Малые тела солнечной системы, астероидная безопасность

Урок по астрономии на тему:

«Малые тела Солнечной системы. Астероидная безопасность»

Дата: 25.12.2018 Урок № 17 Класс: 10

Цели урока:

1. Обучающая: повторить основные понятия расположение планет Солнечной системы; планеты земной группы и планеты-гиганты; закрепить знания, умения, навыки, полученные при изучении астрономии

2. Развивающая: развить умение делать выводы на основе сравнительных характеристик, проверять истинность теоретических выводов, воспринимать и самостоятельно оценивать информацию Интернет – ресурсов; использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности

3. Воспитывающая: воспитать чувство ответственности, умение использовать свой интеллект, волю, эмоции для достижения общей цели.

Оборудование: вопросы викторины, ММ комплекс.

Тип урока: комбинированный

Методы обучения: частично-поисковые, наглядные, практические, на основе информационных ресурсов, организация самостоятельной деятельности

Формы работы: фронтальная, индивидуальная, групповая.

Афоризм:

Не то, что мните вы, природа:
Не слепок, не бездушный лик –
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык...

Технологическая карта с дидактической структурой урока

*- для ФГОС

Ход урока:

1. Организационный момент

Взаимное приветствие учителя и учащихся, проверка подготовленности учащихся к уроку, организация внимания.

1. Целеполагание (Слайды №1, 2)

Учитель называет тему, формулирует цели и задачи урока.

- Сегодня на уроке нам предстоит вспомнить и закрепить основные понятия и законы, которые мы встречали в астрономии, решить астрономические задачи, ответить на вопросы космического блиц турнира. Работа предстоит большая, но я надеюсь, что все вы прекрасно справитесь с ней. Тема нашего урока: «Малые тела Солнечной системы»

На доске представлены личностные цели обучающегося выберите, две для вас очень значимые.

Личностные цели:

• Развивать способности иметь собственное мнение

• Научиться анализировать и делать выводы путем своих рассуждений

• Научиться признавать свои ошибки, принимая во внимание мнение окружающих

• Получить хорошую оценку

• Уметь точно и грамотно излагать свои мысли

• Подготовиться к успешной сдаче ЕГЭ

• Научиться контролировать процесс и результат учебной деятельности

• Развивать способность учиться, то есть действовать самостоятельно

• Развивать способность к совместной работе ради достижения поставленной цели, используя устные и письменные средства

1. Мотивация учащихся (Слайд№3)

Звёзды небесные пали на землю, как смоковница, потрясаемая сильным ветром, роняет незрелые смоквы свои;
И небо скрылось, свившись как свиток; и всякая гора и остров двинулись с мест своих» (Откровение Иоанна Богослова, 6:13,14). 

Астрономия и религия! Казалось бы, две точки зрения, два противоборствующих суждения, а как они дополняют друг друга.

Подумайте и скажите мне в конце урока: «О чем шла речь в этом отрывке из Библии?»

IV Актуализация опорных знаний. (Слайд№4,5)

В состав Солнечной системы, кроме самого Солнца и 8 объектов, имеющих статус планет, входит масса других объектов, также вращающихся по своим орбитам вокруг нашей звезды.

Назовите мне эти 8 основных объектов.

Планеты Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер,

Сатурн, Уран, Нептун.

Все они также заслуживают своего изучения. Среди малых тел можно выделить:
- "карликовые планеты"

- астероиды, или "малые планеты";
- кометы;
- метеоритные тела или метеориты (т. е. просто небольшие камни);
- пыль и газ.

V. Изложение нового материала

Вы получили опережающее домашнее задание по теме: «Малые тела Солнечной системы»

Учитель: Более 10 лет назад планету Плутон лишили статуса планеты и…(Слайд № 6)

Ученик: дали специальное определение "карликовая планета". Термин "карликовые планеты" был введён решением XXVI Генеральной ассамблеи МАС (международного астрономического союза) в 2006 г. После бурных дебатов было решено, что Плутон, который меньше всех других планет Солнечной системы и даже их крупных спутников, следует лишить его статуса планеты, который был у Плутона с момента его открытия в 1930г.

Учитель: По каким критериям отбирают ученые карликовые планеты?

Ученик: Был предложен следующий набор критериев для того, чтобы определить принадлежность объекта к группе карликовых планет:

1) карликовая планета вращается вокруг Солнца:

2) сила гравитации карликовой планеты достаточна, чтобы придать её сферическую форму;
3) карликовая планета не очищает пространство вокруг себя (чтобы рядом с ним не было других сравнимых по размерам тел);
4) не является спутником другой планеты.

