Излучение равномерно заполняющее вселенную называют

Автор: Шустова Людмила Филипповна

Организация: МБОУ «Верх-Рождественская ООШ»

Населенный пункт: село Верх-Рождество, Частинский район, Пермский край

Сценарий урока № 31 по теме

«Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение».

Учитель — Шустова Людмила Филипповна

Предмет – Астрономия.

Тема — «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение».

Продолжительность занятия— 45 минут.

Класс — 11. Учебник — Чаругин В. М. Астрономия 10—11 классы. Учебное пособие для общеобразовательных организаций. Базовый уровень. Просвещение -2018

Образовательное учреждение — Пермский край, Частинский район, село Ножовка, Муниципальное общеобразовательное учреждение «Ножовская средняя общеобразовательная школа».

Авторский медиапродукт — презентация «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение» 15 слайдов (среда POWER POINT)., сценарий урока «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение».

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний с использованием интерактивной технологии коллективной и индивидуальной мыследеятельности К.Я. Вазиной.

Оборудование: интерактивная доска, компьютер, презентация, эволюционные схемы, колекция ЦОР, фрагменты видеоуроков: У Вселенной было начало. Видеоурок «NICA — Вселенная в лаборатории»; Реликтовое излучение.

План урока

Во всем мне хочется дойти до самой сути.
Б. Пастернак

Части — блоки урока (краткое содержание деятельности учителя и учащихся)

Временная реализация

1.Организационный момент: Эмоциональный настрой.

2.Организация целевого пространства. Мотивация к деятельности. Актуализация знаний.

3.Организация поискового пространства. Работа в 3 группах. Изучение нового материала по 3 темам в группах: «Модель горячей Вселенной. Реликтовое излучение. Теория Большого взрыва». Отчёт групп в разных формах (Таблица. Кластер. Опорный конспект ).

4.Организация рефлексивного пространства. Составление таблицы или общего кластера по теме «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение». Этап «Рефлексия».

Цели урока:

Цель: сформировать целостное представление об образовании гелия во Вселенной и её модели, объяснить причины возникновения реликтового излучения как доказательства теории Большого взрыва.

Образовательная цель: обеспечить усвоение темы через осмысление ранее полученных знаний и учебно-исследовательскую деятельность учащихся, основываясь на этапах научного познания. Организовать познавательную деятельность, которая предполагает использование научных наблюдений.

Развивающая: формировать УУД: совершенствовать интеллектуальные способности, мыслительные и исследовательские умения учащихся при работе с различными источниками информации и практическими заданиями, коммуникативные свойства речи, развивать познавательное творчество, собственную оценочную позицию. Развивать умение наблюдать и анализировать явления, а также познавательный интерес при постановке учебной проблемы.

Воспитательная – 1.Формировать материалистическое мировоззрение.

2. Содействовать профориентации учащихся – выбору будущей профессии.

3. Укреплять сотрудничество и общение в малых группах, уважительное отношение к мнению оппонента.

Межпредметные связи: физика (спектральный анализ, термоядерный синтез, скорость света, элементарные частицы); обществоведение (материальность мира и его познаваемость, основные формы существования материи, движение материи, пространство и время); биология (познание сущности жизни на клеточном и молекулярном уровнях).

Формы организации учебной деятельности: фронтальная, групповая, индивидуальная.

Методы обучения: репродуктивный, наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, исследовательский.

Ход урока

1.Организационный этап. Психологический настрой.(2 мин)

Задача. Создать эмоциональный настрой учащихся.

Учитель.- Доброе утро! Я рада вас приветствовать на уроке астрономии. Желаю вам новых открытий и хорошей работоспособности. Начнем урок с проверки знаний и выявления проблемы.

Мы продолжим учиться:

Проводить наблюдения по научным фотографиям и астрономическим картам
Обобщать результаты наблюдений
Выдвигать гипотезу
Проверять гипотезу – проводить исследование научных теорий.

2. Целевое пространство. Мотивация учащихся. Постановка задач в группе и индивидуальных. Актуализация знаний. (10 мин).

Тестовое задание.

1. Раздел астрономии, занимающийся изучением строения Вселенной и процессов,

происходящих в ней, называется:

а) космогонией б) космологией в) космонавтикой г) астрофизикой

2. Соотнесите термины, указанные буквами и определения, указанные цифрами:

а) Вселенная б) Метагалактика в) Галактика г) Звездная система;

1) Самая большая наблюдаемая, нестационарная, постоянно эволюционирующая,

расширяющаяся система, не имеющая центра расширения

2) Материальная система, безграничная в пространстве и развивающаяся во времени

3) Вращающаяся система, имеющая в центре мощный источник нетеплового излучения

(не связанный с нагретым газом)

4) Вращающаяся система, имеющая в центре мощный источник теплового излучения

3. Выберите главные космологические признаки Вселенной:

а) анизотропность б) изотропность в) неоднородность г) однородность

Ключ к тесту: 1. б) 2. а – 2), б – 1), в – 3), г – 4) 3. б), г)

Выясняем тему урока. Выявление и анализ проблемы. Гипотезы. Проверим исследованием.

