Практическая работа по астрономии наблюдение луны. Простейшие практические работы по астрономии в средней школе. Практическая работа по астрономии "осенние наблюдения"

ГБПОУ Колледж сферы услуг № 3

город Москва

по проведению практических работ по астрономии

Преподаватель: Шнырева Л.Н.

Москва

2016

Планирование и организация практических работ

Как известно, при выполнении наблюдений и практических работ серьезные затруднения возникают не только от неразработанности методики их проведения, недостатка оборудования, но и от того слишком жесткого бюджета времени, которым располагает учитель для выполнения программы.

Поэтому, чтобы выполнить определенный минимум работ, их нужно предварительно спланировать, т.е. определить перечень работ, наметить примерные сроки их выполнения, определить, какое оборудование для этого потребуется. Так как все их нельзя выполнить фронтально, то следует определить и характер каждой работы, будет ли это групповое занятие под руководством учителя, самостоятельное ли наблюдение или это задание отдельному звену, материалы которого потом будут использованы на уроке.

N п/п

Наименование практических работ

Сроки проведения

Характер выполнения работы

Знакомство с некоторыми созвездиями осеннего неба

Наблюдение видимого суточного вращения звездного неба

Первая неделя сентября

Самостоятельное наблюдение всеми учащимися

Наблюдение годичного изменения вида звездного неба

Сентябрь - Октябрь

Самостоятельное наблюдение отдельными звеньями (в порядке накопления фактического иллюстративного материала)

Наблюдение изменения полуденной высоты Солнца

В течение месяца 1 раз в неделю (Сентябрь-Октябрь)

Задание отдельным звеньям

Определение направления меридиана (полуденной линии), ориентирование по Солнцу и звездам

Вторая неделя сентября

Групповая работа под руководством учителя

Наблюдение за движением планет относительно звезд

С учетом вечерней или утренней видимости планет

Самостоятельное наблюдение (задание отдельным звеньям)

Наблюдение спутников Юпитера или колец Сатурна

То же

Задание отдельным звеньям. Наблюдение под руководством учителя или опытного лаборанта

Определение угловых и линейных размеров Солнца или Луны

Октябрь

Классная работа по вычислению линейных размеров светила. Для всех учащихся по результатам наблюдения одного звена

Определение географической широты места по высоте Солнца в кульминации

При изучении темы "Практические применения астрономии", октябрь - ноябрь

Совмещенная демонстрационная работа с теодолитом в составе всего класса

Проверка часов в истинный полдень

Определение географической долготы

Наблюдение за движением Луны и изменением ее фаз

При изучении темы "Физическая природа тел Солнечной системы", февраль-март

Самостоятельное наблюдение всеми учащимися. Наблюдение для всех учащихся под руководством учителя (работа проводится звеньями). Задание отдельным звеньям.

Наблюдение поверхности Луны в телескоп

Фотографирование Луны

Наблюдение солнечных пятен

При изучении темы "Солнце", март-апрель

Демонстрация и задание отдельным звеньям

Наблюдение солнечного спектра и отождествление фраунгоферовых линий

Для всех учащихся при выполнении физического практикума

Определение солнечной постоянной с помощью актинометра

17.

Наблюдение двойных звезд, звездных скоплений и туманностей. Знакомство с созвездиями весеннего неба

Апрель

Групповое наблюдение под руководством учителя

Видное место здесь занимают самостоятельные наблюдения учащихся. Они, во-первых, позволяют несколько разгрузить школьные занятия и во-вторых, что не менее важно, приучают школьников к регулярным наблюдениям за небом, учат их читать, как говорил Фламмарион, великую книгу природы, которая постоянно раскрыта над их головами.

Самостоятельные наблюдения учащихся имеют важное значение и что на эти наблюдения при изложении систематического курса необходимо по возможности опираться.

Чтобы способствовать накоплению необходимого на уроках наблюдательного материала, диссертантом использовалась и такая форма выполнения практических работ, как задание отдельным звеньям.

Проводя, например, наблюдение солнечных пятен, члены данного звена получают динамическую картину их развития, на которой обнаруживается и наличие осевого вращения Солнца. Такая иллюстрация при изложении материала на уроке представляет для учащихся больший интерес, чем статическая картина Солнца, взятая из учебника и изображающая какой-то один момент.

Точно также, последовательное фотографирование Луны, выполненное звеном, дает возможность отметить изменение ее фаз, рассмотреть характерные детали ее рельефа вблизи терминатора, заметить оптическую либрацию. Демонстрация полученных фотографий на уроке как и в предыдущем случае, помогает глубже проникнуть в существо излагаемых вопросов.

Практические работы по характеру необходимого оборудования можно разделить на 3 группы:

а) наблюдения невооруженным глазом,

б) наблюдения небесных тел с помощью телескопа,

в) измерения с помощью теодолита, простейших угломерных приборов и другого оборудования.

Если работы первой группы (наблюдение вводного неба, наблюдение за движением планет, Луны и др.) не встречают каких-либо затруднений и их выполняют все школьники или под руководством учителя или самостоятельно, то при выполнении наблюдений с телескопом возникают затруднения. Телескопов в школе, как правило, один-два, а учащихся много. Явившись на такие занятия всем классом, ученики толпятся и мешают друг другу. При такой организации наблюдений продолжительность пребывания у телескопа каждого школьника редко превышает одну минуту и необходимого впечатления от занятий он не получает. Затраченное им время расходуется не рационально.

Работа N 1. Наблюдение видимого суточного вращения звездного неба

I. По положению околополярных созвездий Малая Медведица и Большая Медведица

1. Провести наблюдение в течение одного вечера и отметить, как будет изменяться через каждые 2 часа положение созвездий М. Медведица и Б. Медведица (сделать 2-3 наблюдения).

2. Результаты наблюдений внести в таблицу (зарисовать), ориентируя созвездия относительно отвесной линии.

3. Сделать вывод из наблюдения:

а) где лежит центр вращения звездного неба;
б) в каком направлении происходит вращение;
в) на сколько градусов, примерно, поворачивается созвездие через 2 часа.

Пример оформления наблюдения.

Положение созвездий

Время наблюдения

22 часа

24 часа

II. По прохождению светил через поле зрения неподвижной оптической трубы

Оборудование : телескоп или теодолит, секундомер.

1. Навести трубу телескопа иди теодолита на какую-нибудь звезду, находящуюся вблизи небесного экватора (в осенние месяцы, например a Орла). Установить трубу по высоте так, чтобы звезда проходила поле зрения по диаметру.
2. Наблюдая видимое перемещение звезды, определить с помощью секундомера время прохождения ею поля зрения трубы .
3. Зная величину поля зрения (из паспорта или из справочников) и время, вычислить, с какой угловой скоростью вращается звездное небо (на сколько градусов за каждый час).
4. Определить, в каком направлении вращается звездное небо, учитывая, что трубы с астрономическим окуляром дают обратное изображение.

Работа N 2. Наблюдение годичного изменения вида звездного неба

1. Наблюдая 1 раз в месяц в один и тот же час, установить, как изменяется положение созвездий Большой и Малой Медведиц, а также положение созвездий в южной стороне неба (провести 2-3 наблюдения).

2. Результаты наблюдений околополярных созвездий внести в таблицу, зарисовывая положение созвездий как и в работе N 1.

3.Сделать вывод из наблюдений.

а) остается ли неизменным положение созвездий в один и тот же час через месяц;
б) в каком направлении происходит перемещение (вращение) околополярных созвездий и на сколько градусов за месяц;
в) как изменяется положение созвездий в южной стороне неба; в каком направлении они сдвигаются.

Пример оформления наблюдения околополярных созвездий

Положение созвездий

Время наблюдения

Методические замечания к проведению работ N 1 и N 2

1. Обе работы даются учащимся для самостоятельного выполнения сразу же после проведения первого практического занятия по ознакомлению с основными созвездиями осеннего неба, где они вместе с учителем отмечают первое положение созвездий.

Выполняя эти работы, учащиеся убеждаются, что суточное вращение звездного неба происходит против часовой стрелки с угловой скоростью 15њ в час, что через месяц в этот же час положение созвездий изменяется (они повернулись против часовой стрелки примерно на 30њ) и что в данное положение они приходят на 2 часа раньше.

Наблюдения в это же время за созвездиями в южной стороне неба показывают, что через месяц созвездия заметно сдвигаются к западу.

