Конспект урока астрономии 11 класс "Методы астрономических исследований"

Автор УМК: Б.А. Ворнцова-Вильяминова.

Цель урока - сформировать знания об основных методах астрономических исследований - наблюдениях (визуальные, фотографические, фотометрические, спектроскопические и т.д.), измерениях и космических экспериментах, в том числе, наиболее подробно о применении спектрального анализа, для определения основных физических характеристик космических объектов: химического состава, светимости, температуры, массы, размеров, скорости и направления движения и т.д.

Планируемые результаты: формирование умений анализировать информацию, составлять классификационные схемы, решать задачи на расчет основных физических характеристик космических тел по данным астрономических наблюдений.

Ход урока

Мотивация

Учитель организует просмотр фрагмента видеофильма "Исследование Вселенной".

Организует беседу на тему: каким образом были получены сведения о планетах, звездах, кометах, галактиках?

Актуализация знаний

Педагог организует проблемный диалог, задавая вопросы:

1. Какие характеристики небесных тел могут быть определены на основе анализа их спектров?
2. Можно ли с поверхности Земли выполнять наблюдения в рентгеновских и гамма-лучах?
3. Какие преимущества имеют исследования, проводимые при помощи космических аппаратов, по сравнению с наземными наблюдениями?
4. Для каких целей в астрономии используются фотографии? и т. д.

Возникает проблема: какие методы существуют, какие преимущества эти методы имеют.

Постановка учебной задачи

Учитель анализирует имеющиеся знания учащихся о методах астрофизических исследований, предлагает сформулировать цель урока.

Учащиеся формулируют цель урока. Ученики ставят перед собой задачу: изучить глубже методы астрофизических исследований, выяснить преимущества разных методов.

Построения проекта

Учитель предлагает составить план достижения цели:

1. Что такое астрономия? Какие разделы астрономии вы знаете? Что они изучают?
2. Как развивалась астрономия? Какие ученые внесли наибольший вклад в ее развитие?
3. Как применяются людьми знания по астрономии?
4. Какие методы астрономических исследований вы знаете? Каковы их особенности?
5. Какие астрономические инструменты вам известны? Как и для чего они применяются?

Ученики составляют опорный конспект, используя учебный материал: учебники, научные статьи, таблицы.

Этап реализации построенного проекта

Учитель предлагает реализовать составленный план.

На качественном уровне проследить цепочку обретения астрономических знаний (например, об основных параметрах звезд):

1. астрономические наблюдения и измерения блеска и годичного параллакса звезды, фотографирование ее спектра.
2. расчет расстояния до звезды;
3. расчет ее абсолютной звездной величины;
4. расчет ее светимости;
5. определение по вышеперечисленным формулам других физических характеристик звезды: ее температуры, размеров, массы.
6. определение по спектру звезды ее химического состава, скорости и направления движения, осевого вращения, магнитного поля и других внутренних и внешних параметров.

Учащиеся обретенные знания оформляют в таблицу:

• Методы и инструменты астрономических исследований. Особенности астрономических наблюдений.
• Классификация методов астрономических исследований в зависимости от их задач и используемых инструментов;
• Применение физических приборов в астрономических исследованиях, их назначение, устройство и принцип действия;
• Применение законов физики для определения основных физических характеристик космических объектов и взаимосвязи этих характеристик.

Первоначальное закрепление

Предлагает ученикам выполнить тренировочные задания:

1. Максимум излучения в спектре Ригеля приходится на длину волны 193 нм, а у Капеллы – на длину волны 483 нм. Какова температура этих звезд?
2. Чему равен диаметр звезды, если ее температура 104 К, а светимость 6×103L ?

Один, два ученика зачитывают решения, с указанием способов и методов решения. (используют составленную таблицу)

Самостоятельная работа

Педагог организует самостоятельную работу: предлагает выбрать небесный объект и сделать его характеристику по плану:

1. название космического объекта;
2. физические характеристики;
3. тип и особенности спектра;
4. физические законы и способы определения характеристик объектов.

Ученики сначала выполняю самостоятельно, затем проверяют по эталону, например:

• Астероиды;
• Химический состав, температура, давление и плотность атмосфер, движение в пространстве: направление и относительная скорость, осевое вращение: направление и период.
• Линии и полосы поглощения на фоне спектр отражения звезды (Солнца)
• По интенсивности и ширине спектральных линий и полос различных соединений с учетом температуры. По эффекту Доплера.

Включение в систему знаний и повторение

Учитель организует работу по выполнению более объемных заданий, включающих вновь изученный материал. Просит повторить методы астрономических исследований, классификацию методов, назвать инструменты астрономических исследований.

Проговаривают:

• астрономические наблюдения, астрономические измерения космические исследования;
• наземные, высотные, внеатмосферные;
• телескопы угломеры, фотометры, астрографы и т.д.

Рефлексия

Учащиеся дают ответы на вопросы:

1. К какому виду относятся спектры Солнца и звезд?
2. Какие характеристики спектра звезды используются для определения ее температуры?
3. Какое физическое явление лежит в основе спектрального анализа?

Выявляют трудности.