Metodika prepodavaniya astronomii| << Predydushaya |
Metodika provedeniya 5
uroka
"Planetoidy. Luna i drugie sputniki
planet"
Cel': znakomstvo uchashihsya s fizicheskoi prirodoi planetoidov na primere rassmotreniya osnovnyh harakteristik Luny i drugih krupneishih sputnikov planet Solnechnoi sistemy.
Zadachi obucheniya:
Obsheobrazovatel'nye: formirovanie ponyatii o planetoidah kak klasse kosmicheskih tel:
- ob osnovnyh fizicheskih
harakteristikah planetoidov: masse,
razmerah, plotnosti, himicheskom sostave,
vnutrennem stroenii;
- o klassifikacii planetoidov v zavisimosti
ot ih proishozhdeniya, plotnosti i
himicheskogo sostava i o harakteristikah
silikatnyh, silikatno-ledyanyh i ledyanyh
grupp planetoidov;
- o fizicheskoi prirode i osnovnyh
harakteristikah Luny kak sputnika Zemli i
tipichnogo silikatnogo planetoida;
- o fizicheskoi prirode i osnovnyh
harakteristikah silikatnyh i silikatno-ledyanyh
sputnikov planet-gigantov (Io, Evrope,
Ganimede, Kallisto, Titane, Tritone) i
Plutone;
- o ledyanyh planetoidah poyasa Koipera.
Vospitatel'nye: formirovanie nauchnogo mirovozzreniya uchashihsya v hode znakomstva s istoriei izucheniya i prirodoi kosmicheskih ob'ektov – Luny i drugih sputnikov planet. Patrioticheskoe vospitanie pri oznakomlenii s rol'yu rossiiskoi nauki i tehniki v issledovanii Luny sredstvami astronomii i kosmonavtiki. Politehnicheskoe obrazovanie i trudovoe vospitanie pri izlozhenii svedenii ob ustroistve AMS i o prakticheskom primenenii rezul'tatov issledovaniya Luny i drugih sputnikov planet.
Razvivayushie: formirovanie umenii analizirovat' informaciyu, sostavlyat' klassifikacionnye tablicy i shemy, reshat' zadachi na raschet osnovnyh fizicheskih harakteristik astronomicheskih instrumentov (teleskopov) i kosmicheskih tel.
Ucheniki dolzhny znat':
- osnovnye harakteristiki
planetoidov kak klassa kosmicheskih tel;
- osnovnye gruppy planetoidov i
predstaviteli etih grupp v Solnechnoi
sisteme;
- ob osnovnyh fizicheskih harakteristikah
Luny: dvizhenii; masse i razmerah (v
sravnenii s zemnymi); vnutrennem stroenii;
rel'efe; fizicheskih usloviyah na
poverhnosti;
- ob osnovnyh fizicheskih harakteristikah
sputnikov planet-gigantov (Io, Ganimede,
Evrope, Kallisto, Titane), Plutone i
ob'ektah poyasa Koipera.
Ucheniki dolzhny umet': sostavlyat' klassifikacionnye tablicy i shemy; ispol'zovat' obobshennyi plan dlya izucheniya kosmicheskih ob'ektov; reshat' zadachi na raschet harakteristik kosmicheskih tel.
Naglyadnye posobiya i demonstracii:
- fotografii, shemy i risunki
Luny i osnovnyh detalei ee rel'efa,
sputnikov planet-gigantov, vnutrennego
stroeniya planetoidov;
- diapozitivy iz serii slaid-fil'mov "Illyustrirovannaya
astronomiya": "Malye tela Solnechnoi
sistemy"; "Zemlya, ee estestvennyi i
iskusstvennye sputniki";
- diafil'my (fragmenty diafil'mov): "Planety
i malye tela Solnechnoi sistemy"; "Malye
tela Solnechnoi sistemy"; "Poverhnost'
Luny"; "Chto my znaem o Lune"; "Luna";
- kinofil'm "Luna"; videofil'm "Cel'
– Luna" (SShA);
- tablicy: "Luna"; "Sputniki
planet";
- naglyadnye posobiya: globus Luny;
demonstracionnaya karta Luny; obrazcy
gornyh porod i mineralov: bazal'ta,
piroksena, plagioklaza, il'menita, olivina.
