Технологическая карта урока астрономии по теме: «Солнце: его состав и внутреннее строение»
Технологическая карта урока астрономии по теме: «Солнце: его состав и внутреннее строение» поможет учителю провести интересный урок высокий по плотности наполнения материалом.
Рбъяснять физическую сущность источников энергии Солнца и звёзд; описывать процессы термоядерных реакций протон-протонного цикла; объяснять процесс переноса энергии внутри Солнца; описывать строение солнечной атмосферы; пояснять грануляцию на поверхности Солнца; характеризовать свойства солнечной короны; раскрывать способы обнаружения потока солнечных нейтрино; обосновывать значения открытия солнечных нейтрино для физики и астрофизики.
Использовать физические законы и закономерности для объяснения явлений и процессов, наблюдаемых на Солнце; формулировать логически обоснованные выводы относительно полученных аналитических закономерностей для светимости Солнца, температуры его недр и атмосферы.
Высказывать мнение относительно достоверности косвенных методов получения информации о строении и составе Солнца; участвовать в обсуждении полученных результатов аналитических выводов; проявлять заинтересованность в самостоятельном проведении наблюдении Солнца.
ТСО (оборудование)
Средства ИКТ (ЭФУ, программы, приложения, ресурсы сети Интернет)
Используемые ресурсы, в т.ч. ЭФУ (для ЭФУ укажите названия конкретных объектов и страницу)
Мотивирование на учебную деятельность
Создать условия, когда обучающийся понимает требования к нему на уроке, испытывает желание включиться в работу и верит, что учебная деятельность ему под силу.
Настраивает обучающихся на успешную работу.
Обучающиеся смотрят фильм и выдвигают предположение о теме урока, обсуждают её и формулируют.
Обсудить значимость темы. В результате выделяются следующие аспекты.
Солнце – ближайшая звезда. Изученние её особенностей позволяет проанализировать особенности других звёзд.
Солнце, являясь «центральным» телом Солнечной системы, определяет процессы, протекающие на планетах, их спутниках и других телах, все остальные системы испытывают их влияние.
Солнце – естественная астрономическая лаборатория, в которой возможно наблюдать процессы, недоступные для получения в условиях Земли.
Солнце, в отличие от планет и других тел Солнечной системы, является самосветящимся небесным телом, излучающим за счёт процессов, происходящих в его недрах. Вся энергия на Земле связана с преобразованием солнечной энергии, включая важнейшие биологические процессы.
В процессе беседы учитель ограничивает те вопросы, которые будут рассматриваться на данном уроке: химический состав и строение Солнца, источник его энергии.
Участвуют в беседе.
Целеполагание, постановка проблемы
Акцентировать внимание обучающихся на методах получения информации о Солнце и его излучении. Среди методов отмечают: – визуальное наблюдение средствами наземных и космических обсерваторий; – спектральный анализ.
Перед обучающимися сформулировать проблемный вопрос: есть ли поверхность у Солнца, ведь наблюдателю звезда представляется в виде небольшого диска диаметром около 0,50 .
Учебник «Астрономия. 11 класс», стр. 129-143
Подводит учеников к определению границ знания и незнания, осознанию темы, целей и задач урока.
В совместной работе выявляются причины затруднения, выясняется проблема. Обучающиеся самостоятельно формулируют цель урока.
Работают с учебником.
Поиск путей решения проблемы
Способствовать деятельность обучающихся по самостоятельному поиску путей решения проблемы.
Данный вопрос приводит к результатам применения метода спектрального анализа.
Наблюдение за Солнцем– нельзя смотреть без защиты глаз темным светофильтром (закопченное стекло, засвеченная пленка, а лучше затмение наблюдать через стекло масти электросварки). Нельзя наблюдать через телескоп даже со светофильтром, только проецировать изображение на экран. Что можно увидеть: пятна, факелы возле пятен на краю диска, протуберанцы, вспышки и так далее.
Структура и внутреннее излучение Солнца
Планируют пути достижения намеченной цели. Осуществляют учебные действия по плану.
Используя диаграммы химического состава Солнца, определяют, что в химическом составе светила преобладают лёгкие элементы, которые находятся в особом агрегатном состоянии – в состоянии плазмы. Химический состав Солнца различен на разных глубинах.
В процессе решения задач используются законы физики и раскрываются ряд характеристик Солнца.
Определите размер Солнца.
Определите массу Солнца.
Определите светимость.
Определите температуру Солнца.
Определите химический состав Солнца.
Учебник «Астрономия. 11 класс», стр. 129-143
Солнце. Видимая поверхность звезды
Обучающиеся делятся на 5 групп (по числу задач)
Выполняют задания, которые сначала казались непосильными для решения:
Задача 1*
Задача 2*
Задача 3*
Задача 4*
Задача 5*
Разобрать решённые задачи у доски
Учебник «Астрономия. 11 класс», стр. 129-143
Помогает, советует, консультирует
Проверяют решение, выявляют, все ли справились с заданием, формулируют затруднения
Самостоятельная работа с использованием полученных знаний
Выявить качество усвоения материала.
Перечислить правила, которыми необходимо руководствоваться при проведении наблюдения Солнца.
Оценить, какая энергия выделилась, если бы Солнце целиком состояло из водорода, который превратился бы в результате термоядерной реакции в гелий.
Солнце. Видимая поверхность звезды
Выполняют задания по новой теме, используя самопроверку.
