Исследование электромагнитного излучения небесных тел

Цель: Познакомить учащихся с методами астрономических исследований.

Задачи обучения:

• формирование понятий о видах астрономических наблюдений и указать на особенности проведения некоторых астрономических наблюдений,
• формирование умений анализировать информацию и обрабатывать ее.

ЗУН:

• принцип работы и назначение оптического телескопа
• принцип работы и назначение радиотелескопа
• определять увеличение школьного телескопа и наводить его на заданный объект
• анализировать компьютерную спектрограмму школьного радиотелескопа

Оборудование:

• конспекты для учащихся,
• телескоп-рефрактор,
• телескоп-рефлектор,
• модель радиотелескопа,
• компьютер с программным обеспечением.

1. Введение

Научно-технический прогресс способствовал развитию методов астрономических наблюдений. Изобретение и применение телескопа с начала 17 века, открытие спектрального анализа и фотографии в XIX веке, возникновении радиоастрономии в XX веке. К середине XX века астрономия становится практически всеволновой. Любой диапазон спектра электромагнитных излучений приносит информацию от удаленных космических объектов. До середины XIX века астрономия была исключительно оптической, т.к. регистрировался преимущественно только диапазон видимого света. Затем исследования распространились на инфракрасный и ультрафиолетовый диапазоны. В настоящее время анализ электромагнитного излучения дает астрономам свыше 90% информации о процессах происходящих на космических телах.

2. Оптические телескопы

Рассказ об оптических телескопах удобно проводить с помощью конспекта.

(См приложение № 1) Рисунки телескопов в конспекте сопровождаются демонстрацией телескопа соответствующего типа.

3. Радиотелескопы

Радиоизлучение от космических тел принимаются специальными устройствами, называемыми радиотелескопами, которые состоят из антенны и высокочувствительного приемника – радиометра. Указывается на возможные типы антенн, не забывая о том, что хорошая антенна – лучший усилитель. Что антенна не примет – уже не усилишь, не преобразуешь и не покажешь на экране. Рассказ о радиотелескопах лучше всего пояснить презентацией. (См приложение № 2)

Радионаблюдения по сравнению с оптическими визуальными наблюдениями имеют ряд преимуществ. Радиоволны практически не задерживаются облаками, поэтому наблюдения на радиотелескопах ведутся в любую погоду, а дневной солнечный свет не мешает приему радиоизлучения от небесных объектов.

4. Закрепление материала и решение задач

Вопросы:

1. Для чего предназначен оптический телескоп?
2. Назовите основные виды оптических телескопов и укажите на их главные отличия?
3. От каких факторов зависит увеличение телескопа? Какими параметрами определяется увеличение телескопа?
4. Чем оптические телескопы отличаются от радиотелескопов?
5. Каким способом можно повысить разрешающую способность радиотелескопа?
6. В чем состоит преимущество внеатмосферной астрономии по сравнению с земной?

Задачи:

1. Какое увеличение можно получить с помощью школьного телескопа, в котором установлен объектив с фокусным расстоянием 800 мм и окуляром с фокусным расстоянием 10 мм?

Г = F / f , Г = 800 / 10 = 80.

2. Определить разрешающую способность школьного телескопа с диаметром объектива 60 мм.

= 140 '' / D , = 140 '' / 60 = 2,3''.

3. На какой спектрограмме видно характерное радиоизлучение удаленных объектов

4. Определить проникающую способность (силу) школьного оптического телескопа с диаметром объектива 60 мм.

m = 2,1 + 5 lg D , m = 2,1 + 5 lg 60 = 11,0

Теоретически доступны объекты 11 звездной величины.

Невооруженным глазом только 6 звездной величины.

5. Вычислить разрешающую способность радиотелескопа, если длина волны 0,68 м, а эквивалентный диаметр зеркала антенны 6,8 м.

= / D радиан = · 57,3⁰ / D , = 0,68 · 57,3⁰ / 6,8 = 5,7⁰.

Такая примерно и точность координат источника излучения.

Буквально пальцем в небо.

Домашнее задание: Записи в тетрадях, конспект. Продолжить заполнение следующей таблицы, используя материалы сайта www.astrolab.ru