Для решения задачи следует использовать подвижную карту звездного неба или компьютерное приложение

Обновлено: 07.07.2024

Астрономия, 11 класс, Проверочные и контрольные работы, Гомулина Н.Н., 2018.

Пособие предназначено для проведения текущего и итогового контроля усвоения материала по астрономии учащимися старших классов.
В пособии представлены десять проверочных работ в порядке, соответствующем структуре учебника «Астрономия. Базовый уровень. 11 класс» авторов Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута, контрольная работа по теме «Солнечная система» и итоговая контрольная работа за курс астрономии средней школы.
В работы включены задания разного вида: тестовые задания с единственным и множественным выбором ответа, задания на установление соответствия и последовательности, расчетные задачи, вопросы, требующие развернутого ответа.
Ко всем заданиям приведены ответы, к большинству расчетных задач — краткие решения.

Примеры.
Где бы вы искали Полярную звезду, если бы вы находились на экваторе?
1) в точке зенита
2) на высоте 45° над горизонтом
3) на горизонте
4) на высоте, равной географической долготе места наблюдения

Для решения задачи следует использовать подвижную карту звёздного неба или компьютерное приложение для отображения звёздного неба, например Астронет.
1 ноября в 22 часа на широте Мурманска (ф = 68,5°) под горизонтом (нельзя увидеть) находится созвездие
1) Лебедь
2) Орион
3) Большой Пёс
4) Рак

Солнце восходит в точности в точке востока, а заходит точно в точке запада, оставаясь над горизонтом ровно 12 часов
1) в день летнего солнцестояния
2) в день весеннего равноденствия
3) в день зимнего солнцестояния
4) в день наибольшей кульминации над горизонтом.

СОДЕРЖАНИЕ.
ПРОВЕРОЧНЫЕ РАБОТЫ.
Практические основы астрономии.
Солнечная система.
1. Небесная сфера. Основные точки небесной сферы.
2. Связь видимого расположения объектов на небе и географических координат наблюдателя.
3. Видимое движение и фазы Луны. Солнечные и лунные затмения.
4. Законы Кеплера.
Солнце и звёзды.
5. Солнце.
6. Годичный параллакс и расстояния до звёзд.
7. Звёзды.
8. Сверхновые звёзды.
Строение и эволюция Вселенной.
9. Галактики.
10. Основы современной космологии.
КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ.
Солнечная система.
Итоговая контрольная работа.
ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ.
Проверочные работы.
Контрольные работы.
Список литературы.

Технологическая карта лабораторной работы по дисциплине "Астрономия" разработана в помощь преподавателям физики и астрономии. Карта составлена в соответствии с методическими требованиями, содержит кратие теоретические сведения, инструкции по выполнению работы, примеры для распечатки наглядного матриала.

Содержимое разработки

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Борисоглебский сельскохозяйственный техникум

Согласовано на заседании комиссии

Протокол № от _________20 года

Технологическая карта учебного занятия

Лабораторная работа №1

Подвижная карта звездного неба

Преподаватель

Специальность, курс

23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта, 1 курс

Учебный цикл

Учебная дисциплина/МДК

Межпредметные связи

Предшествующие УД/МДК физика, география (школьный курс)

Требования к результатам освоения темы занятия

Освоенные умения

Находить на небе основные созвездия Северного полушария, в том числе: Большая Медведица, Малая Медведица, Волопас, Лебедь, Кассиопея, Орион; самые яркие звезды, в том числе: Полярная звезда, Арктур, Вега, Капелла, Сириус, Бетельгейзе.

Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

понимания взаимосвязи астрономии с другими науками, в основе которых лежат знания по астрономии, отделение ее от лженаук;

Смысл понятий: геоцентрическая и гелиоцентрическая система, видимая звездная величина, созвездие, противостояния и соединения планет, комета, астероид, метеор, метеорит, метеороид, планета, спутник, звезда, Солнечная система, Галактика, Вселенная, всемирное и поясное время, внесолнечная планета (экзопланета), спектральная классификация звезд, параллакс, реликтовое излучение, Большой Взрыв, черная дыра.