2. Для быстроты нанесения созвездий в работах N 1 и 2 учащиеся должны иметь готовый шаблон этих созвездий, сколотый с карты или с рисунка N 5 школьного учебника астрономии. Прикалывая шаблон в точке a (Полярная) на вертикальную линию, поворачивают его, пока линия "a - b" М. Медведицы не займет соответствующее положение относительно отвесной линии. Затем переносят созвездия с шаблона на рисунок.

3. Наблюдение суточного вращения неба при помощи телескопа является более быстрым. Однако при астрономическом окуляре учащиеся воспринимают движение звездного неба в обратном направлении, что требует дополнительных разъяснений.

Для качественной оценки вращения южной стороны звездного неба без зрительной трубы можно рекомендовать такой способ. Встать на некотором расстоянии от вертикально поставленного шеста, или хорошо видимой нити отвеса, проектируя шест или нить вблизи звезды. И уже через 3-4 мин. будет хорошо заметно перемещение звезды на Запад.

4. Изменение положения созвездий в южной стороне неба (работа N 2) можно установить по смещению звезд от меридиана примерно через месяц. В качестве объекта наблюдения можно взять созвездие Орла. Имея направление меридиана, отмечают в начале сентября (примерно в 20 часов) момент кульминации звезды Альтаир (a Орла).

Через месяц, в тот же самый час, проводят второе наблюдение и с помощью угломерных инструментов оценивают, на сколько градусов сместилась звезда к западу от меридиана (оно будет около 30њ).

С помощью теодолита смещение звезды к западу можно заметить гораздо раньше, так как оно составляет около 1њ в сутки.

Работа N 3. Наблюдение за движением планет среди звезд

1. Пользуясь Астрономическим календарем на данный год, подобрать удобную для наблюдения планету.

2. Выбрать одну из сезонных карт или карту экваториального пояса звездного неба, вычертить в крупном масштабе необходимый участок неба, нанеся наиболее яркие звезды и отметить положение планеты относительно этих звезд с промежутком в 5-7 дней.

3. Наблюдения закончить, как только достаточно хорошо обнаружится изменение положения планеты относительно выбранных звезд.

Методические замечания

1. Видимое перемещение планет среди звезд изучается в начале учебного года. Однако работу по наблюдению планет следует проводить в зависимости от условий их видимости. Пользуясь сведениями из астрономического календаря, учитель выбирает наиболее благоприятный период, в течение которого можно наблюдать перемещение планет. Эти сведения желательно иметь в справочном материале астрономического уголка.

2. При наблюдениях Венеры уже через неделю бывает заметно ее перемещение среди звезд. К тому же, если она проходит вблизи заметных звезд, то изменение ее положения обнаруживается и через меньший промежуток времени, так как ее суточное перемещение в некоторые периоды составляет более 1˚.
Также легко заметить и изменение положения Марса.
Особый интерес представляют наблюдения перемещения планет вблизи стояний, когда они меняют прямое движение на попятное. Здесь учащиеся наглядно убеждаются в петлеобразном движении планет, о котором они узнают (или узнали) на уроках. Периоды для таких наблюдений легко подобрать, пользуясь Школьным астрономическим календарем.

3. Для более точного нанесения положения планет на звездную карту можно рекомендовать способ, предложенный М.М. Дагаевым . Он состоит в том, что в соответствии с координатной сеткой звездной карты, куда наносится положение планет, изготовляется на легкой рамке подобная же сетка из ниток. Держа эту сетку перед глазами на определенном расстоянии (удобно на расстоянии 40 см) наблюдают положение планет.
Если квадраты координатной сетки на карте будут иметь сторону 5˚, то нитки на прямоугольной рамке должны образовывать квадраты со стороной 3,5 см, чтобы при проектировании их на звездное небо (при расстоянии 40 см от глаза) они также соответствовали 5˚.

Работа N 4. Определение географической широты места

I. По высоте Солнца в полдень

1. За несколько минут до наступления истинного полудня установить теодолит в плоскости меридиана (например, по азимуту земного предмета, как указано в ). Время наступления полудня вычислить заранее способом, указанным в .

2. С наступлением момента полудня или вблизи него измерить высоту нижнего края диска (фактически верхнего, так как труба дает обратное изображение). Исправить найденную высоту на величину радиуса Солнца (16"). Положение диска относительно перекрестия доказано на рисунке 56.

3. Вычислить широту места, пользуясь зависимостью:
j = 90 – h + d

Пример вычислений.

Дата наблюдения - 11 октября 1961 г.
Высота нижнего края диска по 1 нониусу 27˚58"
Радиус Солнца 16"
Высота центра Солнца 27˚42"
Склонение Солнца - 6˚57
Широта места j = 90 – h + d = 90˚ - 27˚42" - 6˚57 = 55њ21"

II. По высоте Полярной звезды

1. Пользуясь теодолитом, эклиметром или школьным угломером, измерить высоту Полярной звезды над горизонтом. Это и будет приближенное значение широты с ошибкой около 1˚.

2. Для более точного определения широты с помощью теодолита надо в полученное значение высоты Полярной звезды ввести алгебраическую сумму поправок, учитывающую отклонение ее от полюса мира. Поправки обозначаются цифрами I, II, III и даются в Астрономическом календаре - ежегоднике в разделе "К наблюдениям Полярной".

Широта с учетом поправок вычисляется по формуле: j = h – (I + II + III)

Если учесть, что величина I изменяется в пределах от - 56" до + 56" , а сумма величин II + III не превышает 2", то в измеренную величину высоты можно вводить только поправку I. При этой значение широты получится с ошибкой, не превышающей 2", что для школьных измерений вполне достаточно (пример введения поправки приводится ниже).

Методические замечания

I. При отсутствии теодолита высоту Солнца в полдень можно приближенно определить любым из способов, указанных в , или (при недостатке времени) воспользоваться одним из результатов этой работы.

2. Точнее, чем по Солнцу, можно определить широту по высоте звезды в кульминации с учетом рефракции. В этой случае географическая широта определится по формуле:

j = 90 – h + d + R,
где R - астрономическая рефракция .

3. Для нахождения поправок к высоте Полярной звезды необходимо знать местное звездное время в момент наблюдения. Для его определения надо по выверенный по радиосигналам часам отметить сначала декретное время, затем местное среднее время:

Здесь - номер часового пояса, - долгота места, выраженная в часовой мере.

Местное звездное время определяется по формуле

где - звездное время в среднюю гринвичскую полночь (оно дается в Астрономическом календаре в разделе "Эфемериды Солнца").

Пример. Пусть требуется определить широту места в пункте с долготой l = 3ч 55м (IV пояс). Высота Полярной звезды, измеренная в 21ч 15м по декретному времени 12 октября 1964 г, оказалась равной 51˚26" . Определим местное среднее время в момент наблюдения:

Т= 21 ч 15 м - (4 ч – 3 ч 55 м ) – 1 ч = 20 ч 10 м .

Из эфемерид Солнца находим S 0 :

S 0 = 1 ч 22 м 23 с » 1 ч 22 м

Местное звездное время, соответствующее моменту наблюдения Полярной звезды равно:

s = 1 ч 22 м + 20 ч 10 м = 21 ч 32 Здесь не учтена поправка 9˚,86∙(Т- l), которая никогда не бывает больше 4 мин. К тому же, если не требуется особая точность измерений, то можно в эту формулу вместо Т подставлять T g . При этом ошибка в определении звездного времени не будет превышать ± 30 мин, а ошибка в определении широты составит не более 5" - 6" .

Работа N 5. Наблюдение перемещения Луны относительно звезд
и изменения ее фаз

1. Пользуясь астрономическим календарем, выбрать удобный для наблюдений Луны период (достаточно от новолуния до полнолуния).

2. В течение этого периода несколько раз произвести зарисовку лунных фаз и определить положение Луны на небосводе относительно ярких звезд и относительно сторон горизонта.
Результаты наблюдений занести в таблицу .

Дата и час наблюдения

Фаза Луны и возраст в днях

Положение Луны на небосводе относительно горизонта

3. При наличии карт экваториального пояса звездного неба, нанести на карту положения Луны за этот промежуток времени, пользуясь координатами Луны, приведенными в Астрономическом календаре.

4. Сделать вывод из наблюдений.
а) В какой направлении относительно звезд перемещается Луна с востока на запад? С запада на восток?
б) В какую сторону обращен выпуклостью серп молодой Луны, к востоку или западу?

Методические замечания

1. Главное в этой работе - качественно отметить характер движения Луны и изменение ее фаз. Поэтому достаточно провести 3-4 наблюдения с интервалом в 2-3 дня.

