План - конспект по астрономии на тему: "Двойные звёзды"
план-конспект занятия

План-конспект урока

«Двойные звёзды»

1.Предмет:    Астрономия   

2. Дата проведения

3.Тема и номер урока в теме:   

Раздел 5. Солнце и звёзды

Тема: Двойные звёзды

 ( 29  урок)

4. Базовый учебник:  «Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия 11 класс,2018 г.

5. Цель урока: обучающая:

• познакомить студентов с понятием двойных звёзд, их строением, классификацией, видами;
• объяснить происхождение звезд, их эволюцию;
• продолжить формирование научного мировоззрения;

2. развивающая:

• развитие мышления, внимания и умения анализировать полученную информацию; развитие критического мышления;
• реализовать потребности подростка в общении;
• способствовать развитию качеств сотрудничества, мотивации в изучении физики;

3. воспитывающая:

• воспитание чувства прекрасного, окружающего мира;
• приобретение навыков общения и самоорганизацию;
• продолжить формирование образных и логических умений учащихся: анализировать, рассуждать, объяснять понятия, преобразовывать и творчески реконструировать учебный ма

6. Планируемые результаты

Личностные:  проявлять толерантное и уважительное отношение к истории, культуре и традициям других народов, обучающийся получит возможность для формирования устойчивой  учебно-познавательной мотивации, готовности к самообразованию и самовоспитанию

7.Тип урока: комбинированный.

8.Формы работы учащихся:   групповая.

9.Необходимое техническое оборудование: компьютер, проектор, учебник, экран,  Электронные образовательные ресурсы: информационный   (http://eor.edu.ru) 

Ход урока:

I  Организационный момент (2 мин)

-приветствие;

-определение отсутствующих;

-проверка готовности учащихся к уроку;

-организация  внимания.

II. Актуализация знания (3 мин)

Эпиграф к уроку:

Горит звезда, дрожит эфир,

Таится ночь в пролете арок,

Как не любить весь этот мир,

Невероятный твой подарок?

В начале этого занятия нужно повторить изученный материал, который будет необходим нам  для изучения нового материала.

Повторение (викторина) – (5 мин).

1. Ближайшие к нам планеты… (Венера, Марс).
2. Сколько звезд на небе? (невооруженным глазом в безлунную ночь над горизонтом видно 3000 звезд).
3. Богиня Луны в греческой мифологии. (Селена).
4. Ближайшая звезда – это … (Солнце).
5. Космическое тело, на котором удалось побывать людям. (Луна)
6. Как называется наша галактика? (Млечный Путь)
7. Что в переводе с греческого означает «планета»? (Блуждающая звезда)
8. Кто первым в астрономии использовал телескоп? (Галилео Галилей)
9. Представители какой страны прошлись по Луне? (США)
10. Что означает слово астероид в переводе с греческого? (Звездоподобный)
11. Как называется космический аппарат, ушедший за пределы Солнечной системы? (Вояджер-2)
12. Какую геометрическую фигуру представляет собой орбиты планет? (эллипс)
13. Как в астрономии называется расстояние, которое свет проходит за один год? (световой год)
14. Какой космический объект называется «блуждающий»? (комета)
15. Назовите самую маленькую планету Солнечной системы. (Меркурий)
16. Какую планету называют несостоявшейся звездой? (Юпитер)
17. Как называется тускло светящееся гало вокруг диска Солнца? (корона)
18. На какой планете есть Земля Афродиты? (Венера)
19. Где можно найти море Ясности? (Луна)
20. Что происходит при падении крупного метеорита? (образовывается кратер)
21. Как называется самая большая гора Солнечной системы? (Олимп)
22. Кто сформулировал математические законы движения планет? (И.Кеплер)
23. Единственный спутник в Солнечной системе, имеющий плотную атмосферу. (Титан)
24. Какой вид имеет наша галактика? (спираль)
25. Что предшествовало Вселенной? (большой взрыв)
26. Устройство наблюдения за звездами. (Телескоп)
27. Самая яркая звезда ночного неба Северного полушария. (Сириус)
28. Какому созвездию принадлежит Полярная звезда? (Малая Медведица)
29. Какое созвездие называют Северный крест? (Лебедь)
30. Какой планете принадлежат спутники Дездемона и Джульетта? (Урану)

Изучение нового материала ( 15 мин).

