Хатько І.В.
Мета
та завдання:
- ознайомити з основною інформацією про Сонце та сонячну активність;
- навчити виконувати нескладні астрономічні спостереження з використанням телескопів;
- розвинути вміння використання спостережень для отримання інформації про об’єкт спостереження;
- виховувати науковий світогляд та розуміння впливу подій у міжпланетному просторі на земне життя.
Форма
організації: групова
Учасники:
діти віком 12 – 16 років
Обладнання:
телескоп РТ-60, сонячний
фільтр, телескоп «Міцар», сонячний екран, листи з колами, олівці.
ПЛАН ЗАНЯТТЯ
I.
Вступна частина.
1.
Організаційний момент
2.
Повідомлення теми та мети заняття.
3.
Актуалізація опорних знань.
ІІ.
Основна частина.
1.
Пояснення нового матеріалу
2.
Спостереження
3.
Сонячна активність
4.
Сонячно-земні зв’язки
5.
Екскурсія до
обсерваторії.
ІІІ.
Підведення підсумків.
І.
Вступна частина.
1.
Організаційний момент.
Привітання. Знайомство.
2.
Повідомлення теми та мети заняття.
Сьогодні ви візьмете участь у події, яка
називається тротуарною астрономією. Об’єктом наших спостережень буде Сонце. Ви
дізнаєтесь про сонячну активність, навчитесь виконувати астрономічні
спостереження та використовувати їх результати для отримання певної інформації
про об’єкт спостережень.
3.
Актуалізація опорних знань
Чи знаєте ви, яка найближча до
Землі зірка? (Сонце)
Скільки зірок в сонячній системі? (Одна)
Який основний прилад для астрономічних
спостережень? (Телескоп)
Для чого використовують телескопи? (Збільшення
зображення)
ІІ.
Основна частина.
1. Пояснення
нового матеріалу
Тротуарна астрономія – різновид любительської
аматорської астрономії, заснований Джоном Добсоном в 1960-х роках. Він полягає
в тому, що астрономи виносять свої телескопи на міські вулиці (звідси і назва)
і запрошують перехожих безкоштовно дивитися на небесні об'єкти, розповідаючи
про побачене.
Тротуарна астрономія відрізняється від
звичайних любительських астрономічних спостережень тим, що її організатори
обирають людні місця (міські площі, вулиці тощо), тоді як для звичайних спостережень
більше підходять темні незаселені райони, де відсутнє світлове забруднення.
Причини цього зрозумілі: основною метою тротуарної астрономії є залучення
найбільшої кількості людей, щоб надати їм можливість спостерігати небо в
телескоп. Зазвичай двоє або декілька астрономів встановлюють невеликі телескопи
і закликають перехожих поглянути в них. Через освітленість місць спостережень,
основними астрономічними об'єктами є місяць, планети й найяскравіші зірки, які
видно незважаючи на сильне світлове забруднення. Іноді подібні заходи
проводяться і вдень; тоді об'єктом спостереження стає Сонце (через спеціальний
сонячний телескоп). Велика увага приділяється поясненню побаченого і відповідям
на запитання допитливих перехожих.
У наші дні тротуарна астрономія широко
практикується клубами любителів астрономії, планетаріями і навіть професійними
обсерваторіями. Зазвичай заходи присвячені визначним астрономічним датам або
цікавим подіям з яскравими небесними об'єктами.
Завданням тротуарної астрономії є популяризація
астрономічних знань і залучення якомога ширшої аудиторії до спостережень
небесних об'єктів.
Одна із задач астрономії – виконання
спостережень небесних об'єктів. Оскільки наше заняття відбувається вдень,
об’єктом наших спостережень буде Сонце.
Сонце - єдина зірка Сонячної системи. Навколо
Сонця обертаються інші об'єкти нашої системи.
Які види об’єктів нашої планетної системи ви
знаєте? (планети і їх супутники, карликові планети та їх супутники, астероїди,
метеорити, комети і космічний пил).
Скільки великих планет у сонячній системі? (8,
якщо треба, пояснити, що Плутон за сучасною класифікацією є не великою
планетою, а карликовою)
Маса Сонця складає 99,866 % від сумарної маси
всієї Сонячної системи. Сонячне випромінювання підтримує життя на Землі
Середня відстань від Землі = 149,6*106
км = 8,31 світлових хвилин = 1 а. е.
З давніх часів Сонце - один з головних Богів,
якому люди поклонялися, співали гімни, славили. Багато народів називали себе -
діти Сонця! Ми радіємо, коли бачимо, що день буде сонячним і засмучуємося, коли
піднебесся затягнуте хмарами. Згідно з дослідженнями, похмура погода протягом
трьох днів знижує активність мозку, а протягом тижня - загальну активність
нервової системи. Кількість хворих депресією в похмуру погоду збільшується в
чотири рази.
