Конспект урока астрономии. Звездное небо. Небесные координаты.

Урок № 3
Дата:
Класс: 11
Тема: Звездное небо. Небесные координаты.
Цели урока: Усвоение понятий: созвездие, основные точки, линии и
плоскости небесной сферы, системы координат. Развитие навыков работы с подвижной картой звездного неба.
Оборудование: подвижные звездные карты, макет небесной сферы.
Ход урока
I.Оргмомент. Мотивация. Небо над нами на открытом месте простирается в виде купола. На нем в безоблачную ночь сияют мириады звезд, и, кажется, невозможно разобраться в этой величественной звездной картине. Вспоминаются вдохновенные строки русского ученого и поэта М. В. Ломоносова:
Открылась бездна звезд полна,
Звездам числа нет, бездне — дна.
II.Проверка домашнего задания. Просмотр презентации об обсерваториях мира, схемы телескопов.
III . Изучение нового материала
1. Созвездия и яркие звезды.
Древние наблюдатели видели на звездном небе отдельные сочетания ярких звезд и мысленно объединяли их в различные фигуры. Чтобы было легче ориентироваться на звездном небе, группам звезд, или созвездиям, люди присваивали названия животных, птиц, различных предметов. В некоторых фигурах древнегреческие астрономы «видели» мифических героев. В труде «Альмагест» («Великое математическое построение астрономии в XIII книгах», II в. н. э.) древнегреческий астроном Клавдий Птолемей упоминает 48 созвездий. Это Большая Медведица и Малая Медведица, Дракон, Лебедь, Орел, Телец, Весы и др. Наиболее заметные созвездия у многих народов получили свои
названия. Так, древним славянам Большая Медведица представлялась в виде Лося или Оленя. Часто ковш Большой Медведицы сравнивался с повозкой, отсюда и названия этого созвездия: Воз, Телега, Колесница. Между Большой Медведицей и Малой Медведицей
находится созвездие Дракона. По легенде Дракон (Змей) похищает юную красавицу. А красавица эта — знаменитая Полярная Звезда.
Еще в III в. до н. э. древнегреческие астрономы свели названия созвездий в единую систему, связанную с греческой мифологией.
Однако с течением времени сложилась непростая ситуация — в разных странах использовались различные карты созвездий. Возникла необходимость унифицировать разделение звездного неба. Окончательное число и границы созвездий были определены на І съезде Международного астрономического союза в 1922 г. Вся сферическая
поверхность звездного неба была условно разделена на 88 созвездий. В настоящее время под созвездием понимается участок звездного неба с характерной наблюдаемой группировкой звезд. Эти площадки-созвездия носят названия либо древнегреческих созвездий, которые находились (или находятся) в границах современных, либо
названия, присвоенные европейскими астрономами. Для облегчения запоминания и поиска созвездий в учебниках по астрономии и астрономических атласах яркие звезды, составляющие созвездия, соединены условными линиями в узнаваемые на небе фигуры. Созвездия, звезды которых образуют легко выделяемую на звездном фоне конфигурацию, или те, которые содержат яркие звезды, относятся к главным созвездиям.
Над горизонтом на ясном звездном небе невооруженным глазом можно увидеть около 3000 звезд. Они различаются по своему блеску: одни заметны сразу, другие едва различимы. Поэтому еще во ІІ веке до н. э. Гиппарх, один из основоположников астрономии, ввел условную шкалу звездных величин. Самые яркие звезды были отнесены к 1-й величине, следующие по блеску (слабее примерно в 2,5 раза) считаются звездами 2-й звездной величины, а самые слабые, видимые только в безлунную ночь, — звездами 6-й величины. На звездном небе ярких звезд 1-й звездной величины — всего 12.
Многим ярким звездам древнегреческие и арабские астрономы дали названия: Вега, Сириус, Капелла, Альтаир, Ригель, Альдебаран и др. В дальнейшем яркие звезды в созвездиях стали обозначать буквами греческого алфавита, как правило, по мере убывания их блеска. С 1603 г. действует предложенная немецким астрономом Иоганном Байером система обозначений звезд. В системе Байера название звезды состоит из двух частей: из названия созвездия, которому принадлежит звезда, и буквы греческого алфавита. При этом первая буква греческого алфавита α соответствует самой яркой звезде в созвездии, β — второй по блеску звезде и т. д. Например, Регул — αЛьва — это самая яркая звезда в созвездии Льва,
2. Основные точки, линии и плоскости небесной сферы. Нам кажется, что все звезды расположены на некоторой шаровой поверхности небосвода и одинаково удалены от наблюдателя. На самом деле они находятся от нас на различных расстояниях, которые так огромны, что глаз не может заметить эти различия. Поэтому воображаемую шаровую поверхность стали называть небесной сферой. Небесная сфера — это воображаемая сфера произвольного радиуса, центр которой в зависимости от решаемой задачи совмещается с той или иной точкой пространства. Центр небесной сферы может быть выбран в месте наблюдения (глаз наблюдателя), в центре Земли или Солнца и т. д
Основное: отвесная или вертикальная линия, зенит, надир, линия математического горизонта, Ось мира, полюсы мира, круг склонения, небесный меридиан. Вертикальный круг, или вертикал светила, эклиптика.
3. Системы координат.
Горизонтальная система координат. В этой системе координатами являются высота (h) и азимут (А). Высота светила — угловое расстояние светила М от истинного горизонта, Азимут светила — угловое расстояние, измеренное вдоль истинного горизонта, от точки
юга до точки пересечения горизонта с вертикальным кругом, проходящим через светило М. зенитным расстоянием (z). Оно отсчитывается в пределах от 0 до +180° к надиру. Высота и зенитное расстояние связаны соотношением: z + h = 90°.
Экваториальная система координат. В этой системе координатами служат склонение
(δ) и прямое восхождение (α). Склонение светила — угловое расстояние светила М от небесного экватора, измеренное вдоль круга склонения. Склонение отсчитывается в пределах от 0 до +90° к Северному полюсу мира и от 0 до −90° к Южному полюсу мира. За начальную точку отсчета на небесном экваторе принимается точка весеннего равноденствия , где Солнце бывает в день весеннего равноденствия, около 21 марта.
Прямое восхождение светила — угловое расстояние, измеренное вдоль небесного экватора, от точки весеннего равноденствия до точки пересечения небесного экватора с кругом склонения светила. Прямое восхождение отсчитывается в сторону, противоположную суточному вращению небесной сферы, в пределах от 0 до 360° вградусной мере или от 0 до 24ч в часовой мере.
4. Высота полюса мира над горизонтом. Угловая высота полюса мира над горизонтом равна географической широте места наблюдения: hP = ϕ. На средних географических широтах ось мира и небесный экватор наклонены к горизонту, суточные пути звезд также наклонены к горизонту. Поэтому наблюдаются восходящие и заходящие звезды, невосходящие и незаходящие.
IV. Закрепление изученного материала:
Работа с подвижной звездной картой.
V. Итог урока.
Вопросы: 1. Что понимают под созвездием?
2. Каким образом созвездия получили свои названия? Приведите примеры
названий созвездий.
3. Какие системы небесных координат вам известны? В чем заключается прин-
ципиальная разница между различными системами небесных координат?
4. Дайте описание горизонтальной и экваториальной системы координат. Ка-
кие координаты используются в этой системе?
VI. Домашнее задание: выучить конспект, подготовить презентации по легендам об известных созвездиях, повторить работу со звездной картой.