Plan uroka
|
Etapy uroka |
Soderzhanie |
Metody izlozheniya |
Vremya, min |
|
1 |
Povtorenie i aktualizaciya astronomicheskogo materiala |
Beseda |
5-7 |
|
2 |
Izlozhenie novogo materiala: |
Lekciya, rasskaz uchitelya, doklady uchenikov |
20-25 |
|
3 |
Zakreplenie materiala, reshenie zadach |
Rabota po gruppam, beseda |
10-12 |
|
4 |
Podvedenie itogov uroka. Domashnee zadanie |
3 |
|
Zadanie na dom:
1) Po uchebniku astronomii:
- B.A. Voroncov-Vel'yaminova:
povtorit' §§ 17, 19 (2); voprosy k
paragrafam.
- E.P. Levitana: povtorit' §§ 13, 15 (3);
voprosy k paragrafam.
- A.V. Zasova, E.V. Kononovicha: §§ 13 (1,
3), 19 (4, 6); upr. 18.5.
2. Vypolnit' zadaniya iz sbornika zadach Voroncova-Vel'yaminova B.A. [28]: 273; 276; 296.
3. Dopolnitel'nye zadachi dlya uchashihsya fiziko-matematicheskih klassov: vypolnit' zadaniya iz sbornika olimpiadnyh zadach V.G. Surdina [289]: 10.16; 10.7; 11.2; 11.37.
Metodika izlozheniya materiala
Metodika provedeniya dannogo uroka analogichna metodike predshestvovavshego zanyatiya. V ego nachale provoditsya tradicionnoe povtorenie i aktualizaciya uchebnogo materiala, izuchennogo na predydushih urokah. Osnovnoe vnimanie sleduet udelit' voprosam o fizicheskoi prirode, proishozhdenii i osnovnyh harakteristikah otdel'nyh grupp planetoidov: "Chto vy znaete o planetoidah? Kakie gruppy planetoidov vy znaete? Nazovite otlichiya mezhdu gruppami planetoidov: v osnovnyh fizicheskih harakteristikah, proishozhdenii i vnutrennem stroenii. Kakie planetoidy Solnechnoi sistemy vam izvestny?"
Chast' uchenikov vypolnyaet v eto vremya programmiruemye zadaniya:
1. Sbornik zadach G.P. Subbotina [287],
zadaniya NN 115-121; 129; 136.
2. Sbornik zadach E.P. Razbitnoi [244],
zadaniya NN 15-1; 15-2; 15-3; 16-1; 16-2; 16-3; 16-4; 17-1; 17-2.
Uchitel' popravlyaet, utochnyaet, obobshaet otvety uchashihsya. Pri izlozhenii novogo materiala sleduet obrashat' vnimanie uchenikov na kosmogonicheskie prichiny razlichii mezhdu osnovnymi gruppami planetoidov i to, chto ih fizicheskie harakteristiki i svoistva zavisyat ot massy, rasstoyaniya do Solnca i osobennostei proishozhdeniya; pokazat', chto raschet srednei plotnosti planetoida pozvolyaet utochnit' ego himicheskii sostav. Nuzhno, chtoby vse ucheniki ponimali: prichiny otsutstviya atmosfer u planetoidov (etot vopros reshaetsya v hode besedy samimi uchenikami); mehanizm obrazovanie regolita na poverhnosti silikatnyh planetoidov (rassmatrivaetsya na primere obrazovaniya sloya lunnogo regolita); slabo differencirovannoe vnutrennee stroenie uedinennyh planetoidov i sil'no differencirovannoe vnutrennee stroenie krupneishih planetoidov – sputnikov planet:
Chem men'she massa planetoida i chem dal'she raspolozhen on ot Solnca, tem nizhe budet temperatura i davlenie v ego nedrah, tem ran'she ugasnut tektonicheskie processy i tem odnorodnee budet ego vnutrennee stroenie. Takovy, veroyatno, Pluton, krupneishie ob'ekty poyasa Koipera i 4 krupneishih malyh planety (Cerera, Pallada, Yunona i Vesta).
Na fiziko-himicheskie harakteristiki, vnutrennee stroenie i evolyuciyu planetoidov okazali znachitel'noe vliyanie prilivnye sily so storony teh bol'shih planet, sputnikami kotoryh yavlyayutsya eti planetoidy.
Prilivnye sily znachitel'no umen'shili period vrasheniya sputnikov vokrug osi, uravnyav ego s periodom vrasheniya vokrug planety.
Prilivnye sily znachitel'no razogreli nedra planetoidov na rannih stadiyah ih obrazovaniya, sposobstvovali vozniknoveniyu u nih differencirovannogo vnutrennego stroeniya i zapasov vnutrennego tepla. V nedrah samyh blizkih k planetam sputnikov-planetoidov prilivnye sily do sih por generiruyut moshnyi teplovoi potok, usilivayut tektonicheskuyu i vulkanicheskuyu aktivnost', povyshayut temperaturu poverhnosti i kory planetoidov, sposobstvuyut sushestvovaniyu u nih gidrosfer i atmosfer. Vnutrennee stroenie naibolee krupnyh planetoidov Solnechnoi sistemy otrazheno na ris. 21.
