Що вивчає астрономія?
Історія розвитку астрономії.
Намагайтеся усвідомити все побачене, цікавтеся причиною,
з якої Всесвіт існує. Пам'ятайте, яким би важким не здавалося
життя, завжди є щось, у чому можна досягти успіху. С. Хокінг.
Мета.
Навчальна. Ввести поняття астрономії як фундаментальної науки, яка вивчає об’єкти Всесвіту та Всесвіт в цілому. Ознайомити з основними етапами історії розвитку астрономії, її галузями, зв’язком з іншими науками. З’ясувати значення астрономії для формування світогляду людини, розкрити практичне значення астрономії.
Розвиваюча. Розширювати життєвий досвід. Зацікавити учнів проблемою вивчення та освоєння космосу.
Виховна. Виховувати культуру наукового мислення.
Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.
Дидактичні матеріали:
- Підручник. Астрономія: 11 кл.: підручник для загальноосвіт. навч. закл.: рівень стандарту/ В. Сиротюк, Ю. Мирошніченко.-К.: Вид-во “Генеза”, 2018 -165 с.: іл.
- С. Гокінґ, Л. Млодінов “Великий замисел”. Х., 2018 р.
- Відео. Открытия: история астрономии (Час показу 9:46 хв)
План
|
Хід уроку
- Організаційний момент.
Підписуємо зошити (клітинка, 36 листків).
- Що вивчає астрономія? Історія розвитку астрономії.
Що вивчає астрономія? Ще в Давній Греції вчені розуміли, що у Всесвіті діють деякі закони, тому на небі існує певний порядок. Слово “космос” у перекладі з грецької означає порядок, а у наш час під словом “космос” ми уявляємо собі Всесвіт.
Рис. Зоряне небо | Рис. Комета | Рис. Чорна діра |
Астрономія (від грец. «астрон» - «зоря», «номос» - «закон») - одна з найдавніших наук, що включає спостереження і пояснення подій, які відбуваються за межами Землі та її атмосфери.
Рис. Сонячна система | Рис. Спіралеподібна Галактика Чумацький шлях | Рис. Галактична туманність |
Астрономія вивчає всю сукупність небесних об’єктів: планети та їхні супутники, комети і метеорні тіла, Сонце, зорі, зоряні скупчення, туманності, галактики, а також речовину та поля, які заповнюють простір між світилами.
Було принаймні дві причини, що обумовили і стимулювали зародження та розвиток астрономії.
Перший стимул розвитку астрономії - практичні потреби людей.
| ||
Рис. Для первісних кочових племен, які займалися мисливством, дуже важливою обставиною було чергування темних безмісячних та світлих місячних ночей, що вимагало спостережень за зміною фаз Місяця | ||
Спостерігаючи схід Сонця вранці і його захід ввечері, вони змогли виділити для орієнтації в просторі один із головних напрямків - напрямок схід-захід. Для встановлення напрямку вночі люди запам'ятовували розташування на небі яскравих зір та їхніх окремих характерних груп, з'ясовували умови видимості світил на небі впродовж року.
Рис. Денний трек Сонця (фото Д. Ю. Кликова) | Рис. Орієнтування на місцевості за Полярною зіркою |
Вже в III тис. до н. е. давні вавілоняни уважно слідкували за рухом так званих «блукаючих світил», які, на відміну від нерухомих зір, не займали постійних положень на небі, а рухались, переміщаючись із сузір'я в сузір'я. Від давніх греків до нас дійшла їхня загальна назва - планети, від римлян - власні назви: Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн.
До числа планет у ті часи відносили ще й Сонце та Місяць, бо вони також «блукали» небом по сузір'ях. Не знаючи справжніх причин руху планет на небі, давні спостерігачі склали уявлення, за яким Сонце, Місяць і згадані п'ять світил є «провісниками волі богів». Наприклад, на клинописних табличках, датованих 2300 р. до н. е., читаємо: «Якщо Венера з'являється на сході в місяці айяру і Великі та Малі Близнята оточують її, і всі чотири, як і вона, темні, тоді цар Елама буде уражений хворобою і не залишиться живим». Так з’явилися астрологічні передбачення.
Астрологія - необґрунтоване з позицій сучасної науки намагання за положенням планет на небі передбачати хід подій на землі: погоду та урожай, мир чи війну для держави, долю правителя, а згодом - і кожної людини.
Другий стимул розвитку астрономії - бажання людської думки проникнути в суть речей: усвідомити справжнє положення Землі й людини у Всесвіті, пізнати закони, за якими рухаються світила і які визначають їхнє народження, будову та подальший розвиток.
