Районный конкурс «Юный исследователь» Муниципальное образовательное учреждение Хохловская средняя общеобразовательная школа

Районный конкурс «Юный исследователь»
Муниципальное образовательное учреждение
Хохловская средняя общеобразовательная школа
Тайны Солнечного королевства
Фомина Ксения
МОУ Хохловская средняя
общеобразовательная школа, 3 класс
Фомина Наталья Валентиновна
МОУ Хохловская средняя
общеобразовательная школа,
учитель физики
Скобелевка - 2009
Содержание
I. Введение
3
II. Основная часть
1. Почему образуется тень и что она нам может рассказать о Солнце?
5
1.1.
Как Солнце по небу движется?
5
1.2.
Что такое затмения?
8
а) Солнечное затмение
б) Лунное затмение
2. Почему Луна светит, но не греет?
11
3. Почему мы Луну видим разной?
11
4. Почему Солнце светит и греет?
12
5. Почему лучик – это ключик…?
14
6. Когда Солнце возмущается?
15
7. Чему люди хотят научить Солнце?
15
III. Заключение
IV.
16
Литература
17
V. Приложения
2
I. Введение
Когда мне было 6 лет, мы с мамой
прочитали книгу Е. П. Левитана «Алька в
Солнечном королевстве». Я ходила в
детский сад и многое в этой книге было
не понятно, поэтому мы с мамой стали
часто
любоваться
cолнечные
очки
Солнцем:
из
сделали
засвеченной
фотопленки и через них следили за
Солнцем. Но через очки не все детали на Солнце можно увидеть. А сейчас у нас
дома есть телескоп, Солнце через телескоп видно лучше, и мне стало интересно
снова прочитать эту книгу и понаблюдать за Солнцем.
Я научилась пользоваться Интернетом и
смогла найти фотографии Солнца, которые
сделаны с помощью большого телескопа.
Все
это
и
послужило
началом
моей
исследовательской работы: захотелось самой
провести все наблюдения, которые в книге
проводили Алька со Светой.
Цель работы: исследовать некоторые тайны нашего небесного светила.
Задачи:
1. Изучить материал о Солнце по книге «Алька в Солнечном королевстве»
2. Определить, какие наблюдения мы можем провести.
3. Провести исследование:
2.1. По изготовленному гномону измерять длину тени;
2.2. Ежедневно наблюдать изменения на Солнце через телескоп;
2.3. Получить ежедневные фотографии Солнца из Интернета.
4. Найти другие книги о
Солнце, посмотреть, как эти же вопросы
объясняются в них.
3
5. Использовать Интернет для поиска информации о Солнце и о том, как за
ним наблюдать.
6. Провести наблюдения Солнечного затмения 1 августа 2008 года через
солнечные очки и телескоп.
Используемые методы:
1.
Изучение литературы, ресурсов Интернет;
2.
Наблюдение;
3.
Эксперимент.
4
II. Основная часть
1. Почему образуется тень и что она нам может рассказать о Солнце?
Если на пути солнечного луча будет непрозрачный предмет, то луч сквозь
него не проходит. За предметом образуется тень. Это значит, что луч движется
только по прямой линии и не может огибать предмет. Если бы лучик мог обойти
предмет стороной, то и тени не было бы.
Шест, который освещается Солнцем и отбрасывает тень, называется гномон.
Он был одним из самых важных инструментов у древних астрономов.
1. 1. Как Солнце по небу движется?
Длина тени и высота солнца
Из рисунка видно, что чем выше Солнце, тем тень короче.
5
Я следила за тенью гномона и измеряла её
длину 6 раз в сутки в течение 20 дней.
