Sovremennaya astronomiya i metodika ee prepodavaniya| << Predydushaya |
Ponyatiinyi apparat shkol'noi astronomii: kosmicheskie ob'ekty, processy i yavleniya
Rumyancev A.Yu.
Magnitogorskii gosudarstvennyi
universitet
E-mail: rumyancev_aleksa@mail.ru
Ponyatiinyi apparat astronomii obladaet svoei klassifikaciei - sistemoi sopodchineniya ponyatii (klassov ob'ektov), ispol'zuemoi kak sredstvo dlya ustanovleniya svyazei mezhdu nimi i vyrazhayushei sistemu zakonov, prisushih otobrazhennym v nei ob'ektam Vselennoi.
V chisle osnovnyh grupp astronomicheskih ponyatii my vydelyaem ob'ekty poznaniya nauki: kosmicheskie ob'ekty (kosmicheskie tela i sistemy), kosmicheskie processy i kosmicheskie yavleniya.
Kosmicheskie ob'ekty mogut rassmatrivat'sya kak sistemy opredelennym obrazom organizovannyh vzaimosvyazannyh veshestvennyh tel i polevyh elementov.
Kosmicheskie tela - fizicheskie tela, rassmatrivaemye v ramkah ponyatiinogo apparata nauki astronomii kak strukturnye edinicy (elementy) Vselennoi; v ryade sluchaev vozmozhna uproshennaya geometricheskaya interpretaciya kosmicheskih tel kak ogranichennyh uchastkov prostranstva vmeste s ih granicami.
Sistemy kosmicheskih tel - nekotorye kolichestva (mnozhestva) nahodyashihsya v opredelennyh otnosheniyah, fizicheski vzaimosvyazannyh kosmicheskih tel, obrazuyushih nekuyu kachestvenno otlichnuyu ot sostavlyayushih ih elementov strukturu.
Kosmicheskie ob'ekty klassificiruyutsya po sushestvennym priznakam, v kachestve kotoryh vystupayut ih fundamental'nye fizicheskie harakteristiki (massa, razmery i t.d.), struktura i harakter fizicheskih processov, obespechivayushih ih vozniknovenie, sushestvovanie i razvitie.
V osnove klassifikacii lezhat principy taksonomii i osnovnye metody tipologii i sistematiki. V nih vydelyayutsya ierarhicheskie kategorii ponyatii, kotorye my s nekotorymi ogovorkami budem dalee ispol'zovat' dlya klassifikacii astronomicheskih ponyatii: vid => gruppa => klass => tip.
V kachestve osnovnoi strukturnoi i klassifikacionnoi edinicy v sistemah ob'ektov astronomicheskih issledovanii my vydelyaem nekotoruyu sovokupnost' otdel'nyh ob'ektov, obladayushih ryadom obshih sushestvennyh priznakov po fundamental'nym fizicheskim harakteristikam - gruppy kosmicheskih tel.
Nekotoroe chislo grupp kosmicheskih tel, obladayushih pomimo edinogo obshego priznaka (svoistva), obshnost'yu struktury, stroeniya i proishozhdeniya, ob'edinyayutsya v klassy kosmicheskih tel.
Na osnove edinogo, obshego dlya ryada klassov kosmicheskih tel priznaka, opredelyayushego vse ostal'nye fizicheskie svoistva i harakteristiki, edinyi plan stroeniya, strukturu, obrazovanie i evolyuciyu, a takzhe harakter kosmicheskih processov, lezhashih v osnove sushestvovaniya, vydelyayutsya tipy kosmicheskih tel.
Nekotoroe elementarno-empiricheskoe "donauchnoe" razdelenie kosmicheskih ob'ektov na otdel'nye klassy po ih osnovnym fizicheskim harakteristikam proishodit pri izuchenii sootvetstvuyushego astronomicheskogo materiala eshe v nachal'noi shkole.
Vybor osnovaniya dlya klassifikacii kosmicheskih ob'ektov, izuchaemyh v shkol'nom kurse astronomii (fiziki i astronomii), zatrudnyaetsya otsutstviem edinoi klassifikacii v "bol'shoi nauke", vozrastnymi osobennostyami myshleniya uchashihsya i nedostatkom u nih sootvetstvuyushih fiziko-matematicheskih znanii.
Prostranstvennye harakteristiki (lineinye razmery, ob'em i t.d.) kosmicheskih tel neudobny dlya osnov ih klassifikacii, poskol'ku neskol'ko neopredelenny (razmyty) dazhe v predelah otdel'nyh intuitivno vydelyaemyh tipov kosmicheskih tel (tak, razmery planet lezhat v predelah ot 104 do 106 m, a razmery zvezd - ot 104 do 108 m) i prigodny lish' v kachestve vtorostepennogo (dopolnitel'nogo) priznaka kazhdogo klassa ob'ektov.
Vremennye harakteristiki (prodolzhitel'nost' sushestvovaniya i t.d.) takzhe mogut byt' lish' dopolnitel'nymi priznakami kosmicheskih tel, i ne mogut byt' osnovoi ih klassifikacii, poskol'ku sushestvenno razlichny dazhe vnutri otdel'nyh grupp i klassov ob'ektov; v sistemah kosmicheskih tel vremya sushestvovaniya otdel'nyh ob'ektov zavisit ot haraktera ih vzaimodeistviya.
Klassifikaciya kosmicheskih tel po odnoi iz ih glavnyh fizicheskih harakteristik - tipam i meram fundamental'nyh vzaimodeistvii - predstavlyaetsya nam naibolee udobnoi.
V kurse fiziki sovremennoi rossiiskoi shkoly izuchayutsya vse 4 vida fundamental'nyh fizicheskih vzaimodeistvii, odnako sil'noe (yadernoe) rassmatrivaetsya v samyh obshih chertah lish' v XI klasse, gde o slabom vzaimodeistvii po suti tol'ko upominaetsya; elektromagnitnoe i gravitacionnoe izuchayutsya na protyazhenii ryada let, prichem ne tol'ko v srednei, no i v osnovnoi 9-letnei shkole.
Naibolee podrobno i tradicionno gluboko rassmatrivaetsya gravitacionnoe vzaimodeistvie - edinstvennoe ponyatie, kotoroe formiruetsya v soznanii uchashihsya v VII - IX klassah v otnositel'no polnom i obobshennom vide, i svyazannyi s nim kompleks fizicheskih processov i yavlenii, opisyvaemyh v ramkah istoricheski pervoi fizicheskoi teorii Vsemirnogo tyagoteniya.
V kachestve osnovaniya dlya edinoi klassifikacii kosmicheskih tel po obshemu sushestvennomu priznaku my vydelyaem massu - fundamental'nuyu fizicheskuyu velichinu, meru gravitacionnyh, inertnyh svoistv i energii material'nyh ob'ektov, opredelyayushuyu prakticheski vse fizicheskie svoistva i harakteristiki kosmicheskih tel, ih strukturu, stroenie, obrazovanie i razvitie, "vremya zhizni", harakter kosmicheskih processov, lezhashih v osnove ih sushestvovaniya i prirodu znachitel'noi chasti porozhdaemyh imi kosmicheskih yavlenii.
My vydelyaem sleduyushie tipy i klassy kosmicheskih tel: planetnye tela (meteoroidy, planetoidy, planety); zvezdy (normal'nye zvezdy i vyrozhdennye zvezdy: belye karliki, neitronnye zvezdy); tumannosti (diffuznye gazopylevye tumannosti i galakticheskie molekulyarnye oblaka); v osobyi klass kosmicheskih tel vydelyayutsya chernye dyry.
Na granice znachenii mass raznyh klassov kosmicheskih tel proishodit znachitel'noe izmenenie fizicheskih svoistv ob'ektov; na granice znachenii mass raznyh tipov kosmicheskih tel izmeneniya priobretayut harakter kachestvennogo skachka. Posledovatel'nost' klassifikacii dopolnyaetsya vklyucheniem v nee otdel'nyh "korotkozhivushih perehodnyh zven'ev" - klassov i grupp kosmicheskih tel, yavlyayushihsya produktami, nachal'nymi ili konechnymi etapami razvitiya osnovnyh tipov kosmicheskih tel (protozvezdy, planetezimali, voloknistye i planetarnye tumannosti i t.d.).
Vydelenie otdel'nyh grupp kosmicheskih tel vnutri kazhdogo klassa mozhet osushestvlyat'sya na osnove vtorostepennyh, dopolnitel'nyh k osnovnomu priznakov: dlya tumannostei - na osnove ponyatii plotnosti i uslovii obrazovaniya ob'ekta; dlya planetnyh tel - po ih razmeram, forme, stepeni differencirovannosti vnutrennego stroeniya i himicheskomu sostavu; dlya zvezd - po ih svetimosti, temperature, spektru, plotnosti, razmeram i t.d.
Ponyatiya ob energeticheskih harakteristikah ob'ektov, merami kotoryh vystupayut ih svetimost' i temperatura (kineticheskaya i effektivnaya), mogut, naravne s ponyatiem massy, stat' osnovaniem dlya klassifikacii kosmicheskih tel v starshem zvene srednei obsheobrazovatel'noi shkoly, osobenno v fiziko-matematicheskih klassah.
