Презентация к уроку по астрономии Урок №31 «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение»
презентация к уроку по астрономии (11 класс)
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| model_goryachey_vselennoy.pptx | 2.91 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 472имени дважды Героя Советского Союза А.Т.Карпова Выборгского района Санкт-Петербурга Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение Учитель физики Федорова В.А.
Цели урока: Познакомиться с моделью «горячей Вселенной». Узнать, где, когда и как образовалось основное количество гелия во Вселенной. Выяснить, какие наблюдения указывают на высокие температуры вещества Вселенной в начале расширения. Познакомиться с реликтовым излучением.
Вспомните : 1) Из каких объектов состоит Вселенная? 2 ) Каков возраст Вселенной? 3) Почему необходимо привлечение общей теории относительности д ля построения модели Вселенной?
Образование гелия в недрах звезд при термоядерных реакциях Термоядерная реакция
Во всех звездах Галактики за все время ее существования (примерно 13 млрд. лет) о бразовалось 2,6 10 40 кг гелия. Это составляет 13% от всей массы Галактики, ч то существенно меньше наблюдаемой массы гелия .
Георгий Антонович Гамов (1904-1968) Георгий Гамов пришел к выводу, что основная масса гелия образовалась не в звездах, а на ранних стадиях расширения Вселенной, еще до формирования в ней звезд. Теория Георгия Гамова
Модель горячей Вселенной Принятая в настоящее время модель расширяющейся Вселенной получила название модели горячей Вселенной.
Работа с рисунком учебника на странице 132 Время с момента возникновения Вселенной, с Температура Вселенной, К Характеристика Вселенной 10 -43 10 27 Начало времени. Физический вакуум. 10 -32 10 13 Кварки Излучение 10 -6 10 8 Протон Электрон Нейтрон Излучение 3 мин 10000 Ядро водорода Ядро гелия 300000 лет -200 Атомы водорода Атомы гелия И т.д.
Реликтовое излучение Реликтовое излучение открыли в 1965 году американские ученые Арно Пензиас и Роберт Вилсон
Хотя реликтовое излучение было предсказано, само открытие произошло достаточно случайно. Помехи! Шум в радиоэфире. За свое открытие А.Пензиас и Р.Вилсон в 1978 г. получили Нобелевскую премию по физике.
На снимке показана наблюдаемая картина микроволнового реликтового излучения, на которое наложено излучение Млечного Пути (красная горизонтальная полоса).
Реликтовое излучение По мере расширения Вселенной температура вещества уменьшалась, уменьшалась и температура теплового излучения, которая к настоящему времени должна была снизиться до 3 К (-270 С).
Реликтовое излучение 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. Оно осталось как эхо бурного рождения Вселенной, которое называют Большим взрывом .
Большой Взрыв — это источник пространства и времени Все во Вселенной состоит из вещества: от крошечного камня до самых крупных звезд. И все вещество было создано из чистой энергии Большого Взрыва.
14 млрд. лет назад Большой Взрыв создал пространство и время, всю нашу огромную Вселенную, а в итоге и нас, запустив процессы создания элементов и законы физики
Вопросы для закрепления: Где и когда образовалась основная масса гелия во Вселенной? Объясните, почему современная модель расширяющейся Вселенной названа моделью горячей Вселенной? Что такое реликтовое излучение?
Домашнее задание: 1 . § 36 в учебнике стр. 132-134 ; 2. Закончить заполнение таблицы. 3. Подведем итоги (стр. 134).
Используемые материалы В.М . Чаругин « Астрономия. 10 – 11 кл . » , учебник, М, Просвещение, 2018г . 2. Картинки из Яндекса.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Урок по теме » Проценты» составлен так, что начало урока представлено как путешествие в сказочную страну.Решение текстовых задач показывает межпредметные и метопредметные связи. Происходит.
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.
Урок №31 «Модель «горячей Вселенной» и реликтовое излучение.
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.
Источник
Физика. 11 класс
Конспект урока
Физика, 11 класс
Урок 35. Вселенная
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:
- современные представления о строении и эволюции Вселенной;
- теория Большого взрыва;
- реликтовое излучение;
- тёмная материя и тёмная энергия.
Глоссарий по теме:
Космология – наука, изучающая строение и эволюцию Вселенной.
Теория Большого взрыва, или, как она первоначально называлась, модель горячей Вселенной – космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной как целого.
Радиус Вселенной – оценивается с помощью закона Хаббла, R =1,24 ∙ 10 26 м.
Возраст Вселенной — оценивается с помощью закона Хаббла, t = 13 ∙ 10 9 лет.
Реликтовое излучение – излучение, которое осталось от горячего состояния вещества в начале расширения Вселенной.
Тёмная материя – гипотетическая форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и напрямую не взаимодействует с ним. Тёмная материя по массе в несколько раз превышает суммарную массу всех звёзд.
Тёмная энергия – гипотетический вид энергии, введённый в математическую модель Вселенной ради объяснения наблюдаемого её расширения с ускорением
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 402 — 405.
2.Чаругин В.М. Астрономия. 10 — 11 классы: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень. М.: Просвещение, 2018. С. 126 – 142.