Параметры
Направление
Число
-
Длина (см)
9-00
10-00
13-00
С-З
С-З
С
С
С-В
С-В
4.07.2008
40
36,5
14
12
26,5
32,5
5.07.2008
41
37
15
13
27
33
6.07.2008
41,5
37
15,5
13,5
27,5
33,5
7.07.2008
42
37,5
16
14
28
34
8.07.2008
42,5
37,5
16,5
14
28,5
34,5
9.07.2008
43
38
17
14,5
29
35
10.07.2008 43,5
38
-
15
29,5
36
11.07.2008 44
38,5
18
15
30
36,5
12.07.2008 44,5
39
18,5
-
30,5
37
13.07.2008 45
39,5
19
16
31
-
14.07.2008 45,5
40
-
16,5
31,5
38
15.07.2008 -
40,5
20
17
32
38,5
16/07/2008 46,5
41
20,3
-
32,5
39
17/07/2008 47
41,5
20,4
18
33
40
18.07.2008 -
42
20,5
18,5
33,5
-
19.07.2008 -
-
-
-
-
-
20.07.2008 48,5
43
20
19,5
35
41,5
21.07.2008 49
-
21
20
35,5
42
22.07.2008 49,5
44
21,5
20,5
36
42,5
23.07.2008 50
44,5
22
21
36,5
43
6
14-00
17-00
18-00
Из таблицы видно, что в течение дня длина тени изменяется. Утром тень
длинная, потом она уменьшается и вечером снова удлиняется. Это говорит о том,
что Солнце в течение дня изменяет свою высоту над горизонтом, так как оно
утром всходит из-за горизонта, поднимается и вечером снова заходит за горизонт.
Из этих наблюдений древние астрономы делали выводы, что Солнце вращается
вокруг Земли. Но сейчас мы знаем, что это объясняется вращением Земли вокруг
своей оси.
Если посмотреть на столбцы таблицы, то видно, что в течение 20 дней в июле
в один и тот же час длина тени тоже изменяется, она с каждым днем становится
больше. Из этого наблюдения можно сделать вывод, что Солнце снижается над
горизонтом. А объяснить это можно тем, что угол наклона земной оси к орбите
Земли в течение года не остается одинаков.
Весна
Зима
Лето
Осень
Из рисунка видно, что летом лучи падают на Землю отвесно, а зимой скользят
по Земному шару. Поэтому летом тепло, а зимой холодно.
7
1.2. Затмения
Солнечное затмение
Луна тоже отбрасывает тень на Землю. Когда Луна оказывается между
Солнцем и Землей на одной линии, мы наблюдаем солнечное затмение.
Как появляется тень от Луны на Земле понятно из рисунка.
Это очень редкое явление природы, в одном и том же месте Земли его можно
увидеть один раз в 300 лет.
Мне удалось наблюдать Солнечное затмение, которое произошло 1 августа
2008 года,. На нашей территории Луна не закрыла все Солнце, такое затмение
называется частное.
В Нижневартовске наблюдалось полное солнечное затмение. Там тень Луны
полностью закрыла Солнце. В Интернете я нашла фотографии Солнечного
затмения в этом городе.
8
9
Виктор Григорьев, заместитель директора Института солнечной и земной
физики Сибирского отделения РАН, член-корреспондент российской академии
наук сообщил РИА Новости, что Сибирские ученые во время наблюдения за
полным солнечным затмением 1 августа обратили внимание на некоторые
нехарактерные явления.
По его словам, во время наблюдения за затмением ученые не смогли увидеть
два длинных корональных луча во внешней солнечной атмосфере - короне
Солнца, которые должны были быть. "В максимуме активности корона, как
лохматый человек из лучей, а в минимуме активности она, как усатый человек.
Сейчас должны были наблюдаться два длинных уса (луча) в экваториальной
плоскости. Их не было видно. Это немного необычно", - сказал Григорьев.
Лунное затмение
На первых фотографиях солнечного затмения в Нижневартовске Солнце
выглядит как Лунный серп. Возникает вопрос: почему мы Луну видим поразному? Это тоже затмение? Лунное затмение?