Ris. 21. Vnutrennee stroenie planetoidov - sputnikov planet
Osnovnye harakteristiki naibolee krupnyh planetoidov Solnechnoi sistemy rassmatrivayutsya na primere sputnika Zemli – Luny. Svedeniya o primenenii lunnyh resursov dlya energeticheskih i syr'evyh nuzhd chelovechestva sleduet otlozhit' dlya sootvetstvuyushih zanyatii v konce uchebnogo goda.
Luna - silikatnyi planetoid, sputnik planety Zemlya. Massa Luny 7,348× 1022 kg, v 81,3 raza men'she massy Zemli; radius 1737,4 km; srednyaya plotnost' 3,34 g/sm3, v 1,5 raza men'she zemnoi; vozrast 4,51 ± 0,02 mlrd. let. Srednee rasstoyanie ot Luny do Zemli 384000 km (ot 356400 km do 406740 km). Sidericheskii period obrasheniya Luny 27d07h43m vokrug Zemli sovpadaet s periodom vrasheniya Luny vokrug svoei osi. My vidim vsegda tol'ko odno polusharie Luny, 59 % lunnoi poverhnosti. Temperatura na lunnom ekvatore kolebletsya ot +130œ S v polden' do -170œ S noch'yu.
Vnutrennee stroenie Luny: kora tolshinoi 60 km na vidimoi i 100 km na obratnoi storone Luny; verhnyaya mantiya tolshinoi do 250 km; srednyaya mantiya na glubinah 300-800 km; nizhnyaya mantiya tolshinoi ot 200 do 500 km, i metallicheskoe (Fe, Fe-FeS) yadro diametrom do 320-420 kilometrov (ris. 21). Astenosfera (vnutrennyaya mantiya i yadro Luny) nahodyatsya v chastichno rasplavlennom sostoyanii pri temperature do 1800 K. Seismicheskaya aktivnost' Luny nevelika i svyazana s podvizhkami lunnoi kory i, rezhe, s processami na glubinah 600-800 km.
Kraine razrezhennaya - v 1013 raz po sravneniyu s zemnoi - gazovaya obolochka Luny sostoit iz atomov i ionov vodoroda, geliya, neona, argona, natriya, kaliya i kisloroda.
Svetlye oblasti lunnyh "materikov" zanimayut 60 % poverhnosti lunnogo diska. Drevnie materikovye raiony Luny slozheny preimushestvenno svetlymi gornymi porodami - anortozitami, pochti celikom sostoyashimi iz plagioklazov s primes'yu piroksena, olivina, magnetita, titanomagnetita. Vozrast lunnyh porod 3,13-4,4 mlrd. let. Lunnye gornye hrebty, nazvannye po analogii s zemnymi Kavkazom, Al'pami, Karpatami i t. d. imeyut srednie vysoty 6-7 km.
Temnye "morya" zanimayut 40 % poverhnosti Luny i predstavlyayut soboi ravninnye oblasti, napolnennye temnym veshestvom - bazal'tami, slozhennymi v osnovnom mineralami plagioklazami i monoklinnymi piroksenami (avgitami). Drevneishii i krupneishii Okean Bur' obrazovalsya okolo 4,5 mlrd. let nazad v rezul'tate stolknoveniya pra-Luny s krupnoi planetezimal'yu. Svyshe 20 drugih lunnyh morei voznikli po tem zhe prichinam 4,5-4 mlrd. let nazad. Zapolnyavshie chashi lunnyh morei massovye izliyaniya bazal'tovyh lav prodolzhalis' do 3,5-3 mlrd. let nazad. lunnye bazal'ty menee okisleny, no bolee bogaty tyazhelymi elementami po sravneniyu s zemnymi. Temnymi raiony morei vyglyadyat iz-za primesei olivina i il'menita (TiO). Ne zalitye lavoi nizmennosti nazyvayutsya basseinami; krupneishii iz nih - "Yuzhnyi polyus-Eitken" - imeet diametr 2500 km i glubinu 12 km. Bliz lunnyh polyusov na glubine 0,4 - 2,0 m na ploshadi do 2000 km2 obnaruzheny zalezhi reliktovogo l'da (okolo 6 mlrd. tonn) v vide vechnoi merzloty.