2. Учитывая неудобства в проведении наблюдений после полнолуния (из-за позднего восхода Луны), в работе предусматривается проведение наблюдений только половины лунного цикла от новолуния до полнолуния.

3. При зарисовке лунных фаз надо обращать внимание на то, что суточное изменение положения терминатора в первые дни после новолуния и перед полнолунием значительно меньше, чем вблизи первой четверти. Это объясняется явлением перспективы к краям диска.

Практическая работа №1 Вечерние осенние наблюдения

Наблюдение ярких созвездий и звёзд. Найдите на небе семь наиболее ярких звёзд «ковша» Большой Медведицы и зарисуйте его. Укажите названия этих звёзд. Каким является это созвездие для наших широт? Какая звезда является физически двойной звездой? (укажите яркость, цвет и температуру компонентов звезды)

Зарисуйте. Укажите, где находится Полярная звезда и каковы её характеристики: яркость, цвет, температура

Опишите (кратко) как можно ориентироваться на местности по Полярной звезде (по рис. 1.3)

Дорисуйте ещё два созвездия осеннего неба (любые), подпишите их, обозначьте в них все звёзды, у наиболее ярких звёзд укажите названия

Дорисуйте и подпишите созвездие Малой Медведицы, Полярную звезду и направление на неё (на рисунке опечатка: Орион)

Изучение различий в видимой яркости и цвете звёзд. Заполните таблицу: отметьте цвет указанных звёзд

	Созвездие
Бетельгейзе
Альдебаран

Заполните таблицу: укажите видимый блеск звёзд

	Созвездие	Звёздная величина

Заполните таблицу: укажите звёздные величины звёзд Большой Медведицы

	Звёздная величина
δ (Мегрец)
ℰ (Алиот)
η (Бенетнаш)

Сделайте выводы, объяснив причины различий в цвете, яркости и интенсивности мерцания разных звёзд.

Изучение суточного вращения неба. Укажите первоначальное и конечное положение звёзд Большой Медведицы при суточном вращении небесной сферы вокруг Северного полюса мира

Западная часть неба	Восточная часть неба
Время начала наблюдения
Время окончания наблюдения
Наблюдаемые звезды
Направление вращения неба

Сделайте выводы, дав объяснение наблюдаемому явлению

Суточное вращение небесной сферы позволяет определить время. Мысленно представим себе гигантский циферблат с центром в Полярной звезде и цифрой «6» внизу (над точкой севера). Часовая стрелка в таких часах проходит от Полярной звезды через две крайние звезды ковша Б. Медведицы. Обращаясь со скоростью 15 0 в час, стрелка совершает полный оборот вокруг полюса мира за сутки. Один небесный час равен двум обычным часам.

___________________________________

Линия математического горизонта

Для определения времени необходимо:

определить номер месяца наблюдения от начала года с десятыми долями месяца (три дня составляют десятую долю месяца)

полученное число сложить с показаниями небесной стрелки и удвоить

вычесть полученный результат из числа 55,3

Пример: 18 сентября соответствует номер месяца 9,6; пусть время по звёздным часам 7, тогда (55,3-(9,6+7)·2)=22,1 т.е. 22ч 6мин

Определение примерной географической широты места наблюдения по Полярной звезде. С помощью высотометра, состоящего из транспортира с отвесом, определите высоту h Полярной звезды

Так как Полярная звезда отстоит от полюса мира на 1 0 , то:

Сделайте выводы: обоснуйте возможность определения географической широты местности рассмотренным способом. Сравните полученные результаты с данными географической карты.

Наблюдение планет. По астрономическому календарю на дату наблюдения определите координаты видимых в данное время планет. По подвижной карте звездного неба определите сторону горизонта и созвездия, в которых находятся объекты

	Координаты:	Сторона горизонта	Созвездие
Меркурий

Сделайте зарисовки планет

	Зарисовка	Наблюдаемые особенности

Сделайте выводы:

как отличаются планеты от звёзд при наблюдении

от чего зависят условия видимости планеты на данную дату и время

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ
(ЛАБОРАТОРНЫХ) ЗАНЯТИЙ
Астрономия
11 класс
Форма обучения (очная)
Преподаватель: Деменин Л.Н.
Владивосток

Пояснительная записка
Ведущей целью практических занятий является решение разного рода задач.
Наряду с формированием умений и навыков в процессе практических занятий
обобщаются, систематизируются, углубляются и конкретизируются теоретические знания,
вырабатывается способность и готовность использовать теоретические знания на практике,
развиваются интеллектуальные умения.
Для повышения эффективности проведения практических занятий рекомендуется:
­ использование в практике преподавания активных методов обучения;
­ применение коллективных и групповых форм работы, максимальное
использование индивидуальных форм с целью повышения ответственности каждого
обучающегося за самостоятельное выполнение полного объема работ;
­ проведение занятий на повышенном уровне трудности с включением в них заданий,
связанных с выбором обучающимися условий выполнения работы, конкретизацией целей,
самостоятельным отбором необходимых методов и средств решения задач;
­ подбор дополнительных задач и заданий для обучающихся, работающих в более
быстром темпе, для эффективного использования времени, отводимого на занятии и т.д.
Практический блок к дисциплине «Астрономия»
Практическая работа № 1
(с планом Солнечной системы)

Цель:
Изображение в масштабе плана Солнечной системы с отображением реального
положения планет на дату проведения работы.

Циркуль, «Школьный астрономический календарь» на текущий учебный год.
Ход работы:
1. Ознакомиться с содержанием задания 12 учебника.
3

2. Выполнить п. 1 задания 12. Для этого использовать приложение IV учебника и
предварительно заполнить таблицу (на месте пропусков в первой строке таблицы указать
параметр, который необходим для построения).
На отдельном листе в центре необходимо расположить Солнце как точечный
источник света. Приняв орбиты планет за окружности, нужно обозначить их пунктиром
(центры окружностей будут совпадать и находиться в точке, которая обозначает
положение Солнца).
Провести из центра (точки положения Солнца) в произвольном направлении луч,
принимая его за направление к точке весеннего равноденствия.
3. Ознакомиться с содержанием «Школьного астрономического календаря».
4. Заполнить пропуски, дав определения:
Гелиоцентрическая долгота – центральный угол между направлением
_________.
Эфемерида ­ ___________________________________________________________.
5. Выполнить п. 2 (б) задания 12. Результаты занести в таблицу.
6. Выполнить п. 2 (в) задания 12. Результаты занести в таблицу (при отсутствии
указанной конфигурации у планеты в соответствующей ячейке поставить прочерк).
7. Найти в «Школьном астрономическом календаре» на текущий учебный год
таблицу гелиоцентрических долгот планет. Внимательно ознакомиться с п. 3 задания 12.
Нанести на план Солнечной системы положение Меркурия, Венеры, Земли, Марса.
Основная литература:

5­358­19462­5;
2. Кунаш М.А. Астрономия. 11 класс. Методическое пособие к учебнику Б.А.
Воронцова­Вельяминова, Е.К. Страута «Астрономия. Базовый уровень. 11 класс» / М.А.
Кунаш. – М.: Дрофа, 2018. – 217, (7) 7с. ISBN 978­5­358­17805­2.
Интернет­ресурсы:
− http://www.afportal.ru/astro/model – Астрофизический портал. Интерактивный план
Солнечной системы.
Практическая работа № 2
(две группы планет Солнечной системы)
4

Цель:
Исследовать характеристики планет Солнечной системы.
Используемые инструменты и материалы:
«Школьный астрономический календарь» на текущий учебный год.
Ход работы:
1. Ознакомиться с содержанием §15 учебника.
2.
Указать основание, согласно которому происходит разделение планет на две
группы.
3.
Используя данные §15 и приложения VI учебника, охарактеризовать группы
планет по их физическим характеристикам. Проанализировать указанные значения, ответив
на вопросы:
А) по каким критериям планеты двух групп имеют наиболее значимые отличия?
Б) плотности планет какой группы больше? Чем можно объяснить различия в
плотности физических тел?
4. Используя данные §15 учебника, охарактеризовать физико­химические свойства
каждой из групп планет Солнечной системы. Проанализировать указанные значения,
ответив на следующие вопросы:
А) В чем состоит сходство химического состава планет двух групп?
Б) В чем состоит различие химического состава планет двух групп?
В) На каком этапе формирование тел Солнечной системы. Согласно рассмотренной
ранее гипотезе, возникло различие в химическом составе планет двух групп?
5. Используя данные приложения VI учебника и «Школьного астрономического
календаря» на текущий учебный год, исследовать особенности взаимодействия групп
планет в гравитационно­взаимосвязанной системе тел. Проанализировать указанные
значения, ответив на вопрос: «По каким критериям планеты двух групп имеют наиболее
значимые отличия?»
6. Сформулировать вывод об особенностях групп планет Солнечной системы,
физических основах их различий и сходств.
Основная литература:
1. Воронцов­Вельяминов Б.А., Страут Е.К. Астрономия. Базовый уровень. 11 класс:
учебник – 5 издание, пересмотр. – М.: Дрофа, 2018. – 238, (2) с.: ил., 8 л. цв. вкл. ISBN 978­
5­358­19462­5;