Сучасна астрономія має величезне прикладне значення і пов'язана з науково-технічним прогресом людства. Вивчення різноманітних небесних тіл, які можуть перебувати в умовах як і дуже високих, так і дуже низьких температур, густин і тисків, збагачує важливими даними «земні» науки - фізику, хімію та інші науки.
Основа астрономії — спостереження. Вивчаючи потоки електромагнітних хвиль від небесних світил, астрономи не тільки змогли визначити відстані до них, дослідити фізичні умови в надрах, встановити хімічний склад атмосфер, з'ясувати внутрішню будову, але й накреслити шляхи їхньої еволюції впродовж мільярдів років.
Рис. Спостереження за Сонячним затемненням | Рис. Використання телескопів для вивчення зоряного неба | Рис. Телескоп “Хаббл” - надійний космічний інформатор |
У сучасній астрономії науковці не тільки збирають інформацію про далекі світи, але й проводять експерименти у навколишньому та далекому космічному просторі.
Сьогодні астрономія є настільки розвиненою наукою, що поділяється на понад десять окремих дисциплін, в кожній з яких використовуються лише їй властиві методи досліджень, типи інструментів, поняттєвий апарат:
- астрометрія розробляє методи вимірювання положень небесних світил і кутових відстаней між ними, вона ж розв'язує проблеми вимірювання часу;
- небесна механіка з'ясовує динаміку руху небесних тіл;
- астрофізика вивчає фізичну природу, хімічний склад і внутрішню будову зір;
- зоряна астрономія досліджує будову нашої Галактики та інших зоряних систем;
- питаннями походження і розвитку небесних тіл займається космогонія (від грец. «космос» — «Всесвіт», «гоне» — «походження»);
- розвитком Всесвіту в цілому — космологія («логос» — «вчення»).
Історія розвитку астрономії. З давніх-давен небо вражало уяву людей своєю загадковістю, але багато століть воно залишалось для них недосяжним, а тому священним. Фантазія людей населила небо могутніми істотами - богами, які керують світом і навіть вирішують долю кожної людини. Вночі примарне сяйво зір зачаровувало людей, тому вигадка прадавніх астрономів об’єднала окремі зорі у фігури людей і тварин - так з’явились назви сузір’їв. Потім були помічені світила, що рухаються серед зір, - їх назвали планетами (з грецької - блукаюча).
Перші астрономічні записи, знайдені в давньоєгипетських гробницях, датуються ХХІ-XVII ст. до н. е.
Рис. Індійці вважали, що Земля лежить на спинах чотирьох слонів, повернутих головами на всі чотири сторони світу, а слони стоять на велетенській черепасі, яка плаває в молочному морі. | Рис. Стародавні греки уявляли Землю у вигляді величезної, злегка опуклої рівнини, подібної до щита воїна. Навколо суші протікає річка Океан. Над сушею здіймається мідний небосхил, по якому рухаються світила. |
Рис. У стародавньому Єгипті вважали, що Земля плоска, а небо – величезний купол, що розкинувся над Землею. Небосхил спирається на чотири високі гори, які розміщені десь «на краю світу». В центрі Землі знаходиться місце, де живуть люди. Небесні світила підвішені до небесного купола. | Рис. У Межиріччі вважали, що Всесвіт – замкнутий світ, в центрі якого – Земля, що покоїться на поверхні світових вод і являє собою високу гору. Небо вважалося великим куполом, що нависає над світом і спирається на Греблю небес. Його було зроблено з твердого металу верховним богом Мардуком. |
Так, відомо, що вже за 4000 років до н. е. єгипетські жерці за першою ранковою появою найяскравішої зорі земного зоряного неба Сіріус визначали час настання розливу річки Ніл. Для народів Межиріччя, Єгипту, Китаю дуже важливим було завбачення розливів великих річок, у долинах яких вони жили. А це вимагало як спостережень за висотою Сонця над обрієм упродовж року, так і зіставлення подій на Землі з виглядом зоряного неба. Спираючись на ці спостереження, люди вже з давніх давен розробили певні системи лічби часу - календарі.
Рис. З ритмічною зміною пір року пов'язаний річний цикл життя землеробів | ||
В давньому Китаї за 2000 років до н. е. видимі рухи Сонця та Місяця були так добре вивчені, що китайські астрономи передбачали настання сонячних та місячних затемнень.
Рис. Сонячне затемнення | Рис. Місячне затемнення |
Люди в давнину не розуміли, чому відбуваються затемнення, але помітили в них певну систему та періодичність. | |
Єгипетські жерці склали перші карти зоряного неба, дали назви планетам.