— Вспомним, что по современным представлениям, на ранней стадии развития звезда в основном состоит из водорода. Температура внутри звезды столь велика, что в ней протекают реакции слияния ядер водорода с образованием гелия – термоядерные реакции.

Существует гипотеза, что около 30% по массе наблюдаемого во Вселенной гелия образовалось в недрах звёзд.

Проверьте это предположение. (Работа с учебником Стр.132)

В термоядерных реакциях синтеза гелия из водорода в недрах Солнца каждую секунду выделяется 4 · 10 26 Дж энергии. При образовании одного ядра гелия выделяется энергия ΔЕ = 4,8 · 10 –12 Дж. Поэтому каждую секунду в Солнце образуется 10 38 ядер атомов гелия, или 6, · 10 11 кг гелия. Полагая, что возраст Галактики близок к возрасту Вселенной: 1,3 · 10 10 лет = 3,9 · 10 17 с, легко подсчитать массу гелия, которая могла бы образоваться во всех звёздах (10 11 звёзд) за этот промежуток времени: 6,7 · 10 11 кг/с · 10 11 · 3,9 · 10 17 с = 2,6 · 10 40 кг.

Вывод: Это составляет 13% от всей массы Галактики (масс всех звёзд Галактики 2 · 10 41 кг), что существенно меньше наблюдаемой массы гелия.

Исходя из этого в 1946 году астрофизик Георгий Гамов, американский физик российского происхождения (учился вместе с А.Фридманом) и его коллеги разработали физическую теорию начального этапа расширения Вселенной, объясняющую наличие в ней химических элементов синтезом при очень высоких температуре и давлении. Начало расширения по теории Гамова назвали «Большим Взрывом». Соавторами Гамова были Р. Альфер и Г. Бете, поэтому иногда эту теорию называют «α, β, γ-теория» или модель горячей Вселенной.

Модель «горячей Вселенной» — космологическая модель, в которой эволюция Вселенной начинается с состояния плотной горячей плазмы, состоящей из элементарных частиц, и протекает при дальнейшем адиабатическом космологическом расширении, иначе теория Большого взрыва.

3. Поисковое пространство. Работа в 3 группах. (10 минут). Изучение нового материала по 3 темам в группах: «Модель горячей Вселенной. Реликтовое излучение. Теория Большого взрыва». Параграф 36 учебника. Возможен поиск информации в интернете. Проблема: как можно обосновать откуда взялось реликтовое излучение в современной Вселенной, если Вселенная существует много миллиардов лет? (либо проблема, выдвинутая группами).

Отчёт групп в разных формах (Таблица. Кластер. Опорный конспект). (Уровни — базовый, повышенный и высокий). – 10 мин.

Вывод (делают ученики). Как показали наблюдения, это излучение не связано ни с одним из известных небесных тел или их систем. Оно равномерно заполняет видимую Вселенную, т. е. характеризует горячее и сверхплотное состояние вещества в начале расширения. Поэтому это излучение получило название реликтового излучения, т. е. оставшегося от ранних этапов эволюции Вселенной.

Первичное закрепление ( 5 мин).

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ:

1.Возраст Вселенной 13,5 млрд лет. Сейчас мы наблюдаем в самые мощные телескопы первые галактики, от которых свет идёт почти 12,5 млрд лет, так что они излучили свет, когда возраст Вселенной был всего около миллиарда лет. Как вы думаете, нарастив мощь телескопов, сможем ли мы увидеть начало Вселенной или хотя бы первые часы?

2.Как вы думаете, до каких глубин ранней Вселенной мы можем экстраполировать наши знания, хотя общая теория относительности, на которой основана современная космология, применима до нулевых размеров Вселенной?

3.Как вы думаете, что было до того, как возникла Вселенная, которую мы наблюдаем?

4. Рефлексия (5 мин).

Какой продукт мы получили на уроке – новое знание в системе знаний?

(понятие «горячая Вселенная»; крупномасштабную структуру Вселенной; космологические модели Вселенной. Связь средней плотности материи с законом расширения и геометрией Вселенной; радиус и возраст Вселенной).

Источник

Модель «горячей Вселенной» и реликтовое излучение.
план-конспект урока по астрономии (11 класс) на тему

Урок №31 «Модель «горячей Вселенной» и реликтовое излучение.

