Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение

Автор: Шустова Людмила Филипповна

Организация: МБОУ «Верх-Рождественская ООШ»

Населенный пункт: село Верх-Рождество, Частинский район, Пермский край

Сценарий урока № 31   по теме  

«Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение».

Учитель - Шустова Людмила Филипповна

Предмет – Астрономия.

Тема - «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение».

Продолжительность занятия- 45 минут.

Класс - 11.  Учебник - Чаругин В. М. Астрономия 10—11 классы. Учебное пособие для общеобразовательных организаций. Базовый уровень. Просвещение -2018

Образовательное учреждение - Пермский край, Частинский район, село Ножовка, Муниципальное общеобразовательное учреждение «Ножовская  средняя общеобразовательная школа».

Авторский медиапродукт  -  презентация «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение» 15 слайдов (среда POWER POINT)., сценарий урока  «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение».

 

Тип урока:  урок изучения и первичного закрепления новых знаний  с использованием  интерактивной технологии коллективной и индивидуальной мыследеятельности К.Я. Вазиной. 

Оборудование: интерактивная доска, компьютер, презентация, эволюционные схемы, колекция ЦОР, фрагменты видеоуроков: У Вселенной было начало. Видеоурок «NICA — Вселенная в лаборатории»; Реликтовое излучение.

 

План урока

Во всем мне хочется дойти до самой сути. 
 Б. Пастернак

 

Части - блоки урока (краткое содержание деятельности учителя и учащихся)	Временная реализация
1.Организационный момент: Эмоциональный настрой.	2 минуты
2.Организация целевого пространства. Мотивация к деятельности. Актуализация знаний.	10 минут
3.Организация поискового пространства. Работа в 3 группах. Изучение нового материала по 3 темам в группах: «Модель горячей Вселенной.  Реликтовое  излучение. Теория Большого взрыва».  Отчёт групп  в разных формах  (Таблица. Кластер. Опорный конспект ).	20 минут
4.Организация рефлексивного пространства. Составление таблицы или общего кластера по теме «Модель горячей Вселенной и реликтовое излучение». Этап «Рефлексия».	10 минут
5.Итоги урока.	3 минуты

 

Цели  урока: 

Цель: сформировать целостное представление  об образовании гелия во Вселенной и её модели, объяснить причины возникновения реликтового излучения  как доказательства теории Большого взрыва.

 Образовательная цель: обеспечить усвоение темы через осмысление ранее полученных знаний и учебно-исследовательскую деятельность учащихся, основываясь на этапах научного познания. Организовать познавательную деятельность, которая предполагает использование  научных наблюдений.

Развивающая:  формировать УУД: совершенствовать интеллектуальные способности, мыслительные и исследовательские умения учащихся при работе с различными источниками информации и практическими  заданиями, коммуникативные свойства речи, развивать познавательное творчество, собственную оценочную позицию. Развивать умение наблюдать и анализировать явления, а также познавательный интерес при постановке учебной проблемы.

Воспитательная – 1.Формировать материалистическое мировоззрение.

2. Содействовать профориентации учащихся – выбору   будущей профессии. 

3. Укреплять сотрудничество и общение  в малых группах, уважительное отношение к мнению оппонента.

Межпредметные связи: физика (спектральный анализ, термоядерный синтез, скорость света, элементарные частицы); обществоведение (материальность мира и его познаваемость, основные формы существования материи, движение материи, пространство и время); биология (познание сущности жизни на клеточном и молекулярном уровнях).

 Формы организации учебной деятельности: фронтальная, групповая, индивидуальная. 

Методы обучения: репродуктивный, наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, исследовательский.

Оборудование: интерактивная доска, компьютер, презентация, эволюционные схемы, колекция ЦОР, фрагменты видеоуроков: У Вселенной было начало. Видеоурок «NICA — Вселенная в лаборатории»; Реликтовое излучение.

Ход урока

1.Организационный этап. Психологический настрой.(2 мин)

        Задача. Создать  эмоциональный  настрой учащихся.  

• Учитель.- Доброе утро! Я рада вас приветствовать на уроке астрономии. Желаю вам новых открытий  и  хорошей  работоспособности. Начнем урок  с  проверки знаний   и выявления проблемы.      

 Мы продолжим учиться:

• Проводить наблюдения по научным фотографиям и астрономическим картам
• Обобщать результаты наблюдений
• Выдвигать гипотезу
• Проверять гипотезу – проводить  исследование научных теорий.

 2. Целевое пространство. Мотивация учащихся. Постановка задач в группе и индивидуальных. Актуализация знаний.      (10 мин).    

Тестовое задание. 

1. Раздел астрономии, занимающийся изучением строения Вселенной и процессов,

происходящих в ней, называется:

а) космогонией б) космологией в) космонавтикой г) астрофизикой

2. Соотнесите термины, указанные буквами и определения, указанные цифрами:

а) Вселенная б) Метагалактика в) Галактика г) Звездная система; 

1) Самая большая наблюдаемая, нестационарная, постоянно эволюционирующая,

расширяющаяся система, не имеющая центра расширения

2) Материальная система, безграничная в пространстве и развивающаяся во времени

3) Вращающаяся система, имеющая в центре мощный источник нетеплового излучения

(не связанный с нагретым газом)

4) Вращающаяся система, имеющая в центре мощный источник теплового излучения

3. Выберите главные космологические признаки Вселенной:

а) анизотропность б) изотропность в) неоднородность г) однородность

д) сингулярность

Ключ к тесту: 1. б) 2. а – 2), б – 1), в – 3), г – 4) 3. б), г)

 

Выясняем тему урока. Выявление и анализ проблемы.  Гипотезы. Проверим исследованием.

