Урок- презентация элективного курса по астрономии

Из опыта использования мультимедийных технологий на уроках астрономии
Урок-презентация элективного курса по астрономии
Методическая разработка составлена учителем физики
МОУ «Центр образования с. Лаврентия»
Хоперской Еленой Александровной.
Урок проведен в 9Б классе 19 февраля 2008 года.
Методическая разработка рекомендована для изучения и внутреннего
пользования педагогами центра образования.
2008 г.
Цели урока:
1.
2.
3.
Дать общее представление об этапах эволюции звезд и диаграмме Г ерцшпрунга – Рессела.
Развивать познавательный интерес школьников.
Развивать логическое мышление и творческие способности.
Оборудование: компьютер, мультимедиапроектор, экран.
Деятельность
учителя и
Этап урока
комментарии к
слайду
Организационно По небу катится
звезда,
мотивационный Тихонько на ладони
этап урока
пала,
И я спросил её: «Ты
чья?»
«Не знаю», - тихо
отвечала.
Верите ли вы в
чудеса?
Что вы понимаете
под чудом?
Что для вас является
чудом?
А разве звездное
небо не является
чудом? Ведь им
любоваться можно
вечно!
Деятельност
ь учащихся
Один из
учеников
читает
стихотворен
ие.
Небесный
свод,
горящий
славой
звездной,
Слайд
Как-то одного
древнего философа
спросили: «Чем
человек отличается
от животного?»
«Человек иногда
поднимает голову и
смотрит на звезды»,ответил философ.
Другой философ
сказал: «Если бы на
Земле было только
одно место, откуда
можно было бы
увидеть небо, то к
нему со всех сторон
Земли стекались бы
люди, чтобы увидеть
звезды».
Таинственно
глядит из
глубины,
И мы
плывем,
пылающею
бездной
Со всех
сторон
окружены.
Постановка
целей урока
Что же такое звезды?
Как звезды
рождаются, живут и
умирают? Что станет
с самой близкой
звездой – Солнцем в
будущем?
На эти вопросы нам
сегодня предстоит
ответить.
Один из
учеников
читает
стихотворен
ие.
Звездочки
ясные,
звезды
высокие!
Что вы
храните в
себе, что
скрываете?
Звезды,
таящие
мысли
глубокие,
Силой какой
вы душу
пленяете?
Частые
звездочки,
звездочки
тесные!
Что в вас
прекрасного
, что в вас
могучего?
Чем
увлекаете,
звезды
небесные,
Силу
Актуализация
опорных знаний
1.На сколько классов
делит звезды
спектральная
классификация?
2.Эти классы
обозначаются
буквами латинского
алфавита. Назовите
данные классы.
Запомнить эту
последовательность
классов может
помочь такая
смешная фраза:
«Один Бритый
Англичанин Финики
Жевал Как Морковь»
3.Как перечисленные
классы связаны с
температурой звезд?
4.А как данные
классы связаны с
цветом звезд?
великую
знания
жгучего?
С.
Есенин.
Ответы
учащихся.
1.
Спектральна
я
классифика
ция делит
звезды на
семь
классов.
2.Спектраль
ные классы
обозначают
ся буквами
O,B, A, F , G,
K, M.
3.О –
40 000 К,
В–
20 500К, А –
10 000 К,
F- 8
000К, G 6 000К,
К–
4 500К, М –
5.Посмотрев на
слайд, расскажите,
на какие виды
звезды
подразделяют по их
объёму?
3000К
4. О,В –
голубые,
А – белые,
F–
желтоватые,
G–
желтые,
К–
оранжевые,
М красные.
Анализирую
т слайд схему
Объяснение
нового
материала
Все вышеназванные
характеристики
связаны между
собой и эта связь
очень хорошо видна
на диаграмме
Г ерцшпрунга –
Рессела.
Зрительно
воспринима
ют
диаграмму
Эту диаграмму
незадолго до 1й
мировой войны
построили
американский
астроном Рессел и
датский ученый
Г ерцшпрунг. Иногда
эту диаграмму
называют главной
диаграммой
астрономии.
90 % всех звезд
расположены вдоль
длинной полосы,
называемой главной
последовательность
ю.
Самые массивные
звезды находятся в
её верхней части. Эти
звезды имеют и
большую светимость.
Напомню, что
светимость – это
энергия , излучаемая
звездой за единицу
времени .
Менее массивные
звезды находятся в
нижней части и
имеют малую
светимость.
Ниже главной
последовательности
находятся очень
горячие, но
слабосветящиеся
звезды.
Правее главной
последовательности,
в верхней части
диаграммы,
расположена область
красных гигантов –
звезд низкой
температуры и
высокой светимости.
В ходе своей
эволюции звезды
перемещаются по
диаграмме
Г ерцшпрунгаРессела. Поэтому,
рассмотрев стадии
эволюции звезды,
мы к этой диаграмме
еще вернемся.
Звезды образуются
из газопылевых
облаков.
В месте
неоднородности
облака в результате
всемирного
притяжения
образуется сгущение
– протозвезда
(будущая,
рождающаяся
звезда).
Размеры
протозвезды много
больше Солнечной
системы.
Силы тяготения
сжимают
протозвезду. Внутри
неё возрастают
плотность и
температура.
Когда температура
достигает 10 млн.
градусов, начинается
термоядерная
реакция.
Термоядерная
реакция – это
реакция слияния
ядер атомов. Она
происходит при
очень высокой
температуре и
сопровождается
огромным
выделением
энергии.
С этого момента
стадия сжатия звезды
прекращается: сила
внутреннего
давления газа
уравновешивает силу
тяготения.
Звезда родилась!