1. ДВОЙНЫЕ ЗВЕЗДЫ - две звезды, обращающиеся по эллиптическим орбитам вокруг общего центра масс под действием сил тяготения. Приблизительно половина всех ”звезд" на самом деле - двойные или кратные (несколько, не менее 3-х звезд) системы , хотя многие из них расположены так близко, что компоненты по отдельности наблюдать невозможно.

    Существуют Оптически двойные - рядом проецируются на воображаемую сферу, но физически не связаны. Так в древности у легионеров А.Македонского проверяли зрение по Дзета (?) Большой Медведицы (Мицар –конь, предпоследняя в ручке ковша) оптически двойной звезды в 12' от нее 80 UMa  (Алькор - всадник,). Может они физически и связаны, но если период обращения более 1000 лет, то определить двойственность очень трудно.

    Обнаружена первая двойная звезда, увиденная в телескоп, гамма Овна (? Овен) – физически двойная звезда, оба компонента бело-голубые звезды с Т?11000К, находящиеся на угловом расстоянии 8". На всякий случай даже для Солнца придуман (но не обнаружен) гипотетический спутник-звезда Немезида.

    Изучение двойных звезд  началось в середине 17в, когда Г. Галилей открыл несколько звезд и предложил метод определения относительного параллакса яркой главной звезды  по отношению к более слабой и поэтому, вероятно, более далёкой. К середине 18в было обнаружено всего около 20 двойных звезд; тогда же начались и первые измерения позиционного угла  и расстояния между компонентами. К 1803 году У. Гершель опубликовал списки нескольких сотен двойных звезд и отметил среди них 50, у которых обнаружилось смещение компонентов. Планомерные наблюдения двойных звезд организовал русский астроном В. Я. Струве на обсерватории в Тарту, открыв 3134 звездные пары. Результаты его наблюдений опубликованы в трех каталогах.

     В конце XIX века инициативу в исследованиях двойных звезд перехватили американские астрономы, использовавшие в своих наблюдениях новейшие рефракторы. Они собрали и систематизировали в "Общем каталоге 13665 звезд" Ш.У. Бернхема (1906 год), охватывающем все известные к тому времени наблюдения двойных звезд в зоне склонений от -30° до Северного полюса.

     На сегодняшний день одним из самых полных сборников является Вашингтонский каталог визуально-двойных звезд (WDS - Washington Double Star) 1996 года с данными о 78100 двойных, наблюденных до 1995 года. В окрестностях Солнца (d<20 пк) находится более 3000 звезд, среди них около половины – двойные звезды всех типов, включая тесные спектральные и широкие визуальные.

2. Типы двойных (физически двойных) звезд:

1.  Визуально-двойные звезды, двойственность которых может быть видна в телескоп. К середине 20в известно около 60 000 визуально-двойных звёзд.

  Чем дальше звезды друг от друга, тем медленнее движутся. Пары, в которых угловое расстояние достаточно велико для того, чтобы звезды можно было разрешить при наблюдении в телескоп, часто имеют период обращения 50 -100 лет. Например:

СИРИУС ( ? Большого Пса) - самая яркая звезда видимая у нас на небе. Это тройная звезда в 8,56св. годах от нас. Системы из более чем двух звезд называют кратными.

Сириус А  - главная звезда в расцвете сил, МА=2,14М?, RА=1,7R? , Т=10400К, L=23,55L?, ?А=0,36г/см3.

Сириус В (Щенок) -белый карлик, открыт в 1862г А.Кларк (США) МВ=М?, RВ=0,02R? , L=0,002L?,?В=180г/см3. Период обращения 49,9 лет с удалением от Сириуса А от 8а.е до 32а.е. На фото справа маленькая светлая точка.