Предисловие
Наблюдения и практические работы по астрономии играют важную роль в формировании астрономических понятий. Они повышают интерес к изучаемому предмету, связывают теорию с практикой, развивают такие качества, как наблюдательность, внимательность, дисциплинированность.
В настоящем пособии описан опыт автора по организации и проведению практических работ по астрономии в средней школе.
Пособие состоит из двух глав. В первой главе даны некоторые конкретные замечания по использованию таких приборов, как телескоп, теодолит, солнечные часы и др. Во второй главе описано 14 практических работ, которые, в основном, соответствуют программе по астрономии. Не предусмотренные программой наблюдения учитель может провести на внеклассных занятиях. В связи с тем, что не все школы имеют необходимое количество телескопов и теодолитов, отдельные наблю-
дения можно объединить в одно занятие. В конце работ даны методические указания по их организации и проведению.
Автор считает своим долгом выразить благодарность рецензентам М. М. Дагаеву и А. Д. Марленскому за ценные указания, сделанные при подготовке книги к печати.
Автор.

Глава I.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АСТРОНОМИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
ТЕЛЕСКОПЫ И ТЕОДОЛИТЫ
Описание и инструкция по применению этих приборов достаточно полно изложены в других учебных пособиях и в приложениях к приборам. Здесь приводятся только некоторые рекомендации по их использованию.
Телескопы
Как известно, для точной установки экваториального штатива телескопа его окуляр должен иметь крест нитей. Один из способов изготовления креста нитей изложен в «Справочнике любителя астрономии» П. Г. Куликовского и состоит в следующем.
На окулярную диафрагму или легкое кольцо, сделанное по диаметру втулки окуляра, с помощью спиртового лака надо наклеить взаимно-перпендикулярно два волоска или две паутинки. Чтобы при наклеивании нити были хорошо натянуты, надо к концам волосков (длиной около 10 см) прикрепить легкие грузики (например, шарики из пластилина или дробинки). Затем наложить волоски по диаметру на горизонтально расположенное кольцо перпендикулярно друг другу и в нужных местах капнуть по капле масла, дав ему сохнуть в течение нескольких часов. После просыхания лака концы с грузиками осторожно обрезать. Если перекрестие наклеено на кольцо, его нужно вставить во втулку окуляра так, чтобы крест нитей находился у самой окулярной диафрагмы.
Можно изготовить перекрестие и фотографическим методом. Для этого нужно сфотографировать две взаимноперпендикулярные линии, четко начерченные тушью на белой бумаге, и затем получить с негатива на другой пленке позитивный снимок. Полученное "перекрестие следует обрезать по размеру трубки и закрепить в окулярной диафрагме.
Большое неудобство школьного телескопа-рефрактора - его слабая устойчивость на слишком облегченном штативе. Поэтому, если телескоп установить на постоянный устойчивый столб, условия наблюдения значительно улучшаются. Становой болт, на который насаживается телескоп, представляющий собой так называемый конус Морзе № 3, может быть изготовлен в школьных мастерских. Можно использовать становой болт и от штатива, прилагаемого к телескопу.
Хотя в последних моделях телескопов имеются визиры-искатели, значительно удобнее иметь на телескопе трубу-искатель с небольшим увеличением (например, оптический прицел). Искатель устанавливается в специальных кольцах-стойках так, чтобы его оптическая ось была строго параллельна оптической оси телескопа. В телескопы, не имеющие искателя, при наводке на слабые объекты следует вставлять окуляр с наименьшим увеличением, в этом случае поле зрения наиболь-
шее. После наводки следует осторожно вынуть окуляр и заменить его на другой, с большим увеличением.
Перед наведением телескопа на слабые объекты необходимо установить окуляр на фокус (это можно сделать по удаленному земному предмету или яркому светилу). Чтобы не повторять наводку каждый раз, лучше отметить это положение на окулярной трубке заметной чертой.
При наблюдении Луны и Солнца следует учитывать, что их угловые размеры составляют около 32", и если использовать окуляр, дающий 80-кратное увеличение, то поле зрения будет всего 30". Для наблюдения планет, двойных звезд, а также отдельных деталей лунной поверхности и формы солнечных пятен целесообразно применять наибольшие увеличения.
При проведении наблюдений полезно знать продолжительность движения небесных светил через поле зрения неподвижного телескопа при разных увеличениях. Если светило находится вблизи небесного экватора, то вследствие вращения Земли вокруг своей оси оно будет двигаться в поле зрения трубы со скоростью 15" за 1 мин. Например, при наблюдениях в 80 мм телескоп-рефрактор поле зрения в НЗб" светило пройдет за 6,3 мин. Поле зрения в 1°07" и 30" светило пройдет соответственно за 4,5 мин и за 2 мин.
В школах, где нет телескопа, можно изготовить самодельный телескоп-рефрактор из большого объектива от эпидиаскопа и окуляра от школьного микроскопа1. По диаметру объектива из кровельного железа изготовляется труба длиной примерно 53 см. В другой конец ее вставляется деревянный диск с отверстием для окуляра.
1 Описание такого телескопа дано в статье Б. А. Колоколова в журнале «Физика в школе», 1957, № 1.
При изготовлении телескопа следует обращать внимание на то, чтобы оптические оси объектива и окуляра совпадали. Для улучшения четкости изображения таких ярких светил, как Луна и- Солнце, объектив необходимо диафрагмировать. Увеличение такого телескопа равно примерно 25. Нетрудно изготовить самодельный телескоп и из очковых стекол1.
Чтобы судить о возможности какого-либо телескопа, необходимо знать о нем такие данные, как увеличение, предельный угол разрешения, проницающую силу и поле зрения.
Увеличение определяется отношением фокусного расстояния объектива F к фокусному расстоянию окуляра f (каждое из которых нетрудно определить на опыте):
Это увеличение можно найти также из отношения диаметра объектива D к диаметру так называемого выходного зрачка d:
Зрачок выхода определяется следующим образом. Труба фокусируется «на бесконечность», т. е. практически на весьма удаленный предмет. Затем направляется на светлый фон (например, на ясное небо), и на миллиметровой бумаге или на кальке, держа ее у самого окуляра, получают четко очерченный кружок - изображение объектива, даваемое окуляром. Это и будет выходной зрачок.
1 И. Д. Новиков, В. А. Шишаков, Самодельные астро номические инструменты и наблюдения с ними, «Наука», 1965.
Предельный угол разрешения г характеризует минимальное угловое расстояние между двумя звездами или деталями поверхности планеты, при котором они видны раздельно. Теория дифракции света дает простую формулу для определения г в секундах дуги:
где D - диаметр объектива в миллиметрах.
Практически величину г можно оценить по наблюдениям тесных двойных звезд, пользуясь приведенной ниже таблицей.
Звезда Координаты Звездные величины компонентов Угловое расстояние между компонентами
Для нахождения приведенных в таблице звезд удобен звездный атлас А. А. Михайлова1.
Расположение некоторых двойных звезд приведено на рисунке 1.
1 Можно воспользоваться и «Учебным звездным атласом» А. Д. Могилко, в котором положение звезд дано на 14 крупномасштабных картах.
Теодолиты
При угловых измерениях с помощью теодолита известную трудность составляет отсчет показаний на лимбах. Поэтому рассмотрим более подробно пример отсчета с помощью верньера на теодолите ТТ-50.
Оба лимба, вертикальный и горизонтальный, разделены на градусы, каждый градус в свою очередь подразделен еще на 3 части, по 20" в каждой. Указателем отсчета является нулевой штрих верньера (нониуса), помещенного на алидаде. Если нулевой штрих верньера не совпадает точно с каким-либо штрихом лимба, то долю деления лимба, на которую не совпадают штрихи, определяют по шкале верньера.
Верньер обычно имеет 40 делений, которые по своей протяженности захватывают 39 делений лимба (рис. 2)1. Значит, каждое деление верньера составляет 39/4о деления лимба, или, другими словами, на У40 меньше его. Так как одно деление лимба равно 20", то деление верньера меньше деления лимба на 30".
Пусть нулевой штрих верньера занимает положение, указанное стрелкой на рисунке 3. Замечаем, что точно
1 Для удобства шкалы кругов изображены прямолинейными.
совпало со штрихом лимба девятое деление верньера. Восьмое деление не доходит до соответствующего штриха лимба на 0",5, седьмое - на Г, шестое - на Г,5, а нулевой штрих не доходит до соответствующего штриха лимба (справа от него) на 0",5-9 = 4",5. Значит, отсчет запишется так1:
Рис. 3. Отсчет с помощью верньера
Для более точного отсчета на каждом из лимбов установлено по два верньера, расположенных на 180° один от другого. На одном из них (который принимается за основной) отсчитываются градусы, а минуты берутся как среднее арифметическое показаний обоих верньеров. Однако для школьной практики вполне достаточно отсчет производить по одному верньеру.
1 Оцифровка верньера выполнена так, что отсчет можно сделать сразу. Действительно, совпавший штрих соответствует 4",5; значит, к числу 6Г20" надо прибавить 4",5.
Кроме визирования, окулярные нити используются для определения расстояний с помощью дальномерной рейки (линейки, на которой нанесены равные деления, хорошо видимые издали). Угловое расстояние между крайними горизонтальными нитями а и b (рис. 4) подобрано так, чтобы 100 см рейки помещалось как раз между этими нитями тогда, когда рейка отстоит ровно на 100 м от теодолита. В этом случае коэффициент дальномера равен 100.
Окулярные нити можно использовать и для приближенных угловых измерений, учитывая, что угловое расстояние между горизонтальными нитями а я b п. составляет 35".