Osnovnoi formoi lunnogo rel'efa yavlyayutsya kratery. Tol'ko na vidimom polusharii Luny naschityvaetsya svyshe 300000 kraterov diametrom svyshe 1 km. Ih kol'cevye valy vysotoi do neskol'ko kilometrov okruzhayut bol'shie kruglye vpadiny diametrom do 200 km. Vsem krupnym krateram dany nazvaniya v chest' uchenyh i vydayushihsya deyatelei. Bol'shaya chast' kraterov imeet udarnoe (meteoritnoe) proishozhdenie i obrazovalas' svyshe 3,5-3,2 mlrd. let nazad; poslednii maksimum bombardirovki Luny meteornymi telami proizoshel okolo 0,5 mlrd. let nazad. Pozdneishie kratery obrazovalis' na valu i vnutri bolee drevnih. V centre mnogih kraterov vozvyshayutsya gorki. Chast' kraterov imeet vulkanicheskoe proishozhdenie. Tektonicheskaya aktivnost' nablyudaetsya v raione kraterov Aristarh, Gerodot, Al'fons i v drugih mestah. Izvestny cepochki kraterov, tyanushiesya na tysyachi kilometrov. Harakterny protyazhennye sistemy luchei - vybrosy lunnyh porod pri padenii na Lunu komet i asteroidov, gigantskie borozdy i treshiny tektonicheskogo proishozhdeniya.
Poverhnost' Luny (i drugih bezatmosfernyh planetnyh tel) pokryta tonkim (10-2 –10 m) ryhlym sloem regolita – verhnim sloem lunnoi kory, izmel'chennym do pylevidnogo sostoyaniya mikrometeoritnoi bombardirovkoi, vozdeistviem kosmicheskih luchei i bol'shimi sutochnymi perepadami temperatur. Po fiziko-himicheskim svoistvam seryi lunnyi regolit napominaet melkii vlazhnyi pesok.
Kosmonavtam na poverhnosti Luny horosho vidny zemnye korichnevye materiki, sinie morya i okeany, belye oblaka. Zemlya stoit v zenite seredinoi vidimogo polushariya Luny i pri udalenii ot nego opuskaetsya vse nizhe k gorizontu; na obratnoi storone Luny Zemlya ne vidna. Dlya dannoi tochki lunnoi poverhnosti gorizontal'nye koordinaty Zemli v lunnom nebe izmenyayutsya lish' na nebol'shuyu velichinu, obuslovlennuyu libraciyami - "pokachivaniem" osi vrasheniya Luny. Smena faz Zemli v nebe Luny proishodit za to zhe vremya, chto smena faz Luny v nebe Zemli, za 29,5 sutok. V lunnuyu polnoch' polnaya kruglaya golubaya Zemlya (v 4 raza bol'she, chem Luna na zemnom nebe) siyaet nad aspidno-chernymi lunnymi gorami, a v lunnyi polden' chernyi disk Zemli v faze IV chetverti – "novozemeliya" okaimlen krasnovato-oranzhevoi dymkoi atmosfery. Vvidu naklona osi vrasheniya Luny k ekliptike na ugol i = 5œ 09¢ lunnyi Severnyi polyus mira proeciruetsya na sozvezdii Drakona, a Yuzhnyi na sozvezdii Zolotoi Ryby.
Dalee sleduet poznakomit' uchenikov s prirodoi drugih planetoidov – sputnikov planet-gigantov i Plutona.
Io - blizhaishii sputnik Yupitera, silikatnyi planetoid diametrom 3636 km, massoi 8,93× 1022 kg i srednei plotnost'yu 3,518-3,549 g/sm3. V prilivnyh vozmusheniyah rasseivaetsya moshnost', v 25-45 raz vyshe znacheniya teplovogo potoka iz nedr Zemli.