Обеспечить понимание содержания домашнего задания.
§21, упр 17, практическое задание. Используя приложение IX учебника «Указания к наблюдениям. Наблюдения Солнца», проведите собственные наблюдения Солнца (можно воспользоваться школьным телескопом с фильтром).
Результаты первых наблюдений Солнца Галилеем.
Устройство и принцип действия коронографа.
Задачи для подготовки к ЕГЭ по физике:
Плотность фотосферы Солнца не превышает порядка 10-4 кг/м 3 , а число атомов преобладающего в фотосфере газа 1017 в каждом кубическом сантиметре. Сравните параметры фотосферы с плотностью и числом частиц, содержащихся в том же объёме воздуха при комнатной температуре и нормальном давлении.
Сколько каменного угля сжигается для получения энергии, выделяющейся при превращении 1 г. водорода в гелий?
У обучающихся имеется возможность выбора домашнего задания в соответствии со своими предпочтениями.
Подведение итогов, рефлексия
Дать оценку работы класса. Сделать совместные с учителем выводы:
Солнце по своим физическим характеристикам является, с одной стороны, обычной звездой – лишь одной из звёзд во Вселенной, но, с другой стороны, она является исключительной и необыкновенной, так как её достаточно близкое расположение позволяет использовать множество методов для получения информации об удалённых звёздах.
Солнце и звёзды – самоуправляемые термоядерные реакторы.
Существующая современная модель строения Солнца позволяет объяснить наблюдаемые свойства звезды, а также высказать убеждённость в наличии влияния солнечной активности на Землю.
Благодарит учеников за урок
Обучающиеся называют тему урока, его этапы, перечисляют виды деятельности на каждом этапе, определяют предметное содержание. Делятся мнением о своей работе на уроке
Задачи*: 1. Размер
ρʘ=16′
pʘ=8,8″
Rʘ= ρʘ/pʘ. R⊕ =(16.60″/8,8″).R⊕≈109 R⊕
Rʘ≈695000км = 109 R⊕
Звезды бывают от 0,1Rʘ 2 .(Mʘ+ m⊕)
=
а⊕ 3
отсюда
Т⊕2. Mʘ
=
а⊕3
Т.к.sk-2
M⊕2 . (M⊕+m◖)
а◖3
Т◖ 2 . M⊕
а◖3
m◖3 .Т◖ 2
=
149,6 3 . 27,32 2
≈ 2.10 30 кг ≈333000 M⊕
У других звезд обычно 0,06Mʘ 3 .Т⊕ 2
0,3844 3 . 365,25 2
Найдем плотность ρcрʘ=
Mʘ
=
mʘ
≈1400 кг/м 3 , т.е. чуть больше плотности Н2О. Сравните с плотностью Земли, Юпитера.
Vʘ
4/3πRʘ 3
3. Светимость(L)
В ходе измерений на Земле и с КА в течении нескольких лет установлено количество получаемого Землей тепла от Солнца и получено значение солнечной постоянной.
q=1367 Вт/м 2 =1367 Дж/м 2 с≈1400 Вт/м 2 Тогда на радиусе орбиты Земли можно установить количество энергии, излучаемой Солнцем (т.е. светимость).
≈6000 К – эффективная температура Солнца [вообще-то ≈ 5800 К]
4 π Rʘ2
4 π Rʘ2δ
Закон установлен экспериментально Йозев Стефан ( 1879г, Австрия) и доказал теоретически Людвиг Больцман ( 1884г, Австрия). В данном случае Солнце считается абсолютно черным телом, т.е. идеальный накопитель излучения и излучатель (реально только≈).
Закон излучения открыл в 1896г Вильгельм Вин (1864-1928, Германия).
λmax·Т = b, где b = 0,2897·10 7 Å·К – постоянная Вина
Чем выше Т тем меньше λmax
Для Солнца λmax =4800Å 1Å=10 –10 М
это желтая линия , поэтому и Солнце желтое (т.к max излучения приходится на желтые лучи).
Если брать λ в см, то получим формулу
λmax =
0,29
отсюда Тʘ =
0,29
≈6000К
Температуры звезд обычно 2800К –5 см
Это на поверхности, а глубже температура больше. В таком состоянии вещество находится в газообразном состоянии, причем многие атомы ионизированы, т. е Солнце– раскаленный газовый (плазменный) шар.
5. Химический состав Когда-то считали что никогда не узнают из чего состоят звезды.
Еще И.Ньютон (Англия) в 1665 г открыл дисперсию (разложил свет в спектр).
– В 1814 г Йозеф Фраунгофер (Германия)– один из основателей спектроскопии открыл в спектре Солнца и зарисовал 580 темных линий, определил и описал длины волн 754 линий поглощения к 1817г (т.е спектр Солнца– непрерывный спектр пересечений темными линиями – фраунгоферовыми. В настоящее время в спектре зарегистрировано более 30000 линий, принадлежащих 72 химическим элементам).
– В 1859 г Густав Кирхгоф (Германия) и Роберт Бунзен (1899, Германия) открыли спектральный анализ (Кирхгоф создал модель абсолютно черного тела) «Газы поглощают те длины волн, которые излучают в нагретом состоянии»
По спектру на Солнце никаких неземных химических элементов нет. Самые распространенные на Солнце элементы – 70% водорода, и 28% – гелия.
Все звезды в основном состоят из Н и Не (это основные химические элементы Вселенной).