Проведение практических работ в курсе астрономии

---

<< Предыдущая

Содержание

Следующая >>

3.2. Моделирование солнечной системы

Известно, что человеку нелегко дается восприятие огромных космических расстояний, отделяющих Землю от других небесных тел или одни космические тела от других.

Это и понятно. В силу своего земного положения человек воспитывается на ограниченных пространственно-временных понятиях и все выходящее за привычные земные масштабы он воспринимает с таким трудом. Более того, не находя для таких расстояний привычной меры, он часто и не может их себе реально представить. Как уже указывалось выше, случались же такие курьезы (и неоднократно), когда не только учащиеся, но даже учителя, представляли себе Солнце, находящимся в верхних слоях земной атмосферы. Учитывая эту трудность при рассмотрении астрономических масштабов, известный советский ученый и прекрасный популяризатор астрономии И.С. Шкловский неоднократно обращается к моделям космических систем, хорошо помогая этим читателю представить всю грандиозность космических просторов [145].

"Привычные нам с детства пространственно-временные масштабы, - говорит он, - настолько ничтожны по сравнению с космическими, что когда это доходит до сознания, то буквально захватывает дух". И далее он указывает на то, что при изучении какой-либо проблемы космоса, астроном обязательно строит в своем воображении некоторую модель космической системы, стараясь правильно представить относительные ее размеры.

То же и в учебной практике. Уже при изучении солнечной системы учащимся крайне необходимо такое моделирование, оно значительно облегчает им восприятие истинной картины окружающего нас мира, помогает представить в дальнейшем галактические и внегалактические расстояния. Разумеется, что полезность такой модели проявляется и при изучении небесной сферы, где мы как бы отвлекаемся от гелиоцентрической идеи и формально стоим на точке зрения геоцентризма. Обращение к модели будет лишний раз напоминать об условности этого допущения и будет показывать истинное положение Земли в нашей планетной системе.

Выполненная нами модель солнечной системы позволяет показать не только сравнительные расстояния и размеры, но и взаимное расположение планет в различные моменты, которое устанавливается по их гелиоцентрическим долготам, взятым из Астрономического календаря.

Ниже приводится расчет такой модели, выполненной в двух масштабах: расстояния в масштабе 1: 2000.000.000.000, диаметры планет - 1: 5000.000.000. 

	Планеты	Среднее расстояние от Солнца		Диаметры планет 1
		в действительности в млн. км	на модели в см	в действительности в км	на модели в см
1.	Меркурий	58	3	4840	0,1
2.	Венера	108	5,5	12400	0,24
3.	Земля	150	7,5	12756	0,25
4.	Марс	228	11,5	6800	0,15
5.	Юпитер	778	39	142800	2,8
6.	Сатурн	1426	71	120800	2,4
7.	Уран	2869	143	47600	1,0
8.	Нептун	4496	225	44600	0,9
9.	Плутон	5900	295	14400	0,3

 Для большей наглядности сравнительные расстояния планет от Солнца и их диаметры были представлены, кроме того, на отдельной схеме, выполненной в более крупном масштабе. Такая схема была размещена над окнами вдоль стены физического кабинета и составила в длину около 12 метров. 

Она также имела 2 масштаба. Для расстояний был выбран масштаб в 1 см - 5 млн. км, а для диаметров планет - в 1 см – 10.000 км. 

N п/п	Наименование	Расстояния от Солнца		Диаметры
		в действительности в млн. км	на схеме в м	в действительности в км	на схеме в см
1.	Меркурий	58	0,12	4840	0,5
2.	Венера	108	0,22	12400	1,2
3.	Земля	150	0,3	12756	1,3
4.	Марс	228	0,46	6800	0,7
5.	Юпитер	778	1,56	142000	14,2
6.	Сатурн	1426	2,85	120000	12,0
7.	Уран	2869	5,74	47600	4,8
8.	Нептун	4496	8,99	44600	4,5
9.	Плутон	5900	11,80	14400	1,4
	Солнце	-	-	1400000	140,0

 Использование таких моделей на уроках астрономии, кроме демонстрации относительных расстояний планет, способствует и лучшему проведению вечерних наблюдений и выполнению учащимися некоторых практических работ, изложенных в IV главе.

Возможность показать на модели взаимное расположение планет и Солнца позволяет учащимся более глубоко понять причины меняющихся условий видимости планет, изменения их расстояний от Земли, а следовательно и изменения их видимых угловых размеров и блеска.

Проводя впоследствии наблюдения за какой-либо планетой, они яснее могут себе представить её положение относительно Земли и Солнца, дальнейший путь по небесной сфере.

Для демонстрации взаимного расположения планет на данный момент и установления связи между истинными их движениями по орбитам и видимыми передвижениями по зодиакальным созвездиям может быть использована и разработанная А.Д. Могилко карта движения планет [91, 92]. Кроме модели солнечной системы, полезны и другие модели космических систем. Например, ближайшего к Солнцу звездного окружения, нашей Галактики, Метагалактики². Но такие модели нельзя осуществить практически в удобном масштабе. Так, если изобразить Солнце биллиардным шаром диаметром 7 см, то Меркурий будет от него на расстоянии 280 см, Венера - 540 см, Земля - 760 см, Юпитер - 40 м, Плутон - около 300 м. Размеры земного шара в этой модели будут около 0,6 мм, Марса - 0,35 мм, Юпитера - 7 мм. Расстояние же до ближайшей звезды (Проксима Центавра) составит в выбранном масштабе около 2000 км, а диаметр нашей Галактики почти 60 млн. км!

Чтобы дать представление о Метагалактике, мысленно уменьшим земную орбиту до размеров внутренней орбиты атома водорода (≈0,5 ^. 10^-8 см.). Тогда ближайшая звезда будет находиться на расстоянии приблизительно 0,014 мм, центр Галактики на расстоянии 10 см, а размеры нашей звездной системы будут около 35 см.

В этом масштабе расстояние до туманности Андромеды будет несколько больше 6 м, расстояние до центральной части скопления галактик в созвездии Девы (куда входит и наша местная система галактик) будет порядка 120 м.

Радиогалактика Лебедь-А в этой модели будет удалена уже на расстояние 2,5 км, а радиогалактика ЗС-295 - почти на 25 км. Это уж поистине поражающие воображение масштабы! 

---

¹ Данные взяты из справочника К. Аллена "Астрофизические величины". 
² Приведенные ниже модели описаны И.С. Шкловским [145]".

<< Предыдущая

Содержание

Следующая >>

Публикации с ключевыми словами: диссертация - движение планет - движение Луны - движение Солнца - Солнечные пятна - Секстант - угломерный инструмент - актинометр - спектроскоп - теодолит - зрительная труба - телескоп - демонстрации - школьный атлас - численное моделирование - звездное небо - звездная карта - лабораторные работы - практические работы - курс астрономии - преподавание астрономии - методика преподавания Публикации со словами: диссертация - движение планет - движение Луны - движение Солнца - Солнечные пятна - Секстант - угломерный инструмент - актинометр - спектроскоп - теодолит - зрительная труба - телескоп - демонстрации - школьный атлас - численное моделирование - звездное небо - звездная карта - лабораторные работы - практические работы - курс астрономии - преподавание астрономии - методика преподавания

См. также: Телескоп ELT и Млечный Путь Пятна на активном Солнце Солнечное пятно со светлым мостом Южные светила от телескопа SOFIA Холм солнечных пятен AR2835: острова в фотосфере Галактическое дерево Все публикации на ту же тему >>