Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Название предмета
Физика
Класс
11
УМК
Физика. 11 класс. В.А.Касьянов (базовый уровень), 2014 год
Уровень обучения
базовый
Тема урока
Структура Вселенной. Расширение Вселенной
Общее количество часов, отведённое на изучение темы
4
Место урока в системе уроков по теме
1 урок по теме «Элементы астрофизики»
Цель урока
Формировать представление о структуре и расширении Вселенной.
Задачи урока:
обучающие
развивающие воспитательные
1.Изучить структуру и модель расширяющейся Вселенной.
2.Способстовать формированию у учащихся мировоззрения о диалектическом характере законов природы и процесса познания
3. Прививать культуру умственной деятельности.
Планируемые результаты
Обучающиеся должны:
- знать структуру Вселенной;
-интерпретировать результаты наблюдения Хаббла о разбегании галактик;
- иметь представления об эволюции Вселенной после Большого взрыва.
Техническое обеспечение урока
Мультимедийное проекционное оборудование, компьютер,
телевизор, видеомагнитофон.
Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока
Видеоэнциклопедия для народного образования:
Видеосюжет «Расширяющаяся Вселенная»
Физика. Базовый уровень.11кл.:методическое пособие/В.А.Касьянов.- М.: Дрофа,2016
Сайт «http://go.mail.ru/search»
http://go.mail.ru/search_images?
Содержание урока.
1. Организационный этап.
Проверка готовности класса к уроку.
2. Постановка цели и задач урока.
Эпиграф к уроку: «О, сколько нам открытий чудных готовит просвещенья дух?»
А.С. Пушкин (Слайд)
- Прочитайте эпиграф к уроку. Назовите главную мысль высказывания.
- Что вы можете сказать о такой науке, как «Астрофизика»?
- Да, но конкретно будем говорить сегодня на уроке о структуре Вселенной и её
расширении.
3. Актуализация знаний
Фронтальный опрос: (вопросы на слайде)
1.Какие космические тела вы знаете?
2.Какие планеты входят в состав Солнечной системы?
3.Какие объекты находятся за пределами нашей Солнечной системы?
4.Что такое Галактика?
4.Первичное усвоение новых знаний.
4.1. Лекция учителя с элементами беседы(5-7 мин) (Приложение 1)
Наша Солнечная система особенная, но не единственная во Вселенной. Астрономические объекты: звезды, планеты, астероиды и кометы могут существовать во Вселенной за пределами Солнечной системы. Эти объекты могут группироваться в астрономические структуры. Принципиально новый этап в развитии представлений о строении Вселенной наступил в астрономии благодаря открытиям выдающегося астронома - Вильяма Гершеля. Гершель построил телескопы и сделал свои замечательные открытия в Англии. До работ Гершеля все астрономические исследования относились к изучению движения тел Солнечной системы. О звездах высказывались лишь умозрительные суждения, как об объектах, недосягаемых экспериментальному изучению.
Астрофизика–это раздел астрономии, который изучаетосновные свойства астрономических объектов.
В.Гершель, наблюдая за туманностями, обратил внимание, что в центральной части некоторых туманностей находятся звезды. Именно по этим звездам стали определять расстояния до астрономических объектов за пределами Солнечной системы. Эти расстояния оказались настолько велики, что для их определения стали использовать физическую величину –световой год.
- Подумайте, какое расстояние приняли за световой год?
Это-расстояние, которое свет проходит за один год. Он равен 1016м.
Звездные скопления находятся на расстоянии 100 св. лет. Следующей по размеру астрономической структурой является галактика. Она находится на расстоянии 100тыс. св.лет. Скопление галактик и сверхскопление галактик находятся на расстоянии от 100млн.св. летдо14 млрд. св. лет. (Приложение 3)
В 1929году выдающийся американский астроном Хаббл, изучив движение 18 галактик, получил неожиданный результат. Оказалось, что астрономические структуры не просто перемещаются каждая в отдельности, но их движения согласованы.Свет от ярких звезд галактик доходит до Земли. Используя эффект Доплера, он установил,что галактики разбегаются. (Приложение 2)
В астрофизике скорость удаления источника свет измеряют по эффекту Доплера. Если скорость удаления источника от приемника меньше скорости света, то длина волны, воспринимаемая наблюдателем, оказывается больше длины волны,излучаемой источником на величину Δλ=λ-λо= λо ϑ/с. При этом сдвиг спектра излучения в сторону больших длин (в красную область), называют- красным смещением. Красное смещение возникает при увеличении скорости движения источника излучения. Таким образом, скорость галактик находится по формуле
ϑ=сΔλ/λо.
