Урок астрономии в 11 классе на тему: «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение»
Тема урока: «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение»
Образовательная: повторение общей теории относительности для построения модели Вселенной, объяснение связь средней плотности материи с законом расширения и геометрии Вселенной, обоснование на основе полученных знаний возраста Вселенной.
Развивающая: развитие логического мышления путем систематизации фактов, развитие наблюдательности, формирование мировоззрения, развитие познавательной активности, умений делать выводы, применять полученные знания для объяснения явлений.
Воспитательная: развитие коммуникативных компетенций, формирование мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира.
Проанализировать химический состав вещества Вселенной.
Произвести оценку массы гелия во Вселенной.
Сформулировать гипотезу Г.А. Гамова о расширяющейся «горячей» Вселенной.
Обосновать существование реликтового излучения.
Оборудование: проектор, интерактивная доска, коспьютер, призентация
Актуализация знаний учащихся.
Изучение нового материала.
I этап – Организационный:
Вселенная тоже была молодою,
И бился в груди ее пламень творения!
Как женщина, власть потеряв над собою,
Она отдавалась на волю мгновения.
И в огненной пляске Пространства и Времени,
Доверившись слепо неведомым силам,
Она разрешила от тяжкого бремени,
Даруя начало мирам и светилам…
Дыхание горячее Тайны Великой
Потоками квантов к тебе прикоснется,
И космос огромный чужой многоликий,
Сквозь мрак мироздания тебе улыбнется.
И тот, кто увидел улыбки той отблеск,
Кто вздрогнул на миг и застыл ослепленный,
Так будет всю жизнь, позабыв сон и отдых,
Искать ее снова в просторах Вселенной.
Б. Комберг
Знакомство с темой и целями урока; система оценки результатов.
II этап — Актуализация знаний учащихся (повторение):
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:
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)
Изучение нового материала.
Гипотеза (излагается в ходе фронтальной беседы):
— естественно предположить, что первоначально химический состав Вселенной был представлен одним химическим элементом – водородом, из которого образовались первые звезды;
— при термоядерных реакциях в недрах звезд образовался гелий;
— при эволюции звезд часть вещества вернулась в межзвездную среду, из него образовались новые звезды;
— исходя из этого, весь гелий во Вселенной (около 30% массы вещества Вселенной) образовался в недрах звезд.
Проверим эту гипотезу, сделав простую оценку:
Обучающиеся, используя материал §36, записывают расчеты в тетрадь, заполняя пропуски в приведенном ниже тексте (текст на карточках).
Каждую секунду в недрах Солнца в термоядерной реакции синтеза гелия выделяется __________________ энергии.
При образовании одного ядра гелия выделяется энергия ________________
Каждую секунду образуется ______ ядер атомов гелия или ________ кг.
Возраст Галактики ______________________
Масса гелия, который может образоваться во всех звездах (10 11 звезд)
Это составляет _____________ от всей массы Галактики.
Модель расширяющейся Вселенной («горячей» Вселенной):
— анализируя полученные результаты, астрофизик Г. Гамов, учитывая, что термоядерная реакция возможна при температуре в несколько миллионов кельвинов, пришел к выводу, что основная масса гелия образовалась не в звездах, а на ранних стадиях расширения Вселенной, которая была не только плотной, но и горячей;
— принятая в настоящее время модель расширяющейся Вселенной получила название модели «горячей» Вселенной.
— на ранних этапах расширения Вселенной кроме плотного и горячего вещества существовало излучение, находящееся в равновесии с веществом;
— по мере расширения вещества его температура понижалась, и к настоящему времени должна составить порядка 3 К;
— это предположение подтвердилось открытием в 1965 г. излучения, максимум которого приходился на длину волны λ=1 мм, что соответствует температуре излучения 2,7 К;
— наблюдения показали, что это излучение не связано ни с одним из небесных объектов, оно равномерно заполняет видимую Вселенную, т. е. характеризует горячее и сверхплотное вещество Вселенной в начале ее расширения;
— в связи с этим излучение называется реликтовым излучением.
