«Вселенная ХХI века»

В истории развития человеческой цивилизации по мере накопления знаний об окружающем мире перманентно происходит трансформация понятия Вселенная. Вселенная Аристотеля принципиально отличается от Вселенной Эйнштейна, как отличается атом Демокрита от атома Бора. Их разделяет 2000 лет научного поиска величайших умов человечества. При изучении курса учащимся будет дано представление о современной картине мира и об устройстве нашей Вселенной, как его понимает наука в начале ХХI века.

Уникальность программы заключается в том, что занятия проходят непосредственно в цифровом планетарии и объяснение материала сопровождается не только мультимедийной презентацией, но и демонстрацией астрономических явлений в динамике на куполе планетария с помощью научно-популярных фильмов. В программе предусмотрены реальные наблюдения астрономических объектов как непосредственно в автоматизированной школьной обсерватории, так и удаленно, с использование платформы интернета вещей «GreenPL». Запланировано знакомство учащихся с работой школьного центра космического мониторинга, и прием изображений Земли с космических метеоспутников.

преподаватели

Реализация настоящей программы осуществляется учителем физики и астрономии, кандидатом технических наук, лауреатом премии правительства РФ в области образования.

Расписание

Занятия проводятся в соответствии с групповым расписанием

Содержание программы

1. Предмет астрономия.Пространственно-временные масштабы исследуемой Вселенной. Кварково-лептонный мир. Фундаментальные взаимодействия. Задачи астрономии на различных исторических этапах (включая современный). Творцы астрономии (Фалес, Анаксагор, Пифагор, Демокрит, Аристотель, Аристарх Самосский, Эратосфен, Гиппарх, Птолемей, Коперник, Бруно, Галилей, Браге, Кеплер). Специфика астрономических исследований. Астрономические наблюдения в древности.

2. Астрономия как основа и венец естественнонаучных знаний. Созвездия. Ориентация по сторонам света. Небесная сфера и ее основные элементы. Горизонтальная и экваториальная системы координат. Звездные карты. Вид звездного неба на различных широтах. Кульминации светил. Теорема о высоте Полюса мира. Связь высоты и зенитного расстояния светила в кульминации с его склонением и географической широтой наблюдателя. Движение Луны и смена лунных фаз. Видимое движение Солнца. Эклиптика. Смена сезонов года и тепловые пояса. Условия наступления, типы и периодичность лунных и солнечных затмений.Понятие о звездном, истинном и среднем солнечном, поясном и декретном времени. Линия смены даты и ее учет в счете суток. Прошлое, настоящее и будущее календаря. Видимое движение планет Солнечной системы. Конфигурации планет. Синодический и сидерический периоды планет. Методы определения расстояний до тел Солнечной системы. Практическая работа: наблюдение звездного неба в планетарии, решение задач.

3. Законы Кеплера. Закон всемирного тяготения. Движение материальной точки под действием силы притяжения (задача двух тел). Обобщение законов Кеплера. Космические скорости на поверхности небесных тел. Причины возникновения приливов и их влияние на движение небесных тел. Движение искусственных спутников и автоматических межпланетных станций. Знакомство с лабораторией космических исследований.

4. Происхождение планетарных систем, основная космогоническая гипотеза. Физические свойства планет земной группы: Меркурия, Венеры, Марса. Земля как планета. Луна. Синодический и сидерический периоды вращения Луны. Физическая природа Луны. Физические свойства планет-гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна. Особенности системы Плутон-Харон. Малые тела Солнечной системы: астероиды, кометы, кентавры, метеориты. Межпланетная среда. Экзопланеты.

5. Астрофизические инструменты. Понятие о спектрометрии, законы излучения. Понятие об астрофотометрии. Освещенность и звездная величина. Шкала звездных величин. Собственные движения звезд, эффект Доплера.

6. Определение звездных характеристик: температуры, светимости, размеров, массы, плотности. Диаграмма «температура-светимость», ее физический смысл. Химический состав звездного вещества. Физические свойства звездного вещества. Внутризвездное равновесие давлений. Температура в недрах звезд. Источники энергии излучения звезды. Переменные звезды. Новые звезды. Сверхновые звезды. Солнце как звезда: общие сведения, внутреннее строение, атмосфера, источник солнечной энергии. Солнечная активность, солнечно-земные связи. Эволюция и конечные стадии эволюции звезд: белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры.

7. Распределение звезд в пространстве. Млечный путь. Структура и размер нашей Галактики. Звездные скопления, их типы. Способы определения скоростей звезд. Движение Солнца и звезд в Галактике. Положение Солнца в Галактике. Галактики во Вселенной. Ближайшие галактики. Красное смещение и определение расстояний до галактик. Типы, состав и структура галактик. Системы галактик. Радиогалактики. Квазары.

8. Расширение Вселенной. Необратимость изменений во Вселенной.Теория большого взрыва, инфляционная Вселенная. Модели Вселенной. Реликтовое излучение. Жизнь и разум во Вселенной.

Цели программы

Дать представление учащимся о современной картине мира и об устройстве нашей Вселенной, как его понимает наука в начале ХХI века.

Результат программы

Ожидаемые результаты.

Личностные: у учащихся сформируется устойчивый интерес к научной и исследовательской деятельности, к предметам естественнонаучного цикла, что повысит уровень знаний учащихся в этих областях;

Метапредметные: учащийся будет иметь представление о последних выдающихся достижениях науки и техники, о наиболее перспективных направления современных технологий;овладеет элементами проведения научно-исследовательской работы и проектной деятельности.

Предметные: у учащихся расширится кругозор в области естественных наук и в особенности астрономии;  учащиеся получат начальные навыки работы с современным высокотехнологическим оборудованием, используемым в астрономии и космонавтике;

Особые условия проведения

Данная программа рассчитана на группы учащихся в возрасте 15-17 лет, когда уже освоены на уровне основной школе естественные науки, и перед молодыми людьми стоит задача формирования цельной естественнонаучной картины мира и самоопределения, как нравственно-духовного, так и профессионального, т.е. выбор будущей сферы деятельности. Поэтому пробуждение или углубление интереса к фундаментальным наукам, таким как физика, математика, биология, химия, геология, экология, непосредственно связанными с астрономией, вытекает как результат прохождения данной программы.

Материально-техническая база

Материально-техническое обеспечение:

· цифровой планетарий с мультимедийным комплексом для лекционных занятий;

· автоматизированная обсерватория с двумя телескопами для наблюдений;

· центр космического мониторинга для приема информации со спутников;

· школьный музей метеоритов;

· лаборатория космических исследований для знакомства со спутниками;

Стоимость

Оплата сертификатом ПФДОД