ШКОЛЬНЫЙ УГЛОМЕР
Для таких астрономических измерений, как определение полуденной высоты Солнца, географической широты места по наблюдениям Полярной звезды, расстояний до удаленных предметов, проводимых в качестве иллюстрации астрономических методов, можно использовать школьный угломер, который есть почти в каждой школе.
Устройство прибора видно из рисунка 5. На обратной стороне основания угломера, в центре на шарнире, укреплена трубка для установки угломера на штатив или на палку, которую можно воткнуть в землю. Благодаря шарнирному креплению трубки, лимб угломера можно устанавливать в вертикальной и в горизонтальной плоскостях. Указателем вертикальных углов служит стрелка-отвес 1. Для измерения горизонтальных углов применяется алидада 2 с диоптрами, а установка основания прибора контролируется двумя уровнями 3. На верхней кромке прикреплена смотровая трубка 4 для удобства на-
ёодки на предмет. Для определения высоты Солнца используется откидной экран 5, на котором получается светлое пятно, когда трубка направлена на Солнце.

НЕКОТОРЫЕ ПРИБОРЫ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДКИ
Прибор для определения полуденной высоты Солнда
Среди различных типов этого прибора наиболее удобен, на наш взгляд, квадрант-высотомер (рис. 6). Он состоит из прямого угла (две планки), прикрепленной
к нему в виде дуги металлической линейки и горизонтального стерженька А, укрепленного с помощью проволочных стоек в центре окружности (частью которой является линейка). Если взять металлическую линейку длиной 45 см с делениями, то разметку на градусы делать не надо. Каждый сантиметр линейки будет соответствовать двум градусам. Длина проволочных стоек в этом случае должна быть равна 28,6 см. Перед измерением полуденной высоты Солнца прибор необходимо установить по уровню или отвесу и ориентировать нижним основанием вдоль полуденной линии.
Указатель полюса мира
Обычно на школьной географической площадке для обозначения направления оси мира вкапывают в землю наклонный шест или жердь. Но для уроков астрономии этого мало, здесь необходимо позаботиться и об измере-
нии угла, образуемого осью мира с плоскостью горизонта. Поэтому можно рекомендовать указатель в виде планки длиной около 1 м с эклиметром достаточно больших размеров, сделанный, например, из школьного транспортира (рис. 7). Это обеспечивает и большую наглядность, и достаточную точность измерения высоты полюса.
Простейший пассажный инструмент
Для наблюдения прохождения светил через небесный меридиан (что связано со многими практическими задачами) можно использовать простейший нитяной пассажный инструмент (рис. 8).
Для его монтирования необходимо провести на площадке полуденную линию и на ее концах вкопать два столба. Южный столб должен иметь достаточную высоту (около 5 м), чтобы опущенный с него отвес охватывал
больший участок неба. Высота северного столба, с которого опускается второй отвес, около 2 м. Расстояние между столба-ми 1,5-2 м. В ночное время нити необходимо освещать. Такая установка удобна тем, что она обеспечивает наблюдение кульминации светил сразу несколькими учащимися1.
Звездная указка
Звездная указка (рис. 9) состоит из легкой рамки с параллельными планками на шарнирном устройстве. Прицелившись одной из планок на звезду, мы ориентируем в том же направлении и другие. При изготовлении такой указки нужно, чтобы в шарнирах не было люфтов.
Рис. 9. Звездная указка
1 Другая модель пассажного инструмента описана в сборнике «Новые школьные приборы по физике и астрономии», изд. АПН РСФСР, 1959.
Солнечные часы, указывающие местное, поясное и декретное время1
Обычные солнечные часы (экваториальные или горизонтальные), описание которых имеется во многих учебных пособиях, обладают тем недостатком, что они пока-
Рис. 10. Солнечные часы с графиком уравнения времени
зывают истинное солнечное время, которым мы в практике почти не пользуемся. Описанные ниже солнечные часы (рис. 10) свободны от этого недостатка и являются весьма полезным прибором при изучении вопросов, связанных с понятием времени, а также для практических работ.
1 Модель этих часов предложена А. Д. Могилко и описана в сборнике «Новые школьные приборы по физике и астрономии», изд. АПН РСФСР, 1959,
Часовой круг 1 устанавливается на горизонтальной подставке в плоскости экватора, т. е. под углом 90°-ср, где ф-широта места. Вращающаяся на оси алидада 2 имеет на одном конце небольшое круглое отверстие 3, а на другом, на планке 4, график уравнения времени в форме восьмерки. Указателем времени служат три стрелки, нанесенные на планке алидады под отверстием 3. При правильной установке часов стрелка М показывает местное, стрелка Я - поясное и стрелка Д - декретное время. Причем стрелка М наносится точно под серединой отверстия 3 перпендикулярно к циферблату. Для нанесения стрелки Я надо знать поправку %-п, где X-долгота места, выраженная в часовой мере, п-номер часового пояса. Если поправка положительна, то стрелка Я устанавливается направо от стрелки М, если отрицательна - налево. Стрелку Д устанавливают от стрелки Я левее на 1 ч. Высота отверстия 3 от алидады определяется высотой h линии экватора на графике уравнения времени, нанесенном на планке 4.
Для определения времени часы тщательно ориентируют по меридиану линией «0-12», устанавливают основание горизонтально по уровням, затем поворачивают алидаду до тех пор, пока луч Солнца, прошедший через отверстие 3, не попадет на соответствующую дате наблюдения ветвь графика. Стрелки в этот момент дадут отсчеты времени.
Астрономический уголок
Для решения задач на уроках астрономии, для выполнения ряда практических работ (определение широты места, определение времени по Солнцу и звездам, наблюдение спутников Юпитера и др.), а также для иллюстрации излагаемого на уроках материала, кроме издаваемых таблиц по астрономии, полезно иметь в классе выполненные в крупном масштабе справочные таблицы, графики, рисунки, результаты проведенных наблюдений, образцы практических работ учащихся и другие материалы, составляющие астрономический уголок. В астрономическом уголке необходимы и Астрономические календари (ежегодник, издаваемый ВАГО, и Школьный астрономический календарь), в которых содержатся необходимые для занятий сведения, указаны важнейшие астрономические события, приведены данные о новейших достижениях и открытиях в астрономии.
В том случае, когда календарей недостаточно, из справочных таблиц и графиков в астрономическом уголке желательно иметь следующие: склонение Солнца (через каждые 5 дней); уравнение времени (таблица или график), изменение фаз Луны и ее склонений на данный год; конфигурации спутников Юпитера и таблицы затмений спутников; видимость планет в данном году; сведения о затмениях Солнца и Луны; некоторые постоянные астрономические величины; координаты наиболее ярких звезд и др.
Кроме того, необходимы подвижная звездная карта и учебный звездный атлас А. Д. Могилко, немая звездная карта, модель небесной сферы.
Для регистрации момента истинного полудня удобно иметь специально установленное по меридиану фотореле (рис. 11). Ящик, в котором помещено фотореле, имеет две узкие щели, ориентированные точно по меридиану. Солнечный свет, прошедший через наружную щель (ширина щелей 3-4 мм) точно в полдень, попадает во вторую, внутреннюю щель, падает на фотоэлемент и включает электрический звонок. Как только луч от наружной щели сместится и перестанет освещать фотоэлемент, звонок отключается. При расстоянии между щелями в 50 см продолжительность сигнала около 2 мин.
Если прибор устанавливается горизонтально, то верхнюю крышку камеры между наружной и внутренней щелью необходимо сделать с наклоном, чтобы обеспечить попадание солнечных лучей на внутреннюю щель. Угол наклона верхней крышки зависит от наибольшей полуденной высоты Солнца в данном месте.
Чтобы воспользоваться подаваемым сигналом для проверки часов, на ящике фотореле необходимо иметь таблицу с указанием моментов истинного полудня с промежутком через три дня1.
Поскольку якорь электромагнитного реле притягивается при затемнении, то контактные пластины Я, через которые включается цепь звонка, должны быть нормально замкнутыми, т. е. замкнутыми при отжатом якоре.
1 Вычисление момента истинного полудня дано в работе № 3 (см. стр. 33).

