Практические работы по астрономии
учебно-методический материал на тему

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ «ПЕРВОУРАЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИКУМ»

КОМПЛЕКТ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

к рабочей  программе

учебной дисциплины

АСТРОНОМИЯ

в рамках программы подготовки

квалифицированных рабочих и служащих

19.01.17 «Повар, кондитер».

Составитель: Кузнецова Алина Валентиновна, преподаватель высшей квалификационной категории

РАССМОТРЕНО

цикловой комиссией (ЦК)

естественнонаучного профиля

№___   «____»_____________2018 года

__________руководитель ЦК Шаяхметова Л.Х.

Пояснительная записка.

Практические задания разработаны в соответствии с рабочей учебной программой дисциплины «Астрономия».

Цель выполнения практических работ: формирование предметных и метапредметных результатов освоения обучающимися основной образовательной программы базового курса астрономиии.

Характеристика практических заданий:

Оценка результата выполнения практических заданий:

Практическая работа № 1.

«Работа с подвижной звёздной картой (ПЗК)».

1. Рассмотрите ПЗК, которая состоит из двух частей: карты звёздного неба и накладного круга с небесным меридианом (нить).
2. Внимательно прочитайте задания 1 - 9, выполните указания к ним, запишите полученные ответы.

1. В каком созвездии находится Солнце 15 октября? На карте звёздного неба найдите эклиптику, определите в каком созвездии находится точка эклиптики, соответствующая дате 15 октября.
2. Какие яркие звёзды видны 15 января в 22 часа? Совместите дату 15 января на карте звёздного неба и время 22 часа на накладном круге. Выпишите названия ярких звёзд, используя таблицу «Основные сведения о наиболее ярких звёздах».
3. В какой стороне неба 5 мая в 23 часа видно созвездие Близнецов? Совместите дату 5 мая на карте звёздного неба и время 23 часа на накладном круге. Для определения стороны неба используйте подписи на накладном круге: С – север, Ю – юг, В - восток, З – запад.
4. Когда 10 января происходит верхняя кульминация Спики? Расположите накладной круг так, чтобы меридиан (нить) проходил через звезду Спика (Девы). Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 10 января на карте звёздного неба.
5. Когда 15 февраля происходит нижняя кульминация Веги?  Расположите накладной круг так, чтобы меридиан (нить) проходил через звезду Вега (Лиры) между северным полюсом мира (центр карты звёздного неба) и точкой севера (точка С на накладном круге). Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 15 февраля на карте звёздного неба.
6. Когда 25 мая восходит Альтаир? Расположите накладной круг так, чтобы звезда Альтаир (Орла) находилась на линии горизонта в восточной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки В).  Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 25 мая на карте звёздного неба.
7. Когда 10 мая заходит Арктур? Расположите накладной круг так, чтобы звезда Арктур (Волопаса) находилась на линии горизонта в западной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки З).  Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 10 мая на карте звёздного неба.
8. Когда 10 мая восходит Солнце? Расположите накладной круг так, чтобы точка эклиптики, соответствующая дате 10 мая, находилась на линии горизонта в восточной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки В).  Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 10 мая на карте звёздного неба.
9. Когда 5 октября заходит Солнце? Расположите накладной круг так, чтобы точка эклиптики, соответствующая дате 5 октября, находилась на линии горизонта в западной части неба (внутренний вырез накладного круга вблизи точки З).  Определите время на накладном круге, которое совпадает с датой 5 октября на карте звёздного неба.

Практическая работа № 2.

«Определение координат небесных объектов».

1. Разберите решение задачи. Каково склонение звёзд, которые в Москве () кульминируют на высоте ?

Дано:                                                   Решение.

      Запишите формулу высоты светила в верхней кульминации: .

  Преобразуйте формулу и выразите склонение:

Найти:        Рассчитайте склонение: .

    =?            Ответ: склонение звёзд равно .

2. Разберите решение задачи. На какой географической широте звезда Альтаир кульминирует в зените?

Склонение звезды Альтаир (Орла) найдите в таблице «Основные сведения о наиболее ярких звёздах». Высота зенита равна .

Дано:                                                   Решение.

        Запишите формулу высоты светила в верхней кульминации: .

   Преобразуйте формулу и выразите широту: .

Найти:        Рассчитайте широту: .

 ?            Ответ:  северной широты.

3. Разберите решение задачи. Какова высота Солнца в полдень в день зимнего солнцестояния в Мурманске ()?

Полдень – это верхняя кульминация Солнца.  В день зимнего солнцестояния склонение Солнца равно .

Дано:                                                   Решение.

       Запишите формулу высоты светила в верхней кульминации: .

  Рассчитайте высоту:

Найти:        Ответ: (Солнце находится под горизонтом, в Мурманске – полярная ночь).

4. Решите задачу. Каково склонение звёзд, которые в Ростове-на-Дону () кульминируют в зените? 
5. Решите задачу.  На какой географической широте звезда Спика кульминирует на высоте ?
6. Решите задачу. Какова высота Солнца в полдень в день весеннего равноденствия в Новосибирске ()?

Практическая работа № 3

«Конфигурации планет и законы движения планет»

1. Разберите решение задачи. Через какой промежуток времени повторяются нижние соединения Меркурия?

Дано:                                               Решение:

Т    = 1год               Определите синодический период Меркурия:

Т     = 0,24 года       Выполните преобразования формулы:

                                 Выполните расчёты: года

Найти: S-?                 Переведите синодический период из лет в сутки:

                                  Ответ: нижние соединения Меркурия повторяются через 117 суток.

2. Разберите решение задачи. Рассчитайте продолжительность года на Венере.