Сириус С -красно-коричневый карлик, открыт в 1995г МС=0,05М?, Т=2000К, период обращения 6,3 года с максимальным удалением от Сириуса А до 8а.е.

2. Спектрально- двойные - выявляемые по периодическим колебаниям или раздвоению спектральных линий. Их периоды обычно составляют от нескольких дней до нескольких недель. Иногда компоненты двойных систем расположены так близко, что гравитация искажает сферическую форму звезд. Они могут обмениваться веществом и могут быть окружены общей газовой оболочкой. Когда потоки вещества устремляются к компактной вращающейся звезде двойной системы, может образоваться аккреционный диск. Освободившаяся энергия излучается в рентгеновском диапазоне.

    Первую Мицар (? Б.Медведицы), находящуюся в 78,2 св.г от нас, открыл Э.Пикеринг (1889г, США) - Мицар А и Мицар В, а в 1964г выяснилось, что каждая звезда спектрально-двойная. Сейчас известно в нашей Галактике свыше 4000 звёзд этого класса.  Определённые периоды спектрально-двойных звёзд заключены в пределах от 0.1084 сут. (гамма Малой Медведицы) до 59.8 лет (визуально двойная кси Большой Медведицы). Подавляющее большинство спектрально-двойных звёзд имеет периоды порядка нескольких суток.

3. Затменно-двойные - звезды, изменяющие свой блеск вследствие затмения одного компонента двойной звезды. Это происходит, если орбиты двойной системы сориентированы в пространстве так, что при наблюдении с Земли одна звезда проходит перед другой. Такая система имеет переменную яркость, так как одна звезда периодически заслоняет свет другой. Сейчас известно более 5000 таких звезд. Самая известная и первая открытая в 1669г итальянцем Г. Монтанари Алголь (? Персея, арабское "эль гуль" - дьявол). Алголь А - бело-голубая, МА=5М?, RА=3R?. Алголь В - тускло-желтая, МВ=М?, RВ=3,2R?. Видимая яркость системы меняется от 2,1m до 3,4m c периодом 12,914 дня=12дн20час48мин53с.

   Рекордсменом среди таких звезд является ? Возничего в 2700R?. При периоде обращения спутника вокруг главной звезды за 27 лет, его затмение длится два года, что говорит об огромном размере главной звезды.

4. Астрометрически двойные – выявляются по отклонению в движении (колебаниям) главной звезды, вызванное орбитальным движением более слабого спутника. Если одна звезда намного слабее другой (невидимый спутник), ее присутствие можно обнаружить только по видимому движению более яркого компаньона. Этот способ, как и исследование спектральных смещений, позволяет определить наличие планетных систем у звезд (открыты у более 180 звезд).

Некоторые звёздные системы:

• •       Сириус (три звезды);
• •       ? Центавра (три звезды);
• •       4 Центавра (4 звезды);
• •       Мицар (пять звёзд);
• •       Кастор (шесть звёзд);
• •       ? Скорпиона (семь звёзд);
• •       Лебедь X-1 (одна звезда и одна чёрная дыра);

Просмотр презентации.

III. Решение теста (15 мин)

Тест

1. Какие наблюдения позволяют определить химический состав Солнца?
А. Спектральные.  

 Б. Температура поверхности

В. Напряженность магнитного поля.
2. Что лежит в основе определения спектрального класса звезды?
А. Размеры, масса и давление звезды.

Б. Химический состав звезды.

В. Температура поверхности.
3. Чем отличаются оптически  двойная звезда от визуально  двойной?
А. В оптически  двойных системах звезды расположены далеко друг от друга и физически не связаны. В визуально – двойных системах звезды не связаны вместе силами притяжения.

Б. В оптически  двойных системах звезды расположены близко друг от друга и физически связаны. В визуально – двойных системах звезды не связаны вместе силами притяжения.