Смысл физических величин: парсек, световой год, астрономическая единица, звездная величина.

Основные этапы освоения космического пространства.

Введение и основы практической астрономии

Тема 1.2. Основы практической астрономии

Тема учебного занятия

Подвижная карта звездного неба

Тип учебного занятия

учебное занятие по совершенствованию знаний, умений

и способов деятельности

Форма обучения

Регламент занятия

Цели учебного занятия

Дидактическая: изучение карты звёздного неба и приложенного к ней накладного круга, сборка подвижной карты звёздного неба, приобретение навыков работы с ней.

Развивающая: развивать умения правильно обобщать данные и делать выводы, сравнивать, умения составлять план и пользоваться им, и т. д

Воспитательная: создать условия, обеспечивающие воспитание интереса к будущей профессии, способствовать формированию научного мировоззрения на примере изучения, создать условия, обеспечивающие формирование у учеников навыков самоконтроля, способствовать овладению необходимыми навыками самостоятельной учебной деятельности.

Обеспечение занятия

Оборудование: файл для печати расходного материала с изображением Карты звездного неба и Накладного круга, картон, ножницы, клей нормативно-справочная литература. Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия. Базовый уровень. 11 класс: учебник. / Б.А. Воронцов-Вельяминов, Е.К. Страут. – М.: Дрофа, 2018. - 240 с.

Чаругин В.М. Классическая астрономия: учебное пособие /В.М. Чаругин. - М.: Прометей, 2013. - 214 с. - [Электронное издание].

Содержание работы

Краткие теоретические материалы по теме занятия

Условные обозначения на корте звёздного неба:

Подвижная карта состоит из двух частей — собственно самой карты звездного неба и специального накладного круга.

На карте звездного неба показаны наиболее яркие звезды. Именно они и формируют привычные нам фигуры созвездий. Размеры черных кружков, которыми изображены звезды, соответствуют их блеску: чем звезда ярче, тем он больше. Также на карте отображены наиболее яркие и заметные звездные скопления (группами тесно расположенных точек) и туманности (штриховкой)

Теперь пару слов о линиях. Пунктирные линии указывают на карте границы созвездий, а непрерывные, в виде концентрических колец и прямых, — сетку экваториальных координат. Напомню, что эта система координат аналогична той, что используется на Земле: то, что мы называем долготой, на небе — прямое восхождение, а то, что у нас широта — там склонение.

В самом центре карты изображен Северный полюс мира. Рядом с ним — Полярная звезда. Расположенные вокруг Северного полюса окружности — круги склонений. Третий из них, если считать от полюса, — небесный экватор. Он делит нашу небесную сферу на два полушария: северное и южное. Стоит заметить, что в используемой в подвижной карте проекции вид созвездий южного звездного неба довольно сильно искажен.

Овал, несколько смещенный относительно центра карты, — эклиптика. Эта линия построена на небесной сфере движением Солнца, перемещающимся по ней в течение года. На эклиптике легко выделить четыре точки. Первые две, на пересечении с небесным экватором — точки весеннего и осеннего равноденствия. Они обозначаются Т и О соответственно. Две другие — точки летнего и зимнего солнцестояния. В самой близкой их них к Северному полюсу мира Солнце бывает 20-22 июня, а в самой далекой — 20-22 декабря..

По краям карты нанесены даты и названия месяцев. Они нам потребуются в дальнейшем для определения вида звездного неба. По краям накладного круга нанесен часовой лимб (циферблат), а в центре находится система пересекающихся овалов. Эти овалы показывают расположение линии горизонта на различных географических широтах. Буквами С, В, Ю и 3 обозначены стороны горизонта.

Задания для практического занятия

Задание 1: Знакомство с картой звёздного неба

Найдите на карте звездного неба:

Созвездия Малой и Большой Медведицы, Кассиопею, Волопаса и Ориона

Точки осеннего и весеннего равноденствия

На шкале дата/месяц найдите 10 ноября

Задание 2: Сборка подвижной карты звёздного неба.