Скачать:

Вложение	Размер
urok_model_goryachey_vselennoy.docx	25.7 КБ

Предварительный просмотр:

Урок 31. Модель «горячей Вселенной» и реликтовое излучение

Цель: Познакомить учащихся с моделью «горячей Вселенной», реликтовым излучением; сформировать представление о физических условиях на ранних стадиях расширения Вселенной.

— объяснение образования гелия с использования модели горячей Вселенной;

— объяснение возникновения реликтового излучения, как доказательство теории Большого взрыва

— мотивация на продуктивную учебную деятельность.

Оборудование: проектная доска, проектор, презентация к уроку, раздаточный материал.

Приветствие участников образовательного процесса.

Проверяет готовность учащихся к уроку. Отмечает отсутствующих.

Готовятся к уроку.

Просмотр видеофильма «У Вселенной было начало.NICA — Вселенная в лаборатории» https://www.youtube.com/watch?v=xSxKtGYv7jY

Выдает раздаточные листы (см. приложение №1). Акцентирует внимание на основных моментах фильма, которые необходимо отразить.

Смотрят фильм, заполняют раздаточные листы.

Изучение нового материала

Где, когда и как образовалось основное количество гелия во Вселенной.

Какие наблюдения указывают на высокие температуры вещества Вселенной в начале расширения. Реликтовое излучение.

Объясняет новый материал, используя презентацию. Акцентирует основные и важные моменты по данной теме. Задает вопросы, помогает делать выводы.

Делают записи в тетради, работают с учебником, отвечают на вопросы (ответы находят в параграфе).

Закрепление нового материала

Ответы на вопросы после параграфа стр.133

Помогает отвечать, задает наводящие вопросы (по необходимости).

Отвечают, используя учебник. Делают соответствующие выводы и записывают их в тетрадь.

Обобщение изученного материала, оценка работы учащихся.

Подводит итоги урока с участием учащихся, оценивает их работу, задает домашнее задание.

Слушают учителя, отвечают на вопросы, записывают домашнее задание.

Раскрытие содержания этапов урока.

1. Организационный этап. (1 мин.)

— Проверка готовности учащихся к уроку;

— Определение отсутствующих на уроке.

2. Мотивационный этап. (9 мин)

Тема нашего урока: Модель «горячей Вселенной» и реликтовое излучение. (1 слайд)

Для погружения в тему урока я предлагаю Вам посмотреть видеофильм «У Вселенной было начало.NICA — Вселенная в лаборатории» (2 слайд).

Вам необходимо заполнить раздаточный лист, который лежит на столе. (см. приложение №1). В нем акцентировано внимание на основные моменты фильма, которые необходимо дописать и закончить.

Какое другое название имеет теория Большого взрыва? Ответить на этот вопрос, вам поможет учебник. Откройте его на странице 132. (Учащиеся работают с учебником. Отвечают на вопрос).

Откройте свои тетради и запишите тему урока.

Что нового сегодня мы узнаем? (Используя учебник, учащиеся отвечают) .

3. Этап изучения нового материала.

До образования звезд вещество в основном состояло из водорода, простейшего химического элемента. Первые звезды были водородные. (3 слайд)

Как образовался гелий в недрах звезд? (4 слайд) Он образовался в результате термоядерной реакции. Данную реакцию вы видите на доске, запишите ее в тетрадь.

Затем часть их вещества возвращалась или в межзвездную среду при взрывах сверхновых, или при спокойном сбросе вещества, или в процессах сходных с солнечным ветром.

И з сброшенного вещества формировалось новое поко л е н и е з вёзд. (5 слайд)

Существует гипотеза, что весь наблюдаемый во Вселенной гелий образовался в недрах звезд. (6 слайд)

Проверить это предположение можно прочитав учебник на странице 132. (Учащиеся работают с учебником).

В термоядерных реакциях синтеза гелия из водорода в недрах Солнца каждую секунду выделяется 4 · 10 26 Дж энергии. При образовании одного ядра гелия выделяется энергия ΔЕ = 4,8 · 10 –12 Дж. Поэтому каждую секунду в Солнце образуется 10 38 ядер атомов гелия, или 6, · 10 11 кг гелия. Полагая, что возраст Галактики близок к возрасту Вселенной: 1,3 · 10 10 лет = 3,9 · 10 17 с, легко подсчитать массу гелия, которая могла бы образоваться во всех звёздах (10 11 звёзд) за этот промежуток времени: 6,7 · 10 11 кг/с · 10 11 · 3,9 · 10 17 с = 2,6 · 10 40 кг.