Глава II.
НАБЛЮДЕНИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Практические занятия можно разделить на три группы: а) наблюдения невооруженным глазом, б) наблюдения небесных тел с помощью телескопа и других оптических приборов, в) измерения с помощью теодолита, простейших угломерных приборов и другого оборудования.
Работы первой группы (наблюдение звездного неба, наблюдение за движением планет, наблюдение за движением Луны среди звезд) выполняют все ученики класса под руководством учителя или индивидуально.
При выполнении наблюдений с телескопом возникают затруднения, связанные с тем, что телескопов в школе, как правило, один-два, а учащихся много. Если же учесть при этом, что продолжительность наблюдения каждым школьником редко превышает одну минуту, то становится очевидной необходимость улучшения организации астрономических наблюдений.
Поэтому целесообразно класс разделить на звенья по 3-5 человек и каждому звену, в зависимости от наличия в школе оптических приборов, определить время наблюдения. Например, в осенние месяцы наблюдения можно назначать с 20 часов. Если отвести каждому звену по 15 мин, то даже при наличии одного инструмента за 1,5-2 ч наблюдение сможет провести весь класс.
Учитывая, что погода часто нарушает планы по проведению наблюдений, работы следует проводить в те месяцы, когда погода наиболее устойчива. Каждое звено при этом должно выполнить 2-3 работы. Это вполне возможно, если в школе есть 2-3 инструмента и учитель имеет возможность привлечь в помощь опытного лаборанта или любителя астрономии из актива класса.
В некоторых случаях для проведения занятий можно брать оптические инструменты в соседних школах. Для некоторых работ (например, наблюдение спутников Юпитера, определение размеров Солнца и Луны и других) пригодны различные зрительные трубы, теодолиты, призменные бинокли, самодельные телескопы.
Работы третьей группы можно проводить как звеньями, так и всем классом. Для выполнения большинства работ этого вида можно использовать упрощенные приборы, имеющиеся в школе (угломеры, эклиметры, гномон и др.). (...)

Работа 1.
НАБЛЮДЕНИЕ ВИДИМОГО СУТОЧНОГО ВРАЩЕНИЯ ЗВЕЗДНОГО НЕБА
I. По положению околополярных созвездий Малой и Большой Медведиц
1. В течение вечера пронаблюдать (через 2 ч), как изменяется положение созвездий Малой и Большой Медведиц. "
2. Результаты наблюдений внести в таблицу, ориентируя созвездия относительно отвесной линии.
3. Сделать вывод из наблюдения:
а) где лежит центр вращения звездного неба;
б) в каком направлении оно вращается;
в) на сколько градусов примерно поворачивается созвездие за 2 ч.
II. По прохождению светил через поле зрения
неподвижной оптической трубы
Оборудование: телескоп или теодолит, секундомер.
1. Навести трубу телескопа или теодолита на какую-нибудь звезду, находящуюся вблизи небесного экватора (в осенние месяцы, например, на а Орла). Установить трубу по высоте так, чтобы звезда проходила поле зрения по диаметру.
2. Наблюдая видимое перемещение звезды, определить с помощью секундомера время прохождения ею поля зрения трубы1.
3. Зная величину поля зрения (из паспорта или из справочников) и время, вычислить, с какой угловой скоростью вращается звездное небо (на сколько градусов за каждый час).
4. Определить, в каком направлении вращается звездное небо, учитывая, что трубы с астрономическим окуляром дают обратное изображение.

Работа 2.
НАБЛЮДЕНИЕ ГОДИЧНОГО ИЗМЕНЕНИЯ ВИДА ЗВЕЗДНОГО НЕБА
1. В один и тот же час один раз в месяц наблюдать положение околополярных созвездий Большой и Малой Медведиц, а также положение созвездий в южной стороне неба (провести 2 наблюдения).
2. Результаты наблюдений околополярных созвездий внести в таблицу.
1 Если звезда имеет склонение б, то найденное время следует умножить на cos б.
3. Сделать вывод из наблюдений:
а) остается ли неизменным положение созвездий в один и тот же час через месяц;
б) в каком направлении перемещаются околополяр-ные созвездия и на сколько градусов за месяц;
в) как изменяется положение созвездий в южной стороне неба: в каком направлении они сдвигаются и на сколько градусов.
Методические замечания к проведению работ № 1 и 2
1. Для быстроты нанесения созвездий в работах № 1 и 2 учащиеся должны иметь готовый шаблон этих созвездий, сколотый с карты или с рисунка 5 школьного учебника астрономии. Прикалывая шаблон к точке а (Полярная) на вертикальную линию, поворачивают его, пока линия «а-р» Малой Медведицы не займет соответствующее положение относительно отвесной линии, и переносят созвездия с шаблона на рисунок.
2. Второй способ наблюдения суточного вращения неба является более быстрым. Однако в данном случае учащиеся воспринимают движение звездного неба с запада на восток, что требует дополнительных разъяснений.
Для качественной оценки вращения южной стороны звездного неба без зрительной трубы можно рекомендовать такой способ. Надо встать на некотором расстоянии от вертикально поставленного шеста, или хорошо видимой нити отвеса, проектируя шест или нить вблизи звезды. Уже через 3-4 мин будет хорошо заметно перемещение звезды на запад.
3. Изменение положения созвездий в южной стороне неба (работа № 2) можно установить по смещению звезд от меридиана примерно через месяц. В качестве объекта наблюдения можно взять созвездие Орла. Имея направление меридиана (например, 2 отвеса), отмечают в начале сентября (примерно в 20 часов) момент кульминации звезды Альтаир (а Орла). Через месяц, в тот же самый час, проводят второе наблюдение и с помощью угломерных инструментов оценивают, на сколько градусов сместилась звезда к западу от меридиана (смещение должно быть около 30°).
С помощью теодолита смещение звезды к западу можно заметить гораздо раньше, так как оно составляет около 1° в сутки.
4. Первое занятие по ознакомлению со звездным небом проводится на астрономической площадке после первого вводного урока. После ознакомления с созвездиями Большой и Малой Медведиц учитель знакомит учащихся с наиболее характерными созвездиями осеннего неба, которые надо твердо знать и уметь находить. От Большой Медведицы учащиеся совершают «путешествие» через Полярную звезду к созвездиям Кассиопеи, Пегаса и Андромеды. Обращают внимание на большую туманность в созвездии Андромеды, которая видна в безлунную ночь невооруженным глазом как слабое размытое пятно. Здесь же, в северо-восточной части неба, отмечают созвездия Возничего с яркой звездой Капеллой и Персея с переменной звездой Алголь.
Снова возвращаемся к Большой Медведице и смотрим, куда указывает излом ручки «ковша». Невысоко над горизонтом в западной стороне неба находим яркую оранжевого цвета звезду Арктур (а Волопаса), а затем над ней в виде клина и все созвездие. Слева от Волопа-
са выделяется полукруг неярких звездочек - Северная Корона. Почти в зените ярко блестит а Лиры (Вега), восточнее вдоль Млечного пути лежит созвездие Лебедя, а от него прямо на юг - Орел с яркой звездой Альтаир. Повернувшись на восток, снова находим созвездие Пегаса.
В конце занятия можно показать, где проходит небесный экватор и начальный круг склонений. Это понадобится учащимся при знакомстве с основными линиями и точками небесной сферы и экваториальными координатами.
На последующих занятиях зимой и весной учащиеся знакомятся с другими созвездиями, проводят ряд астрофизических наблюдений (цвета звезд, изменение блеска переменных звезд и др.).