Карту, а также накладной круг наклеить на картон. Затем аккуратно в накладном круге сделать вырез по линии, соответствующей широте, близкой к той, на которой вы проживаете (наша широта 45). Между точками "С" и "Ю" на круге натянуть нить, которая будет изображать небесный меридиан.

Накладной круг разместить на звёздной карте концентрично, так, чтобы он не закрывал на карте лимба с датами, а небесный меридиан (нить) при этом проходил через Северный полюс мира.

Задание 3: Определить, какие звёзды видны над горизонтом на 5 ноября 17 часов 20 минут (перечислить видимые полностью созвездия)

Расположить накладной круг на карте так, чтобы нужная дата на карте совпала с нужным часом на накладном круге. Тогда в вырезе окажутся видимые над горизонтом звёзды в искомый момент.

Задание 4: Определить приблизительно положение Солнца (указать созвездие) 15 марта

Для определения приблизительного положения Солнца соединить линейкой Северный полюс мира с меткой выбранной даты. Точка пересечения нити с эклиптикой укажет положение Солнца.

Задание 5: Определить время восхода Солнца 15 марта

Накладной круг расположить так, чтобы заранее отмеченное Солнце (смотри задание 4) попало на восточную часть линии горизонта. Час восхода Солнца совпадёт с меткой выбранной даты.

Контрольные вопросы:

Чем объяснить то, что последовательность оцифровки кругов склонения возрастает в направлении вращения часовой стрелки, а не навстречу, как это требует счет прямого восхождения на звездной карте неба?

Как определить по подвижной карте звездного неба моменты восхода или захода светил?

Как найти положение Солнца на эклиптике в заданный день года?

В каких точках эклиптика пересекает небесный экватор? В какие даты Солнце находиться в этих точках?

Задания обучающимся для самостоятельной работы по итогам ПЗ

Наблюдать на ночном небе созвездия: Малой и Большой Медведицы, Кассиопею, Волопаса и Ориона

Инструкция по выполнению задания

Задание выполнить в соответствии с содержанием работы.

Инструкция по охране труда (техника безопасности) № 075, № 083 в журнале по ТБ в лаборатории физики

Критерии оценки:

5 баллов – лабораторная работа выполнена с соблюдением правил техники безопасности; отчет лабораторной работы оформлен во время занятия, содержит подробное описание всех этапов лабораторной работы.

4 балла – лабораторная работа выполнена с соблюдением правил техники безопасности; отчет лабораторной работы оформлен во время занятия; этапы лабораторной работы описаны недостаточно подробно.

3 балла - лабораторная работа выполнена с небольшими нарушениями правил техники безопасности; отчет лабораторной работы оформлен во время занятия, но в нем отсутствует описание некоторых этапов лабораторной работы.

2 балла – лабораторная работы выполнена с серьезными нарушениями техники безопасности, протокол лабораторной работы не оформлен во время занятия или содержит грубые ошибки в оформлении и заключении.

-75%

Вид звёздного неба изменяется из-за суточного вращения Земли. Изменение вида звёздного неба в зависимости от времени года происходит вследствие обращения Земли вокруг Солнца. Работа посвящена знакомству со звёздным небом, решению задач на условия видимости созвездий и определении их координат.

Подвижная карта звёздного неба изображена на рисунке.

(Распечатать)

Перед началом работы распечатать подвижную карту звездного неба, овал накладного круга вырезать по линии, соответствующей географической широте места наблюдения. Линия выреза накладного круга будет изображать линию горизонта. Звёздную карту и накладной круг наклеить на картон. От юга к северу накладного круга натянуть нить, которая покажет направление небесного меридиана.