 -  Вспомним, что по современным представлениям, на ранней стадии развития звезда в основном состоит из водорода. Температура внутри звезды столь велика, что в ней протекают реакции слияния ядер водорода с образованием гелия – термоядерные реакции.

Существует гипотеза, что около 30% по массе наблюдаемого во Вселенной гелия образовалось в недрах звёзд.

Проверьте это предположение. (Работа с учебником Стр.132)

В термоядерных реакциях синтеза гелия из водорода в недрах Солнца каждую секунду выделяется 4 · 10²⁶ Дж энергии. При образовании одного ядра гелия выделяется энергия ΔЕ = 4,8 · 10^–12 Дж. Поэтому каждую секунду в Солнце образуется 10³⁸ ядер атомов гелия, или 6, · 10¹¹ кг гелия. Полагая, что возраст Галактики близок к возрасту Вселенной: 1,3 · 10¹⁰ лет = 3,9 · 10¹⁷ с, легко подсчитать массу гелия, которая могла бы образоваться во всех звёздах (10¹¹ звёзд) за этот промежуток времени: 6,7 · 10¹¹ кг/с · 10¹¹ · 3,9 · 10¹⁷ с = 2,6 · 10⁴⁰ кг.

Вывод: Это составляет 13% от всей массы Галактики (масс всех звёзд Галактики 2 · 10⁴¹ кг), что существенно меньше наблюдаемой массы гелия.

       Исходя из этого в 1946 году астрофизик Георгий Гамов, американский физик российского происхождения (учился вместе с А.Фридманом) и его коллеги разработали физическую теорию начального этапа расширения Вселенной, объясняющую наличие в ней химических элементов синтезом при очень высоких температуре и давлении. Начало расширения по теории Гамова назвали «Большим Взрывом». Соавторами Гамова были Р. Альфер и Г. Бете, поэтому иногда эту теорию называют «α, β, γ-теория» или модель горячей Вселенной.

     Модель «горячей Вселенной» - космологическая модель, в которой эволюция Вселенной начинается с состояния плотной горячей плазмы, состоящей из элементарных частиц, и протекает при дальнейшем  адиабатическом космологическом расширении, иначе теория Большого взрыва.

3. Поисковое пространство. Работа в 3 группах.  (10 минут). Изучение нового материала по 3 темам в группах: «Модель горячей Вселенной.  Реликтовое  излучение. Теория Большого взрыва».   Параграф 36 учебника. Возможен поиск информации в интернете. Проблема:  как можно обосновать откуда взялось реликтовое излучение в современной Вселенной, если Вселенная существует много миллиардов лет?   (либо проблема, выдвинутая группами).

 Отчёт групп  в разных формах  (Таблица. Кластер. Опорный конспект).  (Уровни  - базовый, повышенный и высокий). – 10 мин.  

Вывод  (делают ученики). Как показали наблюдения, это излучение не связано ни с одним из известных небесных тел или их систем. Оно равномерно заполняет видимую Вселенную, т. е. ха­рактеризует горячее и сверхплотное состояние вещества в начале расширения. Поэтому это излучение получило название реликтового излучения, т. е. оставшегося от ранних этапов эволюции Вселенной.

Первичное закрепление  ( 5 мин).  

ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ:

1.Возраст Вселенной 13,5 млрд лет. Сейчас мы наблюдаем в са­мые мощные телескопы первые галактики, от которых свет идёт почти 12,5 млрд лет, так что они излучили свет, когда возраст Вселенной был всего около миллиарда лет. Как вы думаете, на­растив мощь телескопов, сможем ли мы увидеть начало Вселен­ной или хотя бы первые часы?

2.Как вы думаете, до каких глубин ранней Вселенной мы мо­жем экстраполировать наши знания, хотя общая теория относи­тельности, на которой основана современная космология, при­менима до нулевых размеров Вселенной?

3.Как вы думаете, что было до того, как возникла Вселенная, которую мы наблюдаем?

4. Рефлексия  (5 мин).    

     Какой продукт мы получили на уроке – новое знание в системе знаний?

    (понятие «горячая Вселенная»; крупномасштабную структуру Вселенной; космологические модели Вселенной.  Связь средней плотности  материи с законом расширения и геометрией Вселенной;  радиус и  возраст Вселенной).

Уровни усвоения

Базовый	Повышенный	Высокий
1. 2. 3	1.  2. 3	1. 2. 3

 

-  Оцените свои итоги работы на уроке, дополняя предложения: 
1.Мне удалось … 
2.Меня удивило … 
3.Мне понравилось … 
4.Я порадовался за … 
5.Я могу похвалить себя за … 
6.Мне было бы интересно ещё узнать… 

 

1. Итоги урока  (3 мин).  

     Мы формулировали следующую проблему: как можно обосновать откуда взялось реликтовое излучение в современной Вселенной, если Вселенная существует много миллиардов лет?   

Нашли ли мы ответ на вопрос? Гипотеза подтвердилась?

  Я рада, что вы узнали много интересного о нашей Вселенной.  Я благодарю вас за урок. Желаю удачи на следующих уроках. До свидания!

 

Задание  на дом:  п. 36. По желанию можно написать реферат по изученной теме.

Вопросы. 1. Объясните, почему современная модель расширяющейся Вселенной названа моделью горячей Вселен­ной.

2. Что такое реликтовое излучение?

3. Полагая, что радиус Вселенной возрастает в зависимости от вре­мени, оцените, когда во Вселенной стали образовываться галактики (время, когда галактики касались друг друга).

1. file0.doc.. 77,5 КБ

Опубликовано: 27.01.2020