Сьогодні о 11:00
онлайн-конференція:
«
Роль закладів освіти у формуванні нульової терпимості до корупції та вихованні доброчесності в Україні
»
Взяти участь Всі події

Урок з астрономії: "Зорі та їх класифікація"

Астрономія

Для кого: 11 Клас

23.03.2020

1637

96

0

Опис документу:
Конспект уроку на тему: "Зорі та їх класифікація". Мета: ознайомити учнів із зорями та їх класифікаціями; розповісти про способи визначення відстаней до зір, їх розмірів; розвивати спостережливість та логічне мислення; підвищувати інтерес до предмета астрономії.
Перегляд
матеріалу
Отримати код

Тема уроку: Зорі та їх класифікація

Мета уроку: ознайомити учнів із зорями та їх класифікаціями; розповісти про способи визначення відстаней до зір, їх розмірів; розвивати спостережливість, кмітливість та логічне мислення; підвищувати інтерес до предмета астрономії

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Обладнання і матеріали: підручник.

Хід уроку

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

ІІ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ. ПОВІДОМЛЕННЯ ТЕМИ І МЕТИ УРОКУ

Кожен із нас залюбки спостерігає за зоряним небом. А що ми знаємо про такі далекі, і на перший погляд, холодні зорі? Сьогодні на уроці ми дізнаємося, як без термометра можна виміряти температуру зорі, дізнаємося, що означають зоряні величини, як народжуються нові зорі та багато іншого не менш цікавого.

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ (розповідь вчителя)

1. Зорі. Класифікація зір

Зорі, також Зірки (грец. hoi Asteres) — велетенські розжарені, самосвітні небесні тіла, у надрах яких відбуваються (відбувались) термоядерні реакції. Сонце — одна із зірок, причому середня за своїми розмірами і світністю. За своїми характеристиками зорі різноманітні. Розрізняють зорі: велетні і карлики, одинокі, подвійні і кратні, затемнено-кратні, змінні зорі і нові.

Класифікація зір

1. За світністю ( порівняно з Сонцем):

а) В 100, 1000, 1000 000 разів сильніші за Сонце.

б) Аналогічні.

в) З малими і дуже малими світностями.

2. За розмірами:

а) Надгіганти (R в тисячу разів більше Сонячного R)

б) Гіганти ( R в сотні разів більше Сонячного R)

в) Сонячного типу

г) Карлики( R в сотні разів менші Сонячного R)

д) Нейтронні зорі ( R = 10-30 км )

3. За спектром (температурою) :

а) Гарячі зорі (О,В,А) б) Сонячні класи (F,G) в) Холодні зорі. (К,М)

4. За кольором:

а) Голубі б) Білі в) Жовті г) Червоні

Температуру зовнішніх шарів зорі визначають за їх кольором: червоні зорі мають 2000 - 3000 0С, жовті - 6000 -7000 0С, білі - 12000 0С, голубі – 25000 0С.

Найгарячіші зорі — сині зорі — належать до спектрального класу О, найхолодніші — червоні зорі — до спектрального класу М. Сонце має температуру фотосфери 5780 К, жовтий колір і належить до спектрального класу G.

2. Вимірювання відстаней до зір. 

Зорі розташовані в мільйони разів далі, ніж Сонце, тому горизонтальні паралакси зір відповідно в мільйони разів менші, і виміряти такі малі кути ще нікому не вдавалося. Для вимірювання відстаней до зір астрономи змушені визначати річні паралакси, які пов'язані з орбітальним рухом Землі навколо Сонця.

Річний паралакс визначає кут, під яким було б видно від зорі велику піввісь земної орбіти (1 а. о.) в перпендикулярному до променя зору напрямку.

Відстань до найближчих зір

Зоря

Відстань

Св. р.

пк

Проксима

4,2

1,3

Барнарда

5,9

1,8

Сіріус

8,8

2,6

ε Ерідана

11,0

3,3

Проціон

11,4

3,5

Вега

26,5

8,1

Арктур

36,0

11,0

Капелла

45,0

13,8

Відстань до зір вимірюють у світлових роках, але в астрономії ще використовують одиницю парсек (пк) — відстань, для якої річний паралакс p = 1". 1 пк = 206 265 а. о. = 3,08 1013 км.

3. Абсолютні зоряні величини і світність зорі. 