2.
Спостереження
Спостереження небесних об’єктів виконують за
допомогою телескопів.
Які види телескопів ви можливо знаєте? Чим
вони відрізняються? (Рефрактори і рефлектори)
Для спостережень Сонця ми будемо
використовувати два телескопи різних конструкцій: рефрактор Кеплера (РТ-60) і
рефлектор Ньютона («Міцар»). Спостереження будемо виконувати двома методами -
через сонячний фільтр (затемнює зображення) і проектування на екран.
Примітка: на Сонце в телескоп дивитися без фільтра
дуже небезпечно - можна пошкодити очі.
Виконайте спостереження спочатку за допомогою
одного телескопа, а потім іншого. Що незвичайного ви побачили на поверхні
Сонця?
(Повинні побачити
плями)
Ці плями побачив і Галілей, коли навів свій
перший телескоп на Сонце. Спостереження плям дозволило йому відкрити обертання
Сонця і визначити його період. Також при тривалих спостереженнях можна
побачити, що Сонце обертається не як тверде тіло – швидкість обертання
найбільша на екваторі і поступово знижується до полюсів.
Сонячні плями з'являються на сході сонячного
диска і рухаються на захід. Вони з'являються між широтами 5° і 40° (як
північні, так і південними). Тривалість життя сонячних плям може варіюватися
від декількох днів до декількох тижнів.
Видиме зміщення плям на диску відбувається через
обертання Сонця, хоча деякі плями і можуть демонструвати і невеликі власні
рухи. Плями ніколи не перетинають екватор Сонця, вони завжди залишаються в
одній з півкуль, або північній або південній.
Давайте замалюємо плями на сонячній поверхні
(роздати листи з колами та олівці)
3.
Сонячна активність
Кількість плям на поверхні Сонця характеризує
величину сонячної активності. Чим більше плям, тим активнішим вважається Сонце.
Спробуйте порахувати їх кількість.
Як можна помітити, сонячні плями
розташовуються групами. Для визначення індексу сонячної активності також
необхідно порахувати кількість груп плям (одиночна пляма також вважається
групою)
У 1848 році швейцарський астроном Рудольф
Вольф запропонував метод реєстрації сонячної активності шляхом підрахунку
кількості видимих плям. Це число з того часу відоме як число або індекс Вольфа
або "цюріхське число" (також відоме у всьому світі як
"міжнародне число сонячних плям").
Хоча цей метод і не найкращий (існують і інші
методи, які доповнюють або замінюють індекс Вольфа, наприклад, підрахунком
площі плям, або Macintosh), його перевагою є те, що Вольфу вдалося за непрямими
даними відновити значення кількості плям аж до моменту перших телескопічних
спостережень Галілея, і завдяки цьому індекс активності Вольфа є безперервним з
часів перших спостережень аж до теперішнього часу, впродовж інтервалу вже
близько 400 років.
Якщо скласти кількість плям з помноженим на 10
кількістю груп плям, то можна визначити число Вольфа - індекс сонячної
активності.
При регулярних спостереженнях можна побудувати
графік зміни числа Вольфа з часом.
Оскільки у різних спостерігачів з різними
телескопами кількість плям може відрізнятися, за основу беруться спостереження
в місті Цюріху й дані інших спостерігачів приводяться до них - визначається
коефіцієнт для спостерігача.
Сонячні плями здаються темними, але не тому,
що вони дійсно чорні. Просто вони холодніші за фотосферу, що її оточує. Навколо
найтемнішої зони плями, так званої тіні, є проміжна світла зона, так звана
півтінь. Температура тіні рівна 4300-4800К, тобто на 1000-1500К нижча за
температуру фотосфери. A ось температура півтіні рівна 5400-5500К.
Сонячні плями можуть досягати настільки
великих (від 7000 до 50 000 км.) розмірів, що їх можна бачити неозброєним оком,
звичайно ж, через захисні фільтри. Вони можуть з'являтися поодинці, але, як
правило, виникають групами.
Со́нячна акти́вність — сукупність фізичних
змін, які відбуваються на Сонці. Зовнішні прояви сонячної активності — сонячні
плями, факели, флоккули, протуберанці тощо. Впливає на зміну погоди та клімату.
4.
Сонячно-земні зв'язки
Чи чули ви про магнітні бурі? А про полярні
сяйва?
А чи знаєте ви, що причиною виникнення цих
явищ є Сонце?
В активних областях Сонця можуть відбуватися
вибухи, спалахи і викиди сонячної речовини в міжпланетний простір з величезною
швидкістю.
Коли сонячні частинки потрапляють в магнітне
поле Землі, вони деформують його, що призводить до виникнення магнітних бурь. В
районі магнітних полюсів магнітне поле підходить близько до поверхні Землі,
тому в цих місцях частинки потрапляють в щільні шари атмосфери і викликають
полярні сяйва.