звёзды показаны чёрными точками, размеры которых характеризуют яркость звёзд;

туманности обозначены штриховыми линиями;

северный полюс мира изображён в центре карты;

линии, исходящие от северного полюса мира, показывают расположение кругов склонения. На звёздной карте для двух ближайших кругов склонения угловое расстояние равно 1 ч;

небесные параллели нанесены через 30°. С их помощью можно произвести отсчёт склонение светил δ;

точки пересечения эклиптики с экватором, для которых прямое восхождение 0 и 12 ч., называются точками весеннего g и W равноденствий;

по краю звёздной карты нанесены месяцы и числа, а на накладном круге – часы;

зенит расположен вблизи центра выреза (в точке пересечения нити, изображающей небесный меридиан с небесной параллелью, склонение которой равно географической широте места наблюдения).

Для определения местоположения небесного светила необходимо месяц, число, указанное на звёздной карте, совместить с часом наблюдения на накладном круге.

Небесный экватор — большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора. Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: северное полушарие, с вершиной в северном полюсе мира, и южное полушарие, с вершиной в южном полюсе мира. Созвездия, через которые проходит небесный экватор, называют экваториальными. Различают созвездия южные и северные.

Созвездия Северного полушария: Большая и Малая Медведицы, Кассиопея, Цефей, Дракон, Лебедь, Лира, Волопас и др.

К южным относятся Южный Крест, Центавр, Муха, Жертвенник, Южный Треугольник.

Полюс мира — точка на небесной сфере, вокруг которой происходит видимое суточное движение звёзд из-за вращения Земли вокруг своей оси. Направление на Северный полюс мира совпадает с направлением на географический север, а на Южный полюс мира — с направлением на географический юг. Северный полюс мира находится в созвездии Малой Медведицы с поляриссимой (видимая яркая звезда, находящаяся на оси вращения Земли) — Полярной звездой, южный — в созвездии Октант.

Туманность — участок межзвёздной среды, выделяющийся своим излучением или поглощением излучения на общем фоне неба. Ранее туманностями называли всякий неподвижный на небе протяжённый объект. В 1920-е годы выяснилось, что среди туманностей много галактик (например, Туманность Андромеды). После этого термин «туманность» стал пониматься более узко, в указанном выше смысле. Туманности состоят из пыли, газа и плазмы.

Эклиптика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца. Плоскость эклиптики — плоскость обращения Земли вокруг Солнца (земной орбиты).

В зависимости от места наблюдателя на Земле меняется вид звездного неба и характер суточного движения звезд. Cуточные пути светил на небесной сфере — это окружности, плоскости которых параллельны небесному экватору.

Рассмотрим, как изменяется вид звездного неба на полюсах Земли. Полюс — это такое место на земном шаре, где ось мира совпадает с отвесной линией, а небесный экватор — с горизонтом.

Для наблюдателя, находящегося на Северном полюсе Земли, Полярная звезда будет располагаться в зените, звёзды будут двигаться по кругам, параллельным математическому горизонту, который совпадает с небесным экватором. При этом над горизонтом будут видны все звёзды, склонение которых положительно (на Южном полюсе, наоборот, будут видны все звезды, склонение которых отрицательно), а их высота в течение суток не будет изменяться.

Переместимся в привычные для нас средние широты. Здесь уже ось мира и небесный экватор наклонены к горизонту. Поэтому и суточные пути звёзд также будут наклонены к горизонту. Следовательно, на средних широтах наблюдатель сможет наблюдать восходящие и заходящие звёзды.

Под восходом понимается явление пересечения светилом восточной части истинного горизонта, а под заходом — западной части этого горизонта.

Помимо этого, часть звёзд, располагающихся в северных околополярных созвездиях, никогда не будут опускаться за горизонт. Такие звёзды принято называть незаходящими.

А звёзды, расположенные около Южного полюса мира для наблюдателя на средних широтах будут являться невосходящими.

Отправимся дальше — на экватор, географическая широта которого равна нулю. Здесь ось мира совпадает с полуденной линией (то есть располагается в плоскости горизонта), а небесный экватор проходит через зенит.

Суточные пути всех, без исключения, звёзд перпендикулярны горизонту. Поэтому находясь на экваторе, наблюдатель сможет увидеть все звёзды, которые в течение суток восходят и заходят.