(Слайд № 7) В настоящее время под определение "карликовых планет" попадают собственно Плутон, Церера (самый большой объект в ближнем поясе астероидов) и Эрида (недавно открытый объект в поясе Койпера, находящийся ещё дальше Плутона), и ещё для нескольких объектов причисление их к разряду карликовых планет рассматривается.

Учитель: Еще в XVIIIв астрономы пытались найти планету, орбита которой проходит в пространстве между орбитами Марса и Юпитера. Что пытались найти ученые?

(Слайд № 8) Ученик: В начале XIXв итальянский ученый Джузеппе Пиацци случайно открыл первую малую планету – астероид. Она была названа Церерой. В честь Богини плодородия и земледелия Демеры. В дальнейшем было открыто много других малых планет, образующих Главный астероидный пояс между орбитами Марса и Юпитера.

(Слайд № 9, 10) Ученик: Астероид — небольшое планетоподобное тело Солнечной системы, движущийся по орбите вокруг Солнца. Физические характеристики астероидов:

1. Они недоступны для наблюдения.

2. Диаметры – от нескольких километров до нескольких десятков километров, но в основном бесформенные глыбы.

3. Массы малы, масса всех астероидов в 20 раз меньше массы Луны.

4. В последнее время удалось обнаружиться даже спутники у некоторых астероидов.

Предполагается, что в Солнечной системе может находиться от 1.1 до 1.9 миллиона объектов, имеющих размеры более 1 км.

Ученик: В начале 1950-х годов Оорт и Койпер высказали предположение о существовании подобных поясов за орбитой Нептуна. Пояс Койпера находится от Солнца на расстоянии примерно 30-50 астрономических единиц и, по оценкам астрономов, только объектов, размер которых больше 100 км, в нём насчитывается десятки тысяч. Масса пояса Койпера существенно превышает массу ближнего пояса астероидов. На сегодняшний день в поясе Койпера открыто уже более 800 объектов. (Слайд № 11, 12)

Учитель: Назовите астероиды, о которых вы читали.

Ученик: Астероид Гаспара, Ида и её спутник, Икар, столкновение с которым очень боялись земляне, Эрос, на который в 2001г. космический аппарат «Галилео» совершил мягкую посадку.

Учитель: детская загадка:

В космосе сквозь толщу лет
Ледяной летит объект.
Хвост его — полоска света,
А зовут объект… (Комета) (Слайд № 13, 14)

Но вы, люди с опытом сразу отгадали. Давайте поговорим о кометах.

Ученик: Яркие кометы называют хвостатые звезды. Небольшие небесные тела, имеющие туманный вид, обращающиеся вокруг Солнца обычно по вытянутым орбитам. При приближении к Солнцу кометы образуют кому и иногда хвост из газа и пыли. Кометы, выныривающие из глубины космоса, выглядят как туманные объекты, за которыми тянется хвост, иногда достигающий в длину миллионов километров. Ядро кометы представляет собой тело из твёрдых частиц и льда, окутанное туманной оболочкой, которая называется комой. Ядро диаметром в несколько километров может иметь вокруг себя кому в 80 тыс. км в поперечнике. Потоки солнечных лучей выбивают частицы газа из комы и отбрасывают их назад, вытягивая в длинный дымчатый хвост, который волочится за ней в пространстве.

Яркость комет очень сильно зависит от их расстояния до Солнца. Из всех комет только очень малая часть приближается к Солнцу и Земле настолько, чтобы их можно было увидеть невооружённым глазом. Самые заметные из них иногда называют «Большими кометами».

Ученик: Можно добавить? Я читал, что массы комет ничтожны — примерно в миллиард раз меньше массы Земли, а плотность вещества из их хвостов практически равна нулю. Поэтому «небесные гостьи» никак не влияют на планеты Солнечной системы. В 1910 Земля, например, проходила сквозь хвост кометы Галлея, но никаких изменений в движении нашей планеты не произошло.

Ученик: С другой стороны, столкновение крупной кометы с планетой может вызвать крупномасштабные последствия в атмосфере и магнитосфере планеты. Хорошим и довольно качественно исследованным примером такого столкновения было столкновение обломков кометы Шумейкеров—Леви 9 с Юпитером в июле 1994 года.