- Чтобы наглядно представить, как смещаются линии в спектре излучения галактик, посмотрим видеосюжет «Расширяющаяся Вселенная».
4.2.Просмотр видеосюжета «Расширяющаяся Вселенная»
- При просмотре видеосюжета обратите внимание на открытие Хаббла и на теоретическую модель Вселенной А.А.Фридмана.
4.3. Обсуждение полученной информации.
- Какой закон был открыт Хабблом?
- По закону Хаббла ´ϑ=Ноr , где Но =72км/с Мпк. Постоянная Хаббла поясняет, что галактика, находящаяся от Земли на расстоянии 1Мпк, удаляется от Земли со скоростью72км/с. удаление галактик, или расширение Вселенной, можно наблюдать не только с Земли, но и с любой точки Вселенной. В данный момент времени разбегание галактик выглядит одинаково для всех наблюдателей из разных точек Вселенной.
Закон Хаббла дает возможность определить время, с момента начала расширения Вселенной. T=r/ϑ =1/H0 Это время приблизительно равно 14 млрд. лет. Оно характеризует возраст Вселенной.
- Какуюмодель Вселенной предложил А.А. Фридман?
-В 1922 году Фридман предложил теоретическую модель расширения Вселенной.
4.4. Работа с учебником стр.244 (3-4 мин)
- Изучите учебный материал. Объясните возникновение Вселенной.
В 40-х годах прошлого века американский физик Г.Гамов с сотрудниками предположил, что с момента Большого взрыв Вселенная стала расширяться. Но расширение приводит к охлаждению и уменьшению плотности вещества. Это означает, что ранняя Вселенная была не только более плотной, но и более горячей, чем в настоящее время. Возможно, что взрыв возник одновременно в небольшом объеме, который и был всей Вселенной. Расширение Вселенной- самое грандиозное из известных явлений природы. (Приложение 3)
В настоящее время космология выделяет несколько периодов эволюции Вселенной.
Через 2-3 минуты после большого взрыва, образуется вещество в плазменном состоянии, из которого практически состоит Вселенная в настоящее время. В нейобнаружены протоны, нейтроны, нейтрино и α-частицы. На протяжении следующих 350 тысяч лет расширение Вселенной приводит к ее охлаждению и изменению состояния вещества от плазменного к газообразному. В течение следующего миллиарда лет из пространственно-неоднородных облаков водорода и гелия под действием сил гравитации начали формироваться астрономические структуры. Это- скопление галактик, отдельные галактики, звезды, планеты. Солнечная система образовалась через10млрд. лет после Большого взрыва.
5 . Первичное закрепление изученного материала.
-Какие астрономические структуры были для вас интересны?(Слайд)
1.Планетная система.
2. Звездные скопления.
3. Галактики
4. Скопления галактик.
-Какое значение имело открытие закона Хаббла?
1.Была установлена скорость разбегания галактик.
2.Подтвердилась теория А.А.Фридмана.
3.Определили возраст нашей Вселенной?
-сколько лет нашей Вселенной?
- 14млрд. лет
6. Итог урока.
Достигнута цель урока по изучению структуры и расширения Вселенной?
-Какова структура Вселенной?
-Когда Вселенная стала расширяться?
7.Домашнее задание. Изучить материал § 63-65 учебника. Выберите по желанию темы
для сообщения: «Астрономические структуры, «Красное смещение», «Большой взрыв».
8. Рефлексия.
На уроке было интересно…
На уроке я не понял…
Меня удивило…
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Автор(ы): Смирнова В. Д.
Скачать: Физика 11кл - Конспект.docx