Prilivnye sily i elektricheskii tok, voznikayushii pri vzaimodeistvii Io s magnitosferoi Yupitera, ochen' sil'no razogrevayut nedra sputnika. Io napolovinu sostoit iz raskalennogo zhidkogo metallicheskogo (Fe, Fe-FeS) yadra diametrom, po raznym ocenkam, ot 880-1440 km do 1660-1780 km. Trehsloinaya mantiya sostoit iz obogashennyh zhelezom silikatnyh porod; ee raskalennyi svyshe 1500 K verhnii zhidkii sloi imeet tolshinu do 300 km. Tonkaya 60-kilometrovaya kora Io pul'siruet vmeste s prilivami i otlivami. Litosfera sostoit iz silikatov (bazal'tov), sery i ee soedinenii (SO2, H2S, S2 i t.d.); pod poverhnost'yu Io skryvayutsya nastoyashie sernye morya s temperaturoi svyshe 110œ S, a na poverhnosti temperatura nizhe i ne prevyshaet -150œ S. Vysota gor Io dostigaet 16 km. Obnaruzheno svyshe 100 vulkanicheskih kal'der poperechnikom do 200 km; obshee chislo vulkanov dostigaet 300. V 1979 godu na Io deistvovalo 9 vulkanov, vybrasyvavshih veshestvo na vysotu 170-300 km; v 2000 godu ih stalo 14. Moshnaya vulkanicheskaya aktivnost' nablyudaetsya v raione patery Pillan; temperatura nasyshennoi zhelezom i magniem lavy dostigaet 1500 K. Uchenye predpolagayut, chto Io perezhivaet period vysokotemperaturnogo "silikatnogo" vulkanizma, zavershivshiisya na Zemle 2 mlrd. let nazad. Vulkanizm Io porodil razrezhennuyu sernistuyu atmosferu, v kotoroi nablyudayutsya vyzvannye ionizaciei krasnye, sinie, zelenye siyaniya i svecheniya. Obnaruzheno slaboe magnitnoe pole.
Evropa - silikatno-ledyanoi planetoid massoi 4,8× 1022 kg, radiusom 1561 km i srednei plotnost'yu 3,014 g/sm3 - vtoroi posle Marsa kandidat na obnaruzhenie zhivyh organizmov. Krupnoe zheleznoe yadro Evropy okruzhaet silikatnaya mantiya (r ~ 3,0-3,5 g/sm3). Blizost' k Yupiteru, moshnoe deistvie prilivnyh sil delaet vozmozhnym sushestvovanie gidrosfery - global'nogo okeana glubinoi do 50 km. Poverhnost' Evropy imeet vozrast ot 2 do 50 millionov let i pokryta pancirem iz vodyanogo l'da c primes'yu SO2, CO2, H2O2, karbonatov, sul'fatov natriya i magniya, tolshinoi ot 1-10 km do 80-200 km, v treshinah, dugah i volnistyh liniyah, voznikayushih vo vremya prilivov i otlivov. Otmecheny sledy dvizheniya krupnyh blokov l'da, analogichnyh tektonike plit litosfery Zemli. Evropa obladaet kraine razrezhennoi kislorodnoi atmosferoi i slabym magnitnym polem.
Ganimed - sputnik Yupitera, krupneishii silikatno-ledyanoi planetoid Solnechnoi sistemy massoi 1,482× 1023 kg, radiusom 2634 km i srednei plotnost'yu 1,94 g/sm3, na 500 km prevyshaet razmerami Merkurii. Poverhnost' sputnika - ledyanye gody, ledyanye polya i gladkie shirokie basseiny, porozhdennye tektonicheskimi processami. Ravniny perekryty sloem gryaze-ledyanoi lavy, priporosheny oblomkami silikatnyh porod i pyl'yu, na nih vydelyaetsya mnozhestvo struktur udarnogo (kratery i borozdy) i vulkanicheskogo proishozhdeniya. Vnutrennee stroenie: sul'fidno-zheleznoe yadro Ganimeda (r ~ 5-6 g/sm3) okruzhaet silikatno-ledyanaya mantiya, vozmozhno s tonkoi prosloikoi global'noi gidrosfery, poverh kotoroi lezhit ledyanaya kora tolshinoi do 800 kilometrov. Ganimed obladaet slabym magnitnym polem i kraine razrezhennoi atmosferoi (O2 i dr.).
Kallisto (massa 1,07× 1023 kg, radius 2408 km, srednyaya plotnost' 1,84 g/m3) sostoit na 60 % iz silikatnyh porod i na 40 % iz l'da. Molodoi rel'ef chetvertogo krupnogo sputnika Yupitera sformirovalsya vsego lish' sotni millionov let nazad (ris. 290). Silikatnoe yadro Kallisto okruzheno sloem smesi kamnei i l'da (r ~ 1,7-2,4 g/sm3) i tolstoi vodno-ledyanoi mantiei. Pod ledyanoi koroi tolshinoi ot 200 do 500 km, vozmozhno, skryta 10-kilometrovaya global'naya vodyanaya obolochka. Kallisto obladaet ochen' slabym magnitnym polem i kraine razrezhennoi atmosferoi (SO2 i dr.), v kotoroi nablyudayutsya dovol'no yarkie polyarnye siyaniya.