Ученик: А давайте поговорим о самой главной комете. (Слайд № 15) Комета Галлея интересна для учёных тем прежде всего, что её раньше других удалось изучить подробно. Однако вряд ли можно распространить сделанные выводы на кометы вообще. Ведь галлеева комета нетипична и по размерам, и по определённости орбиты, и по другим параметрам. Комета Галлея классифицируется как короткопериодическая – виток вокруг Солнца она делает строго за 74-79, в среднем 76 лет. Последнее такое появление случилось весной 1986 года. Расстояние между ней и нашей планетой составляло около шестидесяти трёх миллионов километров даже в момент наибольшего сближения.

Следующее появление кометы Галлея произойдёт уже во второй половине нашего столетия, а если точнее – в 2061 году. Что ж, сорок шесть лет только кажутся большим сроком. Наверняка многие из нас, ещё сумеют насладиться зрелищем «косматой звезды».

Учитель: ну коль мы начали о кометах с загадок, позволю себе продолжить.

Загадочна, очень красива,

Парит над землею комета

И хочется думать:

- Откуда явилось к нам это светлое чудо?

Это стихи не мои, автор Риммы Алдониной. А откуда к нам приходят кометы?

Ученик: Из облака Оорта. Облако Оорта, из которого, согласно расчётам, к Солнцу изредка прилетают некоторые долгопериодические кометы, находится ещё дальше, чем пояс Койпера. Его происхождение связано, по-видимому, с гравитационным выбросом ледяных тел из зоны планет - гигантов во время их образования. Облако Оорта содержит миллиарды кометных ядер. В настоящее время, кометы играют роль своебразных "зондов” межпланетного пространства, они позволяют получить ценные сведения о свойствах космического пространства на различных расстояниях от Солнца. В настоящее время зарегистрировано появление около 1000 комет.

Учитель: Внимательно посмотрите на этот рисунок. (Слайд № 16, 17) Как вы думаете, о каких небесных телах мы с вами не вели беседу?

Вот камень с неба к нам летит, как звать его ……. (метеорит)

Ученик: Метеором называется световое явление, возникающее на высоте от 130 до 80 км при вторжении в земную атмосферу частиц - метеорных тел из межпланетного пространства. Скорости движения метеорных тел по отношению к Земле могут быть различными - от 11 до 75 км/с в зависимости от того, догоняет ли метеорное тело Землю при ее обращении вокруг Солнца или же движется ей навстречу. На протяжении суток можно зарегистрировать около 28 000 метеоритов. Масса метеорного тела, вызывающего такое явление, составляет всего 4.6 грамма.

Ученик: Кроме единичных (спорадических) метеоров несколько раз в год можно наблюдать целые метеорные потоки (метеорные дожди). И если обычно за один час наблюдатель регистрирует 5-15 метеоритов, то во время метеорного дождя - 100, 1000 и даже до 10 000. Это означает, что в межпланетном пространстве движутся целые рои метеорных частиц. Метеорные потоки на протяжении нескольких ночей появляются примерно в одной и той же области неба. Если их следы продолжить назад, то они пересекутся в одной точке, которая называется радиантом метеорного потока. Источником практически всех малых метеорных частиц являются, по-видимому, кометы. Крупные метеорные тела имеют астероидное происхождение. В отдельных случаях крупное метеорное тело при своем движении в атмосфере не успевает испариться и достигает поверхности Земли. Этот остаток метеорного тела называется метеоритом. На протяжении года на Землю выпадает примерно 2000 метеоритов.

Ученик: Можно добавить? В зависимости от химического состава метеориты подразделяются на каменные хондриты (их относительное количество 85), каменные ахондриты (7%), железные (6%) и железо-каменные метеориты (1.5%). Хондрами называют мелкие круглые частицы серого цвета, часто с коричневым оттенком, обильно вкрапленные в каменную массу. Железные метеориты практически полностью состоят из никелистого железа. Каменные метеориты, в которых нет хондр, называются ахондритами. Крупнейший из известных метеоритов находится на месте падения в пустыне Адрар (Западная Африка), его вес оценивается в 100 000 тонн. (Слайд № 18-32)

VI. Контроль знаний

Вопросы Блиц-турнира. Вопросы на доске и время пошло.

Вопросы Блиц-турнира:

1. Что происходит с веществом кометы при приближении ее к Солнцу?

2. Что такое метеоритные дожди?

3. Что такое болиды?

4. Что такое радианты?

5. Где находится пояс Копейра?

6. Что означает слово астероид в переводе на русский язык?

7. Самые известные метеориты?

8. Что можно определить, изучая метеориты? 

9. Какой астероид был открыт первым?