Великий давньогрецький філософ і математик Піфагор у VI ст. до н.е. висунув ідею, що Земля має форму кулі й «висить» у просторі, ні на що не спираючись.
Астроном Гіппарх у II ст. до н.е. визначив відстань від Землі до Місяця та відкрив явище прецесії осі обертання Землі.
Ясна річ, у ті часи відповіді на питання про будову й походження навколишнього світу і про місце Землі у ньому люди давали на підставі своїх безпосередніх вражень та відчуттів. Тож не випадково склалось уявлення про те, що Земля нерухома і знаходиться в центрі світу. Як очевидний факт приймалося, що Сонце, Місяць і весь небосхил обертаються навколо неї.
Довгий час у людей не було підстав сумніватись навіть у тому, що Земля плоска. Результати тривалих спостережень, зокрема видимих рухів Місяця, Сонця, планет, передавались з покоління в покоління. З часом вони допомогли змоделювати рухи цих світил і завдяки цьому обчислювати їхні положення серед зір на багато років наперед.
Правильні наукові дані про Землю як небесне тіло з’явилися в Давній Греції. Александрійський астроном Ератосфен у 240 році до н.е. досить точно визначив за спостереженнями Сонця розміри земної кулі.
Описати рух планет найдосконаліше вдалося грецькому вченому Клавдію Птолемею біля 150 р. н.е. Його геоцентрична модель світу була так ретельно опрацьована, що її використовували майже 1500 років.
Рис. Ератосфен (275 - 194 рр. до н.е.) | Рис. Клавдій Птолемей (близько 150 р. до н.е.) | Рис. Геоцентрична модель світу К. Птолемея |
Гіпатія Александрійська, яка вивчала математику, астрономію, механіку і філософію, займалася обчисленням перших астрономічних таблиць та створила астролябію і планісферу.
Рис. Гіпатія Александрійська (370 - 415 рр.) | Рис. Астролябія - кутовимірювальний прилад, яким до XVIII століття користувались для визначення широти i довготи в астрономії та навігації | Рис. Планісфера — зображення небесної сфери на площині, на якій можна обчислювати захід і схід небесних світил |
У величну будівлю сучасної астрономії вкладали цеглини сотні учених усіх країн. Зокрема, Миколай Коперник «зрушив Землю, зупинивши Сонце».
Рис. Миколай Коперник (1473 -1543) | Рис. Геліоцентрична модель світу М. Коперника |
Йоганн Кеплер на підставі двадцятирічних спостережень встановив закони руху планет, названих законами Кеплера на його честь.
Тіхо Браге встановив періодичну зміну нахилу місячної орбіти до екліптики.
Галілео Галілей, збудувавши перший телескоп і спрямувавши його в небо, відкрив: чотири супутники Юпітера та фази Венери - відкриття, які утверджували геліоцентричну модель світу Коперника; плями на Сонці та гори на Місяці.
Рис. Тіхо Браге (1546-1601) | Рис. Йоганн Кеплер (1571-1630) |
Рис. Галілео Галілей (1564-1642) |
Ісаак Ньютон, узагальнивши закони Кеплера про рух планет, відкрив закон всесвітнього тяжіння і заклав основи небесної механіки.
Вільям Гершель створив модель нашої Галактики - велетенської, але скінченних розмірів системи зір.
Йозеф Фраунгофер вперше використав спектральний аналіз в астрономії.
Рис. Ісаак Ньютон (1643-1727) | Рис. Вільям Гершель (1738-1822) | Рис. Йозеф Фраунгофер (1787-1826) |
У 1655 році Християн Гюйгенс розглянув кільця Сатурна і відкрив його супутник Титан. У 1761 році Михайло Ломоносов відкрив атмосферу у Венери і провів дослідження комет. Едвін Габбл довів, що за межами нашої Галактики є незліченне число інших таких же зоряних систем і що цей світ галактик розширюється. Альберт Ейнштейн створив теорію відносності, яка стала фундаментом космології.
Рис. Михайло Ломоносов (1711-1765) | Рис. Едвін Габбл (1889-1953) | Рис. Альберт Ейнштейн (1879-1955) |
Закони небесної механіки покладено в основу теорії руху космічних апаратів, а практичну космонавтику уявити без астрономії взагалі неможливо. 4 жовтня 1957 р. у Радянському Союзі було запущено в космос перший у світі штучний супутник Землі, у створенні якого брали участь також українські вчені, інженери та робітники. Сьогодні в космосі літають сотні автоматичних станцій, які досліджують не тільки навколоземний простір, але й вивчають інші планети Сонячної системи. Дослідження Місяця і планет дозволяють значно краще вивчати нашу Землю.
