МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ДО КОНКУРСУ

«МАН-Юніор Ерудит» у номінації «Астрономія»

Основні знання про Сонячну систему, планети та малі небесні тіла Сонячної системи вивчаються в школі як у курсі природознавства, так і в курсі астрономії. Крім цього, завдяки дослідженню Сонячної системи за допомогою автоматичних космічних апаратів, у останні роки накопичилося багато відомостей про планети в мережі Інтернет, зокрема світлин навколопланетних тіл, а також поверхні планет та їх супутників.

У тестових завданнях для 5-7 та 8-9 класів передбачається, що учні знають планети, які входять до складу Сонячної системи, а також назви космічних об’єктів та походження цих назв. До тестових завдань включені питання, де необхідні певні знання про історію розвитку астрономії, в тому числі такі, в яких використовуються відомості про небесні явища, зафіксовані в літописах.

Учні 8-9 та 10-11 класів повинні мати уявлення про конфігурації планет, фази Місяця, Венери, сонячні та місячні затемнення.

У завдання для 10-11 класів включено вже значну кількість конкретних даних про відстані в Сонячній системі, співвідношення мас планет, законів Кеплера, всесвітнього тяжіння.

Методи спостережень і астрономічних вимірювань необхідні для аналізу фотоспостережень, вони мають форму тестів з розвитком змісту – тобто до однієї світлини сформульовано кілька тестових завдань.

Особливістю тестів цього року є світлини астрономічних об’єктів, зроблені учнями-членами Малої академії наук. На наш погляд, це надихатиме учнів разом із вчителями до вивчення астрономії.

Для виконання завдань потрібні астрономічні знання відповідно до навчальних програмам з природознавства та астрономії для загальноосвітніх навчальних закладів.

Для підготовки використовуйте шкільні навчальні посібники, сайти Астронет http://www.astronet.ru/; а також освітні сайти http://elementy.ru/astronomy; http://college.ru/astronomy/course/content/content.html.

Найбільш ефективним матеріалом для підготовки вважаємо публікації в журналі «Школа юного вченого» за 2014-2015 роки, де в кожному з номерів друкується журнальний варіант навчального посібника з практичної астрономії Михайла Івановича Стаценка «Крок за кроком до зірок». Автор цих публікацій є одночасно й автором тестових завдань.

Далі пропонуємо кілька тренувальних завдань.

1. Чи спостерігається Місяць в червневу Повню на північному полюсі?

22 червня на північному полюсі Сонце на протязі всієї доби знаходиться на висоті 23°,5 над горизонтом. Місяць в Повні знаходиться у протилежній до Сонця точці небесної сфери, і тому увесь час буде приблизно на такій же висоті під горизонтом. Нахил площини орбіти Місяця до площини екліптики складає  5°,1 і тому його висоти під горизонтом лежатимуть в межах від  -18°,4 до  -28°,6. Внаслідок цього, для спостереження він недоступний.

2. 7 лютого Місяць перебував в Останній чверті. Яким було його пряме сходження?

Дата 7 лютого рівновіддалена від днів зимового сонцестояння і весняного рівнодення, так що пряме сходження Сонця рівне 21^h. Оскільки Місяць в останній чверті, його пряме сходження на  6^h менше і, значить, рівне 15^h.

3. Чи спостерігається Місяць в червневу Повню на північному полюсі?

22 червня на північному полюсі Сонце на протязі всієї доби знаходиться на висоті 23°,5 над горизонтом. Місяць в Повні знаходиться у протилежній до Сонця точці небесної сфери, і тому увесь час буде приблизно на такій же висоті під горизонтом. Нахил площини орбіти Місяця до площини екліптики складає  5°,1 і тому його висоти під горизонтом лежатимуть в межах від  -18°,4 до  -28°,6. Внаслідок цього, для спостереження він недоступний.

4. 7 лютого Місяць перебував в Останній чверті. Яким було його пряме сходження?

Дата 7 лютого рівновіддалена від днів зимового сонцестояння і весняного рівнодення, так що пряме сходження Сонця рівне 21^h. Оскільки Місяць в останній чверті, його пряме сходження на  6^h менше і, значить, рівне 15^h.

1. 5.      З яким періодом змінюються фази Землі для спостерігача на Місяці? Поясніть, чому так відбувається. Виразіть в земних і в місячних добах.

Коли на Землі Повня, то з Місяця видно темний бік Землі (Нова Земля), а коли для нас наступає Новий Місяць, то до Місяця повернутий освітлений бік Землі, і на Місяці – Повна Земля. Період зміни фаз залишається таким же як і для Місяця, тобто 29,53 земних діб, або одна місячна доба.

1. 6.      Вчора відбулося покриття Венери Місяцем. Чи можливе завтра затемнення Сонця? Місяця?

Відомо, що сонячні затемнення відбуватимуться у той час, коли Місяць знаходиться між Сонцем і Землею, тобто у фазі Нового Місяця, а місячні затемнення – у Повні, коли Місяць виявляється у протилежному боці від Сонця. Планета Венера – внутрішня, і вона не віддаляється на небі від Сонця більш як на 47°. Отже, покриття Венери Місяцем може відбутися на небі поблизу Сонця, тобто за декілька днів до або після Нового Місяця. Якщо вчора відбулося це явище, то завтра може бути Новий Місяць, а значить, можливе настання сонячного затемнення. Фази Повні і місячного затемнення бути не може.

1. 7.      Уважно розгляньте запропоновану вам фотографію (автор Террі Кютл, Австралія) і виконайте наступні завдання:

1. Для кожного з астрономічних об’єктів, що зображені на цьому фотознімку, вкажіть тип кожного з них.
2. Які астрономічні явища ми можемо тут спостерігати?
3. Запишіть екваторіальні координати об’єктів, зафіксованих на цьому фотознімку?
4. Встановіть дату спостереження.
5. В який час доби було зроблено фотографію?
6. Оцініть відстань до Марса.

1. 1.              Сонце – зоря, Регул – зоря, Меркурій, Венера – внутрішні планети, Марс, Сатурн – зовнішні планети, Земля – планета, Місяць – супутник планети Земля, Великий Китайський Мур – витвір рук людських на поверхні планета Земля.
2. 2.              Сонячне затемнення,  свічення сонячної корони, кільце заграви, малий парад планет.

Відмітимо на малюнку положення екліптики: вона проходить через Сонце і Регул (α Лева). Взявши за масштаб кутовий діаметр Місяця (d = 0°,5), оцінимо кутові відстані від Сонця до зафіксованих об’єктів вздовж екліптики (див. малюнок). Марс знаходиться практично на екліптиці, Сатурн і Венера віддалені від неї приблизно на 1°, а Меркурій – на 1°,5. Скориставшись цими даними, можемо тепер нанести положення астрономічних об’єктів на карту зоряного неба і визначити їх екваторіальні координати (положення зорі Регул на карті вже відмічено).