Рождение массивных
звезд продолжается
сотни тысяч лет, а
звезд массой меньше
солнечной – сотни
миллионов лет.
Именно так, 5 млрд
лет назад родилось
Солнце.
Звезда родилась и
начинается её жизнь
на главной
последовательности.
Внутри звезды идет
термоядерная
реакция сгорания
водорода и
превращения его в
гелий.
Темпы сгорания
водорода очень
высоки.
Например, на Солнце
каждую секунду
сгорает 600 млн. тонн
водорода. И такой
темп Солнце может
выдержать около 10
млрд. лет, поскольку
имеет огромную
массу.
На главной
последовательности
звезды проводят 90%
всей своей жизни.
Более массивные
звезды живут на
главной
последовательности
миллионы лет, а
менее массивные –
миллиарды лет.
Меньшая
продолжительность
жизни массивных
звезд связана с тем,
что они имеют
большую светимость
и, значит, быстрее
расходуют ядерное
горючее.
Итак, находясь на
главной
последовательности,
большинство
родившихся звезд
очень долго горят с
завидным
постоянством, как
свеча или фитильная
лампа.
Но запасы водорода
рано или поздно
неизбежно приходят
к концу.
Когда в звезде уже
гораздо больше
гелия, она
уплотняется и в её
ядре начинается
другая реакция –
гелий превращается
в углерод.
При этом выделяется
такая огромная
энергия, что звезда
раздувается до
огромных размеров.
Звезда распухает и
превращается в
красный гигант.
Через 6-7 млрд .лет в
недрах Солнца тоже
будет исчерпан весь
водород, и,
примерно за 100
млн. лет Солнце
превратится в
красный гигант. Оно
поглотит ближайшие
планеты. Жизнь на
Земле станет
невозможной.
Заключительный этап
жизни Звезды
целиком зависит от
массы звезды.
Дети
составляют
рассказ по
схеме.
Смерть Звезды
М < 1,2 М¤
Белые карлики
1,2 М¤ < М < 2 М¤
Нейтронные звезды
М › 2 М¤
Черные дыры
О чем дальше пойдет
речь на нашем
занятии?
Когда в звезде типа
Солнца кончается и
гелий, то красный
гигант
«схлопывается»: его
ядро превращается в
шар с плотностью
вещества в миллион
раз больше
плотности воды и
размером с Землю.
Если бы мы имели
горошину такой
плотности и уронили
бы её на поверхность
Земли, она пробила
бы земной шар
насквозь и вылетела
бы с другой стороны.
В такой звезде
электроны уже не
обращаются вокруг
ядер атомов, а
прижаты к ним.
Внутренних
источников энергии в
белых карликах нет,
и они светятся,
медленно остывая за
счет запасенного в
них тепла.
ρ=1
Если звезда
массивнее Солнца, то
после накопления в
ней углерода
начинается реакция
превращения
углерода в железо.
Температура в
центре такой звезды
достигает 3 млрд.
градусов. И тогда
происходит
катастрофа. Звезда
взрывается,
разбрасывая
наружные слои
вещества во все
стороны.
Астрономы называют
такие события
вспышками новых ( а
при особенно
большом количестве
выделяемой энергии
– сверхновых) звезд.
Ядро после гибели
звезды сжимается
ещё больше и
превращается в
нейтронную звезду.
Плотность таких
небесных тел
намного больше, чем
D = 15-20 км
ρ = 1млрд.
плотность белых
карликов, а размеры
ещё меньше.
Состоят такие звезды
из нейтронов
(нейтральных частиц,
входящих в состав
ядра).
Нейтронные звезды
очень быстро
вращаются ( 1 об/сек)
и обладают
мощнейшими
магнитными полями
(в миллиарды раз
больше чем на
Солнце).
Так как нейтронные
звезды крутятся с
частотой 1 об/сек, то
каждую секунду
радиоастрономы
улавливают её
«радиолуч». Этот
радиолуч называют
«мерцающим» или
«пульсирующим»
сигналом. А
нейтронные звезды
за это называют
пульсарами.
Звезды очень
большой
массы(больше 2-3
масс Солнца)
израсходовав запасы
топлива, начинают
бесконечно
сжиматься.
Процесс
неограниченного
сжатия в физике
называют коллапсом.
Физика не знает сил,
которые могли бы
сдержать такое
сжатие.
В процессе коллапса
такие звезды
превращаются в
таинственные
объекты, которые
астрономы назвали
черными дырами.
Плотность в черной
дыре достигает
бесконечной
величины. В точку с
плотностью
бесконечной
величины падает все.
А выйти из неё не
способен даже луч
света.
Чтобы оторваться от
черной дыры,
необходимо лететь
со скоростью,
большей скоростью
света 300 000км/с. А
поскольку это предел
скоростей в нашем
мире, никто и ничто
не сможет покинуть
загадочную черную
дыру.
Время вблизи черной
дыры тоже
останавливается.
Черные дыры –
самые экзотические
из всех
астрономических
объектов.
Хотя вблизи
Солнечной системы
черных дыр нет и
появление их тоже
не предвидится,
ученых эти объекты
сильно притягивают,
как объекты, в
которых и
пространство и
время имеют
абсолютно другие
измерения.
Мы познакомились с
основными этапами
эволюции звезд.
Давайте ещё раз
проследим их по
представленной
схеме.
А сейчас предлагаю
закрепить
полученные знания
фильмом «Жизнь и
смерть звезды»
Один из
учеников
объясняет
схему.
Учащиеся
смотрят
фильм.
По небу катится звезда,
Тихонько на ладони пала,
И я спросил её: «Ты чья?».
«Твоя» - та тихо отвечала!
Почему так звезда нам ответила в конце занятия?