Солнечная система.
Цель: изучить закономерности строения Солнечной системы, выявить черты похожести и отличия Земли с другими планетами Солнечной системы.
Оборудование и пособия: таблица «Строение Солнечной системы», схема «Галактика», чертежное принадлежности.
Вселенная - это бесконечное космическое пространство, усеянное галактиками. Она пронизана полями гравитационных, магнитных и электрических сил, которые соединяют воедино все космические тела. Одной из таких галактик есть наша Галактика (греч. – Млечный путь).
Солнечная система – планетная система, включающая в себя центральную звезду – Солнце – и все естественные космические объекты, обращающиеся вокруг Солнца. Она сформировалась путём гравитационного сжатия газопылевого облака примерно 4,5 млрд лет назад.
Большая часть массы объектов Солнечной системы приходится на Солнце; остальная часть содержится в восьми относительно уединённых планетах, имеющих почти круговые орбиты и располагающихся в пределах почти плоского диска – плоскости эклиптики.
Внутренние планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс. Внешние – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Каждая из внешних планет окружена кольцами пыли и других частиц.
Шесть планет из восьми и три карликовые планеты Плутон (5 спутников), Хаумеа (2), Эрида (1) имеют естественные спутники. На карликовых планетах Церера и Макемаке спутников не отмечено.
Вся наша солнечная система представляет собой только часть вселенной.
Задание для самостоятельной работы:
1. Составить таблицу планет Солнечной системы по схеме (табл. 1)
Характеристика планет Солнечной системы
Таблица 1
| Планета | Радиус планеты (в радиусах Земли) | Объем (в единицах объема Земли) | Масса (в единицах массы Земли) | Период осевого вращения (звезд. сутки) | Наклонение экватора к плоскости орбиты | Расстояние от Солнца (млн. км) | Период вращения (в земных годах) | Количество спутников |
2. Подготовить сообщение об одном из мифов (легенде) Солнечной системы.
3. Реферат «Мифы и легенды о планетах Солнечной системы».
Задание для аудиторной работы:
1. Начертить схему расположения планет Солнечной системы.
2. Определить:
а) на каких планетах день и ночь на всех широтах всегда одинаковы по продолжительности;
б) есть ли планеты, на которых не происходит изменение дня и ночи;
в) на каких планетах не происходит изменение времен года.
Творческое задание:
Нарисовать схему расположения планет Солнечной системы, разместив их в полуокружности, радиус которой равен радиусу Солнца. Рекомендованный масштаб: в 1 см 100 000 км. В этом же масштабе отложить расстояние от Земли до Луны (384 000 км).
Задание и вопросы для самоконтроля:
1. В чем заключается революционная суть открытой М. Коперником гелиоцентрической системы мира?
2. Охарактеризовать галактики по внешнему виду, строению, радиоактивности.
3. Сформулировать и объяснить 1-й закон И. Кеплера.
4. Сформулировать и объяснить 2-й закон И. Кеплера.
5. Сформулировать и объяснить 3-й закон И. Кеплера.
6. Объяснить, в чем заключается географическое значение 2-го закона И. Кеплера.
7. Какими методами пользуются при исследованиях планет Солнечной системы?
8. Почему Плутон исключен из числа планет Солнечной системы?
Термины и понятия, которые нужно усвоить:
Вселенная, галактика, планета, звезда, комета, астероид, метеор, метеорит, орбита, фокус эллиптической орбиты.
Форма и размеры Земли
Цель: усвоить эмпирические и теоретические доказательства шарообразности Земли, объяснить зависимость дальности видимого горизонта от высоты места наблюдения.
Оборудование и пособия: школьный физический глобус, Географический атлас для учителей средней школы, линейки, миллиметровая бумага.
Всем ясно, что Земля представляет собой шар, слегка сплюснутый у полюсов. Однако правильное, современное представление о форме и размерах Земли было достигнуто далеко не сразу и достигалось порою в тяжелой борьбе науки с религией.
Греческий поэт Гомер (IX–VIII в. до н. э.) изображал Землю в виде круга, схваченного со всех сторон рекой Океаном. Философ Фалес (VI в. до н. э.) полагал, что Земля – шар, а его ученик Анаксимандр изображал Землю в виде цилиндра. Другие философы и ученые Древней Греции представляли Землю то в виде куба, то в виде лодки и т. д.; ученики Ксенофонта и Анаксимена считали, что Земля – очень высокая гора.
Еще совсем недавно, в 1862 г., немецкий ученый П. Иоселиани, определяя «глубину толстоты земного шара», получил 4536,8 км, что в 1,5 раза меньше действительной величины. Трудно поверить, но еще в 1876 г. в Петербурге была издана брошюра под названием: «Земля неподвижна, популярная лекция, доказывающая, что земной шар не вращается ни около оси, ни около Солнца.