Хоча Сонце є найяскравішим світилом на нашому небі, це не означає, що воно випромінює більше енергії, ніж інші зорі. З курсу фізики відомо, що освітленість, яку створюють джерела енергії, залежить від відстані до них, тому невелика лампочка у вашій кімнаті може здаватися набагато яскравішою, ніж далекий прожектор. Для визначення світності, або загальної потужності випромінювання, астрономи вводять поняття абсолютної зоряної величини М.

Абсолютна зоряна величина М - зоряна величина, яку мала б зоря на стандартній відстані r0 = 10 пк. Абсолютна зоряна величина М визначає яскравість, яку мала б зоря на стандартній відстані 10 пк.

Світність зорі визначає кількість енергії, що випромінює зоря за одиницю часу, тобто потужність випромінювання зорі. За одиницю світності в астрономії беруть потужність випромінювання Сонця 4 · 1026 Вт.

Радіус зір. Для визначення радіуса зорі не можна використати геометричний метод, адже зорі розташовуються настільки далеко від Землі, що навіть у великі телескопи до недавнього часу неможливо було виміряти їхні кутові розміри — усі зорі мають вигляд однакових світлих точок.

Для визначення радіуса зір астрономи використовують закон Стефана-Больцмана:

Q = σ · T4

де Q — енергія, що випромінює одиниця поверхні зорі за одиницю часу; σ — стала Стефана-Больцмана (σ = 5, 670410-8 Вт/(м2·К4); Т4— абсолютна температура поверхні зорі.

Енергія, яку випромінює вся зоря з радіусом R, визначається загальною площею її поверхні, тобто: E = 4πR2 • Q = 4πR2 • σ • T4

Виявляється, що існують зорі, які мають радіус у сотні разів більший за радіус Сонця, і зорі, що мають радіус менший, ніж радіус Землі.

Сонце за фізичними параметрами належить до середніх зір — воно має середню температуру, середню світність і т. ін. За статистикою, серед великої кількості різноманітних тіл найбільше таких, які мають середні параметри.

Білі карлики — зорі, що мають радіус у сотні разів менший від сонячного і густину в мільйони разів більшу за щільність води.

Червоні карлики — зорі з масою, меншою, ніж сонячна, але більшою, ніж у Юпітера. Температура і світність цих зір залишаються сталими протягом десятків мільярдів років

Червоні гіганти — зорі, що мають температуру 3000—4000 К і радіус у десятки разів більший, ніж сонячний. Маса цих зір не набагато більша за масу Сонця. Такі зорі не перебувають у стані рівноваги

Астрономи вирішили перевірити, чи багато в космосі таких зір, як наше Сонце. З цією метою Е. Герцшпрунг і Г. Рассел запропонували діаграму, на якій можна позначити місце кожної зорі, якщо відомі її температура і світність. Її названо діаграмою спектр—світність, або діаграмою Герцшпрунга—Рассела.

Діаграма Герцшпрунга—Расселаграфічно відображена залежність між світністю (чи абсолютною зоряною величиною) та спектральним класом (тобто, температурою поверхні) зорі. Вона має вигляд графіка, на якому по осі абсцис відзначають спектральний клас, або температуру зорі, а по осі ординат — світність. Діаграма використовується для класифікації зір та відповідає сучасній уяві про зоряну еволюцію. Зорі на цій діаграмі розташовуються не випадково, а утворюють добре помітні ділянки, які називають послідовностями. Найбільш цікавим є те, що схожі за фізичними властивостями зірки займають відокремлені області: головну послідовність, послідовності надгігантів, яскравих і слабких гігантів, субгігантів, субкарликів, білих карликів та ін. Близько 90% зір розташовано вздовж вузької смуги — головної послідовності, що перетинає діаграму по діагоналі від високих світностей та температур до низьких. Cвітність цих зір зумовлено ядерними реакціями перетворення водню на гелій.

Сонце має температуру 5780 K і світність 1. Холодніші зорі на діаграмі розташовані праворуч (червоного кольору), а більш гарячі — ліворуч (синього кольору). Зорі, що випромінюють більше енергії, розташовані вище Сонця, а зорі-карлики — нижче. Більшість зір, до яких належить і Сонце, розташовані у вузькій смузі, яку називають головною послідовністю зір.

ІV. ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ УЧНІВ

Бесіда за питаннями:

1. Що таке зорі?

2. Як класифікують зорі?

3. Назвіть види зір, які вам відомі.

V. ПІДСУМОК УРОКУ

VI. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати § 20-21.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу.