Астрономія. Урок 5. Геліоцентрична система. Конфігурації планет. Закони Кеплера

Тип: Урок.
Наука: Астрономія.
Формат: docx.
К-сть сторінок: 9.
Короткий опис:

Мета: ознайомити учнів із розвитком уявлень про будову світу; дати означення та загальну характеристику планетних конфігурацій; ознайомити учнів із законами Кеплера; дати означення горизонтального паралаксу; сформувати уявлення про способи визначення відстаней до небесних тіл.
Основні поняття: система світу, конфігурації планет, сполучення (верхнє та нижнє), протистояння, елонгація (західна та східна), квадратура (західна та східна), афелій, перигелій, середня відстань до планети, паралактичне зміщення, горизонтальний паралакс, астрономічна одиниця.
Обладнання: модель Сонячної системи.
Учні повинні мати уявлення про: історичний хід розвитку уявлень про будову Сонячної системи; роль Арістотеля, Птоломея, Коперника та інших учених у формуванні сучасних уявлень про світобудову; розміри тіл Сонячної системи; форму орбіт планет та особливості їхнього руху навколо Сонця; паралактичне зміщення.
Учні повинні знати: суть геліоцентричної систем світу; основні конфігурації планет; будову Сонячної системи та назви її великих планет; зміст трьох законів Кеплера; афелій, перигелій, горизонтальний паралакс; величину астрономічної одиниці.
Учні повинні вміти: визначати відстань до світила за його паралаксом і навпаки.

Загальна структура та зміст уроку

I. Перевірка домашнього завдання

Запитання для бесіди:

– Що таке екліптика? Чим зумовлений видимий рух Сонця серед зір?

– Які фази Місяця ви знаєте? Чому вони змінюються?

– За якої умови спостерігаються місячні та сонячні затемнення?

II. Вивчення нового матеріалу

Ще на початку цивілізації люди, спостерігаючи за небесними світилами та їхніми рухами, намагалися пояснити побачене. Найдавніші, найпримітивніші уявлення про світобудову полягають в тому, що Землю вважали плоскою, розташованою на трьох китах чи слонах. Із часом були створені інші моделі, у яких обов’язково Землі відводилось центральне місце. Вони теж виявились неправильними. Лише у XV ст. Миколай Коперник запропонував таку модель світу, якою користуються дотепер.

Системою світу називають уявлення про розташування в просторі і рух Землі, Сонця, Місяця, планет, зір та інших небесних тіл.

Автором першої системи світу був Арістотель (384-322 pp. до н.е.) – один із найвидатніших та найавторитетніших учених Стародавньої Греції. Він був наставником та другом Олександра Македонського, брав участь у військових походах. Подорожуючи, учений проводив наукові спостереження. Арістотель довів, що Земля кулеподібна (за формою тіні на диску Місяця під час затемнення). Система світу Арістотеля називається геоцентричною (від грецького «геос» — земля). Навколо Землі, яку вчений вважав центром Всесвіту, обертаються прозорі тверді сфери, до яких прикріплені Місяць, Меркурій, Венера, Сонце, Марс, Юпітер та Сатурн. На восьмій сфері розташовані всі зорі, а на дев’ятій, на думку Арістотеля, — «двигун», який обертає всі сфери.

Через півтисячоліття інший грецький учений Клавдій Птоломей (бл. 90-160 pp. н.е.) у праці «Альмагест» (арабізована назва «Велика будова») описав систему світу, яка теж є геоцентричною. У центрі Всесвіту розміщена нерухома Земля. Навколо неї рухаються по колах — деферентах — Місяць і Сонце. Планети Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн рівномірно рухаються по малих колах — епіциклах, центри яких обертаються навколо Землі по відповідних деферентах (див. рис. 1).

Підбором радіусів орбіт та шляхом складних геометричних побудов ученому вдалося створити систему світу, яка пояснювала складний видимий петлеподібний рух планет на небосхилі та дозволяла передбачати сонячні і місячні затемнення. Геоцентрична система світу проіснувала 1300 років.

Результатом тридцятилітньої наукової роботи видатного польського ” астронома Миколая Коперника (1473-1543) стали шість книг зі спільною назвою «Про обертання небесних сфер» (1543 рік). У цій праці були викладені основи геліоцентричної системи світу (від грецького геліос — сонце). Учений вважав, що Земля обертається навколо своєї осі і разом з іншими планетами — навколо Сонця, причому періоди обертання та радіуси планет різні (див. рис. 2). Коперник спростував уявлення про Землю, як особливе центральне тіло Всесвіту і вважав її рядовою планетою, що рухається навколо Сонця. Своїм ученням Коперник насмілився заперечити геоцентричну систему світу, яку визнавала церква. Тривалий час, аж до 1836 року, католицька церква забороняла читання праць великого вченого. Зараз геліоцентричну систему світу використовують для опису Сонячної системи — мізерної частини Галактики. Будову ж Всесвіту в цілому вивчає космологія, у якій і створені повніші та загальніші моделі світу.

До складу Сонячної системи входять Сонце, дев’ять великих планет (Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і Плутон), 58 супутників планет, понад сто тисяч малих планет (астероїдів), понад сто мільярдів комет, та безліч метеорних тіл (діаметром до 100 м). Усі вони об’єднанні гравітаційною взаємодією (див. рис. 2).

Найвіддаленіша з планет — Плутон — перебуває на відстані 6 млрд км.від Сонця. Є малі тіла, що належать до Сонячної системи, але віддалені ще більше. Незважаючи на такі величезні відстані між об’єктами нашої планетної системи, вона доволі компактна, адже найближча зоря Проксима Кентавра віддалена від Сонця у 7000 разів далі, ніж Плутон.

Меркурій та Венера розташовані ближче до Сонця, ніж Земля. Ці дві планети називають внутрішніми, або нижніми (відносно Землі). Відповідно Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун і Плутон називають зовнішніми, або верхніми планетами, бо їхні орбіти розміщені зовні земної.

Характерні взаємні розміщення планет, Землі і Сонця називають конфігураціями. Розглянемо конфігурації внутрішніх та зовнішніх планет, вважаючи, що вони обертаються навколо Сонця в одній площині.

Завантажити  Завантажити