Основное содержание урока
Наука, изучающая строение и эволюцию Вселенной, называется космологией.
Большое значение для развития современных представлений о строении и развитии Вселенной имеет общая теория относительности, созданная А. Эйнштейном. Она обобщает теорию тяготения Ньютона для массивных тел и скоростей движения вещества, сравнимых со скоростью света. Согласно общей теории относительности гравитационное взаимодействие передаётся с конечной скоростью, равной скорости света. (По теории Ньютона гравитационное взаимодействие передаётся мгновенно.)
Общая теория относительности накладывает определённые ограничения на геометрические свойства пространства, которое уже нельзя считать евклидовым. Согласно этой теории, время не имеет абсолютного характера, а движение и распределение материи в пространстве нельзя рассматривать в отрыве от геометрических свойств пространства и времени.
Впервые космологическую модель Вселенной в рамках общей теории относительности рассмотрел советский математик А. Фридман. Он показал, что Вселенная, однородно заполненная веществом, должна быть нестационарной, и тем самым объяснил наблюдаемую картину разбегания галактик.
Теория Большого взрыва, или, как она первоначально называлась, модель горячей Вселенной – космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной как целого. Её предложил российский и американский физик Г. А. Гамов. Согласно этой теории, наша Вселенная образовалась примерно 13,7 млрд лет назад. Случилось это в результате Большого взрыва – явления, которое произошло на невообразимо малых расстояниях 10 -33 см за очень короткий временной промежуток 10 -44 с. Плотность вещества, которое образовалось в результате Большого взрыва, была равна 10 94 г/см 3 . За очень короткое время, примерно 10 -33 с, Вселенная в результате инфляция увеличилась до размеров примерно 10 см. После того, как закончилась инфляция, во Вселенной образовались несколько видов элементарных частиц: кварки, глюоны, электроны и γ-кванты или фотоны и нейтрино. За время примерно 10 -10 с от начала Большого взрыва началась эра элементарных частиц, 10 -6 с – образование протонов и нейтронов, 3 минуты – образование лёгких ядер. В момент примерно 3000 лет образовались реликтовые фотоны. С тех пор они путешествуют во Вселенной, помогая нам восстанавливать события тех лет. Первые атомы образовались примерно через 300 000 лет, первые галактики и звёзды через 1 млрд лет после Большого взрыва.
Впервые термин «Большой взрыв» (Big Bang) применил известный британский астроном и космолог Фред Хойл в своей лекции в 1949 году.
Закон Хаббла позволил оценить радиус и возраст Вселенной: R =1,24 ∙ 10 26 м, t = 13 ∙ 10 9 лет.
Критическое значение плотности вещества, от которой зависит характер будущего движения (расширения или сжатия) Вселенной ρкр = 10 -26 кг/м 3 .
Если средняя плотность вещества во Вселенной больше критической (ρ > ρкр), то в будущем расширение Вселенной сменится сжатием, а при средней плотности равной или меньшей критической (ρ ≤ ρкр), расширение не прекратится. Наблюдаемое разбегание галактик указывает на расширение Вселенной.
Наблюдения указывают на то, что в галактиках имеется несветящееся вещество, которое не участвует в электромагнитном взаимодействии, слабо проявляется в ядерном и слабом взаимодействии, поэтому оно себя не обнаруживает. Его назвали тёмной материей. Тёмная материя по массе в несколько раз превышает суммарную массу всех звёзд.
Ряд наблюдений указывают на существование во Вселенной более экзотической по свойствам тёмной материи, которая по своей массе превышает все другие формы материи и вносит основной вклад в расширение Вселенной. Её назвали тёмной энергией.
Проявление тёмной энергии было обнаружено по наблюдениям вспышек сверхновых звёзд в очень далёких галактиках. Свойство тёмной энергии совершенно необычное, она проявляет себя только в гравитационном взаимодействии, не участвует в слабом ядерном и электромагнитном взаимодействиях. Она проявляет себя как сила отталкивания, пропорциональная расстоянию между телами.
Разбор тренировочного задания
1. Учёные считают, что возраст Вселенной составляет примерно:
4) 1500 млрд лет.
Возраст Вселенной можно рассчитать, используя закон Хаббла:
Ответ: 2) 13 млрд лет.
2. Влияет ли космологическое расширение Метагалактики на расстояние Земли
2) до центра Галактики;
3) до галактики М31 в созвездии Андромеды;
4) до центра местного сверхскопления галактик?
В космологическом расширении не участвуют гравитационно связанные системы (Солнечная система, галактика, скопления галактик). Поэтому в первых трех случаях космологическое расширение не влияет на расстояния между Землей и указанными объектами.
Источник
Презентация на тему «Модели Вселенной»
Рецензии
Аннотация к презентации
Презентация для 7-11 класса на тему «Модели Вселенной» по астрономии. Каталог презентаций в формате powerpoint. Можно бесплатно скачать материал к себе на компьютер или смотреть его онлайн.
Содержание
Модели Вселенной
План урока:
Повторение; Анаксимандр; Пифагор и его сторонники; ЕвдоксКнидский; Аристотель; Аристарх Самосский; Клавдий Птолемей; Закрепление.
Вопросы:
Что такое Вселенная? Какой представляли себе Вселенную наши предки?
Пифагор Самосский (ок. 580 — 500 гг. до н. э.) высказал мысль о том, что Земля, как и другие небесные тела, имеет форму шара. В центре мира в этой модели помещалась Земля, вокруг нее вращались сферы Луны, Меркурия, Венеры, Солнца, Марса, Юпитера и Сатурна. Дальше всех находилась сфера неподвижных звезд.
Система мира пифагорейца Филолая. В середине Центральный Огонь.
Первую теорию строения мира, объясняющую прямое и попятное движение планет, создал греческий философ Евдокс Книдский (ок. 408 — 355 гг. до н. э.).
Аристотель считал, что центром Вселенной является Земля, а Солнце и все остальные планеты вращаются вокруг нее.
Считал, что центром Вселенной является не Земля, а Солнце ; Земля и другие планеты движутся вокруг него. К сожалению, эти гениальные догадки были в то время отвергнуты и забыты. Аристарх Самосский (320 – 250 гг. до н.э.)
Клавдий Птолемей (127-145 гг. н.э.)
Его геоцентрическая система стала абсолютной истиной для западного христианского мира вплоть до 15-го столетия, когда была вытеснена гелиоцентрической системой, разработанной великим польским астрономом Николаем Коперником.
Она позволяла определить и предсказывать расположение небесных тел в тот или иной момент. Почему система Птолемея господствовала в науке 13 веков?
Великий польский астроном Николай Коперник (1473-1543). Пришел к выводу, что не Земля, а Солнце должно быть неподвижным центром Вселенной
Гелиоцентрическая система в варианте Коперника может быть сформулирована в семи утверждениях: Орбиты и небесные сферы не имеют общего центра. Центр Земли — не центр Вселенной. Все планеты движутся по орбитам, центром которых является Солнце, и поэтому Солнце является центром мира. Расстояние между Землёй и Солнцем очень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижными звёздами. Суточное движение Солнца — воображаемо, и вызвано эффектом вращения Земли, которая поворачивается один раз за 24 часа вокруг своей оси, которая всегда остаётся параллельной самой себе. Земля (вместе с Луной, как и другие планеты), обращается вокруг Солнца, и поэтому те перемещения, которые, как кажется, делает Солнце (суточное движение, а также годичное движение, когда Солнце перемещается по Зодиаку) — не более чем эффект движения Земли.
Памятник Копернику в Варшаве
На центральной площади польского Торуня стоит памятник Копернику, на котором есть надпись: «Остановивший Солнце — сдвинувший Землю».
Бруно высказывал ряд догадок, опередивших эпоху и обоснованных лишь последующими астрономическими открытиями: о бесконечности Вселенной, о том, что звёзды — это далёкие солнца, о существовании неизвестных в его время планет в пределах нашей Солнечной системы, о том, что во Вселенной существует бесчисленное количество тел, подобных нашему Солнцу. Был осуждён католической церковью за свободомыслие как еретик и сожжён. Спустя три столетия, в 1889 году на месте казни в честь Джордано Бруно был воздвигнут памятник. Однако, даже спустя четыреста лет, глава Римско-Католической Церкви отказался рассмотреть вопрос о его реабилитации.
Рим, памятник Джордано Бруно
Галилей был первым ученым, исследовавшим космос с помощью телескопа. В 1609 году итальянец сделал ряд важнейших астрономических открытий, подтверждавших теорию Коперника о том, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. За это утверждение в 1663 году Галилей был осужден инквизицией как еретик. Астроном был вынужден отказаться от своих утверждений об устройстве солнечной системы и девять лет, до своей смерти, находился под домашним арестом. В 1992 году специальная комиссия, созданная Папой Иоанном Павлом II, реабилитировала ученого и признала суд над ним «трагической ошибкой».
Галилей решается публично отречься от веры, произнеся однако свою самую известную фразу: «Eppur si muove» («И все-таки она вертится!»), фразу, которая будет стоить ему жизни.
Телескоп и астролябия которыми пользовался Галилей
Надгробный памятник Галилео Галилею. Санта-Корче. Флоренция.
Обобщение:
Древние люди полагали, что Земля …… Первым, кто предположил, что Земля имеет форму шара ………. У Аристотеля в центре Вселенной была …… Аристарх Самосский считал, что центром вселенной является …….. Система ………господствовала в науке на протяжении 13 веков.
В модели Вселенной у Птолемея в центре располагалась ……. Одним из первых мысль о том, что в центре Вселенной располагается Солнце, высказал …….. Именно это открытие доказало, что Земля имеет форму шара………. Польский астроном Н.Коперник сумел сделать вывод, что Земля вращается вокруг ……….
Итальянский ученый Д.Бруно первым высказал мысль, что Вселенная ……… Галилео Галилей первым использовал в своих наблюдениях ………. Этот ученый астроном был сожжен в Риме за распространение учения Коперника. Умирая, Галилей сказал: «А все-таки она ……….» Солнечная система является частью гигантского скопления звезд ………..
Источник