10. Какие метеориты преобладают среди падений? 

Ответы:

1. Сублимация - переход вещества из твердого состояния в газообразное.

2. Метеоритный дождь (железный дождь, каменный дождь, огненный дождь) — множественное падение метеоритов вследствие разрушения крупного метеорита в процессе падения на Землю.

3. Болид напоминает летящий по небу огненный шар. вторжение массивных метеорных тел вызывающее очень яркие вспышки. Метеор аналог болида.

4. Радиант – это источник метеорного потока (дождя)

5. Пояс Койпера - это дискообразная область ледяных объектов за орбитой Нептуна – в миллиардах километрах от нашего Солнца.

6. Звездоподобный

7. Аризонский, Тунгуский, Челябинский

8. Возраст планет, первичное вещество Солнечной системы

9. Астероид Церера

10. Каменные

Учитель: Проведите проверку вашим ответам и оцените себя используя следующие критерии. А теперь давайте сделаем выводы по итогам наших открытий.

Учащиеся делают следующие выводы:

• Изучение малых тел Солнечной системы имеет большое научное значение.

• Все рассмотренные малые тела взаимосвязаны: метеориты – осколки астероидов, некоторые астероиды – ядра бывших короткопериодических комет, а явление метеора при некоторых условиях может закончиться выпадением метеорита.

• Метеориты являются образцами внеземного вещества. Некоторые метеориты (углистые хондриты) представляют собой слабоизмененное первичное вещество Солнечной системы.  Исследование этого вещества позволяет определить возраст планет и условия в ранний период существования Солнечной системы.

• Кометы позволяют получить ценные сведения о свойствах космического пространства на различных расстояниях от Солнца.

• Изучая астрономию, мы учимся опровергать суеверия, существовавшие в прошлом, связанные с появлением комет, метеоров, падением метеоритов.

Учитель: в науке есть такое слово интеграция наук, что это значит? Да, действительно, астрономия – это наука о Вселенной. Астрономия изучает природу небесных тел, но ведь и физика – наука о природе. С помощью классической механики определены координаты планет, звезд, построены карты звездного неба; с помощью физической оптики получены спектральные анализы звезд, узнали температуру, оценили параметры; с помощью ядерной физики смогли изучить механизм излучения звездами громадной энергии. Поэтому вы тоже попробуйте использовать физические законы.

1. Какая энергия выделится при ударе метеорита массой m = 50 кг, имеющего скорость у поверхности Земли v = 2 км/с?

2. Какова большая полуось орбиты кометы Галлея, если период её обращения T = 76 лет?

VII Подведение итогов.

Учитель: Оцените себя в ваших индивидуальных маршрутах и посмотрите достигли ли своих целей.

А давайте вернемся к началу нашего урока. О каких небесных телах шла речь в писании Иоанна Богослова? Описание напоминает не просто метеорный дождь, но более запоминающуюся для людей картину, когда падали метеориты, один из которых мог спровоцировать землетрясение («двинулись с места») и активизировать вулкан («и небо скрылось»).

Являясь исторической книгой, Библия, несомненно, должна содержать описания астрономического характера, так как в далёкие времена, когда только происходило становление различных наук, осознание роли прикладной астрономии для простого жителя Земли было значительно выше.

Наша Солнечная система, к которой относится планета Земля, представляет собой сложную структуру со множеством мелких элементов. Спутники планет, астероиды, кометы и многое другое – это удивительный мир, связанный между собой невидимыми нам нитями.

Действительно, у природы много тайн и загадок, раскрывает она их неохотно, поэтому каждая очередная разгадка – важный шаг человечества на пути к познанию мира.

Домашнее задание: §17 зад. №15 стр.69; Происхождение Солнечной системы. Ваша точка зрения, какие гипотезы были предложены? Кем? Какой придерживаетесь вы?

7

МАЛЫЕ ТЕЛА СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ. АСТЕРОИДНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Личностные цели урока:

• Развивать способности иметь собственное мнение
• Научиться анализировать и делать выводы путем своих рассуждений
• Научиться признавать свои ошибки, принимая во внимание мнение окружающих
• Получить хорошую оценку
• Уметь точно и грамотно излагать свои мысли
• Подготовиться к успешной сдаче ЕГЭ
• Научиться контролировать процесс и результат учебной деятельности
• Развивать способность учиться, то есть действовать самостоятельно
• Развивать способность к совместной работе ради достижения поставленной цели, используя устные и письменные средства

В состав Солнечной системы, кроме самого Солнца и 8 объектов, имеющих статус планет, входит масса других объектов, также вращающихся по своим орбитам вокруг нашей звезды.

