Занятие элективного курса_Загадочная Луна

Автор Захарова Е.А., учитель физики и информатики МОУ СОШ №13 им. Р.А. Наумова гог Буй Костромской обл.
Занятие элективного курса «Природа планет Солнечной системы»
Тема: Загадочная Луна
Цель: Изучить физические условия на Луне, поверхность Луны.
Задачи:
1) Познакомить с учебным материалом о природе Луны;
2)
формировать умения видеть и объяснять явления,
происходящие на Луне;
3) дать представление о некоторых физических законах и теориях, которые
происходят на Луне;
4) научить раскрывать физическую сущность наблюдаемых явлений;
5)
сформировать основы естественнонаучной картины Луны как
ближайшего спутника Земли
6)
создать условия самореализации личности учащегося;
7)
воспитывать навыки сотрудничества в процессе совместной работы,
уважительного отношения к мнению одноклассников в обсуждении
проблем, аргументировано отстаивать свою позицию.
8)
выработать умение оформлять и представлять результаты своей
деятельности.
Ход урока
1. Повторение пройденного материала
В начале урока учащимся предлагается тест «Проверь себя» по материалу
прошлого занятия «Звездное небо» (приложение 1)
2. Изучение нового материала
Слайд 1, 2
Луна - естественный спутник Земли и самое близкое к Земле небесное
тело и поэтому изучено лучше всего, но несколько тысячелетий назад с
каким изумлением следил первобытный человек за лунным диском!
Задумчивое и таинственное светило, тусклое ночное солнце, одиноко
блуждающий по безмолвному небосводу шар – Луна во все времена
привлекала
к
себе
человеческие
взоры
и
мысли.
Луна подвергалась превратностям людского мнения. Жюль Верн,
Автор Захарова Е.А., учитель физики и информатики МОУ СОШ №13 им. Р.А. Наумова гог Буй Костромской обл.
Бержерак и другие писатели, фантазеры воображали, а некоторые и
утверждали, что Луна населена живыми существами и богата плодотворной
жизнью.
До изобретения телескопа философы, вполне естественно, склонны
были видеть в Луне Землю, аналогичную той, на которой мы живем. И
сегодня на этом уроке мы должны изучить природу Луны и сделать вывод
существует ли жизнь на Луне?
Слайд 3,4
Слайд 5
Для земного наблюдателя Луна одновременно участвует в двух движениях:
1. В суточном вращении небесной сферы по часовой стрелке.
2. Обращение Луны вокруг Земли. Из – за этого Луна быстро изменяет
свое положение относительно звезд, перемещаясь в направлении
против часовой стрелки.
Слайд 6
Луна непрерывно перемещается по звездному небу и по отношению к
какой-нибудь звезде за сутки смещается навстречу суточному вращению
неба примерно на 13 градусов, а через 27 1/3 суток возвращается к тем же
звездам, описав на небесной сфере полный круг.
Промежуток времени, в течение которого Луна совершает полный
оборот вокруг Земли по отношению к звездам, называется звездным или
сидерическим месяцем; он составляет 27 1/3 суток.
При рассмотрении Луны в бинокль или даже невооруженным глазом на
тех поверхности видны темные пятна и всегда на одних и тех же местах,
одинаково удаленных от краев лунного диска.
Слайд 7, 8
Почему Луна всегда обращена к Земле одной стороной?
Вращаясь вокруг оси, Луна попеременно обращает к Солнцу разные
свои стороны. Следовательно, на Луне происходит смена дня и ночи,
солнечные сутки на Луне равны обороту Луны относительно Солнца. День
на Луне длится 15 земных суток, столько же длится и ночь.
Время одного оборота Луны вокруг Земли в точности равно времени одного
оборота Луны вокруг своей оси.
Слайд 9
Рассмотрим основные параметры Луны.
Автор Захарова Е.А., учитель физики и информатики МОУ СОШ №13 им. Р.А. Наумова гог Буй Костромской обл.
1) Луна гораздо ближе к Земле, чем другие небесные тела. Ближайшие к
нам планеты находятся примерно в 100 раз дальше. Луна движется
вокруг Земли не по окружности, а по эллипсу, поэтому ее расстояние
от Земли не остается постоянным.
2) Луна меньше Земли по диаметру вчетверо, ее радиус равен 1738 км,
или 0,272 радиуса Земли. Масса ее меньше Земли в 81 раз и равна
0,0123 массы Земли. Масса Луны надежно определена по движению ее
искусственных спутников, неоднократно выводимых на орбиту вокруг
Луны.
3) Площадь Луны несколько меньше территории Азии. По объему Луна
почти в 50 раз меньше Земли.
4) Ее средняя плотность равна 3,55*10 -3 кг/м³ или 0,6 плотности Земли, а
ускорение свободного падения на ее поверхности g = 1,63 м/с².
Во сколько раз земное ускорение свободного падения больше, чем
лунное? В шесть раз, т.к. на Земле g = 10 м/с², а на Луне g = 1,63 м/с².
