Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №20/2005
Астероиды и метеориты

Конкурс «Я иду на урок»

А.А.Кузьмичёва,
МОУ СОШ № 1, г. Лебедянь, Липецкая обл.
a-kuzmichova@mail.ru

Астероиды и метеориты

Космический мемориал. Урок-семинар по астрономии. 11-й кл.

Цели урока: сформировать представление о малых планетах Солнечной системы (природа астероидов и метеоритов, особенности движения, химический состав); развивать навыки самостоятельной работы с научной литературой и периодическими изданиями, аналитическое и логическое мышление, творческую активность; воспитывать чувство уважения к ветеранам ВОВ, гордости за свою страну, освободившую мир от фашизма.

Оборудование: слайд-проектор, коллекция компьютерных изображений астероидов и их орбит, созданная на основе программы «Celestia», портреты героев ВОВ, именами которых названы малые планеты.

Подготовка к уроку. В классе создаются творческие группы: историки, физики, химики, журналисты. Каждый учащийся выбирает группу согласно своим интересам. Группы получают задания и необходимую для его выполнения литературу.

Задания

Литература

Симоненко А.Н. Астероиды. – М.: Наука, 1985.
Гетман В.С. Метеоры и метеориты. – М.: Знание, 1984.
Левитан Е.П. Астрономия-11. – М.: Просвещение, 2004.
Коротцев О.Н. Их именами названы астероиды. – Земля и Вселенная, 1985, № 2. (Научно-популярный журнал АН СССР.)
Коротцев О.Н. Созвездие героинь. – Земля и Вселенная, 1985, № 3.

Ход урока

Учитель. Сегодня у нас урок-семинар на тему «Астероиды и метеориты», посвящённый тем, кто отдал свои жизни за свободу нашей Родины, чей подвиг во время Великой Отечественной войны вдохновил астрономов-первооткрывателей на создание уникального космического мемориала. Девиз семинара – слова поэта Владимира Маяковского: «Послушайте!//Ведь, если звезды зажигают –// значит – это кому-нибудь нужно?» Работа семинара будет проходить по следующему плану: 1. Открытие малых планет Солнечной системы. 2. Физические характеристики астероидов. 3. Движение малых планет. 4. Химический состав метеоритов. 5. Космический мемориал. Над этими вопросами работали несколько исследовательских групп: историки, физики и химики. Историки помогут нам ответить на первый вопрос семинара: «Когда и кем были открыты первые малые планеты?»

Историк. 1 января 1801 г. итальянский астроном Джузеппе Пиацци обнаружил в созвездии Близнецов слабую звёздочку, которая не была занесена ни в один звёздный каталог. В отличие от других «новенькая» постоянно изменяла свои экваториальные координаты. Почти две недели движение объекта было попятным (он смещался среди звёзд к западу), 12 января объект словно застыл на месте, а затем начал двигаться в восточном направлении. Такое поведение характерно для планет. Но ни видимого диска, которым должна обладать планета, ни туманного вида, обычного для комет, у странной «звёздочки» не обнаруживалось. Расчёт орбиты свидетельствовал, что она движется между орбитами Марса и Юпитера, на расстоянии 2,8 а.е. от Солнца. Именно там, где астрономы предполагали существование неизвестной планеты и долгое время искали. Необычную планету назвали Церерой.

Вильгельм Ольберс, немецкий врач и астроном, наблюдая за движением Цереры, 28 марта 1802 г. неподалеку от неё обнаружил ещё одну неучтённую в каталогах звёздочку. Она светила ещё слабее, но двигалась, как самая настоящая планета. Удивительно, что и её орбита располагалась на расстоянии 2,8 а.е. от Солнца. Ольберс дал планете название Паллада – в честь Афины Паллады.

Третью и четвёртую планетки между Марсом и Юпитером обнаружил немецкий астроном К.Гардинг. 1 сентября 1804 г. была открыта Юнона, а 29 марта 1807 г. – Веста.

Пиацци предложил именовать новых членов Солнечной системы планетоидами (планетоподобными) – по характеру их видимого движения, а Гершель – астероидами (звёздоподобными) – за отсутствие у них видимого диска. Закрепилось же название малые планеты, или астероиды. В настоящее время открыто более 10 тыс. астероидов.

Учитель. Какова природа этих необычных небесных тел? О физических характеристиках астероидов нам расскажут физики.

Физик. Неудивительно, что астрономы при наблюдениях в телескопы не смогли обнаружить у астероидов видимые диски, т.к. эти планетки очень малы. Радиус самого большого астероида не превышает 1000 км, а малых – менее 1 км. Фотографии, сделанные автоматическими межпланетными станциями, помогут нам познакомиться с ними. (Компьютерная презентация с показом слайдов и краткими комментариями о параметрах.)