Лунное затмение возникает, когда на Луну падает тень Земли и вместо
полной круглой Луны наступает затмение.
Разве Лунное затмение возникает так часто? Ведь мы видим Лунный серп
почти каждую ночь?
Оказывается - нет, лунное затмение может быть 2-3 раза в год. Почему тогда
мы не всегда видим весь лунный диск?
10
2. Почему Луна светит, но не греет?
Видим Луну мы не потому, что она светится, а потому, что ее освещает
Солнце.
3. Почему мы Луну видим разной?
Серп луны – это фаза. Фазы Луна меняет в течение месяца: новолуние,
растущая луна, первая четверть, полнолуние, убывающая луна и снова новолуние.
А фазы меняются из-за того, что меняется положение Луны, Земли и Солнца.
5
6
4
1
2
3
Фазы Луны
1
2
3
4
1 – Новолуние
2 - Растущая Луна
3 – Первая четверть
4 – Полнолуние
5 – Последняя четверть
6 – Убывающая Луна
11
5
6
1
4. Почему Солнце светит и греет?
Из книги «Алька в Солнечном королевстве» я узнала, что все вещества
состоят из маленьких частичек – молекул, если кусочек сахара положить в воду,
то он растворяется и становится невидимым. Это значит, что сахар распался на
молекулы. Они такие маленькие, что мы их не видим.
Но оказывается, что молекулы состоят из ещё меньших частиц. Они
называются атомы. Например, молекула водорода состоит из двух атомов
водорода, молекула кислорода состоит из двух атомов кислорода, а молекула воды
- из одного атома кислорода и из двух атомов водорода.
Молекула
водорода
Молекула
кислорода
Молекула
воды
Но и атомы не самые маленькие частички. Все они состоят всего из трёх
разных частиц: протонов, нейтронов и электронов. Частички эти не простые, а
электрические. Протоны и нейтроны,
одинаковые по
размеру, а электрон меньше. Электрические частицы
+
- протон
имеют заряды: протоны - положительные, электроны –
отрицательные,
Положительные
а
нейтроны
и
не
заряжены.
отрицательные
частички
- нейтрон
притягиваются, поэтому электроны и не улетают от
-
протонов.
- электрон
Из трёх частиц: нейтронов, протонов и электронов состоят все атомы во
Вселенной. Самый простой из них атом водорода. У него 1 протон, а вокруг него
вращается 1 электрон. Водорода во Вселенной больше, чем других атомов. Солнце
тоже состоит из водорода, а ещё на Солнце есть гелий. Гелий обозначает
«солнечный», так как он был впервые открыт на Солнце. Гелий состоит из двух
нейтронов, двух протонов и двух электронов. Вообще, в атомах протонов и
12
электронов одинаковое количество, а нейтронов может быть меньше или больше,
то есть, сколько положительных частичек, столько отрицательных.
-
-
-
+
+
+
Атом гелия
Атом водорода
Атом не имеет заряда, так как в нём заряды уравновешиваются. Но иногда
электроны
можно оторвать от ядра. Это может сделать «жара». Если «жара»
оторвёт от атома электрон, то атом превращается в ион. В ионах количество
протонов и электронов не одинаково, значит, ион буде заряжен, тем знаком, какой
у частиц, которых больше.
Атомы на Солнце от «жары» распадаются на ионы и электроны.
-
-
-
+
+
-
+
+
+
+
-
-
Ионы водорода
Ионы гелия
Смесь ионов и электронов ученые называют плазмой. Из плазмы и состоит
Солнце.
Солнце – это шар из раскаленной плазмы. «На Солнце твёрдым и жидким
веществам делать нечего. Газы всё-таки
ухитряются прожить, но настоящее
раздолье на Солнце только плазме» 1
А почему солнце светит и греет? «Внутри солнца частицы не только
распадаются, Но и, наоборот, соединяются. Например, из легкого водорода
получается более тяжелый гелий… Когда водород превращается в гелий,
13
появляются не только новые ядра атомов гелия. При этом, в конце концов,
рождаются и теплота, и свет Солнца.»2
5. Почему лучик – это ключик…?