Дано:                                               Решение:

Т    = 1год            Запишите III закон Кеплера:

а       = 1 а.е.         Выполните преобразование формулы:

а     = 0,72 а.е.      Выполните расчёты:

                             Переведите звёздный период в сутки:

Найти: Т    -?      Ответ: год на Венере длится 223 дня.

3. Решите задачу. Через какой промежуток времени повторяются верхние соединения Венеры? 

4. Решите задачу. Рассчитайте продолжительность года на Юпитере.

Практическая работа № 4.

«Определение расстояний и размеров тел в Солнечной системе».

1. Разберите решение задачи.    На каком расстоянии от Земли находится Сатурн, когда его горизонтальный параллакс равен 0,9”?

      Дано:                                                        Решение:

               Запишите формулу суточного параллакса в угловых секундах:          

   R     = 6371 км    Преобразуйте формулу:

     Найти:              Рассчитайте расстояние: км

  r - ?                       Переведите расстояние в а.е.: а.е.

                              Ответ: расстояние до Сатурна 9,7 а.е.

2. Разберите решение задачи.  Чему равен угловой диаметр Солнца, видимый с Венеры?

      Дано:                                                        Решение:

            Переведите расстояние Венеры от Солнца в км:

D    = 1392000 км   Запишите формулу углового радиуса светила:

                                 Угловой диаметр в 2 раза больше углового радиуса:

     Найти: -?     Рассчитайте угловой диаметр:    

                                Переведите угловой диаметр в угловые минуты и градусы:

                                Ответ: угловой диаметр Солнца, видимый с Венеры, .

3. Решите задачу. Чему равен суточный параллакс Юпитера в противостоянии? 

Решите задачу. Чему равен угловой диаметр Солнца, видимый с Марса?           

Практическая работа № 5.

«Физические условия на поверхности планет земной группы».

1. Прочитайте § 31 (1) учебника (Л. Э. Генденштейн Физика. 11 класс. В 2 ч. Ч. 2. Учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень)/ Л. Э. Генденштейн, Ю. И. Дик. – М.: Мнемозина, 2013. – 367с.)
2. Заполните таблицу:

Практическая работа № 6.

«Сравнительная характеристика планет».

По данным таблицы 1 заполните таблицу 2.

Таблица 1. Основные сведения о планетах.

Таблица 2. Сравнительная характеристика планет земной группы и планет- гигантов.

Практическая работа № 7.

«Определение основных характеристик звёзд».

1. Разберите решение задачи. Параллакс звезды Арктур 0,085”. Определите расстояние до звезды.

Дано:                                                                 Решение.

   Запишите формулу для определения расстояния:

Найти:           Подставьте значения:  

r - ?                 Выразите расстояние в световых годах:

                     Ответ: расстояние до звезды Арктур 38 св. лет.

2. Разберите решение задачи. Если бы по орбите Земли двигалась звезда с такой же массой, как у Солнца, каков бы был период её обращения?

Дано:                                                                 Решение.

А = 1 а.е.             Запишите формулу для определения массы двойных звёзд:

m1 +m2 = 2M       Преобразуйте формулу, выразив период обращения звёзд:

Найти:                Подставьте значения:         

T - ?                     Ответ: период обращения звёзд был бы равен 0,7 лет.

3. Разберите решение задачи. Во сколько раз Денеб больше Солнца? 

Светимость и температуру поверхности звезды выпишите из таблицы «Основные сведения о наиболее ярких звёздах, видимых в России».

Дано:                                                                 Решение:

L = 16000         Запишите формулу для определения радиуса звезды:

T = 9800 K       Подставьте значения:

T    = 6000 K    

Найти:             Ответ: Денеб больше Солнца в 47 раз.

R - ?

4. Решите задачу. Параллакс звезды Денеб 0,005”. Определите расстояние до звезды.

5. Решите задачу. У двойной звезды период обращения 100 лет. Большая полуось орбиты 40 а.е. Определите сумму масс двойной звезды.

6. Решите задачу. Во сколько раз Капелла больше Солнца?

Практическая работа № 8

«Определение скорости движения звёзд в Галактике»

1. Разберите решение задачи. Собственное движение звезды составляет 0,2” в год. Расстояние до неё 10 пк. Какова тангенциальная скорость звезды?

Дано:                                                                 Решение.

       Запишите формулу для определения тангенциальной скорости:

r = 10 пк        Рассчитайте тангенциальную скорость звезды:

Найти:          Ответ: тангенциальная скорость звезды 9,5 км/с.

2. Разберите решение задачи. В спектре звезды из задачи № 1 смещение линии гелия 5876 составляет 0,6. Определите лучевую скорость звезды.

Дано:                                                                 Решение.

   Запишите формулу для определения лучевой скорости звезды при помощи

     спектрального анализа на основании эффекта Доплера: , где  

Найти:            - скорость света.  

             Рассчитайте лучевую скорость звезды:

                       Ответ: лучевая скорость звезды 31 км/с.

3. Разберите решение задачи. Определите пространственную скорость звезды, используя ответы к задачам №№ 1 и 2.

Дано:                                                                 Решение:

  Запишите теорему Пифагора для определения пространственной скорости звезды:

   . Рассчитайте пространственную скорость звезды:

Найти:                       

v - ?                   Ответ: пространственная скорость звезды 32 км/с.

4. Решите задачу. Собственное движение звезды составляет 0,1” в год. Расстояние до неё 50 пк. Какова тангенциальная скорость звезды? 
5. Решите задачу. В спектре звезды из задачи № 4 смещение лабораторной длины волны 5000 составляет 0,17. Определите лучевую скорость звезды.
6. Решите задачу. Определите пространственную скорость звезды, используя ответы к задачам №№ 4 и 5.