Работа 3.
НАБЛЮДЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЛУДЕННОЙ ВЫСОТЫ СОЛНЦА
Оборудование: квадрант-высотомер, или школьный угломер, или гномон.
1. В течение месяца раз в неделю в истинный полдень измерить высоту Солнца. Результаты измерений и данные о склонении Солнца в остальные месяцы года (взятые через неделю) занести в таблицу.
2. Построить график изменения полуденной высоты Солнца, откладывая по оси X даты, а по оси У - полуденную высоту. На графике провести прямую, соответствующую высоте точки экватора в плоскости меридиана на данной широте, отметить точки равноденствий и солнцестояний и сделать вывод о характере изменения высоты Солнца в течение года.
Примечание. Вычислять полуденную высоту Солнца по склонению в остальные месяцы года можно по уравнению
Методические замечания
1. Для измерения высоты Солнца в полдень надо иметь или направление полуденной линии, проведенной заранее, или знать момент истинного полудня по декретному времени. Рассчитать этот момент можно, если известно уравнение времени на день наблюдения, долгота места и номер часового пояса (...)
2. Если окна класса выходят на юг, то установленный, например на подоконнике, по меридиану квадрант-высотомер дает возможность в истинный полдень сразу получать высоту Солнца.
При измерениях с помощью гномона также можно заранее приготовить шкалу на горизонтальном основании и по длине тени сразу получить величину угла Iiq. Для разметки шкалы используется соотношение
где I - высота гномона, г - длина его тени.
Можно использовать и метод плавающего зеркальца, помещенного между рамами окна. Зайчик, отброшенный на противоположную стену, в истинный полдень будет пересекать нанесенный на ней меридиан со шкалой высот Солнца. В этом случае весь класс, наблюдая за зайчиком, может отмечать полуденную высоту Солнца.
3. Учитывая, что в этой работе не требуется большой точности измерений и что вблизи кульминации высота Солнца меняется незначительно по отношению к моменту кульминации (около 5" в интервале±10 мин), то время измерения может отклоняться от истинного полдня на 10-15 мин.
4. Полезно в этой работе произвести хотя бы одно измерение с помощью теодолита. Следует учесть, что при наведении средней горизонтальной нити перекрестия под нижний край диска Солнца (фактически под верхний, так как труба теодолита дает обратное изображение) надо из полученного результата вычесть угловой радиус Солнца (примерно 16"), чтобы получить высоту центра диска Солнца.
Результат, полученный с помощью теодолита, можно в дальнейшем использовать для определения географической широты места, если по каким-либо причинам эту работу нельзя будет поставить.

Работа 4.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ НЕБЕСНОГО МЕРИДИАНА
1. Выбрать точку, удобную для наблюдения южной стороны неба (можно в классе, если окна выходят на юг).
2. Установить теодолит и под его отвесом, опущенным с верхнего основания треноги, сделать постоянную и хорошо заметную отметку выбранной точки. При наблюдениях ночью необходимо слегка осветить рассеянным светом поле зрения трубы теодолита, чтобы были хорошо заметны окулярные нити.
3. Оценив примерно направление точки юга (например, с помощью буссоли теодолита или наведением трубы на Полярную звезду и поворотом ее на 180°), навести трубу на достаточно яркую звезду, отстоящую немного к востоку от меридиана, закрепить алидаду вертикального круга и трубу. Снять три отсчета на горизонтальном лимбе.
4. Не изменяя установки трубы по высоте, следить за движением звезды, пока она не окажется на такой же высоте после прохождения меридиана. Произвести второй отсчет горизонтального лимба и взять среднее арифметическое значение этих отсчетов. Это и будет отсчет на точку юга.
5. Навести трубу в направлении точки юга, т. е. установить нулевой штрих нониуса на число, соответствующее найденному отсчету. Если в поле зрения трубы не попадает никаких земных предметов, которые служили бы ориентиром точки юга, то надо произвести «привязку» найденного направления к хорошо заметному предмету (восточнее или западнее от меридиана).
Методические замечания
1. Описанный способ определения направления меридиана по равным высотам какой-либо звезды является более точным. Если меридиан определяется по Солнцу, то надо иметь в виду, что склонение Солнца непрерывно меняется. Это приводит к тому, что кривая, по которой Солнце идет в течение дня, несимметрична относительно меридиана (рис. 12). Значит, найденное направление, как полусумма отчетов при равных высотах Солнца, будет несколько отличаться от меридиана. Ошибка в этом случае может доходить до 10".
2. Для более точного определения направления мери-
диана берут три отсчета, используя три горизонтальные линии, имеющиеся в окуляре трубы (рис. 13). Наведя трубу на звезду и действуя микрометрическими винтами, ставят звезду немного выше верхней горизонтальной линии. Действуя только микрометрическим винтом алидады горизонтального круга и сохраняя установку теодолита по высоте, держат звезду все время на вертикальной нити.
Как только она коснется верхней горизонтальной нити а, снимают первый отсчет. Потом пропускают звезду через среднюю и нижнюю горизонтальные нити Ь и с и снимают второй и третий отсчеты.
После прохождения звезды через меридиан поймать ее на такой же высоте и снова снять отсчеты на горизонтальном лимбе, только в обратном порядке: сначала третий, затем второй и первый отсчеты, так как звезда после прохождения меридиана будет опускаться, а в трубе, дающей обратное изображение, она будет подниматься. При наблюдениях Солнца поступают аналогично, пропуская через горизонтальные нити нижний край диска Солнца.
3. Чтобы сделать привязку найденного направления к заметному предмету, надо навести трубу на этот предмет (миру) и записать отсчет горизонтального круга. Вычтя из него отсчет точки юга, получают азимут земного предмета. При повторной установке теодолита на эту же точку надо навести трубу на земной предмет и, зная угол между этим направлением и направлением меридиана, установить трубу теодолита в плоскости меридиана.
KOHEЦ ФPAГMEHTA УЧЕБНИКА

ЛИТЕРАТУРА
Астрономический календарь ВАГО (ежегодник), изд. АН СССР (с 1964 г. «Наука»).
Барабашов Н. П., Инструкция для наблюдения Марса, изд. АН СССР, 1957.
БронштэнВ. А., Планеты и их наблюдения, Гостехиздат, 1957.
Дагаев М. М., Лабораторный практикум по общей астрономии, «Высшая школа», 1963.
Куликовский П. Г., Справочник любителя астрономии, Физматгиз, 1961.
Мартынов Д. Я., Курс практической астрофизики, Физматгиз, 1960.
Могилко А. Д., Учебный звездный атлас, Учпедгиз, 1958.
Набоков М. Е., Астрономические наблюдения с биноклем, изд. 3, Учпедгиз, 1948.
Навашин М. С., Телескоп астронома-любителя, Физматгиз, 1962.
Н овиков И. Д., Шишаков В. А., Самодельные астрономические приборы и инструменты, Учпедгиз, 1956.
«Новые школьные приборы по физике и астрономии». Сборник статей, под ред. А. А. Покровского, изд. АПН РСФСР, 1959.
Попов П. И., Общедоступная практическая астрономия, изд. 4, Физматгиз, 1958.
Попов П. И., Баев К. Л., Воронцов-Вельяминов Б. А., КУницкий Р. В., Астрономия. Учебник для педвузов, изд. 4, Учпедгиз, 1958.
«Преподавание астрономии в школе». Сборник статей, под ред. Б. А. Воронцова-Вельяминова, изд. АПН РСФСР, 1959.
Сытинская Н. Н., Луна и ее наблюдение, Гостехиздат, 1956.
Цесевич В. П., Что и как наблюдать на небе, изд. 2, Гостехиздат, 1955.
Шаронов В. В., Солнце и его наблюдение, изд. 2, Гостехиздат, 1953.
Школьный астрономический календарь (ежегодник), «Просвещение».