В 1841 г. немецкий астроном Ф. Бессель, используя градусные измерения, вычислил радиус Земли и ее сжатие у полюсов, т. е. получил цифры, характеризующие основные элементы земного эллипсоида. Результат был настолько точным, что эти цифры использовались при различных геодезических исследованиях, в картографии и т. п. в течение 100 лет.
В 1936 г. советский ученый Ф. Н. Красовский опубликовал более точные данные, характеризующие размеры земного эллипсоида. Эллипсоид Ф. Н. Красовского имеет следующие размеры: большая полуось, т. е. расстояние от центра Земли до экватора, равна 6 378 254 метрам; малая полуось, т. е расстояние от центра Земли до одного из полюсов равна 6 356 863 метрам. Длина меридиана – 40 008 550 м; длина экватора – 40 075 700 м; площадь поверхности Земли – 510 200 000 км2.
Задание для самостоятельной работы:
1. На основании данных табл. 2 построить график зависимости дальности видимого горизонта от высоты наблюдения над поверхностью шаровидной Земли:
Таблица 2
Зависимость дальности видимости видимого горизонта от высоты наблюдения
| Высота места наблюдения, м | Дальность видимого горизонта, км | Высота места наблюдения, м | Дальность видимого горизонта, км |
| 3,8 | 121,0 | ||
| 12,1 | |||
| 27,1 | 5 000 | ||
| 38,3 | 10 000 | ||
| 85,6 |
Для построения кривой берется система прямоугольных координат. На оси абсцисс откладывается высота места наблюдения, на оси ординат – дальность видимого горизонта.
При построении кривой первые три графы цифр таблицы не принимаются во внимание (даны для анализа графика). Таким образом, на кривой будет показано изменение дальности видимого горизонта с высоты 100 м.
Наиболее удобными масштабами при построении являются: вертикальный 1:100 000, горизонтальный 1:2 000 000.
Примечание. Выполняя чертежные работы по построению графиков, необходимо помнить следующее:
o Все чертежные работы выполняются на миллиметровой бумаге простым (цветным) карандашом или тонким фломастером.
o Каждый график должен иметь четкое название, сопровождаться легендой и масштабом. Название графика указывается в верхней части чертежа, легенду и масштаб обычно располагают внизу.
o Все надписи выполнять в размеченной области топографическим шрифтом.
2. Произвести анализ кривой. Указать:
а) какова закономерность в изменении дальности видимого горизонта в зависимости от высоты места наблюдения;
б) к какому выводу приводит анализ графика и таблицы 1 в отношении формы Земли;
в) можно ли на основании таблицы и графика утверждать, что Земля имеет форму шара?
Задание для аудиторной работы:
1. По данным географических атласов и справочных изданий определить абсолютные высоты наивысших точек материков мира, записать данные в таблицу 3.
Таблица 3
Абсолютные высоты наивысших точек частей света
| Части света | Наивысшая точка | ||
| Название | Абсолютная высота | Видимость горизонта | |
| Европа | |||
| Азия | |||
| Африка | |||
| Сев. Америка | |||
| Юж. Америка | |||
| Австралия | |||
| Антарктида |
2. С помощью данных таблицы 3 и графика зависимости дальности видимости видимого горизонта от высоты наблюдения определить дальность видимого горизонта с наивысших точек мира. Результаты занести в таблицу 3.
3. Определить, с какого расстояния можно увидеть корабль, который приближается к м. Сарыч находясь на этом мысе.
4. Два путешественника направились с одинаковой скоростью по одному и тому же меридиану от 45 параллели – один к Северному полюсу, другой к экватору. Одновременно ли они достигнут цели? Если нет, то почему, и кто из них придет раньше.
5. В каких частях поверхности Земли человек может находиться ближе всего к центру Земли?
Проблемные и творческие задания:
1. Реферат «Изменение представлений человечества о форме Земли».
2. Величина сжатия, вызванного вращением Земли вокруг своей оси, равна 1: 298,3. Докажите правильно-ли выполнены расчеты.
3. Рассчитайте радиус Земли по ее площади.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Кто и когда эмпирическим путем довел шарообразность нашей планеты?
2. Чем отличается сфероид от геоида?
3. В чем заключается географическое значение размеров Земли?
4. В чем заключается географическое значение формы Земли?
5. Если перевезти какой-либо предмет с экватора на полюс, изменится ли его вес? Докажите правильность своего суждения.
6. Имеет ли значение для установления мирового рекорда по поднятию штанги (при прочих равных условиях) тот факт, что, к примеру, планируемые в Санкт-Петербурге соревнования перенесли в Кито (Эквадор)?
7. Можно ли использовать график зависимости видимого горизонта от высоты места наблюдения для доказательства шарообразности Земли?
8. Какое доказательство шарообразности Земли наиболее убедительно?
9. Какова роль формы и размеров Земли в жизни планеты?
10. Изменится ли дальность видимого горизонта для наблюдателей, находящихся на Земле, Луне, Сатурне?
Термины и понятия, которые необходимо усвоить:
эллипсоид, геоид, сфероид, гравитационные силы, сила тяжести.