Исходя из этого в 1946 году Георгий Гамов, американский физик российского происхождения, пришел к выводу, что основная масса гелия образовалась на ранней стадии расширения Вселенной. (7 слайд)

Георгий Антонович Гамов (4 марта 1904 — 19 августа 1968) — ученый-энциклопедист, ученый-теоретик и одновременно ученый-экспериментатор экстракласса, крупный физик и астрофизик, написавший большую часть своих работ в США. Ему принадлежат три научных открытия «нобелевского ранга» — в области теории альфа-распада, теории «Большого Взрыва» и в теории генетического кода. При этом Гамов не получил ни одной Нобелевской премии, а только премию ЮНЕСКО в 1956 году. (8 слайд).

Образование гелия в термоядерных реакциях возможно лишь при температуре свыше нескольких миллионов кельвинов, то на ранних этапах расширения Вселенная была не только плотной, но и горячей. (9 слайд) Поэтому принятая в настоящее время модель

расширяющейся Вселенной получила название модели «горячей» Вселенной.

Модель «горячей» Вселенной получила эмпирическое подтверждение в 1965 году в открытии реликтового излучения американскими учеными Робертом Уилсоном и Арно Пензиасом. (10 слайд)

В 1963 году перед ними была поставлена задача выяснить природу шумов в радиодиапазоне, создающих помехи для радиосвязи. Отметя целый ряд вероятных причин (вплоть до загрязнения антенн голубиным пометом), они пришли к выводу, что источник стабильного фонового шума находится за пределами нашей Галактики. Иными словами, это был космический радиационный фон, предсказанный астрофизиками-теоретиками, включая Роберта Дика, Джима Пиблза и Георгия Гамова. (11 слайд)

Что такое реликтовое излучение? (Учащиеся работают с учебником на странице 133).

Итак, реликтовое излучение — фоновое космическое излучение, спектр излучения строго соответствует спектру излучения абсолютно черного тела с Т=2,7К, максимум в спектре излучения приходится на длину волны – 1мм. (12 слайд)

Как показали наблюдения, это излучение не связано ни с одним из известных небесных тел или их систем. Оно равномерно заполняет видимую Вселенную, т. е. характеризует горячее и сверхплотное состояние вещества в начале расширения. Поэтому это излучение получило название реликтового излучения, оставшегося от ранних этапов эволюции Вселенной.

4. Этап закрепления нового материала.

В заключение нашего сегодняшнего урока, давайте ответим на вопросы: (13 слайд)

1. Что я сегодня узнал?

— Когда образовалась Вселенная? В результате чего?

— Из чего состоит вещество?

— Объясните, почему современная модель расширяющейся Вселенной названа моделью горячей Вселенной?

2. Продолжите фразы: Я понял, что… Мне захотелось…

5. Этап подведения итогов.

Сегодня мы изучили интересную тему, запишите домашнее задание. (14 слайд)

§ 36, стр. 134 (кластер по главе «Строение и эволюция Вселенной»). Подготовить сообщения по вопросам для обсуждения.

1. В.М. Чаругин «Астрономия. 10–11 кл.», учебник, М, Просвещение, 2018г.

2. Презентация, сделанная с использованием учебника В.М. Чагурина, картинок из Яндекса.

3. Видео урок https://www.youtube.com/watch?v=xSxKtGYv7jY « У Вселенной было начало. NICA — Вселенная в лаборатории »

«У Вселенной было начало. NICA — Вселенная в лаборатории»

1. Теория относительности А.Эйнштейна — __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. А.А.Фридман — __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Э. Хаббл — __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. А.А. Гамов — __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Р.Вильсон и А.Пензиас — __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Вселенная образовалась ________млрд лет назад в результате _____________________________________________________________________________

7. Строение вещества

Атом – атомное ядро + электрон

8. Кварк-глюонная плазма образовалась __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. от Большого взрыва до наших дней

10 -44 c 10 -33 c 10 -10 c 10 -6 c 3мин 300000лет 1млрд лет 13,7млрд t

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Уро к изучения нового ма териала в 9 классе. Содержит конспект и презентацию к уроку.

Презентация сделана для дистанционных курсов по астрономии в издательстве «Просвещение».Она использовалась для конспекта урока «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение» по .

План-конспект был сделан для курсов по астрономии. В нем используется презентация размещенная на сайте.

Цель: Познакомить учащихся с понятием «горячая Вселенная» — теорией большого взрыва, реликтовым излучением. Рассказать о физических условиях на начальных стадиях расширения Вселенной.

Цель: Познакомить учащихся с наиболее актуальной моделью «рождения Вселенной» — «горячей Вселенной», реликтовым излучением, как доказательством справедливости теории.

Цели урока: •Познакомиться с моделью «горячей Вселенной».•Узнать, где, когда и как образовалось основное количество гелия во Вселенной.•Выяснить, ка.

Источник

Излучение равномерно заполняющее вселенную называют