Titan - sputnik Saturna, odin iz samyh krupnyh silikatno-ledyanyh planetoidov diametrom 5150 km, massoi 1,35× 1023 kg i srednei plotnost'yu 1,88 g/sm3.
Poverhnost' Titana pochti nerazlichima skvoz' ego plotnuyu oranzhevuyu atmosferu, sostoyashuyu iz azota (90 %), argona i metana (> 1 %), s davleniem u poverhnosti 1,5 atm. Parnikovyi effekt uvelichivaet temperaturu lish' na 3-5 K, poetomu na Titane dovol'no holodno - okolo -179 œ S. Oblaka atmosfery na 15-kilometrovoi vysote pochti celikom sostoyat iz kapelek metana: vozmozhno, na Titane idut metanovye dozhdi. Titan obladaet svoeobraznoi gidrosferoi. Na poverhnosti planetoida sushestvuyut otkrytye etano-metanovye basseiny - ozera, morya i okean, zanimayushii celoe polusharie; na ih dne nakaplivayutsya tyazhelye organicheskie soedineniya. Krupneishii iz materikov sravnim po razmeram s Avstraliei. Vershiny yarko-belyh (vozmozhno, vodno-ledyanyh) gornyh massivov pokryty metanovym snegom.
Vnutrennee stroenie Titana: tyazheloe silikatnoe yadro okruzheno mantiei iz vodyanogo i ammiachnogo l'da i ammoniinyh gidrosul'fatov. Kora sostoit iz ammiachnogo l'da. Azotnaya atmosfera obrazovalas' pri degazacii nedr planetoida.
Triton - silikatno-ledyanoi sputnik Neptuna massoi 2,14× 1022 kg, diametrom 2700 km i sravnitel'no vysokoi srednei plotnost'yu 2,07 g/sm3. Triton imeet ochen' bol'shoe (1000 km) silikatnoe yadro, okruzhennoe tonen'koi (25-30 km) ledyanoi mantiei, nad kotoroi prostiraetsya global'nyi vodyanoi okean glubinoi 150 km, prikrytyi tolstoi ledyanoi koroi (180 km). Na poverhnosti Tritona obnaruzheny kratery, gory, kan'ony i vulkany.
Temperatura poverhnosti planetoida vsego 38 K, ravniny Tritona pokryvaet 6-metrovyi sloi snega iz zamershego azota, etana i etilena. V sil'no razrezhennoi (v 67000 raz razrezhennee zemnoi) atmosfere, sostoyashei iz azota i metana, nablyudaetsya dymka i legkie oblaka. U polyusov v nebo b'yut 8-kilometrovye geizery.
Pluton po tradicii schitaetsya odnoi iz planet Solnechnoi sistemy, no po svoim fizicheskim harakteristikam yavlyaetsya planetoidom. Orbita Plutona obladaet bol'shim ekscentrisitetom, srednee rasstoyanie ot Plutona do Solnca menyaetsya ot 29 do 48 a.e., naklon k ekliptike 17œ ; god dlitsya 247,7 zemnyh let. Periodicheski (s 1979 po 1999 god) Pluton okazyvaetsya k Solncu blizhe Neptuna. Massa Plutona v 422 raza men'she massy Zemli i v 5 raz men'she lunnoi. Diametr Plutona okolo 2390 km. Pluton poluchaet v 1600 raz men'she solnechnoi energii na edinicu ploshadi poverhnosti planety, nezheli nasha Zemlya; Solnce s ego poverhnosti vyglyadit kak samaya yarkaya iz zvezd. Temperatura poverhnosti Plutona kolebletsya ot –268 œ S do -238œ S. Bol'shoi ugol naklona osi vrasheniya k ploskosti orbity (98œ ) vedet k moshnym sezonnym izmeneniyam s polyarnymi dnyami i nochami dlitel'nost'yu do 124 let. Na poverhnosti Plutona nablyudayutsya obshirnye oblasti zamerzshih metanovyh morei SN2 i uchastki, pokrytye sloem smesi zamerzshego azota N2, okisi ugleroda SO i etana S2N6. Obnaruzhena slabaya atmosfera.
Na rasstoyanii v 19405 km ot Plutona vrashaetsya ego pokrytyi vodyanym l'dom sputnik Haron. Diametr Harona raven 1192 km, massa v 30 raz men'she massy Plutona.
Ryad astronomov schitaet, chto Pluton - byvshii sputnik planety Neptun, "poteryannyi" eyu v rezul'tate gravitacionnogo vzaimodeistviya pri katastroficheskom sblizhenii s planetoi Uran v period formirovaniya etih planet.