V kachestve osnovaniya dlya edinoi klassifikacii kosmicheskih sistem my predlagaem uroven' slozhnosti ih organizacii, opredelyaemyi bogatstvom vidovogo sostava, chislennost'yu i harakterom vzaimodeistviya kosmicheskih tel, formiruyushih strukturu dannogo ob'ekta; v chisle vtorostepennyh priznakov vystupayut massa i razmery ob'ektov.
My vydelyaem sleduyushie klassy i gruppy kosmicheskih sistem: zvezdnye sistemy (planetnye sistemy; dvoinye zvezdy; kratnye zvezdy); zvezdnye skopleniya (zvezdnye associacii; rasseyannye i sharovye skopleniya; zvezdnye kompleksy); galaktiki (ellipticheskie, nepravil'nye, linzovidnye, spiral'nye i t.d.) i ih skopleniya; Metagalaktika; Mini-Vselennaya; Vselennaya.
Sistemy kosmicheskih tel s nizkim urovnem organizacii vystupayut v kachestve otdel'nyh sostavnyh elementov sistem kosmicheskih tel s bolee vysokim urovnem organizacii (tak, planetnye sistemy i dvoinye zvezdy vhodyat v sostav zvezdnyh skoplenii, kotorye v svoyu ochered' vhodyat v sostav galaktik i t.d.). Predel'noi po stepeni obshnosti i ob'emu, obladayushei strukturnost'yu na vseh svoih urovnyah sistemoi kosmicheskih ob'ektov vystupaet Metagalaktika - dostupnaya nashim nablyudeniyam chast' Mini-Vselennoi (Vselennoi) - sistemy kosmicheskih ob'ektov (metagalaktik) naivysshei masshtabnosti i stepeni slozhnosti organizacii materii.
Kosmicheskie processy - posledovatel'nye izmeneniya ili smeny sostoyanii (etapov) evolyucii kosmicheskih ob'ektov (kosmicheskih tel i ih sistem); fizicheskie processy, obuslovlivayushie vozniknovenie, sushestvovanie i evolyuciyu, osnovnye fizicheskie harakteristiki kosmicheskih ob'ektov i ih sistem, i mehanizm vozniknoveniya i protekaniya kosmicheskih yavlenii. Ponyatiya, opredelyaemye kak "kosmicheskie processy", odnovremenno vhodyat v ponyatiinyi apparat dvuh nauk - astronomii i fiziki - i mogut klassificirovat'sya po astronomicheskim i fizicheskim teoriyam, naibolee polno i vsestoronne ob'yasnyayushim ih prirodu; polnoe opredelenie kosmicheskih processov daetsya cherez ih opisanie.
V zavisimosti ot glubiny, masshtabov i znachimosti kosmicheskih processov my vydelyaem sredi nih:
1. Evolyuciyu kosmicheskih ob'ektov: vozniknovenie, sushestvovanie i razvitie osnovnyh strukturnyh elementov Vselennoi - kosmicheskih tel i ih sistem: planetnyh sistem, zvezd i galaktik, opisyvaemye v ramkah sootvetstvuyushih chastnyh astrofizicheskih i kosmogonicheskih teorii (formirovaniya planetnyh sistem, zvezdoobrazovaniya i t.d.).
2. Evolyuciyu Vselennoi: vozniknovenie i razvitie Metagalaktiki, opisyvaemoe v kosmologicheskoi teorii nestacionarnoi Vselennoi; evolyuciya materii, vozniknovenie i razvitie zhizni i razuma vo Vselennoi.
Formirovanie dannyh ponyatii vysokoi stepeni obshnosti v srednei shkole trebuet glubokoi fiziko-matematicheskoi podgotovki uchashihsya i shirokogo ispol'zovaniya mezhpredmetnyh svyazei s kursami vseh estestvenno-matematicheskih nauk, v pervuyu ochered' himii i biologii.
Kosmicheskie yavleniya - fizicheskie yavleniya, voznikayushie v rezul'tate ili obuslovlennye protekaniem kosmicheskih processov i (ili) vzaimodeistviem kosmicheskih ob'ektov. Klassificiruyutsya po tipu fundamental'nogo fizicheskogo vzaimodeistviya, lezhashego v osnove dannogo yavleniya.
| << Predydushaya |
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
astronomiya - VUZ - konferencii - kurs astronomii - didaktika - didakticheskii material
Publikacii so slovami: astronomiya - VUZ - konferencii - kurs astronomii - didaktika - didakticheskii material | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