Плутон и харон

Карликовой планетой принято считать объект, который обладает сферической формой (то есть, обладает достаточной силой гравитации, чтобы иметь эту форму), вращается вокруг Солнца и сам не является спутником какой-либо другой планеты.

Карликовые планеты

Астероиды (пояс астероидов)

Астероид – планетоподобные тела, в силу малых размеров не наблюдаемые невооруженным глазом. Движутся по орбите вокруг Солнца. Основное скопление астероидов в Солнечной системе – область между орбитами Марса и Юпитера (главный пояс астероидов).

В Солнечной системе, по различным оценкам, может находиться до 1,9 миллионов объектов в статусе астероида (для этого объекту нужно иметь размеры более 1 км в диаметре)

Астероиды подразделяются на:

Объекты, сближающиеся с Землей (пересекают земную орбиту под различными углами; исходя из расположения их орбит по отношению к земной орбите, делятся на 4 группы: Атиры, Атоны, Аполлоны и Амуры).

Объекты, пересекающие орбиту Марса (пересекают орбиту Марса и попадают в его зону гравитации).

Астероиды главного пояса (находятся в промежутке от орбиты Марса до орбиты Юпитера. Ученые склонятся к мнению о том, что в главном поясе астероидов должна была быть сформирована или когда-то существовала еще одна планета).

Астероиды-троянцы (расположены в окрестностях точек Лагранжа L4 и L5 в орбитальном резонансе 1:1 любых планет – в том числе, Земли)

Астероиды-кентавры (расположены между орбитами Юпитера и Нептуна)

Дамоклоиды (движутся по траекториям, напоминающим траектории комет).

Пояс Койпера и облако Оорта

Крупнейшие объекты в поясе Койпера.

Внизу Земля для сравнения.

Кометы

Кометы – наиболее протяженные тела Солнечной системы, движущиеся по вытянутой эллипсоиде вокруг Солнца и обладающие ядром (ком газа, камень либо спрессованная косметическая пыль) и хвостом (облако испаряющихся газов, плазма или дым).

Астероидами считают тела диаметром более 30 м, меньшие называют метеороидами, или метеоритами. Особо крупных тел в главном поясе астероидов довольно мало, например стокилометровых астероидов всего около 200, и известно порядка тысячи астероидов радиусом больше 15 км. Основное население главного пояса, судя по всему, образует несколько миллионов астероидов диаметром в десятки и сотни метров

При пересечении Землей орбиты какой-либо кометы, наша планета ходит в метеорный поток, и мелкие объекты влетают в околоземную атмосферу. Большая часть из них сгорает на большой высоте, некоторые падают на поверхность планеты в виде метеоритов.

Слово «комета» в переводе с греческого означает «волосатая», «длинноволосая». Кометы, пролетающие по небу, люди время от времени наблюдали ещё с глубокой древности. Считалось, что появление комет сулит разные дурные предзнаменования.

В 1702 году Эдмунд Галлей доказал, что кометы, наблюдавшиеся в 1531, 1607 и 1682 годах - это на самом деле не разные кометы, а одна и та же, которая, двигаясь по своей орбите вокруг Солнца, периодически возвращается через определённый промежуток времени. Эта комета была названа его именем - комета Галлея.

Метеорный поток Персеиды

Метеорные тела, пыль и газ

Объекты меньшие по размерам, чем кометы, относятся к группе метеоров. По происхождению метеор может быть несгоревшим куском из ядра кометы, отнесенным солнечным ветром от ядра к хвосту. Некоторое время метеор сопровождает ядро кометы, затем, окончательно отделившись, переходит на орбиту кометы, и таких частиц, сопровождающих орбиту кометы, может быть миллионы, они образуют метеоритные потоки.

Межпланетная пыль

Состав межпланетной пыли идентичен составу метеоритов, однако размеры части межпланетной пыли не превышает доли микрона.

Пыль – это частицы, образованные в результате разрушения комет и астероидов. В ясную погоду на закате можно увидеть светлый конус на горизонте – поток света, сверкающий от обилия космических пылинок.

Столкновение кометы с юпитером

Радиант

Метеорит гоба

АРИЗОНСКИЙ КРАТЕР

ТУНГУССКИЙ МЕТЕОРИТ

Болид

ЧЕЛЯБИНСКИЙ МЕТЕОРИТ

Место падения – озеро Чебаркуль

Астероидно-кометная опасность