Sleduet oznakomit' uchenikov s novoi, otkrytoi v konce HH veka gruppoi planetnyh tel Solnechnoi sistemy - transneptunovymi ob'ektami:
V 1977 godu byl otkryt Hiron razmerami okolo 200 km, dvigavshiisya na rasstoyanii 16,7 a. e. ot Solnca - pervyi predstavitel' gruppy "kentavrov" (v nastoyashee vremya izvestno svyshe 10 podobnyh planetnyh tel). K nachalu XXI veka bylo otkryto svyshe 300 silikatno-ledyanyh i ledyanyh planetoidov razmerami ot 150 do 800 km. Krupneishii iz ob'ektov poyasa Koipera 2000 WR106 imeet diametr okolo 1100 km. Vse oni dvizhutsya za predelami orbity Neptuna i vhodyat v sostav poyasa Koipera, sushestvovanie kotorogo bylo predpolozheno v 1949 g. K. Edzhvortom i v 1951 g. Dzh. Koiperom. Poyas Koipera sostoit, po predvaritel'nym ocenkam, iz 100 000 yarko-krasnyh reliktovyh planetezimalei i ob'ektov, bol'shaya chast' kotoryh po svoemu himicheskomu sostavu predstavlyayut soboi nechto srednee mezhdu kometami i silikatnymi asteroidami i sostoyat v osnovnom iz l'da i zamerzshih gazov SN4, S2N6, S2N4, S2N2 i drugih slozhnyh uglevodorodov i organicheskih soedinenii, nasyshennyh uglerodom i azotom. Obshaya massa ob'ektov poyasa Koipera okolo 1026 kg (100 MÅ ). Ob'ekty poyasa Koipera podrazdelyayutsya seichas na dva semeistva: "klassicheskie ob'ekty" (60 %) i "Plutino"(40 %), imeyushih orbity v rezonanse 3/2 s orbitoi Neptuna, s bol'shoi poluos'yu okolo 39 a.e. i periodom obrasheniya okolo 240 let. Tak, ob'ekt 2000 WR106 obladaet sleduyushimi orbital'nymi harakteristikami: bol'shaya poluos' orbity a = 43,27 a.e., ekscentrisitet e = 0,055, period obrasheniya vokrug Solnca 285 let. Ne isklyucheno sushestvovanie neskol'kih sloev – kolec, razdelennyh promezhutkami, v kotoryh dvizhutsya osobo massivnye planetoidy. Vozmozhno, krupneishimi ob'ektami poyasa Koipera yavlyayutsya Pluton, Haron, a takzhe Triton i nekotorye drugie sputniki planet-gigantov, zahvachennye imi v davnie vremena. Poyas Koipera yavlyaetsya istochnikom bol'shinstva korotkoperiodicheskih komet.
Izuchennyi material zakreplyaetsya v hode obshei besedy po voprosam, ne do konca ponyatym ili osobo interesnym shkol'nikam, pri zapolnenii tablicy 2, dostraivanii shemy ris. 5 "Planetnye tela" primerami izuchennyh ob'ektov i vypolneniem zadanii uprazhneniya 1, predusmatrivayushih povtorenie materiala, izuchennogo v techenii pervogo uchebnogo polugodiya.
Uprazhnenie 1:
1. Mozhno li na Lune pol'zovat'sya podvizhnoi kartoi zvezdnogo neba: a) dlya uslovii opredeleniya vidimosti nebesnyh svetil? b) dlya opredeleniya ekvatorial'nyh koordinat svetil?
2. Vidny li v nebe Luny te zhe sozvezdiya, chto i v nebe Zemli?
3. Opredelite II kosmicheskuyu skorost' na poverhnosti Luny i sravnite ee znachenie so skorostyami molekul (atomov vodoroda, geliya, neona, argona) gazov v lunnyh usloviyah (pri T= 170œ S v polden'). Ob'yasnit' otsutstvie atmosfery u Luny.
4. Razreshenie shkol'nogo teleskopa MShR 3,5" . Kakovy naimen'shie razmery ob'ektov, razlichimyh s ego pomosh'yu na poverhnosti Luny? Marsa?5. Mozhno li pri pomoshi etogo teleskopa uvidet' na Yupitere Bol'shoe Krasnoe Pyatno?