А во сколько раз сила тяжести на Луне меньше чем на Земле?
Слайд 10
Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше земной.
Это обстоятельство послужило причиной того, что Луна не могла
удержать частицы газов и водяного пара, составлявших когда-то её
атмосферу.
Поэтому Луна практически лишена атмосферы и на её поверхности
нет воды и льда. Подумайте почему? (т.к. нет атмосферы, которая могла
бы удержать воду). Если когда-нибудь они там и были, то давно уже
испарились, и улетучились в мировое пространство.
Слайд 11
Как вы думаете, одинаковые по весу будут предметы на Земле и Луне?
(Нет)
Давайте рассчитаем массу гири на Луне, если на Земле е масса 10 кг.
(Так как сила тяжести на Луне, как мы с вами уже говорили, в 6 раз меньше,
чем на Земле, то и масса гири на Луне будет в 6 раз меньше земной массы)
Масса гири на Луне 10 кг / 6 = 1,7 кг
Поэтому любой предмет на лунной поверхности весит в раз меньше,
чем на Земле.
На Луне нет атмосферы, смягчающей палящее солнечное излучение и
защищающей от космических лучей и потоков метеоритов. Нет там ни
облаков, ни воды, ни туманов, ни радуги, ни зори с рассветом. Из-за
Автор Захарова Е.А., учитель физики и информатики МОУ СОШ №13 им. Р.А. Наумова гог Буй Костромской обл.
отсутствия воздуха и газообразной оболочки на Луне происходят весьма
любопытные
явления.
Отсутствие атмосферы на Луне доказывается несколькими явлениями.
Слайд 12
1. Звезды приближаясь к лунному краю, гаснут не постепенно, а
скрываются за Луной сразу. Если бы на Луне была атмосфера,
звезды гасли бы постепенно: по мере приближения к краю Луны
свет ослабевал бы вследствие поглощения лунной атмосферой.
2. Здесь нет сумерек, ночь сменяется днем и день сменяется ночью
мгновенно, подобно лампе, которая мгновенно гаснет и загорается в
темноте. На лунном небе нет красок. На протяжении всей ночи,
которая продолжается две земные недели, и столь же
продолжительного дня при палящем Солнце над Луной черное небо,
усеянное множеством звезд, четко выделяющихся и совершенно
немерцающих. Звезды на лунном небе видны днем также хорошо,
как и ночью. Из-за отсутствия атмосферы нет ветра. Там постоянно
безоблачное черное небо, на нем можно одновременно увидеть
Солнце, Землю и звезды.
3. Над ее поверхностью мы никогда не видим облаков и тумана,
потому что на Луне никогда не бывает дождя.
4. Атмосфера смягчает колебания температуры. А вот отсутствие ее,
вызывает на Луне резкую смену жары и холода, поэтому нет
постепенного перехода от тепла к холоду. Температура на Луне
сразу падает с точки кипения до температуры межпланетного
пространства. Температура в подсолнечной точке Луны равна
+120°С, а в противоположной точке ночного полушария - 160°С.
Вот так изменяется температура в течении одного лунного дня!
Огромные перепады температуры лунной поверхности от дня к ночи
объясняется не только отсутствием атмосферы, но и
продолжительностью лунного дня и лунной ночи, которая
соответствует двум нашим неделям.
5. По той же причине метеориты без торможения с огромной
скоростью ударяются о лунную поверхность, вызывая сильные
сотрясения почвы и образуя воронки.
Физические условия на невидимой стороне Луны заметно не отличаются от
условий на видимой стороне.
Слайд 13
Существует ли органическая жизнь на Луне?
При существующих на Луне условиях органическая жизнь там невозможна!
Автор Захарова Е.А., учитель физики и информатики МОУ СОШ №13 им. Р.А. Наумова гог Буй Костромской обл.
Слайд 14
Внутреннее строение Луны изучено по сейсмическим данным,
переданных на Землю приборами космических экспедиций «Аполлон».
Толщина коры Луны 60-100 км. До глубины около 1000 км,
расположены верхняя и нижняя мантии (толщина верхней мантии 400 км).
Диаметр ядра не более 1500 км. О физическом состоянии ядра пока судить
трудно, но, очевидно, оно силикатное и почти твердое, т.к. из-за небольших
размеров и средней плотности Луны давление в ядре не более 6*10 4 МПа, а
температура выше 10000С. Видимо, из-за малой электропроводности ядра и
медленного вращения у Луны отсутствует магнитное поле.
Слайд 15
Анализ доставленных на Землю образцов лунного грунта показал, что
химический состав сходен с земными породами. Малая плотность грунта
объясняется его большой породистостью (до 50%).
Изучение горных пород, доставленных на Землю, позволило оценить
возраст Луны методом радиоактивного распада. Камни на Луне стали
твердыми
около
4,4
млрд.
лет
назад.
Слева – базальт одного из лунных морей. Справа – горные породы со
дна кратера, образовавшиеся в результате падения метеорита. В центре –
анортозит, по составу похожий на лунную кору возвышенных регионов.
