентрируют свет, поэтому при  в них возможно наблюдение небесных объектов и явлений за пределами Солнечной системы, испускающих слабое свечение. Достоинством  таких телескопов можно считать  их компактность, отсутствие дефектов изображения, устойчивость. Особенности конструкции можно считать и относительным недостатком. Телескоп такого типа массивнее рефрактора. В него необходимо смотреть под углом, что может быть непривычно для начинающих астрономов.

Катадиоптрики. Сочетают особенности конструкции как рефлекторов, так и рефракторов, а также преимущества и недостатки моделей этих типов. Катадиоптрики, как правило, отличаются относительной компактностью. Еще одно преимущество зеркально-линзовых телескопов - качество изображения (без искажений, свойственных рефлекторам, и "окрашиваний", как у рефракторов). Модели подобного типа не нуждаются в частом техническом обслуживании. Недостатки: низкая контрастность изображения (по сравнению с рефракторами).

3) Технические параметры телескопов

- диаметр и максимальное увеличение окуляров;

- относительное отверстие (показывает светосилу объектива);

- предельная звездная величина (характеризует оптическую мощь телескопа, его возможности показать звезду определенной величины в случае оптимальных условий наблюдения) и др.

3.Известные обсерватории России

1). Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН (ГАО РАН).     Пулковская обсерватория (ГАО РАН) — основная астрономическая обсерватория Российской академии наук. Открыта 7 (19) августа 1839 года. Располагается в 19 км к югу от центра Санкт-Петербурга на местности Пулково на Пулковских высотах (Пулковской горе).Научная деятельность обсерватории охватывает практически все приоритетные направления фундаментальных исследований современной астрономии: небесная механика и звёздная динамика, астрометрия (геометрические и кинематические параметры Вселенной), Солнце и солнечно-земные связи, физика и эволюция звёзд, внегалактическая астрономия, аппаратура и методика астрономических наблюдений.   

У обсерватории есть одна действующая наблюдательная станция — Кисловодская горная астрономическая станция, а также два телескопа, работающих на территории других астрономических обсерваторий.

5 июня 2018 года Президиум РАН постановил перенести в течение 5 лет астрономические наблюдения из Пулково на другие наблюдательные базы, расположенные в более благоприятных астроклиматических условиях.

2).Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН.   Одна из крупнейших в России. Она основана в 1956 году и сегодня является одной из наиболее хорошо оснащенных: радиотелескоп РТ-22, радиотелескопы меридианного типа с двумя антеннами ДКР-100 и БСА. Располагается в г. Пущино Московской области, ее координаты 54°49″ северной широты и 37°38″ восточной долготы.

Интересный факт – в ветреную погоду можно услышать «пение» телескопов. Говорят, что в фильме «Война и мир» Сергей Бондарчук использовал запись именно этой надрывной песни.

3).Астрономическая обсерватория Казанского университета.   В центре Казани в студенческом городке находится старинная обсерватория, основанная при кафедре астрономии в 1833 году. Это удивительное здание в стиле классицизма пользуется неизменной популярностью у гостей города.

Сегодня это региональный центр по обучению и использованию спутниковых систем навигации. Главные инструменты этой обсерватории: рефрактор Мерц, гелиометр Репсольда, труба Джорджа Доллона, экваториал и часы точного времени.

4).Звенигородская обсерватория -астрономическая обсерватория Института астрономии Российской академии наук, расположенная в Подмосковье недалеко от г. Звенигород (село Луцино). Нередко её именуют Наблюдательной станцией.

4. Астрономические задачи  и их связь с другими  дисциплинами.

1.О какой планете эти отрывочные сведения: водородно-гелиевый состав, даже в телескоп видны полярные сияния, некоторые спутники могли бы быть планетами. Масса её равна 318 земным массам. (Юпитер).

2. Древние греки посвящали все планеты богам. И конечно, для бога Ареса не нашлось более подходящего символа, чем красноватая звезда в чёрном небе. На Руси вплоть до 18 века использовалось греческое название планет и эту планету именовали Аррисом или Ареем. А как называем эту планету мы сейчас? (Марс)

3.Эта планета – одно из красивейших светил неба. Самая яркая после Солнца и Луны. У неё самая плотная атмосфера среди планет земной группы, а температура на поверхности достигает +500 С. (Венера)

4.Закончите стихотворение, ответив на вопрос.

«Гром! Встрепенулась тайга и затихла.

 Пламя! Луч солнца ослабил свой свет,

С грохотом мчится по небу светило,

 Сыплются искры, и тянется след.

Жуть... Тишина... Лишь удары несутся.

 Пламя поднялось у края небес,

Там, у эвенков, олени пасутся,

 Валит там воздухом девственный лес.

Мечутся звери, в смятении люди,

 Рёв и проклятья... А небо гремит.

Что же виновник всех этих явлений?»

(Это Тунгусский метеорит)

5.У какой планеты самое большое число спутников? (Сатурн, более 22)

6. У Козьмы Пруткова есть изречение: «Если будет у тебя спрошено, что важнее, Солнце или Луна, ответствуй: Луна, ибо Солнце светит, когда и так светло, а Луна светит в темноте». Объясните, в чём неточность его рассуждений? (Солнце само является источником света, а Луна светит отражённым светом).

7.Открытие этой планеты было своего рода триумфом небесной механики. Его присутствие в Солнечной системе сначала «вычислили» теоретики, и лишь после этого планету обнаружили на небе в 1846 г.

(«на кончике пера» был открыт Нептун)

5. Подведение итогов урока.

Список литературы:

1.Воронцов-Вельяминов Б. А. Очерки о Вселенной.- М.: Наука, 1980.

2.Гурштейн А. А. Извечные тайны неба.- М.: Просвещение, 1984.

3.Дагаев М. М. Книга для чтения по астрономии.- М.: Просвещение, 1980.

4.Еремеева А. И. Астрономическая картина мира и ее творцы.- М.: Наука, 1985.

5.Ефремов Ю. И. В глубины Вселенной.- М.: Наука, 1984.

6.Засов А. В., Кононович, Э. В. Астрономия: Пробный учебник для 10 класса средней школы.- М.: Просвещение, 1986.

7.Климишин И. А. Астрономия наших дней.- М.: Наука, 1986.

8.Левитан Е. П. Астрономия: Пробный учебник для 10 класса средней школы.- М.: Просвещение, 1985.

9.Порфирьев В. В. Астрономия: Пробный учебник для 10 класса средней школы.- М.: Просвещение, 1987.

10.Энциклопедический словарь юного астронома.- М.: Педагогика, 1980.

11.Школьный астрономический календарь.- М.: Просвещение (издается на каждый учебный год).

12.Журнал "Земля и Вселенная".- М.: Наука (выходит 6 номеров в год).

      13. https://encrypted- tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQMiLnbLJ40Bui_bfDV42UUQVRHEbymMKBdj11Hzj89i3ZxIt7J

      14.http://festival.1september.ru/ articles  /415925/img6.JPG

      15 .http://kosmokid.ru/teleskop/

      16.http://alput.biz/wp-content/uploads/otplugadolasera/image002_33.jpg