Учимся находить Малую Медведицу, Кассиопею и Дракон

Каждый из нас, вглядываясь в бесконечные звездные россыпи на ночном небе, вероятно, не раз испытывал сожаление, что не знаком с азбукой звездного неба. Порой как хочется знать, что за созвездие образует та или иная группа звезд, или как называется та или иная звезда. На этой странице нашего сайта мы поможем вам сориентироваться в звездных узорах и научиться определять созвездия, видимые в средних широтах России.

Итак, начнем наше знакомство со звездным небом. Познакомимся с четырьмя созвездиями Северного неба: Большая Медведица, Малая Медведица (с известной Полярной звездой), Дракон и Кассиопея. Все эти созвездия ввиду своей близости к Северному полюсу мира на Европейской территории бывшего СССР являются незаходящими. Т.е. их можно отыскать на звездном небе в любой день и в любой момент времени. Первые шаги следует начать с известного каждому «ковша» Большой Медведицы. Вы нашли его на небе? Если нет, то для его поиска помните, что летними вечерами «ковш» находится на северо-западе, осенью – на севере, зимой – на северо-востоке, весной – прямо над головой. Теперь обратите внимание на две крайние звезды этого «ковша».

Если мысленно провести прямую через эти две звезды, то первой же звездной, яркость которой сравнима с яркостью звезд «ковша» Большой Медведицы, будет Полярная звезда, принадлежащая созвездию Малой Медведицы. Пользуясь картой, представленной на рисунке, попытайтесь отыскать остальные звезды этого созвездия. Если вы наблюдаете в городских условиях, то разглядеть звезды «малого ковша» (а именно так неофициально называют созвездие Малой Медведицы) будет трудно: они не так ярки, как звезды «большого ковша», т.е. Большой Медведицы. Для этого лучше иметь под рукой бинокль. Когда вы разглядите созвездие Малой Медведицы, то можете попробовать отыскать созвездие Кассиопеи. У болшинства это ассоциируется еще с одним «ковшом». Скорее это даже «кофейник». Итак, посмотрите на вторую от конца звезду «ручки ковша» Большой Медведицы. Это та звезда, рядом с которой видна еле заметная невооруженному глазу звездочка. Яркая звезда носит имя Мицар, а та, что рядом – Алькор. Говорят, что если перевести с арабского, то Мицар – это конь, а Алькор – это всадник. При общении со знакомыми, знающими арабский язык, не подтвердили это. Доверимся книгам.

Итак, Мицар найден. Теперь проведите мысленную прямую от Мицара через Полярную звезду и далее примерно на такое же расстояние. И вы наверняка увидите довольно яркое созвездие в виде латинской буквы W Это и есть Кассиопея. Все-таки чем-то похоже на «кофейник», не правда ли?

После Кассиопеи пробуем найти созвездие Дракона . Как видно из рисунка вверху страницы, оно как бы простирается между «ковшами» Большой и Малой Медведицы, уходя далее в сторону Цефея, Лиры, Геркулеса и Лебедя. Попытайтесь с помощью рисунка найти созвездие Дракона полностью. Теперь вы без труда должны уметь отыскать на небе созвездия Большой и Малой Медведиц, Кассиопеи, Дракона.

Учимся находить Лиру и Цефей

После выполнения первого задания вы должны уметь находить на небе Большую Медведицу, Малую Медведицу, Кассиопею и Дракон. Теперь найдем на небе еще одно около полярное созвездие – Цефей , а также самую яркую звезду северного полушария неба – Вегу , входящую в созвездие Лиры .

Начнем с Веги , тем более в августе – сентябре звезда хорошо видна высоко над горизонтом в юго-западной, а затем в западной его части. Жители средней полосы могут наблюдать эту звезду круглый год, т.к. она в средних широтах является незаходящей.

Когда вы знакомились с созвездием Дракона, то наверняка обратили внимание на четыре звезды в виде трапеции, формирующие «голову» Дракона в его западной части (см. рис. сверху). И наверняка вы обратили внимание на яркую белую звезду недалеко от «головы» Дракона. Это и есть Вега . Для того чтобы убедиться в этом, проведите мысленную прямую, как это показано на рисунке, от крайней звезды «ковша» Большой Медведицы (звезда называется Дубге) через «голову» Дракона. Вега будет лежать как раз на продолжении этой прямой. Теперь рассмотрите внимательно окрестности Веги и вы увидите несколько слабых звездочек, образующих фигуру, напоминающую параллелограмм. Это и есть созвездие Лиры. Забегая немного вперед, отметим, что Вега является одной из вершин так называемого летне-осеннего треугольника, остальными вершинами которого являются яркие звезды Альтаир (главная звезда созвездия Орла) и Денеб (главная звезда созвездия Лебедь). Денеб расположен недалеко от Веги, и он подписан на нашей карте, так что попробуйте найти его самостоятельно. Если не получится, то не отчаивайтесь – в следующем задании мы будем искать и Лебедь, и Орел.

Теперь переведите ваш взор в околозенитную область неба, если, конечно, вы наблюдаете поздним летом или осенью вечером. Находясь за пределами большого города вам, вероятно, удастся разглядеть полоску Млечного Пути, простирающуюся с юга на северо-восток. Так вот между Драконом и Кассиопеей вы без труда найдете созвездие, напоминающее домик с крышей (см. рис.), который как бы «плывет» по Млечному Пути. Это созвездие Цефея. Если вы наблюдаете в большом городе, и Млечный Путь не виден, то вашим ориентиром также должны быть Кассиопея и Дракон. Созвездие Цефея находится как раз между «изломом» Дракона и Кассиопеей. «Крыша домика» нестрого направлена на Полярную звезду. Теперь вы без труда должны уметь отыскать на небе созвездия Цефея и Лиры.

Учимся находить Персея, Андромеду и Возничего

Найдем еще три созвездия: Персей, Андромеда со знаменитой туманностью Андромеды, Возничий с яркой звездой – Капеллой , а также рассеянное звездное скопление Плеяды, входящие в состав созвездия Тельца. Для нахождения Возничего и Плеяд в августе рекомендуется взглянуть на небо около полуночи, в сентябре – около 23 часов, в октябре – после 22 часов. Для начала нашей сегодняшней прогулки по звездному небу, найдите Полярную звезду, а затем созвездие Кассиопеи. В августовские вечера оно с вечера видно высоко над северо-восточной частью неба.

Вытяните вперед руку, расставив большой и указательный пальцы этой руки на максимально возможный угол. Этот угол будет равен примерно 18°. Теперь наведите указательный палец на Кассиопею, а большой палец опустите перпендикулярно вниз. Там вы увидите звезды, принадлежащие созвездию Персея . Сопоставьте наблюдаемые звезды с фрагментом звездной карты и запомните расположение созвездия Персея.

После этого обратите внимание на длинную цепочку звезд, протянувшуюся от Персея в сторону точки юга. Это созвездие Андромеды . Если вы проведете мысленную прямую от Полярной звезды через Кассиопею, то эта прямая также укажет на центральную часть Андромеды. Пользуясь звездной картой, найдите это созвездие. Теперь обратите внимание на центральную яркую звезду созвездия. Звезда имеет свое название – Мирах. Над ней можно найти три неяркие звезды, образующие треугольник, а вместе с Альферацем – фигуру, напоминающую рогатку. Между верхними звездами этой «рогатки» в безлунные ночи за пределами города можно разглядеть слабое туманной пятнышко. Это и есть знаменитая туманность Андромеды – исполинская галактика, видимая невооруженным глазом с Земли. В пределах города для ее поиска можно воспользоваться небольшим биноклем или подзорной трубой.

В процессе поиска Персея вы, вероятно, заметили ярко-желтую звезду левее и ниже Персея. Это Капелла – главная звезда созвездия Возничего . Само созвездие Возничего видно под созвездием Персея, но для более эффективного его поиска необходимо проводить наблюдения уже после полуночи, хотя часть созвездия видна уже с вечера (в средней полосе России Капелла является незаходящей звездой).

Если пройти по цепочке звезд созвездия Персея, как это показано на карте, то вы заметите, что цепочка сначала идет вертикально вниз (4 звезды), а затем поворачивает направо (3 звезды). Если от этих трех звезд продолжить мысленную прямую далее направо, то вы обнаружите серебристое облачко, при более внимательном рассмотрении для человека с нормальным зрением оно распадется на 6-7 звезд в виде миниатюрного «ковшика». Это и есть рассеянное звездное скопление Плеяды.