Радиус 456,000 км
Сутки 9,075 ч
Температура 171 К

Слайд № 1. Церера

Слайд № 1. Церера

Радиус 260,000 км
Сутки 7,813 ч
Температура 185 К

Слайд № 2. Палада

Слайд № 2. Палада

Радиус 265,000 км
Сутки 5,312 ч
Температура 159 К

Слайд № 3. Веста

Слайд № 3. Веста

Радиус 120,000 км
Сутки 7,811 ч
Температура 158 К

Слайд № 4. Юнона

Слайд № 4. Юнона

Радиус 9,500 км
Сутки 7,012 ч
Температура 180 К

Слайд № 5. Гаспра

Слайд № 5. Гаспра

Радиус 109,000 км
Сутки 5,385 ч
Температура 149 К

Слайд № 6. Клеопатра

Слайд № 6. Клеопатра

Радиус 45,000 км
Сутки 4,634 ч
Температура 154 К

Слайд № 7. Ида

Слайд № 7. Ида

Радиус 600 км
Сутки 30 ч
Температура 43 К

Слайд № 8. Ясон

Слайд № 8. Ясон

Учитель. Как движутся астероиды? Какие тела существенно влияют на их орбиты?

Физик. Большая часть астероидов движется между Марсом и Юпитером, образуя пояс каменных астероидов. Открыто около 360 ледяных астероидов за орбитой Нептуна, образующих второе кольцо – пояс Койпера. Все открытые до сих пор малые планеты обладают прямым движением: они движутся вокруг Солнца в ту же сторону, что и большие планеты.

Слайд № 9. Орбита Цереры (вид 1) Слайд № 10. Орбита Цереры (вид 2)

Слайд № 11. Орбита Иды.

Слайд № 12. Орбита Паллады

Слайд № 13. Орбита Вакха

Слайд № 14. Орбита Ясона (вид 1)    Слайд № 15. Орбита Ясона (вид 2)

Большая часть орбит, лежащих в пределах кольца, очень устойчива, и астероиды движутся по ним все 4,5 млрд лет, прошедших со времени формирования кольца. За пределами кольца астероиды долго жить на своих орбитах не могут. Там их подстерегают большие планеты. Гравитационные поля массивных планет буквально «вылавливают» астероиды или же «перебрасывают» на другие орбиты. Планетные возмущения приводят к непрерывному перемешиванию их орбит. Это делает возможным столкновения астероидов друг с другом. В результате крупные тела дробятся на части, которые называют метеорными телами.

Учитель. Земля вылавливает ничтожную долю астероидных обломков, но и большая часть выловленных не достигает поверхности. Земная атмосфера не только тормозит и дробит осколки, но и интенсивно нагревает их. Благодаря большой скорости (не менее 11 км/с) нагрев идет очень быстро: за доли секунды температура лобовой части осколка достигает нескольких тысяч градусов. Если часть осколка уцелеет, то на поверхность упадёт метеорит, который сможет рассказать о химическом составе родительского тела. Из каких веществ состоят астероиды? Слово нашим химикам.

Химик. Минеральный состав метеоритов гораздо беднее, чем земных горных пород. По своему составу метеориты делятся на каменные, железные и железокаменные. Железные метеориты в основном состоят из железа (90%) и никеля (8,5%). Каменные метеориты содержат соединения кислорода и кремния, но в них больше, чем в земной коре, магния, железа и никеля. В некоторых каменных метеоритах встречается углерод в виде круглых зёрен – хондр. Они содержат не только уголь и графит, но и углеводороды, примеси более сложных органических соединений, включая аминокислоты. Результаты изучения метеоритного вещества позволят ответить на многие вопросы.

Учитель. На протяжении 200 лет астрономы открывают все новые и новые малые планеты. Какие имена дают вновь открытым астероидам? Слово нашим историкам.

Историк. Вновь открытым астероидам, орбиты которых установлены, присваиваются порядковые номера, а некоторым дают имена. С древних времён в астрономии существует традиция присваивать небесным телам имена не только богов, но и великих людей, героев. Продолжая эту традицию, современные астрономы-первооткрыватели называют малые планеты именами достойнейших сынов и дочерей Отчизны. С 1971 г. создаётся космический мемориал героев Великой Отечественной войны. Сейчас в нём насчитывается более 40 планет-памятников. О некоторых из них мы расскажем.

Зоя Космодемьянская (1923–1941)

Зоя Космодемьянская (1923–1941)

Катя Зеленко (1916–1941)

Катя Зеленко (1916–1941)

Наташа Качуевская (1922–1942)

Наташа Качуевская (1922–1942)

Женя Руднева (1920–1944)

Женя Руднева (1920–1944)

В.Г.Шапошников (1905–1942)

В.Г.Шапошников (1905–1942)

Имена ещё пяти малых планет хранят память о подвигах учёных-астрономов во время Великой Отечественной войны:

Учитель. Жизнь и подвиги ушедших в бессмертие защитников Родины запечатлены в «звёздных памятниках». Маленькие звёздочки, зажигающиеся на ночном небе, будут всегда напоминать нам имена тех, кто отдал свою жизнь за свободу нашей страны, за наше с вами будущее.

И память нам покоя не даёт,
И совесть нас с тобой частенько гложет,
И тридцать лет, и триста лет пройдёт –
Никто из нас войны забыть не сможет…

Такими словами мне хочется завершить наш семинар, посвящённый 60-летию Победы в Великой Отечественной войне.


Алла Алексеевна Кузьмичёва более 20 лет работает в школе и всегда с нетерпением ждёт очередной номер газеты «Физика». Свежие идеи, интересные находки коллег, заочное знакомство с настоящими энтузиастами нелёгкой профессии учителя – всё это даёт импульс для собственного творчества. Ученикам нравится, когда на уроке не просто изучают новый материал, а исследуют неизвестное явление, когда урок построен нетрадиционно.