IV. Закрепление изученного
ответить на вопросы 1,2 на стр. 133.
Домашнее задание §36
А сейчас я предлагаю Вам сделать оценку своей работы на уроке, используя предложенные высказывания (те которые вам ближе)
КАК ПРИЯТНО ЗНАТЬ, ЧТО ТЫ ЧТО-ТО ЗНАЕШЬ.
(На этом уроке, я поняла, что я что-то знаю, и мне было очень приятно это осознавать. Я поверила в свои силы)
Я ЗНАЮ, ЧТО Я НИЧЕГО НЕ ЗНАЮ
(Я открыл для себя очень много нового. Я даже не подозревал, что порой за обычными порой явлениями кроются большие и удивительные открытия. И у меня появился интерес узнать об этом еще больше.)
ПОЗНАНИЕ НАЧИНАЕТСЯ С УДИВЛЕНИЯ
(Этот урок был для меня открытием. На протяжении всего урока я не переставала удивляться тому, что все в мире взаимосвязано и как наука шагнула далеко вперед и познании мира в которой мы живем)
Источник
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
Урок «Модель «горячей» Вселенной и реликтовое излучение»
Разработка урока и презенации по астрономии «Модель «горячей»вселенной и реликтовое излучение . УМК Чаругина В.М.
Просмотр содержимого документа
«Урок «Модель «горячей» Вселенной и реликтовое излучение»»
Модель «горячей» Вселенной и реликтовое излучение
УМК Астрономия В.М. Чаругин
Селянина Наталия Николаевна
Учитель физики МБОУСОШ №4
г. Советский ХМАО-Югра
Повторяем тему прошлого урока.
- Что такое фотометрический парадокс?
- Как можно оценить возраст Вселенной?
- Почему необходимо привлечение общей теории относительности для построения модели Вселенной?
Попробуйте ответить на вопросы:
1. Как возникла наша Вселенная?
2. Из чего она произошла?
3. Откуда взялось то огромное количество материи, которое составляет ее основу?
4. Есть ли границы у Вселенной?
5. Если есть, то какая форма и какая структура может быть у нашей Вселенной?
Первые звезды были водородные, при термоядерных реакциях в недрах заезд образовывался гелий
В термоядерных реакциях в недрах Солнца каждую секунду выделяется 4 · 10 26 Дж энергии (светимость Cолнца)
При образовании одного ядра гелия выделяется энергия
Поэтому каждую секунду в Солнце образуется 1038 ядер атомов гелия, или 6,7 · 10 11 кг гелия.
Возраст Галактики близок к возрасту Вселенной:
Подсчитаем массу гелия, которая могла бы образоваться во всех звёздах (10 11 звёзд) за этот промежуток времени:
Это составляет 13% от всей массы Галактики (масса всех звёзд Галактики 2 · 10 41 кг ), что существенно меньше наблюдаемой массы гелия.
российский и американский физик-теоретик, астрофизик
Модель «горячей» Вселенной
Роберт Вильсон и Арно Пензиас на фоне антенны, с помощью которой они открыли реликтовое излучение. Фотография сделана по случаю присуждения Нобелевской премии в 1978 году.
На снимке показана наблюдаемая картина микроволнового реликтового излучения, на которое наложено излучение Млечного Пути (красная горизонтальная полоса).
Пользуясь учебником, самостоятельно заполните таблицу.
Модель «горячей» Вселенной
Открытие реликтового излучения
Мне было интересно.
Я открыл для себя
Ничего нового на уроке не было, я и так все знаю.
На уроке я понял,
что я что-то знаю.
Это было здорово!
- Прочитать § 36.
- Заполнить таблицу, пользуясь схемой, учебником и ресурсами интернета.
подготовить проект по
премии за работу в
Время с момента возникновения Вселенной
Источник