Особливо сильні спалахи на Сонці можуть
виводити з ладу супутники і навіть порушувати роботу електрообладнання на
Землі.
Магнітне поле планет (у тому числі Землі)
служить захистом від сонячного вітру, але частина заряджених часток здатна
проникати в середину магнітосфери Землі. Це відбувається в основному у високих
широтах, де маються дві так названі лійки: одна в Північній, інша в Південній
півкулях. Взаємодія цих заряджених часток з атомами і молекулами атмосферних
газів викликає світіння, що називається північним сяйвом. Енергія, що приходить
у виді цих часток, далі розподіляється в різних процесах навколо всієї земної
кулі, у результаті чого відбуваються зміни в атмосфері й іоносфері на всіх
широтах і довготах. Але ці зміни на середніх і низьких широтах відбуваються
через визначений час після подій у високих широтах, і їх наслідки у різних
областях, на різних широтах і в різний час різні. Тому наявне значне
різноманіття наслідків вторгнення часток сонячного вітру в залежності від
регіону.
Усе на Землі залежить від Сонця, що поставляє
їй значну частину енергії. Спокійне Сонце (при відсутності на його поверхні
плям, протуберанців, спалахів) характеризується сталістю в часі електромагнітного
випромінювання у всьому його спектральному діапазоні, що включає рентгенівські
промені, ультрафіолетові хвилі, видимий спектр, інфрачервоні промені, промені
радіодіапазонів, а також сталістю в часі так званого сонячного вітру - слабкого
потоку електронів, протонів, ядер гелію, що представляє собою радіальне
витікання плазми сонячної корони в міжпланетний простір.
Між 1640 і 1700 роками на Сонці взагалі не
було плям. Цей період, назвали мінімумом Маундера, який співпав з "малим
льодовиковим періодом"- загальним похолоданням на Землі, коли річки, які
ніколи не замерзали, покрилися льодом, а сніг лежав круглий рік на всіх
широтах.
Вплив сонячної активності на виникнення
захворювань установив ще в 20-х роках А.Л.Чижевський. Його вважають основоположником
науки геліобіології. З того часу проводяться дослідження, накопичуються наукові
дані, що підтверджують вплив сонячних і магнітних бурь на здоров'я. Помічено,
що погіршення стану хворих максимально виявляється, по-перше, відразу після
сонячного спалаху і, по-друге, - з початком магнітної бурі. Це пояснюється тим,
що приблизно через 8 хвилин від початку сонячного спалаху сонячне світло (а
також рентгенівське випромінювання) досягають атмосфери Землі і викликають там
процеси, що впливають на функціонування організму, а приблизно через добу
починається сама магнітосферна буря Землі.
ІІІ.
Екскурсія до обсерваторії.
А зараз ми піднімемося в обсерваторію ЦДЮТ.
Обсерваторія працює з листопада 1978 року.
Головний інструмент обсерваторії - 41 см
телескоп системи Касегрена (дзеркальний), який був побудований в 1978 році
Одеською астрономічною обсерваторією.
Вдень у головний телескоп спостереження не
проводять, оскільки він не призначений для спостережень Сонця.
Для захисту телескопа від несприятливих
погодних умов побудований купол. Під час спостереження у ньому відкриваються
стулки. І для спостереження різних ділянок неба купол можна повертати.
З допомогою головного телескопа ми виконуємо
спостереження Місяця, планет, туманностей і зірок. Він є найбільшим в Україні
серед телескопів, які використовуються у позашкільних навчальних закладах.
Для спостережень за допомогою невеликих
переносних телескопів ми використовуємо балкон, на який їх виносимо.
ІV. Підведення підсумків.
Отже, сьогодні ви дізналися про сонячну активність,
її прояви та вплив на Землю. Також побачили телескопи різних конструкцій і
виконали спостереження Сонця, результатом яких стало визначення числа Вольфа –
характеристики сонячної активності. Важливо досліджувати Сонце, спостерігати за
ним, бо воно – джерело життя на Землі.
Запитання.
Список
використаних джерел
- Витинский Ю.И. Солнечная активность. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Наука, 1983. — 192 с. с илл.
- Степанян Н.Н. Наблюдаем Солнце. – М.: Наука., 1992. – 128 с.
- Навашин М.С. Телескоп астронома-любителя. – 4-е изд. – М.: Наука, 1979. – 440 с.
- Божинова Ф.Я. Кирюхіна Н.М., Кирюхіна Е.А. Фізика. – Харків: Ранок, 2007. – 191с.
- Миттон С. Дневная звезла. Пер с англ. – М.: Мир, 1984. – 208с.
Немає коментарів:
Дописати коментар