Рис. Наукові дослідження космосу | Рис. Марсоход |
Астрономія є однією з найголовніших наук, завдяки яким створюється наукова картина світу - система уявлень про найзагальніші закони будови і розвитку Всесвіту та його окремих частин. І ця наукова картина світу, більшою чи меншою мірою, стає елементом світогляду кожної людини.
Відео. Открытия: история астрономии. (Час показу 9:46 хв)
- Запитання до уроку.
Запитання 01.1. Чому, попри проведення експериментів у навколишньому та далекому просторі, спостереження залишається основним методом вивчення в астрономії? Відповідь обгрунтуйте.
Запитання 01.2. Яка різниця між геоцентричною та геліоцентричною системою світу? Яка з систем може бути моделлю Всесвіту? Відповідь обгрунтуйте.
Запитання 01.3. Якими стимули керується людина при вивченні астрономії? Який із стимулів розвитку астрономії для Вас є найпереконливішим? Відповідь обгрунтуйте.
Запитання 01.4. Астрономія вивчає рух, будову, походження і розвиток небесних тіл. В яких питаннях астрономи мають найбільше інформації, а в яких послуговуються лише загальними міркуваннями й гіпотезами? Відповідь обгрунтуйте.
- Домашнє завдання.
Підручник. Вступ, §1.
Задача 01.1. Заповніть таблицю за зразком, представленим нижче.
Внесок вчених у розвиток астрономії
N | Прізвище вченого | Роки життя | Внесок у розвиток астрономії |
1 | Ератосфен | 240 р. до н.е. | Досить точно визначив за спостереженнями Сонця розміри земної кулі |
... | |||
14 | Стівен Гокінг | 1942-2018 рр. | Досліджував чорні діри, квантову гравітацію |
Тестування. Що вивчає астрономія? Історія розвитку астрономії.
Усне опитування по запитаннях до уроку.
Оціни свою роботу над уроком смайликом на полях у робочому зошиті! | ||
- Перевір себе.
Вправа 1. Історія астрономії.
Вправа 2. Історія астрономії.
- Для допитливих.
Стівен Гокінґ - про походження Всесвіту та життя. | |
Стівен Гокінґ - людина-легенда, науковець, відомий своїми дослідженнями в астрофізиці. Його вважають одним з найгеніальніших фізиків з часів Ейнштейна. Спільно з не менш геніальним вченим, Леонардом Млодіновим, володарем престижної премії PEN за найкращу наукову книжку, вони здійснили революційне відкриття, розробивши новітню теорію походження Всесвіту та життя! Ці приголомшливі книги з космології, найкращі з всіх сучасних книжок подібної тематики, які з’явилися за останнє десятиліття. Життя людське коротке, і, поки живемо, ми можемо пізнати тільки крихітну частину Всесвіту. Але люди – створіння допитливі. Ми ставимо питання. Шукаємо відповідей. | |
Прийшовши у величезний світ, то добрий, то злий до нас, вдивляючись у неозоре небо над головою, люди завжди замислювалися над питаннями: як зрозуміти світ, у якому ми опинилися? Як влаштовано Всесвіт? Що є реальністю? Звідки все взялося? Чи можливий Всесвіт без Бога? Ми не думаємо про це постійно, але кожна людина час від часу задається такими питаннями. Заведено, що цими питаннями займається філософія, але вона мертва. Філософія безнадійно відстала від сучасної науки, особливо від фізики. Естафету знань тепер несуть науковці, а не філософи. Мета нашої книжки – дати відповіді на ці питання, спираючись на останні наукові відкриття й теорії. Вони приводять нас до нової картини світу, яка дуже відрізняється від традиційної, навіть тієї, що ми малювали десять-двадцять років тому... |
<<Читати книгу>> <<Аудіокнига>> |
Ми живемо в незвичайному й чудовому Всесвіті. Потрібна неабияка уява, щоб оцінити його вік, розміри, шаленість і навіть красу. Місце, яке посідають у цьому безмежному космосі люди, може здатися мізерним. А проте ми намагаємося зрозуміти, як увесь цей світ влаштований і яке наше місце в ньому. Кілька десятиліть тому відомий науковець (дехто каже, що це був Бертран Рассел) виступав із публічною лекцією з астрономії. Він розповідав, що Земля обертається навколо Сонця, а воно, своєю чергою, навколо центра великого зоряного скупчення, що зветься нашою Галактикою. О чем книга: Кратчайшая история времени (часть 1) | <<Читати книгу>> <<Аудіокнига>> |