6. Kakov naimen'shii diametr detalei poverhnosti Marsa pri nablyudeniyah v teleskop s diametrom ob'ektiva 1 m?
Zadachi po risunkam v uchebnikah:
7. Naiti na fotografiyah i kartah Luny kratery i morya i opredelit' ih razmery:
- v uchebnike B.A. Voroncova-Vel'yaminova
na ris. 47-48 kratery Ptolemei, Kopernik,
Lomonosov, Korolev; morya Moskvy i Krizisov;
- v uchebnike E.P. Levitana na ris. 32 kratery
Kopernik i Tiho, morya Yasnosti i Dozhdei;
- v uchebnike A.V. Zasova, E.V. Kononovicha na
ris. 18.3 kratery Ptolemei, Klavii, Platon,
Arhimed morya Dozhdei i Krizisov.
Zadachi i voprosy, predlozhennye Yu.N. Klevenskim [90]:
8. Vo skol'ko raz otlichayutsya prodolzhitel'nosti goda na Venere i Marse?
9. Cherez kakoe vremya povtoryayutsya protivostoyaniya Marsa? Urana?
10. Pochemu izmenyaetsya vidimyi uglovoi diametr Venery pri raznyh ee fazah?
11. Mozhno li nablyudat' solnechnye zatmeniya s drugih planet Solnechnoi sistemy?12. Kak menyaetsya vid Zemli v nebe Luny v techenie mesyaca?
13. Kak menyayutsya fazy Venery i Zemli pri nablyudeniyah s Marsa?14-16. Problemnye zadachi, predlozhennye E.B. Gusevym [38], tekst kotoryh vmeste s resheniyami soderzhitsya v materiale 5 uroka "Reshenie zadach. Kontrol'naya rabota" temy "Osnovy nebesnoi mehaniki".
17. Zadacha, predlozhennaya V.B. Drozdovym [55] (neobhodimye dannye ucheniki dolzhny naiti v uchebnoi i spravochnoi literature): Opredelite, vo skol'ko raz v pogozhii solnechnyi den' svetlee, chem noch'yu v polnolunie (Otvet: otnoshenie osveshennostei rasschityvaetsya po formule
,
gde 2R/l –uglovoi diametr Luny, k–
al'bedo Luny).
18. Kakie zhivye organizmy mogli by sushestvovat' na planetah s kislorodnoi atmosferoi (O2 ³ 15 %) i sleduyushimi fizicheskimi usloviyami na poverhnosti:
a) g= 0,5 - 0,7 g;, r= 2,5 - 3 atm., T=
300 - 350 K;
b) g= 2 - 3 g;, r= 2,5 - 3 atm., T=
300 K;
v) g= 0,5 - 0,7 g;, r= 0,1 - 0,3 atm., T
= 200 - 300 K.
Zamechaniya, rekomendacii i dopolneniya k metodike provedeniya uroka:
1. Al'ternativnym variantom provedeniya uroka yavlyaetsya uchebnyi seminar, analogichnyi predlagavshemusya k uroku "Planeta Zemlya". Metodika provedeniya podobnogo seminara opisana na s. Pri podgotovke dokladov i soobshenii o Lune i sputnikah planet-gigantov uchashiesya mogut ispol'zovat' rezul'taty sobstvennyh teleskopicheskih nablyudenii vysheopisannyh ob'ektov. Temy dokladov i soobshenii:
1. Planetoidy: obshii obzor (kratkii doklad).
2. Luna (2 kratkih doklada o fizicheskoi prirode i rel'efe Luny; 2-3 soobsheniya po naibolee interesnym dlya shkol'nikov temam: kosmicheskim poletam k Lune, organizacii na nei dolgovremennoi nauchno-issledovatel'skoi stancii, dobyche poleznyh iskopaemyh; luchevym sistemam na Lune; nestacionarnym yavleniyam na ee poverhnosti i t.d.).
3. Sputniki Yupitera (kratkii doklad).
4. Zhizn' na Evrope? (soobshenie).
5. Sputniki Saturna. Zagadki Titana (kratkii doklad, soobshenie).
6. Triton (soobshenie).
7 . Pluton i Haron (soobshenie).
| << Predydushaya |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
metodika prepodavaniya - prepodavanie astronomii - nablyudeniya - laboratornye raboty - prakticheskie raboty - uchebnaya programma - uchebnye posobiya - lekcii - pedagogicheskii eksperiment - didaktika - kontrol'nye raboty - zadacha
Publikacii so slovami: metodika prepodavaniya - prepodavanie astronomii - nablyudeniya - laboratornye raboty - prakticheskie raboty - uchebnaya programma - uchebnye posobiya - lekcii - pedagogicheskii eksperiment - didaktika - kontrol'nye raboty - zadacha | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