Кроме водорода и гелия на Солнце есть кислород, железо и много других
атомов. Но как же ученые узнали об этом? Ведь на Солнце они не были. «Только
с помощью лучика… Лучик – это ключик от многих небесных тайн».3 Если лучик
пройдёт через стеклянную призму, то мы увидим цветную полоску – солнечный
спектр. Цвета спектра: красный, оранжевый, желтый, зелёный, голубой,
синий, фиолетовый. Но на спектре видны не только цветные полосы, но и много
тонких темных линий. Астрономы
умеют отличать одни линии от других и
узнавать, из-за каких атомов эти линии появились в спектре Солнца, так они
определяют, какие атомы есть на Солнце.
1
Левитан Е. П. Алька в Солнечном королевстве. – М., Дрофа,1999. – (Занимательная
астрономия), (с. 81).
2
там же, (с. 95-96).
3
там же, (с. 90).
14
6. Когда Солнце возмущается?
Темные пятна
18 июля
Светлые пятна
23 июля
24 июля
Пятна на Солнце появляются, когда Солнце возмущается. Темные пятна
появляются там, где Солнце холоднее, а светлые там, где оно горячее. В местах
где появляются пятна очень неспокойно. «Все бушует вокруг пятен и особенно
над ними. Там даже происходят огромные взрывы.»1
Наблюдая в течение нескольких дней за пятнами на Солнце можно сделать
вывод, что Солнце поворачивается вокруг своей оси вправо.
7. Чему люди хотят научить Солнце?
Солнце очень помогает людям. Оно многое умеет.
Например, Солнце может нагреть воду, если её налить в чёрный
бак. Многие у себя в огороде делают солнечные душевые.
Солнце может нагреть не только воду, а даже расплавить металл.
Люди строят солнечные «плавильные печи». На космических
кораблях есть солнечные батареи. В них солнечный свет
превращается в электричество. Люди хотят на Земле
электричество
тоже получать с помощью солнечных
батарей.
Нужно многое знать о Солнце, чтобы заставить его служить людям.
1
Левитан Е. П. Алька в Солнечном королевстве. – М., Дрофа,1999. – (Занимательная
астрономия), (с. 106)
15
III. Заключение.
Выполняя исследовательскую работу, я узнала: как Солнце движется, почему
бывают затмения, почему летом жарко, а зимой холодно, из чего состоит Солнце,
почему оно светит и греет, когда оно возмущается.
Во время проведения исследований я поняла, как нужно ответственно
проводить наблюдения, нельзя пропускать ни одного, чтобы не упустить важное.
Научилась проводить наблюдения с помощью астрономических приборов:
гномона, телескопа и солнечных очков.
Уральский поэт Венидикт Станцев писал: «Ходит Солнце по орбите вечной
миллионы лет без перемен»1. Мы можем с ним поспорить: неизвестных мне тайн
у Солнца ещё много. Не все тайны разгадали даже учёные. Они продолжают
изучать Солнце, и когда-нибудь мы узнаем о новых открытиях.
1
В. Станцев «Звездный дождь», - Свердловск, 1979, - с. 37
16
IV. Литература.
1. Левитан Е. П. Алька в Солнечном королевстве. – М., Дрофа, 1999. –
(Занимательная астрономия)
2. Я познаю мир: Дет. энциклопедия.; Космос /Авт. Сост. Т. И. Гонтарук. –
М., АСТ, 1995.
3. В. Станцев «Звездный дождь», - Свердловск, 1979.
4. Ресурсы Интернета:
http://www.bbso.njit.edu/cgi-bin/LatestImages/
http://www.rian.ru/video/20080801/115446802.html
17