Вообще, для того, чтобы светило восходило и заходило, его склонение по абсолютной величине должно быть меньше, чем .

Если , то в Северном полушарии она будет являться незаходящей (для Южного — невосходящей).

Тогда очевидно, что те светила, склонение которых , являются невосходящими для Северного полушария (или незаходящими для Южного).

Экваториальная система координат — это система небесных координат, основной плоскостью в которой является плоскость небесного экватора.

Экваториальные небесные координаты:

1. Склонение (δ) — угловое расстояние светила М от небесного экватора, измеренное вдоль круга склонения. Обычно выражается в градусах, минутах и секундах дуги. Склонение положительно к северу от небесного экватора и отрицательно к югу от него. Объект на небесном экваторе имеет склонение 0°. Склонение северного полюса небесной сферы равно +90° Склонение южного полюса равно −90°.

2. Прямое восхождение светила (α) — угловое расстояние, измеренное вдоль небесного экватора, от точки весеннего равноденствия до точки пересечения небесного экватора с кругом склонения светила.

Последовательность выполнения практической работы:

Задачи практической работы:

Задача 1. Определите экваториальные координаты Альтаира (α Орла), Сириуса (α Большого Пса) и Веги (α Лиры).

Задача 2. Используя карту звёздного неба, найдите звезду по её координатам: δ = +35о; α = 1ч 6м.

Задача 3. Определите, какой является звезда δ Стрельца, для наблюдателя, находящего на широте 55о 15ʹ. Определить, восходящей или невосходящей является звезда двумя способами: с использованием накладного круга подвижной карты звездного неба и с использованием формул условия видимости звезд.

Практический способ. Располагаем подвижный круг на звездной карте и при его вращении определяем, является звезда восходящей или заходящей.

Теоретичекий способ.

Используем формулы условия видимости звезд:

Если , то звезда является восходящей и заходящей.

Если , то звезда в Северном полушарии является незаходящей

Если , то звезда в Северном полушарии является невосходящей.

Задача 4. Установить подвижную карту звёздного неба на день и час наблюдения и назвать созвездия, расположенные в южной части неба от горизонта до полюса мира; на востоке – от горизонта до полюса мира.

Задача 5. Найти созвездия, расположенные между точками запада и севера, 10 октября в 21 час. Проверить правильность определения визуальным наблюдением звёздного неба.

Задача 6. Найти на звёздной карте созвездия с обозначенными в них туманностями и проверить, можно ли их наблюдать невооруженным глазом глазом на день и час выполнения лабораторной работы.

Задача 7. Определить, будут ли видны созвездия Девы, Рака. Весов в полночь 15 сентября? Какое созвездие в это же время будет находиться вблизи горизонта на севере?

Задача 8. Определить, какие из перечисленных созвездий: Малая Медведица, Волопас, Возничий, Орион - для вашей широты будут незаходящими?

Задача 9. На карте звёздного неба найти пять любых перечисленных созвездий: Большая Медведица, Малая Медведица, Кассиопея, Андромеда, Пегас, Лебедь, Лира, Геркулес, Северная корона – и определить приближённо небесные координаты (склонение, и прямое восхождение) a-звёзд этих созвездий.

Задача 10. Определить, какие созвездия будут находиться вблизи горизонта на Севере, Юге, Западе и Востоке 5 мая в полночь.

Контрольные вопросы для закрепления теоретического материала к практическому занятию:

1. Что такое звёздное небо? (Звёздное небо - множество небесных светил, видимых с Земли ночью, на небесном своде. В ясную ночь человек с хорошим зрением увидит на небосводе не более 2—3 тысяч мерцающих точек. Тысячи лет назад древние астрономы разделили звездное небо на двенадцать секторов и придумали им имена и символы, под которыми они известны и поныне.)