Слайд 16
Мощная литосфера толщиной 1000 км. Исключает возможность и
выход лавы на поверхность. Но раньше, миллиарды лет назад, на Луне были
извержения вулканов.
Слайд 17
Первым наблюдал в телескоп Галилео Галилей. Он увидел лунный
пейзаж, покрытый горами и изрытый кратерами. Телескопы Галилея
(Музей истории науки, Флоренция). Два телескопа укреплены на музейной
подставке. В центре виньетки – разбитый объектив от первого телескопа
Галилея.
Рельеф лунного полушария, обращенного к Земле, хорошо виден в
небольшие телескопы. первые подробные карты лунной поверхности
составил польский астроном Гевелий и опубликовал их в 1647 году, где
предложил названия наиболее крупным лунным объектам.
Слайд 18
В 1651 году итальянский астроном Риччиоли опубликовал карту Луны и
назвал образования на Луне морями и кратерами.
Слайд 19
Автор Захарова Е.А., учитель физики и информатики МОУ СОШ №13 им. Р.А. Наумова гог Буй Костромской обл.
Что такое моря? Невооруженным глазом на диске Луны видны темные
пятна, которые в 17 веке были названы морями, т.к. были изначально
приняты за водоемы. Это название сохранилось и до настоящего времени,
хотя уже давно установлено, что на Луне нет воды.
Слайд 20
Лунные моря представляют собой низменные области, которые по
сравнению с возвышенными областями, отражают меньше света и кажутся
более темными.
Поверхность морей сглажена и покрыта темным веществом, в том
числе застывшей лавой, некогда изверженной из лунных недр. Самая
большая низменность, протяженностью свыше 2000 км, названа Океаном
Бурь.
Н поверхности морей имеются складки и холмы, а также округлые
возвышенности, представляющие собой вершины невысоких гор, залитых
впоследствии затвердевшей лавой. Характерные по своим очертаниям
краевые зоны морей названы заливами, а небольшие изолированные темные
низменности – озерами. Моря и озера занимают около 40% всей видимой с
Земли поверхности Луны. Остальная часть 60% представляет собой материк,
покрытый как отдельными горами, так и горными цепями и хребтами.
Слайд 21
В системе наименований деталей рельефа Луны, используемой в
настоящее время на картах, сохранились названия, данные еще Яном
Гевелием в 1647 году для горных хребтов, - Альпы, Апеннины, Кавказ.
Некоторые горные цепи названы именами ученых: горы Даламбера,
горы Лейбница и т.д. Широкая темная равнина Море дождей, а по ее краям –
цепи гор и отдельные кольцевые горы.
Высота гор различна, отдельные горные вершины – пики поднимаются
до 8 км. Горные склоны изрезаны многочисленными ущельями и
трещинами, а между горами тянутся длинные долины.
Горные районы лунной поверхности покрыты множеством кратеров.
Для кратеров взяты имена знаменитых ученых, например, Коперника,
Кеплера, Циолковского, Ломоносова, Тихо.
Многие мелкие кратеры образованы взрывами метеоритных тел,
сталкивающихся с Луной. Более крупные кратеры имеют вулканическое
происхождение.
В настоящее время имеются подробные карты обоих полушарий Луны.
3. Вопросы для закрепления пройденного материала:
Автор Захарова Е.А., учитель физики и информатики МОУ СОШ №13 им. Р.А. Наумова гог Буй Костромской обл.
- Одинакова ли сила тяжести на Земле и Луне?
- Сколько будет весить тело на Луне, если на Земле его масса 5 кг? (0,83 кг)
- Есть ли атмосфера на поверхности Луны?
- Существует ли вода на Луне?
- Почему у Луны мы видим только одну сторону?
Приложение 1
Вопрос №1
Отметь важное свойство Полярной звезды:
Сам ая яркая зв езда на небе
Поч т и т оч но с ов падает с З енит ом
Поч т и т оч но с ов падает с Сев ерным Полюс ом Мира
Вопрос №2
За сколько примерно времени все звезды соверш ают
полный оборот вокруг Северного Полюса Мира?
За 12 часов
За 24 часа
За 48 часов
Вопрос №3
Вращается ли Полярная звезда вокруг Северного Полюса
Мира?
Не в ращает с я
Вращает с я по боль шом у кру гу
Вращает с я по м алом у кру гу
Вопрос №4
Причиной движения звезд вокруг Северного Полюса Мира
является
Вращение З ем ли в окру г ос и
Вращение З ем ли в окру г Солнца
Д ейс т в ит ель ное в ращение зв езд в окру г З ем ли
Вопрос №5
Сколько звезд входит в созвездие большой медведицы?
Вопрос №6
Автор Захарова Е.А., учитель физики и информатики МОУ СОШ №13 им. Р.А. Наумова гог Буй Костромской обл.
Почему купол неба нам кажется днем голубым?
Вопрос №7
Можно ли днем увидеть на небе звезды?