В. В оптически  двойных системах звезды расположены далеко друг от друга и физически
не связаны. В визуально – двойных системах звезды связаны вместе силами притяжения.

4. Предположим, что вы наблюдаете на небе две звезды: голубую и красную. Объясните, как можно узнать, какая из них горячее.
А. Голубая звезда горячее. По закону излучения Вина, чем короче длина волны, на которой звезда излучает максимум энергии, тем она горячее. У голубого цвета длина волны короче, чем у красного.

Б. Красная звезда горячее. По закону излучения Вина, чем длиннее длина волны, на которой звезда излучает максимум энергии, тем она горячее. У красного цвета длина волны короче, чем у красного.
5. В чем главная причина различия спектров звезд?
А. В различии температуры в атмосферах звезд.
Б. В различии давления в атмосферах звезд.

В. В различии температуры и давления в атмосферах звезд.
6. Напишите три характеристики звезды, связанные с формой спектральных линий.
А. Масса, плотность и осевое вращение звезды.

Б. Плотность, осевое вращение и напряженность магнитного поля.

В. Напряженность магнитного поля, температура и давление.
7. Как может быть определен химический состав звезд (при условии, что звезды и их атмосферы состоят из одних и тех же составных частей)?
А. Путем анализа сплошного спектра звезд и сравнения их с теми, которые соответствуют
различным химическим элементам на Земле.
Б. Путем анализа линейчатого спектра звезд и сравнения их с теми, которые соответствуют
различным химическим элементам на Земле.
В. Путем анализа темных линий в спектрах звезд и сравнения их с теми, которые
соответствуют различным химическим элементам на Земле..
8. Какой звездой никогда не станет Солнце?
А. Белым карликом и желтым карликом.

Б. Красным гигантом  В. Голубым сверхгигантом и Черной дырой.
9. Посмотрите внимательно на диаграмму Герцшпрунга – Рассела и ответьте, у каких звезд температура поверхности может быть равна 3 000 К?
А. Голубые сверхгиганты  Б. Желтые карлики

В. Красные карлики и красные гиганты.

10.Огромное сжимающееся газо-пылевое облако, из которого образуются звезды, называется:

А. диффузной туманностью,      Б.  протозвездой,  

В.  планетарной туманностью,    Г.  рассеянным скоплением.

11.Перенос энергии из недр Солнца наружу осуществляется путем:

А.теплопроводности,  Б.  излучения и конвекции

 В.  электропроводности,  Г.  солнечного ветра.

12.Звездная величина характеризует:

А. истинные линейные размеры звезды,  Б.  массу звезды,

В.  блеск звезды  Г. плотность звезды.

13. Давление и температура в центре звезды определяются, прежде всего:

А. светимостью, Б.  температурой атмосферы, В.  химическим составом, Г. массой.

14. Промежуток времени между двумя последовательными минимумами или максимумами блеска переменной звезды называется:

А. амплитудой, Б. кривой блеска, В.  периодом, Г.  фазой изменения блеска.

15. Наиболее мощными и быстрыми во времени проявления солнечной активности являются:

А. пятна на Солнце,             Б.  протуберанцы  

В.  солнечные вспышки       Г.  факелы.

Ответы:
1 – А;   2 - В;   3 – В;   4- А.  5– В;  6 – Б;  7– В;   8 – В;  9 – В;   10 – Б, 11 – Б, 12 – В, 13 – Г, 14 – В, 15 - В

IV. Рефлексия учебной деятельности на уроке (3 мин).

Учитель подводит итоги урока, акцентирует внимание на конечных результатах учебной деятельности. Выставляет оценки за урок.

Учитель предлагает учащимся продолжить предложение:

Я узнал…

Я научился…

Теперь я могу…

Я затруднялся…

Мне понравилось…

VIII. Домашнее задание (2 мин)  § 23, стр 158 ( учитель даёт пояснение к выполнению домашней работы), повторить основные понятия астрономии.