2. Что такое созвездия? (Созвездия - участки, на которые разделена небесная сфера для удобства ориентирования на звёздном небе. В древности созвездиями назывались характерные фигуры, образуемые яркими звёздами. )

3. Сколько на сегодняшний день созвездий? (Сегодня есть 88 созвездий. Созвездия различны по занимаемой площади на небесной сфере и количеству звезд в них.)

4. Перечислить основные созвездия или те, которые вы знаете. (Существуют большие созвездия и маленькие. К первым относятся Большая Медведица, Геркулес, Пегас, Водолей, Волопас, Андромеда. Ко вторым - Южный Крест, Хамелеон, Летучая Рыба, Малый Пёс, Райская Птица. Конечно, мы назвали лишь малую толику, наиболее известные.)

5. Что такое карта неба? ( Это изображение звёздного неба или его части на плоскости. Карту неба астрономы разделили на 2 части: южную и северную (по аналогии с полушариями Земли.)

6. Что такое небесный экватор? (Большой круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и совпадает с плоскостью земного экватора.)

По окончанию практической работы студент должен представить отчет.

Отчёт должен включать ответы на все указанные пункты порядка выполнения работы и ответы на контрольные вопросы.

Список литературы

1. Воронцов-Вельяминов Б. А., Страут Е. К. «Астрономия. 11 класс». Учебник с электронным приложением — М.: Дрофа, 2017

2. Р. А. Дондукова «Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты» Руководство по проведению лабораторных работ М.: «Высшая школа» 2000

Учащиеся должны уметь:

1. Определять по карте экваториальные координаты светил и, наоборот, зная координаты находить светило и определять его название по таблице;

2. Зная экваториальные координаты Солнца, определять его положение на небесной сфере;

3. Определять время восхода и захода, а также время пребывания над горизонтом звезд и Солнца;

4. Вычислять высоту светила над горизонтом в верхней кульминации, зная географическую широту места наблюдения и определив его экваториальные координаты по карте; решать обратную задачу.

5. Определять склонения светил, которые не восходят или не заходят для данной широты места наблюдения.

Вопросы учащимся:

1. На основе какой системы координат составляются звездные карты?

2. Назовите основную плоскость и точку отсчета в экваториальной системе координат. Найдите экватор и точку весеннего равноденствия на карте.

3. Где на карте находится северный полюс мира? (В центре).

4. Что называется склонением светила? Назовите единицы измерения.

5. Что показывает знак склонения?

6. Чему равно склонение точек, лежащих на экваторе?

Найдите на карте концентрические окружности, центр которых совпадает с северным полюсом мира. Эти окружности – параллели, т. е. геометрическое место точек, имеющих одинаковое склонение. Первая окружность от экватора имеет склонение 30°, вторая – 60°. Склонение отсчитывается от небесного экватора, если к северному полюсу, то δ 0; если к югу от экватора, то δ

Например, найдите a Возничего, Капеллу. Она находится посередине между параллелями 30° и 60°, значит её склонение примерно равно 45°.

Радиальные линии на карте соответствуют кругам склонения. Чтобы определить прямое восхождение светила, нужно определить угол от точки весеннего равноденствия до круга склонения, проходящего через данное светило. Для этого соедините северный полюс мира и светило прямой линией и продолжите ее до пересечения с внутренней границей карты, на которой обозначены часы, это и есть прямое восхождение светила.

Например, соединяем Капеллу с северным полюсом мира, продолжаем эту линию до внутреннего края карты – примерно 5 часов 10 минут.

Задание учащимся.

Определить экваториальные координаты светил и, наоборот, по данным координатам найти светило. Проверьте себя с помощью электронного планетария.

Часто сталкиваюсь с тем, что дети не верят в то, что могут учиться и научиться, считают, что учиться очень трудно.

Урок 04. Практическая работа № 1 "Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты звёздного неба"

Практическая работа № 1

Тема: Изучение звёздного неба с помощью подвижной карты звёздного неба

Цель: познакомиться с подвижной картой звёздного неба,

научиться определять условия видимости созвездий

научиться определять координаты звезд по карте

Ход работы:

Теория.